铸件清理机器人: 改变传统铸造工业

机器人技术已经走过了几十年的发展历程，并且已广泛应用于焊接和自动化机械操作等工艺流程中。如今在铸铁和铸铝制造领域中，工业机器人也有涉足，在浇注、脱模和工件搬运方面都有应用。本文可以作为了解清理机器人技术的入门指南，看它是如何成功地应用于铸造工业中的。

铸件清理机器人单元

当融熔金属注入配好模的砂箱里时，会在分模线上留有一些残余材料，清理流程就是要把这些多余的材料去除掉，简单来说铸件清理就是清除分模线上的多余材料的过程，机器人在这里可以作为定位工装的自动化设备。要完成这一工序，工人必须工作在缺乏安全和健康保证的环境下，并且必须保持操作的一致性和精准性。因此，清理是铸造工艺流程的重要一环，但是却容易被很多铸造企业所忽略。

在很多情况下，清理工人的工作环境没有足够的照明，缺少安全、卫生防护措施，也没有合适的专用工具和器械。这种情况必须引起足够的重视并尽早改变，如果清理工作本身变得简单轻松了，那么不仅清理工人的安全和健康有了保障，产品的产量和质量也会有所提升。

在大多数的铸造车间里，清理都是最后一步流程，清理过后的工件会被直接送至机加车间进行加工。铸件的形状越复杂，清理工人所使用的工具也会越多样。而工人的工作环境也充满了各种危险，比如烟雾、粉尘等等。因此，工业机器人的选择和部署必须仔细考虑这一特定的条件，以确保机械长时间运转的可靠性。

高负荷机器人系统

机器人自动化就是利用工业机器人来自动完成一些标准化、重复性的制造流程或任务。自动化生产过程会为铸造制造商带来多种益处，比如提高生产率和工作环境安全性。铸铁件通常具有较复杂的外形特征。因此，引入自动化机器人可以实现高精度、高质量生产。

铸件清理机器人可以说是一项革命性的新技术，它的出现将使整个行业呈现上升趋势。自动化机器人能够带来更多更大的益处，包括将生产力提高了8倍，符合国际标准的高质量铸件产品，以及安全的工作环境，这些都超出了客户的期望。

Grind Master铸件清理机器人系统可以完成的工艺包括：浇冒口切割、分模线磨削、毛刺飞边的去除、不可见区域的铣削和打孔。该机器人能够解决很多清理工艺的关键问题，比如：形状复杂重型工件的有效管理，工作环境危险源的减少，重切削，多种形状工件的手动和自动装载，使用交换托盘实现工件的自动卸载，自动化刀具库，自动加工路径修正，自动除尘系统等等。该系统攻克的难题具体来说包括以下几个方面：

◆ 零件的轻型优化

轻型化要求的不断升级，促进了铸件的优化设计，而缺乏一致性的清理工艺会在工件表面不可避免得留下划痕或凹痕。这些痕迹会加速零件的疲劳失效，因此清理工艺的一致性对铸造工艺而言至关重要，并且对产品的美观也有很大影响。

◆ 生产批量的多元性

现在中小批量的铸件订单越来越普遍了，产量要求大概为100件每天，自动化生产系统的弹性是非常高的，正好可以满足小批量，多元化零件的快速生产需求。自动化生产系统应能够满足不同种类工件的生产需求，并且具有快速设置、维修维护简单、易于编程的特点。

◆ 零件的多元化

清理过程是在铸件上进行的，铸造过程决定了每个工件都存在局部差异，这些局部差异对清理自动化的实现提出了不小的挑战，从工件的固定和装夹，到清理过程中施加的力的均匀性，都要能够根据这种差异性做小的调整。

◆ 铸件清理机器人——刀具的选择

要完成既定的加工任务，清理机器人的刀具系统必须是一个多元的刀具组合。通过一个集成的专业的数据系统来智能地为特定的加工程序选择合适的刀具。刀具的选择至关重要，这是因为系统的过程可靠性、加工周期和生产成本都会受到所选刀具类型的影响。据观察在某些情况下，选择对了刀具，加工周期和成本可以降低约90%。清理机器人中最常用的刀具为金刚石砂轮片，它可以用于切割和磨削。

◆ 铸件清理机器人——品质的提升

清理机器人使铸件清理工艺的一致性和完整性有了很大进步。手动清理操作生产出的铸件产品，可以说每一天都存在着差异，即使所有的产品都出自同一个清理工人之手，这样的差异也不可避免。更不用说在多个工人处理同一个工件的情况下，很可能导致废品率居高不下。手动操作切削刀具很容易在工件的功能表面留下划痕和凹痕，这是铸件报废的主要原因。

◆ 经济成本的可行性

使用机器人自动化系统会产生各种相关费用，在做成本计算时必须从长远利益出发仔细权衡，比如维护成本（年度维护、备件等）、能源成本、耗材成本（使用客户定制化刀具可以显著节约成本），改造成本、重新编程成本、劳动力成本（包括工人未来的工资涨幅）。在计算清理机器人的投资回报率时，还要考虑到产品质量的显著提升，废品率大幅降低，以及去除掉返工/检查站所带来的收益。明智地选择清理机器人的应用场合，能够确保在两年内获得投资回报。

注意事项

大多数铸件制造商都会在清理工艺环节安排大量的手动操作工人。为了将自动化清理机器人成功应用于这一工艺环节，需要考虑以下关键步骤:

◆ 自动化部署必须做长远计划

清理自动化系统将经历学习、运行、水平部署阶段，管理人员必须对此做长期计划。

◆ 清理机器人公司的可靠的合作伙伴

去毛刺飞边和磨削的相关工艺知识数据库是清理机器人成功运行的关键因素，清理机器人更像是一种机床，而不单单是一个自动化系统。有如此背景的机床制造商能够成为清理机器人公司的可靠的合作伙伴。

◆ 成功实施

第一个应用案例的成功实施，对清理机器人研发团队的信心建立至关重要。

结论

清理机器人无疑会成为铸造行业的一项革命性技术。它带来的主要益处包括：铸件一致性和质量的提高、生产效率的提升、铸造工作环境的健康和安全性的改善。只要在一些注意事项上多加留意，清理机器人就能成功应用于大多数的铸造车间。在不久的将来，清理机器人有望席卷整个铸造行业，为铸造工艺的方法论和实践，尤其是清理方面技术进步，建立新的基准和标杆。