重力铸造重力铸造传统的浇注模式是人工勺取铝液浇注,温度高,搬运强度大,尤其是大铸件需要两次勺取铝液浇注。该模式会因为操作工受体能的限制,造成浇注工艺稳定性差,铸造产品质量时有波动。不但人力吃不消,质量也受影响。而使用工业机器人浇注,由机器人浇注管理软件自动控制机器人按设定的铸造工艺进行,产品重复性一致,大大提高了产品质量,解放了劳动力。
根据铸件特性,工业机器人重力浇注自动化单元有多种布局格式。
(1)圆周式 合适于产品规格多、铸造简单、产品较小的铸件,每台重力机可以铸造不同规格的产品,工艺节拍可以是多样性,一人可操作两台重力机,因限制条件少,是目前最为常用的模式(2)对称式 适合于产品结构较为复杂、需有砂芯配合铸造、浇注工艺复杂的铸件。根据铸件大小规格,小铸件采用小倾斜式重力机,浇注口均在工业机器人圆周轨迹内,工业机器人也不移动。对于大铸件,因相应倾斜式重力机较大,工业机器人需配有移动轴方可浇注。
(3)并排式 圆周式、对称式的缺点是砂芯上件及铸件下件物流是单工位的,较为分散,而采用重力机并排式就解决了该问题。根据铸件大小、工艺节拍来布设重力机台数,设计工业机器人是否需要移动。并可配置上辅助抓手来完成砂芯放置、铸件下件的工作,实现更高程度的自动化圆周式 该模式的出铸件速度相较于前几个模式更为高效,重力机在平台上旋转,有浇注工位、冷却工位、下件工位等,多台重力机在不同工位同时运行。浇注机器人在浇注工位不断取铝液浇注,取件机器人同步在下件(也可用人工,但因效率高,工作强度太大)。如图5所示,这种模式只适合产品类似、批量大、节拍一致的铸件同时生产。
低压铸造相较于重力铸造机,低压铸造机更具智能化、自动化,人工只需做辅助工作即可。但对于高自动化的管理模式,在铸造过程中,人工可以一人监管一条线,只起巡逻检查的作用,因此引出了低压铸造无人化单元,工业机器人完成全部辅助工作。应用模式有以下两种方式:
(1)对于产品规格多、铸造简单、批量大的铸件,可以由一台工业机器人管理两台低压铸造机,工业机器人完成产品取件、放过滤网、打钢号、去飞翅等全部工作,实现了无人化铸造。因空间布局不同,工业机器人可以采用倒挂式(2)对于产品规格单一、需有人工放置砂芯配合、批量大的铸件,工业机器人直接从低压机上取件后,进行冷却或放置到钻孔专机及后续工序的转序。
(3)对于需配合砂芯铸造的,如果砂芯结构简单、砂芯单一,还可以用工业机器人增加取放砂芯的功能(见图8)。人工放置砂芯需进入模腔,而模具内温度很高, 部分砂芯重量大,需要多个人协助才能完成,操作时间过长又会使模具温度下降,影响铸造质量。因此,用工业机器人取代取放砂芯很有必要。