铸造砂芯柔性生产线自动上下料机器人系统集成

在昆山客户的实型铸造芯模制造厂内，大批量生产铸造气缸体曲轴箱用的砂芯。铸造生产工作环境差，工人劳动强度大。因此客户希望对这些砂芯进行涂层及输送，寻找一种自动化解决方案。

一、兰生公司与机器人制造商所指定的集成商合作的解决方案

兰生公司与机器人制造商所指定的集成商合作针对客户的要求，采用选择了两台库卡重载型机器人KR500。它们担任传送砂芯的工作，从而替代了至今为止所采用的人工传送方式。考虑到人工传送时，人是否触及怎样抓取砂芯，以及在运动时砂芯的运动方式。

也就是说，当砂芯被移动到高处或加速力过大时，它是否会在某特定抓力作用下滑脱或碎裂。重达260kg、最高为1135mm的砂芯由输送装置从熔炉传送到第一台机器人的抓取位置。所以要通过一个光栅，KR500得到信号：出现一个砂芯。机器人可用激光测定砂芯的确切位置。然后，机器人用万用卡紧式夹持器夹起砂芯，并将其浸到水洗池中一个规定的深度。这样就可以避免熔化的金属进入砂芯，从而防止产品金属化。可以通过人工更换夹爪的方式将机器人上的终端效应器改装为适用于四个砂芯组。

浸入水洗池后，KR500重新取出砂芯并将其递送到干燥炉的平板运输机上。之前，机器人转动砂芯以甩干残留的液体。那些只需要在某个特定部位进行喷涂的砂芯类型，机器人会使用喷枪对其进行喷涂。砂芯将随着输送带通过一个170°C高温的干燥炉及一个冷却区。然后，第二台机器人会用它三个工具中的一个抓取该砂芯并将其堆垛起来。对于最普通的砂芯，工厂使用一种所谓的“Liftboy”，它从各个砂芯的顶部开口处被放下，然后用压缩空气使其膨胀。这台机器人也首先通过激光束找到开口的位置。其他的砂芯装配有吊耳，这样KR500就可以用其他的夹持器抓住吊耳。第三个终端效应器是一种平板夹持器，它可以将砂芯夹紧在夹块之间。

二、铸造砂芯柔性生产线自动上下料机器人系统集成

（一）、选用的机器人：德国KUKAKR500工业机器人。

（二）、机器人的周边设备：

1、两个以PC为基础的库卡机器人控制系统，包括带熟悉的视窗操作界面的控制面板

2、设计建造并提供夹持器

3、设计建造并提供工件更换台

4、存放安全托架的仓库，安全托架是一种用来保持砂芯间距离间隔块

5、适用于20种砂芯类型的浸水、注水及堆垛程序

6、机器人编程

7、保护装置

8、三维模拟设备

9、控制器

10、电气柜

11、安全围栏及安全门

三、项目成效

1、灵活性高有了六轴及由此带来的活动自由性作为基础，库卡机器人具有极高的灵活性，而这一点正是得到该订单的决定性因素。

2、节拍时间短从抓取到放下砂芯的整个循环时间由产品类型决定，但是都在两到三分钟之内。由此，机器人可以毫无问题的遵守连续式干燥炉控制系统所规定的周期时间。

3、更大经济效益在利用率为普通的情况下，该设备的回报周期为三年。该设备的经济效益建立在不断提升的生产力基础上。除此之外，其他解决方案需要消耗的能源为该机器人设备的十倍。其他重要的经济因素还有：人工费用降低，机器人和它的外部设备利用率达到大约98%。

4、质量提高与人工传送相比，自动传送的质量提高非常显著，而且也更加稳定。