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前言

       隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)智能已經(jīng)成為制造業(yè)的全新主題。中國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)依靠粗獷式的，廉價(jià)勞動(dòng)力的生產(chǎn)發(fā)展模式，正面臨困境和經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革。

       以鑄造業(yè)下游領(lǐng)域鑄件的清理打磨行業(yè)為例，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)廠商還采用傳統(tǒng)的人工打磨方式。這種方式打磨效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)境污染程度高，zui重要的打磨工人的身體健康問(wèn)題在行業(yè)內(nèi)廣泛存在。

要想改變這種狀況，首先必須要提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化水平，這也是講究社會(huì)責(zé)任的企業(yè)家們的追求。近日，在某發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)就實(shí)現(xiàn)了從中國(guó)制造向中國(guó)智造轉(zhuǎn)變的又一次重大突破。

某國(guó)有發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司，始建于上個(gè)世紀(jì)50年代，是我國(guó)zui早的專業(yè)生產(chǎn)重型高速柴油機(jī)的大型骨干企業(yè)和國(guó)家*。作為技術(shù)性要求*的大型工業(yè)企業(yè)，想要尋求新的發(fā)展，引進(jìn)前沿的*已經(jīng)是一種必然的需求。

在該企業(yè)柴油機(jī)缸體打磨這一領(lǐng)域，如何實(shí)現(xiàn)去人工化的自動(dòng)打磨，一直以來(lái)都是困擾這家大型發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)的難題。正是在這種背景下，譽(yù)洋的工作人員到企業(yè)實(shí)地調(diào)查，進(jìn)行多次溝通后，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體自動(dòng)化打磨項(xiàng)目得以成功實(shí)施。

缸體的自動(dòng)化打磨難在何處

1

 

鑄件本身的鑄造影響因素。由于鑄件剛剛出產(chǎn)的時(shí)候都是毛坯件，存在很大的不確定性。比如：鑄件的收縮偏差，鑄件漲箱，鐵水的澆注溫度，砂箱錯(cuò)位，砂芯的殘缺，砂箱夯實(shí)程度等都能影響工件的鑄造偏差，可能會(huì)導(dǎo)致鑄件的毛刺陡增，上下偏離，飛邊加厚、錯(cuò)邊等等。這些鑄造偏差很大程度上影響了自動(dòng)化打磨中的定位精度和重復(fù)定位精度。

2

 

其次，非標(biāo)準(zhǔn)件因素。由于每個(gè)工件偏差的不同，在加工過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)切，或者不能有效切除冒口和飛邊的殘余量等問(wèn)題，都會(huì)對(duì)缸體的打磨質(zhì)量產(chǎn)生*的影響，也會(huì)使夾具設(shè)計(jì)出現(xiàn)困難，還可能影響到機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，從而導(dǎo)致原來(lái)行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的打磨失準(zhǔn)的情況。

3

 

檢測(cè)校對(duì)因素。鑄件的物理表面比較粗糙，因而經(jīng)常會(huì)使激光測(cè)量、激光檢測(cè)出現(xiàn)很大的偏差，即使是補(bǔ)償計(jì)算也有很大的誤差，這就給缸體的測(cè)量和定位帶來(lái)困難。

綜上，缸體的自動(dòng)化打磨，很多企業(yè)一直走在技術(shù)探索的路上，一直沒(méi)有重大突破。

自主研發(fā)，突破行業(yè)技術(shù)難點(diǎn)

在接手這家發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)的缸體自動(dòng)化打磨項(xiàng)目后，譽(yù)洋專門抽調(diào)了曾經(jīng)參與過(guò)國(guó)家重大自動(dòng)化技術(shù)項(xiàng)目的專家參與研發(fā)，充分考慮到了上述的行業(yè)技術(shù)難點(diǎn)，客服了種種困難，終于攻克了這一行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。

     負(fù)責(zé)此項(xiàng)目的研發(fā)工程師表示，項(xiàng)目組首先通過(guò)試驗(yàn)改進(jìn)了鑄件裝夾的修正偏差，同時(shí)找到了卓有成效的補(bǔ)償措施。在該自動(dòng)化打磨項(xiàng)目中，重新比較和計(jì)算了各部實(shí)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)劣。在選取測(cè)量點(diǎn)時(shí)，充分考慮了缸體的變異點(diǎn)，缸體的切磨路徑以及對(duì)能影響加工質(zhì)量的點(diǎn)線面進(jìn)行了測(cè)量選取。

      在夾持缸體時(shí)，選取了缸筒為夾持點(diǎn)，同時(shí)選取下缸體某些穩(wěn)定點(diǎn)做定位點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試后確定。這樣，不論是采用比例算法還是微分?jǐn)?shù)法都比較容易實(shí)現(xiàn)檢測(cè)上的。

項(xiàng)目組還專門開發(fā)了系統(tǒng)程序來(lái)控制補(bǔ)償措施。實(shí)施中通過(guò)激光對(duì)缸體測(cè)量后，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給控制系統(tǒng)。同時(shí)應(yīng)用了譽(yù)洋為該項(xiàng)目專門開發(fā)的軟件和模塊進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，從而生成補(bǔ)償程序，以此引導(dǎo)機(jī)器人對(duì)缸體進(jìn)行切割打磨。

其次，項(xiàng)目組對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了重新規(guī)劃。譽(yù)洋與KUKA、西門子等公司有著密切合作，在研發(fā)和實(shí)踐中，用執(zhí)行軟件柔和的實(shí)現(xiàn)了三維仿真，解決了離線編程的各種可能。譽(yù)洋開發(fā)的計(jì)算軟件可修補(bǔ)和補(bǔ)償機(jī)器人的規(guī)劃路徑，使得仿真效果接近真實(shí)的加工軌跡，再應(yīng)用機(jī)器人的仿真軟件進(jìn)行校準(zhǔn)，重新規(guī)劃，讓軌跡規(guī)劃更真實(shí)，效率更高。

zui后，打磨產(chǎn)品的選擇考量比較合理。行業(yè)內(nèi)的人士都知道，鑄件的大小，質(zhì)量，結(jié)構(gòu)等千差萬(wàn)別。針對(duì)不同類別的鑄件，譽(yù)洋早在2015年就成功研發(fā)出了智能設(shè)備和智能機(jī)器人兩大類打磨產(chǎn)品。可以說(shuō)，應(yīng)對(duì)不同類別的鑄件，都可以得心應(yīng)手。

該項(xiàng)目實(shí)踐當(dāng)中，譽(yù)洋是如何選擇打磨產(chǎn)品的呢？

考慮到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一致性差，對(duì)打磨的要求更為精細(xì)，要求其更為靈活，而且發(fā)動(dòng)機(jī)屬于中大型鑄件，需要更大的作業(yè)空間，更適合用機(jī)器人來(lái)進(jìn)行打磨。（如下圖）

在此汽車缸體自動(dòng)化打磨項(xiàng)目中，選用的機(jī)器人是GDT210，工程師提供了這款機(jī)器人的特點(diǎn)列表。

缸體/缸蓋打磨專家 

加工工件重量zui高達(dá)400公斤

可選配雙機(jī)器人同時(shí)作業(yè)，事半功倍

剛?cè)岵?jì) 離線編程

精良的夾具設(shè)計(jì)

30分鐘完成夾具和*的更換 

離線編程 不停工  

精巧靈活 柔性十足——雙工位工作臺(tái)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

集工件裝載、卸載為一體

減少上下料時(shí)間

更換托盤=更換夾具

定位 * —— 激光測(cè)量系統(tǒng)

武器精良——12工位傘形刀庫(kù)

機(jī)器人自動(dòng)選擇磨輪和*

外部更換磨輪和* 簡(jiǎn)單方便 

磨損預(yù)警功能

金剛石材質(zhì)

環(huán)保  ——自動(dòng)排屑系統(tǒng) [選配]

自動(dòng)收集鐵屑， 無(wú)需人工清理 

媲美歐美*技術(shù)，價(jià)格僅僅是其二分之一

中國(guó)的制造行業(yè)整體產(chǎn)能過(guò)剩，企業(yè)的利潤(rùn)與生產(chǎn)成本的控制密不可分。譽(yù)洋在自主研發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)取得行業(yè)重大突破的同時(shí)，更進(jìn)一步為企業(yè)考慮到了成本問(wèn)題。

在該項(xiàng)目中，譽(yù)洋采用的是專門為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體設(shè)計(jì)的打磨機(jī)器人，*實(shí)現(xiàn)了人工替代。在核心技術(shù)方面，激光測(cè)量系統(tǒng)，雙工位工作臺(tái)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，刀庫(kù)設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)，機(jī)器人仿真規(guī)劃等高難度技術(shù)應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方案超越了歐美同類產(chǎn)品。zui重要的，譽(yù)洋智能化打磨產(chǎn)品的價(jià)格只是國(guó)外同類產(chǎn)品的二分之一。

這家國(guó)有大型汽車鑄造廠商，將會(huì)更進(jìn)一步的與譽(yù)洋展開合作，在該缸體自動(dòng)化打磨項(xiàng)目成功實(shí)施的基礎(chǔ)上，*實(shí)現(xiàn)汽車相關(guān)鑄件打磨的全線自動(dòng)化、智能化。

省錢、，這是所有智能科技產(chǎn)品為行業(yè)發(fā)展帶來(lái)的福音，譽(yù)洋的智能打磨機(jī)器人同樣如此。譽(yù)洋工業(yè)智能?汽車缸體自動(dòng)化打磨項(xiàng)目的成功交付，意味著機(jī)器人在鑄件清理打磨領(lǐng)域開啟了新的篇章，也是自主創(chuàng)新理念在鑄件清理打磨領(lǐng)域的一次騰飛。