砂型鑄造是將熔煉金屬注入砂型中生產(chǎn)鑄件的方法，具有材料易得、生產(chǎn)周期短等特點，廣泛應(yīng)用于汽車、新能源等行業(yè)復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。由于砂型鑄造工藝復(fù)雜、作業(yè)強度大、生產(chǎn)標準高，許多企業(yè)也開始進行自動化改造，并引入3D視覺提升產(chǎn)線智能化、柔性化水平。
某頭部汽車零配件廠發(fā)動機缸體鑄造車間引入梅卡曼德3D視覺方案后，實現(xiàn)砂型鑄造過程中砂芯浸涂、鉆孔、組芯等工藝自動化，大幅提升企業(yè)鑄件生產(chǎn)效率及質(zhì)量。
工藝及改造原因
01?工藝介紹
砂芯在砂型鑄造中主要用來形成鑄件內(nèi)腔。制作過程較為復(fù)雜，涉及了制芯、浸涂、鉆孔、組芯等工藝。
· 制芯：將原砂、粘結(jié)劑按照一定比例混合，注入砂箱形成砂芯。
· 浸涂：在砂芯表面涂料，以提高砂芯耐火度、降低鑄件表面粗糙度、防止鑄件產(chǎn)生缺陷。
·?鉆孔：使砂芯排氣通暢，避免高溫金屬液注入砂芯時形成入侵氣孔，影響鑄件質(zhì)量。
·?組芯：將砂芯依照裝配特征高精度組裝，形成完整且精密的鑄件內(nèi)腔。
02?改造原因
浸涂環(huán)節(jié)：人工涂覆（圖片來源自網(wǎng)絡(luò)）
現(xiàn)場有三種砂芯：機體芯、上蓋芯，下蓋芯，每種砂芯包含十數(shù)種型號。在浸涂工位，需將砂芯從輸送線搬運至浸涂池進行浸涂處理，涂料風(fēng)干后，由輸送線運送至鉆孔工位鉆孔，而后轉(zhuǎn)運至下料臺。同時，需將上蓋芯和下蓋芯精準對位組裝。客戶生產(chǎn)過程存在以下痛點，決定對產(chǎn)線進行自動化改造：
砂芯來料
·?人工涂覆效率低，易出現(xiàn)滴痕、刷痕等缺陷。傳統(tǒng)機械設(shè)備難以對砂芯精準定位，造成涂料覆蓋不均。
·?人工鉆孔一致性差，傳統(tǒng)機械設(shè)備鉆孔精度低。易出現(xiàn)錯扎、漏扎等情況，影響砂芯氣密性，導(dǎo)致鑄件成品出現(xiàn)氣孔缺陷。
·?砂芯組芯精度要求高，人工或傳統(tǒng)機械設(shè)備裝配精度難以滿足客戶生產(chǎn)需求。
·?砂芯尺寸大（可達1152×464×227mm），自重大（可達200kg），人工搬運強度大，存在危險性。
·?受鑄件自重大、高溫、粉塵、煙氣等因素影響，人工作業(yè)效率不穩(wěn)定且存在健康風(fēng)險。
01?解決方案
以上為項目現(xiàn)場圖片
3D相機選型及安裝方式：Mech-Eye PRO S，臂載式安裝。
通訊方式：3D視覺系統(tǒng)與機器人直接通信，通訊協(xié)議為TCP/IP。
來料方式：2-4個砂芯為一組，由托盤運輸?shù)轿弧?/span>
工作流程：
·?輸送線通過托盤輸送機體芯/上蓋芯/下蓋芯至指定位置；3D相機拍照，3D視覺系統(tǒng)獲取待抓取砂芯位姿信息及型號；3D視覺系統(tǒng)將砂芯型號發(fā)送給機器人，機器人切換相應(yīng)夾具。
·?3D視覺系統(tǒng)引導(dǎo)機器人抓取砂芯進行浸涂處理（砂芯浸涂工位）。
·?3D視覺系統(tǒng)引導(dǎo)機器人鉆孔、抓取上蓋芯安裝于下蓋芯（砂芯鉆孔、組芯工位）。
·?3D視覺系統(tǒng)引導(dǎo)機器人抓取砂芯放置于下料臺（砂芯下料工位）。
02?方案優(yōu)勢
高性能3D視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)高效、高質(zhì)量生產(chǎn)
從上至下依次為機體芯、上蓋芯、下蓋芯
·?現(xiàn)場選用了Mech-Eye PRO S高精度結(jié)構(gòu)光工業(yè)3D相機。Mech-Eye PRO S能夠輕松應(yīng)對現(xiàn)場不同工位、不同時段的環(huán)境光干擾，對表面凹凸不平、帶有字符&特征孔的各類砂芯生成高質(zhì)量點云數(shù)據(jù)。
·?Mech-Eye PRO S臂載式安裝，視野更靈活，輕松覆蓋到位不一致的砂芯。成像速度快，實現(xiàn)砂芯抓取位姿的快速反饋。
·?3D視覺系統(tǒng)精準定位上下蓋芯，引導(dǎo)機器人依照砂芯復(fù)雜裝配特征完成高精度組芯工藝。
先進AI技術(shù)，助力客戶產(chǎn)線穩(wěn)定運行
精準抓取
·?現(xiàn)場布局緊湊，集成了機器人、輸送線、浸涂池等各類工業(yè)設(shè)備。自研機器人運動路徑規(guī)劃技術(shù)，結(jié)合運動仿真+碰撞檢測，輕松應(yīng)對現(xiàn)場復(fù)雜工況，高效聯(lián)動各個工藝流程。
·?3D視覺系統(tǒng)準確識別砂芯尺寸，提前調(diào)節(jié)夾具行程，保證均勻浸涂、精準鉆孔及對位組裝。
·?可根據(jù)訂單需求處理現(xiàn)場數(shù)十種砂芯，同時支持新增產(chǎn)品的快速導(dǎo)入。
生產(chǎn)效率大幅提升，鑄件質(zhì)量有保證
砂芯裝配成品
·?通過AI+3D視覺+工業(yè)機器人解決方案，將勞動密集型作業(yè)轉(zhuǎn)化為高度自動化作業(yè)，整條砂芯生產(chǎn)線效率提升至原來的2倍。
·?通過3D視覺技術(shù)實現(xiàn)砂芯高精度定位，無需頻繁切換定位工裝，提升產(chǎn)線柔性。
·?砂芯表面涂料覆蓋均勻、氣孔準確且具有一致性、對位組裝更為精準，保證復(fù)雜鑄件精度滿足客戶出廠需求。
梅卡曼德通過3000+案例交付積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，在全球范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了AI+工業(yè)機器人多應(yīng)用、跨場景的批量落地。助力合作伙伴更便捷、更快速地為終端客戶交付各類復(fù)雜機器人應(yīng)用。如果您想了解更多梅卡曼德產(chǎn)品及方案，請發(fā)送郵件至info@mech-mind.net。