消失模鑄造通常采用蠟?zāi)７ɑ蚺菽Ｐ头āＳ捎谂炕a(chǎn)的便利性和精度一致性，蠟?zāi)ｈT造法被廣泛應(yīng)用于精密鑄造行業(yè)。隨著機(jī)器人與自動(dòng)化系統(tǒng)的推廣深入，消失模鑄造領(lǐng)域已有廣泛成熟的機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)：如沾漿、噴砂、切澆口、修毛刺等。而在作業(yè)精度要求高、工作量大的前道蠟?zāi)：附咏M樹(shù)、清洗環(huán)節(jié)，目前很多企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的人工焊接組樹(shù)工藝。

       本案為上海某鑄造廠提供的KUKA機(jī)器人自動(dòng)化焊接組樹(shù)生產(chǎn)線。在用戶工廠內(nèi)，原本每天需要4位技能熟練的工人師傅完成的約1800個(gè)蠟?zāi)Ｕ辰幼鳂I(yè)，經(jīng)過(guò)機(jī)器人自動(dòng)化蠟?zāi)＝M樹(shù)改造后，由現(xiàn)有的2臺(tái)KUKA機(jī)器人KR6 R900即可高效完成，在對(duì)焊接的一致性有顯著提高的前提下，為產(chǎn)能的擴(kuò)充爭(zhēng)取了寬廣的提升空間。

用戶的需求與初步方案

 采用自動(dòng)化系統(tǒng)替代人工完成蠟?zāi)Ｅc澆口棒焊接的組樹(shù)工作，不僅要保證焊接質(zhì)量，還要盡可能降低失誤率。
工藝流程：壓蠟機(jī)出蠟?zāi)！防鋮s》澆口棒上料定位》蠟?zāi)：附咏M樹(shù)》檢修》蠟?zāi)?shù)件清洗、烘干》掛件周轉(zhuǎn)。
產(chǎn)品種類：約10多類型號(hào)，尺寸及組樹(shù)形式均有差別，要盡可能滿足不同批次間的柔性制造切換。投入產(chǎn)出比要求：改造前2組4人工每天8小時(shí)完成約6000件蠟?zāi)５恼辰?。自?dòng)化改造后至少要滿足現(xiàn)有產(chǎn)能，并使得設(shè)備系統(tǒng)投入成本可控。

    根據(jù)用戶需求，考慮到傳統(tǒng)非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)制造成本高，且生產(chǎn)柔性低等因素，欣志公司提議考慮采用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)上述蠟?zāi)：附咏M樹(shù)作業(yè)，并獲得了用戶的認(rèn)可。在設(shè)備投入成本方面，初步的投入預(yù)估80萬(wàn)左右，也在客戶方的基本承受范圍之內(nèi)。因此，項(xiàng)目很快進(jìn)入了開(kāi)發(fā)投入前的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)論證。
機(jī)器人焊接蠟?zāi)?shí)驗(yàn)及改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)一期：機(jī)器人工采用烙鐵焊接。
可行性：差。
原因分析：烙鐵抽放機(jī)構(gòu)與機(jī)器人粘接蠟?zāi)Ｅ浜蟿?dòng)作難度大，難以協(xié)調(diào)一致，烙鐵清理工作自動(dòng)化改造不便。
實(shí)驗(yàn)二期：機(jī)器人采用加熱器加熱蠟?zāi)：蠛附印?br style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px;" /> 可行性：較差。
原因分析：機(jī)器人缺乏如人工動(dòng)作的靈活性與作業(yè)中的及時(shí)糾正糾偏，導(dǎo)致焊接不牢，焊接變形等不合格品增多。
實(shí)驗(yàn)三期：機(jī)器人采用粘接蠟焊接蠟?zāi)！?br style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px;" /> 可行性：較為可行。
需要改進(jìn)的細(xì)節(jié)：粘接蠟防滴漏，粘接焊口的圓弧過(guò)渡。
改進(jìn)工藝細(xì)節(jié)后的實(shí)驗(yàn)：基本滿足用戶的品質(zhì)需要。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的問(wèn)題與解決提案
1.蠟?zāi)Ｅc澆口棒的夾取問(wèn)題：
    起初的氣爪夾取方案在實(shí)際焊接作業(yè)中會(huì)發(fā)生機(jī)械干涉，容易損傷蠟?zāi)?，且焊接位置與夾取部位距離太近容易造成焊接質(zhì)量下降及工裝污染，因此通過(guò)Think-Automation與用戶雙方的通力合作，經(jīng)過(guò)輪番改進(jìn)，*終采用了氣爪夾取+真空吸附的雙抓手配合方式，得以有效解決這一關(guān)鍵難題。
2.澆口棒的精準(zhǔn)定位與變位問(wèn)題：
    Think-Automation針對(duì)用戶主要產(chǎn)品的澆口棒外形及多個(gè)蠟?zāi)］喩M樹(shù)構(gòu)型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了伺服變位機(jī)構(gòu)，澆口棒由機(jī)器人夾取后定位放置在變位機(jī)機(jī)構(gòu)內(nèi)，變位機(jī)伺服與機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同，按照程序設(shè)定旋轉(zhuǎn)變位。
3.蠟?zāi)Ｐ∥舶偷男藿ㄌ幚恚?br style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px;" />     壓蠟機(jī)壓制出的蠟?zāi)в?ldquo;小尾巴”，Think-Automation為其設(shè)計(jì)了氣動(dòng)剪刀，在粘接前進(jìn)行修建作業(yè)。
4.蠟?zāi)：附咏M樹(shù)后的清洗問(wèn)題：
   整套系統(tǒng)包含有蠟?zāi)Ｇ逑磳Ｓ们逑床?、烘干槽。機(jī)器人抓取焊接組樹(shù)完成的樹(shù)形結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)清洗、烘干作業(yè)。
5.多批次柔性生產(chǎn)切換問(wèn)題：
    系統(tǒng)針對(duì)輪生組樹(shù)結(jié)構(gòu)的大多數(shù)批次產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可滿足*主要的品類生產(chǎn)，另有個(gè)別構(gòu)造特殊、批量小的組數(shù)結(jié)構(gòu)需要單獨(dú)由人工完成。
6.與前后道工藝的自動(dòng)銜接問(wèn)題：
    壓蠟機(jī)制蠟?zāi)：?，需要?jīng)過(guò)一段時(shí)間的冷卻，Think-Automation設(shè)計(jì)了水冷快速冷卻裝置，可有機(jī)器人直接從壓蠟機(jī)取出后進(jìn)入后續(xù)作業(yè)，亦可根據(jù)生產(chǎn)需要從外部進(jìn)料。
    組樹(shù)件結(jié)構(gòu)清氣烘干后，由機(jī)器人掛裝在周轉(zhuǎn)盤(pán)，未來(lái)將銜接到懸掛鏈進(jìn)入后續(xù)作業(yè)。目前可有人工將懸掛架轉(zhuǎn)移到其他工位進(jìn)行后續(xù)浸漿噴砂作業(yè)。

本案*終交付的機(jī)器人蠟?zāi)：附咏M樹(shù)生產(chǎn)線設(shè)備配置
1、2臺(tái)基于PC Windows控制系統(tǒng)控制的KUKA機(jī)器人KR6 R900，該型號(hào)機(jī)器人屬于KUKA創(chuàng)新造型：高速、敏捷、小空間、低功耗。
2、機(jī)器人手抓：氣動(dòng)夾爪及真空吸盤(pán)。
3、澆口棒定位工裝及伺服變位機(jī)；
4、專用蠟尾切除修剪機(jī)構(gòu)；
5、焊接工作臺(tái)及焊料工裝；
6、送料定位工裝、周轉(zhuǎn)暫存裝置；
7、清洗槽、烘干槽；
8、氣動(dòng)鎖緊伺服懸掛架；
9、系統(tǒng)及電氣控制柜、觸屏操作面板及急停按鈕；
10、安全圍欄及雙回路安全門(mén)。