铸造工艺知识及机械手自动化配套设备介绍资料【至慧机器人201412】

2014/12/10
10
5.2 冷室压铸机
冷式压铸机：压铸机的压室与保温炉的分开的，压铸时从保温炉中舀取液体金属， 然后倒入压铸机的压室，再进行压射填充（需要人工给汤或给汤机构）。 冷室压铸机一般细分为立式机和卧式机.
立式压铸机 卧式压铸机
2014/12/10
11
5.2.1立式压铸机
动作流程： (a)汤勺将合金液倒入压室（通常也称为料管、入料筒）（b)压射合金进入型腔（也 称为模腔）（c）开型（开模）取下铸件
◆简介： 适用于各种规格的冷室压铸机，顶部安装，全伺服控制，喷雾取件 操作可编程。 ◆产品特点： 1）、通过在压铸机两侧加装立柱，将机械手安装在压铸机定模顶 部，使机械手悬空操作完成喷雾、取件的工艺需求，有效地节省了 车间的地面空间。 2）、可以在安全门封闭的状态下和压铸机联动完成喷雾、取件操 作，从而有效防止金属飞溅，确保操作的安全性。 3）、喷雾取件操作可进行灵活的示教编程，并可记忆多种产品工 艺轨迹，可靠性强，生产效率高。 4）、喷雾轨迹既可定点，又可实现任意行走喷涂，对形状复杂的 工件具有高度的适应能力。 5）、对前端喷雾机构进行了优化设计，使其调节灵活，操作简单。 6）、控制系统具有通讯及IO接口，可以对外连接压铸机等其他外 围设备协同工作。 7）、采用机器人控制系统，全中文界面，触摸屏操作，示教编程， 用户简单易学。
开启或关闭喷雾嘴，与喷雾轨迹进行匹配。
5）、配有独立的吹气管路，可进行强力吹气，有效清理模具上的残 留物，使模具表面保持清洁。 6）、控制系统具有通讯及IO接口，可以对外连接压铸机等其他外围 设备协同工作。 7）、所有的线缆均加装防高温及防水防尘护套，接头连接处都采用 螺纹密封，确保防护的安全性。 8）、通过在控制系统灵活设定第二原点的方式，使机械手在执行喷 雾工艺时循环行走最短的运动路径，从而节约开模等待时间，提高生 产效率。
2014-16年度
厦门至慧机器人有限公司
铸造工艺知识及机械手
自动化配套设备介绍资料
2014/12/10
1
第一部分 铸造工艺知识
2014/12/10
2
一、铸造的定义:
将熔融（液态）金属浇入预先制做好的型腔中，获得毛坯件 的方法。
2014/12/10
3
二、常用的铸造方法：
• 砂型铸造——最古老的、传统方法，仍是目前的主要生产 方式
熔模铸造工艺过程示意图 a)母模 b)压型 c)熔蜡 d)铸造 蜡模 e)单个蜡模 f)组合蜡模 g)结壳 熔出蜡模 h)填砂、浇注
说明： 黑色金属和有色金属都可以制造，另外整个生产流程比较长，个别工序还需要特殊场地，可 用自动化替换人工的场合较少。
2014/12/10 7
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义 的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造等；窄义 的重力铸造专指金属型浇铸。
2014/12/10
8
压力铸造的定义： 简称压铸，是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施 加高压。 模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。 大多数压铸铸件都是不含铁的，例如锌、铜、铝、镁、铅、锡以及铅锡
合金以及它们的合金。
根据压铸类型的不同，需要使用冷室压铸机或者热室压铸机。
说明： 机架 安装模 具部分 重力浇注的材料一般为铝合金、镁合 金或者锌合金，重力浇注的设备一般 称为倾注机。 顶出 油缸 重力浇注基本动作：1、顶出油缸顶 出，使机架直立起来；2浇注合金液 体，浇注过程中顶出油缸缩回，油缸 完全缩回，浇注也基本完成；3冷却 凝固后开模取件。 整个过程可以做给汤自动化；取件喷 旋转 机构 雾自动化；淬水降温、自动化去除飞 边、渣包自动化来替换人工操作。
◆设备现场使用图：
◆控制系统、软件操作界面示意图：
2014/12/10
30
2、RS2系列两轴伺服喷雾机械手：
◆产品特点： 1）、X-Z两轴伺服控制，Z方向配置刹车电机，可有效防止掉电跌落。 2）、喷雾轨迹通过触摸屏示教编程来完成，可定点喷涂，也可以移 动喷涂，可存储多组模具喷涂工艺。 3）、采用独立的雾化喷嘴，每只喷嘴的喷雾量可单独调节，喷嘴角 度也可单独调节。 4）、动模、定模喷雾管路都为并行联接，可通过编程控制阀门随时
2014/12/10
18
5.3.3 耐高温输送机 全耐高温金属材质，常用传动方式为网带、板链、辊道等方式。安装冷却风扇， 加速产品的冷却。
2014/12/10
19
第二部分 铸造自动化机械手 配套设备介绍
2014/12/10
20
序言
■铸造自动化，你准备好了吗？
铸造行业为工业、民用、军工、航天等众多领域提供了各种各样功能多样、精 致可靠的产品， 然而，许多人所不知道的，是铸造业背后的艰辛。生产条件恶 劣、市场竞争激烈等，是困扰这个行业多年的问题…… 未来的改变，唯有自动化！
燃气式熔化、保温炉
熔化、保温电炉 池式保温电炉
2014/12/10
17
5.3.2 油压切边机
所谓油压切边机即是常见的四柱式油压机，在油压机上安装和产品相关的模具，用于切
除产品以外的渣包、飞边等多余材料，减少后道加工量。它放在压铸机旁边，常和六关 节取件机器人配合使用：机器人取件后，再放置在油压机上切边后，再转移至料框，以 实现高自动化。
• 消失模铸造——绿色铸造，被誉为２１世纪的铸造方法
• 金属型铸造——适用于低熔点的合金 • 熔模铸造——精密铸造 • 重力浇注——成本低，产品可热处理 • 压力铸造——生产效率最高
2014/12/10
4
俗称“翻砂”，用型砂通过一定的紧实方式成型的铸造方法，由型腔与型芯构成， 型腔形成铸件的外部结构，型芯构成铸件的内部结构。 翻砂现场
通常一款型号的压铸机会配套3-5种规格的入料管直径（中小型的3种，大型的5种）所以每 个吨位的压铸机不同料管直径都有其最大的射料量（即压铸一模的最大合金量，根据合金材 料不同，重量也不一样），所以不同型号压铸机对配套的取件机械手的夹持重量要求有所差
别。
2014/12/10
15Biblioteka Baidu
5.3 压铸机的常见周边设备 5.3.1 机前保温炉
说明： 砂铸常用于铁和钢的铸造，铸造产品重量可以从几千克到几吨的范围，由于使用的是沙子， 另外有添加煤粉等物质，整体工况非常差，粉尘大，且大部分是人工操作，一般不适用机 器人操作（部分连续翻砂自动生产线可能会使用到少量机械手）
2014/12/10 5
工艺过程：把涂有耐火材料的泡沫塑料模放入砂箱，模型四周用干砂或 自硬砂充填紧实，浇注时高温金属液使泡沫塑料模型热解“消失”，并 占据模型所退出的空间，而最终获得铸件的铸造方法。
消失模工艺原理
说明： 消失模铸造常用于相对复杂的零件生产，生产工艺流程较复杂。
2014/12/10
6
用易熔材料（蜡或塑料等）制成精确的可熔性模型，并涂以若干层耐火涂料，经干燥、硬化成 整体型壳，加热型壳熔失模型，经高温焙烧而成耐火型壳，在型壳中浇注铸件。熔模铸造的工 艺过程如图3-32所示。 熔模铸造的特点及应用 1.工艺过程较复杂，生产周期长，成本高。铸件重量不宜太大(一般在25Kg以下)。 2.应用广泛。目前广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、机床、切削刀具和兵器等行业。
5.3.2 油压切边机 5.3.2 耐高温输送机
5.3.3 自动化设备 : 在第二部分中介绍
2014/12/10
16
5.3.1 机前保温炉
每台压铸机必须配套保温炉来存放加热熔融状态的合 金液体，保证合金液体的温度。保温炉的加热方式有 用天然气燃烧加热的，也有用电阻带通电加热的。以 下是几种常见的保温炉。另外在设计配合给汤机构和 保温炉时，需注意以下干涉问题，以防出现干涉或者 行程受限的问题。
2014/12/10
9
5.1 热室压铸机
热室压铸机的压室与坩涡连成一体，因压室浸于液体金属中而得名，其压射机构安置在保温
炉上方。
热室机常用于镁合金和锌合金压铸；热室机和冷室机的最大区别：压铸机构和水平面成一定 夹角，不是水平放置；热室机不需要额外配置给汤机构，一般可以为提供取件喷雾自动化、 去渣包、飞边自动化等方案（例如之前的合锋压铸我们给对方做的取件喷雾）
1500
3500 2400 3500 1200 60 170-210 3 20 20 0.2 1.5 0.6 0.3
脱模剂压力(Mpa)
电源容量(KVA) 耗气量(m³/Min) 循环节拍(秒) 2014/12/10
0.5
4.5 0.8 10
0.5
4.5 1 12 29
0.5
7 1.2 18
0.5
7 1.4 24
850
2000 1500 1800 700 15 80-140 3 8 8 0.1 2 0.6 0.3
1000
2200 1700 2400 900 25 110-170 3 12 12 0.1 2 0.6 0.3
1250
3200 2200 2800 1000 50 150-190 3 16 16 0.2 1.5 0.6 0.3
2014/12/10
21
常见的铸造方式有重力浇铸、压力铸造、砂型铸造、精密铸造、消失模等。
2014/12/10
22
■工业机器人、机械手----让铸造不再艰难！
◆环境因素： 高温，污染，噪音，所有这些不利因素使铸造车间成为当今最恶劣的
生产环境之一，但同时也成为了最适宜实施机器人自动化的领域。合
理利用工业机器人，对提高铸造厂的总体可用性将起到重要作用。
2014/12/10
28
◆喷雾取件一体化四轴机械手规格参数表：
机械手型号 冷室压铸机规格 RSP4-500 300-500T RSP4-900 630-900T RSP4-1800 1000-1800T RSP4-3000 2000-3000T
最大模宽(mm)
Z1轴取件行程(mm) Z2轴喷雾行程(mm) X水平轴行程(mm) Y纵向轴行程(mm) 取件重量（kg) 夹手直径(Ф mm) 夹爪数(个） 定模侧喷雾头数量(个) 动模侧喷雾头数量(个） 定位精度（mm) X轴方向最大线速度(m/s) 气源压力(Mpa) 水源压力(Mpa)
说明： 立式机开模方式类似于四柱式液压机，为上下开合方式，通常周边可以配套自动 给汤、取件喷雾、自动冲飞边等自动化设备。
2014/12/10
12
5.2.2 卧式压铸机
◆卧式机简介：
卧式机是常见的一种铸造设备，不同于立式机的 直立放置，它是趴卧与地面，模具的打开方向是 沿水平方向的。卧式机的周边配套设备和立式机 差不多，也可以配套自动给汤、取件喷雾、自动 冲飞边等自动化设备。
2014/12/10
13
◆卧式机的主要结构：
4 3 2 1
10
① ② ③ ④ ⑤ 前锁模 后锁模板 哥林柱 合模液压缸 柱塞连杆（打料连接杆）
9
8
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
7
6
5
压射冲头（压射锤头） 入料筒（入料管、压室） 定模（前模） 动模（后模） 顶针（顶杆）
2014/12/10
14
◆压铸机的吨位说明：
2014/12/10
25
◆技术，让您有更多选择：
----线性机械手：稳健低廉的铸造自动化之道 ----工业机器人：成就高柔性的铸造自动化
2014/12/10
26
第一节：线性机械手
稳健低廉的铸造自动化之道
2014/12/10
27
■冷室压铸机[300-3000T]自动化机械手
1、RSP4系列喷雾取件一体化四轴机械手
2014/12/10
23
◆质量因素： 在铸造生产中，在关键工艺上可重复性精度与铸件质量的优劣密切相 关。而机器人可以严格按程序操作，使工艺达到极高的可重复精度。
2014/12/10
24
◆效率因素：
要在高度竞争的压力铸造市场中取得成功，机器人自动化日益成为一项
决定性因素。机器人有效的消除了铸造工艺中的所有薄弱环节，使生产 效率，生产柔性和设备可用性全面达到一流水平。
压铸机的吨位即压铸机提供的锁模力的值，所谓锁模力通俗的说就是压铸机把模具压牢合紧， 防止在压射的过程中前、后模胀开的力。例如1000T的压铸机，能提供的最大模具锁紧力即 为1000吨。 一般1000吨以下锁模力的为中小型压铸机，1000吨以上锁模力的为大型压铸机。 以某压铸机品牌为例，中小型压铸机吨位有： 130T、160T、200T、280T、400T、500T、630T、700T、800T、900T 大型压铸机吨位有： 1000T、1250T、1600T、2000T、2500T、3000T、3500T、4000T、4500T。