——中國重汽杭州發(fā)動機(jī)有限公司汽車缸體自動化打磨項目由譽(yù)洋成功實施
隨著工業(yè)4.0時代的到來，工業(yè)智能已經(jīng)成為制造業(yè)的全新主題。中國傳統(tǒng)工業(yè)依靠粗獷式的，廉價勞動力的生產(chǎn)發(fā)展模式，正面臨困境和經(jīng)歷一場深刻的變革。
以鑄造業(yè)下游領(lǐng)域鑄件清理打磨行業(yè)為例，國內(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，最重要的打磨工人的身體健康問題在行業(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)的自動化水平，這也是講究社會責(zé)任的企業(yè)家們的追求。近日，在某發(fā)動機(jī)生產(chǎn)企業(yè)就實現(xiàn)了從中國制造向中國智造轉(zhuǎn)變的又一次重大突破。
中國重汽杭州發(fā)動機(jī)有限公司始建于上個世紀(jì)50年代，是我國最早的專業(yè)生產(chǎn)重型高速柴油機(jī)的大型骨干企業(yè)和國家高新技術(shù)企業(yè)。作為技術(shù)性要求極強(qiáng)的大型工業(yè)企業(yè)，想要尋求新的發(fā)展，引進(jìn)前沿的高新技術(shù)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，如何實現(xiàn)去人工化的自動打磨，一直以來都是困擾這家大型發(fā)動機(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)實地調(diào)查，進(jìn)行多次溝通后，汽車發(fā)動機(jī)缸體自動化打磨項目得以成功實施。
缸體的自動化打磨難在何處
首先，鑄件本身的鑄造影響因素。由于鑄件剛剛出產(chǎn)的時候都是毛坯件，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，砂箱錯位，砂芯的殘缺，砂箱夯實程度等都能影響工件的鑄造偏差，可能會導(dǎo)致鑄件的毛刺陡增，上下偏離，飛邊加厚、錯邊等等。這些鑄造偏差很大程度上影響了自動化打磨中的定位精度和重復(fù)定位精度。
其次，非標(biāo)準(zhǔn)件因素。由于每個工件偏差的不同，在加工過程中有可能會出現(xiàn)過切，或者不能有效切除冒口和飛邊的殘余量等問題，都會對缸體的打磨質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，也會使夾具設(shè)計出現(xiàn)困難，還可能影響到機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，從而導(dǎo)致原來行業(yè)內(nèi)常見的打磨失準(zhǔn)的情況。
最后，檢測校對因素。鑄件的物理表面比較粗糙，因而經(jīng)常會使激光測量、激光檢測出現(xiàn)很大的偏差，即使是補(bǔ)償計算也有很大的誤差，這就給缸體的測量和精準(zhǔn)定位帶來困難。
綜上，缸體的自動化打磨，很多企業(yè)一直走在技術(shù)探索的路上，一直沒有重大突破。
自主研發(fā)，譽(yù)洋突破行業(yè)技術(shù)難點
在接手中國重汽杭州發(fā)動機(jī)有限公司的缸體自動化打磨項目后，譽(yù)洋專門抽調(diào)了曾經(jīng)參與過國家重大自動化技術(shù)項目的首席專家參與研發(fā)，充分考慮到了上述的行業(yè)技術(shù)難點，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)此項目的研發(fā)工程師表示，項目組首先通過試驗改進(jìn)了鑄件裝夾的修正偏差，同時找到了卓有成效的補(bǔ)償措施。在該自動化打磨項目中，重新比較和計算了各部實測點的優(yōu)劣。在選取測量點時，充分考慮了缸體的變異點，缸體的切磨路徑以及對能影響加工質(zhì)量的點線面進(jìn)行了測量選取。
在夾持缸體時，選取了缸筒為夾持點，同時選取下缸體某些穩(wěn)定點做定位點，經(jīng)過反復(fù)測試后確定。這樣，不論是采用比例算法還是微分?jǐn)?shù)法都比較容易實現(xiàn)檢測上的精準(zhǔn)。
譽(yù)洋更專門開發(fā)了系統(tǒng)程序來控制補(bǔ)償措施。實施中通過激光對缸體測量后，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)實時傳送給控制系統(tǒng)，為該項目專門開發(fā)的軟件和模塊進(jìn)行對比計算，從而生成補(bǔ)償程序，以此引導(dǎo)機(jī)器人對缸體進(jìn)行切割打磨。
其次，項目組對機(jī)器人運動軌跡進(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)和實踐中，用執(zhí)行軟件柔和的實現(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，效率更高。
最后，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)等千差萬別。針對不同類別的鑄件，譽(yù)洋早在2015年就成功研發(fā)出了智能打磨設(shè)備和智能機(jī)器人兩大類打磨產(chǎn)品?？梢哉f，應(yīng)對不同類別的鑄件，都可以得心應(yīng)手。
該項目實踐當(dāng)中，譽(yù)洋是如何選擇打磨產(chǎn)品的呢？
考慮到汽車發(fā)動機(jī)缸體鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一致性差，對打磨的要求更為精細(xì)，要求其更為靈活，而且發(fā)動機(jī)屬于中大型鑄件，需要更大的作業(yè)空間，更適合用機(jī)器人來進(jìn)行打磨。（如下圖）
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在此汽車缸體自動化打磨項目中，選用的機(jī)器人是GDT210，工程師提供了這款機(jī)器人的特點列表。
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￭ 缸體/缸蓋打磨專家
加工工件重量最高達(dá)400公斤。
可選配雙機(jī)器人同時作業(yè)，事半功倍。
￭ 剛?cè)岵?jì)——離線編程
精良的夾具設(shè)計
30分鐘完成夾具和刀具的更換
離線編程 不停工
￭ 精巧靈活 柔性十足——雙工位工作臺轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
集工件裝載、卸載為一體
減少上下料時間
更換托盤=更換夾具
￭ 精準(zhǔn)定位 零誤差 —— 激光測量系統(tǒng)
￭ 武器精良——12工位傘形刀庫
機(jī)器人自動選擇磨輪和刀具
外部更換磨輪和刀具 簡單方便
磨損預(yù)警功能
金剛石材質(zhì)
￭ 高效 環(huán)保 ——自動排屑系統(tǒng) [選配]
自動收集鐵屑， 無需人工清理。
媲美歐美頂尖技術(shù)，價格僅僅是其二分之一
中國的制造行業(yè)整體產(chǎn)能過剩，企業(yè)的利潤與生產(chǎn)成本的控制密不可分。譽(yù)洋在自主研發(fā)的自動化技術(shù)取得行業(yè)重大突破的同時，更進(jìn)一步為企業(yè)考慮到了成本問題。
在該項目中，譽(yù)洋采用的是專門為發(fā)動機(jī)缸體設(shè)計的打磨機(jī)器人，完全實現(xiàn)了人工替代。在核心技術(shù)方面，激光測量系統(tǒng)，雙工位工作臺轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，刀庫設(shè)計，夾具設(shè)計，機(jī)器人仿真規(guī)劃等高難度技術(shù)應(yīng)用以及設(shè)計方案超越了歐美同類產(chǎn)品。最重要的，譽(yù)洋智能化打磨產(chǎn)品的價格只是國外同類產(chǎn)品的二分之一。
省錢、高效，這是所有智能科技產(chǎn)品為行業(yè)發(fā)展帶來的福音，譽(yù)洋的智能打磨機(jī)器人同樣如此。譽(yù)洋工業(yè)智能￭汽車缸體自動化打磨項目的成功交付，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。
中國重汽杭州發(fā)動機(jī)有限公司，將會更進(jìn)一步的與譽(yù)洋展開合作，在該缸體自動化打磨項目成功實施的基礎(chǔ)上，完全實現(xiàn)汽車相關(guān)鑄件.
