鑄件智能化表面清理設備的應用

王海艷

（山西中條山機電設備有限公司，山西垣曲 043700）

鑄件的清理打磨——即去除鑄件的澆冒口和飛邊，是鑄造生產(chǎn)中不可缺少的一道工序；由于此環(huán)節(jié)機械化和自動化程度不高，存在著工作效率低、勞動強度大、作業(yè)環(huán)境污染嚴重、安全隱患大、招工難等眾多問題，再加上經(jīng)濟形勢的變化，市場競爭激烈，客戶對于鑄件的外觀質量要求越來越高；因此原始的手工打磨方式已無法滿足要求[1，2]。

1 手工打磨存在的問題

1.1 效率低，廢品率高

我公司鑄鐵三車間目前鑄件清理打磨裝備只有手動砂輪打磨機、扁鏟等，打磨裝備落后。打磨崗位作業(yè)人員有9 人，人均清理打磨量約2 噸/天，1 天可清理打磨約18 噸，鑄件生產(chǎn)量約30 噸/天，生產(chǎn)量大，清理打磨量小，造成產(chǎn)品較快產(chǎn)生堆積，導致分揀分類困難，需定期停產(chǎn)組織冶煉區(qū)生產(chǎn)人員進行清理打磨，嚴重制約生產(chǎn)，且人工作業(yè)稍不注意就會出現(xiàn)廢品。

1.2 人工成本高

清理打磨效率如果與生產(chǎn)進度匹配，按現(xiàn)有人工效率、作業(yè)時間8 小時計算，需人員30 人，按每人年收入5.6 萬元計算，清理打磨人工成本為168 萬元。

圖1 產(chǎn)品堆積圖

2 分析解決

根據(jù)目前打磨工序的現(xiàn)狀及產(chǎn)品結構，設計符合殼體類鑄件打磨的自動化生產(chǎn)線。

2.1 市場調查

經(jīng)調查，1 套自動化打磨設備每3 分鐘打磨清理1 件產(chǎn)品，每天兩班制16 小時工作，1 人配合，可打磨完成320 件；按照我公司現(xiàn)有的產(chǎn)量，完成產(chǎn)品清理打磨，需要3 套全自動打磨設備，配用3 個人，即可凈化工作環(huán)境，有效減少職業(yè)健康與人身安全等隱患的發(fā)生率；減輕勞動強度，降低人工成本；提高產(chǎn)品外觀質量及工作效率。

2.2 解決方案

2.2.1 購置設備

通過購置全封閉自動化打磨設備（見圖2），自動打磨毛坯工件的澆冒口和飛邊。

圖2 全封閉自動化打磨設備

2.2.2 設定工作流程

圖3 中前兩個流程不包括在打磨流程中，屬于毛坯前期處理。

2.2.3 解決關鍵技術及難點

（1）產(chǎn)品打磨定位分析

根據(jù)每種產(chǎn)品的結構及澆注系統(tǒng)分析，確認合理的定位布局。

（2）工件裝夾定位分析

裝夾是工序中的關鍵，根據(jù)每件產(chǎn)品打磨情況設計毛坯定位裝夾工裝。

（3）自動清整工藝分析

根據(jù)產(chǎn)品打磨部位，設計打磨路徑及每處打磨時的進刀位置和退刀位置。

經(jīng)過市場了解，確定了打磨自動化設備，再根據(jù)各產(chǎn)品結構及澆注系統(tǒng)位置設定打磨路徑，設計工件裝夾工裝等（見圖4），實現(xiàn)了全自動化打磨。

圖3 工作流程

圖4 產(chǎn)品打磨裝夾圖

3 使用效果

（1）通過應用一個全封閉式的自動化打磨系統(tǒng)，凈化了車間環(huán)境，有效的減少職業(yè)健康病和人身安全等隱患的發(fā)生率（見圖5）。

圖5 凈化后的環(huán)境

（2）鑄造智能化清理設備代替人工，可實現(xiàn)艱苦崗位“機械化減人、智能化換人”和提高勞動效率的目的，且解決了此崗位用工難的問題。

（3）此方案可降低人工成本，節(jié)約21 人，節(jié)省人工年勞動力成本為117.6 萬元。

（4）鑄造智能化清理設備打磨效率高，解決生產(chǎn)量與打磨量不匹配的問題，滿足了生產(chǎn)需求。

（5）打磨系統(tǒng)精度高，確保打磨尺寸的一致性，提高了打磨合格率及產(chǎn)品外觀質量。

4 結論

如今市場競爭激烈，越來越多的企業(yè)意識到自動化是解決當前問題的方法；我集團公司第四次黨委工作報告中也提出了謀劃智能機器人在勞動強度大、工作環(huán)境艱苦、技術要求精準崗位中的應用。本次通過自動打磨系統(tǒng)的應用，不但凈化了車間的環(huán)境，而且解決了工作效率低、勞動強度大、安全隱患大及招工難等諸多問題；為公司更高水平的自動化生產(chǎn)能力打下良好的基礎。