好消息！好消息！新科技自動化打磨機切割設(shè)備來了。

精密鑄造加工切割打磨的老板們有福了。

近年來，隨著中國制造業(yè)整體水平的快速提升，在鑄造行業(yè)的鑄鋼件后處理加工工序中，傳統(tǒng)鑄件澆冒口切割都是采用人工操作，而這個環(huán)節(jié)正日益成為一個行業(yè)難題，亟待通過自動化方式來實現(xiàn)解決。

而這方面目前所面臨的問題點如下：

1、 隨著制造業(yè)勞動力老齡化的迫近，勞動強度大，工作條件惡劣，具有安全及健康隱患的人工澆冒口清理工作崗位已經(jīng)越來越不受歡迎，60-70年代的老員工面臨退休或轉(zhuǎn)崗，而80-90后的年輕工人拒絕接受這類工作。

2、 中國環(huán)保及安全監(jiān)管力度與日劇增，手工切割、火焰氣割等傳統(tǒng)方式在環(huán)保和安全方面均不達標，整改要求日益迫切。

3、 由于鑄造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)大比例的從歐美日等發(fā)達國家遷移出來，鑄件后處理方面沒有更新的國外技術(shù)方法可供參考，自動化應(yīng)用技術(shù)亟待通過自身的努力獲得突破。

隨著這一需求的日漸增強，目前市場上逐漸涌現(xiàn)出機器人切割和專機切割的解決方案。以下，筆者將結(jié)合自身的行業(yè)經(jīng)驗，對此分別做分析解釋，拋磚引玉，供業(yè)內(nèi)人士共同研討。

機器人切割 — 錯誤的捷徑

毋庸置疑，機器人的優(yōu)點是在三維空間內(nèi)的輕拿輕放，多維變位，快速移動，以及具備較高的定位精度。利用這些優(yōu)勢，機器人已經(jīng)在搬運碼垛、上下料、焊接、拋光打磨等領(lǐng)域樹立了自己無可撼動的統(tǒng)治地位。但是，將機器人用于澆冒口的自動切割，卻是進入了一個誤區(qū)。

1、 首先，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上分析，機器人的手臂轉(zhuǎn)動采用伺服電機及精密的RV齒輪減速器，這種結(jié)構(gòu)方式使機器人具備了較高的精度，但由于其精密度較好，顯然無法耐受長期的沖擊性。

就鑄件切割的工況而言，實際上加工強度是非常大的，如果讓機器人來做這個活，其結(jié)果是機器人關(guān)節(jié)會不斷遭受超負載沖擊，最終會導(dǎo)致精密齒輪擠壓形變，精度受損直至徹底損壞。這種精度損傷會從鋸片的損耗上反映出來，快則幾個星期就看到效果，慢則幾個月表現(xiàn)就非常明顯了，而且會呈越來越嚴重的趨勢，這顯然會給機器人維護保養(yǎng)、以及后期使用成本帶來巨大難題。

2、 從外部結(jié)構(gòu)上來分析，機器人不論夾持工件還是夾持刀具進行切割工作，都會遇到結(jié)構(gòu)設(shè)計上的難題。

首先，這里先明確一下自動切割用主軸電機的配置，通常來說，如果切割鋼、不銹鋼、特種合金等黑色金屬工件，則一般要采用22KW以上的電機。

1）.如果采用機器人夾持工件方式，由于帶澆冒口的毛坯鑄件非常復(fù)雜及形狀不規(guī)則，使得夾具設(shè)計在工件基準支撐位、壓緊位置、以及上料方式方面都存在較大的難題。這些難題在簡單工件上可以克服，但在復(fù)雜工件上是難以克服的。

傳統(tǒng)切割工藝

2）.如果采用機器人夾持鋸片的方式，同樣也存在結(jié)構(gòu)方面的問題難以克服。

A. 如果采用電機直連方式，則發(fā)現(xiàn)電機的功率不能過大（不超過2.2KW），否則電機的法蘭盤會與鋸盤存在較大干涉，導(dǎo)致鋸盤沒有工作空間。如果采用電主軸，仍然存在扭矩過小，不適宜于切割工況的問題。

B. 如果采用皮帶傳動方式，顯然，需要有電機、皮帶、皮帶輪、主軸、安裝板等較大的機構(gòu)來實現(xiàn)組合，而這些機構(gòu)在體積上顯然過于龐大，導(dǎo)致機器人完全無法夾持及正常工作。

3、 從刀具的損耗方面來分析，機器人切割的工作方式，會導(dǎo)致刀具的磨損快速，達不到預(yù)期壽命。根據(jù)測試過的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來看，鋸片的壽命在機器人切割的工況下，存在巨大的隨機性和差異性，長期來看，耗材損耗完全難以估量，使用戶難以接受。

分析其原因有二：

1）.機器人采用手臂懸空夾持工件去碰高速鋸片的工作方式，在切割過程中不斷受到較強的沖擊力，但由于沒有較好的剛性結(jié)構(gòu)保證，會持續(xù)產(chǎn)生一定程度的震顫，這種震顫會反作用于鋸片，使鋸片不斷承受除刀鋒之外的沖擊力，使之加大了擺動及溫升，結(jié)果是出現(xiàn)跑偏等切割質(zhì)量下降的情況，同時鋸片壽命快速縮短。

2). 一般來說，鋸片這種輕薄但高速旋轉(zhuǎn)的刀具比較適合垂直向下安裝，類似于臥車的主軸方式。但機器人切割系統(tǒng)卻常常會采用鋸片平躺安裝的結(jié)構(gòu)方式，這種方式的優(yōu)點是鋸片與機器人的干涉較小、落料方便、節(jié)省空間等，但缺點是鋸片的自重會帶來旋轉(zhuǎn)中的鋸片邊緣的擺動加大，這種看似輕微的精度漂移，實際就已經(jīng)足夠?qū)Ω咚傩D(zhuǎn)的鋸片磨損和壽命產(chǎn)生巨大的不利影響。

4、機器人切割系統(tǒng)從體積占用和成本方面來看，與切割專機對比也會存在較大的劣勢，一般來說，機器人切割系統(tǒng)的成本造價會達到專機的2倍以上。

設(shè)計者和使用者考慮到工件、工裝、切削力、剛性等綜合因素，切割用機器人常常會選用負載能力在260-500KG這個級別，這種機器人顯然比較龐大，這樣會導(dǎo)致與之配套的基座基板、工作臺、防護箱等的體積和占地同樣都比較龐大，同時成本也相應(yīng)提升，這樣會使整個項目的性價比并不是很高。

鑄件自動切割機

綜上所述，可以明確機器人并不適用于鑄鋼件的自動化切割。但是，為什么我們看到，來自國外的技術(shù)方案卻往往采用機器人方式呢？

我的理解，黑色金屬鑄造這個行業(yè)的現(xiàn)狀是，歐美日等發(fā)達國家在幾十年前已經(jīng)實現(xiàn)了對金屬鑄造這種高耗能、高污染、自動化程度低的產(chǎn)業(yè)整體轉(zhuǎn)移，目前中國占有全球40-50%的份額，印度占有20-30%的份額，兩者合計達到70-80%的全球份額，這種現(xiàn)狀就是，中國和印度這種不發(fā)達的人口大國幾乎完全承接了這個比較麻煩的產(chǎn)業(yè)。

這種產(chǎn)業(yè)大規(guī)模轉(zhuǎn)移的結(jié)果就是，擅長于做工業(yè)自動化的這些發(fā)達國家，由于失去了本土需求的市場基礎(chǔ)，實際上在鑄造自動化方面失去了技術(shù)創(chuàng)新的動力與熱情，尤其是在鑄件后處理方面沒有再做任何努力，這就是為什么我們在這方面找老外的解決方案時，結(jié)果就發(fā)現(xiàn)除了機器人集成系統(tǒng)，同樣也就是手動、半自動等更落后的方式。

老外為什么選擇用機器人呢，機器人系統(tǒng)簡單、開發(fā)周期短?。∷晕覀兂３？吹搅说聡獯罄睦贤庥脵C器人做切割的案例，但需要指出的是，這些案例除了沒什么技術(shù)含量外，就是一個字：貴！其實，貴也沒有解決問題，老外做的機器人切割系統(tǒng)，我以上提到的缺點也完全都存在。

總結(jié)一下，鑄件切割這種工作雖然屬于粗加工范疇，但它依然與車銑刨磨這些機械加工一樣，對設(shè)備結(jié)構(gòu)和刀具方面存在較高的要求，需要專機專用。而機器人作為通用設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和工作方式并不適合于切割工況，希望鑄造行業(yè)的用戶以及機器人系統(tǒng)集成商不要陷入此方面的誤區(qū)，不再走彎路，避免形成資源和成本上的浪費！

鑄件自動化切割機專為鑄件切割而生 — 設(shè)備商要明確難點所在。