隨著工業(yè)4.0時代的帶來，工業(yè)智能已經(jīng)成為制造業(yè)全新的主題，隨著中國作為世界工廠地位的削弱，依靠粗獷式的，廉價勞動力的生產(chǎn)發(fā)展模式，已經(jīng)面臨困境和正在經(jīng)歷一場深刻的變革。
    以鑄造業(yè)的下游領(lǐng)域鑄件的清理打磨行業(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。 

某國有發(fā)動機有限公司，始建于上個世紀50年代，是我國最早的專業(yè)生產(chǎn)重型高速柴油機的大型骨干企業(yè)和國家高新技術(shù)企業(yè)。作為技術(shù)性要求極強的大型工業(yè)企業(yè)，想要尋求新的發(fā)展，引進前沿的高新技術(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)動機企業(yè)的難題。正是在這種背景下，譽洋的工作人員到企業(yè)實地調(diào)查，進行多次溝通后，汽車發(fā)動機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

那么，缸體自動化打磨在技術(shù)上有什么難點呢？據(jù)業(yè)內(nèi)工程師介紹，難點主要在三個方面。

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，非標準件因素。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，即使是補償計算也有很大的誤差，這就給缸體的測量和精準定位帶來困難。

    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)，譽洋突破行業(yè)技術(shù)難點

譽洋在接手這家發(fā)動機企業(yè)的缸體自動化打磨項目后，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。

    那么譽洋是如何實現(xiàn)突破的呢？負責(zé)項目實施的研發(fā)工程師給出了答案。首先，項目組通過試驗改進了鑄件裝夾的修正偏差，同時找到了卓有成效的補償措施。

    在該自動化打磨項目中，項目組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數(shù)法都比較容易實現(xiàn)檢測上的精準。 

    項目組還專門開發(fā)了系統(tǒng)程序來控制補償措施。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)，項目組應(yīng)用了譽洋為該項目專門開發(fā)的軟件和模塊進行對比計算，從而生成補償程序，以此引導(dǎo)機器人對缸體進行切割打磨。

    其次，對機器人運動軌跡進行了重新規(guī)劃。譽洋與KUKA、西門子等公司有著密切合作，在研發(fā)和實踐中，項目組用執(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。

    項目組采用了譽洋開發(fā)的計算軟件來修補和補償機器人的規(guī)劃路徑，使得仿真效果接近真實的加工軌跡，再應(yīng)用機器人的仿真軟件進行校準，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。譽洋針對不同類別的鑄件，早在2015年就成功研發(fā)出了智能設(shè)備和智能機器人兩大類打磨產(chǎn)品。可以說，應(yīng)對不同類別的鑄件，都可以得心應(yīng)手。

    那么在該項目的實踐當(dāng)中，是怎樣選擇的呢？

在該項目中，項目組最終選擇的是機器人打磨，就是考慮到汽車發(fā)動機缸體鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一致性差，對打磨的要求更為精細，要求其更為靈活，而且發(fā)動機屬于中大型鑄件，需要更大的作業(yè)空間， 更適合用機器人來進行打磨。（如下圖）

    在該項目中，選用的這款機器人是GDT210，為什么會選擇這款機器人呢？項目組工程師沒有做過多解釋，而是直接給了筆者一份這款機器人的特點列表。

￭ 缸體/缸蓋打磨專家  

  加工工件重量最高達400公斤。

  可選配雙機器人同時作業(yè)，事半功倍。 

￭ 剛?cè)岵x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 

￭ 精準定位 零誤差 —— 激光測量系統(tǒng)

￭ 武器精良——12工位傘形刀庫 

  機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

筆者了解完該發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)的缸體自動化打磨項目后，對自主研發(fā)的自動化技術(shù)取得行業(yè)重大突破很是欣慰。但是筆者更關(guān)心其成本，畢竟中國的制造行業(yè)面臨整體產(chǎn)能過剩，企業(yè)的利潤與生產(chǎn)成本的控制密不可分。

    據(jù)大連譽洋總經(jīng)理李文鈞介紹，在該項目中，譽洋采用的是專門為發(fā)動機缸體設(shè)計的打磨機器人，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。

筆者認為，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，譽洋的智能打磨機器人同樣如此。譽洋工業(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。

據(jù)了解，這家國有大型汽車鑄造廠商，將會更進一步的與譽洋展開合作，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)鑄件打磨的全線自動化、智能化。