砂型铸造是将熔融金属浇注到砂型中生产铸件的方法，具有材料易得、生产周期短的特点，广泛应用于汽车、新能源等行业复杂零部件的生产。由于砂型铸造工艺复杂，工作强度大，生产标准高，很多企业也开始进行自动化改造，引入3D视觉，提高生产线的智能化和柔性化水平。

　　某汽车配件厂发动机缸体铸造车间引入Mecarmand 3D视觉方案后，实现了砂型铸造过程中砂芯浸涂、钻孔、组芯的工艺自动化，大大提高了企业铸件的生产效率和质量。

　　流程和转型原因

　　01流程介绍

　　砂芯主要用于在砂型铸造中形成铸造型腔。制造工艺复杂，涉及制芯、浸涂、钻孔、组芯等工序。

　　制芯:将原砂和粘结剂按一定比例混合，注入砂箱，形成砂芯。

　　浸涂:对砂芯表面进行涂层，以提高砂芯的耐火性，降低铸件表面粗糙度，防止铸件产生缺陷。

　　钻孔:使砂芯排气顺畅，避免高温熔融金属注入砂芯时气孔的侵入，影响铸件质量。

　　型芯组装:砂芯根据组装特点高精度组装，形成完整精密的铸造型腔。

　　02转型原因

　　浸涂环节:手工涂装(图片来自网络)

　　现场有三种砂芯:机器芯、上盖芯、下盖芯，每种砂芯包含十个以上的模型。在浸涂工位，砂芯需要从输送线输送到浸涂池进行浸涂处理。涂层风干后，由输送线输送到钻孔工位进行钻孔，然后输送到落料台。同时，上盖芯和下盖芯需要精确对准和组装。客户在生产过程中面临以下难题，并决定对生产线进行自动化改造:

　　砂芯来料

　　手工涂装效率低，容易出现滴痕、刷痕等缺陷。传统的机械设备很难准确定位砂芯，导致涂层不均匀。

　　手工钻孔一致性差，传统机械设备钻孔精度低。容易出现错位和渗漏，影响砂芯的气密性，导致成品铸件出现气孔缺陷。

　　砂芯装配精度高，手工或传统机械设备的装配精度难以满足客户的生产需求。

　　砂芯体积大(可达1152×464×227mm)，重量重(可达200kg)，手工搬运性强，危险性大。

　　受铸件自重、高温、粉尘、烟雾等因素影响，人工操作效率不稳定，存在健康风险。

　　解决方案和优势

　　01解决方案

　　3D摄像机的选择和安装:Mech-Eye PRO S，臂架安装。

　　通信方式:3D视觉系统直接与机器人通信，通信协议为TCP/IP。

　　材料供应方式:2-4个砂芯分组，托盘运输到位。

　　工作流程:

　　输送线通过托盘将机身芯/上盖芯/下盖芯输送到指定位置；3D摄像头拍照，3D视觉系统获取待抓取砂芯的位姿信息和模型；三维视觉系统将砂芯模型发送给机器人，机器人切换相应的夹具。

　　三维视觉系统引导机器人抓取砂芯进行浸涂(砂芯浸涂工位)。

　　三维视觉系统引导机器人钻取上盖芯并安装在下盖芯上(砂芯钻芯组芯工位)。

　　三维视觉系统引导机器人抓取砂芯，放在下料台上(砂芯下料工位)。

　　02方案优势

　　高性能3D视觉系统，实现高效高质量生产。

　　从上到下依次是体芯、上盖芯和下盖芯(点云图和识别结果图)。

　　Mech-Eye PRO的高精度结构光工业3D相机在现场被选中。Mech-Eye PRO S可以轻松应对不同站点、不同时间段的环境光干扰，针对各种表面不平整、有字符孔洞的砂芯生成高质量的点云数据。

　　Mech-Eye PRO的臂架式安装，视野更加灵活，轻松覆盖不一致的砂芯。成像速度快，实现砂芯抓取姿态的快速反馈。

　　三维视觉系统精确定位上下盖芯，并根据砂芯复杂的装配特点，引导机器人完成高精度的芯装配过程。

　　先进的人工智能技术帮助客户稳定运行生产线。

　　精确抓取

　　现场布局紧凑，机器人、输送线、浸涂槽等各种工业设备融为一体。自主研发的机器人运动路径规划技术，结合运动仿真和碰撞检测，可以轻松应对现场复杂工况，高效衔接各种工艺流程。

　　三维视觉系统能准确识别砂芯尺寸，提前调整夹具行程，保证浸涂均匀，钻孔准确，对准装配。

　　可根据订单要求现场处理数十个砂芯，支持新产品快速推出。

　　大大提高了生产效率，保证了铸件质量。

　　砂芯组装成品

　　通过AI+3D视觉+工业机器人的解决方案，将劳动密集型的操作转化为高度自动化的操作，整个砂芯生产线的效率翻倍。

　　3D视觉技术可以实现砂芯的高精度定位，无需频繁切换定位工装，提高了生产线的柔性。

　　砂芯表面涂层均匀，气孔准确一致，对中装配更加准确，从而保证复杂铸件的精度满足客户的出厂要求。