長泰機器人公司實施的東風汽車缸體、缸蓋機器人打磨清理線（以下簡稱“東風清理線”），開創了全新的鑄件清理模式，主要的工程創新包括：

1）改善清理作業環境。東風清理車間原來主要依靠手工打磨，清理場地遍地開花，到處是工作場地，到處都是揚塵點，粉塵和噪音問題嚴重，塵肺病發病率高。通過機器人實現鑄件自動化清理，并配備安全房和除塵排屑系統。使原有生產造成的粉塵得到有效控制，噪音控制在80dB（A）以內。

2）降低勞務用工風險。東風清理車間原有勞務工53人，平均年齡46歲（車間工作平均7.5年）。年齡大，勞務用工風險高。未來三年，東風清理車間員工差額在30人以上，招工難問題突出。本項目建成投產后，直接減少清理和轉運工人30人以上，有效降低勞務用工風險。

3）改善清理工藝。東風清理車間原有設備落后，主要依靠手工打磨。人工清理易遺漏，效率低，清理質量難以保證，且勞動強度大。建成的東風清理線包括循環輸送輥道，自動脫料機，工件和工裝的自動分離；工裝自動回收、工件自動轉運；鑄件自動輸送等，實現多單元聯合自動化作業。優化工藝的同時減少各工序的轉運次數。

主要技術指標

1）以6B發動機缸體為例，生產節拍115秒/件。

2）加工的披縫根部厚度超過10mm，殘根尺寸最大30mm。

3）清理覆蓋率大于90% ，清理一致性大于98%。

4）安全房外打磨噪音<80分貝。< p="">

5）具有鑄件的尺寸、位置誤差檢測功能，能確定當前鑄件空間坐標，自動糾正機器人清理加工路徑。在長度900mm范圍內，清理后殘根<1mm。< p="">

6）對加工系統運行進行在線狀態監控，實現系統異常狀態及時報警與處理；報警響應時間小于0.1秒。

7）交互式智能軟件，完成特定型號工件生產數量統計，良品率統計，班組生產數量統計、刀具壽命統計、故障報警信息記錄等功能。

與國內外先進水平的比較

本項目屬于國內首創，東風汽車缸體、缸蓋機器人打磨生產線也是國內首條進入產業化的發動機缸體、缸蓋機器人自動化清理項目。與國內外同行業技術相比，整體技術國內領先，部分技術達到國際先進水平。國外有同類產品，但在以下方面很難適應國內的鑄造環境和鑄造要求：

1）對來料的殘根和披縫的高度、厚度，即殘余量要求較高；

2）對經過落砂和拋丸后的工件潔凈程度要求較高，不允許有粘砂和浮砂存在；

3）耗材成本高，是我們自主研發設備的2 ~ 3倍以上，生產成本高。

綜上所述，我們的產品在適應國內鑄造行業的現狀和要求、價格、使用成本、售后服務等方面具有明顯優勢。

推廣應用的經濟效益

推動鑄件后續處理中各工序的裝配朝自動化、智能化、高效、環保等方向健康發展，達到國家提倡的“高效、環保、綠色鑄造”的發展政策。目前鑄造廠從業人員最多、設備最簡陋的環節絕對是在清理工序，從長遠考慮這絕對是鑄造廠提高生產力和降低人力成本的重要環節。當前市場上打磨工人的成本已經超過8000元/月，標準清理單元用于完成缸體、缸蓋清理至少可替代8名清理工人，2-2.5年即可收回投資成本。中國作為全球第一大鑄件生產國（產量約占43%），預計未來五年國內需求超過100成套，潛在市場規模超過40000萬元人民幣。同時，我公司計劃開發海外鑄件清理市場，為鑄造行業的綠色自動化改造貢獻力量。

推廣應用的社會效益

通過機器人換人實現鑄件清理自動化、集約化、連續化生產，可以很好地解決產能低,技術裝備落后,企業勞務用工風險高,環境污染嚴重等問題，同時可以有效避免受人為因素造成的產品品質缺陷。社會效益還體現在：

1）可提高清理效率40%以上，提高了生產效率，降低了鑄造企業人力成本、促進鑄件后續處理自動化、集約化發展。

2）有效改善了鑄件后續處理的生產作業環境，改善了清理工序臟、亂、差的面貌，創造了良好的工作環境。

3）減少了密集型人力勞動，有利于緩解就業壓力；帶動相關產業實現產值過10億，增加了相關行業就業人員需求，實現經濟、社會效益雙豐收。

項目預期解決的重大問題

在東風汽車清理車間建成的以機器人為主體的發動機缸體、缸蓋自動化清理生產線，實現了發動機鑄鐵缸體和缸蓋的上下料、打磨清理、輸送聯合自動化作業。將產業工人從惡劣的作業環境和繁重的作業任務中解救出來。解決了東風汽車清理車間原來以人工打磨為主的粗放式生產模式帶來的一系列瓶頸問題，包括產能低、技術裝備落后、質量難以保證，勞務用工風險高、粉塵噪音等環境污染嚴重等。徹底改善鑄鐵毛坯后處理粗放式的生產方式，推動鑄件后處理各工序裝備朝自動化、智能化方向健康發展。打造全新的后處理生產模式和友好的人機環境，實現綠色鑄造。為東風汽車公司帶來了巨大的經濟效益，為東風汽車公司的可持續發展提供了有力的支持。并為推動中國鑄造行業轉型升級，實現中國制造2025奠定堅實基礎。

項目實施對行業的影響和帶動作用

鑄造粗放式生產方式面臨諸多問題，直接關系到民生。通過智能機器人清理技術可以很好的解決當前行業所面臨的困境。通過機器人換人實現鑄造自動化、集約化、連續化生產，可以很好地解決產能低、技術裝備落后、企業勞務用工風險高、環境污染嚴重等問題，同時可以有效避免受人為因素造成的產品品質缺陷。長泰機器人的智能裝備技術已廣泛應用于鑄造生產各環節，包括鑄造成型、后處理和冷加工各個階段。作為制造業基礎產業鑄造產業向汽車產業對標是遲早的事情，機器人作為智能裝備的代表可以更好地將物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等先進信息技術進行融合，為未來在鑄造領域實現兩化融合，實現智能鑄造、綠色鑄造奠定基礎。

項目技術路線和創新點

技術路線

項目采用機器人抓取工具的方式實現鑄件定點清理，配備激光傳感器，針對自動化清理過程中鑄件毛坯換件造成的位置偏差，通過測量實現精確定位的目的，并自動糾正機器人打磨軌跡；具備敏捷保護功能，針對在清理特征差異性條件下，實現機器人打磨過程的自主感知和自主調整，確保設備安全、可靠。在獨立的安全房內，完成清理加工，并配備隔噪和除塵設備，保證操作人員處在相對安全、舒適的工作環境，并且利于環保。系統具備較好的柔性，如產品換型僅需要更換工裝，即可滿足生產需求。單條機器人清理線包含兩個工作站，分別布置于輥道兩側，共計四臺機器人。包含機器人加工系統、刀具系統、旋轉工作臺、安全房、控制柜除塵房、除塵、排屑系統、物流輥道、CTR機器人、檢查、補清輥道等。自動翻轉機后端設置一段機動輥道實現翻轉前后工件自動輸送。

難點

1）清理特征主要包含各類批縫、殘根等，幾乎覆蓋鑄件所有內外表面。以發動機缸體、缸蓋為代表其形狀復雜、種類多樣，實現自動化清理首先要求設備具備較高的柔性。

2）鑄鐵材料硬、脆，加工性能差。

3）加工工況差，清理特征差異性大且不連續，同時受鑄造成型工藝影響容易產生較大的凸瘤。致使機器人在高速進給中加工系統將承受較大且頻繁的沖擊載荷。

4）要求實現高效清理，這就要求加工系統具備充裕的加工能力和高剛性、穩定且可靠。

5）在毛坯階段，鑄件缺乏準確的定位基準且受鑄造變形影響。在自動化清理過程中要求設備能夠適應由于換件帶來的各類偏差，這也是實現高效、自動化清理的難題。

6）原來的清理作業模式造成了嚴重的粉塵、噪音污染，企業存在巨大的勞務用工風險，與國家推行的“高效、綠色、環?！钡陌l展政策嚴重不符。

創新點

1）設計高剛性、高可靠性的刀具等關鍵工具與設備，開發出以機器人為主體的缸體、缸蓋自動化清理成套設備，實現了發動機鑄鐵缸體和缸蓋的上下料、打磨清理、輸送聯合自動化作業。解決了東風汽車原來以手工打磨為主的生產模式帶來的一系列問題，包括自動化水平低，加工質量難以保證，粉塵和噪音問題嚴重，勞務用工成本高、風險大等。

2）研發了偏差在線檢測與機器人加工路徑自動糾正技術，解決了在鑄件毛坯換件存在偏差的條件下實現自動化清理加工的重大難題。

3）研發了敏捷控制技術。在清理特征差異性和不確定性條件下實現機器人連續化、自動化生產。防止安全事故，保障設備安全。

4）采用智能化離線編程和基于專家數據庫的編程技術。解決了手工示教軌跡擬合精度不高，工作量龐大等問題?？s短調試周期，降低人工示教風險。

5）采用先進的信息化技術，采集、分析實時的設備狀態和生產過程數據，優化生產流程，響應制造異常事件，修復績效偏離，適應市場需求變化、改善人機交互體驗。