砂型铸造是将熔炼金属注入砂型中生产铸件的方法，具有材料易得、生产周期短等特点，广泛应用于汽车、新能源等行业复杂零部件的生产制造环节。由于砂型铸造工艺复杂、作业强度大、生产标准高，许多企业也开始进行自动化改造，并引入3D视觉提升产线智能化、柔性化水平。

某头部汽车零配件厂发动机缸体铸造车间引入纽约国际5888883D视觉方案后，实现砂型铸造过程中砂芯浸涂、钻孔、组芯等工艺自动化，大幅提升企业铸件生产效率及质量。

工艺及改造原因

01 工艺介绍

砂芯在砂型铸造中主要用来形成铸件内腔。制作过程较为复杂，涉及了制芯、浸涂、钻孔、组芯等工艺。

· 制芯：将原砂、粘结剂按照一定比例混合，注入砂箱形成砂芯。

· 浸涂：在砂芯表面涂料，以提高砂芯耐火度、降低铸件表面粗糙度、防止铸件产生缺陷。

· 钻孔：使砂芯排气通畅，避免高温金属液注入砂芯时形成入侵气孔，影响铸件质量。

· 组芯：将砂芯依照装配特征高精度组装，形成完整且精密的铸件内腔。

02 改造原因

浸涂环节：人工涂覆（图片来源自网络）

现场有三种砂芯：机体芯、上盖芯，下盖芯，每种砂芯包含十数种型号。在浸涂工位，需将砂芯从输送线搬运至浸涂池进行浸涂处理，涂料风干后，由输送线运送至钻孔工位钻孔，而后转运至下料台。同时，需将上盖芯和下盖芯精准对位组装。客户生产过程存在以下痛点，决定对产线进行自动化改造：

砂芯来料

· 人工涂覆效率低，易出现滴痕、刷痕等缺陷。传统机械设备难以对砂芯精准定位，造成涂料覆盖不均。

· 人工钻孔一致性差，传统机械设备钻孔精度低。易出现错扎、漏扎等情况，影响砂芯气密性，导致铸件成品出现气孔缺陷。

· 砂芯组芯精度要求高，人工或传统机械设备装配精度难以满足客户生产需求。

· 砂芯尺寸大（可达1152×464×227mm），自重大（可达200kg），人工搬运强度大，存在危险性。

· 受铸件自重大、高温、粉尘、烟气等因素影响，人工作业效率不稳定且存在健康风险。

01 解决方案

以上为项目现场图片

3D相机选型及安装方式：Mech-Eye PRO S，臂载式安装。

通讯方式：3D视觉系统与机器人直接通信，通讯协议为TCP/IP。

来料方式：2-4个砂芯为一组，由托盘运输到位。

工作流程：

· 输送线通过托盘输送机体芯/上盖芯/下盖芯至指定位置；3D相机拍照，3D视觉系统获取待抓取砂芯位姿信息及型号；3D视觉系统将砂芯型号发送给机器人，机器人切换相应夹具。

· 3D视觉系统引导机器人抓取砂芯进行浸涂处理（砂芯浸涂工位）。

· 3D视觉系统引导机器人钻孔、抓取上盖芯安装于下盖芯（砂芯钻孔、组芯工位）。

· 3D视觉系统引导机器人抓取砂芯放置于下料台（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

从上至下依次为机体芯、上盖芯、下盖芯

· 现场选用了Mech-Eye PRO S高精度结构光工业3D相机。Mech-Eye PRO S能够轻松应对现场不同工位、不同时段的环境光干扰，对表面凹凸不平、带有字符&特征孔的各类砂芯生成高质量点云数据。

· Mech-Eye PRO S臂载式安装，视野更灵活，轻松覆盖到位不一致的砂芯。成像速度快，实现砂芯抓取位姿的快速反馈。

· 3D视觉系统精准定位上下盖芯，引导机器人依照砂芯复杂装配特征完成高精度组芯工艺。

先进AI技术，助力客户产线稳定运行

精准抓取

· 现场布局紧凑，集成了机器人、输送线、浸涂池等各类工业设备。自研机器人运动路径规划技术，结合运动仿真+碰撞检测，轻松应对现场复杂工况，高效联动各个工艺流程。

· 3D视觉系统准确识别砂芯尺寸，提前调节夹具行程，保证均匀浸涂、精准钻孔及对位组装。

· 可根据订单需求处理现场数十种砂芯，同时支持新增产品的快速导入。

生产效率大幅提升，铸件质量有保证

砂芯装配成品

· 通过AI+3D视觉+工业机器人解决方案，将劳动密集型作业转化为高度自动化作业，整条砂芯生产线效率提升至原来的2倍。

· 通过3D视觉技术实现砂芯高精度定位，无需频繁切换定位工装，提升产线柔性。

· 砂芯表面涂料覆盖均匀、气孔准确且具有一致性、对位组装更为精准，保证复杂铸件精度满足客户出厂需求。

纽约国际588888通过3000+案例交付积累了丰富的应用经验，在全球范围内率先实现了AI+工业机器人多应用、跨场景的批量落地。助力合作伙伴更便捷、更快速地为终端客户交付各类复杂机器人应用。如果您想了解更多纽约国际588888产品及方案，请发送邮件至info@mech-mind.net。