消失模鑄造通常采用蠟模法或泡沫模型法。由于批量化生產(chǎn)的便利性和精度一致性，蠟模鑄造法被廣泛應用于精密鑄造行業(yè)。隨著機器人與自動化系統(tǒng)的推廣深入，消失模鑄造領域已有廣泛成熟的機器人自動化應用技術：如沾漿、噴砂、切澆口、修毛刺等。而在作業(yè)精度要求高、工作量大的前道蠟模焊接組樹、清洗環(huán)節(jié)，目前很多企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的人工焊接組樹工藝。

       本案為上海某鑄造廠提供的KUKA機器人自動化焊接組樹生產(chǎn)線。在用戶工廠內，原本每天需要4位技能熟練的工人師傅完成的約1800個蠟模粘接作業(yè)，經(jīng)過機器人自動化蠟模組樹改造后，由現(xiàn)有的2臺KUKA機器人KR6 R900即可高效完成，在對焊接的一致性有顯著提高的前提下，為產(chǎn)能的擴充爭取了寬廣的提升空間。

用戶的需求與初步方案

 采用自動化系統(tǒng)替代人工完成蠟模與澆口棒焊接的組樹工作，不僅要保證焊接質量，還要盡可能降低失誤率。
工藝流程：壓蠟機出蠟模》冷卻》澆口棒上料定位》蠟模焊接組樹》檢修》蠟模樹件清洗、烘干》掛件周轉。
產(chǎn)品種類：約10多類型號，尺寸及組樹形式均有差別，要盡可能滿足不同批次間的柔性制造切換。投入產(chǎn)出比要求：改造前2組4人工每天8小時完成約6000件蠟模的粘接。自動化改造后至少要滿足現(xiàn)有產(chǎn)能，并使得設備系統(tǒng)投入成本可控。

    根據(jù)用戶需求，考慮到傳統(tǒng)非標自動化設備設計制造成本高，且生產(chǎn)柔性低等因素，欣志公司提議考慮采用機器人實現(xiàn)上述蠟模焊接組樹作業(yè)，并獲得了用戶的認可。在設備投入成本方面，初步的投入預估80萬左右，也在客戶方的基本承受范圍之內。因此，項目很快進入了開發(fā)投入前的關鍵實驗論證。
機器人焊接蠟模實驗及改進

實驗一期：機器人工采用烙鐵焊接。
可行性：差。
原因分析：烙鐵抽放機構與機器人粘接蠟模配合動作難度大，難以協(xié)調一致，烙鐵清理工作自動化改造不便。
實驗二期：機器人采用加熱器加熱蠟模后焊接。
可行性：較差。
原因分析：機器人缺乏如人工動作的靈活性與作業(yè)中的及時糾正糾偏，導致焊接不牢，焊接變形等不合格品增多。
實驗三期：機器人采用粘接蠟焊接蠟模。
可行性：較為可行。
需要改進的細節(jié)：粘接蠟防滴漏，粘接焊口的圓弧過渡。
改進工藝細節(jié)后的實驗：基本滿足用戶的品質需要。

項目設計階段的問題與解決提案
1.蠟模與澆口棒的夾取問題：
    起初的氣爪夾取方案在實際焊接作業(yè)中會發(fā)生機械干涉，容易損傷蠟模，且焊接位置與夾取部位距離太近容易造成焊接質量下降及工裝污染，因此通過Think-Automation與用戶雙方的通力合作，經(jīng)過輪番改進，*終采用了氣爪夾取+真空吸附的雙抓手配合方式，得以有效解決這一關鍵難題。
2.澆口棒的精準定位與變位問題：
    Think-Automation針對用戶主要產(chǎn)品的澆口棒外形及多個蠟模輪生組樹構型特點，設計了伺服變位機構，澆口棒由機器人夾取后定位放置在變位機機構內，變位機伺服與機器人系統(tǒng)協(xié)同，按照程序設定旋轉變位。
3.蠟模小尾巴的修建處理：
    壓蠟機壓制出的蠟模帶有“小尾巴”，Think-Automation為其設計了氣動剪刀，在粘接前進行修建作業(yè)。
4.蠟模焊接組樹后的清洗問題：
   整套系統(tǒng)包含有蠟模清洗專用清洗槽、烘干槽。機器人抓取焊接組樹完成的樹形結構進行主動清洗、烘干作業(yè)。
5.多批次柔性生產(chǎn)切換問題：
    系統(tǒng)針對輪生組樹結構的大多數(shù)批次產(chǎn)品設計，可滿足*主要的品類生產(chǎn)，另有個別構造特殊、批量小的組數(shù)結構需要單獨由人工完成。
6.與前后道工藝的自動銜接問題：
    壓蠟機制蠟模后，需要經(jīng)過一段時間的冷卻，Think-Automation設計了水冷快速冷卻裝置，可有機器人直接從壓蠟機取出后進入后續(xù)作業(yè)，亦可根據(jù)生產(chǎn)需要從外部進料。
    組樹件結構清氣烘干后，由機器人掛裝在周轉盤，未來將銜接到懸掛鏈進入后續(xù)作業(yè)。目前可有人工將懸掛架轉移到其他工位進行后續(xù)浸漿噴砂作業(yè)。

本案*終交付的機器人蠟模焊接組樹生產(chǎn)線設備配置
1、2臺基于PC Windows控制系統(tǒng)控制的KUKA機器人KR6 R900，該型號機器人屬于KUKA創(chuàng)新造型：高速、敏捷、小空間、低功耗。
2、機器人手抓：氣動夾爪及真空吸盤。
3、澆口棒定位工裝及伺服變位機；
4、專用蠟尾切除修剪機構；
5、焊接工作臺及焊料工裝；
6、送料定位工裝、周轉暫存裝置；
7、清洗槽、烘干槽；
8、氣動鎖緊伺服懸掛架；
9、系統(tǒng)及電氣控制柜、觸屏操作面板及急停按鈕；
10、安全圍欄及雙回路安全門。