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1. 锻造概述

锻造工件大小都有，常见的100Kg以内，大的高达600Kg，本文主要针对的是100Kg以内工件的锻造自动化。

下图是大工件锻造操作机：

下图是100Kg以下锻造机器人上下料自动化生产线：

常见的锻造类零件，比如曲轴、连杆、转向节等。

2. 锻造自动化生产线设计方法和流程

锻造自动化生产线主要由棒料切割机、棒料上料机、中频加热炉、锻压机、温控线等组成。

2.1 设计依据

设计依据有工件外形尺寸、重量、工艺、温度、节拍、模具等。

锻造工艺：棒料切割—棒料加热—镦粗（去氧化皮）—成型（喷脱模剂）—切飞边冲孔—温控。

热模锻温度：1200℃。

模具：热模锻模腔磨损快，20Kg曲轴的模具使用寿命3000次左右，基本上每天都要更换模具，模具修复通常采用模腔堆焊重新加工的方法实现模具二次使用。

2.2 生产线布局

生产线布局根据节拍和设备数量来确定，机器人搬运一次工件（20Kg为例）的时间7s左右，如果产线节拍快，就需要多布置机器人。

2.3 机器人手爪设计和选型

机器人手爪设计需要根据工件外形尺寸设计，特别要注意锻件的拔模斜度，选取工件上的平整面作为抓取点，手爪尽量避免4点夹持，夹持位置采用错位的方式实现3点夹持。

机器人选型根据工件尺寸和重量选择铸造专用机器人（IP67），并根据现场环境，决定是否给机器人穿防护服（建议穿），机器人选型方法参见 https://www.cad2d3d.com/post-1250.html。

3. 锻造自动化生产线难点

手爪设计是锻造自动化生产线设计的难点，手爪要应对1200°高温的工件，与工件接触部分需要选用耐高温的材料制成，气缸或油缸部分需要考虑隔热和防尘防水设计，工件尽量不要手爪上长时间停留，如果节拍允许，考虑给手爪沾水降温。

小工件（≤20Kg）采用平行爪夹持，大工件优先采用关节式夹持。

脱模剂喷雾装置可独立控制水、气和脱模剂三路，喷脱模剂工序不可控的因素太多，需要现场反复调试，脱模效果不好的话，模腔内的工件顶不出来，影响自动化生产线的稳定性。

4. 锻造自动化生产线风险点和应对措施

手爪失效：由于工件表面不平整，手爪和工件行程点接触，工件在手爪上会摇摆不定，因此避免夹持点行程长方形布置，可考虑夹持点错位和手指块接触部分开槽。

工件粘模：工件粘在下模模腔内，压机顶杆顶不出来，机器人无法取件，需要改善脱模剂喷雾效果，确保工件可以顺利顶出。

工件顶出后不定位：压机顶杆顶出时，工件存在弹跳，造成顶出后位置有偏差，工件最终位置无法检测，只能让手爪过去夹持，如果夹不到工件就报警。

5. 总结

锻造采用机器人上下料越来越普遍了，采用机器人既能保证节拍，也能提高产品质量，基本上2~3年就可以收回机器人成本，综合考虑机器人是锻造自动化首选。