山东作为国内铸造产业大省，中小铸造企业占比高，产品涵盖铸铁、铸钢件，抛丸清理是铸件后处理必不可少工序。现阶段多数中小铸造企业抛丸机仍为传统手动控制模式，设备运行参数依靠操作工凭经验设置；叶片、布袋等易损件磨损状态只能依靠现场人工巡检判断，故障突发性强，经常打乱生产节拍。

当前行业智能化改造案例大多面向大型铸造企业，整套自动化产线投入高，超出很多中小铸造厂预算，导致不少企业对数字化、智能化改造望而却步。结合山东多地中小铸造车间改造实践，探索轻量化、低成本智能化改造思路，不追求全自动化无人生产，聚焦设备状态监测、故障预警、工艺标准化，用较少投入解决现场最突出痛点。

1 中小铸造车间抛丸装备现存问题

1）设备状态无法量化监测。抛丸器振动、电机负载、除尘压差、弹丸料位等关键参数缺少在线采集手段，叶片磨损、布袋堵塞只能依靠听声音、肉眼观察，预警滞后。 2）工艺参数无法固化。不同操作人员设置抛丸时长、工件转速差异大，铸件表面清理质量波动明显，质量问题发生后无法回溯当时工况。 3）设备维保模式落后，以事后抢修为主，缺少预测性维护，易损件更换时机依靠经验判断，备件备货盲目。 4）生产记录依靠纸质台账，数据整理繁琐，产量、耗材、设备故障历史数据难以沉淀，无法支撑工艺持续优化。 5）企业资金有限，车间现场空间狭小、老旧设备改造布线困难，难以承受大型成套智能系统高昂的软硬件成本。

2 低成本智能化改造总体思路

改造原则：按需采集、最小改动、分步实施、成本可控。不更换原有抛丸主机，保留设备原有手动操作功能，新增传感器、边缘网关、简易云平台。优先采集关键工况参数，聚焦抛丸器、除尘系统两大核心单元，分阶段实施。 整套系统由现场感知传感器、边缘采集网关、云端轻量化平台三部分构成。

2.1 感知层传感器选型与安装

选用防尘工业传感器，采用非侵入式安装，尽量不在设备壳体大面积开孔：

• 振动传感器：安装在抛丸器壳体，监测叶轮振动，预判叶片、定向套磨损；
• 电流变送器：采集抛丸器、斗式提升机电机电流，判断负载异常；
• 压差传感器：安装于除尘器进出口，监测布袋堵塞、破损情况；
• 料位传感器：弹丸料仓监测钢丸存量，设置高低料位报警，指导补丸。

传感器选用性价比高的工业通用型号，适配铸造粉尘环境，探头配套吹扫装置，防止粉尘堆积影响测量精度。

2.2 边缘采集网关

边缘网关负责现场信号采集、数据滤波、本地阈值判断。可本地缓存数据，网络中断时保存记录，网络恢复自动续传。网关自带本地声光报警，参数超限现场即时提醒操作工，不依赖云平台也能实现基础预警。网关支持 4G 无线传输，减少车间布线施工工作量，适合老旧车间改造。

2.3 轻量化云平台功能

平台简化功能，去掉复杂冗余模块，保留 4 项核心功能：设备实时监控看板、工艺配方库、设备故障预警、维保台账与生产报表。电脑网页、手机小程序均可访问，车间管理人员随时查看设备运行状态。

3 系统核心应用功能

3.1 设备状态在线可视化监控

车间大屏或手机端实时查看多台抛丸机运行参数，设备状态以颜色区分正常 / 预警 / 故障，直观展示振动、电流、压差、弹丸料位与运行时长。管理人员不用到现场即可掌握设备工况。

3.2 分级故障预警

设置两级阈值，提示预警与紧急告警。抛丸器振动升高预示叶片磨损、布袋压差升高提示布袋堵塞、料位偏低提醒补丸，系统推送消息通知车间人员，实现由 “故障后抢修” 转为预测性维护。

3.3 标准化工艺配方管理

将不同铸件成熟工艺参数（钢丸规格、抛丸时长、旋转速度）存储为工艺配方。生产时直接调用对应配方，减少人工随意设置参数，降低人为因素造成的质量波动，新员工也可以快速上手。

3.4 维保台账与生产报表自动生成

系统自动记录设备运行时长、故障事件、备件更换记录，建立设备电子档案。自动统计当班产量、设备稼动率、耗材消耗，替代纸质台账，减少车间文员填报工作量。

4 现场工程案例

山东滨州一家中小型铸铁件生产企业，车间配备吊钩式抛丸清理机，采用这套轻量化改造方案。改造前设备每月突发停机 2～3 次，主要为叶片磨损、布袋堵塞故障。改造后： 1）抛丸器叶片磨损、布袋堵塞故障可以提前 7～14 天预警； 2）铸件清理工艺参数标准化，表面质量波动明显减小； 3）运维人员现场巡检工作量降低，备件采购可提前规划； 4）整体改造成本低，施工周期短，不影响车间正常生产。

5 改造实施要点与注意事项

1）采用分步改造策略，资金紧张企业可先加装振动、压差传感器，优先监测抛丸器和除尘系统，后续再逐步增加其他采集点位，控制一次性投入。 2）保留设备原有手动操作模式，智能监测系统仅作为辅助，网络异常时设备不影响正常生产，避免单点故障造成停产。 3）重视人员培训，简化平台操作界面，针对车间操作工、维保人员开展简单培训，降低数字化使用门槛。 4）做好传感器定期维护，定期吹扫探头表面积尘，保障采集数据稳定可靠。

6 结语

面向山东省中小铸造厂的抛丸装备轻量化智能化改造，不追求无人化、全自动高端方案，聚焦核心工况监测、故障预警与工艺标准化，以较低投入解决生产现场最突出痛点。该改造方案改动量小、施工便捷、投入可控，适合省内大量中小铸造企业进行数字化转型升级。 中小铸造企业智能化升级不必一步到位，应立足自身产品、资金状况分步实施，以最小投入获得提质、降本、减少停机的实效，助力山东中小铸造产业高质量发展。