制芯中心除了必需的射芯机、去除飞翅装置、涂料槽等工艺设备及装置外，还必须有运输、夹持砂芯或砂芯组合的机械。从总体上讲，可以把制芯中心区分为机械手操作的制芯中心、机器人操作的制芯中心、机械手和机器人联合操作的制芯中心三类。
（一） 机械手操作的制芯中心
现以瑞典Scania载重汽车制造厂铸铁厂的制芯中心（见图3-14）为例来介绍这类制芯中心。
图3-14 6缸发动机制芯中心平面布置图
（a）实物照片；（b）平面布置图
1—冷芯盒射芯机；2—芯盒自动快换系统；3—主机工装检测和服务装置；4—4套修芯板；5—1号机械手；6—双层全自动储芯库；7—机械手夹具自动更换库；8—锁芯夹具库；9—2号机械手；10—锁芯机；11—机械手夹具清理槽；12—浸涂机；13—烘干炉
该制芯中心由以下11个部分组成。
（1）一台全自动化110L+110L容量的垂直分芯冷芯盒射芯机 （主机），带有芯盒快速更换系统。
（2）一台单独的用于生产挺杆砂芯的小射芯机。
（3）No.1机械手，其任务是：从射芯机的穿梭转运台上取芯并将之送到去除飞翅工位，进行去除飞翅（见图3-15），预组芯并将砂芯安放在自动化砂芯仓库，以及最终将砂芯安放在组芯工位上。
图3-15 清除飞翅
图3-16 浸涂料
（4）与No.1机械手在同一轨道运行的No.2机械手，其任务是：将预组装好的砂芯组合从组芯工位转运到锁芯工位的穿梭车，从穿梭车取出紧固好的砂芯组合，将砂芯组合浸入涂料槽内（见图3-16），然后使之围绕通过砂芯组合重心的水平轴旋转以避免涂料在砂芯表面局部堆积，使涂层厚度均匀，并将之安放在微波干燥炉的装料段上。
（5）4套去除飞翅装置（砂芯轮廓的清刷）。
（6）一个具有两条辊道运输机的双层自动化砂芯仓库及一台升降机。
（7）组装砂芯工作台。
（8）带有穿梭车的锁芯（射芯）机。
（9）涂料槽。(www.xing528.com)
（10）芯盒等工艺装备的检查和维护装置。
（11）机械手卡具库，卡具更换是完全自动化的。
制芯中心的工作情况大致如下所述。主机每次射出4个砂芯 （3个曲轴箱芯和1个端面芯）。吹气硬化后，可移动的半个芯盒带着砂芯一起开启，然后其垂直分盒面旋转90°而朝向下方，利用顶杆将砂芯顶出芯盒而落到穿梭转运台上。后者将砂芯从射芯机内运到No.1机械手下方。机械手抓取4个砂芯并将它们翻转到垂直状态再移至去除飞翅工位。该工位的砂芯修整装置是按照砂芯轮廓设计的装有旋转刷子的样板。机械手迅速地让砂芯来回通过前述的刷子，去掉砂芯上的飞翅，然后使各个砂芯围绕自身的垂直轴线转90°，并使各个砂芯靠拢。接着将砂芯放到砂芯仓库的平板小车上或者放在组装夹具上。在组装夹具上组装完成的砂芯组合由No.2机械手抓取并安放到锁芯机的配置有定位装置的穿梭车上。后者将砂芯组合运到锁芯机中，锁芯机用与砂芯相同芯砂进行射砂锁芯。
前面提到的砂芯仓库是为了解决该厂具体情况下的物流问题。Scania发动机的一套砂芯组合共由9块砂芯组成：6块曲轴箱砂芯、前后端面砂芯各1块 （见图3-17），以及1个联体的挺杆砂芯。在正常生产时，铸造厂每2min需要一整套砂芯。
图3-17 Scania发动机所用芯盒之一及砂芯组合
但该110L+110L容量的射芯机（主机）每个生产周期（1min）仅可制出前述8个砂芯（6块曲轴箱砂芯和2个前后端面砂芯）中的一半，即4块。该厂为了节约设备投资仅安装了一台主机。利用这台主机，每小时生产60半套（除去挺杆芯）砂芯，其中30半套及时用于组装，其余30半套暂存于砂芯仓库中。每1h更换一次冷芯盒，生产另外半套砂芯。通过这样的生产调度实现其生产计划的完成。
（二） 机器人操作的制芯中心
近年来由于机器人应用的普及，在生产中出现了不少机器人操作的制芯中心。采用通用的机器人与射芯机、去除飞翅装置等工艺设备来构建制芯中心在技术和经济上有不少优点。
图3-18为由2台冷芯盒射芯机和3台机器人为主构成的汽车发动机汽缸体制芯中心。
（三） 机械手和机器人联合操作的制芯中心
图3-19为德国Bruehl铸铁厂为生产美国通用汽车公司V8缸体 （每年350000套）而于2000年投产的制芯中心。整个制芯中心占地约1800m2（分为两层），由4台冷芯盒制芯机及1台锁芯机、3台机械手、6台机器人组成。运行整个系统只需4名操作人员。
上述4台制芯机中的2台为垂直分芯，每台分别制造2块曲轴箱砂芯及1块端面砂芯。为处理这2台制芯机所制造的砂芯，配备了2台机械手。每台机械手从制芯机上抓取2块曲轴箱砂芯及1块端面砂芯，用橡胶成型刮板将它们的飞翅去除掉后放到锁芯机上。然后锁芯机将4块曲轴箱砂芯及前后2块端面砂芯锁在一起，并由一台承重200kg的机器人将之浸入涂料槽中。一旦浸涂完毕，机器人即将之放在一专门的工作台上让多余的涂料滴掉。随后机器人将砂芯组合放到烘干炉的平板小车上。
图3-18 机器人操作的制芯中心
图3-19 机械手和机器人联合操作的制芯中心
整套砂芯组合所需的2块水套砂芯及2块枕头砂芯是在1台水平分芯射芯机上制造的，由于水套砂芯及枕头砂芯所用的芯砂各不相同，所以这台制芯机具有若干个芯砂斗及射砂头。1台机器人将水套砂芯经过橡胶刮板来去除飞翅并将之与枕头砂芯一起送到螺钉紧固工位。后者由另一台机器人及自动螺钉给料机构成，它们在支承台上将2块枕头砂芯和对应的水套砂芯连接在一起。前一台机器人再一次抓取该砂芯组合并将之浸入涂料槽中。在滴掉多余的涂料后，机器人将其放在烘干炉的平板小车上。
整个砂芯组合的完成是由第四台射芯机（水平分芯）所制的2块边芯及1块凹槽砂芯来实现的。1台机器人将上述3块砂芯转运到不同的运输平板小车上。边芯被放在用于曲轴箱—端面砂芯组合的相同平板小车上。一台最后安装机器人把边芯装在曲轴箱—端面砂芯组合上。另一台最后安装机器人通过把水套—枕头砂芯及凹槽砂芯装在曲轴箱—端面砂芯—边芯组合来完成整个生产循环。这样，整套砂芯组合已经制备并由一机械手将其运送到造型线上。
机械手和机器人联合操作制芯中心的特点是将适宜于进行较长距离的转运的机械手和机器人动作的灵活性结合起来。
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