一种集成预警系统的铸造自动化控制系统

文档序号:1945288 发布日期:2021-12-10 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种集成预警系统的铸造自动化控制系统 (Casting automation control system of integrated early warning system ) 是由 崔立新 赵晓光 高尚辉 吴胜利 成凯 成子彦 张政委 许英杰 朱望凯 赵方通 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及铸造自动化控制技术领域,且公开了一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,包括铸造自动化控制系统,所述铸造自动化控制系统包括模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统、熔炼系统、浇注系统、清理系统和预警系统组成的铸造自动化控制系统,其中模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统组成铸造自动化控制系统中的生产准备系统,熔炼系统、浇注系统、清理系统组成铸造自动化控制系统中的生产系统,本发明中,浇注后等融熔金属凝固后预警系统将信息传达到清理系统,通过设置的预警系统对熔炼系统、浇注系统、清理系统之间进行信息传递,实现熔炼系统、浇注系统、清理系统之间信息集成化的效果。(The invention relates to the technical field of casting automation control, and discloses a casting automation control system integrated with an early warning system, which comprises the casting automation control system, wherein the casting automation control system comprises a casting automation control system consisting of a mold selection system, a sand mixing system, a molding core control system, a smelting system, a pouring system, a cleaning system and an early warning system, wherein the mold selection system, the sand mixing system and the molding core control system form a production preparation system in the casting automation control system, and the smelting system, the pouring system and the cleaning system form a production system in the casting automation control system And information integration effect between the pouring system and the cleaning system.)

一种集成预警系统的铸造自动化控制系统

技术领域

本发明涉及铸造自动化控制技术领域,尤其涉及一种集成预警系统的铸造自动化控制系统。

背景技术

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史,中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平,铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法,被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷,因应不同要求,使用的方法也会有所不同

铸造领域,随着中国科技高速迅猛的发展,传统制造方式中出现的人工效率低、产品质量不稳定等一系列问题日渐凸显,如何找到一种可以完全替代人工并提高产品质量和工作效率,成为所有铸造企业眼下亟待解决的难题。

为此,我们提出一种集成预警系统的铸造自动化控制系统。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题,提供一种集成预警系统的铸造自动化控制系统。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案,一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,包括铸造自动化控制系统,所述铸造自动化控制系统包括模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统、熔炼系统、浇注系统、清理系统和预警系统组成的铸造自动化控制系统,其中模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统组成铸造自动化控制系统中的生产准备系统,熔炼系统、浇注系统、清理系统组成铸造自动化控制系统中的生产系统。

作为优选,所述模具选取系统将设计图像的数值大小进行严格的数据应用控制,最终形成设计模型,设计好的模型组成模型库,通过模具选取系统对根据生产需求从模型库内提取需要的模型并生产成指定规格的模具。

作为优选,所述混砂系统中,按照砂型制造的要求及铸件的种类不同,由混砂系统配制合格的型砂,以供造型所用。

作为优选,所述混砂系统完成型沙制作后通过混砂系统与造型制芯系统之间设置有预警系统将信息传导给造型制芯系统,由造型制芯系统对型沙进行成型制作。

作为优选,所述熔炼系统包括金属成份调配系统、熔化炉选择系统和温度控制系统,金属成份调配系统中设置有多种铸铁、铸钢、铸造合金的配料表以及计算公式,系统根据生产需要输入的信息将对应的配料表以及计算公式调取出来,并通过控制设备进行金属成份调配,调配出所需要熔炼的原料所需量以及原料的金属成份,熔化炉选择系统将根据生产铸造件的原料、生产量以及工艺选择对应的熔化炉,所述熔炼系统还包括物料传送系统,通过物料传送系统将配制好的金属成份原料传送到对应的熔炼炉内,物料传送系统将根据生产工艺对物料进行周期性投料、连续性投料、一次性投料,所述温度控制系统将监控熔炼炉内熔炼料的温度,根据不同熔炼原料的成份控制监测炉内温度。

作为优选,所述熔炼系统提供的熔炼进度并将熔炼进度通过预警系统传送给浇注系统,由浇注系统根据预警系统提供的信息对浇系工艺中所需要设备进行选择和调试。

作为优选,所述浇注系统包括机械臂控制系统,由机械臂控制系统控制注浇机械臂工作,将熔炼炉内合格的融熔金属注入配好模的砂箱里。

作为优选,所述机械臂的夹持端设置有范围温度监测装置,机械臂控制系统在控制机械臂进行浇注时,由范围温度监测装置对机械臂的夹持端设定范围内温度进行监测,当监测到设定范围内温度超过设定值时,范围温度报警系统将控制报警装置发出警报。

作为优选,所述预警系统将浇注后凝固的融熔金属信息传达到清理系统,由清理系统控制设备把型砂清除掉,打掉浇口附设件,得到所需要的铸件。

有益效果

本发明提供了一种集成预警系统的铸造自动化控制系统。具备以下有益效果:

(1)、该一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,设计好的模型组成模型库,通过模具选取系统对根据生产需求从模型库内提取需要的模型并生产成指定规格的模具,通过设置的模具库和模具选取系统,达到了提高选取模具效率的效果,提高铸造准备工作的效率。

(2)、该一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,金属成份调配系统中设置有多种铸铁、铸钢、铸造合金的配料表以及计算公式,系统根据生产需要输入的信息将对应的配料表以及计算公式调取出来,并通过控制设备进行金属成份调配,调配出所需要熔炼的原料所需量以及原料的金属成份,达到了快速调整配金属成份铸造原料的效果。

(3)、该一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,由浇注系统根据预警系统提供的信息对浇系工艺中所需要设备进行选择和调试,由机械臂控制系统控制注浇机械臂工作,将熔炼炉内合格的融熔金属注入配好模的砂箱里,由于浇注阶段危险性比较大,通过机械臂控制系统控制机械臂进行浇注,减少了人工操作产生的危险性。

(4)、该一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,机械臂的夹持端设置有范围温度监测装置,机械臂控制系统在控制机械臂进行浇注时,由范围温度监测装置对机械臂的夹持端一定范围内温度进行监测,当监测一定范围内温度超过设定值时,范围温度报警系统将控制报警装置发出警报,通过范围温度报警系统对机械臂的夹持端进行监测,避免机械臂控制系统出现异常导致熔融金属液体外溢产生危险。

(5)、该一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,浇注后等融熔金属凝固后预警系统将信息传达到清理系统,由清理系统控制设备把型砂清除掉,打掉浇口等附设件,得到所需要的铸件,通过设置的预警系统对熔炼系统、浇注系统、清理系统之间进行信息传递,实现熔炼系统、浇注系统、清理系统之间信息集成化的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明铸造自动化控制系统流程图;

图2为本发明造型制芯系统流程图;

图3为本发明熔炼系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例:一种集成预警系统的铸造自动化控制系统,如图1-图3所示,包括模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统、熔炼系统、浇注系统、清理系统和预警系统组成的铸造自动化控制系统,其中模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统组成铸造自动化控制系统中的生产准备系统,熔炼系统、浇注系统、清理系统组成铸造自动化控制系统中的生产系统,模具选取系统中按照生产图纸要求制作制作模具,一般单件生产可以用木模、批量生产可以制作塑料模、金属模,大批量铸件可以制作模板,砂型铸造模具设计的准确性直接对砂型铸造模具的后期应用造成影响,为了保障砂型铸造模具的模型设计准确无误,砂型铸造模具的平面设计中要包括砂型铸造模具设计的主视图、俯视图和左视图的三部分,提高砂型铸造模具应用的实际设计的立体性特征;此外,砂型铸造模具的平面设计中要对模型设计的高、长、宽、半径等具体数据进行确定,为了保障砂型铸造模具设计数据应用的准确性较高,设计人员可以对砂型铸造模具设计的数据设定变化空间值,再应用数据模型对数据进行验证,保障砂型铸造模具设计数据的准确性,砂型铸造模具设计中的第二环节,是依据砂型铸造模具的平面设计,建立砂型铸造模具设计的运算模型,确定砂型铸造模具平面设计的数据应用的变动准确值,例如砂型铸造模具设计中应用的数据模型中,采用函数运算的模式,设定自变量x与因变量v,将砂型铸造模具中因变量和自变量的关系进行数据分析,从而进一步确定自变量的变化与因变量之间的函数关系,为保障砂型铸造模具设计应用数据的准确性提供完善、准确的发展依据,砂型铸造模具设计图像的立体化处理是砂型铸造模具设计的第三部分,这一部分的应用也是现代砂型铸造模具设计与传统砂型铸造模具设计最主要的区别,应用计算机虚拟构图技术,将砂型铸造模具设计的平面图形进行立体“组装”,并将设计图像的数值大小进行严格的数据应用控制,最终形成设计模型,设计好的模型组成模型库,通过模具选取系统对根据生产需求从模型库内提取需要的模型并生产成指定规格的模具,混砂系统中,按照砂型制造的要求及铸件的种类不同,由混砂系统配制合格的型砂,以供造型所用,通过混砂系统控制采用一种混制黏土湿型砂的新型混砂机即逆流式混砂机,在混砂机底盘上面的偏心部位安装刮板和带有叶片的高速转子,底盘作顺时针方向旋转,转子和刮板作逆时针方向自转,转子的转速高於底盘的转速,混砂时,由於底盘与转子具有相反的运动,且转速不同,底盘上的型砂遂获得不同的速度差,砂粒间产生相应的磨擦力和剪切力,从而产生搓研﹑混合﹑破碎等作用,不仅混制效率高,混制出的型砂质量也好,通过混砂系统控制逆流式混砂机形成自动生产型沙的生产线,造型制芯系统由系统控制设备用型砂形成铸件的形腔、制芯(形成铸件的内部形状)、配模(把坭芯放入型腔里面,把上下砂箱合好),造型是铸造中的关键环节,砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和外形的凹坑等部分,在浇注时,由于它的大部分表面被液态金属所包围,经受差强烈的热用、机械作用,排气条件也差,清砂困难,因此,对芯砂的性能要求比一般型砂要高得多,即它应具有较高的强度和耐火度、较小的吸湿性、较高的透气性、较低的发气量和较好的溃散性等;混砂系统与造型制芯系统之间设置有预警系统,型沙制作完成后通过混砂系统与造型制芯系统之间设置有预警系统将信息传导给造型制芯系统,由造型制芯系统对型沙进行成型制作,模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统组成铸造自动化控制系统中的生产准备系统;

熔炼系统包括金属成份调配系统、熔化炉选择系统和温度控制系统,金属成份调配系统中设置有多种铸铁、铸钢、铸造合金的配料表以及计算公式,系统根据生产需要输入的信息将对应的配料表以及计算公式调取出来,并通过控制设备进行金属成份调配,调配出所需要熔炼的原料所需量以及原料的金属成份;熔化炉按照熔化炉有操作方式分为连续式炉、周期式炉,连续式炉的炉料从装料侧装入,在炉内按给定的温度曲线完成升温、保温等工序后,可以以一定的速率和形状出料,周期式炉的炉料按一定周期分批加入炉内,按给定的温度曲线完成升温、保温等工序后全部运出炉外,周期式炉适合于生产品种多、规格多的产品,熔化炉按照有无保护气体又可以分为无保护气体式熔化炉和保护气体式熔化炉,其中无保护气体式熔化炉为炉内气体为空气或者是燃料自身燃烧产生的气体,多用于炉料表面在高温能生成致密的保护层,能防止高温时被剧烈氧化的产品,如果炉料氧化程度不易控制,通常把熔炼室抽为低真空,向炉内通入氮、氢等保护气体,防止金属在熔炼的过程中发生氧化,炉内通入氮、氢等保护气体的熔化炉为保护气体式熔化炉,以上熔化炉均通过间接加热的方式对炉内进行加热,将通电的电阻元件不直接加热炉料,而是先加热辐射管等传热中介物,然后热量再以辐射和对流的方式传给炉料,或将线圈通交流电产生交变磁场,以感应电流加热磁场中的炉料,感应线圈等加热元件与炉料之间被炉衬材料隔开,间接加热方式的优点是燃烧产物或电加热元件与炉料之间被隔开,相互之间不产生有害的影响,有利于保持和提高炉料的质量,减少金属烧损,感应加热方式对金属熔体还具有搅拌作用,可以加速金属熔化过程,缩短熔化时间,减少金属烧损,熔化炉选择系统将根据生产铸造件的原料、生产量以及工艺选择对应的熔化炉;所述熔炼系统还包括物料传送系统,通过物料传送系统将配制好的金属成份原料传送到对应的熔炼炉内,物料传送系统将根据生产工艺对物料进行周期性投料、连续性投料或一次性投料,通过温度监测装置将熔炼环境温度与熔炼炉内温度传送给温度控制系统,同时温度控制系统将监控熔炼炉内熔炼料的温度,根据不同熔炼原料的成份控制监测炉内温度,铝最好不要超过710,正常670正负20,锌不要超过450,正常420,不同金属成份其要求的熔炼温度不一样。

根据熔炼系统提供的熔炼进度并将熔炼进度通过预警系统传送给浇注系统,由浇注系统根据预警系统提供的信息对浇系工艺中所需要设备进行选择和调试,所述浇注系统包括机械臂控制系统,由机械臂控制系统控制注浇机械臂工作,将熔炼炉内合格的融熔金属注入配好模的砂箱里,合格的液态金属液指成份合格,温度合格,由于浇注阶段危险性比较大,通过机械臂控制系统控制机械臂进行浇注,减少了人工操作产生的危险性,所述浇注系统还包括范围温度报警系统,机械臂的夹持端设置有范围温度监测装置,机械臂控制系统在控制机械臂进行浇注时,由范围温度监测装置对机械臂的夹持端一定范围内温度进行监测,当监测一定范围内温度超过设定值时,范围温度报警系统将控制报警装置发出警报,通过范围温度报警系统对机械臂的夹持端进行监测,避免机械臂控制系统出现异常导致熔融金属液体外溢产生危险;浇注后等融熔金属凝固后预警系统将信息传达到清理系统,由清理系统控制设备把型砂清除掉,打掉浇口等附设件,得到所需要的铸件,熔炼系统、浇注系统、清理系统组成铸造自动化控制系统中的生产系统。

工作步骤:模具选取系统中按照生产图纸要求制作制作模具,设计好的模型组成模型库,通过模具选取系统对根据生产需求从模型库内提取需要的模型并生产成指定规格的模具,混砂系统中,按照砂型制造的要求及铸件的种类不同,由混砂系统配制合格的型砂,以供造型所用,型沙制作完成后通过混砂系统与造型制芯系统之间设置有预警系统将信息传导给造型制芯系统,由于造型制芯系统对型沙进行成型制作,模具选取系统、混砂系统、造型制芯系统组成铸造自动化控制系统中的生产准备系统。

金属成份调配系统中设置有多种铸铁、铸钢、铸造合金的配料表以及计算公式,系统根据生产需要输入的信息将对应的配料表以及计算公式调取出来,并通过控制设备进行金属成份调配,调配出所需要熔炼的原料所需量以及原料的金属成份,熔化炉选择系统将根据生产铸造件的原料、生产量以及工艺选择对应的熔化炉;所述熔炼系统还包括物料传送系统,通过物料传送系统将配制好的金属成份原料传送到对应的熔炼炉内,物料传送系统将根据生产工艺对物料进行周期性投料、连续性投料或一次性投料,通过温度监测装置将熔炼环境温度与熔炼炉内温度传送给温度控制系统,同时温度控制系统将监控熔炼炉内熔炼料的温度,根据熔炼系统提供的熔炼进度并将熔炼进度通过预警系统传送给浇注系统,由浇注系统根据预警系统提供的信息对浇系工艺中所需要设备进行选择和调试,由机械臂控制系统控制注浇机械臂工作,将熔炼炉内合格的融熔金属注入配好模的砂箱里,合格的液态金属液指成份合格,温度合格,由于浇注阶段危险性比较大,通过机械臂控制系统控制机械臂进行浇注,减少了人工操作产生的危险性,机械臂的夹持端设置有范围温度监测装置,机械臂控制系统在控制机械臂进行浇注时,由范围温度监测装置对机械臂的夹持端一定范围内温度进行监测,当监测一定范围内温度超过设定值时,范围温度报警系统将控制报警装置发出警报,通过范围温度报警系统对机械臂的夹持端进行监测,避免机械臂控制系统出现异常导致熔融金属液体外溢产生危险;浇注后等融熔金属凝固后预警系统将信息传达到清理系统,由清理系统控制设备把型砂清除掉,打掉浇口等附设件,得到所需要的铸件。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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