制壳过程自动化.PDF

制壳过程自动化 —国外精铸技术进展述评(6)— 原载 《特种铸造及有色合金》，2005 （6）：366~371 一． 制壳机械手 采用机械手上涂料和撒砂，在国外已有大约40 年的历史，经历了几个发展阶段。早期的 机械手主要靠机械传动，通常具有4～5 个自由度（图6-1a,没有自由度E的就是4个自由度）， 后来发展为液压传动，自动化程度也进一步提高。 靠机械传动的机械手(图6-1)，尽管传动装置较为简单，自动化程度较低，装卸模组主要 靠人工，运行也不如液压传动的平稳（图6-1b）。但具有成本低、可靠性强、维修方便等优点， 所以，在国外至今仍受到许多精铸生产厂家青睐。 a) 动作自由度示意图 b) 生产现场照片 图6-1 机械传动制壳机械手 液压传动机械手运行平稳，自由度从4～5 个增加到5～6 个,动作也更加灵便,有的还可以 自动抓取模组。图6-2所示就是上世纪80年代前后，流行于美、欧各国的制壳机械手。 a) 机械手沾浆 b)机械手撒砂 图6-2 液压传动机械手 25 1999 年在英国注册的VA Technology Ltd.，研制和开发出新型制壳机械手及与之配套的 全套制壳设备(包括涂料制备、沾浆、撒砂等设备)。机械手(图6-3)有6 个自由度，动作像人 手一样灵便，采用最先进的液压器件，最大抓举重量300kg，大修时间长达45000小时。此外， 该系统还具有如下特点：  全套设备结构和尺寸都经过CAD 优化设计。  系统中广泛采用了数字变频驱动器，启动、制动、加速、减速都非常平稳。  机械传动装置和轴承座等重要零部件都经过消除应力处理，系统可靠性强，使用寿命长。  干燥系统采取了有效的降噪措施, 并配备有激光扫描装置识别模组并准确定位。 据报道，该系统已获得Wisconsin Precision Casting 、Gray Syracuse、Allied Signal和 Rolls Royce 等著名精铸公司认可。近年来，也被国内某些航空精铸企业引进。 a) 机械手外形全貌 b) 生产现场照片 图6-3 先进的VA 机械手 图6-4 国外较流行的大型模组 图6-5 简单的制壳机 26 我国国内，除少数航空精铸企业和外资企业外，制壳机械手十分罕见。时至今日，在线服 役的制壳机械手，尚无一台是国产的。这对于13亿人口的泱泱大国，不能不说是一个遗憾，也 突现出我国精铸行业，自主研制和开发先进技术装备的实力不强。 尽管我国劳动力资源充足而价廉，但并不意味就没有使用机械手的需求。且不论大型薄壁 复杂件的精密铸造是一个发展趋势，即使是为了提高工艺出品率和采用过滤网、陶瓷大浇口杯 等先进技术，模组大型化也势在必行（见图6-4）。这些技术措施不用机械手操作是难以实现 的。考虑到目前国内的技术水平和经济实力，对于像机械手这类技术难度大，要求高的先进装 备，一开始就希望达到世界先进水平是不现实的，不妨先设计制造一台哪怕只不过是由人工操 纵，可以辅助完成上涂料和撒砂动作的起重装置（图6-5），只求操作方便，使用可靠，故障 率低，以解决20～50kg重的型壳，人工制壳操作困难的燃眉之急。然后，在此基础上进一步完 善传动机构。最后再考虑自动化、智能化。像这样‘小步快跑’，可能要比什麽‘一步到位’， ‘跨越式发展’，‘创世界一流’等空洞口号和‘雄心壮志’更加求真务实。 二．干燥过程自动化 为满足Rolls Royce 公司将硅酸乙酯制壳改造为硅溶胶制壳工艺的要求，1995年英国 Drytec