一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统，属于浇铸生产设备技术领域。


背景技术：

2.对于铸造行业，传统的筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等的生产，大多需要人工或辅助机械完成铸件的浇铸、脱模、加工、检测等流程，存在效率低、成品率低，用工成本高的弊端。
3.现有的半自动浇铸设备虽然通过高速离心的方式提高了产品的合格率，通过机械臂替代了人工取水浇铸，但仍存在许多弊端，不能完全实现自动化生产。一、离心浇铸模组效率低，成本高。离心浇铸模组需要人工推盘到固定位置，配合机器人进行浇铸，一般一个模组需要两人进行配合，一人取件，一人推盘，效率低且用人成本高。二、高温铁水检测设备存在损耗、不稳定性和适用性低的问题。主要的检测设备分为接触式与非接触式两大类，接触式传感器，因炉内铁水高温，存在损耗问题，需经常更换。非接触式传感器，以激光检测为主，其以光做为检测介质，所以受现场工况的影响较大，检测数据不稳定。三、浇铸件的出模，出模后的质量检测都需要人工进行完成，用工成本高，且效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统，包括：浇铸机器人一、浇铸机器人二、中频炉、铁水深度传感器、浇铸离心机组一、浇铸离心机组二、取件机器人一、取件机器人二、自动称重系统、废料区二、废料区一、传送带、检测成品系统、分拣气缸和总控系统，浇铸机器人一和浇铸机器人二分别安装在中频炉的两侧，浇铸离心机组一安装在浇铸机器人一的前侧，浇铸离心机组二安装在浇铸机器人二的前侧，铁水深度传感器悬挂在中频炉正上方，浇铸离心机组一和浇铸离心机组二之间的前侧安装有传送带，传送带的初端两侧分别设有废料区二和废料区一，传送带的初端下部安装有自动称重系统，传送带的初端上部分别设有取件机器人一和取件机器人二，取件机器人一安装在浇铸离心机组一的上部，取件机器人二安装在浇铸离心机组二的上部，传送带的末端安装有分拣气缸，分拣气缸后侧的传送带的上部安装有检测成品系统，总控系统安装在传送带末端的一侧。
7.本实用新型的有益效果：
8.本实用新型为离心浇铸自动化生产设备的实施提供了一套硬件系统。加上相关的计算机程序(软件)，本实用新型还能实现以下的技术效果：
9.1、可以实现铸造生产中浇铸、离心、脱模、检测各个模块的自动化系统集成，可实现1人看机，全程自动化生产。可极大的提高生产效率，节省人力物力，降低生产成本。2、浇
铸离心实现转盘自动化运行，降低人工成本，提高生产效率。3、浇铸离心机转盘采用伺服电机控制，能够实现位置准停准启，运行误差小于1mm，提升设备整体运行稳定性。4、铁水深度传感器，1秒内精确检测铁水深度，飞秒级数据读取。耐1800 度高温，以高频率电磁波作为检测介质，有效排除高温、飞溅、烟尘等对检测的干扰。即使在铁水沸腾状态，检测误差小于2mm。5、一炉双工位，省电效率高。机器人4s一次浇铸，双机交替往返，节省中频炉工作时间。减少中频炉保温时间，可减少气孔、夹渣等缺陷，具有更高的合格率。6、自动称重、自动检测。机器人自动取件称重，通过软件算法剔除重量不合格的产品。通过相机检测内外圆直径、壁厚及同心度，与plc配合自动剔除不合格的产品。7、自动、手动模式自由切换，可灵活应对多种复杂现场工况。当自动模式出现故障时，为保证生产，不停产，可以切换到手动模式，手动增加减补偿量。
附图说明
10.图1为本实用新型离心浇铸自动化生产设备的硬件系统的整体结构示意图。
11.图2和图3为浇铸离心机组一或浇铸离心机组二的结构示意图。
12.图4为铁水深度传感器的结构示意图。
13.图中的附图标记，1为浇铸机器人一，2为浇铸机器人二，3为中频炉，4为铁水深度传感器，5为浇铸离心机组一，6为浇铸离心机组二，7为取件机器人一，8为取件机器人二，9为自动称重系统(由一个带通讯接口的电子秤与总控系统plc、工控机构成)， 10为废料区二，11为废料区一，12为传送带，13为检测成品系统(由一个工业相机与总控系统plc、工控机构成)，14为分拣气缸，15为总控系统，21为浇铸辅架，22为电气控制单元，23为浇铸转盘，24为铸造模具，25为底座，26为回转支撑，27为回转支撑护罩，28为导电滑环，29为减速机，30为减速机护罩，31为伺服电机(型号ecma
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lx1845ss)，32为不锈钢保护外壳及高温隔热服，33为连接杆，34为高温铁水液位传感器(型号：iwr1843)，35为空冷装置，36为吊装连接件，37为基板一，38为基板二，39为检测孔，40为安装校准传感器(型号：qbh208g)。
具体实施方式
14.下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。
15.如图1～图3所示，本实施例所涉及的一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统，包括：浇铸机器人一1、浇铸机器人二2、中频炉3、铁水深度传感器4、浇铸离心机组一5、浇铸离心机组二6、取件机器人一7、取件机器人二8、自动称重系统9、废料区二 10、废料区一11、传送带12、检测成品系统13、分拣气缸14和总控系统15，浇铸机器人一1和浇铸机器人二2分别安装在中频炉3的两侧，浇铸离心机组一5安装在浇铸机器人一 1的前侧，浇铸离心机组二6安装在浇铸机器人二2的前侧，铁水深度传感器4悬挂在中频炉3正上方(这里省略了安装铁水深度传感器4的支架)，浇铸离心机组一5和浇铸离心机组二6之间的前侧安装有传送带12，传送带12的初端两侧分别设有废料区二10和废料区一11，传送带12的初端下部安装有自动称重系统9，传送带12的初端上部分别设有取件机器人一7和取件机器人二8，取件机器人一7安装在浇铸离心机组一5的上部，取件机器人二8安装在浇铸离心机组二6的上部，
传送带12的末端安装有分拣气缸14，分拣气缸 14后侧的传送带12的上部安装有检测成品系统13，总控系统15安装在传送带12末端的一侧。
16.如图2和图3所示，浇铸离心机组一5或浇铸离心机组二6包括浇铸辅架21、电气控制单元22、浇铸转盘23、铸造模具24、底座25、回转支撑26、导电滑环28、减速机29和伺服电机31，底座25安装在浇铸辅架21下面的中间位置，伺服电机31安装在底座25上，伺服电机31的输出端与减速机29相连接，减速机29与回转支撑26转动连接，浇铸转盘23安装在回转支撑26上，浇铸转盘23的外周均布有铸造模具24，电气控制单元22安装在浇铸转盘23上部的中间位置，回转支撑26的轴上安装有导电滑环28。
17.如图3所示，底座25还包括回转支撑护罩27和减速机护罩30，回转支撑护罩27安装在回转支撑26外部的底座25上，减速机护罩30安装在减速机29外部的底座25上。
18.如图4所示，铁水深度传感器4包括：安装校准传感器40、不锈钢保护外壳及高温隔热服32、四个连接杆33、高温铁水液位传感器34、空冷装置35、吊装连接件36、基板一 37和基板二38，基板一37和基板二38相互平行设置，基板一37和基板二38之间由四个等长的连接杆33相连接，基板一37的外侧安装有吊装连接件36，高温铁水液位传感器34安装在基板二38的内侧，安装校准传感器40安装在基板二38的外侧，基板一37上设有空冷装置35，安装校准传感器40和高温铁水液位传感器34的外部包覆有不锈钢保护外壳及高温隔热服32，不锈钢保护外壳及高温隔热服32通过基板一37和基板二38侧边预留的螺栓孔与基板一37和基板二38相连接，基板二38外侧也即高温铁水液位传感器34底部的不锈钢保护外壳及高温隔热服32上开有检测孔39。
19.安装校准传感器40的型号为qbh208g。
20.高温铁水液位传感器34的型号为iwr1843。
21.浇铸机器人一1和浇铸机器人二2的型号均为irb 1600。
22.取件机器人一7和取件机器人二8的型号均为irb 910sc。
23.检测成品系统13的型号为mv
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ca050
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10gm的工业相机。
24.自动称重系统9的型号为zcs+r电子秤。
25.本实施例的一种离心浇铸自动化生产设备的硬件系统的运行步骤如下：
26.步骤一、由中频炉将原材料加热熔炼至可浇铸状态，按下启动按钮，各设备进入运转状态；
27.步骤二、两台浇铸离心机组的浇铸转盘开始自动运转，浇铸转盘上的高速离心机按照总控系统plc设定程序有序运转，转到浇铸位置后转盘停止，发送给浇铸机器人允许浇铸信号，两台浇铸机器人开始交替取水、浇铸。取水下降的高度，由铁水深度传感器对液面高度进行检测，并将数据发送给总控系统，再由总控系统中的滤波处理软件对数据进行二次处理，将稳定的高度数据分发给两台浇铸机器人。
28.步骤三、浇铸机器人每浇铸完成一个模具，并且收到取件机器人已经取件完成后，发送继续运转信号到浇铸离心机组的浇铸转盘，浇铸转盘继续按照程序方向运行。
29.步骤四、当浇铸离心机组的浇铸转盘运行到取件工位时，该工位对应的高速离心机停止运转，并自动开模，取件机器人收到允许取件信号，将浇铸完成的工件取出放置到自动称重系统称重，进行第一轮检测：重量检测。
30.步骤五、当自动称重系统检测完成并由工控机中上位机软件处理后，将检测结果
发送给总控系统plc，再由plc将控制信号发送给取件机器人，取件机器人再将不合格件丢进废件区，合格件放置传送带。
31.步骤六、传送带将初检合格的工件运送到检测成品系统区，由工业相机与工控机上位机视觉处理软件配合，对工件进行第二轮检测：长度、内外径、壁厚检测，检测完成后将数据发送给总控系统中的plc，再由plc控制分拣气缸对合格件与不合格件进分拣。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。