铸造表干炉托盘自动清理装置的设计及应用

PAGEPAGE2铸造表干炉托盘自动清理装置的设计及应用杜坤1顾思惠1王晓军1赵书锋1任冰峰1韩新星1（潍柴(潍坊)材料成型制造中心有限公司山东潍坊261001）摘要：在铸造生产中，表干炉用于烘干砂芯涂料。工业机器人将砂芯浸涂涂料后放置在托盘上，在这过程中涂料会粘附在托盘上，多次循环使用后托盘上的涂料层会越来越厚，从而干涉到工业机器人的定位，对工业机器人的电机造成损坏。设计托盘自动清理装置的目的在于自动清理托盘表面的涂料层，提高托盘清洁程度，消除工业机器人与涂料层的干涉问题。关键词：表干炉托盘清理装置DesignandApplicationofAutomaticCleaningDeviceofTrayforCastingDryingLineDuKun1GuSihui1WangXiaojun1ZhaoShufeng1RenBingfeng1HanXinxing1(Weichai

(weifang)

Material

Forming

&

Manufacturing

Center

Co.,

Ltd.WeifangShandongChina261001)Abstract:Infoundryproduction,thesurfacedryfurnaceisusedtodrysandcorecoatings.Theindustrialrobotwilldipthesandcoreintothecoatingandplaceitonthetray.Duringthisprocess,thecoatingwilladheretothetray.Afterrepeateduse,thecoatinglayeronthetraywillbecomethickerandthicker,thusinterferingwiththepositioningoftheindustrialrobotandcausingdamagetothemotoroftheindustrialrobot.Thepurposeoftheautomaticcleaningdeviceistoautomaticallycleanthecoatinglayeronthesurfaceofthepallet,improvethecleaningdegreeofthepallet,andeliminatetheinterferencebetweentheindustrialrobotandthecoatinglayer.Keywords:dryingoventraycleaningdevice一、表干炉的概况：树脂砂芯是常用的砂型铸造材料之一，在其制造过程需要在表面涂敷一层耐火涂料并进行烘干，以改善其表面化学稳定性、耐热性等性能。表干炉是针对铸造车间造型线生产工艺特点，并依据热平衡原理、水分迁移理论及传热学理论进行专门设计的，用于砂芯整体浸水基涂料后的表面干燥的专用装备。发动机缸体、曲轴箱砂芯通过式表干炉生产线是将砂芯放在托盘上，经过连续式输送辊道线输送，通过热风循环系统将砂芯表面烘干，实现砂芯整体干燥的要求。二、表干炉托盘应用存在的问题：从表干炉托盘上的砂芯都是通过工业机器人实现放与取，机器人将浸涂后的砂芯放在表干炉托盘上，随着表干炉进行烘干，机器人再将烘干后的砂芯进行抓取，转移到下一道工序，在这过程中涂料会粘附在托盘上，多次循环使用后托盘上的涂料层会越来越厚，从而干涉到工业机器人的定位，对工业机器人的电机造成损坏。表干炉运行一周后，需要由人工单独对托盘进行清理，表干炉运行总共有80托盘，需要2人配合连续清理8小时才能将托盘上涂料清理干净。此方法费时费力也浪费设备能源，效率极低。三、改造措施：为进行表干炉托盘自动清理的自动化改造，我们成立了项目组，经过不断探讨和改进，我们进行了一系列改进措施。图1：托盘清扫结构图图2：托盘清扫实物基本结构：如图1、2所示，在表干炉输送系统上设计制作托盘清理机构，输送系统两侧连接固定支架，支架上方固定轴承座，将刮板与旋转轴连接，刮板与托盘相对运动，通过轴承进行往复旋转摆动，自动刮掉托盘上粘结的涂料，刮板回位是由两侧拉伸弹簧支撑。改进后问题：该托盘清理装置结构简单，动力主要靠表干炉输送系统中的托盘运动，托盘输送到清理装置处自动进行涂料清理，此装置改造运行1个月后，发现效果较好，但还存在以下问题：1.表干炉托盘上涂料不平整，局部涂料刮板刮不掉。2.刮板不够锋利，局部涂料无法去除。3.刮板高度需要经常调整，否则无法有效去除涂料。针对以上问题，我们不断推敲，又进行如下改进设计：图3：托盘清扫改进后结构图图4：托盘清扫改进后实物基本结构：如图3、4所示，采用刀辊与毛刷辊配合方式进行清理托盘表面涂料，减速机驱动两套机构进行自动清理，整套机构采用弹簧浮动机构对托盘进行预压力，更好地去除表面涂料。采用联锁装置，对此清理托盘装置与表干炉进行信号交换，控制表干炉与清理托盘装置自动运行。自动清理流程：当托盘运动到接近开关时，三相异步电动机开始启动，刀辊与毛刷辊进行旋转，托盘先到达刀辊处进行清理，然后经过毛刷辊进行二次清理，将清理下来的涂料落入底部接盘处，托盘离开后面的接近开关后，三相异步电动机停止工作，达到节约能源的要求。该自动清扫装置在通电状态下，只要有托盘经过，该装置就会自动启动进行清理。四、应用效果及总结：该托盘清理装置采用刀辊与钢丝辊符合清理方式，三相异步电动机带动整套机构运动，通过电控方式，当托盘经过清理装置时进行清扫，托盘离开后，自动关闭三相异步电动机，已达到节约能源与自动清理的要求。自动清理装置安装完成后，只要启动表干炉设备，该清理装置就会自动对托盘进行清理，80个托盘每循环一个周期就会清扫一次，该装置已安装使用了12个多月，清扫效果很好，完全代替了人工使用铲子进行清扫，既降低了清扫成本，又消除工业机器人与涂料层的干涉问题。参考文献：[1]成大先