一种铸造用智能化涂料流涂浸涂工作站

2019-06-18陈翔宇庞登怀苟牛红周永华蒋发根闫德刚周景吉田海瑞

中国铸造装备与技术 2019年3期

陈翔宇，庞登怀，苟牛红，周永华，蒋发根，闫德刚，周景吉，田海瑞

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏银川 750021）

传统粗放式的涂料配比及供给方式已经远远不能满足当下高效节能、环保绿色的铸造涂敷趋势[1]；为了能够给铸件提供最佳的涂层厚度，避免特定铸件重复出现脉纹、包砂等缺陷，此工作站应运而生[2]。

工作站适用于高品质铸件自动化生产线中涂料使用参数的全程自动精确控制。该工作站通过实时、连续测定涂料的密度及粘度将涂料的配制及质量控制实现全自动过程控制，可有效地消除人为因素的影响，使涂料涂敷质量更加稳定一致。智能、安全、高效、绿色、环保更是其主要代言词[3]。

1 研制过程

设计思路：首先整体布局，其次逐步细化，最后具体到点。

整体布局：根据产品功能要求并结合产品特点，合理布局、设计主体部件的过程。

逐步细化：根据产品要求，在规定的空间内逐级分解，功能分担的过程。

具体到点：零件设计。

零件设计的基本原则：具有较好的可行性、实用性、经济性及良好的工艺性。

零件设计的整体趋势：标准化，通用化，系列化。

技术路线：计划制定→调研摸索→方案设计→模拟验证→首台生产→样机评审→优化改进→正式量产→顾客验证→总结反馈→市场推广→完善售后。

图1 技术路线图

为了实现涂料配制及质量控制一体化 (自动上料下料、自动实时配比、自动输送循环，在线、连续、自动测定涂料的密度及液位)，依次自主设计流涂装置、浸涂装置及工作站三大功能体。流涂装置依靠被流涂件的特征给出一定的空间后按照使用要求设计出涂装机构和回流机构，流涂出口压力通过管道分流加自力式调压泵的复合方式来实现压力无极调整；浸涂装置在考虑极限工件的瞬时溢流及回流效果的主因下，利用自循环防溢出防沉降浸涂装置来实现高效便捷浸涂；工作站通过上下两层式布局实现机构整体模块化、空间高效利用化，并将核心的机械、电气、流体集中分区域布置。为防止涂料中的化学键在搅拌过程中被破坏进而失效我们自主设计带自翻转的盾式搅拌机构进行均质化搅拌；针对粘稠的原浆我们设计出智能上料装置来实现自动分类上料；最终我们通过间接的数据测定来实现涂料波美度的实时检测。

工作站主要包括：流涂装置、浸涂装置、配比基站三大部分。其中流涂装置由涂装机构和回流机构组成；浸涂装置由浸涂机构和回流机构组成；配比基站由智能上料装置、均质搅拌装置、波美度检测装置、电控系统、防护系统、支撑系统、供液系统七部分组成。

工作站的工作流程如下：

自动上料（涂料原浆、清水）：清水储蓄罐和原浆储蓄罐分别安置模拟量的差压变送器来实时反馈液位信息（利用音叉开关做高低液位极限保护），按照高停低补的程序要求来进行自动补料功能，其中送料、预搅拌、输送全部实现自动化控制及运行。

自动配比（波美度实时检测及调整）：依实际需求，每个固定时间段内实现涂料的回抽与定量检测并按照双法兰差压变送器和超声波雷达物位计的输出值实现波美度的恒定处理（稀释与稠化）。