低壓鑄造機(jī)技術(shù)方案

低壓鑄造機(jī)技術(shù)方案書1。1低壓鑄造機(jī)是鋁合金低壓鑄造的通用設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、紡織機(jī)械與航空航天等工業(yè)中鋁合金鑄件的生產(chǎn)。本技術(shù)方案是為了承受低壓鑄造機(jī)完本錢公司鋁合金模具澆鑄使用而設(shè)計(jì).1。2安全，穩(wěn)定，牢靠，有效1.3主要依據(jù)了國家統(tǒng)計(jì)局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院進(jìn)展?fàn)幷撝行?、中國海關(guān)總署、低壓鑄造機(jī)行業(yè)相關(guān)協(xié)會、國內(nèi)外相關(guān)刊物的根底信息以及低壓鑄造機(jī)行業(yè)專業(yè)爭論單位等公布和供給的大量資料.1。4本方案適用于本公司全部使用鋁合金鑄件的低壓灌澆注產(chǎn)品.技術(shù)現(xiàn)狀我國低壓鑄造機(jī)技術(shù)經(jīng)過幾十年?duì)幷撆c進(jìn)展,在構(gòu)造，原理,功能上根本接近進(jìn)口機(jī)水平，在國內(nèi)汽車缸蓋生廠商已經(jīng)得到用戶認(rèn)可，但國產(chǎn)機(jī)同進(jìn)口機(jī)相比在外觀、鑄造工藝、機(jī)械精度、自動掌握及算法等精細(xì)方面還是有所差距。本公司產(chǎn)品在經(jīng)過一至五代液壓鑄造機(jī)的根底上承受電控系統(tǒng)來完成鋁合金模型的鑄造過程，有待于進(jìn)一步試驗(yàn)和使用驗(yàn)證。效勞器客戶端效勞器客戶端交換機(jī)其他系統(tǒng)PLC澆注口溫度掌握智能低壓鑄造機(jī)針對公司目前產(chǎn)品現(xiàn)狀，需完成承受電控設(shè)計(jì)的低壓鑄造機(jī)來實(shí)現(xiàn)鋁合金澆鑄的過程，到達(dá)降低生產(chǎn)本錢，提高鑄件質(zhì)量和滿足生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)率，提升自動化程度的目的需求。低壓鑄造機(jī)原理是將熔融的金屬液參加密閉的保溫爐內(nèi)，用液面加壓系統(tǒng)給密封的保溫爐充肯定的枯燥的壓縮空氣，使保溫爐內(nèi)的金屬液通過升液管緩慢注入金屬模型腔,在壓力作用下結(jié)晶成形，再經(jīng)過自動開模并取件,完成低壓鑄造工藝過程。整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)主要由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構(gòu)成。采集處理系統(tǒng)在主控系統(tǒng)承受,液面加壓系統(tǒng)，開合模及頂出系統(tǒng),模具冷卻系統(tǒng),型腔溫度及液面檢測系統(tǒng),人機(jī)界面,操控面板，工藝參數(shù)采集系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)組成。其中，型腔液面檢測與液面加壓系統(tǒng)共同構(gòu)成閉合回路。主控通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與效勞器/客戶端建立聯(lián)系,進(jìn)展數(shù)據(jù)通訊。開爐開爐液合模型溫面模具腔控加及冷液制壓頂卻面系系出系檢統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)測統(tǒng)工人操藝報(bào)機(jī)控參警界面數(shù)系面板采統(tǒng)集1主系統(tǒng)搭建框圖B/S架構(gòu),Internet技術(shù)的興C/S構(gòu)造的一種變化或者改進(jìn)的構(gòu)造。在這種構(gòu)造下，用戶工作界面是通過WWW掃瞄器來實(shí)現(xiàn)，極少局部事務(wù)規(guī)律在前端(Browser)實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)規(guī)律在效勞器端(Server〕實(shí)現(xiàn)..只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護(hù).系統(tǒng)的擴(kuò)展性格外簡潔,只要能上網(wǎng),再由系統(tǒng)治理員安排一個(gè)用戶名和密碼，就可以使用了。PLC和效勞器工作站之間的通訊承受工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)展通信，這樣可以很便利的和其它系統(tǒng)進(jìn)展集成。,以備后續(xù)工作中需要使用.方案設(shè)計(jì)10路子系統(tǒng)的根底上搭建低壓鑄造機(jī)的實(shí)現(xiàn)過程，通過采集相關(guān)的電壓電流信號、溫度和壓力信號等輸入主控器中,然后進(jìn)展相關(guān)算法的計(jì)算和數(shù)據(jù)分析處理后進(jìn)展輸出，從而實(shí)現(xiàn)多路子系統(tǒng)同時(shí)可控，共同完成整體系統(tǒng)操作,實(shí)現(xiàn)鋁合金鑄造過程。風(fēng)冷風(fēng)冷/水冷變頻電機(jī)開合模人機(jī)界面主型腔溫控儀控制器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)澆口溫控儀型腔澆口操作面板PLC保溫爐爐溫溫控儀液壓夾壓控報(bào)警系統(tǒng)圖2 系統(tǒng)流程圖3。1。2本設(shè)計(jì)在液壓鑄造的根底上承受變頻器通過電機(jī)來掌握合分模的過程,實(shí)現(xiàn)電力環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保；爐溫，型腔，澆口實(shí)現(xiàn)溫度靈敏掌握,通過主控器準(zhǔn)時(shí)處理和反響，到達(dá)精度掌握的要求；實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)可以準(zhǔn)時(shí)檢測系統(tǒng)故障，保證生產(chǎn)安全有序進(jìn)展；上位機(jī)掌握可以準(zhǔn)時(shí)觀測到系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)，保證作業(yè)的順當(dāng)進(jìn)展，并利于告警和故障信息的準(zhǔn)時(shí)處理；整機(jī)系統(tǒng)協(xié)作完整，到達(dá)生產(chǎn)任務(wù)需求。分系統(tǒng)設(shè)計(jì)分系統(tǒng)搭建主要由以下各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成,各個(gè)子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行保證了整體系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，從而滿足系統(tǒng)穩(wěn)定牢靠安全有效的運(yùn)行。3。2.1PLC主控系統(tǒng)由幾個(gè)小系統(tǒng)搭建完成，包括輸入采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。除了實(shí)現(xiàn)對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)展監(jiān)控外，還需要采集設(shè)備工作狀態(tài)的信息，故障信息以及生產(chǎn)工藝參數(shù)，以供給應(yīng)效勞器進(jìn)展工藝分析及優(yōu)化使用。本系統(tǒng)主要完成模擬物理量的采集，將其送入掌握器中，在掌握器中進(jìn)展數(shù)據(jù)處理和分析，然后將有關(guān)模擬量分別同步進(jìn)展顯示和輸出；通過以太網(wǎng)交換機(jī)上傳至效勞器，進(jìn)展數(shù)據(jù)儲存和調(diào)用,在掃瞄器可以直接進(jìn)展系統(tǒng)觀測和設(shè)定，直觀便利的對系統(tǒng)進(jìn)展全程監(jiān)控和處理。爐溫掌握系統(tǒng)本子系統(tǒng)主要完成保溫爐內(nèi)溫度的檢測，通過硅碳棒輻射加熱，利用熱電偶采集，將爐內(nèi)溫度信號送入主掌握器進(jìn)展處理,同時(shí)在已經(jīng)設(shè)定的溫度值根底上進(jìn)展比較，通過誤差掌握借助溫控儀和調(diào)功器來調(diào)整實(shí)時(shí)溫度,到達(dá)滿足系統(tǒng)溫度穩(wěn)定運(yùn)行的要求.設(shè)定爐設(shè)定爐T溫控儀調(diào)功器保溫爐溫度傳感器圖3 爐溫掌握流程型腔溫度及液面掌握系統(tǒng)本子系統(tǒng)主要完成型腔內(nèi)溫度和位置的檢測，將型腔內(nèi)溫度信號送入主掌握器，在已經(jīng)設(shè)定的溫度值根底上進(jìn)展比較,通過誤差掌握借助電加熱棒或模溫機(jī)來調(diào)整實(shí)時(shí)溫度,到達(dá)系統(tǒng)溫度運(yùn)行的需求;同時(shí)使用超聲波傳感器來檢測液面位置，使模具在壓力值下保持位置穩(wěn)定，通過壓控儀器或主控系統(tǒng)來掌握壓力維持液面高度,以利于更好的鑄模。設(shè)定溫設(shè)定溫T硅模溫機(jī)型腔溫度傳感器圖4 型腔溫度掌握流程設(shè)定液面設(shè)定液面壓控儀型腔超聲波傳感器圖5 型腔液面掌握流程3。2.4為了防止鋁液在澆注口溫度過低結(jié)晶，從而影響澆注質(zhì)量，需要對澆注口的溫度進(jìn)展檢測并掌握.本子系統(tǒng)主要通過熱電偶完成澆口內(nèi)溫度的檢測，將澆口內(nèi)溫度信號送入主掌握器,在已經(jīng)設(shè)定的溫度值根底上進(jìn)展比較，通過誤差掌握借助溫控儀調(diào)整電加熱棒或硅碳棒來調(diào)整實(shí)時(shí)溫度，到達(dá)系統(tǒng)溫度運(yùn)行的需求。T/可控硅/硅碳棒型腔溫度傳感器圖6 澆口掌握流程3。2.5本子系統(tǒng)主要完成對分合模臂的掌握，通過變頻器驅(qū)動電機(jī)正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)分合木模臂的推動和送出，并通過頻率的掌握來進(jìn)展速度和行程的調(diào)整,其掌握過程主要在變頻器內(nèi)實(shí)現(xiàn)完成。/行程變頻器電機(jī)分合模臂〔5路〕反響圖7 變頻掌握流程3。2。6本子系統(tǒng)主要完成對型腔內(nèi)模具位置信號的檢測，通過掌握液面夾壓力值來掌握液體位置,氣壓源壓力經(jīng)過濾減壓閥后到達(dá)穩(wěn)定值，實(shí)現(xiàn)過程是將壓力信號作為掌握信號,位置信號為輸出信號，通過閉環(huán)實(shí)現(xiàn)對位置的掌握。本掌握可集成于主控系統(tǒng)內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。液位液位電動氣泵縮機(jī)/壓液面夾壓力傳感器3。2.7模具冷卻系統(tǒng)

圖8 液面夾壓力掌握流程本子系統(tǒng)主要完成承受熱電偶采集后的模具溫度掌握,通過與設(shè)定溫度值進(jìn)展比較，當(dāng)溫度值高于設(shè)定值則進(jìn)展降溫,承受水冷或者風(fēng)冷的方式，當(dāng)溫度值低于設(shè)定值時(shí)候,承受電加熱棒進(jìn)展加熱，主要目的是在于降溫，使模型快速冷卻.T/可控硅/水冷電加熱棒模具溫度傳感器9冷卻掌握流程3。2。8在設(shè)備工作現(xiàn)場設(shè)置人機(jī)界面,用于顯示設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)以及工藝參數(shù).人機(jī)界面主要用于對工作模式的選擇(自動/手動〕,系統(tǒng)參數(shù)的獵取(壓強(qiáng),溫度，電壓,電流等)，并顯示相關(guān)參數(shù)趨勢曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)行進(jìn)展保障.3。2.9操作面板主要用來掌握電源的通斷，電機(jī)的啟停，以及各個(gè)機(jī)械臂的推動和縮出，同時(shí)進(jìn)展各個(gè)位置量的檢測輸出等，如電源指示，合分模到位信號等。在現(xiàn)場適用于對設(shè)備進(jìn)展調(diào)試以及人工操作.3。2.10本局部報(bào)警主要對各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)溫度、電壓電流、壓強(qiáng)等實(shí)時(shí)物理量超過閾值的準(zhǔn)時(shí)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)準(zhǔn)時(shí)，處理故障有效的檢測作用,保證系統(tǒng)在無誤差的系統(tǒng)環(huán)境下安全牢靠運(yùn)行..軟件局部主要包括以下局部:溫控軟件設(shè)計(jì)〔主要包括爐溫掌握，型腔溫度掌握，澆口溫度掌握〕，功率〔電壓電流〕軟件設(shè)計(jì)，位置信號軟件設(shè)計(jì),壓力掌握系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，人機(jī)界面和報(bào)警軟件設(shè)計(jì)。其中，溫控局部包括保溫爐內(nèi)溫度掌握，澆口溫度掌握，型腔溫度掌握；功率〔電壓電流)掌握主要針對電機(jī)掌握;壓強(qiáng)掌握主要指液面壓力掌握；人機(jī)界面包括各顯示和操作軟件設(shè)計(jì)；報(bào)警主要針對故障報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì).本局部可外協(xié)完成，通過系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)作。溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)溫控軟件設(shè)計(jì)主要包三大局部，上述已經(jīng)介紹，其根本掌握原理一樣，主要流程框圖可參考同一設(shè)計(jì)。主要系統(tǒng)檢測量為實(shí)時(shí)溫度值，本溫度值通過溫度傳感器或熱電偶取得。系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化溫度初始化設(shè)定初始溫度溫度判定高低調(diào)整器降低調(diào)整器上升測溫圖10 溫控程序流程圖爐溫掌握系統(tǒng)中，調(diào)整器主要是調(diào)功器和硅碳棒；型腔溫度掌握系統(tǒng)中,主要指的是可控硅和電加熱棒或模溫機(jī)；澆口溫度也可承受可控硅和電加熱棒；此流程在模具冷卻中也可能用到，假設(shè)模具溫度低于設(shè)定值，也可能需要電加熱器進(jìn)展加熱處理.注:此處調(diào)整器調(diào)整過程涉及到下節(jié)中介紹的功率調(diào)整，功率調(diào)整可視為其一局部流程掌握，為便于理解，將功率調(diào)整方式單獨(dú)列成一節(jié)，功率調(diào)整不僅僅在溫度調(diào)整中使用，在電機(jī)掌握環(huán)節(jié)也承受。功率系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)功率系統(tǒng)主要指的是對電流電壓或功率的掌握，通過移相調(diào)整或頻率轉(zhuǎn)變占空比等來調(diào)整輸出電流電壓功率值，此處也指單獨(dú)的電流調(diào)整或電壓調(diào)整。+位置掌握模塊速度掌握單元速+位置掌握模塊速度掌握單元速度反饋電機(jī)位置檢測測量與反響變頻器掌握電機(jī)運(yùn)行是一個(gè)串級調(diào)速過程，內(nèi)環(huán)為速度掌握，外環(huán)為位置掌握，通過調(diào)整變頻器的頻率來轉(zhuǎn)變占空比，從而輸出電壓或電流值，進(jìn)而掌握速度大小，實(shí)現(xiàn)位置到達(dá)的過程。在此過程中由于電壓電流發(fā)生變化引起功率變動，因而歸于功率調(diào)整.由于負(fù)載變化引起的功率變化可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的過程，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)最大化，到達(dá)掌握負(fù)載，節(jié)約能量的效果?？梢酝ㄟ^掌握電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分模和合模過程。圖11 系統(tǒng)掌握流程圖開頭開頭系統(tǒng)初始化設(shè)定位置采集各狀態(tài)量位置到達(dá)？YN選擇方向頻率調(diào)整速度調(diào)整位置調(diào)整N位置到達(dá)？Y停頓圖12 系統(tǒng)程序流程圖變頻器內(nèi)部通過設(shè)定的頻率來調(diào)整電流和電壓值,依據(jù)輸出來掌握電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及速度和位置，在運(yùn)行過程中不斷的進(jìn)展速度和位置校正，最終穩(wěn)定停頓。位置系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)位置掌握系統(tǒng)主要通過測量裝置完成對最終停頓或動態(tài)變化量的取值，然后送入掌握器進(jìn)展數(shù)據(jù)處理后送入執(zhí)行構(gòu)造進(jìn)展輸出，最終到達(dá)系統(tǒng)穩(wěn)定要求。初始位置設(shè)定位置位置掌握器初始位置設(shè)定位置位置掌握器執(zhí)行機(jī)構(gòu)測量器件測量并反響開頭開頭初始位置設(shè)定位置到達(dá)N調(diào)整壓力N位置到達(dá)Y完畢圖13 系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)中執(zhí)行構(gòu)造包括型腔液面掌握的執(zhí)行器，當(dāng)液面壓力低于預(yù)定值時(shí)，需要通過加壓使得鋁液上升至型腔內(nèi)某位置，此時(shí)可以通過掌握器發(fā)出指令或通過壓控相關(guān)器件發(fā)出指令，能夠發(fā)出指令的掌握單元構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4。4壓力系統(tǒng)與型腔液面構(gòu)成閉環(huán)掌握熊，單純壓力系統(tǒng)為開環(huán)掌握，通過檢測液面液位來增加或削減壓力，使得鋁液結(jié)晶在型腔內(nèi)，到達(dá)鑄造模型的要求，開環(huán)流程圖如下：開頭開頭初始壓力值液面檢測到位？YN增大壓力N位置到達(dá)Y完畢圖14 系統(tǒng)程序流程圖4。5.人機(jī)界面主要實(shí)現(xiàn)兩大功能，一是完成對工作方式和模式的掌握，二是對物理量采集后計(jì)算結(jié)果的輸出，包括數(shù)字量輸出和圖形輸出。此局部流程圖相對簡單,在此不作具體繪制。4.6報(bào)警主要是對設(shè)定值與實(shí)際值比較后的結(jié)果