低壓鑄造機技術(shù)方案

低壓鑄造機技術(shù)方案書1。1低壓鑄造機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完本錢公司鋁合金模具澆鑄使用而設(shè)計.1。2安全，穩(wěn)定，牢靠，有效1.3主要依據(jù)了國家統(tǒng)計局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院進展?fàn)幷撝行?、中國海關(guān)總署、低壓鑄造機行業(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)狀我國低壓鑄造機技術(shù)經(jīng)過幾十年爭論與進展,在構(gòu)造，原理,功能上根本接近進口機水平，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)機同進口機相比在外觀、鑄造工藝、機械精度、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，有待于進一步試驗和使用驗證。效勞器客戶端效勞器客戶端交換機其他系統(tǒng)PLC澆注口溫度掌握智能低壓鑄造機針對公司目前產(chǎn)品現(xiàn)狀，需完成承受電控設(shè)計的低壓鑄造機來實現(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),人機界面,操控面板，工藝參數(shù)采集系統(tǒng)和報警系統(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)交換機與效勞器/客戶端建立聯(lián)系,進展數(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)工人操藝報機控參警界面數(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掃瞄器來實現(xiàn)，極少局部事務(wù)規(guī)律在前端(Browser)實現(xiàn)，但是主要事務(wù)規(guī)律在效勞器端(Server〕實現(xiàn)..只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護.系統(tǒng)的擴展性格外簡潔,只要能上網(wǎng),再由系統(tǒng)治理員安排一個用戶名和密碼，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)進展通信，這樣可以很便利的和其它系統(tǒng)進展集成。,以備后續(xù)工作中需要使用.方案設(shè)計10路子系統(tǒng)的根底上搭建低壓鑄造機的實現(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,然后進展相關(guān)算法的計算和數(shù)據(jù)分析處理后進展輸出，從而實現(xiàn)多路子系統(tǒng)同時可控，共同完成整體系統(tǒng)操作,實現(xiàn)鋁合金鑄造過程。風(fēng)冷風(fēng)冷/水冷變頻電機開合模人機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警系統(tǒng)圖2 系統(tǒng)流程圖3。1。2本設(shè)計在液壓鑄造的根底上承受變頻器通過電機來掌握合分模的過程,實現(xiàn)電力環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保；爐溫，型腔，澆口實現(xiàn)溫度靈敏掌握,通過主控器準(zhǔn)時處理和反響，到達(dá)精度掌握的要求；實時報警系統(tǒng)可以準(zhǔn)時檢測系統(tǒng)故障，保證生產(chǎn)安全有序進展；上位機掌握可以準(zhǔn)時觀測到系統(tǒng)整體運行狀態(tài)，保證作業(yè)的順當(dāng)進展，并利于告警和故障信息的準(zhǔn)時處理；整機系統(tǒng)協(xié)作完整，到達(dá)生產(chǎn)任務(wù)需求。分系統(tǒng)設(shè)計分系統(tǒng)搭建主要由以下各個環(huán)節(jié)構(gòu)成,各個子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行保證了整體系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，從而滿足系統(tǒng)穩(wěn)定牢靠安全有效的運行。3。2.1PLC主控系統(tǒng)由幾個小系統(tǒng)搭建完成，包括輸入采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、實時顯示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。除了實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)進展監(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，在掌握器中進展數(shù)據(jù)處理和分析，然后將有關(guān)模擬量分別同步進展顯示和輸出；通過以太網(wǎng)交換機上傳至效勞器，進展數(shù)據(jù)儲存和調(diào)用,在掃瞄器可以直接進展系統(tǒng)觀測和設(shè)定，直觀便利的對系統(tǒng)進展全程監(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展處理,同時在已經(jīng)設(shè)定的溫度值根底上進展比較，通過誤差掌握借助溫控儀和調(diào)功器來調(diào)整實時溫度,到達(dá)滿足系統(tǒng)溫度穩(wěn)定運行的要求.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展比較,通過誤差掌握借助電加熱棒或模溫機來調(diào)整實時溫度,到達(dá)系統(tǒng)溫度運行的需求;同時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)整實時溫度，到達(dá)系統(tǒng)溫度運行的需求。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)動電機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)分合木模臂的推動和送出，并通過頻率的掌握來進展速度和行程的調(diào)整,其掌握過程主要在變頻器內(nèi)實現(xiàn)完成。/行程變頻器電機分合模臂〔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)實現(xiàn)對位置的掌握。本掌握可集成于主控系統(tǒng)內(nèi)來實現(xiàn)。液位液位電動氣泵縮機/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)定溫度值進展比較，當(dāng)溫度值高于設(shè)定值則進展降溫,承受水冷或者風(fēng)冷的方式，當(dāng)溫度值低于設(shè)定值時候,承受電加熱棒進展加熱，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,溫度，電壓,電流等)，并顯示相關(guān)參數(shù)趨勢曲線，實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，為系統(tǒng)運行運行進展保障.3。2.9操作面板主要用來掌握電源的通斷，電機的啟停，以及各個機械臂的推動和縮出，同時進展各個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)備進展調(diào)試以及人工操作.3。2.10本局部報警主要對各個子系統(tǒng)內(nèi)溫度、電壓電流、壓強等實時物理量超過閾值的準(zhǔn)時報警，實現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)準(zhǔn)時，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)境下安全牢靠運行..軟件局部主要包括以下局部:溫控軟件設(shè)計〔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，位置信號軟件設(shè)計,壓力掌握系統(tǒng)軟件設(shè)計，人機界面和報警軟件設(shè)計。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)掌握主要針對電機掌握;壓強掌握主要指液面壓力掌握；人機界面包括各顯示和操作軟件設(shè)計；報警主要針對故障報警系統(tǒng)設(shè)計.本局部可外協(xié)完成，通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)整機系統(tǒng)的安全運作。溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計溫控軟件設(shè)計主要包三大局部，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。主要系統(tǒng)檢測量為實時溫度值，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；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，在電機掌握環(huán)節(jié)也承受。功率系統(tǒng)軟件設(shè)計功率系統(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位置檢測測量與反響變頻器掌握電機運行是一個串級調(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，進而掌握速度大小，實現(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現(xiàn)節(jié)約電能的過程，實現(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^掌握電機的正反轉(zhuǎn)實現(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)輸出來掌握電機的正反轉(zhuǎn)以及速度和位置，在運行過程中不斷的進展速度和位置校正，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，然后送入掌握器進展數(shù)據(jù)處理后送入執(zhí)行構(gòu)造進展輸出，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，需要通過加壓使得鋁液上升至型腔內(nèi)某位置，此時可以通過掌握器發(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.人機界面主要實現(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報警主要是對設(shè)定值與實際值比較后的結(jié)果