聯體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線位置對中找正裝置

韓圣杰，丁超豪，范虎楠

（1.中國電子工程設計院有限公司河南分公司，河南鄭州 450000；2.濰柴動力股份有限公司，山東濰坊 261061）

近年來隨著生產工藝要求不斷提高，技術工種用工短缺的現象不斷加劇，推動傳統產業技術改造，加快推進產業結構調整。工業機器人和專用機械在鑄造行業廣泛應用，要在鑄造廠聯體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線實現自動化組芯，必須對聯體缸蓋底盤和上蓋芯組芯前進行在線位置對中找正定位，及保證砂芯相對托盤位置在組芯前位置一致。聯體缸蓋砂芯經過機器人浸涂轉運和烘干爐烘干轉運相對托盤位置已經發生變化，必須對其位置進行對中找正。本設備針對聯體缸蓋底盤芯和上蓋芯進行位置對中找正，能夠滿足機器人合上蓋工藝需求。

1 在線位置對中找正結構

聯體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線位置對中找正系統如圖1 所示，由伺服提升單元、對中找正外支架、四導柱升降單元、砂芯寬度方向對中找正、砂芯長度方向對中找正、托盤定位裝置氣動單元等組成。

1.1 伺服提升單元

通過伺服電機驅動電動缸上下運行，可以快速響應精確控制升降高度，設備運行穩定可靠，通過PLC 控制伺服驅動器參數實現升降高度在規定范圍內任意可調，用于兼容不同品種砂芯工藝需求，升降重復精度±0.1mm。

1.2 四導柱升降單元

升降單元采用四導柱形式（如圖2），設備剛度好形變小，導向精準而且運行平穩。

圖2 四導柱升降單元

1.3 砂芯寬度長度方向對中找正

該裝置砂芯寬度方向（圖3）對中找正運動范圍是310mm～470mm，可以兼容砂芯寬度尺寸320mm～460mm 內不同品種砂芯，該裝置砂芯長度方向（圖4）對中找正運動范圍是540mm～1180mm，可以兼容砂芯長度尺寸550mm～1160mm 內不同品種砂芯。其對中找正公共部分包括（1）驅動氣缸、（2）直線滑塊、（3）夾具、（4）齒條、（5）齒輪，寬度對中齒條安裝在腹板支架上，長度方向對中找正齒條利用自身配合導向輪組運行。

圖3 裝置砂芯寬度方向

圖4 裝置砂芯長度方向

1.4 托盤定位裝置氣動單元

托盤定位裝置氣動單元如圖5 所示，有（1）氣動支架、（2）管路調壓器、（3）三位五通中封電磁閥、（4）節流調速閥、（5）三軸氣缸、（6）原點定位輥輪支架、（7）輥輪組成，通過管路調壓器調整氣缸壓力，電磁閥結合控制單元實現動作，節流調速閥調整氣缸伸出收回速度。

圖5 托盤定位裝置氣動單元

2 工作過程

在自動化組芯機器人前輸送輥道單獨設置一個單工位，該段輥道采用變頻控制，在到達定位位置前先進行變頻減速，實現托盤慢速到達定位位置實現托盤初始粗定位，再有定位裝置對托盤進行定位。

托盤定位完成后，系統收到反饋信號由伺服電動缸運行將四導柱升降單元下降到預定高度并反饋給PLC 系統，高度到位后底盤芯和上蓋芯寬度方向對中找正氣缸同時動作，利用齒輪齒條進行相對運動，將工件中心強制限定在齒輪中心上。寬度對中找正運行完成后，底盤芯和上蓋芯長度方向對中找正氣缸同時動作，利用齒輪齒條進行相對運動，將工件中心強制限定在齒輪中心上。經過寬度和長度方向對中找正后，工件外形中心和齒輪中心重合，實現底盤芯和上蓋芯在托盤上位置對中找正。實際生產如圖6 所示，在60 盤／h的高使用頻率情況下穩定可靠。

圖6 實際生產圖

3 結論

（1）該氣聯體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線位置對中找正的結構，設備構造簡單可靠，使用維護方便，滿足下一步自動化組芯對砂芯位置精度的要求。

（2）設備兼容性強，在規定范圍內的砂芯實現自動調整降低勞動強度。為其他類似需要對中找正的情況提供參考。