蘇柏林 張研 黃新高

摘要：

本文介紹了一種氣囊夾具在離心鑄管制芯生產(chǎn)線的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了砂芯的抓取、浸涂功能，取代了人工取芯、刷涂作業(yè)，效果良好。

關(guān)鍵詞：

氣囊夾具 ?離心鑄管 ?制芯 ?應(yīng)用 ?效果

1、概述

鑄管承口內(nèi)腔形狀和尺寸是靠承口砂芯形成的，由于離心鑄管承口用砂芯形狀的特殊性，鑄管離心澆注時(shí)承口砂芯的內(nèi)腔與鐵水不接觸，制芯過程中砂芯內(nèi)腔表面不刷涂料。現(xiàn)有涂刷方式采用人工刷涂，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，砂型涂刷出現(xiàn)涂料厚度不均、外表面不光滑現(xiàn)象，導(dǎo)致鑄管承口粘鐵、粘砂、不光滑缺陷，嚴(yán)重影響鑄管承口外觀質(zhì)量;并且造成生產(chǎn)成本升高。為了解決上述問題 ，永通鑄管公司將刷涂改為浸涂方式，采用機(jī)器人+氣囊夾具替人工對(duì)鑄管砂芯涂刷，實(shí)現(xiàn)了砂芯浸涂時(shí)內(nèi)腔不附著涂料，消除了人為操作造成的鑄管承口缺陷，提高了制芯效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。

2、鑄管承口砂芯涂料、夾具要求

1）鑄管承口砂芯形狀見圖1，鑄管承插口形式見圖2.

鑄管承口砂芯安裝在離心機(jī)的芯架裝置上，由芯架擺入鑄型承口位置，隨離心機(jī)的鑄型高速旋轉(zhuǎn)，鑄管離心澆注時(shí)，砂芯工作表面要承受高溫高壓鐵液的沖刷與侵蝕作用。鐵液可能透過涂層滲入砂芯，致使鑄管內(nèi)表面出現(xiàn)粘砂、粘鐵缺陷。粘砂、粘鐵缺陷將破壞密封性能，增加精整打磨工作量，嚴(yán)重的將造成鑄管報(bào)廢。為了提高砂芯的耐火度，通常在砂芯的工作面涂刷一層0.3-0.4mm厚均勻的涂料。

2）砂芯夾具要求：

A.制芯機(jī)器人夾具能夠完成浸涂的整個(gè)動(dòng)作，能夠滿足在大端面及小端面抓取砂芯，滿足機(jī)器人搬運(yùn)砂芯的載荷要求。

B.砂芯在浸涂池浸涂時(shí)，夾具能夠保證砂芯涂料不進(jìn)入砂芯內(nèi)孔，夾具與水基涂料接觸后不影響后續(xù)工作。

C.夾具在清洗槽進(jìn)行清洗，能夠保證在沖洗過程中粘附的砂芯涂料能夠快速?zèng)_洗掉，方便夾具進(jìn)入下一循環(huán)動(dòng)作。

3、氣囊夾具

氣囊夾具結(jié)構(gòu)見圖4。

為了滿足生產(chǎn)要求，通過對(duì)制芯機(jī)器人的工作方式和運(yùn)行軌跡進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)一種具有封堵功能的氣囊夾具，如圖所示，包括機(jī)器人連接夾具，充氣膠圈、支撐裝置，充氣接頭。

夾具的主體框架連接在機(jī)器人機(jī)械臂上，砂芯氣囊安裝在夾具上，氣囊的充氣接頭與壓縮空氣主管道連接，當(dāng)需抓取砂芯時(shí)，砂芯氣囊隨著夾具運(yùn)動(dòng)至芯盒底部，氣囊充氣后保證支撐裝置與砂芯內(nèi)孔底部緊密接觸。砂芯氣囊夾具如圖所示：

4、應(yīng)用效果

制芯浸涂機(jī)器人的整個(gè)工作過程，夾具抓取砂芯后根據(jù)需要可以放置在旋轉(zhuǎn)檢查臺(tái)上進(jìn)行檢查，鑄管用砂芯檢查重點(diǎn)為D3、D5、D6、密封圈情況及砂芯的完整性，在檢查工位砂芯的放置與芯盒中位置相反，夾具氣囊滿足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中不掉落及翻轉(zhuǎn)過程中不掉落。

砂芯在浸涂池浸涂時(shí)，氣囊能夠保證砂芯涂料不進(jìn)入砂芯內(nèi)孔，氣囊與砂芯涂料接觸后不反應(yīng)或反應(yīng)輕微，不影響氣囊的使用壽命。氣囊的有效載荷滿足支撐浸涂及浸涂后砂芯的搬運(yùn)，也能夠避免強(qiáng)度過大造成撐破砂芯。

浸涂后的砂芯在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)放置后，經(jīng)夾具重新夾取，放置在烘干爐進(jìn)行烘烤。同一氣囊能夠滿足在大端面及小端面抓取砂芯，滿足機(jī)器人搬運(yùn)砂芯的載荷要求。

夾具氣囊完成一個(gè)循環(huán)動(dòng)作后在清洗槽進(jìn)行清洗，清洗槽有自動(dòng)噴水及吹干功能，用于對(duì)機(jī)器人的夾具進(jìn)行清洗。氣囊的設(shè)計(jì)能夠保證在沖洗過程中粘附的砂芯涂料能夠快速?zèng)_洗掉，方便夾具進(jìn)入下一循環(huán)動(dòng)作。

5、結(jié)束語

根據(jù)制芯中心生產(chǎn)存在的問題，通過設(shè)計(jì)新型氣囊夾具，使用同一夾具氣囊能夠完成鑄管砂芯的抓取、檢查、快速浸涂、翻轉(zhuǎn)、放置的功能。使用同一夾具氣囊能夠完成鑄管砂芯大端面內(nèi)孔及小端面內(nèi)孔抓取砂芯的功能。小端面抓取砂芯后能夠阻止砂芯涂料進(jìn)入砂芯內(nèi)孔，避免砂芯浸涂涂料的浪費(fèi)現(xiàn)象。大端面抓取砂芯后能夠使砂芯涂料從小端面向大端面運(yùn)動(dòng)，保證浸涂后的涂層均勻。通過夾具的設(shè)計(jì)，減少了整個(gè)浸涂過程中涂料的浪費(fèi)，每個(gè)砂芯節(jié)約30%的涂料，按照年消耗150噸涂料計(jì)算，每年節(jié)約45噸涂料，45×4000/10000=18萬。

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