铝合金车轮强力铸造生产线布局方法.pdf

本发明属于铝合金铸造领域，是专门用于铝合金车轮强力铸造生产线的布局方法，其特征在于：1）三台强力铸造机、一台保温炉和一台带有浇杯的上料加液机器人为一个铸造单元，强力铸造机与保温炉是一字排列的，保温炉安置在一端；2）三台铸造机共用1台架空式加液机器人；3）每两个铸造单元背对布置，每两台铸机共用一套卸料机械手；4）每个铸造单元对应一个中央控制系统；5）模具更换是通过双层式换模车来实现的。有益效果：1）因3台铸造机共用1套保温炉，故炉内铝液的烧损和氧化降低了2/3；2）一字形排列，现场美观整齐；3）三台铸机共用1套上料加液机器人，节省空间和资金；4）基于铸造单元的全自动中央控制先进而简洁。

权利要求书
1.  本发明属于铝合金车轮铸造领域，公布了专用于铝合金车轮强力铸造自动化生产线布局方法，其特征在于：1）三台铸造机（1-2）、一台保温炉（1-8）和一台带有浇杯（1-9）的上料加液机器人（1-10）为一个铸造单元，铸造机（1-2）与保温炉（1-8）是一字型布置的，保温炉（1-8）安置在一端；2）三台铸造机（1-2）共用1台上料加液机器人（1-10），加液机器人（1-10）为架空式结构；3）每两个铸造单元背对布置，每两台铸造机共用一套架空式卸料搬运机械手（1-5）；4）每个铸造单元受控于一个中央控制系统；5）模具更换通过双层换模车（1-3）来实现。

2.  权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造生产线，其单元布局特征在于：保温炉（1-8）外侧设有叉车加液作业区，在铸造机的前方安有架空式上料机器人（1-10）、机器人作业区以外是操作手巡视区，操作手巡视区外安有电控柜（1-11），电控柜外侧是液压站（1-12），在铸造机（1-2）后面铺有两条供换模车（1-3）行走的轨道（1-4），轨道（1-4）后面布有下料辊道（1-7），卸料机械手（1-5）安装在铸造机（1-2）的后方，该卸料机械手（1-5）从铸造机（1-2）的摆动托盘上抓取铸件搬运至下料辊道（1-7）。

3.  权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造生产线，其上料特征在于：三台铸造机（1-2）共用1台上料加液机器人（1-10），加液机器人（1-10）是架空式的，机器人前端安装有盛装铝液的浇杯（1-9），加液机器人（1-10）可沿着架空轨道（1-1）将铝液运送至发出请求指令的铸造机（1-2）。

4.  权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造生产线，其多单元布局与下料特征在于：可根据产能要求布置多个铸造单元，每两个铸造单元背对布置，每两台铸造机共用一套卸料机械手（1-5）。

5.  权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造生产线，其特征在于：每个铸造单元设有一个中央控制系统，面向单元的中央控制系统对单元内对象实施服务调度。

6.  权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造生产线，其特征在于：铸造模具（4-2）更换是用铺在换模通道的轨道（1-4）上的双层式换模车（1-3）来实现的，换模车(1-3)沿铺在地面的轨道（1-4）移动至需要换模的铸造机工作台的配合位置，二层小车（4-4）带着模具（4-2）沿着设在一层换模车（4-6）上表面的轨道（4-5）和设在铸造机台面上的轨道进入或退出铸造机中心，来实现模具的更换和运送。

说明书铝合金车轮强力铸造生产线布局方法
技术领域
本发明属于铝合金车轮铸造领域，是专门用于铝合金车轮强力铸造自动化生产线的布局方法。
技术背景
目前，国内的铝合金车轮重力铸造多采用人工上料的方法将铝液浇至模具型腔内，工人劳动强度大，工作环境差，安全隐患较大，产品稳定性较差，难以形成自动化，并且经常出现铸坯浇不足或者浇口过大等现象，人们试图采用各种方法来改善生产线布局，来实现自动化，以求达到改善工作环境、减轻劳动强度的目的。以保温炉为中心的铸造机环形布局的生产线以及保温炉直线运动为多台铸机加液的一字生产线布局方式是近几年产生的常用布局方式，需要保温炉或铸造机做旋转运动或直线运动，但无论是保温炉运动还是铸造机运动，都存在运动质量过大、动力消耗大、不够灵活且实施成本高的问题。
发明内容
针对传统铝合金车轮重力铸造生产线设计中存在的问题，本发明公布了一种新型铝合金车轮铸造生产线布局方法，该布局方法适用于铝合金车轮强力铸造工艺，本布局中强力铸造机和保温炉为一字形布局形式，上料方式采用自动化上料，上料通道和下料通道分别位于铸造机的前后两侧，换模通道位于下料辊道和铸造机之间，操作作业与巡视区布置于电控柜及上料区之间，为减少液压站噪音对操作手的影响液压站置于电控柜之后，下料机械手沿着架空式横梁将铸坯送至下料辊道，本生产线布局合理，结构紧凑，整齐美观，自动化程度高。
本发明的铝合金车轮强力铸造自动化生产线布局方法，其特征在于：1）三台铸造机（1-2）、一台保温炉（1-8）和一台上料加液机器人（1-10）为一个铸造单元，铸造机（1-2）与保温炉（1-8）是一字型布置的，保温炉（1-8）安置在一端；2）三台铸造机（1-2）共用1台上料加液机器人（1-10），加液机器人（1-10）为架空式结构；3）每两个铸造单元背对布置，每两台铸造机共用一套架空式卸料机械手（1-5）；4）每个铸造单元受控于一个中央控制系统；5）模具更换通过双层换模车（1-3）来实现。
本发明的布局方法中，保温炉（1-8）外侧设有叉车加液作业区，在铸造机的前方安有架空式上料机器人（1-10）、机器人作业区以外是操作手巡视区，操作手巡视区外安有电控柜（1-11），电控柜外侧是液压站（1-12），在铸造机（1-2）后面铺有两条供换模车（1-3）行走的轨道（1-4），轨道（1-4）后面布有下料辊道（1-7），卸料机械手（1-5）安装在铸造机（1-2）的后方，该卸料机械手（1-5）从铸造机（1-2）的摆动托盘上抓取铸件搬运至下料辊道（1-7）。
本发明的上料特征在于：三台铸造机（1-2）共用1台上料加液机器人（1-10），加液机器人（1-10）是架空式的，机器人前端安装有盛装铝液的浇杯（1-9），加液机器人（1-10）可沿着架空轨道（1-1）将铝液运送至发出请求指令的铸造机（1-2）。
本发明的多单元布局与下料特征在于：可根据产能要求布置多个铸造单元，每两个铸造单元背对布置，每两台铸造机共用一套卸料机械手（1-5）。
本发明中的中央控制系统，其特征之处在于：每个铸造单元设有一个中央控制系统，面向单元的中央控制系统对单元内对象实施服务调度。
本发明的铸造模具（4-2）更换是用铺在换模通道的轨道（1-4）上的双层式换模车（1-3）来实现的，换模车(1-3)沿铺在地面的轨道（1-4）移动至需要换模的铸造机工作台的配合位置，二层小车（4-4）带着模具（4-2）沿设在一层换模车（4-6）上表面的轨道（4-5）和设在铸造机台面上的轨道进入或退出铸造机中心，来实现模具的更换和运送。
  本铸造生产线布局方法的有益效果为：1）因3台铸造机共用1套保温炉，故炉内铝液的烧损和氧化降低了2/3；2）一字形排列，现场美观整齐；3）三台铸机共用1套上料加液机器人，节省空间和资金；4）基于铸造单元的全自动中央控制先进而简洁；5）换模装置简单可靠。
附图说明
图1为本发明的单铸造单元的平面布局。
图2为本发明的双铸造单元的平面布局。
图3为本发明的四铸造单元的平面布局。
图4为本发明的双层式换模车结构图。
图1中所示的生产线平面布局包括：上料架空轨道（1-1）、铸造机（1-2）、双层换模车（1-3）、轨道（1-4）、卸料机械手（1-5）、下料机器人轨道（1-6）、下料辊道（1-7）、保温炉（1-8）、浇杯（1-9）、上料机器人（1-10）、电控柜（1-11）、液压站（1-12）。
图2、图3分别为双铸造单元及四铸造单元的生产线布局情况，图2中（2-1）为铸造单元1,（2-2）为铸造单元2，图3中（3-1）至（3-4）分别为铸造单元1至4。
图4中所示的换模装置主要包括：二层小车固定板（4-1）、铸造模具（4-2）、模具固定块（4-3）、二层小车（4-4）、二层轨道（4-5）、一层换模车（4-6）。
具体实施方式
以下结合附图就具体实施方式进行详细说明（本实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明作出的任何限定）。
结合附图1、图2、图3及图4对本发明中铝合金车轮生产线的布局和铸造生产线自动化运行调度过程进行详细说明。
铝合金轮毂生产线布局如图1所示，三台铸造机（1-2）、一台保温炉（1-8）和一台上料加液机器人（1-10）为一个铸造单元，铸造机（1-2）与保温炉（1-8）是一字排开布置的，保温炉（1-8）安置在一端，换模通道位于铸造机（1-2）与下料辊道（1-7）之间，保温炉外侧设有叉车加液作业区，机器人作业区以外是操作手巡视区，巡视区外安有电控柜（1-11），电控柜外侧是液压站（1-12），在铸造机（1-2）后面铺有两条供换模车行走的轨道（1-4），轨道（1-4）后面布有下料辊道（1-7），卸料机械手（1-5）安装在铸造机（1-2）的后方，卸料机械手（1-5）可从铸造机（1-2）摆动托盘上抓取铸件搬运至下料辊道（1-7），本布局方案中换模通道远离操作员巡视区和上料通道，下料机器人轨道（1-6）为架空式结构位于双层换模车（1-3）上方，因此铸造机（1-2）更换模具时不影响上、下料过程及工人巡视行走。
根据生产需求可布置多个铸造单元，每个铸造单元受控于一个中央控制服务调度系统，由基于单元的中央控制系统完成对每台铸造机（1-2）的加液服务调度，每两个铸造单元采用背对背布置，两个铸造单元共用一套卸料系统，结构紧凑布局合理，双铸造单元及四铸造单元的布局形式如图2和3所示，余类推布置。
工作时根据铸件要求，上料机器人（1-10）从保温炉（1-8）中取到预设的定量铝液，然后沿着上料架空轨道（1-1）移动至相应铸造机（1-2）的上料位置进行加液，加液完毕后上料机器人（1-10）移回至保温炉（1-8）出液口位置，铸造后的轮坯经过卸料机械手（1-5）放至下料辊道（1-7）上，下料辊道（1-7）将铸坯传送至指定位置，铸造工作过程完毕。
卸模操作过程：双层换模车(1-3)沿铺在地面的轨道（1-4）移动至需要换模的铸造机（1-2）的工作台配合位置，松开下模与工作台联结螺栓和边模与边模缸联结螺栓，并与上模联结为一体，铸造机滑块带动整套模具升起，二层小车（4-4）沿着设在一层换模车（4-6）上表面的轨道（4-5）和设在铸造机（1-2）台面上的轨道进入铸造机（1-2）中心，铸造机滑块下行将整套模具（4-2）放入二层小车（4-4）的台面上，调整二层小车固定板（4-3）将模具（4-2）固定，二层小车（4-4）开至一层换模车（4-6）上，然后联结位于二层小车固定板（4-1）上的螺栓对二层小车（4-4）进行固定，一层换模车（4-6）移动至模具吊装区，卸下模具。
上模操作过程：装入整套新的模具，双层换模车(1-3)沿铺在地面的轨道（1-4）移动至需要换模的铸造机（1-2）的工作台配合位置，铸造机滑块升起，二层小车（4-4）沿着设在一层换模车（4-6）上表面的轨道（4-5）和设在铸造机（1-2）台面上的轨道进入铸造机（1-2）中心，铸造机滑块下行至模具提升滑块，二层小车（4-4）开至一层换模车（4-6）上，然后联结位于二层小车固定板（4-1）上的螺栓对二层小车（4-4）进行固定，一层换模车（4-6）移动至换模车存放区。