Page 21 - 理化检验-物理分册2022年第四期
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马飞跃: 连铸坯全自动低倍检验工艺设计及实验室建设
试样加工、 酸蚀方法、 扫描成像、 环保装置等涉及到低 用于板坯料的粗加工。
倍检验全流程的各方面工艺进行了设计研究。 1.2.3 导轨机械手
1.1 工艺总体设计要求 样品从精加工设备到酸蚀设备的运行范围可达
连铸 坯 全 自 动 低 倍 检 验 工 艺 需 要 具 备 以 下 十几米, 如采用六轴机械手则工作半径无法满足要
功能。 求, 如采用两台及以上六轴机械手则投资费用较高,
( 1 )坯料、 试 样、 废 料、 碎 屑 等 物 料 的 上 料、 下 而采用带导轨的七轴机械手可以将样品直线运行于
料、 转运环节尽量实现自动化。无需人工干预, 或最 精加工设备和酸蚀试验设备之间, 且工作效率可以
多需要人工采用叉车或行车上料, 后续工序全自动 满足低倍检验的需求。
完成。 1.3 试样加工工艺
( 2 )试样加工环节尽量实现自动化。消除热影 1.3.1 全自动高速圆盘锯切机
响区、 粗加工下料的锯切工序必须实现自动化; 铣削 要达到生产效率高、 产出量大、 尺寸误差小、 切
和磨削工序必须实现自动化; 为防止毛刺掉落影响 割表面品质高的要求, 高速圆盘锯床是首选, 可以用
后续工序的稳定运行, 尽量能在线自动去除毛刺; 要 于连铸板坯试样的粗加工下料, 或者直接用于电解
能自动清除和处理上述锯切、 去毛刺、 铣削、 磨削环 腐蚀等对表面粗糙度要求不高的酸蚀试验中。
节产生的铁屑。 高速圆盘锯床主要由上料平台、 机 床 床 身、 横
( 3 )酸蚀环节尽量实现自动化。无论采用热酸 梁、 锯切机构、 龙门上压机构、 出料平台、 液压系统、
腐蚀、 冷酸腐蚀还是电解腐蚀, 均应实现自动夹紧、 控制系统、 电气系统、 润滑系统、 排屑系统、 冷却系
自动腐蚀、 自动清洗和自动烘干。 统、 安全防护系统等组成。在配合机器人上料后, 装
( 4 )扫描成像环节尽量实现自动化。采用可移 夹、 切割、 工作台铁屑清理等整个切割流程全部为无
动的扫描机构、 数码相机等对试样表面进行扫描拍 人操作的连续化全自动控制过程。
照, 生成图像自动上传。 1.3.2 全自动板坯去毛刺机
( 5 )环保装置尽量实现自动化。实现酸液自动 由于板坯试样大多数采用在线氧切割方式送至
循环、 废酸自动收集、 酸雾自动收集、 自动液位检测 实验室, 其切割面两侧的毛刺对于全自动检验系统
和报警、 尾气监测和报警等功能。 的运行有 不 良 影 响, 所 以 应 在 加 工 环 节 配 置 去 毛
( 6 )上述各工序的自动化控制系统。控制系统 刺机。
需具备生产管理、 运维管理、 报表管理等模块, 采用 去毛刺机主要由床身、 工作台、 立柱、 横梁、 推削
视觉识别、 激光打标等先进手段, 实现信息流与全厂 装置、 冷却装置、 液压夹紧装置、 上料装置、 下料装
检化验 L2 系统的连接。 置、 数控系统、 电气系统、 排屑装置、 润滑装置、 防护
系统整体可以实现编码匹配、 自动传送上料、 打 装置、 液压站等组成。
码、 传送、 低倍样坯加工、 试样酸蚀、 扫描成像、 下料 采用两套专用推削装置, 在一块带有火切渣坯
等一系列工序。全程为无人值守操作。 料的上下角同时进行加工; 外侧配置有挡屑罩, 其能
1.2 物料转运工艺 有效将长屑、 飞溅的碎屑挡于罩内; 设置专用刮屑
1.2.1 地轨小车 板, 当完成毛刺清理后, 启动刮屑装置, 把板坯侧端
为减小人工叉车作业的范围, 可使用带地轨的 面残留铁渣刮除; 推屑加工产生的碎屑、 长屑由导屑
平板车用于上料。将连铸坯推到定位台进行定位, 装置导入水平链板式铁屑输送器, 并送入铁屑破碎
便于后续工序抓取。另外, 在锯切工位和去毛刺工 机内。粉碎铁屑后, 将其直接排入系统排屑器内, 就
位也可设置地轨小车, 用于将铁屑收集后自动开出 不会导致铁屑堆积。通过以上技术手段, 可实现自
到指定工位。 动去毛刺, 并满足连铸坯试样后续加工的要求。
1.2.2 桁架机械手 1.3.3 全自动板坯铣磨床
板坯来料质量可达 500k g 以上, 且其需要在多 作为精加工的核心设备, 端面铣削研磨机床在
个粗加工设备之间转运, 这超出常用关节机械手的 低倍试样加工领域的应用已经较为普及 [ 6 ] 。为了适
有效载荷或者抓取范围, 而桁架机械手 [ 5 ] 具有高承 应自动化系统, 需要对其控制系统和排屑装置进行
载比、 工作空间大、 桁架结构整体强度高等优点, 适 改造。
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