CN115138834A

CN115138834A - 智能铸造工厂

Info

Publication number: CN115138834A
Application number: CN202210875615.3A
Authority: CN
Inventors: 彭凡; 杜瑞; 常涛; 杨军
Original assignee: National Intelligent Foundry Industry Innovation Center
Current assignee: National Intelligent Foundry Industry Innovation Center
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2022-10-04

Abstract

一种智能铸造工厂，属于铸造技术领域，用以解决现有铸造工厂物流不方便、生产安全风险高、作业环境差的问题，包括成型间、组芯间、熔炼‑浇铸间、打箱‑砂处理间和精整间，所述成型间用以生产砂芯，包括若干砂芯打印装置、供液系统、供砂系统、物流设备、辊道线、清砂站、吊运装置和砂芯处理线。实现了铸造工厂的自动化和一定程度的智能化，提升了成型间的环境质量，降低了这个铸造工厂的重体力劳动，同时；通过在铸造工厂内设置物流设备，避免了吊运装置相互干涉或者等待上一任务执行的问题。

Description

智能铸造工厂

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，更具体的说，涉及一种大型铸件的铸造工厂。

背景技术

当前风电大型铸件的生产主要还是依靠模具和手工作业为主进行制芯、造型、合箱、浇注、冷却、拆箱，这些工序都在同一个区域，铸件生产转运过程中物流主要采用天车转运，存在物流交叉、安全风险高、环保水产差等问题；并且传统的铸造车间手工作业为主，劳动强度大、工作环境差、自动化程度低、难以实现智能化等一系列问题。

发明内容

有鉴于以上现有智能铸造工厂物流不方便、安全风险高和作业环境差的问题，有必要提出一种智能铸造工厂，实现了铸件生产的自动化、无吊运、无模具、环境污染低的铸造工厂。

一种智能铸造工厂，包括成型间、组芯间、熔炼-浇铸间、打箱-砂处理间和精整间，所述成型间用以生产砂芯，包括若干砂芯打印装置、供液系统、供砂系统、物流设备、辊道线、清砂站、吊运装置和砂芯处理线；所述砂芯打印装置用以生产铸件所需的砂芯，所述供液系统用以给所述砂芯打印装置提供打印所需的液料，如树脂，也用以给所述供砂系统提供液料；所述供砂系统用以给所述砂芯打印装置提供打印砂芯所需的芯砂和/或型砂；所述物流设备用以在所述成型间内转运各类物件，也用以将砂芯转运到所述组芯间，如砂芯、物料等；所述辊道线由若干辊道并列组成，为物流设备提供运行轨道，用来存储各类物件，如带有砂芯的工作箱、空工作箱等；所述清砂站用以清理砂芯表面和型腔内的散砂；所述吊运装置用以将待清理的砂芯从所述物流设备上转运到所述清砂站内，也用以将待清理的砂芯从所述清砂站内转运到物流设备上；所述砂芯处理线用以砂芯清理、施涂和烘干等作业。

所述组芯间用以装配砂芯、配置砂箱等，以将零散的砂芯和/或砂箱组成具有待生产铸件完整型腔的型芯包或铸型，所述型芯包可以仅仅由若干砂芯组成，也可以由若干砂芯和砂箱组成。

优选地，因风电铸件一般体积较大，为了方便后续型芯包的浇铸，所述组芯间所在的区域，在竖直高度上低于所述成型间所在的区域的高度，也即，所述组芯间就所述智能铸造工厂而言，处于低于所述铸造工厂地基面的地坑中，所述组芯间所在地坑的深度不大于所述智能铸造工厂能够生产的最大风电铸件的型芯包的高度，从而方面后续浇铸作业。

优选地，所述组芯间包括立体库、混砂机、物流设备、吊运装置，物流设备将成型间转运过来的砂芯转运到所述立体库中，吊运装置依据组芯的要求，在所述立体库中吊运相应的砂芯到组芯工位进行型芯包或者铸型的装配。

所述熔炼-浇铸间用以熔炼铸件浇铸需要的金属液和用以浇铸来自所述组芯间的型芯包或者铸型，包括熔炼区和浇铸区，所述熔炼区设有炉料坑、熔炼炉和自动配料设备，通过所述自动配料设备实现金属液的自动熔炼；所述浇铸区设有准备区、吊装装置、浇铸工位，通过吊运装置将熔炼合格的金属液吊运到浇铸工位进行浇铸，完整铸件的铸造。

优选地，所述自动配料设备依据上位机下达的金属液的重量、成分自动配置所需熔炼金属液的原材料，并称取各个原材料加入到熔炼炉中进行熔炼。

优选地，所述熔炼-浇铸间还设有物流设备，所述物流设备用以将浇铸后静置冷却一定时间后的型芯包或者铸型转移到冷却区，所述冷却区设置在所述熔炼-浇铸间内；待铸件完全冷凝后，将所述型芯包或铸型转移到打箱-砂处理间。

更优地，所述熔炼-浇铸间在竖直方向上设置在低于所述铸造工厂地基面一定深度的地坑内，使所述熔炼-浇铸间处于低位上，避免了金属液溢流风险带来的人身安全问题。

所述打箱-砂处理间包括打箱区和砂处理区，所述打箱区用以将冷凝后的铸件从型芯包或者铸型中取出，所述砂处理区用以处理打箱后的芯砂，以方便后续芯砂的再生处理。

优选地，所述打箱-砂处理间包括砂处理设备、吊运装置、物流设备、后处理区等，砂处理设备用以将打箱后的大块砂破碎为零散的小块，并将破碎后的砂输送到砂再生区，实现芯砂的循环利用；所述吊运装置用以将铸件从打箱区吊运到后处理区，所述后处理区用以对铸件进行初清理，如清理与铸件相连的冒口、浇铸系统等；所述吊运装置将初清理后铸件转运到所述打箱-砂处理间门口，并有物流设备将初清理后的铸件转运到精整间。

所述精整间用以对初清理后的铸件进行精整处理，包括表面抛丸、打磨等，以期实现铸件的最终状态。所述精整间包括抛丸间、吊运装置、打磨区、物流设备、翻件坑等，所述抛丸间用以通过抛丸的方式清理铸件表面，使铸件表面达到一定的粗糙度；所述打磨区内设有打磨机器人或者人工打磨，对抛丸后的铸件进行局部位置的平整修理；所述翻件坑为与铸造工厂地基面相对具有一定深度的地坑，所述地坑内设有一定厚度的砂层，从而保护铸件在翻转或者中的损失，且将铸件设置在翻件坑内进行翻转，避免了翻转过程中可能出现的铸件滚动造成的人身伤害。

本发明技术方案的有益效果：实现了铸造工厂的自动化和一定程度的智能化，提升了成型间的环境质量，降低了这个铸造工厂的重体力劳动，同时；通过在铸造工厂内设置物流设备，避免了吊运装置相互干涉或者等待上一任务执行的问题；并且通过将组芯间和熔炼-浇铸间设置在地坑中，避免了由于风电铸件大造成的型芯包或铸件较高的问题和溢流金属液对作业人员的危险。

附图说明

图1是本发明应用于风电铸件的智能铸造工厂的一种应用实施例。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，结合附图对发明内容的技术方案进行详细说明，显而易见地，以下描述是本发明的一些典型实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的解决方案。

现以产能为五万吨的风电铸件的智能铸造工厂为例(如图1所示)，详细阐述本发明所述智能铸造工厂。

如图1所示的风电铸件的智能铸造工厂，在长度方向上由中分主干道将铸造工厂分为两个大的区域；在上方的第一区域，左侧设置有精整间、右侧设置有成型间；在下方的第二区域，从左到右，依次设有成品库、打箱-砂处理间和上下并行的组芯间和熔炼-浇铸间；与第一区域相比，所述成品库和所述打箱-砂处理间设置在所述精整间下方，所述成型间、所述组芯间和所述熔炼-浇铸间平行于所述中分主干道设置。通过以上设置，实现了整个铸造工厂平均物流路径最短、平均生产节拍最短。

具体地，所述成型间用以生产砂芯，包括若干砂芯打印装置、供液系统、供砂系统、物流设备、辊道线、清砂站、吊运装置和砂芯处理线；所述砂芯打印装置用以生产铸件所需的砂芯，所述供液系统用以给所述砂芯打印装置提供打印所需的液料，如树脂，也用以给所述供砂系统提供液料；所述供砂系统用以给所述砂芯打印装置提供打印砂芯所需的芯砂；所述物流设备用以在所述成型间内转运各类物件，也用以将砂芯转运到所述组芯间，如砂芯、物料等；所述辊道线由若干辊道并列组成，为物流设备提供运行轨道；所述清砂站用以清理砂芯表面和型腔内的散砂；所述吊运装置用以将待清理的砂芯从所述物流设备上转运到所述清砂站内；所述砂芯处理线用以砂芯清理、施涂和烘干等作业。

例如，在本实施例中，所述成型间的布置可以为，靠近左侧所述精整间的方向上，上部设有所述清砂站、下部设有所述砂芯处理线，依次向右设有辊道线、RGV物流设备、设置在所述成型间两侧的若干砂芯打印装置和AGV物流设备，且在所述砂芯处理线的区域内还设有所述供砂系统和所述吊运装置，且所述吊运装置仅在所述砂芯处理线的区域内吊运需要处理的砂芯，从而避免了与其余区域物流的冲突。在所述成型间内，物流过程为，首先，所述AGV物流设备负责将所述砂芯打印装置的带有砂芯的工作箱转运到所述RGV物流设备上；其次，所述RGV物流设备将带有砂芯的工作箱通过所述辊道线转运到所述清砂站中；再次，清砂后的砂芯再有所述RGV物流设备转运到所述砂芯处理线，此时是所述吊运装置将砂芯从所述RGV上吊运到砂芯处理线的相应工序的位置上，对砂芯进行后处理，如喷涂、烘干等；最后，经过后处理的砂芯，由所述吊运装置装载到所述AGV物流设备上，由所述AGV物流设备将砂芯转运到组芯间的接料处。

具体地，所述组芯间用以装配砂芯、配置砂箱等，以将零散的砂芯和/或砂箱组成具有待生产铸件完整型腔的型芯包或铸型，所述型芯包可以仅仅由若干砂芯组成，也可以由若干砂芯和砂箱组成。

例如，在本实施例中，在所述组芯间和所述成型间的物流交接处，在所述组芯间内设有立体库，也即在所述组芯间靠近所述中分主干道的一侧设置有所述立体库，从而使得砂芯的转运路径最短，所述立体库用以存储来自所述成型间的砂芯，在所述立体库区域内，设有RGV物流设备，所述RGV物流设备用以承接来自成型间的所述AGV物流设备上的砂芯，并将所述砂芯放置在所述立体库的相应位置处，以方便砂芯的组芯，例如，按照同一个铸件的砂芯放置在同一个区域或者同一层立体库内的方式放置砂芯；在所述立体库的下侧设有组芯区域，在所述组芯区域内还设有用以吊运砂芯以方便组芯的吊运装置，所述吊运装置可以为行车或者桁架机器人。

具体地，所述熔炼-浇铸间用以熔炼铸件浇铸需要的金属液和用以浇铸来自所述组芯间的型芯包或者铸型，包括熔炼区和浇铸区，所述熔炼区设有炉料坑、熔炼炉和自动配料设备，通过所述自动配料设备实现金属液的自动熔炼；所述浇铸区设有准备区、吊装装置、浇铸工位，通过吊运装置将熔炼合格的金属液吊运到浇铸工位进行浇铸，完整铸件的铸造。

例如，在本实施例中，在所述熔炼-浇铸间内，所述熔炼区设置在右侧，所述浇铸区设置在左侧，在所述浇铸区上方、且与所述组芯间并行的位置上，设有冷却区，通过以上设置，使得浇铸后的型芯包或者铸型距离所述打箱-砂处理间最近；也使得半冷凝状态的型芯包或铸型的转运距离最短，避免了长距离转运可能导致的冷凝不良风险。

例如，在本实施例中，在所述打箱-砂处理间中，后处理区位于靠近中分主干道的位置上，从而使得初清理后的铸件能够就近转运到精整间，大幅缩短了铸件的转运距离。也即在所述打箱-砂处理间中，从所述中分主干道向下依次设有后处理区、砂处理区和打箱区，实现了一条线的作业，提升了生产效率、缩短了生产节拍。

具体地，所述精整间用以对初清理后的铸件进行精整处理，包括表面抛丸、打磨等，以期实现铸件的最终状态。所述精整间包括抛丸间、吊运装置、打磨区、物流设备、翻件坑等，所述抛丸间用以通过抛丸的方式清理铸件表面，使铸件表面达到一定的粗糙度；所述打磨区内设有打磨机器人或者人工打磨，对抛丸后的铸件进行局部位置的平整修理；所述翻件坑为与铸造工厂地基面相对具有一定深度的地坑，所述地坑内设有一定厚度的砂层，从而保护铸件在翻转或者中的损失，且将铸件设置在翻件坑内进行翻转，避免了翻转过程中可能出现的铸件滚动造成的人身伤害。

以上实施例仅是对本发明技术方案的一种典型应用的描述，在合理的、不需要付出创造性劳动的基础上，还可以进行合理的拓展。

Claims

1.一种智能铸造工厂，其特征在于，包括成型间、组芯间、熔炼-浇铸间、打箱-砂处理间和精整间，所述成型间用以生产砂芯，包括若干砂芯打印装置、供液系统、供砂系统、物流设备、辊道线、清砂站、吊运装置和砂芯处理线；

所述砂芯打印装置用以生产铸件所需的砂芯；

所述供液系统用以给所述砂芯打印装置提供打印所需的液料；

所述供砂系统用以给所述砂芯打印装置提供打印砂芯所需的芯砂；

所述物流设备用以内转运各类物件；

所述辊道线由若干辊道并列组成，为物流设备提供运行轨道；

所述清砂站用以清理砂芯表面和型腔内的散砂；

所述吊运装置用以将待清理的砂芯从所述物流设备上转运到所述清砂站内；

所述砂芯处理线用以砂芯清理、施涂和烘干作业。

2.如权利要求1所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述组芯间用以装配砂芯、配置砂箱，以将零散的砂芯和/或砂箱组成具有待生产铸件完整型腔的型芯包或铸型。

3.如权利要求2所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述组芯间设置在地坑内。

4.如权利要求3所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述组芯间包括立体库、混砂机、物流设备、吊运装置，物流设备将成型间转运过来的砂芯转运到所述立体库中，吊运装置依据组芯的要求，在所述立体库中吊运相应的砂芯到组芯工位进行型芯包或者铸型的装配。

5.如权利要求1所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述熔炼-浇铸间用以熔炼铸件浇铸需要的金属液和用以浇铸来自所述组芯间的型芯包或者铸型，包括熔炼区和浇铸区，所述熔炼区设有炉料坑、熔炼炉和自动配料设备，通过所述自动配料设备实现金属液的自动熔炼；所述浇铸区设有准备区、吊装装置、浇铸工位，通过吊运装置将熔炼合格的金属液吊运到浇铸工位进行浇铸，完整铸件的铸造。

6.如权利要求5所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述熔炼-浇铸间还设有物流设备，所述物流设备用以将浇铸后静置冷却一定时间后的型芯包或者铸型转移到冷却区，所述冷却区设置在所述熔炼-浇铸间内；待铸件完全冷凝后，将所述型芯包或铸型转移到打箱-砂处理间。

7.如权利要求6所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述熔炼-浇铸间设置在地坑内。

8.如权利要求1所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述打箱-砂处理间包括打箱区、砂处理区和后处理区；所述打箱区用以将冷凝后的铸件从型芯包或者铸型中取出；所述砂处理区用以处理打箱后的芯砂，以方便后续芯砂的再生处理；所述后处理区用以对铸件进行初清理。

9.如权利要求1所述的智能铸造工厂，其特征在于，所述精整间用以对初清理后的铸件进行精整处理；所述精整间包括抛丸间、吊运装置、打磨区、物流设备、翻件坑，所述抛丸间用以通过抛丸的方式清理铸件表面，使铸件表面达到一定的粗糙度；所述打磨区内设有打磨机器人或者人工打磨，对抛丸后的铸件进行局部位置的平整修理；所述翻件坑为与铸造工厂地基面相对具有一定深度的地坑，所述地坑内设有一定厚度的砂层。

10.如权利要求1-9任一所述的智能铸造工厂，其特征在于，还包括成品库，用以储存精整后待发货的铸件。