一种消失模铸造工艺砂处理系统的制作方法

本发明涉及消失模铸造，具体为一种消失模铸造工艺砂处理系统。

背景技术：

1、消失模铸造作为无砂箱、无分型面的精密近净成型工艺，以eps泡沫作为气化模样，依靠干砂充填、负压紧实完成铸件成型，旧砂可循环重复使用，在阀体、泵体、汽车配件等复杂铸件生产中应用广泛。

2、现有砂处理多采用分散式控制架构，各工序独立启停，缺乏统一协同调度。一方面净化工序缺少物料信号联动控制，铁屑、泡沫灰烬、涂料残渣难以充分分离，循环砂杂质不断累积，易引发气孔、砂眼、夹渣缺陷；另一方面砂温仅采用简单开关量控制，无闭环调节与冷却冗余策略，大批量连续生产时砂温波动大，干砂流动性下降，造成模样深腔、薄壁位置填砂架空缺砂。

3、同时传统控制系统造型配砂、震实工艺固化，各工位共用一套固定振动时序，缺少差异化布料与振动参数配置能力，深腔铸件易出现砂料架空或者泡沫模样挤压破损；系统缺少完善的故障报警与安全联锁，堵料、超温等异常依靠人工巡检发现，容易造成流程卡死。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种消失模铸造工艺砂处理系统，解决了现有消失模砂处理各工序控制离散、砂温无法闭环调控、震实工艺参数不能独立配置，故障预警联锁能力不足，生产数据缺少管控，无法实现落砂-砂处理-造型浇注全流程自动化闭环管控的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种消失模铸造工艺砂处理系统，包括：流程调度控制单元、砂料净化控制单元、砂温闭环控制单元、筛分流转控制单元、造型配砂控制单元、多工位震实工艺控制单元、感知信号采集单元、人机交互管理单元；

3、所述感知信号采集单元，用于采集全流程砂料状态信号、工艺运行信号，包含物料流通状态信号、温度信号、料位信号、电气运行参数信号，将采集信号上传至流程调度控制单元；

4、所述流程调度控制单元作为系统总调度核心，用于实现全工序时序逻辑调度，接收感知信号采集单元上传的全部信号，向其余各业务控制单元下发协同执行指令，实现全流程闭环流转控制，具备故障判断、安全联锁保护逻辑；

5、所述砂料净化控制单元，受控于流程调度控制单元，实现旧砂多级净化工序逻辑控制，配置一级除铁控制子逻辑、二次磁选除尘控制子逻辑，根据物料流通状态信号联动启停净化工序，实现铁杂质、轻质残渣的分步分离作业；

6、所述砂温闭环控制单元，受控于流程调度控制单元，接收温度信号，建立砂温闭环调节逻辑，根据实时砂温自动输出冷却调节指令，将循环砂稳定维持在预设工艺温度区间，配置双冗余冷却策略，支持主备切换、并联协同两种工作模式；

7、所述筛分流转控制单元，受控于流程调度控制单元，负责砂料全流程转运、筛分工序逻辑控制，接收物料流通状态信号，识别流通异常，触发报警与上游进料联锁停止；

8、所述造型配砂控制单元，受控于流程调度控制单元，接收料位信号，依据各工位料位阈值完成砂料分配逻辑控制，执行雨淋布料时序控制，实现砂箱均匀布料作业；

9、所述多工位震实工艺控制单元，受控于流程调度控制单元，支持多工位独立工艺配置，每个工位可分别配置填料阶段、压实阶段两套工艺时序；填料阶段执行高频低振幅控制时序，压实阶段执行低频高振幅控制时序，独立设置各工位振动频率、振幅、持续时长参数；

10、所述人机交互管理单元，连接流程调度控制单元，提供人机操作入口，具备自动/手动控制模式切换功能；内置故障报警界面、砂温曲线监控界面、能耗数据监控界面、产量统计界面、工艺参数配置界面；手动模式下，解除工序联动关系，可对各个控制单元单独调试操作。

11、优选的，所述感知信号采集单元采集的电气运行参数信号包含三相电压、工作电流信号，用于整机能耗统计。

12、优选的，所述流程调度控制单元内置完整全流程工艺时序，自动模式下按工艺顺序依次触发：旧砂卸砂除渣时序→一级除铁时序→二次磁选除尘时序→砂冷却时序→精细筛分时序→砂温调节时序→工位配砂布料时序→分阶段震实时序；完成浇注后再次触发卸砂除渣时序，实现砂料循环闭环。

13、优选的，所述流程调度控制单元识别到物料流通异常信号时，生成报警信息推送至人机交互管理单元，同时联锁上游物料供给动作。

14、优选的，所述多工位震实工艺控制单元，不同工位能够独立启用、停用，互不干涉，适配不同规格泡沫模样并行生产。

15、优选的，所述砂温闭环控制单元，能够根据生产负荷自动切换冷却冗余策略，高负荷生产时启用并联协同模式，常规生产启用主备切换模式。

16、优选的，所述人机交互管理单元具备数据存储功能，可存储砂温历史曲线、能耗记录、产量记录、故障记录，支持历史数据调取查看。

17、优选的，所述造型配砂控制单元支持连续布料时序与分段间歇布料时序两种控制模式；分段间歇布料时序用于抑制砂料堆积架空，适配深腔结构模样的填砂管控。

18、优选的，所述流程调度控制单元设有权限校验逻辑，工艺参数修改操作需要权限校验，普通浏览权限仅可查看运行数据，无法修改各控制单元的工艺时序与参数。

19、优选的，还增设新砂补料控制子单元，并连接流程调度控制单元；流程调度控制单元根据产量统计数据计算砂料损耗量，自动输出补料控制指令，实现新旧砂自动配比。

20、本发明提供了一种消失模铸造工艺砂处理系统。具备以下有益效果：

21、1、本发明以流程调度控制单元作为总核心，将砂料净化、砂温闭环调节、筛分流转、造型配砂、多工位震实全部纳入统一协同管控；依靠感知信号采集单元获取物料流通、温度、料位、电气运行参数，实现各工序之间时序联动，识别物料流通异常后自动报警并执行上游联锁停机，解决传统各工序分散独立控制的弊端，实现落砂-砂处理-造型浇注全流程软件层面闭环自动流转，降低人工值守干预。

22、2、本发明设置砂温闭环控制单元，接收实时砂温信号形成闭环调节逻辑，配置主备切换、并联协同双冗余冷却策略，能够根据生产负荷自动切换工作模式，大批量高负荷生产启用并联协同强化换热，常规生产采用主备切换延长使用寿命，将循环砂稳定维持在工艺温度区间，规避砂温波动带来的干砂流动性变差问题，减少铸件缺砂、气孔缺陷。

23、3、本发明造型配砂控制单元具备连续布料、分段间歇布料两种时序模式，针对深腔薄壁模样采用分段间歇布料，抑制砂料堆积架空；多工位震实工艺控制单元支持各个工位相互独立启用、停用，每个工位可分别配置高频-低振幅填料、低频-高振幅压实两套时序，能够针对简单件、深腔复杂件差异化配置振动频率、振幅、振动时长，既保证泡沫模样夹缝充分填砂，又避免eps泡沫模样被挤压损伤，有效降低铸件废品率。

1.一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，包括：流程调度控制单元、砂料净化控制单元、砂温闭环控制单元、筛分流转控制单元、造型配砂控制单元、多工位震实工艺控制单元、感知信号采集单元、人机交互管理单元；

2.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述感知信号采集单元采集的电气运行参数信号包含三相电压、工作电流信号，用于整机能耗统计。

3.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述流程调度控制单元内置完整全流程工艺时序，自动模式下按工艺顺序依次触发：旧砂卸砂除渣时序→一级除铁时序→二次磁选除尘时序→砂冷却时序→精细筛分时序→砂温调节时序→工位配砂布料时序→分阶段震实时序；完成浇注后再次触发卸砂除渣时序，实现砂料循环闭环。

4.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述流程调度控制单元识别到物料流通异常信号时，生成报警信息推送至人机交互管理单元，同时联锁上游物料供给动作。

5.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述多工位震实工艺控制单元，不同工位能够独立启用、停用，互不干涉，适配不同规格泡沫模样并行生产。

6.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述砂温闭环控制单元，能够根据生产负荷自动切换冷却冗余策略，高负荷生产时启用并联协同模式，常规生产启用主备切换模式。

7.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述人机交互管理单元具备数据存储功能，可存储砂温历史曲线、能耗记录、产量记录、故障记录，支持历史数据调取查看。

8.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述造型配砂控制单元支持连续布料时序与分段间歇布料时序两种控制模式；分段间歇布料时序用于抑制砂料堆积架空，适配深腔结构模样的填砂管控。

9.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，所述流程调度控制单元设有权限校验逻辑，工艺参数修改操作需要权限校验，普通浏览权限仅可查看运行数据，无法修改各控制单元的工艺时序与参数。

10.根据权利要求1所述的一种消失模铸造工艺砂处理系统，其特征在于，还增设新砂补料控制子单元，并连接流程调度控制单元；流程调度控制单元根据产量统计数据计算砂料损耗量，自动输出补料控制指令，实现新旧砂自动配比。