一种双工艺制芯机及其控制方法与流程

本发明涉及铸造用制芯设备，尤其涉及一种双工艺制芯机及其控制方法。

背景技术：

1、射芯机是砂芯成型的关键设备，通常将混制好的芯砂射入上下芯盒构成的型腔中，再经固化、开模、顶芯和取芯得到砂芯。根据粘结剂和固化机理不同，制芯工艺主要分为有机冷芯工艺和无机工艺两类。有机冷芯工艺通过吹入气化三乙胺催化固化，固化快、效率高，但需配置集中供胺、胺计量、气体发生器和尾气处理系统，管路复杂，且三乙胺气味大，对密封和尾气处理要求高。无机工艺通过加热芯盒并辅助吹入热空气固化，环保性好、气味小，但无机砂对水分和温度敏感，易提前固化失效，射嘴也易因残砂固化而堵塞，且对热空气温度和压力控制要求较高。

2、现有射芯机大多仅适用于单一制芯工艺。当企业需同时生产有机冷芯砂芯和无机砂芯时，往往需分别配置两套设备，存在投资大、占地大、能耗高、维护管理复杂、生产调度不灵活等问题。部分尝试兼容不同工艺的设备，也存在工艺切换困难、固化参数难以精确控制、供胺系统与加热系统相互干扰、无机砂易堵塞射嘴、冷芯尾气处理不充分等不足。

3、此外，现有射芯机在合模精度、工作台定位、射砂压力调节、上下顶芯平稳性、模具快速更换、混砂定量精度、安全防护和尾气排放等方面仍有待改善，难以满足双工艺制芯对砂芯质量和生产效率的稳定要求。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述相关技术中存在的技术问题，提出一种双工艺制芯机，能够兼容并灵活切换无机工艺和有机冷芯工艺，保证砂芯质量和生产效率、改善作业环境和自动化水平。

2、本发明还提供包括双工艺制芯机的控制方法。

3、根据本发明实施例第一方面的双工艺制芯机，包括：

4、上芯盒机构，用于安装和锁紧上芯盒；

5、下芯盒机构，用于承载下芯盒，所述上芯盒和所述下芯盒相抵形成制芯芯盒；

6、射砂机构，用于将混制好的芯砂射入所述上芯盒和所述下芯盒之间；

7、气体发生器，用于提供高压空气；

8、集中供胺系统，用于有机冷芯工艺中的三乙胺供给；

9、电加热系统，用于加热所述高压空气或所述三乙胺；

10、在有机冷芯工艺模式下，外设的混砂系统将原砂、粘结剂和添加剂定量混砂后送入射砂机构，射砂排气后通过所述集中供胺系统和所述气体发生器及电加热系统向所述制芯芯盒吹入气化三乙胺进行催化固化；在无机工艺模式下，所述混砂系统供砂射砂后，通过借助所述气体发生器及电加热系统向所述制芯芯盒吹入辅助热空气进行固化；固化开模后取芯。

11、根据本发明实施例的双工艺制芯机，至少具有如下有益效果：同一台制芯机既可运行有机冷芯工艺，又可运行无机工艺，无需分别配置两套制芯设备，降低了投资与运行成本，提高设备利用率。并且显著提高设备适应性，适合多品种、小批量及大批量生产。冷芯模式采用集中供胺、电加热气化三乙胺催化固化；无机模式采用电加热辅助热空气固化，两种工艺分别采用适配的固化方式，保证砂芯固化充分、强度稳定。射砂、排气、固化、开模、顶芯、取芯在同一设备内协调完成，减少工序流转，提高制芯节拍和自动化水平。

12、根据本发明的一些实施例，还包括：雾化保湿装置，所述雾化保湿装置用于无机工艺生产中供应雾化水汽；所述射砂机构连通有供砂容器，所述雾化保湿装置与所述供砂容器相连通，以使所述供砂容器内的芯砂能够保持湿度避免提前固化；并且，所述雾化保湿装置具有朝向所述射砂机构射嘴的喷嘴，通过所述喷嘴向所述射嘴喷射水雾以防止残留的芯砂固化而堵塞所述射嘴。

13、根据本发明的一些实施例，还包括：机架和工作台，所述机架包括四根立柱和多个合模驱动缸，四个所述立柱均沿上下方向延伸并均匀分布于所述双工艺制芯机的四个角部，所述上芯盒机构和所述工作台呈上下设置并均与四根所述立柱上下滑移连接，所述下芯盒机构设于所述工作台的上侧，多个所述合模驱动缸均匀分布并同步带动所述工作台上下移动。

14、根据本发明的一些实施例，所述工作台包括移载小车，所述移载小车通过液压驱动沿其轨道移动，所述轨道的一端与所述上芯盒机构上下对齐，所述下芯盒机构通过液压快速夹紧可拆设置于所述移载小车。

15、根据本发明的一些实施例，还包括吹气构件，所述吹气构件与所述上芯盒机构、所述气体发生器以及所述集中供胺系统相连通，当所述上芯盒和所述下芯盒相抵紧时，所述吹气构件向所述上芯盒机构吹入气化三乙胺催化固化或者吹入热空气辅助固化。

16、根据本发明的一些实施例，所述集中供胺系统包括储罐和胺泵，所述储罐用于储存胺水并设有液位计，所述胺泵通过加胺角座阀连通所述电加热系统和所述吹气构件；在有机冷芯工艺过程中，响应于供胺需求，所述加胺角座阀打开，所述胺泵启动将胺水输送至所述电加热系统气化得到三乙胺，再通过所述吹气构件将三乙胺吹入芯盒内。

17、根据本发明的一些实施例，所述上芯盒机构设有上顶芯构件，所述上顶芯构件包括压芯板和上顶芯驱动单元，所述压芯板设于所述上芯盒的上侧，所述上顶芯驱动单元用于带动所述压芯板上下移动，在砂芯硬化后通过所述上顶芯驱动单元带动所述压芯板下降，使砂芯脱离所述上芯盒而保留在所述下芯盒中。

18、根据本发明的一些实施例，所述下芯盒机构设有下顶芯构件，所述下顶芯构件包括顶芯块和下顶芯驱动单元，所述顶芯块沿上下方向滑动设置于所述下芯盒的下侧，所述下顶芯驱动单元用于带动所述顶芯块上下移动，在取芯时，通过所述下顶芯驱动单元带动所述顶芯块将砂芯从所述下芯盒内顶起。

19、根据本发明的一些实施例，还包括电控系统，所述电控系统与所述射砂机构、所述气体发生器、所述集中供胺系统、所述电加热系统以及外设的混砂系统通信连接，并配置为根据有机冷芯工艺模式或无机工艺模式控制各机构动作；所述电控系统包括可编程控制器、触摸式人机界面以及通过现场总线连接的分布式io模块，所述人机界面用于显示运行参数、进行故障诊断并支持全自动和手动操作。

20、根据本发明实施例第二方面的双工艺制芯机的控制方法，所述双工艺制芯机包括：上芯盒机构、下芯盒机构、射砂机构、气体发生器、集中供胺系统和电加热系统，所述控制方法包括以下步骤：

21、选择有机冷芯工艺模式或无机工艺模式；

22、将原砂、粘结剂和添加剂定量加入，并进行混砂；

23、将混制好的芯砂送入射砂机构，使上芯盒和下芯盒合模后执行射砂和排气；

24、若为有机冷芯工艺模式，通过集中供胺系统供给胺水，经电加热系统气化形成三乙胺，并借助气体发生器提供的高压空气将气化三乙胺吹入由上下芯盒形成的制芯芯盒内进行催化固化；

25、若为无机工艺模式，通过电加热系统加热高压空气，并向所述制芯芯盒吹入辅助热空气进行固化；

26、固化结束后开模，通过上顶芯机构和/或下顶芯机构进行顶芯并取芯。

27、根据本发明实施例的控制方法，至少具有如下有益效果：通过模式选择，将原砂定量、混砂、射砂排气、固化、开模、顶芯取芯纳入统一流程，使冷芯和无机工艺均能自动运行。原砂、粘结剂和添加剂分别定量加入并混砂，有利于保证芯砂性能一致，减少人为配比误差。有机冷芯模式下，集中供胺、电加热气化三乙胺，并通过高压空气吹入芯盒，可保证催化固化均匀、快速。无机模式下，电加热高压空气形成辅助热空气吹入芯盒，可加速水分干燥和粘结剂固化，提高砂芯强度。射砂、固化、顶芯、取芯连续自动完成，提高生产效率和自动化水平，减少人工干预和工序等待，提高了制芯节拍。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。