一种铋锭自动生产线的制作方法

1.本实用新型涉及铋锭生产技术领域，具体涉及一种铋锭自动生产线。


背景技术：

2.铋锭为银白带玫瑰色金属，质硬而脆，容易粉碎，有冷胀热缩的特性，主要用于生产含铋合金、医药、化学试剂、底熔点合金、核反应堆的冷却机等。铋锭生产的主要过程为精铋熔融、浇铸、装箱，其中精铋熔融是在坩埚中进行的，当精铋熔融后，由人工对准模具进行浇铸，具体是将数十块模具由人工串夹在模具框中，按顺序浇铸，再由人工开模取锭、装箱。这种方式不仅劳动强度大、存在浇铸时铋液飞溅到人身上而造成伤害的风险，而且不易浇铸均匀，导致生成出来的铋锭厚薄不均、甚至产生气孔缺陷，此外，开模取锭的过程比浇铸还辛苦，取出的铋锭还需除去毛刺后继续冷却至常温后人工装箱，工作效率低且安全性较差。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种结构设计合理且能有效提高工作效率、降低劳动强度的铋锭自动生产线，该生产线可实现自动浇注、自动装箱。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种铋锭自动生产线，包括浇铸部分、装箱部分，其特征在于，所述浇铸部分包括固定在基座上的铋液保温储罐、浇铸阀、铋锭模具、铋锭顶出机构、plc控制器，其中在铋液保温储罐内至少设有液位下限探针，铋液保温储罐通过连通管与浇铸阀连接且连通，在铋锭模具型腔的顶部有浇铸口，所述浇铸阀的底部阀口与浇铸口对准，且浇铸阀内用于封住底部阀口的阀片同时与第一液压缸的活塞杆和手动安全阀杆连接；在铋锭模具一侧固定有铋锭顶出机构、另一侧固定铋锭收置框；在浇铸部分的一侧固定装箱部分；所述液位下限探针与plc控制器的输入端口通过信号线电连接，plc控制器的输出端口与第一液压缸的油路电动阀门电连接。
5.进一步，上述铋锭顶出机构包括第四液压缸、顶杆，其中顶杆朝向铋锭收置框侧顶出且顶杆一端与第四液压缸横向伸出的活塞杆固定连接。
6.进一步，所述浇铸阀有多组且每组两个，在每组浇铸阀下设置一组铋锭模具；每组铋锭模具包括第一活动半模、中间固定模、第二活动半模、第一液压缸、第二液压缸，其中第一活动半模、第二活动半模位于中间固定模的两侧，所述第一活动半模外侧固定连接有第一液压缸横向伸展的活塞杆且在第一活动半模与中间固定模之间形成一个型腔，第二活动半模的外侧固定连接有第三液压缸的活塞杆且中间固定模与第二活动半模之间形成另一个型腔，每组铋锭模具中的两个型腔分别对准每组浇铸阀的两个阀口；在每个型腔的一侧均设有一个铋锭顶出机构。
7.进一步，在每个型腔的内壁上且靠近顶部位置处固定有铋液浇满液位传感器，该铋液浇满液位传感器通过信号线与plc控制器的输入端对应接口电连接。当铋液浇满液位
传感器检测到浇满信号后，将其传递给plc控制器，plc控制器最后控制浇铸阀（实际上就是控制浇铸阀针阀的关闭和打开的第一液压缸的油路阀门）关闭。
8.进一步，在铋液保温储罐内还设有液位上限探针，通过液位上限探针的设置来控制向铋液保温储罐泵入铋液的量，即当液位上限探针检测到相关信号时，将该信号传递给plc控制器，最后由plc控制器来控制泵的停止从而停止向铋液保温储罐内泵送铋液；而当铋液保温储罐内液位下降至下限探针监测的位置时，plc控制器来控制泵的打开从而向铋液保温储罐内泵送铋液至液位上限探针位置。
9.进一步，上述装箱部分装箱部分包括机架及固定在机架上的纵向顶推机构、空气冷却轨道、横向顶推机构、滑动托盘、升降真空吸盘组件，其中纵向顶推机构位于空气冷却轨道的一端上部；在空气冷却轨道上且远离纵向顶推机构一端的机架顶部连接有一横向支撑平台，该横向支撑平台与空气冷却轨道呈正交设置；横向顶推机构位于横向支撑平台的顶部，滑动托盘、升降真空吸盘组件位于横向支撑平台的一侧且滑动托盘位于升降真空吸盘组件的下方。
10.进一步，上述纵向顶推机构、横向顶推机构均为液压驱动机构，其中液压纵向顶推机构包括第五液压缸、梯形的纵向顶推头，其中第五液压缸的活塞杆朝着空气冷却轨道的长度方向伸出且在该活塞杆的端部固定连接梯形的纵向顶推头；液压横向顶推机构包括第六液压缸、梯形的横向顶推头，其中第六液压缸的活塞杆固定连接梯形的横向顶推头，梯形的横向顶推头朝向升降真空吸盘组件处推动。
11.进一步，上述升降真空吸盘组件为气动机构，具体包括吸盘、固定架、升降气缸，其中固定架底部固定有多个吸盘，每个吸盘通过软管与负压泵连接且连通，固定架的顶部固定连接有升降气缸。
12.与现有技术相比，本实用新型具备的有益效果是：
13.（1）本实用新型通过在铋液保温储罐内设置液位下限探针，能够有效对铋液保温储罐内的液位进行控制，有效避免了因铋液保温储罐内铋液量不够、但浇注仍进行的状态出现，从而有效降低废品的产生；
14.（2）本实用新型通过在浇铸阀的针阀上固定连接手动安全阀杆，有效防止在浇铸阀开启时因停电液压站停止工作而不能及时关闭浇铸阀而导致的高温铋液外溢的现象发生，提高了浇铸的安全性；
15.（3）本实用新型通过铋液浇满液位传感器、液位下限探针等设置，能够有效保证每个型腔浇铸均匀，从而使生产出来的铋锭厚薄相对一致，降低产生气孔的概率；
16.（4）本实用新型能够实现自动浇铸，从而避免了浇铸时铋液飞溅到人身上而造成伤害的风险；
17.（5）本实用新型通过自动浇铸部分、自动装箱部分等设置，能够有效减轻劳动强度，提高工作效率。
18.本实用新型自动化程度高，工作性能稳定，使用方便，设备使用寿命长。
附图说明
19.图1为本实用新型结构俯视示意图；
20.图2为本实用新型所述浇铸部分的结构侧剖示意图；
21.图3为本实用新型所述浇铸部分的部分结构主视示意图；
22.图4为本实用新型所述装箱部分的部分结构主视示意图；
23.图5为本实用新型涉及到的控制原理图；
24.其中，1、基座，2、铋液保温储罐，3、连通管，4、浇铸阀，5、铋锭模具，5.1、第一活动半模，5.2、中间固定模，5.3、第二活动半模，5.4、第二液压缸，5.5、第三液压缸，6、铋锭顶出机构，7、铋锭收置框，8、液位上限探针，9、液位下限探针，10、plc控制柜，11、第一液压缸，12、手动安全阀杆，13、机架，14、液压纵向顶推机构，15、空气冷却轨道，16、液压横向顶推机构，16.1、第六液压缸，16.2、梯形的横向顶推头，17、电动滑动托盘，18、气动升降真空吸盘组件，18.1、吸盘，18.2、固定架，18.3、升降气缸，19、横向支撑平台，20、浇铸液压站，21、装箱液压站，22、装箱机电控柜，23、电动滑动托盘让位位置，24、铋锭，25、包装箱。
具体实施方式
25.现结合附图，对本实用新型作进一步的阐述。以下为本实用新型最为优选的方案，但其并不限制本实用新型的保护范围，任何在不脱离本实用新型构思前提下的等同或相似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。此外，文中有关“固定连接”、“固定”均为现有技术，如螺栓固定、焊接固定等常规固定方式。且下文未详述部分均应按现有技术中进行。
26.如图1-5所示，本实用新型的一种铋锭自动生产线，包括自动浇铸部分、自动装箱部分。
27.其中自动浇铸部分具体包括按常规方式固定在基座1上的铋液保温储罐2、浇铸阀4、铋锭模具5、铋锭顶出机构6以及位于基座1外直接通过螺栓固定在地面上的plc控制柜10，其中铋液保温储罐2是采用常规电加热方式进行铋液保温的、用以维持铋液处于液体状的温度；在铋液保温储罐2内按常规方式固定有液位上限探针8、液位下限探针9，液位上限探针8、液位下限探针9两者为现有技术中常规的耐高温液位传感器探针，其中液位上限探针8底部所处高度为铋液保温储罐2内所装铋液的液面最高控制高度，液位下限探针9底部所处高度为铋液保温储罐2内所装铋液液面最低高度（该高度以下不能满足正常浇铸），铋液由铋精炼锅中通过输送泵抽取至铋液保温储罐2内，当铋液保温储罐2内铋液上升至液位上限探针8底部处时，液位上限探针8将检测到的信号传递给plc控制柜10内的plc控制器，由plc控制器控制输送泵的动作以实现停止向铋液保温储罐2内泵送铋液；而当铋液保温储罐2内铋液液面下降至液位下限探针9下方处时，液位下限探针9将检测到信号传递给plc控制器，由plc控制器控制浇铸阀4的关闭、铋精炼锅与铋液保温储罐2之间的输送泵开启，向铋液保温储罐2内补充铋液直至液位上限探针8所处位置。
28.在铋液保温储罐2一侧固定连接且连通有两组连通管3，每组连通管3是由两根连通管构成且在每根连通管3外由内向外依次套设并按常规方式固定有加热电阻丝、保温套，每组连通管3另一端与一组浇铸阀4固定连接且连通，即每组的每根连通管3另一端与对应的那个浇铸阀4固定连接且连通；每组浇铸阀4是由两个浇铸阀4构成，浇铸阀4为常规的浇注机针阀且在每个浇铸阀4内壁固定连接有电加热电阻丝，每个浇铸阀4内用于封住其底部出料阀口的阀片（也称阀针）顶部通过阀杆同时与第一液压缸11的活塞杆、手动安全阀杆12固定连接，手动安全阀杆12的存在是为了在停电时通过手动关闭浇铸阀4来保证安全性。
29.在每组浇铸阀4的阀口下方设置一组铋锭模具5。每组铋锭模具5包括第一活动半
模5.1、中间固定模5.2、第二活动半模5.3、第二液压缸5.4、第三液压缸5.5，中间固定模5.2是按常规方式固定连接在基座1相适应位置上的；其中第一活动半模5.1、第二活动半模5.3分别位于中间固定模5.2的两侧（图2中是左、右两侧）。第一活动半模5.1外侧固定连接有第二液压缸5.4横向伸展的活塞杆且在第一活动半模5.1的内侧开设有第一活动半型腔；中间固定模5.2上且与第一活动半模5.1、第二活动半模5.3相配合的两侧分别开设有第一固定半型腔、第二固定半型腔，在第二活动半模5.3的内侧开设有与第二固定半型腔相匹配的第二活动半型腔且第二活动半模5.3的外侧固定连接有第三液压缸5.5的活塞杆，其中第一活动半型腔与第一固定半型腔构成每组铋锭模具5的其中一个型腔，第二活动半型腔与第二固定半型腔构成每组铋锭模具5的另一个型腔，每组铋锭模具5一共有两个型腔。通过第一活动半模5.1、第二活动半模5.3分别作远离或靠近中间固定模5.2的直线动作，以实现两个型腔的打开、关闭。为使第一活动半模5.1、第二活动半模5.2能够很好的直线动作，通常在中间固定模5.2两侧与基座之间分别固定一组、每组各四根导向杆，第一活动半模5.1的四个角串在其中一组的对应四根导向杆上且第一活动半模5.1能够相对导向杆作直线滑动动作，第二活动半模5.3同样如此；在第一活动半模5.1与中间固定模5.2之间的顶部、以及在第二活动半模5.3与中间固定模5.2之间的顶部均开有浇铸口。每组浇铸阀4的每个出料阀口下方正对着对应那组铋锭模具中对应的那个浇铸口。且本技术中，铋锭模具采用现有技术中的常规的水冷模具，即在铋锭模具的每个型腔所对应的半模外壁上固定连接有冷却水套，模具的材质采用导热系数高的常规材质。
30.在铋锭模具5的所有型腔内顶部均按常规方式固定有铋液浇满液位传感器，该铋液浇满液位传感器通过信号线按常规方式接入plc控制器上且将检测到的信号传递给plc，铋液浇满液位传感器是用于监测型腔铋液注入量是否到位的，当铋液浇满液位传感器检测到液体信号后，plc控制器输出指令及时关闭第一液压缸11的油路，浇铸阀4的阀针得以及时关闭，并按设定的铋锭冷却时间计时，到时间后第二液压缸5.4、第三液压缸5.5动作，以实现开模、出料。
31.在铋锭模具5一侧（具体是与铋锭模具5开模方向呈正交状，如图3的后侧、图2的右侧）固定有铋锭顶出机构6、另一侧（如图3的前侧、图2的左侧）固定铋锭收置框7，具体是在每组铋锭模具5的每个型腔的一侧固定有一个铋锭顶出机构6、另一侧固定有一个铋锭收置框7。铋锭顶出机构6包括第四液压缸、顶杆，其中顶杆朝向铋锭收置框7侧顶出且顶杆一端与第四液压缸横向伸出的活塞杆固定连接，第四液压缸的缸筒固定连接在基座1的相适应位置上。当开模到位后，铋锭顶出机构6自动将成型好的铋锭顶出、进入到铋锭收置框7内，铋锭收置框7是固定连接在基座1相适应位置上的，然后铋锭顶出机构6自动复位，铋锭模具5自动合模，自动进入下一浇铸循环（即浇铸阀打开、铋液浇铸入铋锭模具中、计时成型、开模、推出、铋锭顶出机构复位、合模）。至此，完成了铋锭生产总的浇铸过程。
32.在浇铸部分的前侧固定装箱部分，具体是在铋锭收置框7的外侧固定装箱部分。装箱部分包括机架13及固定在机架13上的液压纵向顶推机构14、空气冷却轨道15、液压横向顶推机构16、电动滑动托盘17、气动升降真空吸盘组件18，其中液压纵向顶推机构14位于空气冷却轨道15的一端上部，液压纵向顶推机构14包括第五液压缸、梯形的纵向顶推头，其中第五液压缸的缸筒固定连接在机架13上，第五液压缸的活塞杆朝着空气冷却轨道15的长度方向伸出且在该活塞杆的端部固定连接梯形的纵向顶推头；空气冷却轨道15是按常规方式
固定在机架13顶部的一段轨道，该轨道可采用多个辊筒铺设在机架顶部所形成、也可采用常规传送带、还可为常规起到支撑作用的且由多根杆通过纵横交错焊接而成的平台；在空气冷却轨道15上且远离液压纵向顶推机构14的一端的机架13顶部按常规方式固定连接有一横向支撑平台19，该横向支撑平台19与空气冷却轨道15呈正交设置，液压横向顶推机构16位于横向支撑平台19的顶部且液压横向顶推机构16包括第六液压缸、梯形的横向顶推头，其中第六液压缸的缸筒固定在横向支撑平台19上，第六液压缸的活塞杆固定连接梯形的横向顶推头，梯形的横向顶推头朝向气动升降真空吸盘组件18处推动。电动滑动托盘17位于横向支撑平台19的一侧且电动滑动托盘17滑动配合在机架13相适应的位置上，且电动滑动托盘17由直线电机驱动并向气动升降真空吸盘组件18正下方移动或回位到电动滑动托盘让位位置23处（具体是在机架13相适应的位置处固定两个呈相对设置的滑轨，滑轨的伸展方向与横向支撑平台19呈正交设置，电动滑动托盘的底部两侧滑动配合在两个滑轨上）；气动升降真空吸盘组件18位于滑轨之上且包括吸盘18.1、固定架18.2、升降气缸18.3，其中固定架18.2底部固定有六个吸盘18.1，每个吸盘18.1通过软管与负压泵连接且连通，固定架18.2的顶部固定连接有升降气缸18.3。在气动升降真空吸盘组件18的正下方放置有包装箱25。
33.实际操作时，操作人员从浇铸部分的铋锭收置框7中取出浇铸好的铋锭，并将其放置在液压纵向顶推机构14处，按下装箱启动按钮，装箱部分即开始执行以下动作：
34.铋锭被液压纵向顶推机构14顶推
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经过空气冷却轨道15到达液压横向顶推机构16
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纵向顶推头自动退回
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液压横向顶推机构16自动将3块铋锭推入滑动托盘17上
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横向顶推头自动退回
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操作人员再次夹取放置铋锭并按启动按钮
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再次放置的铋锭经纵、横向顶推也进入滑动托盘17，待滑动托盘17排满6块铋锭后
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气动升降真空吸盘组件18的固定架18.2自动下降，带动六个吸盘18.1与对应的六块铋锭接触后自动抽气，建立真空后铋锭随吸盘18.1自动上升
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空的滑动托盘17自动退出受锭位置
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铋锭随吸盘自动下降，进入包装箱25，铋锭接触箱底，吸盘18.1自动解除真空后自动上升
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滑动托盘17自动复位
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再次循环放置铋锭，直至包装箱内装入11层（66块）吸盘组自动上升后，滑动托盘17不再复位，纵、横向顶推头也不再动作，铋锭已装满。