本文摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體高效拋丸清理機(jī)是集我公司自行研究于一體，成功地研制出了具有國際先進(jìn)水平的高效缸體缸蓋連續(xù)拋丸機(jī)清理線。

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸機(jī)采用雙工位轉(zhuǎn)盤技術(shù)，工件具有翻轉(zhuǎn)拋丸、翻轉(zhuǎn)倒丸工序，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體（蓋）等復(fù)雜工件的拋丸處理。

針對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道難清理等特點(diǎn)，提出了雙拋丸機(jī)械手、雙工位轉(zhuǎn)盤式的缸體拋丸清理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制策略和方法實(shí)時(shí)控制電磁彈丸流量控制器的彈丸流量對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位重點(diǎn)強(qiáng)化拋射清理，確保缸體鑄件所有要清理面都能暴露在彈丸拋射角度下，實(shí)現(xiàn)缸體鑄件的全自動(dòng)高效拋丸清理。運(yùn)行表明，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作簡單。

缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵、復(fù)雜部件之一，其制造工藝的質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和質(zhì)量隨著汽車、工程機(jī)械等對發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量要求越來越高，機(jī)加工前對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件進(jìn)行拋丸機(jī)清理是目前國內(nèi)外汽車和工程機(jī)械制造業(yè)廣泛應(yīng)用的清理方法，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其鑄件的拋丸清理難度必將大幅度增加，國外較具有代表性的、技術(shù)先進(jìn)的缸體專用拋丸清理機(jī)是具有機(jī)械手的全自動(dòng)拋丸清理系統(tǒng)，其拋丸清理系統(tǒng)雖可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的全自動(dòng)化、快速清理，但難以控制拋射周期、拋頭數(shù)目和拋丸時(shí)間.國內(nèi)采用傳統(tǒng)的吊鉤式或鼠籠式拋丸清理設(shè)備，彈丸流量是通過人工手動(dòng)調(diào)整供丸閘門開度來控制彈丸流量，這種方法很難得到較好的彈丸流量輸出值和拋丸清理效率，缸體鑄件中殘留的大量粘附砂、芯砂和氧化物等雜質(zhì)很難清理干凈，嚴(yán)重影響了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的拋丸清理質(zhì)量和清理效率，研制智能全自動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件拋丸清理系統(tǒng)對提高國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量具有非常重要的實(shí)際意義。

1、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸機(jī)系統(tǒng)總體方案

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸機(jī)清理理特點(diǎn)和要求，研制如圖 1所示的全自動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸清理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械手雙工位轉(zhuǎn)位清理方式，兩個(gè)拋丸機(jī)械手在拋丸工位和裝料工位交替運(yùn)行，縮短了拋丸清理運(yùn)行的輔助時(shí)間，提高了缸體缸蓋拋丸機(jī)的工作效率。系統(tǒng)的機(jī)械部分主要包括輸送輥道、裝卸機(jī)械手、拋丸室、雙工位豎 轉(zhuǎn)盤、拋丸機(jī)械手、拋丸器、尾吹裝置、丸料輸送裝置和除塵裝置等;控制部分主要包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器和輥道控制器等設(shè)備工作時(shí)，操作人員應(yīng)先根據(jù)待清理缸體鑄件的類型、尺寸等在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中選擇相應(yīng)的缸體鑄件工藝參數(shù)，工控機(jī)在內(nèi)置軟件的作用下根據(jù)選擇的工藝參數(shù)按照模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法計(jì)算出該類型鑄件的較佳彈丸流量，并將其傳送給下位機(jī)PLC。

2、控制彈丸流量原理

發(fā)動(dòng)機(jī)專用缸體缸蓋拋丸機(jī)彈丸流量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示，系統(tǒng)的被控對象是彈丸電磁流量控制器，被控參數(shù)是彈丸流量。通過控制彈丸電磁流量控制器的電流值達(dá)到控制拋丸器彈丸流量的目的。

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸清理系統(tǒng)示意圖

針對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理以及拋丸清理系統(tǒng)具有多變量、非線性、復(fù)雜性和大滯后的特點(diǎn)，提出了由工控機(jī)作上位監(jiān)控機(jī)、PLC作下位實(shí)時(shí)控制機(jī)、采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對拋射彈丸流量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的全自動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸清理控制系統(tǒng)總體方案，如圖 3所示。缸體拋丸清理系統(tǒng)的整個(gè)過程由上位機(jī)統(tǒng)一監(jiān)控管理，而拋丸機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行主要由下位機(jī)控制完成，上下位機(jī)之間通過通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳送。PLC控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的自動(dòng)輸送、丸料的循環(huán)輸送及補(bǔ)丸和彈丸拋射情況控制；在清理較難清理部位時(shí)，控制拋丸機(jī)械手低速運(yùn)行以使缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位對準(zhǔn)彈丸射流，進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)化拋射；清理缸體鑄件表面等易清理部位時(shí)，控制拋丸機(jī)械手帶動(dòng)缸體鑄件高速運(yùn)行，使其快速通過射流；拋射后，裝卸機(jī)械手將缸體鑄件從拋丸室取出放入輸送輥道運(yùn)至吹清機(jī)，在吹清機(jī)里清除掉缸體內(nèi)腔及內(nèi)部通道中的殘留彈丸和芯砂；清理結(jié)束，卸料裝置自動(dòng)將缸體鑄件從吹清機(jī)里取出并放到輸送輥道上運(yùn)出拋丸清理系統(tǒng)。缸體拋丸清理控制系統(tǒng)組成

圖 3 缸體拋丸清理控制系統(tǒng)組成

4、結(jié)論：

(1)采用機(jī)械手雙工位轉(zhuǎn)位清理方式的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸清理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位重點(diǎn)強(qiáng)化拋射清理，確保缸體鑄件所有要清理的面都能較佳地暴露在彈丸射流下，迅速高效地實(shí)現(xiàn)缸體鑄件的全自動(dòng)拋丸清理。

(2)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對拋丸系統(tǒng)中的彈丸流量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的控制可以解決缸體拋丸清理系統(tǒng)中的多變量、純滯后、非線性等問題，適合應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體拋丸清理控制系統(tǒng)中。