全自动倾转式浇注机的浇注过程控制研究
全自动倾转式浇注机控制理论研究进展
全 自动倾转 式浇注机控 制理论研 究进展
马 田厚 １ ， ２ ，孙少纯 ’ ，余 自 （ １ ． 江 苏大 学 ， 江 苏镇 江 ２ １ ２ ０ １ ３ ：
２ ． 苏 州苏铸 成套 装备 制造 有 限公 司 ， 江 苏苏 州 ２ １ ５ １ ２ ９ ）
关键词 ： 全自 动倾转浇注机； 数学建模 ； 液面控制 ； 流量控制； 晃动抑制
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ； 文献标识码 ： Ａ ； 文章编号 ： ｌ ０ ０ ６ — ９ ６ ５ ８ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ０ １ — ４
Ｄ ０ Ｉ ： １ ０． ３ ９ ６９ ／ ． １． １ Ｓ Ｓ ｎ． １ ０ ０６ — ９６ ５ ８． ２０ １ ３． ０ ４． ０ ０１
入输 出（ Ｍ Ｉ Ｎ Ｏ ） 鲁棒控制系统的一种控制方法） 进行 了连
逐渐减小 ，熔体随着倾转 动作的进行向浇嘴上方不 断增加 。其增量 为 ：
止熔 体 的再次 流 出和污 染 ；
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — １ ８
稿件编号 ： １ ３ ０ ６ — ２ ８ ３
浇包转 动 时其容 积 的变化 量 为 ：
作者简介 ： 马田厚 （ １ ９ ８ ９ 一 ） ， 男， 在读研究 生 ， 主要从 事铸造设备 的开
发 和 应 用
１ 前言
（ ５ ） 随着 浇 注过程 的进 行 ， 氧化 物和 杂质 会粘 附 于浇包 内 ， 因此 要保 证 浇 注过 程 的鲁 棒性 （ 即系统的
健壮 性 ，用 以表 征控 制 系统 对 特性 或 参数 扰 动 的不敏 感
“ 三分 造 型 ， 七分浇注 ” ， 这 句 业 内俗 语 说 明 浇
倾转式缸盖浇注机的设计建模与系统实现
形轮廓尺寸进行测绘以及模具在该设备上的安装位置来确定 设备的回转中心位置，回转中心位置与模具和原浇口杯的最 高水平面的位置高度尺寸550 mm进行浇道的设计。确定回转 中心位置后，为避免中心回转轴和支撑轴承与模具的前后端 模的油管管路及开关支架相干涉，对其进行实验测绘。通过设 备的轮廓尺寸在计算机上进行回转模拟实验，确定设备整体 抬高的尺寸为90 mm、底座的位置以及设备上的支点位置，同 时确定倾转角度为45毅。利用原来的模具底扣自制螺栓及焊接 式钢管管路，用螺栓紧固油管端头上下面，上下面采用组合密 封圈密封的连接方式（这种连接方式结构紧凑、占用空间小， 完全可以避免上述问题）。本文设计的倾转式缸盖浇注机的
关键词：倾转；液压比例阀；背压阀；质量保障
0 引言
近 年 来 ，随 着 中 国 工 业 的 快 速 发 展 ，铸 件 的 产 量 逐 年 增 长，现已名列世界首位。而国内现有的大部分铸造厂仍然主要 依 靠 手 工 操 作 浇 包 来 完 成 铁 液 浇 注 ，不 仅 劳 动 条 件 差 ，劳 动 强 度高，而且安全性也差，很难满足快速发展的工业生产需 求[1-2]。随着铸件的市场需求逐年增加，铸件复杂程度以及对铸 件质量要求的不断提高，对国内浇注机作业技术进行改进，采 用自动化、机械化的浇注机替代原浇注机已成为铸造业发展 的必然趋势[3-4]。
全自动梁式浇注机在浇注过程中的应用
全自动梁式浇注机在浇注过程中的应用田学智;常涛【摘要】中国铸件产量已经居世界首位.目前,我国绝大部分铸造厂靠手工操作浇包来完成铁液浇注,不仅劳动条件差,劳动强度高,而且安全性也差.随着高效造型设备的广泛使用,生产节拍越来越快,人工操作非常紧张,往往由于浇注环节的问题使造型线生产能力受到牵制,而且铸件废品率居高不下,铁液浪费严重,浇注工烧伤现象时有发生.为改善现有浇注方式,确保准确出铁、自动随流孕育、自动测温、自动浇注和剩铁回炉,并结合现场生产的具体工况,全自动的梁式浇注机应运而生.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P11-13)【关键词】铁液;浇注;随流孕育;自动测温;自动浇注;梁式浇注机【作者】田学智;常涛【作者单位】共享装备股份有限公司,宁夏银川 750021;共享装备股份有限公司,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TG232.7梁式全自动浇注机主要结构如图1所示。
浇注机定位：浇注机小车机构和浇注大车机构采用无极变频调速技术，在PLC的控制下可以实现浇注的精确定位。
浇注机升降系统：升降机构上安装有浇注机平衡系统和浇注机升降系统。
浇注机升降系统采用无极变频调速技术，在PLC的控制下可以实现浇注机构的精确上升和下降。
浇注机平衡系统由四组起升系统组成，由同一组传动机构组成，采用无极变频调速技术，在PLC的控制下可以实现其与浇注机升降系统同步精确上升和下降，从而达到稳定系统的功能。
铁水包旋转：回转机构由无极调速电机驱动，采用齿盘传动，在PLC的控制下可以实现精确的位置旋转。
称重功能：称重机构由四组称重传感器组成，在出铁和浇注过程中称量铁水包内的铁水重量。
倾转结构：包架固定，铁水包前倾和后倾由两组倾转链条的上升和下降实现。
倾转链条上升使得倾转架机构以浇注机倾转轴旋转，使铁水包前倾旋转，最大可以旋转45°，可将铁水包内的铁水包全部倒出；倾转链条下降使得倾转架机构以浇注机倾转轴反向旋转，使铁水包后倾旋转，进行扒渣工作。
压力铸造自动浇注系统最佳程序控制研究
系统 的电机 闭环 系统 可 以通过 下述 公 式来描 述 ：
都 能独 立 地 移动 。铁 水 包 中液 体 的重 量 通 过 一 个 负 荷 传 感器 来 衡 量 。程 序 控 制 的命 令 是 用 一 个 可
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其 中， ￣ｅ ｒ ａ ｄ ／ ｓ 为 角频 率 ， 薯 为 阻 尼 系数 。这 些 参 数 的确 定 是 通 过 将 模 拟 运 算 中 的倾 斜 角 度 值 与 实 验 中的 倾 斜 角 度 值 对 照 后 完 成 的 。通 过 上 述 的 定义 ， 角频 率 最 后得 到 的 数 值 为∞。 ＝ １ １ ． ６ ８ ｒ ａ ｄ ／ ｓ ， 阻
赵亮 培’ ，崔 文琪 ’ ，王元华
ＺＨＡ０ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ － ｐ ｅｉ ’ ， ＣＵ ｌ Ｗｅ ｎ ． ｑ ｉ ’ ，Ｖ ＮＧ Ｙｕ ａｎ ． ｈ ｕ ａ
（ １ ． 莱芜职业技术学 院，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ；２ ． 莱芜 钢铁 集团有 限公 司，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ） 摘 要 ：本文提出了对倾斜式铁水包自动浇注系统的最优化程序 控制。首 先利用质 量守恒和伯努 力定律
对浇注过程进行建模，然后对自动浇铸过程中的序列控制进行了分析 ，为了控制浇注熔化金 属的飞溅 ， 利用两步流 速浇注方案来对程序控 制参 数进行优化 ，最后通过 模拟试验和工厂实 际
倾转式液压浇注机的自动监控系统设计
2014年11月第42卷第22期机床与液压MACHINE TOOL ＆HYDＲAULICS Nov.2014Vol.42No.22DOI ：10．3969/j.issn.1001－3881.2014.22.052收稿日期：2013－10－05基金项目：江苏省无线传感系统应用工程技术开发中心校企合作项目（2011）作者简介：李海波（1978—），女，硕士，讲师，主要从事计算机控制技术、应用电子技术应用以及控制理论研究等。
E －mail ：li780717@ 。
倾转式液压浇注机的自动监控系统设计李海波，恽新星，徐瑾瑜(无锡商业职业技术学院，江苏无锡214153)摘要：为了有效地生产出高精度、高品质铸件，提高浇注机的自动化程度是有效途径之一。
针对常州某一半自动倾转式浇注机生产厂家的需求，采用光电编码器、热电偶等传感技术，通过工业可编程序控制器（PLC ）数字化平台，利用触摸屏人机互动，采用先进的模糊PID 控制技术，实现了浇注机的自动控制。
该系统能根据产品生产工艺的不同要求进行6级倾转速度变换，并能可靠地进行浇注机的工作状态监控以及配套的铝水装置的恒温控制。
通过运行证明：该监控系统安全可靠，完全满足客户的要求，改善了原有的手动浇注机的性能。
关键词：倾转式液压浇注机；监控系统；模糊PID中图分类号：TP277文献标识码：B文章编号：1001－3881（2014）22－164－4Design of Auto Monitoring System for Tilting-type Hydraulic Pouring MachineLI Haibo ，YUN Xinxing ，XU Jinyu（Wuxi Institute of Commerce ，Wuxi Jiangsu 214153，China ）Abstract ：In order to produce some higher accuracy and quality castings ，one of the efficient measures is to improve the automat-ic level of the pouring machine．An auto monitoring system was developed aiming at the requirements of pouring machine manufacture in Changzhou．This system was composed of PLC ，touch screen and some sensors．The PLC was used as the controller ，which re-ceived the sensor's signals and output the control signals to realize the pouring machine's auto control．The touch screen was used as the monitor equipment ，which could be used to set some different technological parameters such as tilting speed ，pouring time and us-er permissions etc．In this system ，not only the advanced measurement technology was used ，but also the advanced control technology such as fuzzy PID was applied in the constant temperature control of the aluminium equipment．By running ，it is shown that the system is very safe and reliable ，and it has realized the control demands of the pouring machine and improves the existing performance of man-ual pouring machine．Keywords ：Tilting-type pouring machine ；Monitoring system ；Fuzzy PID近年来随着铸造生产，特别是造型工序的迅速发展，浇注的机械化、自动化也逐渐被人们所重视，相继出现了倾转式浇注机、气压式浇注机以及底注式浇注机等三大类［1］。
自动浇注控制系统的设计
自动浇注控制系统的设计王双喜【摘要】浇注是现代化铸造生产中十分重要的方法和工艺过程.针对现有自动浇注系统的局限性,通过对浇注操作知识进行探讨,采用以单片机为核心的自动控制浇注系统,较好地解决了现代浇注过程中存在的问题,达到了工艺要求.采用了运算精度高的8051系列单片[1]机对信号进行处理,并发出控制动作信号,通过控制系统完成整个系统的浇注过程.%Casting is a very important technique and processes in modern casting. Aimed at the limitations existing in the current automatic casting system, and through discussing the operational knowledge of pouring and taking MCU as the core of automatic casting system, the new design method overcame the problems of the old pouring process and achieved the requests of process. The control system used a high precision computation of the 8051 series MCU'-1-' to process signal and sent control action signals to operate the entire system to complete the process of casting through the control system.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P103-105)【关键词】浇注;单片机;自动控制【作者】王双喜【作者单位】太原钢铁(集团)有限公司复合材料厂,山西忻州035407【正文语种】中文【中图分类】TP273.5我国是一个铸造生产大国，但许多铸造业依然停留在人工浇注阶段，虽然生产出来的铸件质量比较好，但对浇注工人的技术要求非常高，并且生产效率非常低，人力投入多，劳动强度和安全隐患大，浇注的钢锭质量误差大，无法实现提高企业经济效益的目标，也不适应企业信息化发展的需要。
自动浇注系统的智能控制
图1.1自动浇注系统结构图研究内容
本次研究的内容包括：
图3.1扇形浇包主视图
图3.2扇形浇包俯视图
图3.3
图3.4
图3.5
所示是目前hws称重系统，如图3.5所示其结构是安装在浇注机机
图3.6
图3.7
两种不同的安装方式得出的结论是一样的，精确数据，离不开对采集的数据进行大量的计算处理，以及滤除各种的干扰。
安装可靠性和稳定性也是非常重要的，要考虑到浇注机行走，浇注移动时的震动以及冲击。
综上所述：整个自动浇注的单一控制系统比较简单，而要使自动浇注协调的工作则是需要将控制算法的数据，图像系统，及称重的数据结合起来由控制器推理机构进行处理，得出结果以控制浇注机的浇筑过程，达到自动浇筑的效果。
推理机构的设计
推理机构的功能是实现实时推理决策，和使整个自动浇注以逻辑的方式协调的工作。
因为控制规则比较简单，因此推理机构直接采用数据驱动的正向推理策略即可。
这样也可以保证控制决策的实时性。
控制器的推理机构一般用如下模型表示
U=f(E,K,I)
式中：E----控制算法输出集
K----图像系统输出集
I----推理机的输出集
U----控制器的输出集
为一种智能算子，其基本形式为 IF E AND K THEN <IF THEN>即根据控制算。
重心倾转式全自动浇注机在脱箱生产线中的应用
重心倾转式全自动浇注机在脱箱生产线中的应用一、铸造浇注过程的现状及发展趋势目前，国内铸造行业的浇注过程大多采用人工浇注和机械化浇注机，为了应对铸造生产中浇注熟练工人短缺、人工成本上升的局面，越来越多的企业采用自动浇注机进行浇注作业，以最大限度地发挥造型生产线的生产率，获得高质量的铸件产品，避免铁液的浪费，保证浇注过程的安全性，并节省人力和物力。
二、自动浇注机的分类及发展现状目前，国内铸造厂使用的浇注机主要有三大类，即底注式、气压保温式和倾转式，这三类浇注机适用场合不同，各有利弊。
１．底注式浇注机优点：①浇注节拍快，生产效率高。
②铁液较纯净，可减少铸件夹渣、渣孔缺陷的产生。
③可以在浇注过程中补充铁液。
主要缺点：①塞杆和浇嘴更换频繁，使用成本高。
②当生产线出现故障时，浇注机内的铁液不能方便地回炉处理，只能倒入残夜收集装置，回收利用比较困难。
③浇注过程中，实现铁液恒流量和变量控制较困难。
底注式浇注机适用于造型生产率大于300型/h的垂直无箱造型线或只浇注灰铸铁的有箱造型线。
2. 气压保温式浇注机优点：①铁液温度稳定恒定，可以精确地控制浇注温度。
②浇注产品质量稳定。
③可以取消保温炉，将生产工艺改为熔炼炉-保温浇注炉双联的工艺，降低运行成本。
主要缺点:①不适用球墨铸铁铸件的生产，主要是球墨铸铁氧化渣特别多，保温炉内积渣非常难以清理。
②浇注炉的修护时间长；③铁液牌号切换不方便。
气压保温式浇注机适用于造型速度较快、浇注箱重较大且同种牌号铁水的有箱造型线。
3.倾转式浇注机优点：①可以随时控制铁液流速，使用广泛。
②不存在漏液现象。
③浇包修理方便。
④使用成本低。
⑤铁液牌号切换方便。
主要缺点：无法在浇注过程中补充铁液。
倾转式浇注机适用于造型生产率200箱/h左右的的生产线，更适用于灰铸铁、球墨铸铁混合生产的生产线。
目前，国内铸造设备厂商都在抓紧研制倾转式全自动浇注机，倾转式浇注机按驱动方式分为：绕浇包嘴中心驱动和绕浇包重心驱动两大类。
自动倾转浇注机液压控制系统设计与研究
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ｍ ａｖ ２０１３ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１０．０３６
自动倾 转 浇 注 机液 压 控制 系统 设 计 与研 究
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ；ＡＭＥＳＩＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ
浇注是铸造 生产 的关 键工 序 ，对于 铸件 的产量 、 质量有着重大 的影 响。面对铸造生产 高效率 、高精度 的发展趋 势 ，传统 的手动浇 注方 式 已不 能与之 适应 ， 提高定量浇 注过程 的 自动化水 平是当前铸造业 迫切 需 要解决 的问题 。 自动倾 转浇注机的研 发是承接某 生产 单 位的磨 球 自动生产线研发的一个子项 目。由于液压 传 动平稳 ，驱动力矩大 ，换向方便 ，可以实现无级调 速 ，特别是和 电气联合控制可实现 自动化操作 ，故该 浇注机采用液压驱动方式 。 １ 浇 注机 组成及 工作 原理
胡 细东 ，谭 武 中
（１．张 家界航 空工业 职业技 术 学 院机 械 实训 中心 ，湖 南 张家界 ４２７０００； ２．中南大 学机 电工程 学院 ，湖 南长 沙 ４１００００）
摘要 ：针对磨球 自动生产线上磨球 的 自动浇注要 求 ，采用三维设 计软件 Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ设计 出 自动倾 转浇 注机 的虚 拟样 机 ，并 分析 了 自动倾转浇注机 的工作原 理 ；倾转 液压 缸位 置对整个浇注过程驱 动力 矩的变化 及液压缸所 承受支撑力 的大小 有决定性影 响，通过 ３种不同方案 的比较 ，合理地 确定 了倾 转液 压缸安 装位置 ；根据浇 注机 的工艺要求设 计 了液压 系统 ， 并对其组成 和工作原理进行 了分析 ；基 于 ＡＭＥＳＩＭ软件 ，对倾转液压缸双缸在 不同载荷 时压 力 、流量和位 移的变化进行 了 仿 真分析 ，根据分析结果提 出了优化措施 。该液压 系统结构 简单 、工作 可靠 、安全性能好。
伺服倾转式自动浇注机电气控制系统的研究
华北电力大学（保定）硕士学位论文伺服倾转式自动浇注机电气控制系统的研究姓名：曾重申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：颜湘武2011-05华北电力大学硕士学位论文摘要铸造是获得机械产品毛坯——铸件的主要工艺，也是机械装备制造业生产的重要基础环节。
提高浇注的自动化程度，是实现高精度、高品质铸件生产的技术保证，还是铸造工人从繁重的体力劳动和恶劣的生产环境中解脱出来的重要技术手段。
本课题采用激光定位、超声波液位测量技术、先进伺服驱动技术以及人工示教方法，通过工业可编程序控制器（PLC）数字化平台，实现了自动瞄准浇口杯，自动检测铁水液面变化，模拟人工示教方法自动完成浇注。
在线参数修正技术，实时补偿浇注包因铁水高温长时侵蚀挂渣所导致的浇注状态的变化，进一步提高了倾转式自动浇注机控制的精确度，改善了自动浇注机的性能。
关键词：伺服控制系统；传感器；人工示教；瞄准；自动浇注Abstract （Times New Roman 小5号字）AbstractThe founding is a principal technique and a importantly radical link of machine equipment building , by which embryo of machine product—the foundry is made. Heightening automation of pouring is a technical guarantee by which the producing foundry is assured with high accuracy and quality, which is still the important technical mean to free workers from strenuous manual labor and disgusting circumstances. There are technologies of locating with laser which takes aim at the poured cap automatically, of measuring the high degree of iron liquid in the pouring container with supersonic, of advanced servomechanism driving and of artificial teaching through manual work by imitating which the auto-making pouring is completed, by digital intermediary of Programmable Logic Controller in my thesis. Though the state of pouring has been changing for the pouring container corroded by high temperature iron liquid, the changing parameters of pouring are compensated at real time by the technology of parameters modified online, which further enhanced the control accuracy to the tilting type auto-pouring machine , improved its function.Keywords: Servomechanism driving system； Sensor；Artificial teaching；Take aim at；Auto-pouring华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《伺服倾转式自动浇注机电气控制系统的研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
基于浇包转角的自动倾转浇注控制系统设计
基于浇包转角的自动倾转浇注控制系统设计
鲁逸帆;王庭有
【期刊名称】《化工自动化及仪表》
【年(卷),期】2023(50)1
【摘要】针对常见的倾转浇注过程中浇注设备浇注精度不足、自动化程度低等问题,设计自动浇注控制系统,并提出基于浇包转角的PLC控制策略。
首先建立浇包在不同转角下浇注金属液体积与浇包转速的数学模型,然后设计倾转浇包PLC伺服控制系统,并通过触摸屏人机界面控制系统的启停与监测实时数据,实现了定速自动浇注。
【总页数】4页(P78-81)
【作者】鲁逸帆;王庭有
【作者单位】昆明理工大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
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3.倾转式液压浇注机的自动监控系统设计
4.自动倾转浇注机液压控制系统设计与研究
5.基于增益调度法的倾转旋翼控制系统设计
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