摘要: 在雙推盤式氣體滲碳自動線中成功地實現了汽車后橋主、從動螺旋錐齒輪的氣體滲碳、直淬/壓淬的混裝全自動作業和多品種、全過程的數據跟蹤自動控制。自主創新成功研發了一種新結構壓淬保溫室和一套新結構的取料機械手及橫向轉移機械手。其壓淬保溫室反傳統結構而行之即爐門不動而層垛工件在室內逐層上升至爐門處,由與爐門等高的取料機械手相應逐層取出一層工件和隔盤,再由橫向移動機械手從取料機械手上夾取工件放到壓床上淬火. 其取代了層垛工件不動而壓淬保溫室大小爐門相對滑動并逐層下降開啟取料的國內外傳統結構。從根本上解決了傳統滑動門極易受熱、變形,造成爐氣從此處大量外泄的國內外業內難題。
重型汽車后橋從動螺旋錐齒輪最大直徑Ø494mm,單重最大達50kg。由于零件的配套生產要求,客戶需在同一條生產線中全自動完成氣體滲碳、主動齒輪直淬、被動齒輪直接壓淬(模壓限形淬火)的混裝生產。壓淬前被動齒輪在保溫室內為層垛式碼放,需逐個從保溫室中取出進行壓淬。此前國內外同類設備均采用工件在室內不動而保溫室大小爐門一起逐層向下滑動的結構。每取一個工件,大小爐門必須逐層滑動一次,小爐門隨之打開一次。為了保證保溫室的密封性,其滑動副爐門框和爐門需要進行配磨精加工,在運行中需對爐門框進行充分冷卻和潤滑。爐門框極易受熱變形,稍有不慎會使滑動副間隙增大,造成無法彌補的爐氣泄漏。不僅耗氣量大增且影響到爐內碳勢不穩,還存在安全隱患,成為國內外業界的一道難題。 愛協林(北京)公司成功研發了一種新結構壓淬保溫室,其反傳統結構而行之即爐門不動而層垛工件在室內逐層上升至爐門處。打開爐門,由與爐門等高的取料機械手相應逐層取出一層工件和隔盤。再由橫向移動機械手從取料機械手上夾取工件放到壓床上淬火并將壓淬后的工件由其層垛式地碼放在清洗機前的料盤上,如此周而復始至工件碼放夠數后進入后清洗機。垂直高度固定的爐門采用盤根密封和四連桿機構壓緊和開啟。這種新結構取消了大爐門及其滑動副。因而解決了大爐門門框和滑動副易受高溫變形,引起爐氣泄漏的業內難題。其屬國內外首創。(專利號:200420058490 )
壓淬工件從保溫室取料至壓床淬火的轉移過程,以前國內一般由人工用夾鉗或人工操作半自動機械手完成。在大批量生產時,工人勞動強度大,生產環境差,生產效率和產品質量受到制約和影響。而國外有用多關節智能型機器人作為夾持、轉移裝置,但存在造價昂貴、控制系統復雜、維修困難等弊端。
為此,本公司自主創新成功研發了一套新結構的取料機械手和橫向轉移機械手,其采取伺服定位系統,轉移速度為1.4 m/s,重復定位精度達到±1mm。大大滿足了壓淬工件快速移動、精確定位的要求。兩種機械手不僅能夾取直徑Ø500 mm、單重50 kg的被動齒輪還能夾取隔盤、料盤。不僅能一次同時夾取直徑Ø280mm的兩件被動齒輪分別放在不同的壓床上淬火;還能實現壓淬后工件的自動轉移、碼垛;實現了一手多用。因此本生產線大大減輕了工人的勞動強度、保證了壓淬質量、降低了投資成本、且便于維修。 (見本《專集》愛協林公司彩頁"推盤式滲碳直淬、壓淬生產線 ")
本生產線還采用了本公司的如下專利技術《工業爐用循環風扇的冷卻裝置》(專利號2L01201769);《熱處理爐的底部裝料裝置》(專利號2L01204256),以及直淬后油下潛泳轉移出料裝置等。
本生產線運用中醫拔火罐原理,從前室底部開門裝料時爐氣向上封住爐口,零壓線不易上升;又因工件直淬后從油下潛泳轉移出料,后室不與空氣相通;加之壓淬保溫室爐門開口小且密封嚴實,使得整條生產線耗氣量為同爐型前后室豎開門的1/2~2/3。大大減少了能耗和CO2排放量。開門后爐氣的波動小、恢復快,各區碳勢穩定。 通過本公司自主研發的S7 400PLC控制系統,Profibus現場總線通訊及以太網技術,Modbus通訊數據采集,滲碳模擬仿真,料盤跟蹤等先進的控制技術實現了不同層深氣體滲碳、主動齒輪直淬/被動齒輪壓淬的同爐混裝、多品種全過程數據跟蹤的全自動生產,大大滿足了客戶的均衡生產要求,提高了生產效率。
本項目自2005年投產以來,為國內外客戶共設計制造此生產線共10余套。故 大大促進了汽車零部件等熱處理裝備行業的科技進步;為客戶節約了投資成本;大大降低了能源消耗和CO2排放;減輕了工人勞動強度、改善了工作環境、大大提高了工作效率和產品質量的穩定性。經濟效益和社會效益十分顯著,受到客戶的好評和青睞并在很大程度上代表了國內外同類爐型的發展趨勢。