一条智能化树脂砂铸造生产线

刘灿贵，张锦德，吴 科

（青岛滨海金成铸造机械有限公司，山东青岛 266400）

1 前景和现状

客户旧的生产线为手动造型线，工人数量多，劳动强度大，合箱后的砂型地摊式浇注，占用车间面积大，车间环境“脏、乱、差”，安全隐患大。新上的智能化树脂砂生产线，采用自动造型圈，节约了人工，降低了工人劳动强度；合箱后砂型和浇注后的砂型选用立体仓储，并采用扫码识别，节约了场地，每件砂型的状态和位置可直观的反映在人机界面上；自动浇注线采用人工叫号，工人根据铸件的特点和每炉的铁水量将砂型按序从立体仓库叫出，保证每个铸件的产品质量，排序好的砂型进入集中烘干和定点浇注，并且浇注后采用全覆盖式顶吸罩，将浇注后的烟气集中收集处理，改善了车间环境；落砂后的砂箱采用自动回箱线，将砂箱自动输送至混砂机附近，节约了人力，提高了生产效率。全套设备的操作和监控均可实现在线和远距离操控，管理人员可实时监控每个工位的生产状态。

2 工艺要求

产品名称：智能化树脂砂铸造生产线，本线主要由树脂砂自动造型圈、智能立体仓储、自动浇注流水线、空箱返回线、树脂砂再生线等五大部分组成，完成造型、存储、浇注、冷却，空箱返回等工序，实现铸造智能化、柔性化、自动化。

3 生产节拍

根据客户铸件的铸造特点（品种多，重量和尺寸差异大）和产量要求，该生产线设计平均每3.5min 生产整型，产品零件主要是机器人曲臂、底座等铸件，最大砂箱尺寸2000mm×1700mm，最大铸件重量≥730kg，智能化立体仓储设计2 排6 层11 列共计132 个工位，每个工位承重4t。作业流程实现自动化、柔性化、智能化的要求。

4 设备组成

（1）树脂砂造型圈：树脂砂混砂机—振实台（加砂振实）—硬化—起模—修型—流涂—点火吹灰—下芯合箱—RGV 小车（入库），如图1 所示。

图1 树脂砂自动造型圈

（2）智能化立体仓储：货架、有轨巷道堆垛机、两端输送台车、自动称重、智能扫码系统，出入库管理系统，如图2 所示。

图2 智能化立体仓储

（3）自动浇注流水线：出库—RGV 小车—烘干线（热风烘干机烘干）—浇注线—冷却线—入库，如图3 所示。

图3 自动浇注流水线

（4）树脂砂再生线：振动落砂机—振动输送槽—悬挂磁选机—板链提升机—贯通式磁选机—振动破碎机—斗式提升机—搓擦再生机—斗式提升机—砂温调节器—斗式提升机—储存砂库—气力发送装置—混砂机上方砂库，如图4 所示。

图4 树脂砂再生线

（5）空箱返回线：落砂后的空砂箱由空箱返回线自动输送至混砂机附近，辊道全部采用机动辊道，以便完成下次的造型。

根据以上设计思路和客户实际厂房，完成了本线的设计。设计原则：本着高起点、高档次、节约场地，降低工人劳动强度，提高质量和生产率，保证设备合理性、先进性、可靠性、实用性为原则，实现自动化、柔性化、智能化树脂砂铸造。

5 设备主要特点

（1）树脂砂造型圈，根据客户铸件品种杂、数量多、形状复杂，重量及尺寸差异大等特点，造型定盘选用2300mm×1300mm，可覆盖用户90%砂箱，起模及合箱采用悬挂式可开合翻箱机械手来完成，可完成不同尺寸砂箱的造型、起模、合箱等工序，实现柔性化造型，可满足不同尺寸砂箱的造型需求。

（2）智能化立体仓储，采用统一的仓储托盘，托盘尺寸2150mm×1300mm，且每件托盘均镶嵌条形码，堆垛机称重及扫码识别后，可实现砂型存取自动化、高层合理化、智能化、人机界面直观，操作简单。

（3）自动浇注流水线，操作工人在出库终端预先设定好出库顺序，砂型通过RGV 小车分别按序输送至烘干线，经烘干机烘干的砂型，自动输送至浇注线，完成浇注的砂箱按序输送至冷却线进行冷却，冷却好的砂型通过RGV 小车再次入库，等待落砂。

（4）树脂砂再生线，根据客户铸件材质和要求，本线采用呋喃树脂工艺；再生采用强力搓擦再生工艺保证脱膜效果并降低树脂加入量；砂温冷却采用立式砂温调节器加闭式冷却塔的组合形式，整个工程外形美观，布局紧凑、合理，功能齐全、可靠，能够满足生产工艺技术指标和国家对环保的要求，以适用不同的铸件造型用砂的处理。

6 结语

该智能化树脂砂生产线顺利投产至今，树脂加入量低至0.7%，大大降低了铸造成本，旧砂温度不高于40℃，使用效果超出客户预期。经实际生产验证实现了柔性化、智能化、自动化生产的需求，完成了铸造向智能化的发展。