专利名称：金属自动铸造装置及方法
技术领域：
本发明涉及金属自动铸造装置及方法，具体地说，将熔炉中熔融的钢水注入浇包，根据产品的种类及铸型的位置，综合各种传感器和编码器等的信息，将注入浇包的钢水以自动方式利用升降机进行上下、左右、前后移送，并将钢水浇注到铸型中，然后返回原位，重复进行浇注作业，完成铸造，而且由于在非常情况下及需要手动操作的情况下可以利用设置在控制部的手动操作盘分阶段地进行手动操作，在控制部自动对钢水进行控制，根据产品的种类和铸型的位置进行浇注，提高浇注速度，同时由于浇包可以上下、左右、前后移送，可以在一条生产线上生产多样的铸件，所以提高了通用性和生产性，而且无论自动操作还是手动操作都可以在控制部对各阶段作业进行远距离控制，工作人员在远离高温钢水的地方进行作业，改善了工作环境、提高了生产效率。
背景技术：
一般来说，作为生产铸件的一个环节，铸造通常按照设计铸件、确定铸造方案、确定铸型、熔化及浇注、对产品进行最后加工的顺序进行。首先要根据产品选择低成本、优质的铸造方案。因此，如何设计铸型进行组合是很重要的问题，原则上一般不使用芯型，尽量选择二分型。
除此之外，产品中有气泡、杂质混入、凝固时由于体积减小带来的均热问题、流动性不好使钢水不能均匀分布而造成的部分缺陷等也是必须避免的。为此，要认真调查与材料的铸造性能相关的资料，仔细考虑铸型中各部分的冷却状态及凝固进行状态，还要考虑钢水浇注口的位置、最后的凝固点及冷却或拐角部分的圆形程度等的必要性。
对于比较大的铸件，冷却凝固的速度也相应较慢，所以铸件的尺寸也是需要考虑的非常重要的因素。在铸造性能中流动性和凝固时的收缩量尤为重要，如果流动性不好，就要考虑通过提高浇注温度或其它方法(外力)提高钢水的流动性。
此外，将凝固收缩率称为收缩余量，因材料而异，设计的铸型要比产品大出这个余量。铸型有木头、金属、石膏、塑料等多种，但以木型和金属型居多。铸铁的收缩率为灰铸铁约1％、白口铸铁约2％、铸钢约为2％、黄铜为1.5～1.8％、青铜为0.8～1.6％、铝合金的砂型铸件约为1～1.5％。更为详细的数值根据合金种类不同而不同，事先要留出此余量来铸造铸件。
作为铸型的材料有砂子、金属等，要根据产品的制造数量、要求的尺寸精度、产品的形状等来适当地选取。
对于使用砂子的砂型铸件，有在型砂中添加几个百分点的水分后凝固使用的生砂型及将其加热使用的干砂型。虽然砂型铸件的尺寸精度和表面质量等不好，但却是最廉价的铸造方法。
对于利用金属的铸型，生产数量不多，由于金属铸型加工费用大，成本成为问题，而且金属铸型没有通气性，所以要考虑如何将凝固时产生的气体排出。此外，与砂型不同，它不是破坏金属铸型后从铸型中取出铸件，所以在金属铸型的设计中要特别慎重。但是其产品的尺寸精度很高，而且铸件的结晶颗粒比较微小，与砂型铸件相比强度很高。除砂型、金属型之外还有用于精密铸造的壳型、气型等铸型。
铸造时钢水的浇注方法，一般为利用重力的方法，此外还有压力浇注钢水的压力铸造法，和利用炸药的爆破力以更大的压力浇注的爆破铸造法。与利用重力的砂型或金属型铸件相比，压力铸造法能够高效率地生产外形尺寸正确的产品，但是由于是急速制冷凝固，所以有一些问题，此外金属型成本高，所以只有在大批量生产同一种产品时才有利。但是对于熔点高于铜(1083℃)的金属，由于存在金属铸型的耐热性问题，所以压力铸造法比较困难。
为了铸造而熔化混合本底金属、合金元素等时，需要在熔炉里进行，然后再放入坩埚中。熔炉的加热方式，根据所需要的加热温度有焦炭、电、重油、电弧及诱导熔化等方法。作为坩埚的材料多使用石墨，为了防止与钢水反应需要设置衬垫。
参照图1及图2，在上述铸造方法中对于以往通过向由金属制成的铸型中注入钢水来制造铸件的铸造方法说明如下。
通过联接在缠有拉绳的线轮11一侧的电机12的驱动，在与拉绳结合的旋转滑轮13处形成钩部14以固定物体并使物体上下移动，使上方运行部15横向移动的提升间10，在提升间10的钩部14下方左右形成支撑装有钢水的浇包2的浇包转台16，在浇包转台16一侧形成旋转部17，以调节供应到浇包2内的钢水量，在旋转部17一侧形成操作柄18以调节旋转量。
具有以上结构的以往的铸造装置，将熔炉1中的钢水注入到浇包2后，在操作提升间10向上移送的过程中，运行部15横向移动到钢水供应位置，在到达钢水供应位置后操作操作柄18以旋转与旋转部17联动的浇包2，通过将浇包2倾斜一定角度，使内部的钢水供应到下方的铸型4中。
以往的铸造装置，是在将钢水从熔炉1注入到浇包2的状态下，由工作人员操作提升间10，将浇包2移送到铸型4的位置，使操作柄18和在浇包2一侧的向铸型4供应钢水的旋转部17旋转，来制造铸件。对于浇包2的位置、铸型4的状态、与铸件的种类对应的浇注口5的位置、浇包2的旋转倾斜角等各种信息，要靠工作人员的肉眼来确定，直接操作操作柄18和提升间10生产铸件，所以不同工作人员生产的铸件质量不同，需要很高的熟练度，而且肉眼确定带来时间延迟，所以生产效率低。
此外，为了将装有钢水的浇包2倾斜到一定角度，必须一直用肉眼确定浇包2向铸型4供应钢水，所以一直用肉眼注视高温的钢水进行作业有很大难度，工作速度会延迟，因此随钢水温度变化会导致铸件质量下降。同时，一直用肉眼注视高温的钢水进行作业，会使工作人员的注意力下降，出现因操作失误使钢水溢出，或在远离铸型4的位置供应高温钢水的事故率很高。
此外，当操作操作柄18旋转旋转部17，将浇包2中的钢水浇注到铸型4中时，由于钢水的粘性，会增加浇注难度，所以要将浇包2上下、左右地进行微小移动，以确保浇注位置不会变化。但是，通过类似提升间10的机械操作进行精确的微小移动相当困难，所以工作人员会直接拿着浇包2进行作业，存在受伤的危险，使工作效率降低，如果由于工作人员的不注意使钢水溢出，可能引发重大事故，所以存在安全隐患。
与此同时，在通过横向运行的提升间10将装有钢水的浇包2向上移送到铸型4位置的状态下，要操作操作柄18供应钢水，所以提升间10在固定的状态下横向运行，而对于不同大小和形状的产品，钢水的浇注位置不同，所以无法一次完成多种产品的制造，每次作业时，都要改变装有浇包2的提升间10的位置，所以使通用性降低，只能生产单一品种的产品，使生产效率降低。
发明内容为解决以上问题提出的本发明，其主要目的在于通过重复进行从熔炉将熔融的钢水注入到浇包中，以自动方式利用升降机、左右移送部、横向运行部，根据产品种类和铸型位置，综合各种传感器和编码器的信息，上下、左右、前后移送装有钢水的浇包，将钢水浇注到铸型后返回原位的作业，将各种传感器和编码器收集的信息通过控制部的中央处理器进行分析，自动将浇包中的钢水浇注到铸型中，所以可以缩减人力、在预先计算好正确的时间和钢水量的状态下，以最适合的钢水温度浇注到铸型内，提高产品的质量、使生产率极大化。
本发明另一个目的是，能够在控制部对钢水进行自动控制且根据产品种类和铸型的位置进行浇注，并提高浇注速度且生产多样的铸件，根据铸型上形成的多个浇注口的位置，准确地自动移送钢水进行浇注，并且可以在一个生产线上生产多样的铸件，提高通用性和生产率。
本发明又一个目的是，在向浇包中注入钢水时，对升降机和左右移送部进行微小的调整，使注入有粘性的钢水变得容易，提高注入效率。同时在浇注钢水时使浇包倾斜的钢水旋转部的一侧设置计时器，当经过规定的时间后，自动停止浇注钢水，以避免钢水浇注过多，提高其安全性。
本发明还有一个目的是，在非常情况下或需要手动操作的情况下，通过附在控制部的手动操作盘来分阶段进行手动操作，可以在控制部对各阶段的作业进行自动或手动地远距离控制，工作人员可以在远离高温钢水的地方进行作业，改善工作环境，提高生产效率。
与此同时，本发明的目的还在于，在上下、左右、前后移送浇包的移送部分末端附上限位开关，防止自动操作时，超出移送范围，提高安全性。
为实现以上目的而提出的金属自动铸造装置，其特征是升降机，该升降机包括主框架，缠有拉绳且通过电机的驱动上下移送挂在拉绳上的物体的线轮固定在主框架上，线轮通过拉绳与滑轮结合，在滑轮上形成有上下移动的固定钩，固定钩的下端有固定于支撑浇包两侧支撑轴的浇包转台，并通过电机的驱动上下移送浇包；左右移送部，其在上述升降机上端的左右两侧形成有容纳移送轮的移送轨道，移送轮能够向升降机的主框架上端的左右两侧联动，在移送轮上结合移送电机，通过移送电机的驱动使移送轮旋转，左右移送升降机；横向运行部，其在所述左右移送部的上端形成用于运行轮运行的运行轨道，在左右移送部移送轨道的上端固定了运行轮，通过可以旋转安置在运行轨道上的运行轮的运行电机的驱动来使下方的升降机和左右移送部进行横向移动；浇包旋转部，其与旋转轴结合在所述升降机的下方，使其能够与在浇包转台的一侧支撑浇包的支撑轴联动，并在浇包转台一侧形成了旋转电机，使旋转轴能够以一定角度旋转，同时使浇包以一定角度倾斜旋转供送钢水；感应部，其具有在所述升降机的浇包转台的一侧从浇包上方探测其内部状态的浇包传感器，且具有从横向运行部运行轨道的运行轮运行的上方探测横向运行位置的位置传感器，在铸型上方还设置了探测铸型状态的铸型传感器，以探测铸型状态、浇包状态及升降机位置；控制部，其具有中央处理器，能够在与所述升降机相隔一定距离的地方，远距离地对感应部关于升降机的上升/下降、左右移送部的左右移送、横向运行部的横向运行及通过浇包旋转部的旋转而浇注的钢水状态的探测信息和各电机的旋转信息进行综合分析，控制有序地进行作业，并在前方具有转换自动/手动作业的自动/手动转换器，并设置了手动操作各项作业的手动操作盘及显示感应部探测信息的传感器显示区，以进行远距离的控制作业。
另外，所述升降机在浇包转台上方的左右两侧形成有引导轮，其沿着固定于主框架的引导架，在上下移送时引导浇包，并通过电机的驱动实现上下移送。
所述升降机在缠有拉绳的线轮下方形成有通过拉绳的上下移动来测量不同重量的吊秤，可以探测到浇包的位置，并将此信息传送到控制部的中央处理器。
所述浇包旋转部在旋转电机的一侧形成有计时器，可以根据规定的时间停止钢水供应，中断过多供应。
在所述升降机的电机、左右移送部的移送电机、横向运行部的运行电机及浇包旋转部的旋转电机的一侧形成有编码器，可以通过电信号将各电机的速度信息传送到控制部的中央处理器，以确认各电机的驱动状态并对其进行控制。
在所述升降机上升最高点和下降最低点设置有限位开关，在左右移送部的左侧及右侧临界点设置有限位开关，在横向运行部的横向运行临界点设置有限位开关，在浇包旋转部的浇包最大旋转角度和最小旋转角度临界点设置有限位开关，在工作时，通过限位开关的探测能够避免脱离临界点。
为实现以上目的而提出的本发明的金属自动铸造方法，其特征是包括操作设置于控制部的自动/手动转换器，选择自动或手动作业的自动/手动选择阶段；如果在自动/手动选择阶段中选择自动，则根据铸件的种类设定铸型的浇注口位置及钢水的浇注量，根据铸型的位置指定铸型号码，使其能够对指定的铸型浇注钢水的工作设定阶段；在工作设定阶段设定好作业后，是从熔炉向浇包浇注钢水的浇包钢水浇注阶段；对于经过浇包钢水浇注阶段已浇注钢水的浇包，通过浇包传感器来探测钢水的量和状态，根据控制部中央处理器的升降机上升信号旋转电机时联动缠有拉绳的线轮，使与滑轮结合的固定钩上升，与固定钩结合的浇包转台沿着左右形成的引导轮的引导架向上旋转，并使中央处理器确认测量电机旋转数的编码器的信号和吊秤测量的浇包高度的测量信号，当旋转到指定位置时停止电机的浇包提升阶段；根据中央处理器的信号，通过编码器根据速度测量横向运行部运行电机的运行距离，并旋转运行轮，将通过浇包提升阶段上升的浇包沿运行轨道横向运行到工作设定阶段所设定的铸型位置的浇包横向运行阶段；根据中央处理器的信号，通过编码器根据速度测量左右移送部移送电机的移送距离，并旋转移送轮，将在浇包横向运行阶段横向移送的浇包沿移送轨道左右移送到工作设定阶段所设定的浇注位置的浇包左右移送阶段；在浇包左右移送阶段中当浇包到达铸型浇注口位置时，由感应部的浇包传感器探测浇包的内部状态、由位置传感器探测浇包的位置、由铸型传感器探测铸型的内部状态，并通过中央处理器综合判断是否注入浇包的浇注判断阶段；如果在浇注判断阶段判定需要注入，则根据中央处理器的信号驱动浇包旋转部的旋转电机，当旋转轴旋转以使浇包倾斜一定角度，将内部带有粘性的钢水通过浇注口浇注到铸型内部时，驱动升降机和左右移送部，使其上下、左右移动，以使浇注过程变得容易，当超过规定时间时，设置的计时器会使浇包复归原位，从而停止浇注的向铸型浇注钢水的钢水浇注阶段；在钢水浇注阶段，如果铸型传感器探测到钢水已完全浇注到铸型内，则为了中断浇注钢水，将驱动浇包旋转部的旋转电机，使浇包复归原来的垂直状态，并通过横向运行部和左右移送部的驱动移送到下一个铸型位置重复铸型的钢水浇注阶段，当浇包内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉再次浇注钢水，自动实施浇注作业的作业重复阶段。
此外，本发明涉及的金属铸型铸造装置及方法，其特征是包括操作设置于控制部的自动/手动转换器，选择自动或手动作业的自动/手动选择阶段；如果在自动/手动选择阶段选择手动，则从熔炉向浇包浇注钢水的浇包钢水浇注阶段；在浇包钢水浇注阶段向浇包浇注钢水后，通过浇包传感器探测钢水的量和状态，并显示在传感器显示区，工作人员确认后通过手动操作盘操作升降机将浇包向上移送，再操作横向运行部将向上移送的浇包横向移动到铸型的位置，然后根据铸件的种类在浇注口操作左右移送部，使浇包位于浇注口位置的浇包浇注口位置移送阶段；在浇包浇注口位置移送阶段中，移送的浇包被正确定位后，将位置传感器、铸型传感器及浇包传感器检测到的信息显示在传感器显示区，工作人员通过操作手动操作盘来旋转浇包旋转部，使浇包内的钢水浇注到铸型内，如果因为钢水的粘性，使浇注变得不容易，则对升降机和左右移送部进行微小的调节以使其变得容易，当经过规定时间后，通过在浇包旋转部一侧形成的计时器，可以将浇包旋转到不能浇注钢水的位置，从而中断向铸型浇注钢水的钢水浇注阶段；在钢水浇注阶段，铸型内注入钢水后，如果铸型传感器探测到铸型内已完全浇注，则操作手动操作盘旋转浇包旋转部以停止浇注钢水，并移送到下一个铸型位置重复铸型的钢水浇注阶段，当浇包内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉再次浇注钢水，自动实施浇注作业的作业重复阶段。
图1是以往金属铸造装置的正面示意图。
图2是以往金属铸造装置的侧面示意图。
图3是在本发明的金属自动铸造装置中向浇包中浇注钢水状态的正面示意图。
图4是在本发明的金属自动铸造装置中向铸型中浇注钢水状态的正面示意图。
图5是本发明的金属自动铸造装置的侧面示意图。
图6是本发明的金属自动铸造方法的流程示意图。
图7是本发明的金属自动铸造方法的另一种实施方式的流程示意图。
图8是说明本发明的金属自动铸造方法的方块图。
图9是本发明的金属自动铸造方法的控制流程图。
*附图主要符号说明*1熔炉 2浇包3支撑轴 4铸型5浇注口100铸造装置 110升降机111主框架 112线轮113电机 113a编码器114滑轮 115固定钩116浇包转台 117引导架117a引导轮 118吊秤119限位开关 120左右移送部
121移送电机 122编码器123移送轮124移送轨道125限位开关 130横向运行部131运行电机 132编码器133运行轮134运行轨道135限位开关 140浇包旋转部141旋转轴142旋转电机143编码器144计时器145限位开关 150感应部151浇包传感器152位置传感器153铸型传感器160控制部161中央处理器162自动/手动转换器163手动操作盘164感应器显示区具体实施方式
参照附图，对如上所述结构的实施方式说明如下。
图3是在本发明的金属自动铸造装置中向浇包中浇注钢水状态的正面示意图，图4是在本发明的金属自动铸造装置中向铸型中浇注钢水状态的正面示意图，图5是本发明的金属自动铸造装置的侧面示意图，图6是本发明的金属自动铸造方法的流程示意图，图7是本发明的金属自动铸造方法的另一种实施方式的流程示意图，图8是说明本发明的金属自动铸造方法的方块图，图9是本发明的金属自动铸造方法的控制流程图。
如图3至图9所示，本发明的金属铸造装置100包括用于向上移送浇包2的升降机110，其中熔融钢水被从熔炉1中浇注到浇包2内；设置于升降机110上方，用于左右移送升降机110和浇包2的左右移送部120；设置于左右移送部120上方，用于横向移动升降机110和左右移送部120的横向运行部130；与安置在升降机110上的浇包2联动且通过旋转将浇包2内的钢水浇注到铸型4内的浇包旋转部140；用于探测升降机110的位置、铸型4及浇包2的状态的感应部150；以及与升降机110相距一定间隔，用于收集感应部150探测的信息，顺序控制作业的控制部160。
在升降机110的主框架111中固定设置有缠有拉绳并通过电机113驱动将与拉绳结合的物体上下移动的线轮112，并具有与滑轮114结合的可上下移送的固定钩115，该滑轮通过拉绳与线轮112结合，其中在固定钩115的下方固定有用于支撑浇包2的两侧支撑轴3的浇包转台116，并通过电机113的驱动来上下移送浇包2。
升降机110在浇包转台116上方的左右两侧形成有引导轮117a，该引导轮117a可以通过电机113的驱动沿着固定于主框架111的引导架117上下移动，在移动的同时引导并上下移送浇包2。
在升降机110中，在缠有拉绳的线轮112下方形成有通过拉绳的上下移动来测量不同重量的吊秤118，根据负荷可以探测到浇包2的位置，并将此信息传送到控制部160的中央处理器161。
在所述左右移送部120中，在升降机110上端的左右两侧形成有容纳移送轮123的移送轨道124，移送轮123能够向升降机110的主框架111上端的左右两侧联动，在移送轮123上结合移送电机121，通过移送电机121的驱动使移送轮123旋转且左右移送升降机110。
在所述横向运行部130中，在左右移送部120的上端形成有运行轮133的运行轨道134，在左右移送部120的移送轨道124的上端固定有运行轮133，通过可以旋转安置在运行轨道134上的运行轮133的运行电机131的驱动使下方的升降机110和左右移送部120横向移动。
在升降机110的下方，所述浇包旋转部140与旋转轴141结合在一起，所述旋转轴141能够与在浇包转台116一侧支撑浇包2的支撑轴3联动，并在浇包转台116一侧形成有旋转电机142，使旋转轴141能够以一定角度旋转，从而使浇包2以一定角度倾斜旋转供给钢水。
同时，浇包旋转部140在旋转电机142的一侧形成有计时器144，根据规定的时间可以使浇包2的钢水停止供应，中断过多的供应。
其中，在升降机110上升最高点和下降最低点设置有限位开关119，在左右移送部120的左侧及右侧临界点设置有限位开关125，在横向运行部130的横向运行临界点设置有限位开关135，在浇包旋转部140的浇包2的最大旋转角度和最小旋转角度临界点设置有限位开关145，在工作时，通过限位开关119、125、135、145的探测来避免超过临界点。
所述感应部150在升降机110的浇包转台116一侧设置有从浇包2上方探测其内部状态的浇包传感器151，设置有从横向运行部130的运行轨道134的运行轮133运行的上方探测横向运行位置的位置传感器152，在铸型4上方设置有探测铸型状态的铸型传感器153，铸型传感器153用于探测铸型4的状态、浇包2的状态及升降机110的位置。
所述控制部160设置有中央处理器161，在与升降机110相隔一定距离的地方，远距离地对感应部150关于升降机110的上升/下降、左右移送部120的左右移送、横向运行部130的横向运行及通过浇包旋转部140的旋转来浇注钢水状态的探测信息和各电机113、121、131、142的旋转信息进行综合分析，控制有序地进行作业，并在前方形成有用于转换自动/手动作业的自动/手动转换器162，并设置有手动操作各项作业的手动操作盘163及显示感应部探测信息的传感器显示区164，以实现远距离控制作业。
在升降机110的电机113、左右移送部120的移送电机121、横向运行部130的运行电机131及浇包旋转部140的旋转电机142的一侧形成有编码器113a、122、132、143，可以通过电信号将各电机113、121、131、142的速度信息传送到控制部160的中央处理器161，确认各电机113、121、131、142的驱动状态并对其进行控制。
对利用以上结构金属自动铸造装置的本发明所涉及的铸造方法，说明如下。
在以自动方式铸造金属铸件时，首先要操作设置于控制部160的自动/手动转换器162且在选择自动或手动作业的自动/手动选择阶段S1中选择自动；然后，再通过工作设定阶段S2对工作进行设定，其中根据铸件的种类设定铸型4的浇注口5的位置及钢水的浇注量，根据铸型4的位置指定铸型号码，使能够对指定的铸型4浇注钢水。
在工作设定阶段S2设定好作业后，对于通过从熔炉1向浇包2浇注钢水的浇包钢水浇注阶段S3，已浇注钢水的浇包2通过浇包提升阶段S4向上移送，即，通过浇包传感器151探测钢水的量和状态。当根据控制部160的中央处理器161的升降机110的上升信号旋转电机113时，联动缠有拉绳的线轮112，使与滑轮114结合的固定钩115上升，与固定钩115结合的浇包转台116沿着左右形成引导轮117a的引导架117向上旋转，中央处理器161将对测量电机113旋转数的编码器113a的信号和吊秤118测量的浇包2的高度测量信号进行确认，当旋转到指定位置时，停止电机113。
然后，进行浇包横向运行阶段S5，即，根据中央处理器161的信号，通过编码器132根据速度测量横向运行部130的运行电机131的运行距离，并旋转运行轮133，将通过浇包提升阶段S4上升的浇包2沿运行轨道134横向运行到工作设定阶段S2所设定的铸型4的位置。
接着，进行浇包左右移送阶段S6，即，根据中央处理器161的信号，通过编码器122根据速度测量左右移送部120的移送电机124的移送距离，并旋转移送轮123，将在浇包横向运行阶段S5中横向移送的浇包2沿移送轨道124左右移送到工作设定阶段S2所设定的浇注位置。
接着，进行浇注判断阶段S7，即，在浇包左右移送阶段S6，浇包2到达铸型4的浇注口5的位置时，由感应部150的浇包传感器151探测浇包2的内部状态、位置传感器152探测浇包2的位置、铸型传感器153探测铸型4的内部状态，并通过中央处理器161综合判断是否浇注浇包2。
接着，进行钢水浇注阶段S8，即，如果在浇注判断阶段S7判定需要浇注，则根据中央处理器161的信号驱动浇包旋转部140的旋转电机142，旋转轴141旋转以使浇包2倾斜一定角度，当将内部带有粘性的钢水通过浇注口5浇注到铸型4的内部时，驱动升降机110和左右移送部120，使其上下、左右蠕动，以使浇注过程变得容易，当超过规定时间时，设置的计时器144会使浇包2复归原位，从而停止向铸型4内浇注钢水。
最后进行作业重复阶段S9，即，在钢水浇注阶段S8，如果铸型传感器153探测到钢水已完全浇注到铸型4内，则为了中断钢水浇注，将驱动浇包旋转部140的旋转电机142，使浇包2复归原来的垂直状态，并通过横向运行部130和左右移送部120的驱动移送到下一个铸型4位置，重复铸型4的钢水浇注阶段S8，当浇包2内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉1再次浇注钢水，自动实施浇注作业。
此外，如果对于非常情况或需要手动操作的情况进行手动操作，则首先要在操作设置于控制部160的自动/手动转换器162，并在选择自动或手动作业的自动/手动选择阶段S1中选择手动之后，经过从熔炉1向浇包2浇注钢水的浇包钢水浇注阶段S10，向浇包2浇注钢水。
接着，进行浇包浇注口位置移送阶段S11，即，在经过浇包钢水浇注阶段S10向浇包2浇注钢水后，通过浇包传感器151探测钢水的量和状态，并显示在传感器显示区164，工作人员确认后通过手动操作盘163操作升降机110使浇包2向上移送，再操作横向运行部130将向上移送的浇包横向移动到铸型4的位置，再根据铸件的种类在浇注口操作左右移送部120，使浇包2位于浇注口位置。
接着，进行钢水浇注阶段S12，即，将在浇包浇注口位置移送阶段S11中移送的浇包2正确定位后，将位置传感器152、铸型传感器153及浇包传感器151检测到的信息显示在传感器显示区164，工作人员通过操作手动操作盘163来旋转浇包旋转部140，使浇包2内的钢水浇注到铸型4内。如果因为钢水的粘性，使浇注变得不容易，则对升降机110和左右移送部120进行微小调节能够使其变得容易，当经过规定时间时，通过在浇包旋转部140一侧形成的计时器144，将浇包2旋转到不能浇注钢水的位置，从而中断向铸型内浇注钢水。
最后进行作业重复阶段S13，即，在钢水浇注阶段S12向铸型4内浇注钢水后，如果铸型传感器153探测到铸型4内已完全浇注了钢水，则操作手动操作盘163来旋转浇包旋转部140，以停止浇注钢水，并移送到下一个铸型4位置，重复铸型4的钢水浇注阶段S12，当浇包2内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉1再次浇注钢水，自动实施浇注作业。
如上所述，通过本发明的金属自动铸造装置及方法，能够将熔炉中熔融的钢水浇注到浇包中，利用上下驱动电机、运行电机及左右运行部，根据铸件的种类和铸型的位置，综合各种传感器和编码器的信息，自动将浇包上下、左右、前后移送，以将浇包内的钢水浇注到通过运输带移送的铸型中，然后回归原位，重复浇注作业。因此，能够将各个传感器和编码器收集的信息通过控制部的中央处理装置进行分析，自动将浇包内的钢水浇注到铸型内，所以缩减了人力，并在预先正确计算的时间和钢水量的状态下，以最适合的钢水温度浇注到铸型内，提高产品的质量，使生产率极大化。
此外，本发明还能够在控制部对钢水进行自动控制，根据产品种类和铸型的位置进行浇注，提高浇注速度，生产多样的铸件，同时根据铸型上形成的多个浇注口的位置准确地自动移送钢水，完成浇注，并且可以在一个生产线上生产多样的铸件，提高通用性和生产率。
当向浇包中浇注钢水时，对升降机和左右移送部进行微小的调节，能够使浇注有粘性的钢水变得容易，提高浇注效率。同时在浇注钢水时在使浇包倾斜的钢水旋转部的一侧设置有计时器，当经过一定时间时，自动停止钢水的浇注，避免钢水浇注过多，提高安全性。
在非常情况下或需要手动操作的情况下，通过附在控制部的手动操作盘来分阶段地进行手动操作，在控制部可以对各阶段的作业自动或手动地进行远距离控制，工作人员可以在远离高温钢水的地方进行作业，改善工作环境、提高生产效率。
与此同时，本发明还在上下、左右、前后移送浇包的移送部分的末端附上限位开关，防止自动操作时，超出移送范围，提高了安全性。
权利要求
1.一种金属自动铸造装置，其特征在于，其包括升降机(110)，该升降机(110)包括主框架(111)，缠有拉绳的线轮(112)固定在主框架(111)上并通过电机(113)的驱动上下移送挂在拉绳上的物体；通过拉绳与线轮(112)结合的滑轮(114)，在滑轮上结合有固定钩(115)，该固定钩(115)的下端具有固定于支撑浇包(2)两侧的支撑轴(3)的浇包转台(116)，并通过电机(113)的驱动来上下移送浇包(2)；左右移送部(120)，其在上述升降机(110)上端的左右两侧形成有容纳移送轮(123)的移送轨道(124)，所述移送轮(123)能够向升降机(110)的主框架(111)上端的左右两侧联动，在移送轮(123)上结合有移送电机(121)，通过移送电机(121)的驱动使移送轮(123)旋转，并左右移送升降机(110)；横向运行部(130)，其在所述左右移送部(120)上端形成有用于引导运行轮(133)的运行轨道(134)，在左右移送部(120)的移送轨道(124)的上端固定有运行轮(133)，并通过可以旋转安置在运行轨道(134)上的运行轮(133)的运行电机(131)的驱动使下方的升降机(110)和左右移送部(120)横向移动；浇包旋转部(140)，其与旋转轴(141)结合在所述升降机(110)的下方，使其能够与浇包转台(116)的一侧支撑浇包(2)的支撑轴联动，并在浇包转台(116)一侧设置有旋转电机(142)，以使旋转轴(141)能够以一定角度旋转，使得浇包(2)能够以一定角度倾斜旋转供给钢水；感应部(150)，其在所述升降机(110)的浇包转台(116)一侧设置有从浇包(2)的上方探测其内部状态的浇包传感器(151)，设置有从横向运行部(130)的运行轨道(134)的运行轮(133)运行的上方探测横向运行位置的位置传感器(152)，在铸型(4)上方设置有探测铸型状态的铸型传感器(153)，以探测铸型(4)的状态、浇包(2)的状态以及升降机(110)的位置；以及控制部(160)，其具有中央处理器，在与升降机(110)相隔一定距离的地方，远距离地对感应部(150)关于升降机(110)的上升/下降、左右移送部(120)的左右移送、横向运行部(130)的横向运行及通过浇包旋转部(140)的旋转来浇注钢水状态的探测信息和各电机(113、121、131、142)的旋转信息进行综合分析，控制有序地进行作业，并在前方形成有转换自动/手动作业的自动/手动转换器(162)，并设置有手动操作各项作业的手动操作盘(163)及显示感应部探测信息的传感器显示区(164)，以实现远距离控制作业。
2.如权利要求1所述的金属自动铸造装置，其特征在于所述升降机(110)在浇包转台(116)上方的左右两侧设置有引导轮(117a)，该引导轮(117a)通过电机(113)的驱动沿着固定于主框架(111)的引导架(117)在上下移动时引导浇包(2)。
3.如权利要求1所述的金属自动铸造装置，其特征在于所述升降机(110)在缠有拉绳的线轮(112)的下方形成有通过拉绳的上下移动来测量不同重量的吊秤(118)，可以探测到不同负荷时浇包(2)的位置，并将此信息传送到控制部(160)的中央处理器(161)。
4.如权利要求1所述的金属自动铸造装置，其特征在于所述浇包旋转部(140)在旋转电机(142)的一侧设置有计时器(144)，可以根据规定的时间停止浇包(2)的钢水供应，中断过多供应。
5.如权利要求1所述的金属自动铸造装置，其特征在于在所述升降机(110)的电机(113)、左右移送部(120)的移送电机(121)、横向运行部(130)的运行电机(131)及浇包旋转部(140)的旋转电机(142)的一侧形成有编码器(113a、122、132、143)，可以通过电信号将各电机(113、121、131、142)的速度信息传送到控制部(160)的中央处理器(161)，确认各电机(113、121、131、142)的驱动状态，并对其进行控制。
6.如权利要求1所述的金属自动铸造装置，其特征在于在所述升降机(110)的上升最高点和下降最低点设置有限位开关(119)，在左右移送部(120)的左侧及右侧临界点设置有限位开关(125)，在横向运行部(130)的横向运行临界点设置有限位开关(135)，在浇包旋转部(140)的浇包(2)的最大旋转角度和最小旋转角度临界点设置有限位开关(145)，在工作时，通过限位开关(119、125、135、145)的探测来避免脱离临界点。
7.一种金属自动铸造方法，其特征在于包括如下阶段自动/手动选择阶段(S1)，其中操作设置于控制部(160)的自动/手动转换器(162)，选择自动或手动作业；工作设定阶段(S2)，其中如果在自动/手动选择阶段(S1)中选择自动，则根据铸件的种类设定铸型(4)的浇注口(5)位置及钢水的浇注量，根据铸型(4)的位置指定铸型号码，使其能够向指定的铸型(4)浇注钢水；浇包钢水浇注阶段(S3)，其中在所述工作设定阶段(S2)设定好工作后，从熔炉(1)向浇包(2)浇注钢水；浇包提升阶段(S4)，其中对于经过浇包钢水浇注阶段(S3)已注入钢水的浇包(2)，通过浇包传感器(151)探测钢水的量和状态，当根据控制部(160)的中央处理器(161)的升降机(110)的上升信号旋转电机(113)时，联动缠有拉绳的线轮(112)，使与滑轮(114)结合的固定钩(115)上升，与固定钩(115)结合的浇包转台(116)沿着左右形成引导轮(117a)的引导架(117)向上旋转，中央处理器(161)将对测量电机(113)旋转数的编码器(113a)的信号和吊秤(118)测量的浇包(2)的高度测量信号进行确认，当旋转到指定位置时，停止电机(113)；浇包横向运行阶段(S5)，其中根据中央处理器(161)的信号，通过编码器(132)，根据速度测量横向运行部(130)的运行电机(131)的运行距离，并旋转运行轮(133)，将通过浇包提升阶段(S4)上升的浇包(2)沿运行轨道(134)横向运行到工作设定阶段(S2)所设定的铸型(4)位置；浇包左右移送阶段(S6)，其中根据中央处理器(161)的信号，通过编码器(122)，根据速度测量左右移送部(120)的移送电机(124)的移送距离，并旋转移送轮(123)，将在浇包横向运行阶段(S5)横向移送的浇包(2)沿移送轨道(124)左右移送到工作设定阶段(S2)所设定的浇注位置；浇注判断阶段(S7)，其中当在浇包左右移送阶段(S6)中浇包(2)到达铸型(4)的浇注口(5)位置时，由感应部(150)的浇包传感器(151)探测浇包(2)的内部状态，位置传感器(152)探测浇包(2)的位置，铸型传感器(153)探测铸型(4)的内部状态，并通过中央处理器(161)综合判断是否浇注浇包(2)；钢水浇注阶段(S8)，其中如果在浇注判断阶段(S7)判定需要浇注，则根据中央处理器(161)的信号驱动浇包旋转部(140)的旋转电机(142)，旋转轴(141)旋转以使浇包(2)倾斜一定角度，将内部带有粘性的钢水通过浇注口(5)浇注到铸型(4)内部时，驱动升降机(110)和左右移送部(120)，使其上下、左右移动，以使浇注过程变得容易，当超过规定时间时，设置的计时器(144)会使浇包(2)复归原位，停止向铸型(4)浇注钢水；以及作业重复阶段(S9)，其中在钢水浇注阶段(S8)中如果铸型传感器(153)探测到钢水已完全浇注到铸型(4)内，则为了中断浇注钢水，驱动浇包旋转部(140)的旋转电机(142)，使浇包(2)复归原来的垂直状态，并通过横向运行部(130)和左右移送部(120)的驱动移送到下一个铸型(4)位置，重复铸型(4)的钢水浇注阶段(S8)，当浇包(2)内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉(1)再次浇注钢水，自动实施浇注作业。
8.如权利要求7所述的金属自动铸造方法，其特征在于包括如下阶段自动/手动选择阶段(S1)，其中操作设置于控制部(160)的自动/手动转换器(162)，以选择自动或手动作业；浇包钢水浇注阶段(S10)，其中如果在所述自动/手动选择阶段(S1)选择手动，则从熔炉(1)向浇包(2)浇注钢水；浇包浇注口位置移送阶段(S11)，其中在所述浇包钢水浇注阶段(S10)向浇包(2)浇注钢水后，通过浇包传感(151)探测钢水的量和状态，并显示在传感器显示区(164)，工作人员确认后通过手动操作盘(163)操作升降机(110)，向上移送浇包(2)，并操作横向运行部(130)将向上移送的浇包(2)横向移动到铸型(4)位置后，根据铸件的种类在浇注口(5)操作左右移送部(120)，使浇包(2)位于浇注位置；钢水浇注阶段(S12)，其中将在所述浇包浇注口位置移送阶段(S11)中移送的浇包(2)正确定位后，将位置传感器(152)、铸型传感器(153)及浇包传感器(151)检测到的信息显示在传感器显示区(164)，工作人员操作手动操作盘(163)以旋转浇包旋转部(140)，使浇包(2)内的钢水浇注到铸型(4)内，如果因为钢水的粘性，而不容易浇注时，对升降机(110)和左右移送部(120)进行微小的调节使其变得容易，当经过规定时间时，通过在浇包旋转部(140)一侧形成的计时器(144)，将浇包(2)旋转到不能浇注钢水的位置，以中断向铸型浇注钢水；作业重复阶段(S13)，其中在所述钢水浇注阶段(S12)向铸型(4)内浇注钢水后，如果铸型传感器(153)探测到铸型(4)内已完全浇注，则操作手动操作盘(163)旋转浇包旋转部(140)，以停止浇注钢水，并移送到下一个铸型(4)位置，重复铸型(4)的钢水浇注阶段(S12)，当浇包(2)内的钢水完全消耗掉时，将复归原位，从熔炉(1)再次浇注钢水，自动实施浇注作业。
全文摘要
本发明涉及金属自动铸造装置，所述装置包括升降机(110)，左右移送部(120)，横向运行部(130)，浇包旋转部(140)，感应部(150)，以及控制部(160)。本发明还涉及一种金属自动铸造方法，包括自动/手动选择阶段(S1)，工作设定阶段(S2)，浇包钢水浇注阶段(S3)，浇包提升阶段(S4)，浇包横向运行阶段(S5)，浇包左右移送阶段(S6)，浇注判断阶段(S7)，钢水浇注阶段(S8)，以及作业重复阶段(S9)。
文档编号B22D37/00GK1733394SQ20051000214
公开日2006年2月15日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年8月9日
发明者赵德来 申请人:韩国高倍株式会社