專利名稱：金屬錠垛自動生產系統的制作方法
金屬錠垛自動生產系統
技術領域：
本發明屬于金屬冶煉生產技術領域，涉及一種能實現金屬錠、垛生產全過 程自動化的金屬錠垛自動生產系統。背景技術：
為便于金屬鑄錠的捆扎、計量、包裝、保管和運輸，按國際標準和錠垛外 形注冊要求，需要將所生產的金屬鑄錠堆碼成規定形式的錠垛。所謂碼垛就是 按照集成單元化的思想，將一件件的物料按照一定的模式堆碼成垛，以便使單 元化的物垛實現物料的存儲、搬運、裝卸運輸等物流活動。目前，金屬鑄錠的 生產、錠垛的堆碼均由人工完成；由于錠塊重量大、工作環境惡劣，在生產現 場錠塊的表面溫度達28(TC，且粉塵多，工人的勞動強度極大，生產效率低，錠 塊澆鑄難以控制，堆碼質量差，直接影響捆扎質量，在運輸過程中經常發生散 包造成重大損失。雖然有少數廠家采用機器人堆垛，但都因為技術問題，自動 化程度低， 一直未形成完整的自動化生產線。
國外過去在鑄造機械化、自動化方面水平并不髙，在金屬錠生產、堆垛方 面的自動化則更少。隨著大型金屬冶煉廠的建設和自動化要求的提高，20世紀 70年代，日本等發達國家才相繼開發出堆垛自動生產設備，有的國家才開始開 發一些機器人進行復雜和精細的堆垛作業，實現一些金屬錠如鋅錠、鋁錠等的 自動堆碼，機器人碼垛技術的研究開發獲得了迅速的發展，柔性、處理速度以
及抓取重量不斷提高，但涉及到較重金屬鑄錠的堆碼，特別是脫模斜度較大的 鑄錠，會經常發生抓取不牢而堆垛失敗，影響到整垛堆碼的質量， 一直到現在， 機器人碼垛的技術瓶障均未能得到很好的解決。
早在20世紀60年代，國內的一些主要鋅廠曾先后研制出不同形式的鋅錠 堆碼機，但卻因為其碼垛形式復雜，動作頻繁，電氣控制系統環境適應性差， 設備工作環境惡劣等原因，均未能很好的解決以上問題而屮斷研制工作。
直到20世紀90年代初，隨著金屬產量的不斷提高和自動化生產的要求， 國內的一些金屬冶煉廠才又在人工堆碼、機器人堆碼的基礎上開始進行有序的 研制和生產試驗，特別注意借鑒之前所有其它同類設備的研制經驗和現有設備 的特性，結合金屬錠外形和錠重，通過很多種堆垛方法的嘗試，以此來提高堆 垛的可靠性和方便操作、維護方面的能力，雖然取得一定的成效，也研制出一些專用碼垛機組，但總體效果不佳，仍然存在堆碼不齊和故障率較高的缺陷。 在金屬錠自動生產系統的研究上則更加少見。而選擇平面編排層，層層疊堆的 方法，并重點進行解決垛腳的堆垛形式和整個工序銜接的靈活性和可靠性、增 強金屬錠厚薄的處理能力、保證垛形編排的準確性和可靠性方面的研究則更加 陌生。對于有關基于可編程控制器、光機電液技術等相結合、把金屬鑄錠自動 生產(包括自動打印)和金屬錠垛自動生產兩部分聯動起來、形成完整的金屬 錠、垛自動牛產系統方面的應用研究，目前尚未見到相關報道。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供一種能實現金屬錠、垛生產全 過程自動化的金屬錠垛自動生產系統。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種金屬錠垛自動生產系統， 有錠塊自動生產系統、錠塊輸送系統、錠垛堆碼系統、人工堆碼系統、錠垛輸 出系統、液壓傳動系統、電氣控制系統和扎捆包裝系統，金屬液體由熔化爐或 液體保溫爐流出，經錠塊自動生產系統中的流量自動控制裝置實現定量澆鑄， 在鑄錠機上澆鑄成型，并由與鑄錠機聯動的打印裝置自動打印批號和日期的標 識，經脫模后形成具有拔模斜度的四棱錐形金屬錠塊，然后送入錠塊輸送系統， 當正常生產時，經錠塊輸送系統中的導向輥道和變速輸送輥道進行校位、導向 和加速，以設定模式送入錠垛堆碼系統，經夾緊、翻板、旋轉和攏錠的相應動
作在同一平面進行層的編排；每碼完一層后送入錠垛堆碼系統中的碼垛裝置，
再經上升、下降、前進、后退和抽板放錠的相關動作在錠垛輸出系統上完成各 層的堆碼，每碼完一垛，錠垛輸出系統中的垛運機自動前進一個垛位，進行下 一垛的堆碼，同時將碼好的錠垛邊冷卻邊傳送至捆扎工作臺，由扎捆包裝系統
進行捆扎；同時通過電氣控制系統中的可編程控制器、機電控制技術以及光電 檢測技術相結合作為控制中心，利用液壓傳動系統中的液壓技術控制執行機構， 完成單一金屬錠塊的自動化生產到整體錠垛的自動堆碼工作。
所述錠塊自動生產系統有金屬液流量控制裝置和間隙澆鑄裝置，金屬液流 量控制裝置為自反饋重錘平衡式流量控制裝置，包括有保溫池、儲液池內的金 屬液、中間池、石墨錐、配重塊、杠桿、支點、彈簧和壓桿，在儲液池出料口 的下方處設有中間池，儲液池與中間池之間裝有壓桿，在該壓桿的下方裝有石 墨錐，該石墨錐與壓桿的連接處套裝有彈簧，中間池通過杠桿與配重塊相連， 該杠桿的下方設有支點，中間池出料口的下方連接到間隙澆鑄裝置；采用間隙 澆鑄裝置進行間斷式澆鑄，防止在澆鑄過模時金屬液滴落在模壁上，采用帶有 水冷裝置的連續運行式鑄錠機，并根據需要設定其鑄錠的外形尺寸及生產能力;釆用自動打印裝置，能根據金屬錠外形及注冊的要求，對鑄錠機上的每塊金屬 錠的澆鑄頂面進行標識的自動打印，實現金屬鑄錠生產自動化。
所述錠塊輸送系統依次連接有柔性輸送輥道、緩沖輥道、雙向運輸輥道和 安裝有輥道導向機構的變速輸送輥道，根據輸出方式有兩種運輸形式 一是錠 塊的輸入與輸出為同一方向的直線運輸，二是錠塊的輸入與輸出為垂直方向的 垂直運輸。
所述錠垛堆碼系統有推錠i、夾緊翻板裝置、推錠n、旋轉機構、碼層平 臺、推錠in和碼垛裝置，金屬錠由錠塊輸送系統進入自動堆垛系統，以設定位
置停在夾緊翻板裝置上，根據所設定的堆垛形式要求當需要180°翻面時，夾 緊翻板裝置中的夾緊翻板油缸動作，夾緊金屬錠并翻轉180。，然后夾緊松開，
放下金屬錠在平臺上，夾緊翻板裝置復位，接著推錠I推出，把金屬錠送到旋
轉機構上；當不需要翻面時，則由推錠I直接推出，把金屬錠送到旋轉機構上； 當金屬錠需要旋轉90。時，旋轉機構帶著金屬錠旋轉90° ;當金屬錠不需要旋 轉90°時，旋轉機構則不動作，然后由推錠II推出，把金屬錠送到碼層平臺上，
在碼層平臺上完成每層的堆碼，每完成一層，推錠m推出一次，把金屬錠送入
碼垛裝置中的箱式托盤；碼垛裝置載著金屬錠經上升、前進、下降和抽板放錠， 每碼完一層，碼垛裝置經抽板復位、上升、后退、下降和復位，開始下一層的 疊堆，把每層金屬錠按順序累疊在錠垛輸出系統的固定垛腳支承座上，每碼完 一垛，錠垛輸出系統的錠垛輸送機前進一個垛位，進入下一垛的堆碼。
所述錠垛堆碼系統采用在同一光滑水平面內編排層，對錠垛的各層進行編
排，采用推錠i、推錠n、推錠in的執行機構，其中推錠i垂直于推錠n、推
錠II垂直于推錠m;采用夾緊翻轉裝置和平臺旋轉機構，實現錠塊的翻面和90 °的轉向；根據堆碼形式而采用層層疊堆，并采用具有箱式托盤的碼垛裝置，
箱式托盤的碼垛裝置的垛層是由側面輸入、底面輸出，完成運輸、堆碼、攏錠 功能，實現錠垛的自動化堆碼。
所述錠垛輸出系統有垛腳支承機構和錠垛鏈板輸送機，承接錠垛堆碼系統 中的箱式升降托盤，把已堆碼好的層在鏈板輸送機的指定位置上碼成設定的垛， 當完成一垛的堆垛工作時，鏈板輸送機前進一個垛位，進行下一垛的工作，同 時完成錠垛的運輸，送向捆扎工作臺進行捆扎。
所述液壓傳動系統主要有夾緊液壓缸、翻錠液壓缸、推錠液壓缸I、旋轉 液壓缸、推錠液壓缸n、推錠液壓缸in、升降液壓缸、進退液壓缸和抽板放錠 液壓缸，上述液壓系統的執行機構分別作用于錠垛堆碼系統中的夾緊、翻錠、推錠、旋轉、豎直方向攏塊、水平方向攏塊、升降、平移、放錠的相應動作。
本發明的有益效果是根據金屬錠、垛的外形及包裝要求，采用流量自動 控制裝置和自動打印裝置進行定量澆鑄和金屬錠塊標識的自動打印，增強金屬 錠厚薄的處理能力，實現錠塊自動化生產；根據金屬錠進入自動堆碼的運動參 數和狀態要求，采用具有柔性支承、變速、導向等功能的錠塊輸送系統，完成 錠塊自動生產系統與人工堆哚系統、自動堆垛系統的聯結；采用平面編排層， 層層疊堆的方法，按設定層的堆碼形式和層層疊堆的順序要求而動作，并采用 具有堆碼、攏錠功能的碼垛裝置，實現錠垛的自動化堆碼；采用一套具有特殊 垛腳支承的運輸系統，完成垛腳特殊的堆垛形式，并負責錠垛的輸出；根據以 上錠、垛自動生產系統的控制需要，"量身定做" 一套可靠的液壓傳動系統，并 解決了大行程油缸活塞負重推出時易扭損的技術瓶頸；采用可編程控制器并運 用光、電、磁相結合的檢測新技術，開發出一套完整的控制、檢測系統，實現 金屬錠、垛生產全過程的自動化。
圖l是本發明的結構示意圖； 圖2是本發明的工藝流圖方框示意圖； 圖3是本發明所述錠塊自動生產系統的結構示意圖； 圖4是本發明所述錠塊輸送系統的結構示意圖； 圖5是本發明所述錠垛堆碼系統的結構示意圖； 圖6是本發明所述錠垛輸出系統的垛腳支承平臺的結構示意圖。 圖中1-錠塊自動生產系統、2-錠塊輸送系統、3-錠垛堆碼系統、4-人工堆 碼系統、5-錠垛輸出系統、6-液壓傳動系統、7-電氣控制系統、8-扎捆包裝系統、 11-中間池、12-金屬液、13-石墨錐、14-儲液池、15-配重塊、16-杠桿、17-支點、 18-彈簧、19-壓桿、110-澆鑄斗、111-鉸鏈、112-聯桿機構、113-心軸、114-軸承 機構、115-支架、116-滾輪、117-鉸座、118-支架、119-支架一、120-擺桿機構、 121-支架二、 122-鏈條滾輪、123-錠模、124-打印頭、125-打印桿、126-壓縮彈 簧、127-彈簧、128-轉軸、129-軸承、21-柔性輸送輥道、22-緩沖輥道、23-人工 堆碼系統工作臺、24-雙向運輸輥道、25-變速輸送輥道、26-輥道導向機構、26-輥道傳動機構、31-推錠1、 32-夾緊翻板裝置、33-推錠11、 34-旋轉機構、35-碼層平臺、36-推錠m、 37-碼垛裝置、51-固定垛腳支承座。具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5， 一種金屬錠垛自動生產系統，有錠塊 自動生產系統l、錠塊輸送系統2、錠垛堆碼系統3、人工堆碼系統4、錠垛輸 出系統5、液壓傳動系統6、電氣控制系統7和扎捆包裝系統8，金屬液體由熔 化爐或是液體保溫爐中流出，經錠塊自動生產系統1中的流量自動控制裝置實 現定量澆鑄，在鑄錠機上澆鑄成型，并由與鑄錠機聯動的打印裝置自動打印批 號、日期等標識，經脫模后形成具有拔模斜度的四棱錐形金屬錠塊；送入錠塊 輸送系統2，當正常生產時，經錠塊輸送系統2中的導向輸送輥道和變速輸送輥 道25進行校位、導向、加速，以設定模式送入錠垛堆碼系統3，經夾緊、翻板 (根據生產需要設定)、旋轉、攏錠等一系列動作在同一平面進行層的編排，每 碼完一層后送入錠垛堆碼系統3中的碼垛裝置37，再經上升、下降、前進、后 退、抽板放錠等一系列動作在錠垛輸出系統5上完成各層的堆碼，每碼完一垛， 錠垛輸出系統5中的垛運機自動前進一個垛位，進行下一垛的堆碼，同時將碼 好的錠垛邊冷卻邊傳送至捆扎工作臺，由扎捆包裝系統8進行捆扎。為提高生 產效率，以上各種堆垛運動可互相穿插，工作過程由不互相干涉的幾個運動可 同時進行。并采用電氣控制系統7中的可編程控制器、機電控制技術以及光電 檢測技術相結合作為控制中心，利用液壓傳動系統6中的液壓技術控制執行機 構，完成單一的金屬錠塊的自動化生產到整體錠垛的自動堆碼工作；當錠垛堆 碼系統3因故障或其它原因而暫停工作時，錠塊輸送系統2屮的導向輸送輥道 自動把錠塊送入人工堆碼系統4，由人工進行互助堆碼，而不影響錠塊自動生產 系統l的正常生產。
所述錠塊自動生產系統中的金屬液流量控制裝置該金屬液流量控制裝置 為自反饋重錘平衡式流量控制裝置，包括有保溫池、儲液池14內的金屬液12、 中間池11、石墨錐13、配重塊15、杠桿16、支點17、彈簧18和壓桿19，儲 液池14出料口的下方處設有中間池11，儲液池14與中間池11之間裝有壓桿 19，在該壓桿19的下方裝有石墨錐13，該石墨錐13與壓桿19的連接處套裝有 彈簧18;中間池11通過杠桿16與配重塊15相連，該杠桿16的下方設有支點 17，中間池ll出料口的下方連接到間隙澆鑄裝置。在正常情況下，金屬液流量 控制體系處于平衡狀態，料量維持穩定；當出現儲液池14液面產生變動、金屬 液12的溫度變化使金屬液12流動性發生變化、結渣及人為施加外力等外界原 因，體系平衡狀態被破壞，料量控制機構開始工作。當產生中間池ll體系出現 質量變輕變化時，即中間池11液位降低時，金屬液12流量相應減少，在配重 塊15的作用下，中間池11向上抬高，與此同時，在彈簧18的作用下壓桿19抬起石墨錐13，使金屬液12流量增大，中間池ll液位升高，中止中間池ll繼 續向上抬高，體系重新回到平衡狀態，金屬液12流量也恢復至設定水平。當產 生中間池11體系出現質量變重變化時，即中間池11液位升高時，金屬液12流 量相應增多，在重力作用下，中間池ll向下降低，與此同時，通過壓桿19壓 低石墨錐13，使金屬液12流量減少，中間池11液位降低，中止中間池11繼續 向下壓低，體系重新回到平衡狀態，金屬液12流量也恢復至設定水平。
所述錠塊自動生產系統中的間隙澆鑄裝置主要有澆鑄斗110、鉸鏈lll、聯 桿機構112、心軸113、軸承機構114、支架115、滾輪116、鉸座117和支架118， 鑄錠機開始生產時，中間池11出料口流出的金屬液12進入澆鑄斗110存儲， 當鑄錠機的鏈條滾輪122接觸到滾輪116時，慢慢地被頂起，帶動聯桿機構112 上的心軸113繞軸承機構114旋轉，聯桿機構112往上提起，通過鉸鏈111拉動 澆鑄斗110繞鉸座117轉動，澆鑄斗110往下傾斜，從而把澆鑄斗IIO存儲的金 屬液12澆入鑄錠機上的錠模123;當鑄錠機繼續往前運行而使鏈條滾輪122脫 開滾輪116時，在重力作用下，聯桿機構112及滾輪116自動降落，與心軸113 繞軸承機構114往回旋轉，聯桿機構112往下降落，鉸鏈111失去拉力而放下澆 鑄斗110，澆鑄斗110恢復平衡，不在澆出金屬液12，進入儲液狀態，準備下 一塊錠的澆鑄。這時候的間隙剛好是過模的瞬間，避免了液體澆到模腔外。
錠塊自動生產系統主要解決了金屬液體澆鑄的定量控制，使其在相同時間 內流入鑄錠機上鑄模的液體量相同，從而保證鑄錠機鑄出的每塊錠厚度、重量 相同，同時采用間斷式澆鑄，很好的解決了澆鑄過模時金屬液滴落在模壁上的 問題，為錠塊的自動生產創造良好的條件；采用帶有水冷裝置的連續運行式鑄 錠機，其鑄錠的外形尺寸及生產能力根據需要設定；采用簡易的自動打印裝置， 能根據金屬錠外形及注冊的要求，對鑄錠機上的每塊金屬錠(澆鑄頂面)進行標識 的自動打印，實現金屬鑄錠生產自動化。
金屬從液體狀態開始，經金屬錠塊自動生產系統l成為金屬錠塊脫模輸山， 必須經過錠塊輸送系統2，完成校位、記數、定速、定向等工序，以設定參數進 入錠垛堆碼系統3。所述錠塊輸送系統2主要有柔性輸送輥道21、雙向運輸輥 道24、安裝有輥道導向機構26的變速輸送輥道25和緩沖輥道22;根據輸出方 式有兩種情況 一是錠塊的輸入與輸出為同一方向，即直線運輸，二是錠塊的 輸入與輸出為垂直(90° )方向，即垂直運輸；釆用柔性輸送輥道21，既能承 接從鑄錠機上脫模后掉下的錠塊，減少由于剛性碰撞帶來的激烈沖擊，又能及 時把錠塊送出；采用雙向運輸輥道24，根據需要選擇輸送方向，送入自動堆碼系統或送入人工堆碼系統4;采用變速輸送輥道25用于調節錠塊的輸送速度，
同時，采用導向滾輪和限位板，保證錠塊按設定的狀態進入錠垛堆碼系統3。錠 塊輸送系統2是錠塊自動生產系統1與錠垛堆碼系統3的連接樞紐，起著承上 啟下的作用；采用上述錠塊輸送系統2，滿足了高頻率的錠塊輸送(約12 18 秒/塊)，解決了錠塊脫模后落下對輸送輥道的沖擊，提高系統生產的可靠性；同 時，上述錠塊輸送系統2對錠塊具有調速、導向、定位、雙向輸出等功能，為 錠塊能按設定狀態進入錠垛堆碼系統，為自動堆碼程序順利實施提供可靠的保 障。整個輸送系統分段實施，分別完成各自的功能，互不干涉；具有安全可靠，、 結構簡單、造價低廉、便于調整及維護的優點。
金屬錠經錠塊輸送系統2在指定位置進入自動堆垛系統，根據堆碼方式的要 求，各層的編排要求及方式均有區別，自動堆垛系統在完成各層的堆碼中，涉 及到推、夾緊-翻錠(180° )、旋轉(90° )、推-攏錠等動作；在完成層與層的 疊堆中，涉及到推、上升、前進、下降、放錠、后退等動作，同時必須設計特 殊的垛腳支承，以完成垛腳的堆碼及以上各層堆碼的過渡。
所述錠垛堆碼系統3主要有推錠I31、夾緊翻板裝置32、推錠1133、旋轉 機構34、碼層平臺35、推錠IH36和碼垛裝置37;金屬錠由錠塊輸送系統2進 入自動堆垛系統，以設定位置停在夾緊翻板裝置32上，根據所設定的堆垛形式 要求當需要翻面(180° )(如第一、第三層)時，夾緊、翻板油缸動作，夾 緊金屬錠并翻轉180° ，然后夾緊松開，放下金屬錠在平臺上，夾緊翻板裝置復 位，接著推錠I 31推出，把金屬錠送到旋轉機構34上；如不需要翻面(如第二、 第四層等)，則由推錠I31直接推出，把金屬錠送到旋轉機構34上；當金屬錠 需要旋轉(90° )時(如第四、六、八中各層的第l、 4塊)，旋轉機構34帶著 金屬錠旋轉(90° );如果金屬錠不需要旋轉(90° )，旋轉機構34則不動作。 然后由推錠II33推出，把金屬錠送到碼層平臺35上，如此動作循環，而在碼層 平臺35上完成每層的堆碼，每完成一層，推錠III36推出一次，把金屬錠(層) 送入碼垛裝置37中的箱式托盤；碼垛裝置37載著金屬錠(層)經上升、前進、 下降(檢測限位)、抽板放錠，每碼完一層，碼垛裝置37經抽板復位、上升、 后退、下降(復位)，開始下一層的疊堆；如此循環，把每層金屬錠按順序累疊 在錠垛輸出系統5的固定垛腳支承座51上。每碼完一垛(本發明每垛堆碼的層 數可根據需要設定)，錠垛輸出系統5的錠垛輸送機前進一個垛位，進入下一垛 的堆碼。
錠垛堆碼系統3采用在同一光滑水平面內編排層的方法，對錠垛的各層進行編排，效率高，安全可靠，特別適應重金屬錠的堆碼；采用推錠I31、推錠
1133、推錠11136的執行機構(推錠I 31垂直于推錠I133、推錠IB3垂直于推錠 11136)，既滿足了堆碼編排的需要，又能起到攏錠的作用；采用夾緊-翻轉機構和 平臺旋轉的方法，實現錠塊的翻面和轉向(90° )，既簡單又可靠，有機械手無 法比擬的優點；根據堆碼形式而采用層層疊堆的方法，并采用具有箱式托盤的 碼垛裝置37，垛層由側面輸入、底面輸出，完成運輸、堆碼、攏錠功能，實現 錠垛的自動化堆碼。
所述錠垛輸出系統5的功能主要是提供適合垛腳形式的支承平臺，使碼垛 裝置在這里完成錠垛的堆碼，并輸出錠垛。錠垛輸出系統5所采用特殊的支承 機構是固定垛腳支承座51，固定垛腳支承座51可根據垛腳的形式進行定做，并 能自動調整，同時，可根據生產車間的廠房及設備情況，提供多種運輸(如吊、 運等)方式。
錠垛輸出系統5有垛腳支承機構和錠垛鏈板輸送機，其作用是承接錠垛堆 碼系統中的箱式升降托盤，把己堆碼好的層在鏈板輸送機的指定位置上碼成設 定的垛，當完成一垛的堆垛工作時，鏈板輸送機前進一個垛位，進行下一垛的 工作，同時完成錠垛的運輸，送向捆扎工作臺進行捆扎。根據堆垛方式的要求， 垛運機支承平臺設計成圖6所示的固定垛腳支承座51;搬運時可由鏟車直接搬 走，或者由橋式起重機直接吊走，方便包裝和運輸。錠垛輸出系統5在錠垛鏈 板輸送機上設置了專用垛腳支承機構，采用可調式垛腳及錠垛的支承裝置，解 決了垛腳(每層兩塊或四塊錠)向垛身(每層四塊或八塊錠)的疊堆過渡，是 "平面編排層，層層疊堆"方法的技術關鍵，為生產系統的可靠性奠定堅實的 基礎。
所述扎捆包裝系統8為一相對獨立機構，其操作程序不聯入生產線的控制 系統；根據需要，可分箱裝、鋼帶扎捆等。如采用箱裝，則把堆好的錠垛按規 范直接裝入箱中即可；如需鋼帶扎捆包裝，則采用鋼帶拉緊機和鎖扣機，并配 以0.6MPa以上的壓縮空氣源，由人工輔助扎捆包裝即可。
所述液壓系統6主要集中在錠垛堆碼系統3，自動堆碼過程一共有夾緊、翻 錠、推錠、旋轉、Y向攏塊、X向攏塊、升降、平移、放錠等9組動作，這就 相應需要由液壓傳動方式實現，根據空間布置及功能要求，這些動作確定由相 對應的液壓系統執行機構-夾緊液壓缸、翻錠液壓缸、推錠液壓缸I 、旋轉液壓
缸、推錠液壓缸n、推錠液壓缸m、升降液壓缸、進退液壓缸、抽板放錠液壓
缸等9個液壓缸來完成。除箱式升降托盤的液壓缸采用平衡回路外，為了保證動作到位準確以及運行平穩性，其余液壓缸回路均采用回油節流調速，這樣確 保承載能力不受速度變化的影響，提高重復定位精度，從而滿足整機的性能要 求。
為縮短整個堆碼循環時間，以上9個液壓缸中有吋要求多個同時動作，因 此系統屮采用了一雙聯葉片泵，其中的小排量泵給缸徑小、動作頻繁的兒個液 壓缸供油，而大排量泵則給缸徑大、動作次數較少的另幾個液壓缸供油，這樣 就可實現多個液壓缸同時動作的要求；另外，為使液壓站設計、安裝、維護、 修改方便，采用了較先進的疊加閥來組成系統。由于工作現場溫度較高，所以 在系統中配置了強冷卻裝置，同時配備了液壓油油溫檢測及報警裝置。
由于液壓傳動有"故障難診斷"的特點，液壓系統6分別由兩臺液壓泵完 成，從而起到降低故障發生率的作用；油箱采用全密封結構，液壓泵裝在油箱 內，整個系統采用集成閥站形式，便于維護。
本發明具有簡單、直觀、可靠等優點，既有人工堆垛無法比擬的整齊的特 點，又有機器人高度智能化的水平，經濟效益和社會效益十分明顯若引進國 外機器人等同類設備，每條生產線需要增加約100萬元的費用，且需要有很高 的設備維護費用；可根據錠塊大小和錠垛重量要求設定其生產能力，每條生產 線能力范圍為(2 10)噸/小時，由于堆垛整齊，捆扎質量好，能給企業帶來較高 的聲譽和保證穩定的經濟效益；每年可節約勞保用品及工傷醫療等費用近6萬 元；能實現冷打包，使捆扎鋼帶由原來每垛六根減少到四根，大大降低包裝成 本；其散包率由原來的4%降低到0.2%，按年產四萬垛計算，年可節約捆扎及再 捆扎費用10萬元以上；大幅減少了勞動強度和勞動力，人工堆碼時，同樣產量 每班需4人進行(三班倒)，現在只需2人，按人3萬元/年工酬計算，每年可節 約勞動報酬18萬元。
權利要求
1、一種金屬錠垛自動生產系統，其特征是有錠塊自動生產系統、錠塊輸送系統、錠垛堆碼系統、人工堆碼系統、錠垛輸出系統、液壓傳動系統、電氣控制系統和扎捆包裝系統，金屬液體由熔化爐或液體保溫爐流出，經錠塊自動生產系統中的流量自動控制裝置實現定量澆鑄，在鑄錠機上澆鑄成型，并由與鑄錠機聯動的打印裝置自動打印批號和日期的標識，經脫模后形成具有拔模斜度的四棱錐形金屬錠塊，然后送入錠塊輸送系統，當正常生產時，經錠塊輸送系統中的導向輥道和變速輸送輥道進行校位、導向和加速，以設定模式送入錠垛堆碼系統，經夾緊、翻板、旋轉和攏錠的相應動作在同一平面進行層的編排；每碼完一層后送入錠垛堆碼系統中的碼垛裝置，再經上升、下降、前進、后退和抽板放錠的相關動作在錠垛輸出系統上完成各層的堆碼，每碼完一垛，錠垛輸出系統中的垛運機自動前進一個垛位，進行下一垛的堆碼，同時將碼好的錠垛邊冷卻邊傳送至捆扎工作臺，由扎捆包裝系統進行捆扎；同時通過電氣控制系統中的可編程控制器、機電控制技術以及光電檢測技術相結合作為控制中心，利用液壓傳動系統中的液壓技術控制執行機構，完成單一金屬錠塊的自動化生產到整體錠垛的自動堆碼工作。
2、 如權利要求l所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述錠塊自動生產系統有金屬液流量控制裝置和間隙澆鑄裝置，金屬液流量控制裝置為自反 饋重錘平衡式流量控制裝置，包括有保溫池、儲液池內的金屬液、中間池、石 墨錐、配重塊、杠桿、支點、彈簧和壓桿，在儲液池出料口的下方處設有中間 池，儲液池與中間池之間裝有壓桿，在該壓桿的下方裝有石墨錐，該石墨錐與 壓桿的連接處套裝有彈簧，中間池通過杠桿與配重塊相連，該杠桿的下方設有支點，中間池出料口的下方連接到間隙澆鑄裝置；采用間隙澆鑄裝置進行間斷 式澆鑄，防止在澆鑄過模時金屬液滴落在模壁上，采用帶有水冷裝置的連續運 行式鑄錠機，并根據需要設定其鑄錠的外形尺寸及生產能力；采用自動打印裝 置，能根據金屬錠外形及注冊的要求，對鑄錠機上的每塊金屬錠的澆鑄頂面進 行標識的自動打印，實現金屬鑄錠生產自動化。
3、 如權利要求l所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述錠塊輸送 系統依次連接有柔性輸送輥道、緩沖輥道、雙向運輸輥道和安裝有輥道導向機 構的變速輸送輥道，根據輸出方式有兩種運輸形式 一是錠塊的輸入與輸出為 同一方向的直線運輸，二是錠塊的輸入與輸出為垂直方向的垂直運輸。
4、 如權利要求l所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述錠垛堆碼系統有推錠i、夾緊翻板裝置、推錠n、旋轉機構、碼層平臺、推錠in和碼垛 裝置，金屬錠由錠塊輸送系統進入自動堆垛系統，以設定位置停在夾緊翻板裝置上，根據所設定的堆垛形式要求當需要180°翻面時，夾緊翻板裝置中的夾緊翻板油缸動作，夾緊金屬錠并翻轉180° ，然后夾緊松開，放下金屬錠在平臺 上，夾緊翻板裝置復位，接著推錠I推出，把金屬錠送到旋轉機構上；當不需 要翻面時，則由推錠I直接推出，把金屬錠送到旋轉機構上；當金屬錠需要旋 轉90°時，旋轉機構帶著金屬錠旋轉90。；當金屬錠不需要旋轉90。時，旋轉 機構則不動作，然后由推錠II推出，把金屬錠送到碼層平臺上，在碼層平臺上 完成每層的堆碼，每完成一層，推錠III推出一次，把金屬錠送入碼垛裝置中的 箱式托盤；碼垛裝置載著金屬錠經上升、前進、下降和抽板放錠，每碼完一層， 碼垛裝置經抽板復位、上升、后退、下降和復位，開始下一層的疊堆，把每層 金屬錠按順序累疊在錠垛輸出系統的固定垛腳支承座上，每碼完一垛，錠垛輸 出系統的錠垛輸送機前進一個垛位，進入下一垛的堆碼。
5、 如權利要求1和4所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述錠垛 堆碼系統采用在同一光滑水平面內編排層，對錠垛的各層進行編排，采用推錠i、推錠n、推錠ni的執行機構，其中推錠i垂直于推錠n、推錠n垂直于推錠III;采用夾緊翻轉裝置和平臺旋轉機構，實現錠塊的翻面和90°的轉向；根據堆碼形式而采用層層疊堆，并采用具有箱式托盤的碼垛裝置，箱式托盤的碼 垛裝置的垛層是由側面輸入、底面輸出，完成運輸、堆碼、攏錠功能，實現錠 垛的自動化堆碼。
6、 如權利要求l所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述錠垛輸出系統有垛腳支承機構和錠垛鏈板輸送機，承接錠垛堆碼系統中的箱式升降托盤， 把已堆碼好的層在鏈板輸送機的指定位置上碼成設定的垛，當完成一垛的堆垛 工作時，鏈板輸送機前進一個垛位，進行下一垛的工作，同時完成錠垛的運輸， 送向捆扎工作臺進行捆扎。
7、 如權利要求l所述的金屬錠垛自動生產系統，其特征是所述液壓傳動 系統主要有夾緊液壓缸、翻錠液壓缸、推錠液壓缸I 、旋轉液壓缸、推錠液壓缸n、推錠液壓缸m、升降液壓缸、進退液壓缸和抽板放錠液壓缸，上述液壓 系統的執行機構分別作用于錠垛堆碼系統中的夾緊、翻錠、推錠、旋轉、豎直 方向攏塊、水平方向攏塊、升降、平移、放錠的相應動作。
全文摘要
本發明涉及一種金屬錠垛自動生產系統，有錠塊自動生產系統、錠塊輸送系統、錠垛堆碼系統、人工堆碼系統、錠垛輸出系統、液壓傳動系統、電氣控制系統和扎捆包裝系統。采用流量自動控制裝置和自動打印裝置進行定量澆鑄和金屬錠塊標識的自動打印，增強金屬錠厚薄的處理能力，實現錠塊自動化生產；采用具有柔性支承、變速、導向等功能的錠塊輸送系統，完成錠塊自動生產系統與人工堆垛系統、自動堆垛系統的聯結；采用平面編排層，層層疊堆的方法，按設定層的堆碼形式和層層疊堆的順序要求而動作，并采用具有堆碼、攏錠功能的碼垛裝置，實現錠垛的自動化堆碼；配置液壓傳動系統和控制、檢測系統，實現金屬錠、垛生產全過程的自動化。
文檔編號B22D46/00GK101658927SQ200910192669
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者振 余, 吳斌秀, 征 溫, 謝秋榮, 黃色興 申請人:深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司韶關冶煉廠