一種定量金屬液真空汲取裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鑄造技術領域，尤其涉及一種定量金屬液真空汲取裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，在各種壓鑄行業中，普遍使用的是湯勺S湯的方式進行給湯，這種取湯方式 存在著金屬液容易被氧化、表層低質湯液容易被S到、湯量精度低、初次設置取湯量復雜等 缺點。為了克服現有取湯方式的缺陷，中國專利CN103153501A公開了用于計量熔料的裝置 和方法以及鑄造機的發明專利，計量容器下降到熔爐中，并且計量容器的熔體打開-關閉 器件被驅動打開位置，直到預定的時間周期結束或由重量傳感器探測到計量容器中到達預 定的熔體填充量時，熔料停止從熔爐攝取到計量容器中，其中計量容器的熔體打開-關閉 器件被驅動阻斷位置。
[0003] 然而，上述現有專利還存在以下缺陷：
[0004] 1)該重量傳感器通過浮力測液位的方法無法監控湯罐的內部密閉情況，判斷真空 系統是否漏氣。
[0005] 2)當取湯量較大時，計量容器內金屬液的液位較高，重量傳感器受到熱福射越大， 但一般重量傳感器的使用環境溫度為_35°C~70°C，極易超過使用溫度范圍，使得重量傳 感器計量誤差增大。
[0006] 3) -般來說，重量傳感器在量程的20 %~80 %范圍內使用比較準確，這使得在 選用重量傳感器量程不能太大，根據結構及汲取的金屬液重量，一般選用的量程為50kg~ 250kg否則精度誤差就增大，成本也增加。根據市場上各家重量傳感器的性能，重量傳感器 安全過載范圍為150% FS，即滿量程的1. 5倍；極限過載范圍為300% FS，即滿量程的3倍。 如果在使用過程中，對湯罐部件進行維修，例如清除湯罐入口的鋁渣、對湯罐部件松動的螺 釘進行緊固等操作，由于力臂的放大作用，極易超過重量傳感器的極限載荷，造成重量傳感 器損壞，必須將湯罐部件與重量傳感器脫離才能進行維修，或者設計防過載結構。而如果不 使用重量傳感器，則裝置的剛度、強度則會大幅增加。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題在于，提供一種定量金屬液真空汲取裝置，具有取湯 精度高，所取金屬液氧化少，純凈度高和維修方便的優點。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明一種定量金屬液真空汲取裝置，包括位移機構、真 空定量取湯裝置以及控制裝置，所述位移機構上裝設有真空定量取湯裝置以驅動真空定量 取湯裝置作三維位移，所述控制裝置分別與位移機構、真空定量取湯裝置相連；
[0009] 所述真空定量取湯裝置包括真空發生裝置、供氣裝置、壓力傳感器和湯罐組件，所 述真空發生裝置與湯罐組件連接以抽取湯罐組件內的氣體使罐內金屬液高度上升；所述壓 力傳感器與湯罐組件連接以監測罐內氣體的壓力來確定湯罐組件內金屬液的質量；所述供 氣裝置與湯罐組件連接，用于將惰性氣體向罐內填充以保護金屬液不被氧化及控制金屬液 的釋放。
[0010] 作為上述方案的改進，所述控制裝置包括取湯位控制單元，用于獲取壓力傳感器 測得壓力值，經過與預設壓力值P1*析比較，從而計算并判斷出是否到達取湯位，并向位移 機構發出控制信號。
[0011] 作為上述方案的改進，所述控制裝置還包括取湯控制單元，用于獲取壓力傳感器 測得壓力值，經過與目標質量或目標質量對應的壓力值P2分析比較，從而判斷出是否取湯 到量，并向真空發生裝置和湯罐組件發出控制信號。
[0012] 作為上述方案的改進，所述真空發生裝置包括真空發生器、電磁閥A、流量計、調節 閥，所述電磁閥A、真空發生器、調節閥和流量計依次連接。
[0013] 作為上述方案的改進，所述調節閥為多級節流閥、單級節流閥或比例閥中的一種。
[0014] 作為上述方案的改進，所述供氣裝置依次包括惰性氣體容器、電磁閥B以及單向 節流閥，所述供氣裝置接入在真空發生裝置與湯罐組件連接管道上。
[0015] 作為上述方案的改進，所述湯罐組件包括湯罐、閥芯以及氣缸，所述閥芯設于湯罐 內，氣缸與閥芯連接使閥芯在湯罐內軸向移動；所述湯罐下端設有取湯口，所述閥芯下移至 取湯口時與取湯口配合套接。
[0016] 作為上述方案的改進，所述位移機構為XY軸機械手。
[0017] 作為上述方案的改進，所述XY軸機械手包括立柱焊接件、橫梁部件和直線模組， 所述橫梁部件橫向設于立柱焊接件上，且橫梁部件設有導軌、滑塊和橫向移動支架；
[0018] 所述直線模組通過固定橫向移動支架上與橫梁部件相連并在橫梁部件上滑動，所 述真空定量取湯裝置設置在直線模組上可做縱向移動。
[0019] 實施本發明，具有如下有益效果：
[0020] 本發明所述定量金屬液真空汲取裝置根據質量m與壓力P的函數關系，在取湯時 只需停留在取湯點，再通過湯罐內壓力小于大氣壓，使得金屬液上升進入湯罐內，壓力傳感 器測得壓力值與目標質量對應的P值相同或將測得湯罐當前壓力值換算成的當前汲取金 屬液質量達到目標質量時，則可實現精確取湯。由于壓力傳感器無需接近熔爐的液面，因此 其使用環境的溫度相對平穩，不易超出使用溫度范圍，誤差小，精度高，避免現有技術傳感 器超出使用溫度范圍而造成計量誤差大的問題。并且，由于壓力傳感器始終監測整個取湯 過程中湯罐內的內部密閉情況，可及時發現真空系統或充氣系統是否漏氣，可靠性強。
[0021] 另外，利用真空將金屬液汲取在湯罐內，到達喂湯點再釋放，同時采用惰性氣體對 湯罐實行充氣或降壓，可減少金屬液與外界空氣的接觸，金屬液不易被氧化，減少氧化物的 產生，雜質少，純度高。
[0022] 最后，本發明所述裝置沒有裝設重量傳感器，裝置剛性好強度高。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發明一種定量金屬液真空汲取裝置的結構示意圖；
[0024] 圖2是本發明一種定量金屬液真空汲取裝置的氣路原理圖；
[0025] 圖3是本發明所述湯罐組件的結構示意圖；
[0026] 圖4是本發明所述湯罐的結構示意圖；
[0027] 圖5是本發明所述XY軸機械手的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一 步地詳細描述。
[0029] 現有普遍使用的是湯勺S湯的方式進行給湯，這種取湯方式存在著金屬液容易被 氧化、表層低質湯液容易被S到、湯量精度低、初次設置取湯質量復雜等缺點。而現有專利 公開了一種計量熔料的裝置和方法，采用重量傳感器探測計量容器中熔體的填充量，容易 超出超過使用溫度范圍，使得重量傳感器計量誤差增大，而且對湯罐部件進行維修時，由于 力臂的放大作用，極易超過重量傳感器的極限載荷，造成稱重傳感器損壞。
[0030] 為此，本發明改變現有方法及裝置的取湯構思和結構設計，采用對湯罐抽真空，使 得湯罐內的氣壓低于外界大氣壓，在大氣壓作用下將金屬液往湯罐內壓，湯罐內的金屬液 高度上升。而根據m= P XV，就可以確定湯罐內金屬液的質量，同時湯罐的內部壓力P = P gh。可知，取湯質量與湯罐內部的壓力、湯罐尺寸存在函數關系。由于湯罐是規則容器， 因此高度h與體積V之間也存在函數關系，通過推導可得到質量m與壓力P的函數關系，由 此當設定一個目標取湯量時，可換算成對應的罐內壓力，而罐內壓力可以根據壓力傳感器 檢測，于是當壓力傳感器讀數達到對應質量的壓力時，即可汲取到設定的取湯質量。
[0031 ] 如圖1和圖2所示，本發明所述定量金屬液真空汲取裝置包括位移機構、真空定量 取湯裝置200以及控制裝置，所述位移機構上裝設有真空定量取湯裝置200以驅動真空定 量取湯裝置200作三維位移，所述控制裝置分別與位移機構、真空定量取湯裝置200相連；
[0032] 所述真空定量取湯裝置200包括真空發生裝置4、供氣裝置5、壓力傳感器6和湯 罐組件7,所述真空發生裝置4與湯罐組件7連接以抽取湯罐組件7內的氣體使罐內金屬 液高度上升；所述壓力傳感器6與湯罐組件7連接以監測罐內氣體的壓力來確定