【正文】 1 前言機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機(jī)械裝置。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。造型機(jī)主要解決了造型過程中型砂緊實和起模工序的機(jī)械化和自動化的問題。而要澆注一個鑄型除了緊實和起模工序外，對于有箱造型來說，還有許多輔助工序，如翻箱、合箱、壓鐵、澆注、落砂以及砂箱的運輸?shù)?。這些輔助工序如果不實現(xiàn)自動化，將會大大增加工人的勞動強(qiáng)度和降低生產(chǎn)的效率。在我國社會主義建設(shè)中，隨著機(jī)械工業(yè)的高速發(fā)展，對鑄件的需要量也越來越大，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，提高鑄件質(zhì)量，組成機(jī)械化、自動化生產(chǎn)工具線，是發(fā)展的必然趨勢。近年來，我國出現(xiàn)了一大批各種形式的機(jī)械化、自動化生產(chǎn)線。國外各種高效率的造型生產(chǎn)線發(fā)展迅速，而且電子計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于自動化造型生產(chǎn)線的控制上。所謂造型生產(chǎn)線，就是根據(jù)生產(chǎn)鑄件的工藝要求，將主機(jī)（造型機(jī)）、輔機(jī)（翻箱機(jī)、合箱機(jī)、落箱機(jī)、壓鐵機(jī)、脫分箱機(jī)等）按照一定的工藝流程，用運輸設(shè)備（鑄型輸送機(jī)、輥道等）聯(lián)系起來，并采用一定控制方法來組成的機(jī)械化、自動化生產(chǎn)線。造型生產(chǎn)線的種類很多，它們的結(jié)構(gòu)、布置形式、控制方法都視根據(jù)生產(chǎn)工具的實際情況不同而設(shè)計的，但一般都由主機(jī)、輔機(jī)和運輸設(shè)備組成。造型生產(chǎn)線的布置根據(jù)具體的條件來確定。按照布置形式和所選用鑄型輸送機(jī)的類型不同，造型生產(chǎn)線分為封閉式（環(huán)形）和開放式（直線型）兩種。封閉式的造型生產(chǎn)線和開放式的造型生產(chǎn)線互相比較之后，他們在原理上有些不同，封閉式的造型生產(chǎn)線是采用連續(xù)式和脈動式鑄型輸送機(jī)組成不間斷的環(huán)狀流水線，開放式的造型生產(chǎn)線是采用間歇式鑄型輸送機(jī)組成直線布置的流水線，并且他們兩者也有各自的特點：（1）開放式的布置對鑄型來說能形成一個合適的儲存段和較為靈活的冷卻段，而封閉式的布置較難做到；（2）開放式布線較為靈活，受車間限制較小，而封閉式布線受車間限制較大；（3）封閉式布置鑄型運轉(zhuǎn)少，輔機(jī)類型少，對控制系統(tǒng)較為有利，而開放式布置運轉(zhuǎn)多，控制系統(tǒng)較復(fù)雜。因此，對于大量生產(chǎn)、連續(xù)澆注的鑄件來說，不需要鑄型的存儲，所以選擇輔機(jī)少的封閉式環(huán)形線較為合適。而對于品種多而批量較少、周期性澆注（鑄鋼生產(chǎn)中，由于鋼水是周期性供應(yīng)的，而在澆注時又要求很快澆完）的鑄件生產(chǎn)，希望有適當(dāng)?shù)蔫T型存儲和不同的型內(nèi)冷卻時間，用開放式直線行布置較為有利。封閉式的環(huán)形線有兩種基本的布置形式，既串聯(lián)式和并聯(lián)式。串聯(lián)式布置的造型生產(chǎn)線是造型機(jī)組沿鑄型輸送機(jī)呈直線布置，造好型的砂箱從主機(jī)到合箱機(jī)之間運行的方向和鑄型機(jī)主要運行方向平行。并聯(lián)式布置的造型機(jī)生產(chǎn)線是造型機(jī)組垂直于鑄型輸送機(jī)并排布置，造好型的砂箱從主機(jī)到合箱機(jī)之間運行的方向和鑄型輸送機(jī)的主要運行方向垂直。串聯(lián)式和并聯(lián)式的造型生產(chǎn)線，主、輔機(jī)可以布置在線內(nèi)，也可以布置在線外。布置在線內(nèi)時，鑄型輸送機(jī)因轉(zhuǎn)變半徑所占面積可以得到利用，但對更換工藝裝備，運送泥芯、設(shè)備檢修和操作人員進(jìn)入不方便；布置在線外時，則效果與上相反。在鑄造生產(chǎn)過程中，需要將源源不斷的輸送過來的工件取過來，放到一定位置，由于重復(fù)性地進(jìn)行某一動作，需要速度一樣，節(jié)奏一樣,而且操作每一個環(huán)節(jié)不能停止，保持操作的連續(xù)性，如果采用人工操作，不但達(dá)不到預(yù)期的要求，影響生產(chǎn)的效率，還會因為過大的勞動強(qiáng)度，對工人的身心造成傷害。由于以往造型生產(chǎn)線設(shè)備比較繁雜，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，同時工作環(huán)境又相當(dāng)惡劣，噪音，粉塵等都會對生產(chǎn)造成影響，為了改善勞動條件，減輕工人的勞動強(qiáng)度，社會急需要一種新的造型生產(chǎn)線的出現(xiàn)。從八十年代發(fā)展起來的氣流沖擊造型生產(chǎn)線便有了它的發(fā)展空間隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，造型設(shè)備的驅(qū)動方式除了廣泛采用氣動外，也較多的采用液壓驅(qū)動。在控制方面，不僅有氣控和電氣控制的，而且還有電子的。有的造型自動線采用電子計算機(jī)進(jìn)行控制。因此，現(xiàn)代化的造型設(shè)備往往是綜合運用機(jī)械、氣動、液壓、電氣及電子技術(shù)，以實現(xiàn)造型過程的機(jī)械化、自動化并達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[1]。2 脫分箱機(jī)械手的工作環(huán)境—氣流沖擊造型線的簡介本線采用單機(jī)開放式布線形式，主機(jī)位三立柱機(jī)外加砂氣流沖擊造型機(jī)。氣流沖擊造型是八十年代發(fā)展起來的一種新型鑄造工藝，這種工藝方法的實質(zhì)就是利用快速釋放的氣體沖擊波的能量在極短的時間內(nèi)來緊實型砂。這種造型方法與傳統(tǒng)造型方法相比，具有許多優(yōu)點：(I)在氣流沖擊生產(chǎn)的強(qiáng)大沖擊波和較大的側(cè)壓力作用下，砂型緊實度高且均勾．砂型平均硬度在85個硬度單位以上， 以利于提商鑄一件尺寸精度和節(jié)約金屬。(2)砂型硬度分布走向臺理，即離分型面越遠(yuǎn)，緊實度越低。增加了砂型的透氣性，造出的砂型不用扎氣眼，為澆注臺格鑄件，減少廢品創(chuàng)造了條件。(3)生產(chǎn)效率高，適于鑄件批置生產(chǎn)。該線為單主機(jī)組成，現(xiàn)已迭52箱，h的生產(chǎn)能力。(4)對型砂的濕壓強(qiáng)度和水分要求比較嚴(yán)格， 即濕壓強(qiáng)度為0．O9～O．13MPa、水分低于4％ 。前者太低， 砂型易沉箱， 后者太高， 鑄件質(zhì)量難于保證。(5)造型線工作噪聲在85dB(A)以下。比微震壓實造型線和震壓造型線的工作噪聲都低，大大改善了勞動環(huán)境。(6)電氣控制選用先進(jìn)的進(jìn)口PC控 4系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，性能可靠。(7)采用該線比進(jìn)口一條相同規(guī)格的氣流沖擊造型線節(jié)約投資3，4～4／5，并節(jié)省大量外匯。也利于易損件的配套供貨和方便維修(8)全線布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)備操作方便，造型機(jī)帶有模叛穿棱機(jī)構(gòu)， 可在不停機(jī)的情況下交替造上下型。為完成此工藝，造型生產(chǎn)線上還需要各種輔助機(jī)械，包括有：氣流沖擊造型機(jī)、臺面清掃機(jī)、落箱機(jī)、銑澆口機(jī)、液壓氣動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、脫箱分箱機(jī)、合箱機(jī)、澆注傾斜機(jī)構(gòu)、輸送滾道、推緩機(jī)構(gòu)、鑄型輸送機(jī)、鱗板機(jī)、落砂機(jī)、翻箱機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)：1 砂箱內(nèi)尺寸 950630250／250 毫米2 設(shè)計生產(chǎn)率 45 整型/小時3 臺車規(guī)格 1250986155 毫米4 冷卻段排數(shù) 1 排5 下芯段長度 6 節(jié)6 澆注段長度 9（3） 節(jié)（組）7 最短冷卻時間 分鐘8 供應(yīng)壓力 兆帕9 工作油壓 — 兆帕10 全線設(shè)備總用電量 千瓦 液壓站 230 千瓦 落砂機(jī) 2 千瓦 鱗板機(jī) 3 千瓦 過度車 2 千瓦 脫分箱機(jī) 2 千瓦 翻箱機(jī) 2 千瓦 銑澆口機(jī) 千瓦 松砂機(jī) 千瓦 皮帶機(jī) 千瓦 電磁鐵 3 千瓦 感應(yīng)開關(guān) 千瓦11 冷卻水用量 25 立方米／小時12 冷卻水壓力 ＞ 兆帕13 型砂消耗量 29 噸／小時14 自由空氣消耗量 12 立方米／小時15 全線需用砂箱數(shù) 52＋ 付＋1片上箱16 全線需用臺車數(shù) 51 節(jié)17 全線操作人員 8—10 人 生產(chǎn)線對脫分箱機(jī)械手的要求脫分箱機(jī)械手是自動鑄造生產(chǎn)線—氣流沖擊造型線的重要設(shè)備。結(jié)構(gòu)組成：脫箱分箱機(jī)主要由下列零部件組成：脫箱分箱缸、機(jī)械手、機(jī)械手缸、增壓缸、帶清掃刷捅頭感應(yīng)開關(guān)架、拖車、緩沖器、限位架、橫梁、立柱、支撐導(dǎo)向桿、箱卡打開機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)關(guān)系：脫箱分箱缸裝在拖車上，活塞桿連接在機(jī)械手上，活塞桿伸縮帶動機(jī)械手升降；緩沖器裝在拖車上，拖車運行至終點，緩沖器同限位架接觸進(jìn)行緩沖；立柱將橫梁架起，從而保證設(shè)備有