本文摘要：發(fā)動機缸體高效拋丸清理機是集我公司自行研究于一體，成功地研制出了具有國際先進水平的高效缸體缸蓋連續(xù)拋丸機清理線。

發(fā)動機缸體拋丸機采用雙工位轉(zhuǎn)盤技術，工件具有翻轉(zhuǎn)拋丸、翻轉(zhuǎn)倒丸工序，適用于發(fā)動機缸體（蓋）等復雜工件的拋丸處理。

針對發(fā)動機缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道難清理等特點，提出了雙拋丸機械手、雙工位轉(zhuǎn)盤式的缸體拋丸清理系統(tǒng)設計方案，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡智能控制策略和方法實時控制電磁彈丸流量控制器的彈丸流量對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位重點強化拋射清理，確保缸體鑄件所有要清理面都能暴露在彈丸拋射角度下，實現(xiàn)缸體鑄件的全自動高效拋丸清理。運行表明，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作簡單。

缸體是發(fā)動機關鍵、復雜部件之一，其制造工藝的質(zhì)量直接影響發(fā)動機的性能和質(zhì)量隨著汽車、工程機械等對發(fā)動機質(zhì)量要求越來越高，機加工前對發(fā)動機缸體鑄件進行拋丸機清理是目前國內(nèi)外汽車和工程機械制造業(yè)廣泛應用的清理方法，隨著發(fā)動機缸體結(jié)構(gòu)越來越復雜，其鑄件的拋丸清理難度必將大幅度增加，國外較具有代表性的、技術先進的缸體專用拋丸清理機是具有機械手的全自動拋丸清理系統(tǒng)，其拋丸清理系統(tǒng)雖可實現(xiàn)發(fā)動機缸體鑄件的全自動化、快速清理，但難以控制拋射周期、拋頭數(shù)目和拋丸時間.國內(nèi)采用傳統(tǒng)的吊鉤式或鼠籠式拋丸清理設備，彈丸流量是通過人工手動調(diào)整供丸閘門開度來控制彈丸流量，這種方法很難得到較好的彈丸流量輸出值和拋丸清理效率，缸體鑄件中殘留的大量粘附砂、芯砂和氧化物等雜質(zhì)很難清理干凈，嚴重影響了汽車發(fā)動機的生產(chǎn)質(zhì)量。為了提高發(fā)動機缸體鑄件的拋丸清理質(zhì)量和清理效率，研制智能全自動發(fā)動機缸體鑄件拋丸清理系統(tǒng)對提高國產(chǎn)發(fā)動機的質(zhì)量具有非常重要的實際意義。

1、發(fā)動機缸體拋丸機系統(tǒng)總體方案

根據(jù)發(fā)動機缸體拋丸機清理理特點和要求，研制如圖 1所示的全自動發(fā)動機缸體拋丸清理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用由計算機控制的機械手雙工位轉(zhuǎn)位清理方式，兩個拋丸機械手在拋丸工位和裝料工位交替運行，縮短了拋丸清理運行的輔助時間，提高了缸體缸蓋拋丸機的工作效率。系統(tǒng)的機械部分主要包括輸送輥道、裝卸機械手、拋丸室、雙工位豎 轉(zhuǎn)盤、拋丸機械手、拋丸器、尾吹裝置、丸料輸送裝置和除塵裝置等;控制部分主要包括工業(yè)控制計算機、可編程控制器和輥道控制器等設備工作時，操作人員應先根據(jù)待清理缸體鑄件的類型、尺寸等在工業(yè)控制計算機中選擇相應的缸體鑄件工藝參數(shù)，工控機在內(nèi)置軟件的作用下根據(jù)選擇的工藝參數(shù)按照模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法計算出該類型鑄件的較佳彈丸流量，并將其傳送給下位機PLC。

2、控制彈丸流量原理

發(fā)動機專用缸體缸蓋拋丸機彈丸流量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示，系統(tǒng)的被控對象是彈丸電磁流量控制器，被控參數(shù)是彈丸流量。通過控制彈丸電磁流量控制器的電流值達到控制拋丸器彈丸流量的目的。

發(fā)動機缸體拋丸清理系統(tǒng)示意圖

針對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理以及拋丸清理系統(tǒng)具有多變量、非線性、復雜性和大滯后的特點，提出了由工控機作上位監(jiān)控機、PLC作下位實時控制機、采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法對拋射彈丸流量進行實時控制的全自動發(fā)動機缸體拋丸清理控制系統(tǒng)總體方案，如圖 3所示。缸體拋丸清理系統(tǒng)的整個過程由上位機統(tǒng)一監(jiān)控管理，而拋丸機設備系統(tǒng)的運行主要由下位機控制完成，上下位機之間通過通訊模塊進行數(shù)據(jù)交換和傳送。PLC控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能：發(fā)動機缸體鑄件的自動輸送、丸料的循環(huán)輸送及補丸和彈丸拋射情況控制；在清理較難清理部位時，控制拋丸機械手低速運行以使缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位對準彈丸射流，進行重點強化拋射；清理缸體鑄件表面等易清理部位時，控制拋丸機械手帶動缸體鑄件高速運行，使其快速通過射流；拋射后，裝卸機械手將缸體鑄件從拋丸室取出放入輸送輥道運至吹清機，在吹清機里清除掉缸體內(nèi)腔及內(nèi)部通道中的殘留彈丸和芯砂；清理結(jié)束，卸料裝置自動將缸體鑄件從吹清機里取出并放到輸送輥道上運出拋丸清理系統(tǒng)。缸體拋丸清理控制系統(tǒng)組成

圖 3 缸體拋丸清理控制系統(tǒng)組成

4、結(jié)論：

(1)采用機械手雙工位轉(zhuǎn)位清理方式的發(fā)動機缸體拋丸清理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對缸體鑄件內(nèi)腔及內(nèi)部通道等難清理部位重點強化拋射清理，確保缸體鑄件所有要清理的面都能較佳地暴露在彈丸射流下，迅速高效地實現(xiàn)缸體鑄件的全自動拋丸清理。

(2)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法對拋丸系統(tǒng)中的彈丸流量進行實時控制的控制可以解決缸體拋丸清理系統(tǒng)中的多變量、純滯后、非線性等問題，適合應用于發(fā)動機缸體拋丸清理控制系統(tǒng)中。