基本信息
- 项目名称：
- 自动化定量浇注系统研制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品以适用于企业铸造浇注工序自动化生产为主要目的，基于单片机为核心元件，利用程序驱动舵机，以连杆将舵机的转动转变为浇包的倾转运动，通过舵机转过不同角度对应不同流量，并采用光电传感器检测对应不同流量的标记点，将检测的信号输入单片机作为定量反馈信号的原理实现不同量铁水的自动化交替定量浇注，从而达到铁水流量控制，提高生产效率。
- 详细介绍：
- 目前大部分中小型铸造行业以使用手动式和半自动式浇注机为主，机械机构较为复杂，机械自动化程度较低，导致生产效率低下，高温铁水流量得不到有效控制。 鉴于此，基于单片机为核心元件，利用程序驱动舵机，以连杆将舵机的转动转变为浇包的倾转运动，通过舵机转过不同角度对应不同流量，并采用光电传感器检测对应不同流量的标记点，将检测的信号输入单片机作为定量反馈信号的原理实现不同量铁水的自动化交替定量浇注，从而达到铁水流量控制的目的。同时，设计了手动定量浇注装置，更进一步增加了浇注系统的使用性能。 这为设计和研发高效、节能的铸造设备做了前期理论、技术准备工作。该设备的推广与使用，将大大提高企业的生产效率，降低铸件生产成本。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一 设计的目的 该作品研发的意义是提高浇包在实践工作中的自动化控制水平，实现浇注机械自动化。 二 研制的基本思路 1、实现对不同量铁水的自动化交替浇注； 2、设计外置的浇注时间控制装置； 3、简化传统浇包复杂的机械机构； 三 作品的创新点 作品的创新点有扇形浇包结构设计、浇包的倾转机构设计、采用舵机提供动力源、铁水流量控制、外置浇注间隙时间控制和浇注时间控制装置设计； 1）浇包结构设计 浇包外观采用扇形结构的设计，有利于机构理论设计与铁水流量量化控制的控制程序设计。 2）浇包的倾转机构设计 合理利用杠杆原理，采用浇包与浇包架固定且作为一个整体绕固定铰链转动，实现浇包的倾转运动， 3）动力源选择 动力源采用舵机，将舵机的小角度旋转运动经简单机械传动变为浇包绕固定铰链的的旋转； 4）铁水流量控制 利用舵机转过不同角度对应不同流量的原理,并通过光电传感器检测不同流量的标记点，将检测的信号输入单片机作为反馈信号，达到铁水流量控制的目的。 5）外置浇注间隙时间控制装置和浇注时间控制装置的设计 浇注间隙时间（设置对应控制台“时间”按钮）：指浇包在工作中完全倒完一定量的铁水到下次开始倒出一定量的铁水之间的时间间隔； 浇注时间（设置对应控制台“速度”按钮）：指浇包完全倒完容积内铁水所需要的时间； 四、作品设计的关键技术 舵机的控制设计五、主要技术指标 浇注系统工作时倒出的铁水量与编程设置的量二者知否相等；
科学性、先进性
- 与目前同类产品相比较该作品的优点： 1）从功能方面——该作品的设计实现了自动化定量连续浇注，是同行产品中的一项新突破，为后期研制、设计自动化连续浇注设备奠定了科学的理论与技术基础。 2）从结构方面——该作品的设计结构简单，运动稳定，性能可靠。 3）从技术方面——该作品的设计理论成熟，充分体现现代控制理论与检测技术，是机电一体化的实践与应用。
获奖情况及鉴定结果
- 一：作品于2011年3月24日在材料科学与工学院第二届“挑战杯”选拔赛中荣获一等奖，推荐参加学校比赛。 二：作品于2011年3月28日在陕西理工学院第四届“挑战杯”比赛中荣获一等奖，推荐参加陕西省第八届西安“高新杯”大学生科技学术比赛；
作品所处阶段
- 试验阶段；
技术转让方式
- 一次性转让；
作品可展示的形式
- 模型、现场演示；
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一 使用说明 1、工作电流0.3—0.4A，工作电压5v。 2、使用方法：接通电源，去掉锁紧装置，按下“开始”按钮，根据需要选择k1，k2，k3相应的按钮，系统即可开始工作。 二 作品的技术特点 以机电一体化为总领，分机械部分和电路控制两部分，着眼于系统的功能，充分利用简单的设计原理，遵从优化细节设计，突出整体合理性、科学性等特点，如巧妙利用扇形体积定量、杠杆原理及最短力臂减小舵机启动工作负荷等等。 三 作品的优点 1、机械结构简单，运动稳定。 2、实现了不同流量的自动化定量浇注。 3、引进大量的现代检测、控制元件，保证了系统功能的同时简化机械部分，体积小，结构紧凑。 四 应用前景 1、为进一步设计和研发高效、节能的铸造设备奠定了前期理论、技术准备工作。 2、自动化定量浇铸生产的普及，将是铸造浇注工序的革新，可大幅提高了生产效率，减小工人的劳动强度，改善铸造生产的工作环境。
同类课题研究水平概述
- 目前国内铸造设备的使用情况 （一）浇包简介 1、实际生产中的浇铸设备主要三类： 手工浇包、半机械化浇包、浇铸机； 2、常用浇包包体形状主要有：直筒、锥筒和卧式圆筒三种； 3、浇包嘴及出铁水方式有：普通倾嘴、茶壶嘴和底注三种； 4、浇包的倾转方式通常有三种： 目前国内浇注设备相对机械化程度较低，主要表现在 1、对于大部分中小型企业，浇包机械自动化程度低，导致生产效率较低，工作环境较差，劳动强度大，工人、不愿意长期从事此项事业； 2、铁水流量不能得到精确地量化控制，导致高温铁水浪费严重，带来了巨大的经济损失；
