電氣自動(dòng)掛論文范文

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第1篇

【關(guān)鍵詞】以人為本 住宅電氣設(shè)計(jì) 應(yīng)用

【 abstract 】 the residence is human habitation, life, enjoy the family warm places, the fundamental starting point is the residential electrical design reflect the society, science and technology development, meet the needs of people. The "people-oriented" concept has become a designer to build each link must be followed in principle. Modern residential electrical design for the resident provides more safe, comfortable and convenient environment, how to follow the rapid changes of people's living needs, further reflect these principles in residential electrical design, the description of the subject is electrical designers. This paper discusses on the human-oriented concept in the application of residential electrical design.

【 key words 】 human-centered residential electrical design applications

中圖分類號(hào)：TM930.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)住宅的要求已不僅僅局限于日常居住的層面，而是人們生活現(xiàn)代化、個(gè)性化的重要的構(gòu)成部分，而住宅高水準(zhǔn)的電氣化又是住宅實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、個(gè)性化的重要保證。但住宅的電氣化不能盲目地追求華麗、奢華設(shè)計(jì)，而應(yīng)在保證滿足電氣設(shè)施功能要求及確保電氣設(shè)備安全的基礎(chǔ)上，更多地按照“以人為本”的設(shè)計(jì)原則，力爭(zhēng)做到設(shè)施安全、健康節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、方便實(shí)用、美觀大方、適應(yīng)性好及易于建筑安裝操作，還應(yīng)具備能根據(jù)住宅電氣的發(fā)展趨勢(shì)而更新?lián)Q舊的發(fā)展性。

一、以人為本原則的含義

進(jìn)入2l世紀(jì)，我國(guó)提倡以人民的利益為根本出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持以人為本，為人民的根本利益著想。在關(guān)于民生的居民住宅電氣設(shè)計(jì)方面，要從居民的角度出發(fā)，參考居民的看法，做到居民住宅的實(shí)用性與安全性相結(jié)合，這對(duì)電氣設(shè)計(jì)以及施工單位工作的順利進(jìn)行起到了一定的推動(dòng)作用。

二、“以人為本”原則要求電氣設(shè)計(jì)具備的其他原則

1、現(xiàn)代化原則。住宅電氣的設(shè)計(jì)與建設(shè)是人民生活的重要組成部分。目前，我國(guó)正朝著現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)，人民的生活水平與質(zhì)量在不斷提高，對(duì)住宅電氣的要求也在不斷提高，這就促使住宅電氣不斷朝著現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)。

2、因地制宜原則。在對(duì)住宅電氣進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)不同的氣候環(huán)境、不同的地形條件以及不同的住房布局，做出有效地規(guī)劃，因地制宜，以保證住宅電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量與品質(zhì)。

三、“以人為本”的理念的運(yùn)用

1、住宅用電量的確定。按照住宅設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，按照小區(qū)住宅面積，多將住宅用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為2.5KW或4KW左右。然而隨著人們生活水平及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，家用電器種類不斷增加，如微波爐、電磁爐、大容量冰箱、空調(diào)等，家用電器的廣泛應(yīng)用，讓用戶實(shí)際用電負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了住宅設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行住宅電氣的實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，在建筑面積低于90以下的住宅，可以將每戶容量設(shè)計(jì)為4KW-8KW，根據(jù)實(shí)際情況，合理確定住宅用電量。

2、線路。住宅的電源線路一般為電線穿鋼管或PVC 塑料管暗敷設(shè)。為了安全和防止電氣火災(zāi)，當(dāng)電線敷設(shè)于墻內(nèi)、樓板內(nèi)和吊頂內(nèi)時(shí)要穿管敷設(shè)，護(hù)套絕緣電線在正常環(huán)境下可以直敷，但不能直敷于吊頂、墻壁和頂棚內(nèi)。現(xiàn)在市場(chǎng)上有做成踢腳板或頂角線外型的塑料布線槽，既美觀又安全，適用于住宅裝修。

3、系統(tǒng)插座設(shè)計(jì)與安裝。住宅插座設(shè)計(jì)是住宅電氣設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，隨著家用電器多元化發(fā)展，住宅家用電氣設(shè)計(jì)中家電種類也繁多，這便對(duì)其中的插座設(shè)計(jì)與安裝提出了更高的要求。電氣系統(tǒng)插座的安裝需要參照插座高度與線路布局等要素進(jìn)行住宅電器的安裝，其中尤其要注意微波爐、油煙機(jī)及冰箱等電器插座的設(shè)計(jì)與布局。

筆者基于住宅電氣設(shè)計(jì)規(guī)范與實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)行了相關(guān)電氣的插座安裝最佳高度標(biāo)準(zhǔn)，其中微波爐插座最佳高度為1．6m左右，油煙機(jī)插座最佳高度為1．7m左右，而冰箱插座安裝的最佳高度為0．3―0．5m之間，關(guān)于掛式的空調(diào)插座的最佳高度為2．4m左右，對(duì)于其它家用電器的插座中安裝高度低于1．8m的插座都要安裝相應(yīng)的具有安全性能的插座。

4、電能表表箱的設(shè)置。住宅照明計(jì)量表箱不應(yīng)設(shè)在靠近潮濕房間的墻體上，因?yàn)榕潆娤渌趬Φ牧硪幻妫浅睗穹块g的0、1和2區(qū)，潮濕房間的水分是透過(guò)墻體而滲入配電箱內(nèi)，造成電氣事故，這一點(diǎn)設(shè)計(jì)人員比較容易忽略。按照建筑住宅設(shè)計(jì)習(xí)慣，住宅的衛(wèi)生間往往設(shè)計(jì)在靠樓梯側(cè)的住宅入口側(cè)，而樓梯間墻體和入戶兩側(cè)恰好是電氣設(shè)計(jì)人員喜歡布置分戶配電箱的地方，此位置至分戶配電箱設(shè)置在靠衛(wèi)生間的墻上，留下安全隱患。

5、防雷設(shè)計(jì)。防雷設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)保證居民安全的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，是“以人為本”設(shè)計(jì)的安全設(shè)計(jì)的組成部分。（1）雷擊來(lái)源。住宅內(nèi)部的雷擊來(lái)源主要包括室外天線、高處的金屬構(gòu)件、電話線及低壓配電線等。(2)防雷設(shè)計(jì)。住宅防雷主要包括防直擊雷、防高電位入侵及防感應(yīng)雷等內(nèi)容。在進(jìn)行防直擊雷設(shè)計(jì)時(shí)，可在屋面等容易遭到雷擊的部位設(shè)置接閃器，并應(yīng)使下線與接地設(shè)備連接，在安置時(shí)應(yīng)保證以上部件連接穩(wěn)固可靠；而在進(jìn)行防高電位入侵及感應(yīng)雷時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證絕緣子的鐵腳支架在電纜的進(jìn)戶口處設(shè)置穩(wěn)同地接地，還應(yīng)選擇合理的部位安置如避雷器的過(guò)電壓保護(hù)器式裝置。

6、住宅弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在住宅電氣設(shè)計(jì)中，弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。弱電系統(tǒng)主要包括網(wǎng)線、電話、電視、報(bào)案報(bào)警等多種系統(tǒng)。在進(jìn)行住宅電視系統(tǒng)設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)赜芯€電視網(wǎng)實(shí)際發(fā)展水平及發(fā)展速度相協(xié)調(diào)。在城市住宅中，家庭電視擁有量接近100%，甚至在一些家庭中，擁有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上電視。為此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以客廳兩面墻上及臥室中進(jìn)行電視終端盒的設(shè)置，電視終端盒距離地面0.3m，且與電源插座保持等高，從而滿足用戶多臺(tái)電視需求。在很多小區(qū)中，均鋪設(shè)有寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)，并在每棟樓中設(shè)有多個(gè)信息插座。保安系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要結(jié)合電子門(mén)鎖、對(duì)講門(mén)鈴、報(bào)警系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳呼對(duì)講與遙控開(kāi)門(mén)等功能。

7、消防安全系統(tǒng)。現(xiàn)在的大型住宅中，電氣設(shè)備越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜，各種用電器更加容易發(fā)生故障，引發(fā)生活安全問(wèn)題。因此，安裝必要的消防安全系統(tǒng)是保證住宅安全的必然要求。在安裝大型住宅的消防安全系統(tǒng)時(shí)，要做到以下幾點(diǎn)：(1)采用多種供電電源，一般可以采用常規(guī)電源與應(yīng)急電源。(2)安裝緊急照明系統(tǒng)。(3)安裝應(yīng)急手動(dòng)火警報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的建設(shè)。(4)所有電路的導(dǎo)線要符合國(guó)家防火安全規(guī)定。

隨著科技技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展及“以人為本”的思想的深化，住宅電氣設(shè)計(jì)將被賦以更多的內(nèi)涵，住宅電氣設(shè)計(jì)要以技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用可靠、經(jīng)濟(jì)合理為原則，建設(shè)時(shí)要留有一定余地，應(yīng)考慮技術(shù)的先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性、系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可靠性，盡量采用通用標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備，同時(shí)，住宅電氣設(shè)計(jì)中也應(yīng)當(dāng)做到安全、舒適、方便和環(huán)保，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張騁.由一起漏電事故引發(fā)的思考[期刊論文]-低壓電器2009(18)

第2篇

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)車鉤電氣連接器；設(shè)計(jì)；車端連接器；重聯(lián);動(dòng)車組

隨著鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展,在鐵路干線電力牽引運(yùn)行中,一臺(tái)機(jī)車牽引有時(shí)往往滿足不了運(yùn)輸?shù)囊?就需要多機(jī)牽引.采用多機(jī)牽引可以使線路的通過(guò)能力大大增加,提高鐵路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)指標(biāo)。這樣全自動(dòng)電氣連接器作為機(jī)車重聯(lián)設(shè)備的一種被優(yōu)先采用。

1機(jī)車重聯(lián)的作用及使用環(huán)境

首先為說(shuō)明車鉤連接器的使用環(huán)境，我們引入一個(gè)詞重聯(lián)

在干線上使用多機(jī)牽引時(shí),可以由幾名司機(jī)各操縱一臺(tái)機(jī)車相互配合,也可以僅由一名司機(jī)在一臺(tái)機(jī)車上操縱,而將各臺(tái)機(jī)車通過(guò)機(jī)車兩端的多芯電纜插頭使其電氣線路連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)由一名司機(jī)操縱多臺(tái)機(jī)車.我們稱后一種運(yùn)行方式為機(jī)車的重聯(lián)運(yùn)行.司機(jī)操縱的那臺(tái)機(jī)車稱為本務(wù)機(jī)車,非操縱機(jī)車稱為重聯(lián)機(jī)車。

重聯(lián)機(jī)車由于在電路上相互聯(lián)接,因此它們應(yīng)該具有相同的電路,這樣才能達(dá)到同步運(yùn)行,減少內(nèi)耗的目的,也就是說(shuō)同型機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行最方便。

圖1動(dòng)車組重聯(lián)

機(jī)車采用重聯(lián)運(yùn)行顯然可以減少乘務(wù)人員,在電動(dòng)車組中一般只有一組乘務(wù)人員操縱一臺(tái)機(jī)車即可。在干線電力機(jī)車上,由于重聯(lián)機(jī)車較少,因而一臺(tái)機(jī)車故障后,會(huì)對(duì)整個(gè)列車運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響,所以除一組乘務(wù)人員操縱一臺(tái)機(jī)車外,在重聯(lián)機(jī)車上可設(shè)專人進(jìn)行監(jiān)視,或發(fā)現(xiàn)故障時(shí)予以及時(shí)處理,這樣既可以減少乘務(wù)人員,又減輕了乘務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,相應(yīng)地提高了生產(chǎn)率。在這種條件下全自動(dòng)車鉤連接器就成為重聯(lián)的重要部件。并且要求自動(dòng)車鉤連接器有很高的對(duì)接精度及良好的電氣性能和機(jī)械防護(hù)性能。

2設(shè)計(jì)實(shí)例

全自動(dòng)車鉤電氣連接器可以按使用位置、車型、及自動(dòng)推送機(jī)構(gòu)不同予以劃分。下面以某動(dòng)車組全自動(dòng)密接式鉤緩裝置電氣連接器（以下簡(jiǎn)稱連接器）為例介紹其設(shè)計(jì)。

該電器連接器應(yīng)用于動(dòng)車組全自動(dòng)密接式鉤緩裝置中，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組連接器完全連掛及整體互換，成為動(dòng)車組車鉤配套產(chǎn)品。

每個(gè)全自動(dòng)密接式鉤緩裝置配有兩個(gè)連接器，位于機(jī)械連掛裝置的兩側(cè)，在左右兩側(cè)防水保護(hù)蓋后有N個(gè)接觸體，隨機(jī)械車鉤的自動(dòng)連掛和解鉤作用，實(shí)現(xiàn)兩列動(dòng)車組電氣線路的自動(dòng)連掛和分離。

圖2.動(dòng)車組全自動(dòng)密接式鉤緩裝置及電氣連接器(標(biāo)記處--件9)

2.1 組成

連接器包括：主電氣連接器、自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)、輔助加熱系統(tǒng)（可選）、電纜（可選）。

2.2 連接器設(shè)計(jì)與選擇原則

2.2.1 基本選擇

可以以標(biāo)準(zhǔn)為參照物進(jìn)行設(shè)計(jì)；例如選取TB/T2761-1996《機(jī)車用電連接器基本技術(shù)條件》等現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。電性能的設(shè)計(jì)上與普通連接器基本相同，這里就不過(guò)多敘述。

2.2.2 材料及加工方法

外殼：連接器的外殼盡量選擇強(qiáng)度比較好的材料在滿足材料強(qiáng)度的條件下選擇方便加工并且質(zhì)量比較輕的金屬。推薦選擇：

絕緣體要符合技術(shù)條件的耐壓要求并且方便加工。

2.2.3 電纜導(dǎo)線匹配

要考慮導(dǎo)線在殼體中的預(yù)留空間、出線孔的大小以及導(dǎo)線是否可以與連接器的絕緣體相匹配，導(dǎo)線是否有屏蔽（或接地）等要求，以上提到的為連接器選擇的要點(diǎn)，如果把握不好對(duì)整體設(shè)備的影響是很大的。

2.2.4 電纜及重載連接器的選擇

電纜滿足低煙無(wú)鹵阻燃并且與所選擇的接頭匹配，這里選擇在電纜的外部加防爆尼龍軟管，整個(gè)連接器電纜系統(tǒng)防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67。重載連接器選擇加強(qiáng)型連接器，也可根據(jù)需要更換其他種類的連接器。

2.2.5 符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)原理，方便安裝拆卸及維修。安裝高度適中，有通用的安裝工具等等。

2.3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)--開(kāi)閉蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

連接器的開(kāi)閉蓋機(jī)構(gòu)是其不同于其他連接器的主要特點(diǎn)，也是連接器的核心組成，開(kāi)閉蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣與否直接會(huì)影響到連接器的性能。開(kāi)閉機(jī)構(gòu)可以由桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、符合彈簧機(jī)構(gòu)等衍生，可根據(jù)不同的空間及使用環(huán)境進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。這里以凸輪機(jī)構(gòu)為例。電連接器的開(kāi)閉蓋機(jī)構(gòu)是由盤(pán)簧扳手、操作臂、擋塊、兩個(gè)滾輪組成的兩組凸輪機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組成見(jiàn)圖3a-3d。

圖3a 關(guān)蓋時(shí)的車鉤電連接器 圖3b凸輪機(jī)構(gòu)

圖3c 開(kāi)蓋時(shí)的車鉤電連接器圖3d 運(yùn)動(dòng)中的凸輪機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)原理: 操作臂在整個(gè)系統(tǒng)中為靜止?fàn)顟B(tài), 整個(gè)連接器與電器車鉤的氣動(dòng)推進(jìn)裝置相連,當(dāng)推進(jìn)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí),使殼體向前推進(jìn)從而迫使盤(pán)簧扳手?jǐn)D壓滾子,使?jié)L子由盤(pán)簧扳手的凹巢中滑出最終從端蓋中擠出(相對(duì)運(yùn)動(dòng))。檔塊擠壓滾子向前運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中前蓋由閉合向打開(kāi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)盤(pán)簧扳手和擋塊同時(shí)運(yùn)動(dòng)到一定行程（達(dá)到一定推進(jìn)裝置的一定行程，但小于其最大行程）時(shí)，前蓋完全打開(kāi)。

2.4 二次定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

二次定位機(jī)構(gòu)由安裝在前板上的定位銷（導(dǎo)柱）和定位套（導(dǎo)套）組成。用來(lái)完成對(duì)接時(shí)的引導(dǎo)和定位。要求加工有很好的精度和光度，并且配合時(shí)要有一定量的間隙配合。前板上的兩個(gè)安裝定位孔是用來(lái)電氣連接器與推送機(jī)構(gòu)安裝定位，當(dāng)推送機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)導(dǎo)銷完全插入定位孔中即實(shí)現(xiàn)推送機(jī)構(gòu)和電氣連接器之間的安裝定位。一般來(lái)說(shuō)車端的連接器為由多個(gè)觸點(diǎn)的集成，孔位排列十分密集，因此很有必要設(shè)計(jì)二次定位機(jī)構(gòu)，目的是保證接觸體之間的準(zhǔn)確插入（設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖5）。

2.5 加熱系統(tǒng)

連接器的加熱系統(tǒng)是在寒冷條件下,為防止車鉤電連接器受凍或者結(jié)冰而影響其正常工作的加熱裝置。每個(gè)連接器的殼體和絕緣體之間安裝有兩個(gè)這樣功能的硅膠加熱帶（24V15W）見(jiàn)圖4。

圖4 硅膠加熱帶

2.6 防水密封系統(tǒng)

2.6.1 連接器殼體的密封

連接器左右殼體組裝后的密封通過(guò)鑲嵌在殼體上的橡膠密封條來(lái)實(shí)現(xiàn)；殼體上緊固件密封采用灌膠或加防水墊圈。固定板上的密封圈(見(jiàn)圖5黑色零件)有兩個(gè)作用：一是用來(lái)密封連掛面和前蓋關(guān)閉時(shí)的密封，二是密封固定板和殼體安裝面。

圖5二次定位及密封設(shè)計(jì)方案圖

2.6.2 線纜密封

線纜和連接器殼體相連的地方采用專用的防水出線管密封。整條線纜用尼龍軟管包裹與重載連接器加防水的電纜接頭套管，線纜內(nèi)部采用灌膠方式密封。

防水等級(jí)滿足IEC 529IP68。

圖6線纜與連接相連的防水接頭套管 圖7 接觸件與絕緣體的裝配結(jié)構(gòu)

2.6.3 接觸件密封及對(duì)接的緩沖

插孔組件和插針組件與絕緣體之間的密封通過(guò)安裝其上的O型圈實(shí)現(xiàn)。O型圈的另一個(gè)用處就是用以減輕重聯(lián)時(shí)的對(duì)接力過(guò)大對(duì)連接器絕緣體的損傷，起到了足夠的緩沖作用。見(jiàn)圖6

2.7 接觸件（插針組件，插孔組件）

插孔組件采用冠簧結(jié)構(gòu),與絕緣體固定靠接觸件尾端和接線端子的螺紋連接，使其固定在絕緣體上，插孔組件(插針組件)前端安裝墊圈和O型密封圈用來(lái)密封防水，并起到緩沖作用。接線端子前端設(shè)有帶卡抓結(jié)構(gòu)，安裝后與絕緣體凸臺(tái)卡緊，使接線端子不能從絕緣體脫落。

插孔組件(插針組件)可以從絕緣體前端直接安裝或拆卸，方便更換。（見(jiàn)圖7）

注: 由上至下 黃色------接線端藍(lán)色-----絕緣體紅色----- O型密封圈橙色----墊圈

綠色-----簧片

3 其他種類的車鉤（車端）電氣連接器介紹及選用

3.1 接觸式車鉤（車端）電氣連接器

圖8a的4芯連接器的接觸體是一種彈簧觸點(diǎn)；對(duì)接時(shí)靠壓縮觸點(diǎn)接觸，屬于一種簡(jiǎn)單的車鉤連接器不需要配套氣缸等推送裝置。常用于地鐵車廂與車廂之間長(zhǎng)期連掛，可替代重聯(lián)電纜。

圖8地鐵用車鉤連接器（1）圖8 地鐵車鉤連接器（2）

3.2 端部彈簧開(kāi)閉蓋接觸式全自動(dòng)車鉤電氣連接器

圖8b地鐵車鉤連接器（2）是一種靠彈簧控制端部開(kāi)閉蓋的車鉤連接器，接觸體是彈簧接觸式，配套氣缸推送裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接。

4結(jié)束語(yǔ)

第3篇

【關(guān)鍵詞】澆注機(jī)；機(jī)器視覺(jué)；圖像處理；ARM

【Abstract】Along with the rapid development of image sensor and embedded technology， machine vision is more and more widely used， It is possible to locate sand pouring cup position through the machine eye . Therefore， this paper adopts ARM embedded platform and PLC electric control system， using CMOS image sensor， image acquisition of casting machine， and image processing， feature extraction， and then achieve the intelligent automatic pouring.

【Key words】Casting machine； Machine vision； Image processing； ARM

0 前言

鑄造是獲得機(jī)械鑄件的主要工藝和重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。提高澆注的智能化程度，是實(shí)現(xiàn)高精度、高品質(zhì)鑄件生產(chǎn)的保障，還是工人從繁重的從事澆注工作的體力勞動(dòng)和惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中解放出來(lái)的重要手段。

1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

本論文通過(guò)工業(yè)可編程序控制器（PLC）和嵌入式技術(shù)（ARM）的數(shù)字化平臺(tái)，采用機(jī)器視覺(jué)[1]液位定位技術(shù)、伺服控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)瞄準(zhǔn)澆口杯，自動(dòng)檢測(cè)鐵水液面變化，模擬人工示教的方法自動(dòng)完成澆注過(guò)程。實(shí)時(shí)補(bǔ)償澆注包，因金屬液體長(zhǎng)時(shí)間高溫浸蝕掛渣所導(dǎo)致的澆注狀態(tài)的惡化，進(jìn)一步提高了自動(dòng)澆注機(jī)的精確度，改善了自動(dòng)澆注機(jī)的性能。

2 電氣控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

2.1 電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及選型

電氣控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)：PLC變頻器控制柜、伺服驅(qū)動(dòng)控制柜、人機(jī)界面及按鈕、澆注機(jī)。

PLC選型：根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)需要，該項(xiàng)目選擇S7-300 315-2 DP作為該系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)主控單元。

變頻器選型：變頻器選擇高精度、高性能的SINAMICS S120 變頻器。

伺服電氣選型：選擇德國(guó)SEW伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器。

該澆注機(jī)主要由孕育劑給料機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、倒鐵水槽、澆包、上行車、下行車、底座、電控系統(tǒng)等幾個(gè)重要部分組成。

（1）孕育劑給料機(jī)

孕育劑經(jīng)過(guò)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋體進(jìn)入孕育劑接管，通過(guò)氣流帶動(dòng)與鐵水同時(shí)流入砂型內(nèi)，即隨流孕育。孕育劑接管可手動(dòng)調(diào)節(jié)其角度。

（2）卷?yè)P(yáng)機(jī)

卷?yè)P(yáng)機(jī)由帶有制動(dòng)器的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)鋼絲繩連接的澆包蓋，使其掀起。

（3）倒鐵水槽

倒鐵水槽內(nèi)也需要搪耐火材料，當(dāng)澆包內(nèi)鐵水溫度達(dá)不到澆注工藝要求或由于機(jī)器故障等原因需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，需將澆包內(nèi)鐵水通過(guò)此槽倒出。

（4）澆包及澆包模

澆包是整臺(tái)澆注機(jī)的核心部分。本機(jī)澆包為扇形澆包，鐵水出口在扇形圓心附近。澆包內(nèi)放入澆包模并定位后，將混合好的耐火材料倒入，待凝固后可形成約140mm厚的耐火層。澆包由伺服電機(jī)帶動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)繞扇形中心旋轉(zhuǎn)，控制精度高。

（5）上行車

上行車控制澆包X方向移動(dòng)（與造型線垂直方向），此運(yùn)動(dòng)由減速電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位。上行車也是澆注系統(tǒng)的架體，其上放有澆包平輪支架以及澆包小V型輪支架，此二支架支撐并導(dǎo)向澆包的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此外倒鐵水槽、孕育給料機(jī)也固定在上行車上。

（6）下行車

下行車控制澆包沿Y方向移動(dòng)（與造型線平行方向），此運(yùn)動(dòng)由減速電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位。

（7）底座

底座為下行車車軌，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位，以保證下行車運(yùn)動(dòng)順暢。

2.2 電氣控制系統(tǒng)的軟件流程圖

3 電子控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

3.1 電子控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及選型

電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要為ARM和圖像傳感器。ARM選擇四核1.6Ghz的ARM cortex-A9，圖像傳感器選擇功耗低、價(jià)格便宜、像素高的CMOS傳感器OV5640，500萬(wàn)像素。

3.2 電子控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

ARM的軟件部分，完成了圖像的采集，圖像的預(yù)處理，圖像的特征提取[2] ，模具的定位以及部分圖像信息的存儲(chǔ)。

4 實(shí)施效果及性能檢測(cè)

澆注機(jī)加滿鐵水后，在自動(dòng)澆注生產(chǎn)線上配合砂型成型機(jī)，連續(xù)澆注50個(gè)鑄件，澆注完后檢測(cè)澆注的準(zhǔn)確度、鑄件的合格率，以及澆注機(jī)的澆注效率，這三個(gè)指標(biāo)與該廠普通的澆注機(jī)的檢測(cè)值進(jìn)行比較計(jì)算，測(cè)試的數(shù)據(jù)如下所示：

從以上結(jié)果可看出，澆注鑄件的合格率達(dá)98%，澆注機(jī)效率相對(duì)于扇形澆注機(jī)提高了1倍，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工操作提高了2倍多 ，澆注的準(zhǔn)確度高達(dá)98%。經(jīng)檢驗(yàn)，控制系統(tǒng)達(dá)到的指標(biāo)與設(shè)計(jì)性能指標(biāo)一致。

【參考文獻(xiàn)】