От лопаты — к роботу

В настоящее время в литейном производстве практически нет ни одного технологического процесса, для которого не решены задачи автоматического контроля или управления. Продолжается быстрое оснащение отечественного литейного производства машинами и автоматами.

Современная автоматическая линия по производству отливок в разовых формах представляет собой высокомеханизированный и автоматизированный производственный участок литейного цеха, занимающий площадь в несколько сотен квадратных метров, технологическое оборудование которого потребляет свыше 500 кВт электроэнергии. А ведь это мощность очень большого агрегата! В комплекс автоматической формовочной линии входит разнообразное по принципу действия оборудование. Обслуживают ее инженеры и высококвалифицированные рабочие, механики и электронщики, специалисты многих других профессий. Без знаний математики и физики, электротехники и механики, теплотехники и электроники невозможно ни создать современную автоматизированную линию в литейном производстве, ни обеспечить ее надежную работу.

Теперь полностью механизированы процессы смесеприготовления и раздачи смеси по бункерам формовочных машин. Традиционное орудие труда рабочего-литейщика — лопата — уступила место дистанционно управляемым механизмам — смешивающим бегунам, дозаторам, питателям, формовочным машинам. Многие участки цеха оснащаются комплексом локальных дистанционно управляемых устройств, осуществляющих управление сложным технологическим процессом.

Изготовление песчаных форм — технологическая операция, требующая колоссальных затрат труда. Установлено, что для получения качественной формовочной смеси ее нужно перемещать не менее 300 раз. А ведь в литейном цехе средней производительности применяют около 500 т смеси в сутки! Причем эта смесь для получения хороших отливок должна иметь заранее определенную влажность, обеспечивающую получение ее других физико-механических характеристик. Как и чем чрезвычайно быстро изменить, например, влажность смеси в процессе ее приготовления за несколько десятков секунд? Как определить пригодность этой смеси для формообразования отливок и также в течение нескольких десятков секунд скорректировать ее состав до требуемых пределов? Психофизические возможности человека не позволяют оценить эти величины достаточно точно и быстро. Для этого применяют различные средства технологического контроля и устройства автоматического управления. Принятие решений в сложных ситуациях и осуществление управляющих воздействий на технологический процесс совершают специализированные управляющие вычислительные машины.

На рис. 30 изображена структурная схема системы управления смесеприготовительной установкой с использованием вычислительной машины. Заданный набор компонентов формовочной смеси, состоящей из нескольких составляющих, контролируется специальными устройствами, позволяющими характеризовать их физико-механические свойства и дозируемое количество. Информации от контрольно-измерительных приборов (измерителей влажности 2, прочности 3, газопроницаемости 4, плотности 5) поступает в управляющую вычислительную машину 6 тина «Компаунд», в которую предварительно вводятся расчетные данные для приготовления формовочной смеси. В течение нескольких десятых секунды вычислительная машина рассчитывает соответствие введенной информации расчетным данным и выдает управляющее воздействие на регулирующий клапан влажности 8.

Рис. 30. Структурная схема автоматического управления смесеприготовительной установкой:
1 — бункера; 2, 3, 4 и 5 — измерители соответственно влажности W, прочности σ, газопроницаемости Г и плотности δ смеси; 6 — вычислительная машина; 7 — смеситель; 8 — клапан
Рис. 31. Автомат стопочной формовки (модель 1012М) Харьковского филиала НИИЛИТмаш
Рис. 32. Комплексная автоматическая линия безопочной формовки мод. ВКЛ2002 Харьковского филиала НИИЛИТмаш:
1 — формовочный автомат; 2 — заливочное устройство; 3 — непрерывная стопка форм; 4 — охладительный кожух; 5 — выбивная решетка