隨著科學技術的飛速發展，鑄造業對澆注的要求也越來越高。自動澆注是使當今高速造型線成功實現高質量，高生產力的關鍵。應達工業在不停的思考和研發，并且制造出了現代化的自動澆注設備。以下是對現代化澆注設備的探討。
　　1．澆注可視化
　　可視化澆注系統由智能視覺相機，澆注控制柜和塞桿機構組成。此種澆注系統考慮了一系列的隨時間變化的參數，如澆注溜槽內的鐵液液位，澆注孔的條件以及鐵液從澆口磚到達型腔時間的延遲等。該數學運算模型功能強大，且有自身調節功能。因此，當澆注作業過程中向澆包進鐵口加金屬液的情況下，該系統仍能保證它的精度。
　　1）在離澆口2m處，按規定的角度設置一臺智能視覺相機，用它來監視和記錄澆注作業過程中澆口杯內的鐵液液位（見圖1）。該相機能夠檢測澆口杯內熾熱的鐵液和型砂分別發出的亮，暗反差很大的兩種光線，該視覺相機能夠將畫面信號作高分辨率的數字化處理，然后通過以太網將信號傳遞給PLC，經過運算建立了一個精確的澆口杯液位，并將它與預先輸入的澆口杯內鐵液液位作比較，根據與設定值的誤差大小及塞桿的當前狀態信息，PLC按復雜的曲線控制數學模型計算發出指令，使塞桿機構在伺服機構的作用下作相應的行程調整，以縮小上述的誤差值，從而達到閉環控制的目的。

圖1 .可視化澆注框圖

　　2）采用人性化的澆注控制柜，控制柜上裝有觸摸屏，各項操作按鈕及操作手柄，澆注包稱重顯示等，在該柜體內裝有PLC，伺服驅動器，運動控制板等控制元件。操作者能夠將期望的澆注參數通過觸摸屏傳遞給PLC,也能夠通過觸摸屏了解實時的澆注參數，和澆注畫面，充分實現人機對話（見圖2）。

　　圖2 .澆注控制柜和觸摸屏人機對畫界面

　　3）塞桿機構安裝在澆注機"Y"軸載車上，靠近澆包，故設計的結構能承受澆注包中金屬高溫。其懸臂可轉動，方便更換塞桿及取下澆注包，也使維修塞桿更容易。塞桿機構的控制臂帶有氣缸（見圖3），可以通過氣缸讓塞桿機構進行旋轉，塞桿底部便會與澆口杯做碾磨動作，以使塞桿和澆口杯的貼合度達到最佳，防止鐵液泄露。塞桿機構是由PLC控制，通過伺服驅動系統來實現動作的，這樣就能快速響應來自PLC給出的澆注信號，并由PLC根據對塞桿扭距的跟蹤而自動調整塞桿位置。

　　圖3 .帶伺服電機塞桿執行機構

　　2．人性化程度提高
　　為了更好得實現自動化的澆注，應達對澆注機作了以下人性化的設計。
　　（1）澆包重量實時顯示 在澆注機機體上裝有稱重傳感器，工人能夠在操作臺上方便得讀出澆包里剩余鐵液的重量，工人還可以在觸摸屏上設置澆包重量下限參數，當澆包里的實際鐵液重量低余這個參數后，系統會發出一個鐵液需求指示，便于工人及時將鐵液加入，防止沒有鐵液而影響生產效率。控制柜上的實時重量指示，還能同過RS485通信方式接到LED大屏幕顯示。
　　（2）自動隨流孕育系統 澆注機還配置了自動隨流孕育系統（見圖4），在自動澆注的同時，完成隨流孕育，保證最終鑄件的質量。孕育機構是由PLC控制無刷電機帶動螺旋桿來送料的。孕育機構與澆注機是連鎖的，該機構的溫度，流量，壓縮空氣的壓力可以通過該機構自帶的觸摸屏顯示，并能報警。

　　圖4. 孕育機構裝置

　　（3）自動沖桿設計 澆注機在工作時，很容易出現澆口堵住的情況，澆口一旦堵住之后，工人就要手工去除澆注口的鐵渣，不但麻煩，而且造型線就要停下來，造成停產損失，自動沖桿是解決這一問題的好辦法。沖桿機構是由油缸作為執行機構的。由PLC發出控制指令給電磁閥，電磁閥打開，油缸進油開始動作。沖桿在油缸的帶動下，從塞棒的中心處，沖下，堵住澆口的鐵渣便會被清理干凈。該機構有人工和自動兩種操作方式。
　　（4）自動定位 每當一型沙模澆注完成之后，造型線就會移動，移動完之后，經常會出現澆口與沙模對不準的情況，工人需要人工移動澆注機，使澆口與沙模對準，然后澆注。每天這樣重復很多次，非常麻煩。自動定位就是當造型線移動之后，如果澆口與沙模沒有對準，澆注機便會自己移位，并使澆注口與砂模對準，使能夠準確澆注。
　　系統采用智能視覺相機監視造型線上的砂型槽口位置，在澆注時，槽口相機能夠正確監測到這一型的槽口位置，并作記錄，當下一次造型線移動后，如果相機沒有正確監測到砂模上的槽口，相機上的監視窗口與砂模上的槽口的一致性不夠，PLC便會向控制造型線方向油缸動作的電磁比例閥發出信號，該閥便會得電打開，澆注機便會移動，使澆注口與砂漠對準，然后澆注。造型線方向上裝有位移傳感器，該傳感器發出的模擬量信號能夠正確的反饋造型線的實際位置。如果經過定位，還不能對準的話，系統就會判斷為壞模。這便是自動定位。其原理如圖5所示。

　　圖5. 自動定位原理

　　3．創新設計
　　為了適應客戶的一些特殊的要求，應達還作了如下的創新設計。
　　（1）具有Z方向（高度）移動的澆注機 常規的澆注機只有X（造型線）,Y（小車）方向的移動，有些情況下要求有不同高度的模具，造成造型線高度不一樣，配合使用的澆注機也需要適應這個變化，隨著造型線高度變化，相應地調整澆注機高度。用螺旋升降機構來實現，由于螺旋升降機構在垂直方向受力很好，但是水平側向受力不佳，采用6個螺旋升降機構來負擔高度方向（Z）澆注機平臺的升降受力，同時增加兩個導向滑動套，來輔助保證平臺在升降移動時，只有很小的晃動，澆注機完全可以正常工作。使用電機和手動兩種方式驅動Z方向移動（見圖6），正常狀況下電機連續移動平臺；在自動移動機構損壞的情況下，還設計了手動移動平臺的功能，可以保證任何時候，都可以移動平臺高度，保證生產工藝的需要。

　　圖6. 具有電機和手動兩種操作的Z方向移動的澆注機

　　（2）無塞桿機構的氣壓式澆注設備 除了帶塞桿的澆注機以外，為了滿足有些客戶的工藝需求，應達開發了不帶塞桿的氣壓澆注爐，該設備完全采用氣壓控制澆注，澆注精度要保持恒定，達到90%以上，氣壓澆注爐的PLC系統采用AB公司SLC500系列，使用串口與AB公司的最新的觸摸屏Panelview 1000PLUS共同實現程序控制，圖7是為該氣壓澆注爐制作的操作界面，采用三維繪圖軟件Solidworks繪制，界面新穎，可操作性非常強。

圖7 無塞桿機構氣壓澆注機人機對話界面

　　結語
　　自動化的澆注設備以其優良的性能，受到越來越多的用戶認可，應達將繼續努力，不斷創新，并會制造出品質更加優良，性能更加完善的產品以滿足更多客戶的需要。