摘要： 在雙推盤(pán)式氣體滲碳自動(dòng)線(xiàn)中成功地實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)后橋主、從動(dòng)螺旋錐齒輪的氣體滲碳、直淬/壓淬的混裝全自動(dòng)作業(yè)和多品種、全過(guò)程的數(shù)據(jù)跟蹤自動(dòng)控制。自主創(chuàng)新成功研發(fā)了一種新結(jié)構(gòu)壓淬保溫室和一套新結(jié)構(gòu)的取料機(jī)械手及橫向轉(zhuǎn)移機(jī)械手。其壓淬保溫室反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)而行之即爐門(mén)不動(dòng)而層垛工件在室內(nèi)逐層上升至爐門(mén)處，由與爐門(mén)等高的取料機(jī)械手相應(yīng)逐層取出一層工件和隔盤(pán)，再由橫向移動(dòng)機(jī)械手從取料機(jī)械手上夾取工件放到壓床上淬火. 其取代了層垛工件不動(dòng)而壓淬保溫室大小爐門(mén)相對(duì)滑動(dòng)并逐層下降開(kāi)啟取料的國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從根本上解決了傳統(tǒng)滑動(dòng)門(mén)極易受熱、變形，造成爐氣從此處大量外泄的國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)難題。
重型汽車(chē)后橋從動(dòng)螺旋錐齒輪最大直徑Ø494mm，單重最大達(dá)50kg。由于零件的配套生產(chǎn)要求,客戶(hù)需在同一條生產(chǎn)線(xiàn)中全自動(dòng)完成氣體滲碳、主動(dòng)齒輪直淬、被動(dòng)齒輪直接壓淬(模壓限形淬火)的混裝生產(chǎn)。壓淬前被動(dòng)齒輪在保溫室內(nèi)為層垛式碼放，需逐個(gè)從保溫室中取出進(jìn)行壓淬。此前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備均采用工件在室內(nèi)不動(dòng)而保溫室大小爐門(mén)一起逐層向下滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)。每取一個(gè)工件，大小爐門(mén)必須逐層滑動(dòng)一次，小爐門(mén)隨之打開(kāi)一次。為了保證保溫室的密封性，其滑動(dòng)副爐門(mén)框和爐門(mén)需要進(jìn)行配磨精加工，在運(yùn)行中需對(duì)爐門(mén)框進(jìn)行充分冷卻和潤(rùn)滑。爐門(mén)框極易受熱變形，稍有不慎會(huì)使滑動(dòng)副間隙增大，造成無(wú)法彌補(bǔ)的爐氣泄漏。不僅耗氣量大增且影響到爐內(nèi)碳勢(shì)不穩(wěn)，還存在安全隱患，成為國(guó)內(nèi)外業(yè)界的一道難題。 愛(ài)協(xié)林(北京)公司成功研發(fā)了一種新結(jié)構(gòu)壓淬保溫室，其反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)而行之即爐門(mén)不動(dòng)而層垛工件在室內(nèi)逐層上升至爐門(mén)處。打開(kāi)爐門(mén)，由與爐門(mén)等高的取料機(jī)械手相應(yīng)逐層取出一層工件和隔盤(pán)。再由橫向移動(dòng)機(jī)械手從取料機(jī)械手上夾取工件放到壓床上淬火并將壓淬后的工件由其層垛式地碼放在清洗機(jī)前的料盤(pán)上，如此周而復(fù)始至工件碼放夠數(shù)后進(jìn)入后清洗機(jī)。垂直高度固定的爐門(mén)采用盤(pán)根密封和四連桿機(jī)構(gòu)壓緊和開(kāi)啟。這種新結(jié)構(gòu)取消了大爐門(mén)及其滑動(dòng)副。因而解決了大爐門(mén)門(mén)框和滑動(dòng)副易受高溫變形，引起爐氣泄漏的業(yè)內(nèi)難題。其屬?lài)?guó)內(nèi)外首創(chuàng)。(專(zhuān)利號(hào)：200420058490 )
壓淬工件從保溫室取料至壓床淬火的轉(zhuǎn)移過(guò)程，以前國(guó)內(nèi)一般由人工用夾鉗或人工操作半自動(dòng)機(jī)械手完成。在大批量生產(chǎn)時(shí)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)環(huán)境差，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量受到制約和影響。而國(guó)外有用多關(guān)節(jié)智能型機(jī)器人作為夾持、轉(zhuǎn)移裝置，但存在造價(jià)昂貴、控制系統(tǒng)復(fù)雜、維修困難等弊端。
為此，本公司自主創(chuàng)新成功研發(fā)了一套新結(jié)構(gòu)的取料機(jī)械手和橫向轉(zhuǎn)移機(jī)械手，其采取伺服定位系統(tǒng)，轉(zhuǎn)移速度為1.4 m/s，重復(fù)定位精度達(dá)到±1mm。大大滿(mǎn)足了壓淬工件快速移動(dòng)、精確定位的要求。兩種機(jī)械手不僅能夾取直徑Ø500 mm、單重50 kg的被動(dòng)齒輪還能夾取隔盤(pán)、料盤(pán)。不僅能一次同時(shí)夾取直徑Ø280mm的兩件被動(dòng)齒輪分別放在不同的壓床上淬火;還能實(shí)現(xiàn)壓淬后工件的自動(dòng)轉(zhuǎn)移、碼垛;實(shí)現(xiàn)了一手多用。因此本生產(chǎn)線(xiàn)大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、保證了壓淬質(zhì)量、降低了投資成本、且便于維修。 (見(jiàn)本《專(zhuān)集》愛(ài)協(xié)林公司彩頁(yè)"推盤(pán)式滲碳直淬、壓淬生產(chǎn)線(xiàn) ")
本生產(chǎn)線(xiàn)還采用了本公司的如下專(zhuān)利技術(shù)《工業(yè)爐用循環(huán)風(fēng)扇的冷卻裝置》(專(zhuān)利號(hào)2L01201769);《熱處理爐的底部裝料裝置》(專(zhuān)利號(hào)2L01204256)，以及直淬后油下潛泳轉(zhuǎn)移出料裝置等。
本生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)用中醫(yī)拔火罐原理，從前室底部開(kāi)門(mén)裝料時(shí)爐氣向上封住爐口，零壓線(xiàn)不易上升;又因工件直淬后從油下潛泳轉(zhuǎn)移出料，后室不與空氣相通;加之壓淬保溫室爐門(mén)開(kāi)口小且密封嚴(yán)實(shí)，使得整條生產(chǎn)線(xiàn)耗氣量為同爐型前后室豎開(kāi)門(mén)的1/2～2/3。大大減少了能耗和CO2排放量。開(kāi)門(mén)后爐氣的波動(dòng)小、恢復(fù)快，各區(qū)碳勢(shì)穩(wěn)定。 通過(guò)本公司自主研發(fā)的S7 400PLC控制系統(tǒng)，Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊及以太網(wǎng)技術(shù)，Modbus通訊數(shù)據(jù)采集，滲碳模擬仿真，料盤(pán)跟蹤等先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同層深氣體滲碳、主動(dòng)齒輪直淬/被動(dòng)齒輪壓淬的同爐混裝、多品種全過(guò)程數(shù)據(jù)跟蹤的全自動(dòng)生產(chǎn)，大大滿(mǎn)足了客戶(hù)的均衡生產(chǎn)要求，提高了生產(chǎn)效率。
本項(xiàng)目自2005年投產(chǎn)以來(lái)，為國(guó)內(nèi)外客戶(hù)共設(shè)計(jì)制造此生產(chǎn)線(xiàn)共10余套。故 大大促進(jìn)了汽車(chē)零部件等熱處理裝備行業(yè)的科技進(jìn)步;為客戶(hù)節(jié)約了投資成本;大大降低了能源消耗和CO2排放;減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境、大大提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著，受到客戶(hù)的好評(píng)和青睞并在很大程度上代表了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)爐型的發(fā)展趨勢(shì)。