摘要： 在雙推盤式氣體滲碳自動線中成功地實(shí)現(xiàn)了汽車后橋主、從動螺旋錐齒輪的氣體滲碳、直淬/壓淬的混裝全自動作業(yè)和多品種、全過程的數(shù)據(jù)跟蹤自動控制。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)而行之即爐門不動而層垛工件在室內(nèi)逐層上升至爐門處，由與爐門等高的取料機(jī)械手相應(yīng)逐層取出一層工件和隔盤，再由橫向移動機(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而壓淬保溫室大小爐門相對滑動并逐層下降開啟取料的國內(nèi)外傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從根本上解決了傳統(tǒng)滑動門極易受熱、變形，造成爐氣從此處大量外泄的國內(nèi)外業(yè)內(nèi)難題。
重型汽車后橋從動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,客戶需在同一條生產(chǎn)線中全自動完成氣體滲碳、主動齒輪直淬、被動齒輪直接壓淬(模壓限形淬火)的混裝生產(chǎn)。壓淬前被動齒輪在保溫室內(nèi)為層垛式碼放，需逐個(gè)從保溫室中取出進(jìn)行壓淬。此前國內(nèi)外同類設(shè)備均采用工件在室內(nèi)不動而保溫室大小爐門一起逐層向下滑動的結(jié)構(gòu)。每取一個(gè)工件，大小爐門必須逐層滑動一次，小爐門隨之打開一次。為了保證保溫室的密封性，其滑動副爐門框和爐門需要進(jìn)行配磨精加工，在運(yùn)行中需對爐門框進(jìn)行充分冷卻和潤滑。爐門框極易受熱變形，稍有不慎會使滑動副間隙增大，造成無法彌補(bǔ)的爐氣泄漏。不僅耗氣量大增且影響到爐內(nèi)碳勢不穩(wěn)，還存在安全隱患，成為國內(nèi)外業(yè)界的一道難題。 愛協(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)而行之即爐門不動而層垛工件在室內(nèi)逐層上升至爐門處。打開爐門，由與爐門等高的取料機(jī)械手相應(yīng)逐層取出一層工件和隔盤。再由橫向移動機(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采用盤根密封和四連桿機(jī)構(gòu)壓緊和開啟。這種新結(jié)構(gòu)取消了大爐門及其滑動副。因而解決了大爐門門框和滑動副易受高溫變形，引起爐氣泄漏的業(yè)內(nèi)難題。其屬國內(nèi)外首創(chuàng)。(專利號：200420058490 )
壓淬工件從保溫室取料至壓床淬火的轉(zhuǎn)移過程，以前國內(nèi)一般由人工用夾鉗或人工操作半自動機(jī)械手完成。在大批量生產(chǎn)時(shí)，工人勞動強(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。大大滿足了壓淬工件快速移動、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的被動齒輪還能夾取隔盤、料盤。不僅能一次同時(shí)夾取直徑Ø280mm的兩件被動齒輪分別放在不同的壓床上淬火;還能實(shí)現(xiàn)壓淬后工件的自動轉(zhuǎn)移、碼垛;實(shí)現(xiàn)了一手多用。因此本生產(chǎn)線大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度、保證了壓淬質(zhì)量、降低了投資成本、且便于維修。 (見本《專集》愛協(xié)林公司彩頁"推盤式滲碳直淬、壓淬生產(chǎn)線 ")
本生產(chǎn)線還采用了本公司的如下專利技術(shù)《工業(yè)爐用循環(huán)風(fēng)扇的冷卻裝置》(專利號2L01201769);《熱處理爐的底部裝料裝置》(專利號2L01204256)，以及直淬后油下潛泳轉(zhuǎn)移出料裝置等。
本生產(chǎn)線運(yùn)用中醫(yī)拔火罐原理，從前室底部開門裝料時(shí)爐氣向上封住爐口，零壓線不易上升;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開口小且密封嚴(yán)實(shí)，使得整條生產(chǎn)線耗氣量為同爐型前后室豎開門的1/2～2/3。大大減少了能耗和CO2排放量。開門后爐氣的波動小、恢復(fù)快，各區(qū)碳勢穩(wěn)定。 通過本公司自主研發(fā)的S7 400PLC控制系統(tǒng)，Profibus現(xiàn)場總線通訊及以太網(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、主動齒輪直淬/被動齒輪壓淬的同爐混裝、多品種全過程數(shù)據(jù)跟蹤的全自動生產(chǎn)，大大滿足了客戶的均衡生產(chǎn)要求，提高了生產(chǎn)效率。
本項(xiàng)目自2005年投產(chǎn)以來，為國內(nèi)外客戶共設(shè)計(jì)制造此生產(chǎn)線共10余套。故 大大促進(jìn)了汽車零部件等熱處理裝備行業(yè)的科技進(jìn)步;為客戶節(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)效益和社會效益十分顯著，受到客戶的好評和青睞并在很大程度上代表了國內(nèi)外同類爐型的發(fā)展趨勢。