一． 制殼機械手
采用機械手上涂料和撒砂，在國外已有大約40 年的歷史， 經歷了幾個發(fā)展階段。早期的 機械手主要靠機械傳動， 通常具有4~5 個自由度(圖6-1a,沒有自由度E的就是4個自由度) ， 后來發(fā)展為液壓傳動，自動化程度也進一步提高。
靠機械傳動的機械手(圖6-1)，盡管傳動裝置較為簡單，自動化程度較低，裝卸模組主要 靠人工，運行也不如液壓傳動的平穩(wěn)(圖6-1b) 。但具有成本低、可靠性強、維修方便等優(yōu)點， 所以， 在國外至今仍受到許多精鑄生產廠家青睞。
液壓傳動機械手運行平穩(wěn)，自由度從4~5 個增加到5~6 個,動作也更加靈便,有的還可以 自動抓取模組。圖6-2所示就是上世紀80年代前后， 流行于美、歐各國的制殼機械手。
1999 年在英國注冊的VA Technology Ltd.，研制和開發(fā)出新型制殼機械手及與之配套的 全套制殼設備(包括涂料制備、沾漿、撒砂等設備)。機械手(圖6-3)有6 個自由度，動作像人 手一樣靈便，采用最先進的液壓器件，最大抓舉重量300kg，大修時間長達45000小時。此外， 該系統(tǒng)還具有如下特點：
全套設備結構和尺寸都經過CAD 優(yōu)化設計。
系統(tǒng)中廣泛采用了數字變頻驅動器， 啟動、制動、加速、減速都非常平穩(wěn)。
機械傳動裝置和軸承座等重要零部件都經過消除應力處理，系統(tǒng)可靠性強， 使用壽命長。 干燥系統(tǒng)采取了有效的降噪措施, 并配備有激光掃描裝置識別模組并準確定位。
據報道，該系統(tǒng)已獲得Wisconsin Precision Casting 、Gray Syracuse 、Allied Signal和 Rolls Royce 等著名精鑄公司認可。近年來，也被國內某些航空精鑄企業(yè)引進。
我國國內， 除少數航空精鑄企業(yè)和外資企業(yè)外，制殼機械手十分罕見。時至今日， 在線服 役的制殼機械手，尚無一臺是國產的。這對于13億人口的泱泱大國，不能不說是一個遺憾， 也 突現出我國精鑄行業(yè)，自主研制和開發(fā)先進技術裝備的實力不強。
盡管我國勞動力資源充足而價廉，但并不意味就沒有使用機械手的需求。且不論大型薄壁 復雜件的精密鑄造是一個發(fā)展趨勢， 即使是為了提高工藝出品率和采用過濾網、陶瓷大澆口杯 等先進技術，模組大型化也勢在必行(見圖6-4)。這些技術措施不用機械手操作是難以實現 的?？紤]到目前國內的技術水平和經濟實力， 對于像機械手這類技術難度大，要求高的先進裝 備，一開始就希望達到世界先進水平是不現實的，不妨先設計制造一臺哪怕只不過是由人工操 縱，可以輔助完成上涂料和撒砂動作的起重裝置(圖6-5)，只求操作方便，使用可靠，故障 率低， 以解決20~50kg重的型殼，人工制殼操作困難的燃眉之急。然后，在此基礎上進一步完
善傳動機構。最后再考慮自動化、智能化。像這樣‘小步快跑’，可能要比什麼‘一步到位’， ‘跨越式發(fā)展’，‘創(chuàng)世界一流’等空洞口號和‘雄心壯志’更加求真務實。
二． 干燥過程自動化
為滿足Rolls Royce 公司將硅酸乙酯制殼改造為硅溶膠制殼工藝的要求， 1995年英國 Drytech Processing Ltd. 設計和生產了自動化的型殼干燥系統(tǒng)(圖6-6)，其干燥間四周封 閉， 占用場地和空間小， 有利于調整和控制溫度、濕度和風速等工藝參數。同時， 還有利于節(jié) 能，其外形如圖6-6a 所示。采用帶有控制風向的擴散器橫向吹風(圖6-6a和圖6-6b)， 加之 懸掛模組的吊具可以自轉，令模組上不同部位的干燥程度更加均勻。系統(tǒng)配備有干燥過程自動 控制單元， 根據不同模組的具體情況預先設定溫度、濕度和風速等工藝參數， 確保干燥間均勻 穩(wěn)定的操作條件。特別值得一提的是，系統(tǒng)中還配備有二套能發(fā)射電磁波的微型無線信號發(fā)射 器。其中一套安裝在吊具上， 隨時測量并發(fā)送有關空氣溫度、濕度和氣流速度的信息。另一套 帶有二只熱電偶，分別監(jiān)測蠟模/型殼界面處干燥最快和最慢處的溫度。發(fā)出的信號由控制臺 接收， 再輸入計算機處理， 最后將結果以曲線圖的形式顯示或打印出來。以便操作人員根據這 些實時監(jiān)測的數據和資料及時調整干燥工藝參數， 確保型殼質量。該系統(tǒng)主要技術參數如下：
形狀簡單鑄件，層間干燥時間約為40分鐘； 大型復雜鑄件，層間干燥時間2小時； 如用機械手操作，干燥時間應適當延長。
機械手抓舉、浸漬、滴落、撒砂和上線各3分鐘；
從型殼封漿完成到脫蠟前的最終干燥時間8~12小時。
圖6-7 所示為美國 Lanly Co. 新近推出的型殼干燥系統(tǒng)，其標準規(guī)格尺寸為9m×2.5m× 2.5m(長×寬×高)，干燥區(qū)通道高1m、寬0.7m。跟上述 Drytech系統(tǒng)不同的是，它不是靠多臺獨 立的擴散器(圖6-6c) ，而是由中央空調通過管道側壁孔洞來實現橫向吹風(見圖6-7b)。系 統(tǒng)主要技術參數如下：
層間干燥時間約1小時；
單掛最大荷重68kg；
懸鏈運行速度13~76cm／min；
工作區(qū)溫度20~27℃，溫度控制精度±1℃；濕度控制精度±3%。
圖6-8所示為德國MK Technology’s Cyclone 新近推出的全自動制殼機(含干燥過程) 。據稱， 可在數小時內完成制殼過程。它是專門為快速生產精鑄樣件而開發(fā)的。
三．開放式和封閉式干燥系統(tǒng)
傳統(tǒng)的型殼干燥作業(yè)線， 大多是開放式。這種結構的優(yōu)點是， 設計制造簡單，成本低， 缺點是難以嚴格控制型殼干燥程度，尤其是不易保證型殼各部分干燥均勻，從而造成諸多質量 問題。又由于占用空間大，勢必能耗高。現在， 由于硅溶膠質量和性能不斷改進， 特別是各種 類型快干硅溶膠的推廣應用，使封閉式干燥系統(tǒng)具備了現實可行性，并逐漸成為一種發(fā)展趨勢。
因為它不僅能更嚴格而有效的控制干燥工藝參數和型殼各部分干燥均勻程度，如能配合使用快 干硅溶膠， 在節(jié)能降耗、提高效率、縮短周期，乃至增強企業(yè)競爭力等方面都具有明顯優(yōu)勢。
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