1引言

鑄造是人類掌握最早的一種金屬熱加工成形工藝，已有約6000年的歷史，是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基礎工藝。鑄造過程是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過程。鑄造生產(chǎn)的毛坯成本低廉，對于形狀復雜、特別是具有復雜內(nèi)腔的零件，更能顯示出它的經(jīng)濟性；同時它的適應性較廣，且具有較好的綜合機械性能。

低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程是：在密封的坩堝（或電爐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩(wěn)地進入型腔（金屬型），并保持坩堝（或電爐）內(nèi)液面上的氣體壓力，經(jīng)過一段時間的保壓，直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使升液管中未凝固的金屬液流坩堝（電爐），再由氣缸開型并推出鑄件。低壓鑄造獨特的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面：液體金屬充型比較平穩(wěn)；鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對于大型薄壁鑄件的成形更為有利；鑄件組織致密，機械性能高。低壓鑄造是一種低壓強與低速度的充型鑄造方法，利用壓縮空氣作為充型動力，液體金屬充型要求平穩(wěn)；保壓性好，鑄件成形性好，輪廓清晰、鑄件表面光潔；要求模具冷卻性好，鑄件組織致密，機械性能高。

2 低壓鑄造自動化系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)結構

工控機和PLC在低壓鑄造中的系統(tǒng)構成為了滿足低壓鑄造的要求，把工控機和plc組成一個有機系統(tǒng)，如圖1所示。本系統(tǒng)采用分級控制方式。由工控機完成液面壓力控制和鑄型溫度（冷卻）控壓鑄造的要求。

2.2 系統(tǒng)原理低壓鑄造機壓力/溫度控制系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)原理如圖2所示。

（1）壓力控制：低壓鑄造機壓力控制系統(tǒng)的氣動原理如圖3所示，工控機和由其控制的液面壓力i/o模板對數(shù)字組合閥島進行控制，實現(xiàn)了低壓鑄造壓力控制。工控機系統(tǒng)采用靈敏的壓力傳感器和軟件式pid控制器，在計算機屏幕上同時顯示鑄造過程的設定壓力曲線和實際控制壓力曲線，并進行疊加比較。在計算機屏幕上以四種顏色顯示四個測溫點的實時溫度曲線。另外用圖形來指示保溫爐內(nèi)鋁液液面情況，以提醒操作人員注意：當爐內(nèi)金屬液少于最低限時，系統(tǒng)自動停止加壓。

y1～y9：調節(jié)閥（常閉）；

y11：進氣主閥（常閉）；

y13：爐子慢泄壓（常開）；

y14：爐子全部泄壓（常開）；

yk1：壓力開關，監(jiān)測“0”mbar時的爐內(nèi)壓力。出廠時調節(jié)為約50mbar；

yk2：壓力開關，監(jiān)測最大爐內(nèi)壓力，出廠時調節(jié)為約950mbar；

b1：壓力傳感器，0～1600mbar，4～20ma。檢測爐膛壓力；

b2：壓力傳感器，0～7000mbar，4～20ma。檢測進氣管氣源壓力。

（2）冷卻控制：工控機和由其控制的冷卻控制i/o模板控制了12個（5路風冷、7路風冷+水冷）冷卻通道，可任意選擇若干個通道工作。對每路冷卻通道均提供了“on”、“off”、“auto”三種工作方式和按時間控制、按溫度控制兩種控制模式。人機界面有冷卻畫面，可任意開關調整電磁閥的通斷。