本文摘要：发动机缸体高效抛丸清理机是集我公司自行研究于一体，成功地研制出了具有国际先进水平的高效缸体缸盖连续抛丸机清理线。
发动机缸体抛丸机采用双工位转盘技术，工件具有翻转抛丸、翻转倒丸工序，适用于发动机缸体（盖）等复杂工件的抛丸处理。
针对发动机缸体铸件内腔及内部通道难清理等特点，提出了双抛丸机械手、双工位转盘式的缸体抛丸清理系统设计方案，采用模糊神经网络智能控制策略和方法实时控制电磁弹丸流量控制器的弹丸流量对缸体铸件内腔及内部通道等难清理部位重点强化抛射清理，确保缸体铸件所有要清理面都能暴露在弹丸抛射角度下，实现缸体铸件的全自动高效抛丸清理。运行表明，系统稳定可靠、操作简单。
缸体是发动机关键、复杂部件之一，其制造工艺的质量直接影响发动机的性能和质量随着汽车、工程机械等对发动机质量要求越来越高，机加工前对发动机缸体铸件进行抛丸机清理是目前国内外汽车和工程机械制造业广泛应用的清理方法，随着发动机缸体结构越来越复杂，其铸件的抛丸清理难度必将大幅度增加，国外较具有代表性的、技术先进的缸体专用抛丸清理机是具有机械手的全自动抛丸清理系统，其抛丸清理系统虽可实现发动机缸体铸件的全自动化、快速清理，但难以控制抛射周期、抛头数目和抛丸时间.国内采用传统的吊钩式或鼠笼式抛丸清理设备，弹丸流量是通过人工手动调整供丸闸门开度来控制弹丸流量，这种方法很难得到较好的弹丸流量输出值和抛丸清理效率，缸体铸件中残留的大量粘附砂、芯砂和氧化物等杂质很难清理干净，严重影响了汽车发动机的生产质量。为了提高发动机缸体铸件的抛丸清理质量和清理效率，研制智能全自动发动机缸体铸件抛丸清理系统对提高国产发动机的质量具有非常重要的实际意义。
1、发动机缸体抛丸机系统总体方案
根据发动机缸体抛丸机清理理特点和要求，研制如图 1所示的全自动发动机缸体抛丸清理系统，该系统采用由计算机控制的机械手双工位转位清理方式，两个抛丸机械手在抛丸工位和装料工位交替运行，缩短了抛丸清理运行的辅助时间，提高了缸体缸盖抛丸机的工作效率。系统的机械部分主要包括输送辊道、装卸机械手、抛丸室、双工位竖 转盘、抛丸机械手、抛丸器、尾吹装置、丸料输送装置和除尘装置等;控制部分主要包括工业控制计算机、可编程控制器和辊道控制器等设备工作时，操作人员应先根据待清理缸体铸件的类型、尺寸等在工业控制计算机中选择相应的缸体铸件工艺参数，工控机在内置软件的作用下根据选择的工艺参数按照模糊神经网络控制算法计算出该类型铸件的较佳弹丸流量，并将其传送给下位机PLC。
2、控制弹丸流量原理
发动机专用缸体缸盖抛丸机弹丸流量控制系统结构如图 2所示，系统的被控对象是弹丸电磁流量控制器，被控参数是弹丸流量。通过控制弹丸电磁流量控制器的电流值达到控制抛丸器弹丸流量的目的。
发动机缸体抛丸清理系统示意图
针对缸体铸件内腔及内部通道等难清理以及抛丸清理系统具有多变量、非线性、复杂性和大滞后的特点，提出了由工控机作上位监控机、PLC作下位实时控制机、采用模糊神经网络控制算法对抛射弹丸流量进行实时控制的全自动发动机缸体抛丸清理控制系统总体方案，如图 3所示。缸体抛丸清理系统的整个过程由上位机统一监控管理，而抛丸机设备系统的运行主要由下位机控制完成，上下位机之间通过通讯模块进行数据交换和传送。PLC控制系统主要实现如下功能：发动机缸体铸件的自动输送、丸料的循环输送及补丸和弹丸抛射情况控制；在清理较难清理部位时，控制抛丸机械手低速运行以使缸体铸件内腔及内部通道等难清理部位对准弹丸射流，进行重点强化抛射；清理缸体铸件表面等易清理部位时，控制抛丸机械手带动缸体铸件高速运行，使其快速通过射流；抛射后，装卸机械手将缸体铸件从抛丸室取出放入输送辊道运至吹清机，在吹清机里清除掉缸体内腔及内部通道中的残留弹丸和芯砂；清理结束，卸料装置自动将缸体铸件从吹清机里取出并放到输送辊道上运出抛丸清理系统。缸体抛丸清理控制系统组成
图 3 缸体抛丸清理控制系统组成
4、结论：
(1)采用机械手双工位转位清理方式的发动机缸体抛丸清理系统，可实现对缸体铸件内腔及内部通道等难清理部位重点强化抛射清理，确保缸体铸件所有要清理的面都能较佳地暴露在弹丸射流下，迅速高效地实现缸体铸件的全自动抛丸清理。
(2)采用模糊神经网络控制算法对抛丸系统中的弹丸流量进行实时控制的控制可以解决缸体抛丸清理系统中的多变量、纯滞后、非线性等问题，适合应用于发动机缸体抛丸清理控制系统中。
