CN106938317A - 一种熔模铸造自动浇铸系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于熔模精密铸造领域，具体是一种熔模铸造自动浇铸系统，其能够自动完成浇铸操作，提高安全性，其包括模壳输送线，所述模壳输送线侧部设置有机器人，其特征在于，其还包括浇铸机构，所述浇铸机构包括中频熔炼炉底座，所述中频熔炼炉底座上通过浇包旋转驱动轴安装有中频炉，所述中频炉包括中频熔炼炉炉膛和中频熔炼炉浇口，所述浇包旋转驱动轴连接中频炉旋转电机，所述模壳输送线上设置有传送带定位锥销，所述机器人包括熔模移动机器人和熔模浇铸机器人。

Description

一种熔模铸造自动浇铸系统

技术领域

本发明属于熔模精密铸造领域，具体是一种熔模铸造自动浇铸系统。

背景技术

在现有生产中，由于熔模铸件模壳外型复杂，不像砂型，表面方方整整，容易实现浇口定位与自动浇铸，熔模铸件自动浇铸的困难在于：1、模壳从焙烧炉移动到浇铸线的定位问题，2、待浇铸的模壳零点坐标准确定位问题，3、浇铸过程中浇包的钢水准确倒入模壳浇杯口的问题。因此目前的浇铸都是采用人工浇铸，由于浇铸温度常为1100-1300℃， 人工浇铸时非常炽热，对人的烘烤很难受，同时模壳重量较大，一般零件，模壳重约十几公斤，重的有几十公斤，如此重的模壳，需要人工用模壳叉子从焙烧炉中取出放在浇铸区，再用浇包接钢水倒入模壳中，工作量非常大，易烫伤，且高温烘烤，人很难受。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种熔模铸造自动浇铸系统，其能够自动完成浇铸操作，提高安全性。

其技术方案是这样的：一种熔模铸造自动浇铸系统，其包括模壳输送线，所述模壳输送线侧部设置有机器人，其特征在于，其还包括浇铸机构，所述浇铸机构包括中频熔炼炉底座，所述中频熔炼炉底座上通过浇包旋转驱动轴安装有中频炉，所述中频炉包括中频熔炼炉炉膛和中频熔炼炉浇口，所述浇包旋转驱动轴连接中频炉旋转电机，所述模壳输送线上设置有传送带定位锥销，所述机器人包括熔模移动机器人和熔模浇铸机器人。

其进一步特征在于，所述模壳输送线上安装有红外接收装置和红外发射装置；

所述熔模移动机器人包括熔模移动机器人基座，所述熔模移动机器人基座上安装有熔模移动机器人大臂关节，所述熔模移动机器人大臂关节上安装有可转动的熔模移动机器人大臂，所述熔模移动机器人大臂通过熔模移动机器人大臂回转谐波减速器连接大臂回转驱动电机，所述熔模移动机器人大臂上安装有可转动的熔模移动机器人辅助臂，所述熔模移动机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机，所述熔模移动机器人辅助臂上安装有熔模移动机器人小臂，所述熔模移动机器人小臂通过熔模移动机器人小臂回转谐波减速器连接模壳移动机器人小臂回转驱动电机，所述熔模移动机器人小臂还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机，所述模壳移动机器人小臂上安装有可转动的模壳机械手执行臂，所述模壳机械手执行臂连接模壳机械手执行臂回转驱动电机和模壳机械手执行臂驱动电机，所述模壳机械手执行臂上安装有可转动的电控机械手液压缸，所述电控机械手液压缸的活塞杆连接机械手旋转驱动电机、缸体连接模壳机械手；

所述熔模浇铸机器人包括熔模浇铸机器人基座，所述熔模浇铸机器人基座上安装有熔模浇铸机器人大臂关节，所述熔模浇铸机器人大臂关节上安装有可转动的熔模浇铸机器人大臂，所述熔模浇铸机器人大臂通过熔模浇铸机器人大臂回转谐波减速器连接大臂回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人大臂上安装有可转动的熔模浇铸机器人辅助臂，所述熔模浇铸机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人辅助臂上安装有熔模浇铸机器人小臂，所述熔模浇铸机器人小臂通过熔模浇铸机器人小臂回转谐波减速器连接模壳移动机器人小臂回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人小臂还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机，所述模壳移动机器人小臂上安装有可转动的浇铸机器人执行臂，所述浇铸机器人执行臂连接所述浇铸机器人执行臂回转驱动电机，所述浇铸机器人执行臂包括浇铸机器人执行臂蜗杆外壳，所述浇铸机器人执行臂蜗杆外壳内设置有浇铸机器人执行臂蜗杆，所述浇铸机器人执行臂蜗杆一端连接浇包蜗杆旋转驱动电机、另一端连接浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮，所述浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮连接浇铸机械手蜗轮，所述浇铸机械手蜗轮连接浇包驱动主动齿轮，所述浇包驱动主动齿轮通过浇包驱动中间齿轮驱动浇包驱动执行齿轮，所述浇包驱动执行齿轮连接浇包一端，所述浇包另一端铰接于浇包回转支架上，所述浇包上设置有浇包口；

所述熔模浇铸机器人基座和熔模移动机器人基座上均安装有有3D激光发射装置。

采用本发明的结构后，通过熔模浇铸机器人带动浇包移至中频炉处自动将钢水倒入浇包内，熔模移动机器人抓取模壳，熔模浇铸机器人再控制浇包将钢水倒入模壳，自动完成了浇铸操作，提高了安全性，有效地避免现有的人工浇铸可能发生的人身事故及环境恶劣带来的人体损害。

附图说明

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明后面示意图；

图3为熔模浇铸（移动）机器人底座结构图；

图4 为熔模移动机器人右侧图；

图5 为熔模移动机器人左侧图；

图6 为熔模浇铸机器人正面图；

图7 为熔模浇铸机器人后面图；

图 8 为熔模浇铸机器人机械手结构图；

图 9 为中频炉结构图；

图10 为模壳及模壳定位系统示意图；

图11 为模壳传送线示意图；

图12 为熔模铸造自动浇铸系统工作原理图。

具体实施方式

见图1至图12所示，一种熔模铸造自动浇铸系统，其包括模壳输送线49，模壳输送线49侧部设置有熔模移动机器人、熔模浇铸机器人和浇铸机构，浇铸机构包括中频熔炼炉底座14，中频熔炼炉底座14上通过浇包旋转驱动轴10安装有中频熔炼炉11，中频熔炼炉11连接中频熔炼炉控制柜32，中频熔炼炉11包括中频炉33、中频熔炼炉炉膛12和中频熔炼炉浇口13，中频熔炼炉炉膛12，中频熔炼炉炉膛12内设置有中频熔炼炉线圈59，浇包旋转驱动轴10通过中频炉旋转变速箱34连接中频炉旋转电机35，模壳输送线49中的的模壳传送带47上设置有传送带定位锥销46，模壳传送带47连接模壳传送带48。模壳输送线49上安装有红外接收装置75和红外发射装置8。熔模移动机器人、熔模浇铸机器人均电控连接机器人操纵台43，机器人操纵台43上安装有机器人示教盒，机器人操纵台43安装于机器人操作控制室41内。

熔模移动机器人包括熔模移动机器人基座1，熔模移动机器人基座1上安装有熔模移动机器人大臂关节4，熔模移动机器人大臂关节4上安装有可转动的熔模移动机器人大臂6，熔模移动机器人大臂6通过熔模移动机器人大臂回转谐波减速器3连接大臂回转驱动电机2，熔模移动机器人大臂6上安装有可转动的熔模移动机器人辅助臂，熔模移动机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器52连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机40，熔模移动机器人辅助臂上安装有熔模移动机器人小臂39，熔模移动机器人小臂39通过熔模移动机器人小臂回转谐波减速器37连接小臂回转驱动电机38，熔模移动机器人小臂39还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机51，模壳移动机器人小臂39上安装有可转动的模壳机械手执行臂45，模壳机械手执行臂45连接执行臂回转驱动电机36和模壳机械手执行臂驱动电机44，模壳机械手执行臂44上安装有可转动的电控机械手液压缸50，电控机械手液压缸50的活塞杆连接机械手旋转驱动电机9、缸体连接模壳机械手7。

熔模浇铸机器人包括熔模浇铸机器人基座17，熔模浇铸机器人基座17上安装有熔模浇铸机器人大臂关节57，熔模浇铸机器人大臂关节57上安装有可转动的熔模浇铸机器人大臂20，熔模浇铸机器人大臂20通过熔模浇铸机器人大臂回转谐波减速器19连接大臂回转驱动电机21，熔模浇铸机器人大臂20上安装有可转动的熔模浇铸机器人辅助臂，熔模浇铸机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器21连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机22，熔模浇铸机器人辅助臂上安装有熔模浇铸机器人小臂25，熔模浇铸机器人小臂25通过熔模浇铸机器人小臂回转谐波减速器24连接小臂回转驱动电机38，熔模浇铸机器人小臂25还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机23，模壳移动机器人小臂25上安装有可转动的浇铸机器人执行臂，浇铸机器人执行臂连接执行臂回转驱动电机36，浇铸机器人执行臂包括浇铸机器人执行臂蜗杆外壳55，浇铸机器人执行臂蜗杆外壳55内设置有浇铸机器人执行臂蜗杆，浇铸机器人执行臂蜗杆一端通过浇铸机器人执行臂蜗杆驱动减速器54连接浇包蜗杆旋转驱动电机26、另一端连接浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮56，浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮56连接浇铸机械手蜗轮16，浇铸机械手蜗轮16连接浇包驱动主动齿轮27，浇包驱动主动齿轮27通过浇包驱动中间齿轮28驱动浇包驱动执行齿轮29，浇包驱动执行齿轮29连接浇包31一端，浇包31另一端铰接于浇包回转支架58上，浇包上设置有浇包口30；

熔模浇铸机器人基座上安装有第一3D激光发射装置5和熔模移动机器人基座上安装有第二3D激光发射装置18。

如图10所示，零件61下端设置有模壳定位锥销62，零件61支撑于零点坐标定位底座66上，零点坐标定位底座66正面开有定位底座上锥孔63，用于和模壳定位锥销62配合，反面开有定位底座下定位锥孔64，用于和传送带定位锥销46配合，零件61上设置有模壳浇口杯60和浇道65。

熔模移动机器人和熔模浇铸机器人的基座内结构相同，具体结构如下所述：当机器人大臂以上结构需要回转时，由机器人操作台发出编程指令，底座回转驱动电机76工作，带动小同步齿轮67转动，小同步齿轮67带动与之相连的大同步齿轮68转动，大同步齿轮68带动上承板72转动，随之带动安装在上支承架上的机器人大臂转动。当机器人大臂以上的结构需要升降时，由机器人操作台发出编程指令，大臂升降驱动电机70开始工作，带动丝杠旋转，丝杠带动下支承板、升降导向套73，上支承板72上下移动。进而带动其上的机器人大臂及其以上机构完成上下升降功能。其中69是固定支撑柱。

模壳移动过程如下所述：先将模壳零点坐标定位底座66放到浇铸线上模壳传送带47上的传送带定位锥销46上，然后将模壳15放到零点坐标定位底座66上的上定位锥孔63内，其它模壳的定位以类推。模壳定位完成后，由机器人操作台发出编程指令，机器人驱动熔模移动机器人大臂6、熔模移动机器人小臂39、熔模移动机器人辅助机械臂的电机联动，带动模壳机械手7移动到模壳浇口杯60的外面，此时机器人程序继续运行，发出指令，给电控液压缸50，液压缸工作，带动模壳机械手7夹紧臂模壳浇口杯60，机器人程序继续运行，模壳机械手7夹紧臂模壳浇口杯60后，移动到模壳传送带47上的模壳定位锥销46上，完成模壳料的移动。

自动浇铸过程：模壳传送带47上的模壳15向后传动，到达浇铸定位点后，浇铸定位侧部侧的红外线发射装置8和红外接收装置75开始工作，控制模壳传动带47停止，此时自动浇包按照模拟完成的示教路线，移动到中频熔炼炉11浇口下，中频熔炼炉11的中频熔炼炉炉膛12将钢水倒入浇包31中，进入自动浇铸过程：

浇铸机器人此时进入寻找待浇铸模壳浇口杯位置的程序：第一种定位：将第二3D激光坐标定位装置18打开，由第二3D激光发射装置18发射激光到模壳零点坐标定位底座66外圆上，激光反射到激光接收器中，通过数据线将激光信息发送给操控计算机，经计算机分析计算后得到定位底座66的零点坐标定位坐标数字。有了零点坐标数字，以此点为编程零点坐标，对浇铸机械手的移动路线进行编程。

第二种定位：将示教盒上的操作方式定到示教模式，新建程序或选择已编辑好程序，通过示教盒控制机器人将浇铸机械手移动到模壳浇口杯上适当的位置，按下示教记忆键，保存定位信息。

模壳定位浇口杯定位完成后，由机器人操作台发出指令，浇铸机器人驱动浇铸机器人大臂20、浇铸机器人小臂25、浇铸机器人浇包蜗杆旋转驱动电机26联动，带动浇铸机器人浇包蜗杆56旋转，浇包驱动主动齿轮27，浇包驱动中间齿轮28，浇包驱动执行齿轮29转动，带动浇包31按模拟转动固定量的角度，将浇包中的钢水定量倒入模壳15中，完成浇铸过程。

Claims (5)

1.一种熔模铸造自动浇铸系统，其包括模壳输送线，所述模壳输送线侧部设置有机器人，其特征在于，其还包括浇铸机构，所述浇铸机构包括中频熔炼炉底座，所述中频熔炼炉底座上通过浇包旋转驱动轴安装有中频炉，所述中频炉包括中频熔炼炉炉膛和中频熔炼炉浇口，所述浇包旋转驱动轴连接中频炉旋转电机，所述模壳输送线上设置有传送带定位锥销，所述机器人包括熔模移动机器人和熔模浇铸机器人。

2.根据权利要求1所述的一种熔模铸造自动浇铸系统，其特征在于，所述模壳输送线上安装有红外接收装置和红外发射装置。

3.根据权利要求1所述的一种熔模铸造自动浇铸系统，其特征在于，所述熔模移动机器人包括熔模移动机器人基座，所述熔模移动机器人基座上安装有熔模移动机器人大臂关节，所述熔模移动机器人大臂关节上安装有可转动的熔模移动机器人大臂，所述熔模移动机器人大臂通过熔模移动机器人大臂回转谐波减速器连接大臂回转驱动电机，所述熔模移动机器人大臂上安装有可转动的熔模移动机器人辅助臂，所述熔模移动机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机，所述熔模移动机器人辅助臂上安装有熔模移动机器人小臂，所述熔模移动机器人小臂通过熔模移动机器人小臂回转谐波减速器连接模壳移动机器人小臂回转驱动电机，所述熔模移动机器人小臂还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机，所述模壳移动机器人小臂上安装有可转动的模壳机械手执行臂，所述模壳机械手执行臂连接模壳机械手执行臂回转驱动电机和模壳机械手执行臂驱动电机，所述模壳机械手执行臂上安装有可转动的电控机械手液压缸，所述电控机械手液压缸的活塞杆连接机械手旋转驱动电机、缸体连接模壳机械手。

4.根据权利要求1所述的一种熔模铸造自动浇铸系统，其特征在于，所述熔模浇铸机器人包括熔模浇铸机器人基座，所述熔模浇铸机器人基座上安装有熔模浇铸机器人大臂关节，所述熔模浇铸机器人大臂关节上安装有可转动的熔模浇铸机器人大臂，所述熔模浇铸机器人大臂通过熔模浇铸机器人大臂回转谐波减速器连接大臂回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人大臂上安装有可转动的熔模浇铸机器人辅助臂，所述熔模浇铸机器人辅助臂通过模壳移动机器人辅助臂上下回转谐波减速器连接模壳移动机器人辅助臂上下回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人辅助臂上安装有熔模浇铸机器人小臂，所述熔模浇铸机器人小臂通过熔模浇铸机器人小臂回转谐波减速器连接模壳移动机器人小臂回转驱动电机，所述熔模浇铸机器人小臂还连接模壳移动机器人小臂翻转驱动电机，所述模壳移动机器人小臂上安装有可转动的浇铸机器人执行臂，所述浇铸机器人执行臂连接所述浇铸机器人执行臂回转驱动电机，所述浇铸机器人执行臂包括浇铸机器人执行臂蜗杆外壳，所述浇铸机器人执行臂蜗杆外壳内设置有浇铸机器人执行臂蜗杆，所述浇铸机器人执行臂蜗杆一端连接浇包蜗杆旋转驱动电机、另一端连接浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮，所述浇铸机器人执行臂蜗杆齿轮连接浇铸机械手蜗轮，所述浇铸机械手蜗轮连接浇包驱动主动齿轮，所述浇包驱动主动齿轮通过浇包驱动中间齿轮驱动浇包驱动执行齿轮，所述浇包驱动执行齿轮连接浇包一端，所述浇包另一端铰接于浇包回转支架上，所述浇包上设置有浇包口。

5.根据权利要求1所述的一种熔模铸造自动浇铸系统，其特征在于，所述熔模浇铸机器人基座和熔模移动机器人基座上均安装有有3D激光发射装置。