CN101279357A - 一种基于工业机器人的砂型铣削方法 - Google Patents

一种基于工业机器人的砂型铣削方法 Download PDF

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单忠德
李新亚
董晓丽
刘丰
战丽
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings

Abstract

本发明涉及一种采用工业机器人进行普通砂型铣削加工的方法,属于铸造、数控加工和工业机器人的交叉技术领域。本发明方法的步骤为:根据待加工的砂型形状,选择刀具和规划铣削路径,并根据工业机器人的运动模型,将生成的NC代码转化为机器人的控制代码,实现机器人加工过程中的姿态控制,进行砂块铣削,最后对加工完的砂块进行后处理。与现有的传统铸型加工方法相比,本发明加工方法省去模具制造环节,减少了加工工序,缩短了生产周期,降低了生产成本;与基于机床的砂型铣削加工方法相比,本发明加工方法具有更大的加工范围和更高的加工柔性,尤其是没有需要进行严密防砂保护的运动导轨。本发明方法特别适用于大型砂型的单件小批量的加工制造。

Description

一种基于工业机器人的砂型铣削方法技术领域本发明涉及一种采用工业机器人进行普通砂型铣削加工的方法,属于铸造、数控加工和 工业机器人的交叉技术领域。背景技术铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一,是机械工业重要的基础工艺。随着市场全球 化以及竞争的不断加剧,产品更新换代的速度不断加快,单件、小批量铸件的需求越来越多, 单件、小批量尤其是大型铸件的砂型制造工艺生产要求生产周期短,制造手段更加具有柔性。 然而我国绝大部分厂家仍沿用传统的木模翻砂工艺,不仅制造周期长,生产成本高,而且资 源消耗大。为了解决这一问题,提出了基于工业机器人的砂型铣削加工方法,采用工业机器 人配合专用刀具直接对砂块进行铣削加工。目前,铸型的生产方式有三种:传统砂型制造、快速成形砂型制造和基于数控机床的砂 型加工。传统砂型制造需要根据铸件加工木模,再进行砂箱翻砂得到铸造砂型。快速成形砂 型制造应用的是基于离散-堆积成形原理,其基本过程如下:首先将砂型的数字模型按Z向分 层形成一系列的层片;再根据层片轮廓信息,每铺一层型砂选择性的喷射黏结剂或者进行激 光烧结;层层堆积,形成三维砂型。基于数控机床的砂型加工就是采用数控机床根据NC编 程进行砂块的数控切削并最终得到砂型。传统木模砂型制造适于大批量铸件的生产,由于木模加工周期长、成本高,难以制造出 高精度、表面质量好的铸型,不能满足单件、小批量的加工要求。利用快速成形技术制造砂 型存在以下不足:逐层加工,加工效率低,不适于大型铸型的加工;粘结剂或激光烧结将砂 粒粘结在一起形成内表面密实的铸型,透气性差,铸件容易产生缺陷;分层加工,在加工一 些复杂面时会产生台阶效应。采用数控机床进行砂型切削存在以下不足:砂型铣削是形腔内 表面加工,对数控机床的加工柔性提出了较高的要求;对于大型铸件,需要采用大型数控加 工机床,增加了设备成本;切削加工过程中产生飞砂,精密移动导轨需要进行严密保护。针对现有铸型制造技术的不足,本发明提出了一种基于工业机器人的砂型加工方法,采 用该方法可以完全不用模具,制造出各种形状的铸件砂型,提高加工范围,縮短生产周期, 解决数控机床切削铸型的排砂问题。发明内容本发明提出了基于工业机器人的砂型铣削方法,为解决砂型制造问题提供了更加先进、 更加灵活的手段,尤其适用于单件、小批量、大型铸件的砂型制造。本发明是一种用于砂型制造的工业机器人砂型铣削加工方法,该方法包括如下步骤:a) 根据铸件图,构建零件三维实体模型,反推出铸型型腔;b) 在模拟仿真软件中,设置浇注系统,并分型;C)进行数控加工参数的设定与修改,包括:刀具选择、路径规划、切削参数设定等并生 成NC代码;d) 根据工业机器人的运动模型,将生成NC代码转化为机器人驱动代码;e) 将预先固化成形的砂块固定在工作台上;f) 根据驱动代码控制机器人运动姿态,进行砂型铣削加工;g) 对加工完的砂型进行后处理。所述的工业机器人砂型铣削加工方法中工作台能够配合工业机器人绕水平轴线进行一定 角度的旋转提高砂型的加工能力。所述的工业机器人砂型铣削加工方法中铣削路径规划要生成机器人连续行走路线,减小 路径规划中折线段的出现。所述的工业机器人砂型铣削加工方法中铣削中工业机器人运动自由度为3~5,重复定位 精度小于士0.1mm。所述的工业机器人砂型铣削加工方法中的砂型铣削,在砂型铣削过程中,工作台的绕轴 转动以及机器人端部增加排砂系统能够将铣削过程中产生的废砂及时清理。本发明基于工业机器人的砂型铣削方法与现有铸型传统制造方法、快速成形制造方法和 数控机床铣削方法相比具有以下优点:1. 高效、快速,与传统工艺相比,本方法省去了木模制造环节;与快速成形机相比,可 以实现高速切削。2. 加工出的铸型铸造性能良好。与快速成形相比,加工过程中不存在选择性粘结或烧结 造成的局部过于密实的问题。3. 加工柔性高,对密封要求低。与基于机床的砂型铣削加工方法相比,本发明加工方法具有更大的加工范围和更高的加工柔性,尤其是没有需要进行严密防砂保护的运动导轨。 附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1为基于工业机器人进行砂型铣削的加工示意图。 图2为基于工业机器人进行砂型铣削的加工流程图。具体实施方式下面结合附图l、 2对本发明做详细说明,但不作为对本发明的限定。具体步骤如下:(1) 利用三维软件建立零件的三维实体模型,并根据实体模型反推出需要切削的铸型形腔;(2) 根据铸件的性能要求,选用粒度为70/100目的原砂、粘结剂、硬化剂、添加剂等 混制出待用的型砂,将混好的型砂(4)填入型砂砂箱(6)中固化成形;(3) 将型砂砂箱安装在工作台(5)上;(4) 根据加工的砂型内腔形状,选择刀具(3)和规划铣削路径、设定加工参数,并生 成NC代码;(5) 根据工业机器人的运动模型,将NC代码转化为机器人驱动代码;(6) 根据驱动代码控制机器人(1)运动姿态,进行砂型铣削加工;(7) 对加工完的砂型进行后处理。在铣削过程中使被加工的砂箱(6)可以配合加工机器人(1)绕工作台水平轴(6)进行 一定角度的旋转。在砂型铣削过程中可以通过工作平台(5)的转动或者在机器人(1)端部 增加排砂系统(2)实现铣削过程中产生的废砂及时清理。

Claims (5)

1. 一种基于工业机器人砂型铣削加工方法,其特征在于,该方法包括如下步骤: a)根据铸件图,构建零件三维实体模型,反推出铸型型腔; b)在模拟仿真软件中,设置浇注系统,并分型; c)进行数控加工参数的设定与修改,包括:刀具选择、路径规划、切削参数设定等并生成NC代码; d)根据工业机器人的运动模型,将生成的NC代码转化为机器人驱动代码; e)将预先固化成形的砂块固定在工作台上; f)根据驱动代码控制机器人运动姿态,进行砂型铣削加工; g)对加工完的砂型进行后处理。
2. 根据权利要求1中所述的工业机器人砂型铣削加工方法,其特征在于,在铣削过程中, 工作台能够配合工业机器人绕水平轴线进行一定角度的旋转。
3. 根据权利要求1中所述的工业机器人砂型铣削加工方法,其特征在于,铣削路径规划 要生成机器人连续行走路线,减小路径规划中折线段的出现。
4. 根据权利要求1中所述的工业机器人砂型铣削加工方法,其特征在于,铣削中工业机 器人运动自由度为3〜5,重复定位精度小于土0.1mm。
5. 根据权利要求1中所述的工业机器人砂型铣削加工方法,其特征在于,在砂型铣削过 程中,工作台的绕轴转动以及机器人端部增加排砂系统能够将铣削过程中产生的废砂及时清 理。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010075716A1 (zh) * 2008-12-30 2010-07-08 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种大中型砂型的数字化加工方法及其设备
WO2011017864A1 (zh) * 2009-08-12 2011-02-17 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种自适应铸型制造方法
CN101439390B (zh) * 2008-12-30 2011-03-16 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种石膏制模的数字化加工方法
CN102211290A (zh) * 2011-05-19 2011-10-12 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种用于铸型加工排砂吸尘的方法及装置
WO2011131074A1 (zh) * 2010-04-20 2011-10-27 机械科学院研究总院先进制造技术研究中心 一种基于坎合结构的无模组装造型方法
CN102489675A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
CN102773420A (zh) * 2012-08-20 2012-11-14 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种砂型的组合模具造型方法
WO2012155348A1 (zh) * 2011-05-17 2012-11-22 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
WO2012155350A1 (zh) * 2011-05-16 2012-11-22 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造型芯成形机
WO2013071479A1 (zh) * 2011-11-14 2013-05-23 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
CN103862353A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 重庆大学 数控抛光机
CN104889321A (zh) * 2015-05-28 2015-09-09 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种多机器人联动进行砂型加工的方法
CN105478868A (zh) * 2016-01-28 2016-04-13 上海交通大学 带有六维力传感器的机器人铣削加工系统
CN106694803A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 广西玉柴机器股份有限公司 一种增加大型快速成形砂型强度的方法

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010075716A1 (zh) * 2008-12-30 2010-07-08 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种大中型砂型的数字化加工方法及其设备
US8469080B2 (en) 2008-12-30 2013-06-25 Advanced Manufacture Technology Center China Academy Of Machinery Science And Technology Digital processing method and device of large or medium-size sand mold
CN101439390B (zh) * 2008-12-30 2011-03-16 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种石膏制模的数字化加工方法
AU2009335539B2 (en) * 2008-12-30 2013-01-17 Advanced Manufacture Technology Center, China Academy Of Machinery Science And Technology Digital processing method and device of large or medium-size sand mold
JP2012510372A (ja) * 2008-12-30 2012-05-10 ▲機▼械科学研究▲総▼院先▲進▼▲製▼造技▲術▼研究中心 大・中型の砂型のデジタル化加工方法及びその設備
KR101334559B1 (ko) 2009-08-12 2013-11-28 어드밴스드 매뉴팩츄어 테크놀로지 센터, 차이나 아카데미 오브 머시너리 사이언스 앤드 테크놀로지 주형 적응형 제조방법
WO2011017864A1 (zh) * 2009-08-12 2011-02-17 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种自适应铸型制造方法
AU2009351005B2 (en) * 2009-08-12 2013-02-21 Advanced Manufacture Technology Center, China Academy Of Machinery Science & Technology Adaptive production method for mould
AU2011242313B2 (en) * 2010-04-20 2013-08-08 Advanced Manufacture Technology Center, China Academy Of Machinery Science & Technology Molding method for patternless casting assembly based on bumpy ridge structure
WO2011131074A1 (zh) * 2010-04-20 2011-10-27 机械科学院研究总院先进制造技术研究中心 一种基于坎合结构的无模组装造型方法
WO2012155350A1 (zh) * 2011-05-16 2012-11-22 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造型芯成形机
WO2012155348A1 (zh) * 2011-05-17 2012-11-22 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
US9114453B2 (en) 2011-05-17 2015-08-25 Advanced Manufacture Technology Center, China Academy Of Machinery Science & Technology Forming machine without pattern casting
CN102211290A (zh) * 2011-05-19 2011-10-12 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种用于铸型加工排砂吸尘的方法及装置
CN102211290B (zh) * 2011-05-19 2015-09-16 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种用于铸型加工排砂吸尘的方法及装置
EP2781281A4 (en) * 2011-11-14 2015-12-02 Advanced Mft Tech Ct Cn Camst FREE CASTING AND MOLDING MACHINE
CN102489675A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
US9144838B2 (en) 2011-11-14 2015-09-29 Advanced Manufacture Technology Center, China Academy Of Machinery Science & Technology Forming machine without pattern casting
WO2013071479A1 (zh) * 2011-11-14 2013-05-23 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 无模铸造成形机
CN102773420A (zh) * 2012-08-20 2012-11-14 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种砂型的组合模具造型方法
CN102773420B (zh) * 2012-08-20 2016-01-20 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种砂型的组合模具造型方法
CN103862353A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 重庆大学 数控抛光机
CN104889321A (zh) * 2015-05-28 2015-09-09 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种多机器人联动进行砂型加工的方法
CN105478868A (zh) * 2016-01-28 2016-04-13 上海交通大学 带有六维力传感器的机器人铣削加工系统
CN106694803A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 广西玉柴机器股份有限公司 一种增加大型快速成形砂型强度的方法

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