CN102886512A - 一种自动去除浇口的装置和方法 - Google Patents

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本发明涉及一种自动去除浇口的装置和方法，在自动生产线上去除工件在浇铸时产生的浇口,包括带有倾角的工作台、工件卡头、定位头、冲锤、光栅传感器；使用光栅传感器探测工作台上是否有工件存在，使用机械手将工件放置在工作台上，使用定位头将工件在工作台上定位，工件卡头将工件卡紧在工作台上，使用冲锤冲压并去除工件的浇口；去除浇口的工件由输送带送到下一工序。本发明的有益效果是：产品去除浇口后断裂面一致性高，利于后续加工工序，机器人可稳定控制操作过程，与人工去除方式比较具有更高工作效率及安全性。使用自动化去除浇口装置有利于实现产品加工的全程自动化。

Description

一种自动去除浇口的装置和方法
技术领域
本发明属于有色金属铸造机械，尤其涉及一种自动去除浇口的装置和方法。
背景技术
金属铸件在浇铸成形后会留有一段金属浇口连接在铸件上，在对铸件的处理工程中需要安排去除浇口的工序；现有的方法包括人工锤击去除浇口，使用风铲去除浇口，使用电锯去除浇口；这些方法均存在一些缺陷。如使用人工锤击和风铲的方法容易发生铸件变形，尤其对于薄壁铝质铸件风险更高，且去除浇口后的工件其浇口残留量大小不一；使用电锯去除浇口会有较大的浇口残留量，影响到之后的机加工工序，同时电锯还会产生出高噪声。
发明内容
本发明的目的是提出一种自动去除浇口的装置和方法，使铸件浇口去除效果好，铸件不变形，提高生产效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自动去除浇口的装置，包括机架、放置工件的工作台、工件卡头、定位头、冲锤、光栅传感器；所述机架支撑一个带有倾角的所述工作台；用于定位工件的所述定位头安装在工作台上；所述工件卡头位于工作台上方，工件卡头可沿垂直于工作台台面的方向运动将工件压紧在工作台上；所述冲锤位于工作台的侧上方，冲锤可沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧朝向工件浇口的部位运动；所述光栅传感器安装在机架上，光栅传感器的安装高度与工作台上放置的工件位置等高；在有倾角的工作台低端一侧的下方设有一条传送工件至下一工序的输送带。
所述机架包括底座、立柱、斜支柱、斜支承框架、气缸座，所述底座由地脚螺栓固定在工作间地面上，所述立柱垂直焊接在底座上，所述斜支柱通过法兰连接在立柱上端，斜支柱与水平面成40°至50°夹角，所述斜支承框架是半边开放的框架形，斜支承框架通过法兰安装在斜支柱的侧壁上，斜支承框架的框架平面与斜支柱的边形成直角，所述气缸座安装在斜支承框架的上框架上；所述工作台安装在所述机架的斜支柱的倾斜面上，工作台与水平面成40°至50°夹角；在所述气缸座中部安装有卡头气缸，所述工件卡头安装在所述卡头气缸的气缸杆的头部，工件卡头由卡头气缸推动向工作台的中心部位运动；在气缸座侧边安装有冲锤气缸，所述冲锤安装在所述冲锤气缸的气缸杆的头部，冲锤气缸推动冲锤运动；在有倾角的工作台高端的下方设有定位气缸，所述定位头安装在所述定位气缸的气缸杆的头部，定位气缸推动定位头沿垂直于工作台台面的方向向工作台上方运动。
所述冲锤和所述冲锤气缸为一套，一套所述冲锤和所述冲锤气缸安装在位于所述工作台一侧的机架上。
所述冲锤和所述冲锤气缸也可以为两套，两套所述冲锤和所述冲锤气缸安装在位于所述工作台相对两侧的机架上。
所述冲锤的形状是长方体或圆盘形或圆柱形。
一种自动去除浇口的方法，所述方法是基于所述自动去除浇口的装置的去除浇口的方法，当所述光栅传感器探测到所述工作台上没有工件时，机器人操作机械手将一工件放置到工作台上，所述定位气缸推动所述定位头由工作台台面向上伸出，使工件定位，所述卡头气缸推动所述工件卡头向下运动将工件压紧在工作台上，机械手退回到安全位置，机器人操作所述冲锤气缸推动所述冲锤沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧冲压并去除浇口，工件浇口被去除后，冲锤气缸带动冲锤复位，定位气缸带动定位头复位，卡头气缸带动卡头复位并松开工件，工件在自身重力的作用下沿倾斜的工作台台面滑落到输送带上，传送到下一工序。
所述工作台的倾斜角度为40°至50°，所述冲锤的冲击力为1.8kN至2.2kN；冲锤的质量大于2.5kg；冲锤的运动速度大于120mm/s。
本发明的有益效果是：克服现有技术中人工去除浇口残留过多，  工件容易变形以及加工质量不稳定的缺点，产品去除浇口后断裂面一致性高，产品质量好，利于后续加工工序，机器人可稳定控制操作过程，与人工去除方式比较具有更高工作效率及安全性。使用自动化去除浇口装置有利于实现产品加工的全程自动化。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1是本发明立体结构图；
图2是本发明带有浇口的工件示意图；
图3是本发明浇口去除示意视图；
图4是本发明工件送出示意视图。
具体实施方式
实施例一，
如图1、图2，一种自动去除浇口的装置，在自动生产线上去除工件在浇铸时产生的浇口,包括机架1、放置工件2的工作台3、工件卡头4、定位头5、冲锤6、光栅传感器7；其特征在于，所述机架支撑一个带有倾角的所述工作台；用于定位工件的所述定位头安装在工作台上；所述工件卡头位于工作台上方，工件卡头可沿垂直于工作台台面的方向运动将工件压紧在工作台上；所述冲锤位于工作台的侧上方，冲锤可沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧朝向工件浇口的部位运动；所述光栅传感器安装在机架上，光栅传感器的安装高度与工作台上放置的工件位置等高；在有倾角的工作台低端一侧的下方设有一条传送工件至下一工序的输送带8。
所述机架包括底座1-1、立柱1-2、斜支柱1-3、斜支承框架1-4、气缸座1-5，所述底座由地脚螺栓1-6固定在工作间地面上，所述立柱垂直焊接在底座上，所述斜支柱通过法兰连接在立柱上端，斜支柱与水平面成40°至50°夹角，本实施例是45°夹角，所述斜支承框架是半边开放的框架形，斜支承框架通过法兰安装在斜支柱的侧壁上，斜支承框架的框架平面与斜支柱的边形成直角，所述气缸座安装在斜支承框架的上框架上；所述工作台安装在所述机架的斜支柱的倾斜面上，工作台与水平面成40°至50°夹角，本实施例是45°夹角；在所述气缸座中部安装有卡头气缸4-1，所述工件卡头安装在所述卡头气缸的气缸杆的头部，工件卡头由卡头气缸推动向工作台的中心部位运动；在气缸座侧边安装有冲锤气缸6-1，所述冲锤安装在所述冲锤气缸的气缸杆的头部，冲锤气缸推动冲锤运动；在有倾角的工作台高端的下方设有定位气缸5-1，所述定位头安装在所述定位气缸的气缸杆的头部，定位气缸推动定位头沿垂直于工作台台面的方向向工作台上方运动。
所述冲锤和所述冲锤气缸为两套，两套所述冲锤和所述冲锤气缸安装在位于所述工作台相对两侧的机架上。所述冲锤的形状是长方体。
本实施例中所述自动去除浇口的装置的主要参数为：
所述机架的框架材料采用GB/T3094-2000 80mm×80mm Q235矩形钢管。
所述工作台的倾斜角度为45°，工作台台面的尺寸为横向320mm，纵向500mm，工件的底支承面被包容在工作台台面之内，工作台使用的材质为45#碳素结构钢；
所述冲锤的冲击力为1.8kN至2.2kN，本实施例为1.8kN；冲锤的质量大于2.5kg，本实施例为3.5kg；冲锤的运动速度大于120mm/s，本实施例为150mm/s，冲锤是尺寸为300mm×50mm×30mm的长方体，冲锤的材质为45#碳素结构钢，经淬火加回火硬度至HRC45；
所述光栅传感器为Omron E3Z-R61回归反射型光栅传感器；
所述卡头气缸的缸径为63mm，活塞行程400mm；
所述定位气缸的缸径为32mm，活塞行程50mm；
所述冲锤气缸为Rexxroth型气缸，缸径为63mm，活塞行程400mm，活塞运动速度150mm/s，最大气源压力1mPa；
自动去除浇口的装置使用的压缩空气的气源压力为0.6mPa。
实施例二
一种自动去除浇口的方法，所述方法是基于实施例一所述自动去除浇口的装置的去除浇口的方法。
如图3，当所述光栅传感器7探测到所述工作台3上没有工件时，机器人操作机械手（图中未画出）将一工件2放置到工作台上，所述定位气缸5-1推动所述定位头5由工作台台面向上伸出，使工件定位，所述卡头气缸4-1推动所述工件卡头4向下运动将工件压紧在工作台上，机械手退回到安全位置，机器人操作两支所述冲锤气缸6-1推动两个所述冲锤6沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧冲压并去除工件浇口2-1；如图4，工件浇口被去除后，冲锤气缸带动冲锤复位，定位气缸带动定位头复位，卡头气缸带动卡头复位并松开工件，工件在自身重力的作用下沿倾斜的工作台台面滑落到输送带8上，传送到下一工序，被冲压去除的浇口落入浇口回收箱9。
所述工件为铝质压铸工件，工件两侧有浇口，工件左侧浇口与工件连接处的面积17平方厘米，工件右侧浇口与工件连接处的面积3平方厘米，工件底支承面的横向尺寸为316mm；
所述机器人为ABB IRC5 M2004 工业机器人；
所述输送带的运行速度为30米/分。
上述实施例克服现有技术中人工去除浇口残留过多，工件容易变形以及加工质量不稳定的缺点，产品去除浇口后断裂面一致性高，产品质量好，利于后续加工工序，机器人可稳定控制操作过程，与人工去除方式比较具有更高工作效率及安全性。使用自动化去除浇口装置有利于实现产品加工的全程自动化。

Claims (7)

1.一种自动去除浇口的装置，包括机架、放置工件的工作台、工件卡头、定位头、冲锤、光栅传感器；其特征在于，所述机架支撑一个带有倾角的所述工作台；用于定位工件的所述定位头安装在工作台上；所述工件卡头位于工作台上方，工件卡头可沿垂直于工作台台面的方向运动将工件压紧在工作台上；所述冲锤位于工作台的侧上方，冲锤可沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧朝向工件浇口的部位运动；所述光栅传感器安装在机架上，光栅传感器的安装高度与工作台上放置的工件位置等高；在有倾角的工作台低端一侧的下方设有一条传送工件至下一工序的输送带。
2.根据权利要求1所述的一种自动去除浇口的装置，其特征在于，所述机架包括底座、立柱、斜支柱、斜支承框架、气缸座，所述底座由地脚螺栓固定在工作间地面上，所述立柱垂直焊接在底座上，所述斜支柱通过法兰连接在立柱上端，斜支柱与水平面成40°至50°夹角，所述斜支承框架是半边开放的框架，斜支承框架通过法兰安装在斜支柱的侧壁上，斜支承框架的框架平面与斜支柱的边形成直角，所述气缸座安装在斜支承框架的上框架上；所述工作台安装在所述机架的斜支柱的倾斜面上，工作台与水平面成40°至50°夹角；在所述气缸座中部安装有卡头气缸，所述工件卡头安装在所述卡头气缸的气缸杆的头部，工件卡头由卡头气缸推动向工作台的中心部位运动；在气缸座侧边安装有冲锤气缸，所述冲锤安装在所述冲锤气缸的气缸杆的头部，冲锤气缸推动冲锤运动；在有倾角的工作台高端的下方设有定位气缸，所述定位头安装在所述定位气缸的气缸杆的头部，定位气缸推动定位头沿垂直于工作台台面的方向向工作台上方运动。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种自动去除浇口的装置，其特征在于，所述冲锤和所述冲锤气缸为一套，一套所述冲锤和所述冲锤气缸安装在位于所述工作台一侧的机架上。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种自动去除浇口的装置，其特征在于，所述冲锤和所述冲锤气缸为两套，两套所述冲锤和所述冲锤气缸安装在位于所述工作台相对两侧的机架上。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的一种自动去除浇口的装置，其特征在于，所述冲锤的形状是长方体或圆盘形或圆柱形。
6.一种自动去除浇口的方法，所述方法是基于权利要求1所述自动去除浇口的装置的去除浇口的方法，其特征在于，当所述光栅传感器探测到所述工作台上没有工件时，机器人操作机械手将一工件放置到工作台上，所述定位气缸推动所述定位头由工作台台面向上伸出，使工件定位，所述卡头气缸推动所述工件卡头向下运动将工件压紧在工作台上，机械手退回到安全位置，机器人操作所述冲锤气缸推动所述冲锤沿垂直于工作台台面的方向在工作台外侧冲压并去除浇口，工件浇口被去除后，冲锤气缸带动冲锤复位，定位气缸带动定位头复位，卡头气缸带动卡头复位并松开工件，工件在自身重力的作用下沿倾斜的工作台台面滑落到输送带上，传送到下一工序。
7.根据权利要求6所述的一种自动去除浇口的方法，其特征在于，所述工作台的倾斜角度为40°至50°，所述冲锤的冲击力为1.8kN至2.2kN；冲锤的质量大于2.5kg；冲锤的运动速度大于120mm/s。
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