CN103752772A - 一种造型线下芯工位上砂箱定位装置及方法 - Google Patents

一种造型线下芯工位上砂箱定位装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种造型线下芯工位上砂箱定位装置，包括：设置在轨道的下方的下芯台，升降油缸推动下芯台支撑砂箱小车运动；Y轴定位组件，下芯台的两侧沿轨道设有向上延伸的第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁上设有水平的定位油缸，定位油缸推动砂箱沿Y轴方向运动；X轴定位组件，其包括形成于定位油缸的活塞端部的定位销和设置在砂箱侧面上的销套孔，定位销插入销套孔内；Z轴定位组件，其包括基座上的定位座，且多个定位座的底面处于同一个水平面上，砂箱的顶面通过顶推组件的顶推与定位座的底面抵靠，本发明还提供了一种定位方法。在顶推机构的辅助下，X、Y、Z轴定位组件相互配合完成了砂箱的精确定位，为下芯提供了良好的定位条件。

Description

一种造型线下芯工位上砂箱定位装置及方法
技术领域
本发明涉及铸造领域，特别涉及一种造型线下芯工位上砂箱定位装置及方法。
背景技术
在铸造工艺中，砂箱小车将砂箱下型腔运输到下芯工位上后，通过下芯机或吊夹具把砂芯放入砂箱下型腔中，随后砂箱下型腔流转至合箱工位，通过合箱机将带有砂芯的砂箱下型腔与上型腔进行合箱，然后进行浇铸、冷却等工序。
现有技术中，在下芯工位上，通过造型线上的止推机构定位砂箱小车，并通过砂箱小车上的销钉和与其适配的位于砂箱底面的销套进行配合将砂箱小车与砂箱进行定位，在下芯时砂箱底面的销套也用于定位砂芯。由于存在多次定位基准的转换，并且受到砂箱小车加工精度、砂箱与砂箱小车接触面的洁净度等因素，定位精度较差，最大偏差可达到2.5mm，并且这样的定位方式使得型腔分开面的平面度较低，难以实现机器人下芯。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过在轨道下方设置下芯台和基座，并在下芯台和基座的侧壁上设置用于顶推砂箱小车以及在X、Y、Z三个方向的定位组件完成砂箱小车和砂箱的精确定位。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种造型线下芯工位上砂箱定位装置，包括：顶推组件，其包括升降油缸和与砂箱小车运动的轨道垂直的下芯台，下芯台设置在轨道的下方，升降油缸固定在基座上，升降油缸的活塞推动下芯台支撑砂箱小车上下运动；Y轴定位组件，下芯台的一侧沿轨道对称设有向上延伸的第一侧壁，且下芯台的另一侧设有向上延伸的与砂箱的中心轴同轴的第二侧壁，第二侧壁上设有水平的定位油缸，定位油缸的活塞推动砂箱沿Y轴方向运动；X轴定位组件，其包括定位销和销套孔，定位销形成于定位油缸的活塞端部，销套孔设置在砂箱的面对定位油缸的侧面上，砂箱抵靠在第一侧壁的侧面上时，定位销插入销套孔内；Z轴定位组件，其包括定位座，基座上的两侧沿轨道分别设有对称的第三侧壁，定位座可拆卸地固定设置在第三侧壁的顶端，且多个定位座的底面处于同一个水平面上，砂箱的顶面通过顶推组件的顶推与定位座的底面抵靠。在顶推机构的辅助下，X轴定位组件、Y轴定位组件和Z轴定位组件相互配合完成了砂箱小车和砂箱的精确定位，为下芯提供了良好的定位条件。
上述技术方案中，第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮，砂箱导向轮与砂箱抵靠。相比于手动调节砂箱小车，通过导向轮的转动调节砂箱小车的位置更容易控制。
上述技术方案中，下芯台的底部沿X轴方向对称设有第一导向孔和第二导向孔，基座上在与第一导向孔和第二导向孔相应的位置处设有适配的第一导向杆和第二导向杆。在导向杆的导向下下芯台的运动更准确，为砂箱的定位提供更精确的位置。
上述技术方案中，第一导向孔的横截面为正方形或长方形，且第二导向孔的横截面为圆形。不同形状的一组导向孔可提高导向的精度。
上述技术方案中，砂箱小车的顶面上设有与轨道垂直的定位凸棱，砂箱的底面设有与定位凸棱适配的凹槽。定位凸棱和凹槽的设置使得砂箱无法相对于砂箱小车在X轴方向上移动，同时为Y轴定位提供导向。
本发明还提供了造型线下芯工位上砂箱定位方法，其特征在于，包括如下步骤：通过顶推组件推动下芯台，使下芯台与轨道脱离；通过定位油缸水平推动砂箱，使砂箱夹紧在下芯台的第一侧壁和定位油缸的活塞端部之间完成Y轴定位；将定位油缸的活塞端部设置的定位销插入砂箱的销套孔内完成X轴定位；通过顶推组件推动下芯台，使砂箱的顶面抵靠在设置在基座上的定位座的底面上，砂箱夹紧在顶推组件和定位座之间完成Z轴定位。相对于现有技术，本发明为砂箱小车在X、Y、Z轴三个方向的定位，不会出现任何相对运动，为下芯提供了精确的位置基础
上述技术方案中，X轴定位包括通过转动第一侧壁上的砂箱导向轮带动砂箱小车微动，以使销套孔对准定位销的步骤。砂箱导向轮可方便准确地微调砂箱的销套孔与定位销的相对位置，方便X轴的准确定位。
附图说明
图1是本发明的造型线下芯工位上砂箱定位装置的主视图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明的造型线下芯工位机构图。
结合附图在其上标记以下附图标记：
1-砂箱，11-砂箱导向面，12-水平止推面，13-销套孔，2-砂箱小车，21-定位凸棱，3-下芯台，31-第一导向孔，32-第二导向孔，33-砂箱导向轮，34-第一侧壁，35-第二侧壁，41-第一导向杆，42-第二导向杆，5-升降油缸，6-基座，61-定位座，62-第三侧壁，7-定位油缸，71-定位销，8-轨道，9-下芯工位。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明的造型线下芯工位上砂箱定位装置通过顶推组件、X轴定位组件、Y轴定位组件和Z轴定位组件共同配合完成砂箱的定位。
如图4所示，本发明在造型线下芯工位9的输送砂箱的轨道8下方设置与轨道方向（X轴方向）垂直的下芯台3。如图2和3所示，下芯台3的一侧沿X轴方向设有两个相对于砂箱的中心轴对称的向上延伸的第一侧壁34，且另一侧设有与砂箱的中心轴同轴的第二侧壁35。优选地，在第一侧壁34的顶端可拆卸地转动设有水平放置的砂箱导向轮33。在第二侧壁35的顶端设有水平设置的定位油缸7，定位油缸7的活塞端部向砂箱1延伸，且活塞端部形成定位销71，砂箱1上面对定位油缸7的侧面上设有与定位销71适配的销套孔13。如图1和2所示，下芯台3的底面通过固定在基座6上的两个升降油缸5支撑，在下芯台3的底部沿X轴方向对称设有横截面为正方形或长方形的第一导向孔31和横截面为圆形的第二导向孔32，基座6上固定设有适配的第一导向杆41和第二导向杆42，下芯台3随升降油缸5的活塞运动在第一导向杆41和第二导向杆42的导向下运动。如图2和3所示，基座6上沿轨道的两侧分别设有两个向上延伸的第三侧壁62，同侧的两个第三侧壁62的间距大于两个砂箱导向轮33的间距。在第三侧壁62的顶端可拆卸地固定设有水平的定位座61，定位座61高于砂箱导向轮33。如图2所示，定位座61可以是与第三侧壁62螺纹连接的螺栓头顶面。可对四个定位座61进行微调以使其底面处于同一个水平面上。如图2所示，砂箱1上靠近砂箱导向轮33的侧面为砂箱导向面11，砂箱1的顶面形成水平止推面12。
如图1所示，砂箱小车2的顶面上设有沿Y轴延伸的定位凸棱21，在砂箱1的底面设有与凸棱21适配的凹槽，凸棱21与凹槽的配合使得砂箱1无法沿轨道方向相对于砂箱小车2移动。
砂箱定位方法如下：
当砂箱小车2带动砂箱2移动到下芯工位时，启动升降油缸5，推动下芯台3向上运动，当下芯台3到达砂箱小车2的底部后，砂箱小车2在下芯台3的支撑下离开轨道向上运动；
当砂箱小车2上升一定高度（未与定位座61抵接）后，关闭升降油缸5，启动定位油缸7，定位油缸7的活塞推动砂箱1沿Y轴方向运动，使得砂箱导向面11抵靠在砂箱导向轮33上并夹紧，这样，砂箱在Y轴方向上定位；
在定位销71和砂箱上的销套孔13的位置存在偏差时，利用定位销71前端的锥面对砂箱1的销套孔的作用产生X轴方向的分力，使砂箱带动砂箱导向轮33转动，微调砂箱小车2与下芯台3的相对位置，使得销套孔13对准定位销71，并将定位销71插入销套孔13中。这样，砂箱小车2就定位在下芯台3上，即砂箱在X轴方向上定位；
然后，再次启动升降油缸5，使下芯台3向上运动，当砂箱1的水平止推面12抵靠在定位座61的底面上时，四个定位座61与两个升降油缸5将下芯台3、砂箱小车2和砂箱1相对于基座6定位，即砂箱在Z轴方向上定位。
升降油缸5和下芯台3构成了顶推组件，下芯台将砂箱小车举起，脱离轨道后，砂箱小车具有一定的自由度，可相对于基座6和下芯台3进行位置调整。定位销71和销套孔13构成了X轴定位组件，销和销套孔的配合结构简单，且可准确定位。定位油缸7的活塞和砂箱导向轮33构成了Y轴定位组件，砂箱导向轮33的转动带动砂箱小车的微动，为砂箱小车的运动提供了动力，减小了砂箱小车的微调阻力，且与人力推动砂箱小车的微调方式相比，精准度较高。定位座61和顶推组件构成了Z轴定位组件，由于现有技术中通过销钉和销套的配合无法在Z轴上定位砂箱，因此相对于现有技术，Z轴定位组件使砂箱完全定位，为下芯提供了很好的定位条件。
上述的定位方法使得定位精度的最大偏差小于0.3mm，为机器人准确下芯提供良好的基础，因此铸件尺寸精度和铸件的重力的合格率大大提高。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种造型线下芯工位上砂箱定位装置，其特征在于，包括：
顶推组件，其包括升降油缸和与砂箱小车运动的轨道垂直的下芯台，所述下芯台设置在轨道的下方，所述升降油缸固定在基座上，所述升降油缸的活塞推动所述下芯台支撑所述砂箱小车上下运动；
Y轴定位组件，所述下芯台的一侧沿所述轨道对称设有向上延伸的第一侧壁，且所述下芯台的另一侧设有向上延伸的与所述砂箱的中心轴同轴的第二侧壁，所述第二侧壁上设有水平的定位油缸，所述定位油缸的活塞推动所述砂箱沿Y轴方向运动；
X轴定位组件，其包括定位销和销套孔，所述定位销形成于所述定位油缸的活塞端部，所述销套孔设置在所述砂箱的面对所述定位油缸的侧面上，所述砂箱抵靠在所述第一侧壁的侧面上时，所述定位销插入所述销套孔内；
Z轴定位组件，其包括定位座，所述基座上的两侧沿所述轨道分别设有对称的第三侧壁，所述定位座可拆卸地固定设置在所述第三侧壁的顶端，且多个所述定位座的底面处于同一个水平面上，所述砂箱的顶面通过顶推组件的顶推与所述定位座的底面抵靠。
2.根据权利要求1所述的造型线下芯工位上砂箱定位装置，其特征在于，所述第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮，所述砂箱导向轮与所述砂箱抵靠。
3.根据权利要求1或2所述的造型线下芯工位上砂箱定位装置，其特征在于，所述下芯台的底部沿X轴方向对称设有第一导向孔和第二导向孔，所述基座上在与所述第一导向孔和所述第二导向孔相应的位置处设有适配的第一导向杆和第二导向杆。
4.根据权利要求3所述的造型线下芯工位上砂箱定位装置，其特征在于，所述第一导向孔的横截面为正方形或长方形，且所述第二导向孔的横截面为圆形。
5.根据权利要求4所述的造型线下芯工位上砂箱定位装置，其特征在于，所述砂箱小车的顶面上设有与所述轨道垂直的定位凸棱，所述砂箱的底面设有与所述定位凸棱适配的凹槽。
6.一种造型线下芯工位上砂箱定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过顶推组件推动下芯台，使下芯台与轨道脱离；
通过定位油缸水平推动砂箱，使砂箱夹紧在所述下芯台的第一侧壁和所述定位油缸的活塞端部之间完成Y轴定位；
将所述定位油缸的活塞端部设置的定位销插入所述砂箱的销套孔内完成X轴定位；
通过顶推组件推动下芯台，使砂箱的顶面抵靠在设置在基座上的定位座的底面上，所述砂箱夹紧在顶推组件和所述定位座之间完成Z轴定位。
7.根据权利要求6所述的造型线下芯工位上砂箱定位方法，其特征在于，所述X轴定位包括通过转动所述第一侧壁上的砂箱导向轮带动所述砂箱小车微动，以使所述销套孔对准所述定位销的步骤。
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