CN104439222B - 一种高精度全自动浇注机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度全自动浇注机，包括浇包系统、浇包横移纵移系统、伺服倾转机构、检测单元、控制单元；浇包系统包括由保温材料制成的浇包、浇包移动装置；浇包横移纵移系统包括轨道系统、浇筑车；检测单元包括负载传感器，该负载传感器检测浇注机的浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号；控制单元具有第一运算单元、第二运算单元、驱动指示单元。本发明浇注机可有效缩短浇注时间，提高浇注稳定性。

Description

一种高精度全自动浇注机

技术领域

本发明涉及自动浇注装置，特别是，涉及可向铸模内浇注熔融金属的一种高精度全自动浇注机。

背景技术

众所周知，在铸造工艺生产过程中，通常进行如下这样的工艺过程：制作与铸件所需个数相同数量、且具有与目标的铸件相对应的形状的型腔的铸模，另一方面，利用输送线依次输送该造型的铸模，并且在其输送过程中，向各铸模的型腔内浇注熔液，之后在输送线的终点将在各铸模的型腔内冷却、固化了的铸件自各铸模内取出。

并且，一直以来希望上述那样的一连串的铸造工序能够省力化、效率化，特别是，向铸模进行浇注的浇注工序迫使操作人员在恶劣的环境下进行伴有危险的作业，因此，越来越强烈地希望这种浇注工序能够自动化。因此，近年来通过使用自动将熔液浇注到铸模中的自动浇注装置，从而谋求浇注作业的自动化。

传统的自动浇注设备，一般设有一个浇包，浇包内存储了数个铸模需要的熔融金属，以及称量浇包装量的装置以及控制装置，控制浇包沿其中心轴旋转，浇包内的熔融金属从浇包内流入铸模，完成浇注。这种浇注机在浇注时，存在如下缺点：

1、为了缩短浇注时间，以及保证铁水温度需要将浇包的体积做的很大，尽可能加大熔融金属从浇包流出的速度，但这样以来，复位时很难及时停止浇注，浇注容易过量，从而导致浇注效果不好。

2、在倾转浇注的过程中，熔融金属的流动容易紊流，裹住气体随着液体流入到铸模型腔内，使熔融金属的震荡会影响浇注质量。

3、熔融金属为普通的熔融金属，不能满足浇注对跟随熔液的随流处理的需求，浇注出的铸件质量不高。

4、当铸件的品种多样的时候，为了提高计量的精度，需要调整浇包的倾斜量、精确估算浇包的流出量，这样一来，浇注过程的流量控制变得十分复杂，特别是对15千克以下的浇注，容易浇注过量或浇注不足，浇注质量不高。

5、由于浇包沿其中心轴旋转，浇注口流出的熔融金属的落点范围大，要求铸件的浇注孔直径大，浇注时熔融金属容易在铸件的浇注孔产生震荡，影响浇注质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高精度全自动浇注机。

本发明采用的技术方案如下。

一种高精度全自动浇注机，包括浇包系统、浇包横移纵移系统、伺服倾转机构、检测单元、控制单元，其特征在于：

浇包系统包括由保温材料制成的浇包、浇包移动装置，浇包包括浇包本体，浇包本体呈无盖的桶状结构，浇包本体的一个侧面上设有通孔，通孔上连接有一凸出的浇包嘴，浇包嘴内设有浇注液体通道，浇包本体的底面的一直径上设有分隔板且通孔正下方位置位于该直径上，分隔板的顶面距离浇包本体的底面的距离小于通孔距离浇包本体的底面的距离；浇包移动装置包括底座，浇包本体放置在底座上，底座的前端浇包嘴以下位置设有凹槽，底座的后端浇包本体的两侧设有连接轴，连接轴的中轴线垂直于通孔的中轴线。

浇包横移纵移系统包括轨道系统、浇注车；轨道系统包括铸模横移机构、浇注车横移机构，铸模横移机构、浇注车横移机构的中轴线相互平行；铸模横移机构的顶面距离地面的高度大于浇注车横移机构的顶面距离地面的高度。

铸模横移机构的顶面上纵向设有若干滚轮并设有可使铸模横移机构上的滚轮转动的驱动电机，铸模横移机构的滚轮上设有铸模；浇注车横移机构的顶面安装有可沿浇注车横移机构横向运动的浇注车，浇注车的顶面设有第三纵移机构；

第三纵移机构包括一组纵向设置且平行排列的轨道、链条、滚轮、驱动电机，滚轮横向安装在两轨道之间，滚轮通过链条与驱动电机的输出轮相连。

在浇注车横移机构远离铸模横移机构一侧设有第一纵移机构、第二纵移机构，第一纵移机构、第二纵移机构的中轴线均平行于第三纵移机构的中轴线。

第一纵移机构包括一组纵向设置且平行排列的轨道、链条、滚轮、驱动电机，滚轮横向安装在两轨道之间，滚轮通过链条与驱动电机的输出轮相连。

第二纵移机构包括一组纵向设置且平行排列的轨道、链条、滚轮、驱动电机，滚轮横向安装在两轨道之间，滚轮通过链条与驱动电机的输出轮相连。

伺服倾转机构包括左立柱、右立柱，左立柱、右立柱分别安装在第三纵移机构的两侧；左立柱上横向安装有左立柱的横支撑轴、右立柱上横向安装有右立柱的横支撑轴，左立柱的横支撑轴的中轴线与右立柱的横支撑轴的中轴线在同一条直线上且该直线垂直于第三纵移机构的中轴线；左立柱的横支撑轴的右端的上侧面、右立柱的横支撑轴的左端的上侧面各通过一包盖连接板与包盖相连，包盖连接板垂直于左立柱的横支撑轴的中轴线；左立柱的横支撑轴的右端、右立柱的横支撑轴的左端的下侧面各通过一纵连接板与一纵板相连，纵连接板、纵板垂直于左立柱的横支撑轴的中轴线；两纵板的左端通过横连接杆相连，横连接杆平行于左立柱的横支撑轴的中轴线；右立柱的横支撑轴的右端设有伞状齿轮，右立柱上垂直向安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有可与右立柱的横支撑轴的右端的伞状齿轮相啮合的伞状齿轮，通过驱动电机实现右立柱的横支撑轴沿其中轴线转动并使两纵板沿右立柱的横支撑轴的中轴线转动；两纵板的右端各设有与浇包本体的两侧的连接轴形状相适应的凹槽；当装有浇包的浇包系统通过第一纵移机构或第二纵移机构进入第三纵移机构并在第三纵移机构上的滚轮的推动下，横连接杆可卡入底座的前端浇包嘴以下位置上的凹槽内，浇包本体的两侧的连接轴可分别卡入两纵板的右端的凹槽内。

浇包嘴的上表面设有导流槽；伺服倾转机构上设有孕育剂供应装置，孕育剂供应装置的导流管的底端位于导流槽的正上方。

检测单元包括负载传感器，该负载传感器检测浇注机的浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号。

所述控制单元具有：

第一运算单元，该第一运算单元基于来自负载传感器的信号来计算所述浇包内的熔融金属的重量；负载传感器安装在第一纵移机构上。

第二运算单元，该第二运算单元基于所述第一运算单元的计算结果来计算从浇包向铸模注入的浇注流量。

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由第二运算单元决定的浇注流量来决定伺服倾转机构的运转使浇包沿左立柱的横支撑轴的中轴线或右立柱的横支撑轴的中轴线的旋转量，将熔融金属从浇包投入到铸模中。

进一步，所述控制单元还具有通孔密封程度控制单元。

浇包嘴上紧贴通孔的垂直向设有密封板方孔，密封板方孔内设有可在其内垂直向运动且可密封通孔的密封板；密封板内部包覆有铁块；包盖上设有电磁铁，电磁铁通过线路与电源和通孔密封程度控制单元相连。

当驱动指示单元指示伺服倾转机构开始运转时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁供电并通过电磁铁吸引密封板沿密封板方孔向上运动，使密封板不密封通孔；当浇包沿左立柱的横支撑轴的中轴线或右立柱的横支撑轴的中轴线的旋转量与驱动指示单元确定的旋转量之间的差值小于给定值时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁的供电电流大小使密封板沿密封板方孔向下运动并逐步密封通孔。

浇包内盛放了多个铸模浇注需要的熔融金属。在浇注时，通孔至少包括被密封板602完全封闭、部分封闭两个状态。由于设置了这两个阶段的封闭模式，浇包内的熔融金属流出时，通过通孔的完全封闭或部分封闭，可以对流量进行阶段性的调节。由于包盖与浇包系统分离，因此包盖上的电磁铁不受浇包系统注入熔融金属时的恶劣环境的影响。特别是电磁控制密封板的运动，控制通孔的开和程度非常精确，保证通孔的封闭面积按照流量的需求逐步变化。因此，不需要伺服倾转机构控制浇包频繁的旋转。这样，熔融金属波动这样的情况，可以有效地得到防止，对浇注的质量非常有利。

本发明中，浇包中熔融金属流量控制可以采用下述方法之一。

方法一。首先，浇包的通孔完全敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔，使流量减小；当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔，将浇注液体通道内剩余液体注入铸模即可。不论浇包倾倒位置如何，流量也可得到有效控制。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法二。首先，浇包的通孔完全敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔，使流量减小。并使浇包反方向回转，降低熔融金属流动的压力。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔，将浇注液体通道内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法三。浇注体积小的铸模，例如15千克以下的铸件。首先，浇包的通孔半敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔，使流量减小。并使浇包反方向回转，降低熔融金属流动的压力。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔，将浇注液体通道66内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。基于通孔的开合程度，通过浇包倾转量的控制，浇注更加精确。采用这一方案，在同一生产线上可以浇注不同大小的铸模。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法四。浇注体积小的铸模，例如15千克以下的铸件。首先，浇包的通孔601敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，回转浇包，使流量减小。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭或逐步关闭通孔，将浇注液体通道内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。基于过浇包倾转量，通过通孔的开合程度的控制流量，浇注更加精确。采用这一方案，在同一生产线上可以浇注不同大小的铸模。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

进一步，底座左右两侧面上连接有一对可加持浇包本体的卡爪， 两卡爪的上端通过吊架相连，吊架顶端设有挂钩。

进一步，浇包本体的顶端的直径大于底端的直径；浇包本体设有浇包嘴的侧面上从通孔起到其底面之间设有一个斜面，浇包嘴的底面与该斜面在同一平面内；斜面与浇包本体的底面之间的夹角为35-45度。

进一步，孕育剂供应装置包括架体，架体上安装有料斗，料斗的底部设有出料口，出料口下安装有出料管道，架体上出料管道的后端安装有轴承，轴承上安装有横支撑轴，该横支撑轴的后端设有皮带轮；架体上设有驱动电机，驱动电机的输出轮通过皮带与横支撑轴的皮带轮相连；横支撑轴上安装有绞龙，绞龙位于出料管道的内部；出料管道的前端的下方连接有随流孕育剂进料室，随流孕育剂进料室的下端连接有导流管，导流管上设有阀门；随流孕育剂进料室上设有压缩空气进口。

进一步，孕育剂供应装置安装在右立柱的横支撑轴上。

进一步，所述控制单元还具有孕育剂投入量决定单元，该投入量决定单元基于所述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量。

进一步，浇包横移纵移系统还包括操作间，操作间底部设有与地面接触的滚轮，操作间与浇注车相连且可随浇注车横向运动，控制单元设置在操作间内。

进一步，检测单元包括设置第三纵移机构上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号。

检测单元包括设置在浇注车横移机构上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的出液口的位置信息，并产生表示该位置的信号。

检测单元包括设置在铸模横移机构上的位置传感器，所述位置传感器检测铸模的浇注口的位置信息，并产生表示该位置的信号。

控制单元包括浇口位置拟合单元，在运行第一运算单元之前，浇口位置拟合单元基于由第三纵移机构上的位置传感器信息驱动浇包横移纵移系统将浇包系统放入伺服倾转机构内，浇口位置拟合单元基于铸模横移机构、浇注车横移机构上的位置传感器信息驱动铸模横移机构上驱动电机运转使浇包的出液口位于铸模的浇注口的正上方。

进一步，检测单元包括分别设置在第二纵移机构、第一纵移机构上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号。

控制单元包括浇包进出拟合单元，在运行浇口位置拟合单元之前，浇包进出拟合单元可基于由第二纵移机构、第一纵移机构上的位置传感器信息，判定第二纵移机构、第一纵移机构中哪一个纵移机构上放置有浇包系统并将放置有浇包系统的纵移机构选定为目标纵移机构，浇包进出拟合单元控制驱动电机运转，使浇注车横向运动并浇注车的顶面的第三纵移机构的中轴线与目标纵移机构的中轴线对齐，使目标纵移机构上的驱动电机运转并使该目标纵移机构上的浇包系统进入第三纵移机构并进入伺服倾转机构内；在浇注完成后，浇包进出拟合单元、浇包系统可按照与上述步骤相反的顺序控制第三纵移机构的浇包系统返回该目标纵移机构。

本发明的主要有益效果如下。

设置第一纵移机构、第二纵移机构的目的是为了保证浇注的连续性。第一纵移机构、第二纵移机构都可放置浇包系统，当其中一个纵移机构的浇包系统被放入第三纵移机构，浇注完成后退出；另一纵移机构的浇包系统备用，保证第一纵移机构、第二纵移机构始终有一个浇包系统备用，一个纵移机构上放置空的浇包系统。

左立柱上横向安装有横支撑轴、右立柱上横向安装有横支撑轴，这样浇包系统的倾斜旋转的轴为在同一直线上的左立柱的横支撑轴、右立柱的横支撑轴。由于两个横支撑轴相比浇包的中轴线距离铸模更近，因此，浇注口流出的熔融金属的落点范围小，要求铸件的浇注孔直径小，浇注时熔融金属不容易在铸件的浇注孔产生震荡，浇注质量好。

通过电磁铁控制通孔密封程度，可以使浇注的流量先大后小，逐步到停止，这样，浇注的过程中不需要过快的旋转浇包系统，熔融金属的流动始终是有序的，不会产生紊流，对浇注质量的提高非常有利。另外，电磁铁控制通孔密封程度，浇注量控制精确，不会出浇注过量或浇注不足的问题，保证流量的稳定性和精确性。设有吊架，浇包系统可以采用吊装的方式放入第一纵移机构或第二纵移机构。现有技术中浇包系统没有包盖，本发明中设有包盖且包盖与浇包分离，这样既保证了向浇包内投注熔融方便，又极大的提高了保温效果。浇包上的设备不受浇包盛放液体时的影响。浇包本体的底面上设有一定高度的分隔板，将其底部分割成两个空间，在投放熔融金属时，可以在一个空间放置球化剂，向另一空间的正上方投放熔融金属，这样熔融金属会逐步漫过分隔板，这样可大大提高球化效果。熔融液体一般为熔融铁水。铸态铁素体球墨铸铁选用低稀土球化剂 ，铸态珠光体球墨铸铁选用含有其它促进珠光体形成的微量元素的球化剂。考虑铁液中干扰元素的含量，诸如钛、钒、铬、锡、锑、铅、锌等含量较高，须选用稀土含量较高的球化剂。如果干扰元素含量较低（总量小于0.1%），可选用纯镁或镁和稀土比值较高的镁合金球化剂。硫含量较高时，采用稀土和镁含量较高的球化剂，如有条件，可进行脱硫处理。硫含量较低时，可选用低稀土低镁的稀土硅铁镁球化剂。冷却速度较快的金属型铸造条件下,选用低稀土球化剂。冷却速度较慢的大型厚断面铸件可选用钇基重稀土球化剂。球化与浇注一体，降低了生产成本，减少了球化过程对环境的污染，提高了球化剂的利用率。

浇包嘴的上侧面设有导流槽，孕育剂通过导流槽流入浇注孔，提高了浇注质量。进一步的方案中，孕育剂供应装置可以控制供应速度、可以通过铰龙进一步对孕育剂搅拌，可以提高孕育剂的供应质量。孕育剂是可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织。设置了操作间，可以人工控制浇注，提高了浇注的适应性。

附图说明

图1是本发明高精度全自动浇注机的正视图。

图2是本发明高精度全自动浇注机的俯视图。

图3是图1沿A-A’线的剖面图。

图4是本发明高精度全自动浇注机的一种浇包系统的结构示意图。

图5是图4的沿C-C’线的剖面图。

图6是图4的沿B-B’线的剖面图。

图7是图5沿E-E’线的剖面图。

图8是本发明高精度全自动浇注机放入浇包系统时的正视图。

图9是本发明高精度全自动浇注机放入浇包系统时的附视图。

图10是图8沿D-D’线的剖面图。

图11是本发明高精度全自动浇注机的一种浇包系统的结构示意图。

图12是图10沿F-F’线的剖面图。

图13是本发明高精度全自动浇注机的孕育剂供应装置的结构示意图。

其中：操作间-1；驱动电机-12；第一纵移机构-13；浇注车-14；驱动电机-15；第二纵移机构-16；浇注车横移机构-17；铸模横移机构-2；轨道支座-21；铸模-22；浇注口-23；孕育剂供应装置-3；轴承-30；导流管-31；驱动电机-32；铰龙-33；料斗-34；出料管道-35；阀门-36；横支撑轴-37；出料口-38；架体-39；随流孕育剂进料室-301；压缩空气进口-302；拖链-4；右立柱-5；驱动电机-51；包盖-53；纵连接板-54；横支撑轴轴承-55；左立柱-56；横支撑轴-57；包盖连接板-58；横连接杆-59；纵板-501；凹槽-502；横支撑轴轴承-503；横支撑轴-504；浇包-6；浇包嘴-60；连接轴-61；吊架-62；挂钩-63；出液口-64；浇注液体通道-66；凹槽-67；底座-68；分隔板-69；通孔-601；密封板-602；卡爪-603；浇包本体-604；导流槽-605；电磁铁-606；斜面-607；密封板方孔-608；第三纵移机构-7；驱动电机-71；滚轮-8；驱动电机-81；滚轮-82；滚轮-83；滚轮-84；轨道-85；轨道-86。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对发明做进一步说明。

实施例1，如图1到图10所示，一种高精度全自动浇注机，包括浇包系统、浇包横移纵移系统、伺服倾转机构、检测单元、控制单元，其特征在于：

浇包系统包括由保温材料制成的浇包6、浇包移动装置，浇包6包括浇包本体604，浇包本体604呈无盖的桶状结构，浇包本体604的一个侧面上设有通孔601，通孔601上连接有一凸出的浇包嘴60，浇包嘴60内设有浇注液体通道66，浇包本体604的底面的一直径上设有分隔板69且通孔601正下方位置位于该直径上，分隔板69的顶面距离浇包本体604的底面的距离小于通孔601距离浇包本体604的底面的距离；浇包移动装置包括底座68，浇包本体604放置在底座68上，底座68的前端浇包嘴60以下位置设有凹槽67，底座68的后端浇包本体604的两侧设有连接轴61，连接轴61的中轴线垂直于通孔601的中轴线。

浇包横移纵移系统包括轨道系统、浇注车14；轨道系统包括铸模横移机构2、浇注车横移机构17，铸模横移机构2、浇注车横移机构17的中轴线相互平行；铸模横移机构2的顶面距离地面的高度大于浇注车横移机构17的顶面距离地面的高度。铸模横移机构2安装在若干轨道支座21上。

铸模横移机构2的顶面上纵向设有若干滚轮并设有可使铸模横移机构2上的滚轮转动的驱动电机81，铸模横移机构2的滚轮上设有铸模22；浇注车横移机构17的顶面安装有可沿浇注车横移机构17横向运动的浇注车14，浇注车14的顶面设有第三纵移机构7。

第三纵移机构7包括一组纵向设置且平行排列的轨道85、链条、滚轮82、驱动电机71，滚轮82横向安装在两轨道85之间，滚轮82通过链条与驱动电机71的输出轮相连。

在浇注车横移机构17远离铸模横移机构2一侧设有第一纵移机构13、第二纵移机构16，第一纵移机构13、第二纵移机构16的中轴线均平行于第三纵移机构7的中轴线。

第一纵移机构13包括一组纵向设置且平行排列的轨道86、链条、滚轮83、驱动电机12，滚轮83横向安装在两轨道86之间，滚轮83通过链条与驱动电机12的输出轮相连。

第二纵移机构16包括一组纵向设置且平行排列的轨道87、链条、滚轮84、驱动电机15，滚轮84横向安装在两轨道87之间，滚轮84通过链条与驱动电机15的输出轮相连。

伺服倾转机构包括左立柱56、右立柱5，左立柱56、右立柱5分别安装在第三纵移机构7的两侧；左立柱56上横向安装有左立柱56的横支撑轴57、右立柱5上横向安装有右立柱5的横支撑轴504，左立柱56的横支撑轴57的中轴线与右立柱5的横支撑轴504的中轴线在同一条直线上且该直线垂直于第三纵移机构7的中轴线；左立柱56的横支撑轴57的右端的上侧面、右立柱5的横支撑轴504的左端的上侧面各通过一包盖连接板58与包盖53相连，包盖连接板58垂直于左立柱56的横支撑轴57的中轴线；左立柱56的横支撑轴57的右端、右立柱5的横支撑轴504的左端的下侧面各通过一纵连接板52、54与一纵板501相连，纵连接板54、纵板501垂直于横支撑轴57的中轴线；两纵板501的左端通过横连接杆59相连，横连接杆59平行于左立柱56的横支撑轴57的中轴线；右立柱5的横支撑轴504的右端设有伞状齿轮，右立柱5上垂直向安装有驱动电机51，驱动电机51的输出轴上安装有可与右立柱5的横支撑轴504的右端的伞状齿轮相啮合的伞状齿轮，通过驱动电机51实现右立柱5的横支撑轴504沿其中轴线转动并使两纵板501沿右立柱5的横支撑轴504的中轴线转动；两纵板501的右端各设有与浇包本体的两侧的连接轴61形状相适应的凹槽502；当装有浇包的浇包系统通过第一纵移机构13或第二纵移机构16进入第三纵移机构7并在第三纵移机构7上的滚轮82的推动下，横连接杆59可卡入底座的前端浇包嘴60以下位置上的凹槽67内，浇包本体的两侧的连接轴61可分别卡入两纵板501的右端的凹槽502内。

浇包嘴60的上表面设有导流槽605；伺服倾转机构上设有孕育剂供应装置3，孕育剂供应装置3的导流管31的底端位于导流槽605的正上方。

检测单元包括负载传感器，该负载传感器检测浇注机的浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号。

所述控制单元具有：

第一运算单元，该第一运算单元基于来自负载传感器的信号来计算所述浇包内的熔融金属的重量；负载传感器安装在第一纵移机构13上；

第二运算单元，该第二运算单元基于所述第一运算单元的计算结果来计算从浇包向铸模22注入的浇注流量；

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由第二运算单元决定的浇注流量来决定伺服倾转机构的运转使浇包沿左立柱56的横支撑轴57的中轴线或右立柱5的横支撑轴504的中轴线的旋转量，将熔融金属从浇包投入到铸模22中。

所述控制单元还具有通孔密封程度控制单元。

浇包嘴60上紧贴通孔601的垂直向设有密封板方孔608，密封板方孔608内设有可在其内垂直向运动且可密封通孔601的密封板602；密封板602内部包覆有铁块，其外部为耐热的陶瓷材料；包盖53上密封板602的正上方设有电磁铁606，电磁铁606通过线路与电源和通孔密封程度控制单元相连；

当驱动指示单元指示伺服倾转机构开始运转时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁606供电并通过电磁铁606吸引密封板602沿密封板方孔608向上运动，使密封板602不密封通孔601；当浇包沿左立柱56的横支撑轴57的中轴线或右立柱5的横支撑轴504的中轴线的旋转量与驱动指示单元确定的旋转量之间的差值小于给定值时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁606的供电电流大小使密封板602沿密封板方孔608向下运动并逐步密封通孔601。

底座68左右两侧面上连接有一对可加持浇包本体604的卡爪603， 两卡爪603的上端通过吊架62相连，吊架62顶端设有挂钩63；浇包嘴的上侧面设有导流槽605。

如图1、图13所示，孕育剂供应装置3包括架体39，架体上安装有料斗34，料斗34的底部设有出料口38，出料口下安装有出料管道35，架体39上出料管道35的后端安装有轴承30，轴承30上安装有横支撑轴37，该横支撑轴37的后端设有皮带轮；架体39上设有驱动电机32，驱动电机32的输出轮通过皮带与横支撑轴37的皮带轮相连；横支撑轴37上安装有绞龙33，绞龙33位于出料管道35的内部；出料管道35的前端的下方连接有随流孕育剂进料室301，随流孕育剂进料室301的下端连接有导流管31，导流管31上设有阀门36；随流孕育剂进料室301上设有压缩空气进口302。

孕育剂供应装置3安装在右立柱5的横支撑轴504上，可随横支撑轴504的转动而转动。

所述控制单元还具有孕育剂投入量决定单元，该投入量决定单元基于所述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量。

一般浇包内盛放了多个铸模浇注需要的熔融金属。在浇注时，通孔601至少包括被密封板602完全封闭、部分封闭两个状态。由于设置了这两个阶段的封闭模式，浇包内的熔融金属流出时，通过通孔的完全封闭或部分封闭，可以对流量进行阶段性的调节。由于包盖与浇包系统分离，因此包盖上的电磁铁不受浇包系统注入熔融金属时的恶劣环境的影响。特别是电磁控制密封板602的运动，控制通孔的开和程度非常精确，保证通孔的封闭面积按照流量的需求逐步变化。因此，不需要伺服倾转机构控制浇包频繁的旋转。这样，熔融金属波动这样的情况，可以有效地得到防止，对浇注的质量非常有利。

本发明中，浇包中熔融金属流量控制可以采用下述方法之一。

方法一。首先，浇包的通孔601完全敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴504旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔601，使流量减小；当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔601，将浇注液体通道66内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法二。首先，浇包的通孔601完全敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴504旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔601，使流量减小。并使浇包反方向回转，降低熔融金属流动的压力。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔601，将浇注液体通道66内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法三。浇注体积小的铸模，例如15千克以下的铸件。首先，浇包的通孔601半敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴504旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，部分关闭通孔601，使流量减小。并使浇包反方向回转，降低熔融金属流动的压力。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭通孔601，将浇注液体通道66内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。基于通孔601的开合程度，通过浇包倾转量的控制，浇注更加精确。采用这一方案，在同一生产线上可以浇注不同大小的铸模。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

方法四。浇注体积小的铸模，例如15千克以下的铸件。首先，浇包的通孔601敞开，浇包以较大的角度沿横支撑轴504旋转，熔融金属以较大的流量流入铸模内。通过负载传感器计量，当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量少一点时，回转浇包，使流量减小。当浇包的重量减少比一个铸模需要的重量非常接近时，完全关闭或逐步关闭通孔601，将浇注液体通道66内剩余液体注入铸模即可。这种情况下，不改变浇包的倾倒角度，这样熔融金属流动不会产生波动，不会发生流量不稳的现象，提高浇注质量。基于过浇包倾转量，通过通孔601的开合程度的控制流量，浇注更加精确。采用这一方案，在同一生产线上可以浇注不同大小的铸模。其结果是，浇注时间缩短，浇注重量稳定，浇注稳定性提高。

浇包横移纵移系统还包括操作间1，操作间1底部设有与地面接触的滚轮8，操作间与浇注车14相连且可随浇注车14横向运动，控制单元设置在操作间1内。

检测单元包括设置第三纵移机构7上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号；

检测单元包括设置在浇注车横移机构17上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的出液口的位置信息，并产生表示该位置的信号；

检测单元包括设置在铸模横移机构2上的位置传感器，所述位置传感器检测铸模的浇注口的位置信息，并产生表示该位置的信号；

控制单元包括浇口位置拟合单元，在运行第一运算单元之前，浇口位置拟合单元基于由第三纵移机构7上的位置传感器信息驱动浇包横移纵移系统将浇包系统放入伺服倾转机构内，浇口位置拟合单元基于铸模横移机构2、浇注车横移机构17上的位置传感器信息驱动铸模横移机构2上驱动电机81运转使浇包6的出液口64位于铸模22的浇注口23的正上方。

检测单元包括分别设置在第二纵移机构16、第一纵移机构13上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号；

控制单元包括浇包进出拟合单元，在运行浇口位置拟合单元之前，浇包进出拟合单元可基于由第二纵移机构16、第一纵移机构13上的位置传感器信息，判定第二纵移机构16、第一纵移机构13中哪一个纵移机构上放置有浇包系统并将放置有浇包系统的纵移机构选定为目标纵移机构，浇包进出拟合单元控制驱动电机11运转，使浇注车14横向运动并浇注车14的顶面的第三纵移机构7的中轴线与目标纵移机构的中轴线对齐，使目标纵移机构上的驱动电机运转并使该目标纵移机构上的浇包系统进入第三纵移机构7并进入伺服倾转机构内；在浇铸完成后，浇包进出拟合单元、浇包系统可按照与上述步骤相反的顺序控制第三纵移机构7的浇包系统返回该目标纵移机构。

本实施例中，浇包可容纳1.5吨熔融金属，可以高精度浇注15千克以下的铸件。浇包系统转动的位置为横支撑轴504的轴心。横支撑轴504与横支撑轴57轴心在同一直线上。横支撑轴57、504的中轴线位置不变，出液口整个上下运动高度位置可控制在100mm以内，完全不影响浇注的压头。驱动电机51带动504横支撑轴转动，504横支撑轴是一根通轴，既有固定支撑作用，又有转动传递旋转扭矩，504横支撑轴与52纵连接板、53包盖、54纵连接板等组合成一个旋转装置，带动浇包旋转。

本实施例的浇注机，适应性广，适应砂箱尺寸从1900mm×800mm到700mmx600mm，造型方式由无箱自动化生产、有箱机械化生产，也有有箱静压生产等，生产率从60整型/ h到180整型/ h，生产灰口铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁铸件的各种自动造型线。浇包本体的横截面为圆形，浇注包倾转的角度与浇注量可成一定比例，可在匀角速状况下，实现等流量浇注，保证熔融金属稳定流动。浇包本身设有倾转机构及吊架，用于吊运熔融金属，倾转角度后扒渣和倾倒冷熔融金属。浇包有包盖。退包时包盖与浇包系统分离。浇包可用叉车运输，也可用吊车运输。浇注机全机械传动，伺服动力，无液压、气动，没有漏油漏气问题。操作间与浇注车分离，大大改善了操作工人的工作环境，由于减轻了浇注车运动部分的重量，使同步浇注的可控性更好。操作间保证操作人员可观察到浇注的整个过程。浇注车安装红外线光电报警开关，一旦有人进入工作区域将会发出声光报警，浇注机停止浇注。

实施例2。如图11、图12所示，本实施例与实施例1唯一的不同在于：浇包本体604的顶端的直径大于底端的直径；浇包本体604设有浇包嘴60的侧面上从通孔601起到其底面之间设有一个斜面607，浇包嘴60的底面与该斜面在同一平面内；斜面607与浇包本体604的底面之间的夹角为35-45度。斜面607与浇包本体604的底面之间的夹角为35-45度，保证包嘴有良好的挡渣效果。

在包盖上设置有电热管，可以加热熔融金属。通常情况下，浇包本身的侧壁和底都是耐火保温材料制作而成的，由于是连续操作，降温并不明显，并不影响浇注温度。但当浇注温度有特殊需求时，采用本方案，可有效提高浇注效果。

分隔板69所在面与浇注液体通道的中轴线斜交。浇注机浇包内原则讲是没有渣的，因为在电炉出熔融金属倒到浇包后有一个扒渣过程，全部扒渣完后再转运到浇注机上。但是在实际生产过程中还是存有一定量的渣，如扒渣不彻底，或浇注液体中由于一些微量元素氧、镁、稀土、锰和硫等能够二次成渣等情况，因此可能少量固体熔渣，在高温时能够溶入浇注液体中，但是在浇包内随着温度的逐渐下降，就会析出。此时，分隔板69所在面与浇注液体通道的中轴线斜交，有良好的档渣效果。由于熔融金属在流出浇包时是先从底面流出，熔融金属液面不变，这样，即使表面存有少量的渣在熔融金属流时浇包的挡渣堤坝挡住。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度全自动浇注机，包括浇包系统、浇包横移纵移系统、伺服倾转机构、检测单元、控制单元，其特征在于：

浇包系统包括由保温材料制成的浇包（6）、浇包移动装置，浇包（6）包括浇包本体（604），浇包本体（604）呈无盖的桶状结构，浇包本体（604）的一个侧面上设有通孔（601），通孔（601）上连接有一凸出的浇包嘴（60），浇包嘴（60）内设有浇注液体通道（66），浇包本体（604）的底面的一直径上设有分隔板（69）且通孔（601）正下方位置位于该直径上，分隔板（69）的顶面距离浇包本体（604）的底面的距离小于通孔（601）距离浇包本体（604）的底面的距离；浇包移动装置包括底座（68），浇包本体（604）放置在底座（68）上，底座（68）的前端浇包嘴（60）以下位置设有凹槽（67），底座（68）的后端浇包本体（604）的两侧设有连接轴（61），连接轴（61）的中轴线垂直于通孔（601）的中轴线；

浇包横移纵移系统包括轨道系统、浇注车（14）；轨道系统包括铸模横移机构（2）、浇注车横移机构（17），铸模横移机构（2）、浇注车横移机构（17）的中轴线相互平行；铸模横移机构（2）的顶面距离地面的高度大于浇注车横移机构（17）的顶面距离地面的高度；

铸模横移机构（2）的顶面上纵向设有若干滚轮并设有可使铸模横移机构（2）上的滚轮转动的驱动电机（81），铸模横移机构（2）的滚轮上设有铸模（22）；浇注车横移机构（17）的顶面安装有可沿浇注车横移机构（17）横向运动的浇注车（14），浇注车（14）的顶面设有第三纵移机构（7）；

第三纵移机构（7）包括一组纵向设置且平行排列的轨道（85）、链条、滚轮（82）、驱动电机（71），滚轮（82）横向安装在两轨道（85）之间，滚轮（82）通过链条与驱动电机（71）的输出轮相连；

在浇注车横移机构（17）远离铸模横移机构（2）一侧设有第一纵移机构（13）、第二纵移机构（16），第一纵移机构（13）、第二纵移机构（16）的中轴线均平行于第三纵移机构（7）的中轴线；

第一纵移机构（13）包括一组纵向设置且平行排列的轨道（86）、链条、滚轮（83）、驱动电机（12），滚轮（83）横向安装在两轨道（86）之间，滚轮（83）通过链条与驱动电机（12）的输出轮相连；

第二纵移机构（16）包括一组纵向设置且平行排列的轨道（87）、链条、滚轮（84）、驱动电机（15），滚轮（84）横向安装在两轨道（87）之间，滚轮（84）通过链条与驱动电机（15）的输出轮相连；

伺服倾转机构包括左立柱（56）、右立柱（5），左立柱（56）、右立柱（5）分别安装在第三纵移机构（7）的两侧；左立柱（56）上横向安装有左立柱（56）的横支撑轴（57）、右立柱（5）上横向安装有右立柱（5）的横支撑轴（504），左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线与右立柱（5）的横支撑轴（504）的中轴线在同一条直线上且该直线垂直于第三纵移机构（7）的中轴线；左立柱（56）的横支撑轴（57）的右端的上侧面、右立柱（5）的横支撑轴（504）的左端的上侧面各通过一包盖连接板（58）与包盖（53）相连，包盖连接板（58）垂直于左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线；左立柱（56）的横支撑轴（57）的右端、右立柱（5）的横支撑轴（504）的左端的下侧面各通过一纵连接板（52，54）与一纵板（501）相连，纵连接板（54）、纵板（501）垂直于左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线；两纵板（501）的左端通过横连接杆（59）相连，横连接杆（59）平行于左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线；右立柱（5）的横支撑轴（504）的右端设有伞状齿轮，右立柱（5）上垂直向安装有驱动电机（51），驱动电机（51）的输出轴上安装有可与右立柱（5）的横支撑轴（504）的右端的伞状齿轮相啮合的伞状齿轮，通过驱动电机（51）实现右立柱（5）的横支撑轴（504）沿其中轴线转动并使两纵板（501）沿右立柱（5）的横支撑轴（504）的中轴线转动；两纵板（501）的右端各设有与浇包本体的两侧的连接轴（61）形状相适应的凹槽（502）；当装有浇包的浇包系统通过第一纵移机构（13）或第二纵移机构（16）进入第三纵移机构（7）并在第三纵移机构（7）上的滚轮（82）的推动下，横连接杆（59）可卡入底座的前端浇包嘴（60）以下位置上的凹槽（67）内，浇包本体的两侧的连接轴（61）可分别卡入两纵板（501）的右端的凹槽（502）内；

浇包嘴（60）的上表面设有导流槽（605）；伺服倾转机构上设有孕育剂供应装置（3），孕育剂供应装置（3）的导流管（31）的底端位于导流槽（605）的正上方；

检测单元包括负载传感器，该负载传感器检测浇注机的浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号；

所述控制单元具有：

第一运算单元，该第一运算单元基于来自负载传感器的信号来计算所述浇包内的熔融金属的重量；负载传感器安装在第一纵移机构（13）上；

第二运算单元，该第二运算单元基于所述第一运算单元的计算结果来计算从浇包向铸模（22）注入的浇注流量；

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由第二运算单元决定的浇注流量来决定伺服倾转机构的运转使浇包沿左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线或右立柱（5）的横支撑轴（504）的中轴线的旋转量，将熔融金属从浇包投入到铸模（22）中。

2.如权利要求1所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：

所述控制单元还具有通孔密封程度控制单元；

浇包嘴（60）上紧贴通孔（601）的垂直向设有密封板方孔（608），密封板方孔（608）内设有可在其内垂直向运动且可密封通孔（601）的密封板（602）；密封板（602）内部包覆有铁块；包盖（53）上设有电磁铁（606），电磁铁（606）通过线路与电源和通孔密封程度控制单元相连；

当驱动指示单元指示伺服倾转机构开始运转时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁（606）供电并通过电磁铁（606）吸引密封板（602）沿密封板方孔（608）向上运动，使密封板（602）不密封通孔（601）；当浇包沿左立柱（56）的横支撑轴（57）的中轴线或右立柱（5）的横支撑轴（504）的中轴线的旋转量与驱动指示单元确定的旋转量之间的差值小于给定值时，通孔密封程度控制单元控制电源向电磁铁（606）的供电电流大小使密封板（602）沿密封板方孔（608）向下运动并逐步密封通孔（601）。

3.如权利要求2所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：底座（68）左右两侧面上连接有一对可加持浇包本体（604）的卡爪（603）， 两卡爪（603）的上端通过吊架（62）相连，吊架（62）顶端设有挂钩（63）。

4.如权利要求2所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：浇包本体（604）的顶端的直径大于底端的直径；浇包本体（604）设有浇包嘴（60）的侧面上从通孔（601）起到其底面之间设有一个斜面（607），浇包嘴（60）的底面与该斜面在同一平面内；斜面（607）与浇包本体（604）的底面之间的夹角为35-45度。

5.如权利要求1所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：孕育剂供应装置（3）包括架体（39），架体上安装有料斗（34），料斗（34）的底部设有出料口（38），出料口下安装有出料管道（35），架体（39）上出料管道（35）的后端安装有轴承（30），轴承（30）上安装有横支撑轴（37），该横支撑轴（37）的后端设有皮带轮；架体（39）上设有驱动电机（32），驱动电机（32）的输出轮通过皮带与横支撑轴（37）的皮带轮相连；横支撑轴（37）上安装有绞龙（33），绞龙（33）位于出料管道（35）的内部；出料管道（35）的前端的下方连接有随流孕育剂进料室（301），随流孕育剂进料室（301）的下端连接有导流管（31），导流管（31）上设有阀门（36）；随流孕育剂进料室（301）上设有压缩空气进口（302）。

6.如权利要求1所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：孕育剂供应装置（3）安装在右立柱（5）的横支撑轴（504）上。

7.如权利要求6所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：所述控制单元还具有孕育剂投入量决定单元，该投入量决定单元基于所述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量。

8.如权利要求1所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：浇包横移纵移系统还包括操作间（1），操作间（1）底部设有与地面接触的滚轮（8），操作间与浇注车（14）相连且可随浇注车（14）横向运动，控制单元设置在操作间（1）内。

9.如权利要求1所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：

检测单元包括设置第三纵移机构（7）上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号；

检测单元包括设置在浇注车横移机构（17）上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的出液口的位置信息，并产生表示该位置的信号；

检测单元包括设置在铸模横移机构（2）上的位置传感器，所述位置传感器检测铸模的浇注口的位置信息，并产生表示该位置的信号；

控制单元包括浇口位置拟合单元，在运行第一运算单元之前，浇口位置拟合单元基于由第三纵移机构（7）上的位置传感器信息驱动浇包横移纵移系统将浇包系统放入伺服倾转机构内，浇口位置拟合单元基于铸模横移机构（2）、浇注车横移机构（17）上的位置传感器信息驱动铸模横移机构（2）上驱动电机（81）运转使浇包（6）的出液口（64）位于铸模（22）的浇注口（23）的正上方。

10.如权利要求9所述的一种高精度全自动浇注机，其特征在于：

检测单元包括分别设置在第二纵移机构（16）、第一纵移机构（13）上的位置传感器，所述位置传感器检测浇包的位置信息，并产生表示该位置的信号；

控制单元包括浇包进出拟合单元，在运行浇口位置拟合单元之前，浇包进出拟合单元可基于由第二纵移机构（16）、第一纵移机构（13）上的位置传感器信息，判定第二纵移机构（16）、第一纵移机构（13）中哪一个纵移机构上放置有浇包系统并将放置有浇包系统的纵移机构选定为目标纵移机构，浇包进出拟合单元控制驱动电机（11）运转，使浇注车（14）横向运动并浇注车（14）的顶面的第三纵移机构（7）的中轴线与目标纵移机构的中轴线对齐，使目标纵移机构上的驱动电机运转并使该目标纵移机构上的浇包系统进入第三纵移机构（7）并进入伺服倾转机构内；在浇注完成后，浇包进出拟合单元、浇包系统可按照与上述步骤相反的顺序控制第三纵移机构（7）的浇包系统返回该目标纵移机构。