CN105492139B - 用于生产砂模的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于生产砂模的机器，该机器包括具有模制腔室(3)、前板(1)和后板(2)的机器结构。前板(2)和后板(3)布置成用于对所述模制腔室内的砂进行压挤以形成砂模，并且前板(1)和后板(2)布置成用于接纳用以给砂模的前表面和后表面提供对应的图案的相应模板(200)。该机器还包括布置成用于更换模板(200)的机械臂(6)，机械臂(6)附接至该机器结构，例如附接至该机器结构的侧部(101)。

Description

用于生产砂模的机器

技术领域

本发明涉及用于生产砂模或砂模部件的机器领域。

背景技术

金属铸造通常利用砂模进行，所述砂模在生产砂模或砂模部件的机器中生产，其中，砂模或砂模部件依次放置成一排并被输送至浇注站，在浇注站，用金属填充这些模具或模具部件之间的空间。这些机器通常包括用以将型芯插入模具或模具部件之间的下芯机。

这些生产模具的机器典型地包括大体为矩形的模制腔室，砂通过布置在模制腔室上方的漏斗或钟状物导入到模制腔室中(例如，通过吹送或者通过重力)。所述腔室通过两个封闭元件或两个板——诸如前板和后板——而被封闭，砂在所述两个封闭元件或两个板之间被压挤以形成模具或模具部件。例如，所述两个板中的一个板可以是布置成允许模具或模具部件离开的可移动且可转动的前板，后板可以布置在腔室的相对端并与压制活塞相关联，压制活塞还用于通过腔室的前端部来执行模具的推动和相应的排出。在这种机器中，模具的获得可以从模制腔室中的砂的导入开始。接着，在模制周期的压缩阶段中，砂被压入前板与后板之间。然后，在所谓的模制周期的取出阶段中，前板打开并倾斜以允许模具离开，这通过后板的推动而实现，从而使模具从模制腔室取出。此类型的机器在例如US–B-7007738和US-B-6092585中描述。这些专利描述了竖向模具模制机器，其包括模制腔室，该模制腔室由可移动且可转动的前板以及设置在取出活塞的端部处的后板封闭，砂模通过所述两个板的相对压力而压实。以此方式，模具被以周期性的方式获得，并且模具被从模制腔室排出、彼此对准并彼此靠置从而形成可以朝向浇注站等被输送的一排。在US-A-4442882、EP-A-1101548、WO-A-01/12360、EP-A-1219830、US-B-7806161和EP-A-2357050中描述了立式模具成形机的其他示例。

通常，前板和后板设置有模板，如在例如US-B-7806161中所说明的，所述模板根据要向模具的前表面和后表面提供的图案或形状来选择。因此，当该机器将被用来生产与之前生产的模具不同的模具时，必需改变模板。模板可以利用任何适合的装置附接至前板和后板，前板和后板也被称为压头或压头板。模板的改变通常涉及将之前使用过的模板分别从前板和后板移除，并且将新的模板分别连接至前板和后板。这项操作常规上是手动完成的。由于模板可能相当重，所以有时候操作者会使用某种提升装置。

发明内容

尽管提升装置对操作者可能是有帮助的，但是更换模板对操作者来说仍然会存在一些困难，并且始终存在对重物进行操纵的危险性。另外，由于模板必须被施加至前板和后板的面向模制腔室内侧的表面，所以操作者必须进入到有时难以进入的区域，如果机器的安全机构失效，进入可能是危险的。因此，已经考虑到期望减少对模板更换方面人为干涉的需要。

一个解决方案可以是使用自动机械或操纵器，自动机械或操纵器靠近机器放置于地板上并且布置成在模板存储装置——例如具有用于存储模板的货车或托架——之间输送模板，可以从模板存储装置获取新模板，并且先前使用过的模板可以被输送至模板存储装置。然而，该自动机械占用地板空间并且对例如在模具生产期间或维修期间在机器周围工作的操作人员构成障碍。此种类型的自动机械的存在还使清洁操作——例如工厂地板的清洁——更加麻烦。

本发明的第一方面涉及一种用于生产砂模的机器，该机器包括机器结构，其中，该机器结构可以包括例如框架和/或外壳，此种外壳包括例如顶部和侧壁。该机器结构包括模制腔室、前板和后板，所述前板和后板布置成用于挤压所述模制腔室内的砂以形成砂模；所述前板和后板布置成用于接纳用以给砂模的前表面和后表面提供对应的图案的相应的模板。该机器结构还可以包括例如用于向模制腔室供给砂的供给装置。

根据本发明的这个方面，该机器还包括布置成用于更换模板的机械臂，所述机械臂附接至该机器结构，例如附接至该机器结构的框架和/或外壳。例如，机械臂可以附接至机器结构的侧部或者机器结构的顶部部分，例如附接至机器的顶部或机器的外壳，或者附接至机器的框架的梁，例如机器结构的上部部分中的横向梁或水平梁。优选地，机械臂附接至机器结构的侧部，例如机器的框架和/或外壳的侧部。

通过使用机械臂，降低了对人为干涉的需要，并且通过将机械臂附接至机器或机器结构的侧部，获得紧凑的机器设计，而没有任何自动机械占用地板空间和限制在机器周围的运动。由于用于改变模板的机械臂是机器的一部分并附接至机器结构，以使得除了需要安装机器本身之外不需要实施例如在用户处所内的大量的土木工程等，因此本方案的另一个优点是可以简化用户处所内的机器安装。如此减少了安装已就绪机器所需的时间，并且也降低了所涉及的成本。另外，机械臂附接至机器结构的事实意味着机械臂总是置于用以进入模制腔室的正确位置以及机械臂将到达更换模板所需的位置。也就是说，这种正确的定位取决于机器的设计师和制造商，而不取决于负责在用户处所内执行系统安装的第三方。

在本发明的一些实施方式中，机械臂在地板上方附接至机器结构，以使得机械臂的任何部分都不与地板相接触。因而，诸如地板的清洁的工作不会由于地板上的机械臂等的存在而变得困难。由于在这类机器的运行过程中，砂不可避免地在地板上积累，因此上述方面是重要的。另外，常规地，已经存在靠近这类机器放置于地板上的许多辅助设备。因此，不在地板上放置另外的设备是一个重要的优点。另外，通过使机械臂附接至机器以使得机械臂不接触地板，机器与地板之间的例如由于振动等而引起的任何相对运动将不会使机械臂受到可能损坏机械臂或影响机械臂相对于机器的前板和后板的定位或取向的力。由于机械臂必须能够相对于机器的前板和后板准确地定位模板，因此上述方面是重要的。

在本发明的一些实施方式中，机械臂包括竖向驱动装置和三个枢转接合部，其中，竖向驱动装置用于使机械臂竖向移位；所述三个枢转接合部用于使机械臂的三个相应的臂部段绕着相应的竖向轴线枢转。换言之，可以使用简单的SCARA(选择性配用机械臂)型机械臂。已经发现，具有布置成在水平平面内绕相应的接合部枢转的臂部段并能够沿竖向方向运动的此类机械臂足以完成模板的更换。特别地，不需要任何倾斜操作。因此，这种竖向可移位系统是更加复杂的工业自动机械——例如具有六个自由度的自动机械——的成本效益的替代方案，其中，这种竖向可移位系统具有枢转地布置在其相应的水平平面内的三个臂部段，并且臂或所述三个臂部段中的至少一者能够沿竖向方向运动。

在本发明的一些实施方式中，机械臂包括用于竖向地驱动机械臂的电动马达、以及下述三个电动马达，所述三个电动马达中的每一个电动马达布置成用于驱动所述三个臂部段的中的相应的一个臂部段以使臂部段相对于相应的枢转接合部枢转。例如，机械臂可以具有近端部和远端部，其中，机械臂在近端部处附接至机器结构；该远端部设置有用于保持模板的装置，并且所述枢转接合部包括近端接合部、中间接合部和远端接合部，所述远端接合部布置成用于使远端臂部段相对于中间臂部段枢转。在这些实施方式中，布置成用于操作远端接合部的电动马达远离远端接合部放置，机械臂可以包括驱动装置，驱动装置放置于中间臂部段内以使得布置成用于操作所述远端接合部的所述电动马达可以通过所述中间臂部段操作所述远端接合部，从而使所述远端臂部段枢转。从结构观点来看，将用于驱动所述远端臂部段的电动马达放置在远端臂部段上可能是更加容易的，但是由于至少远端臂部段将必须被导入到模制腔室中以执行模板的更换，所以优选将电动马达远离所述远端接合部放置，即，在朝向臂的近端部的方向上放置在沿着臂的某处。

在本发明的一些实施方式中，用于操作所述远端接合部的电动马达与所述中间接合部对应地放置，例如，放置在所述中间接合部的顶部上。这是一个实用的解决方案，根据该方案，电动马达可以通过放置于所述中间臂部段内的驱动装置——诸如链条、带或驱动轴——来操作远端接合部。

在本发明的一些实施方式中，用于操作所述远端接合部的所述电动马达布置成用于通过延伸穿过所述中间臂部段的链条、带和驱动轴中的至少一者来操作所述远端接合部。

该机器还包括电子装置，所述电子装置用于为机械臂编程和/或用于控制机械臂运动，从而使所述机械臂执行更换模板所需的运动。

本发明的另一方面涉及一种在如上所述的机器中更换模板的方法，该方法包括使用机械臂更换模板的步骤。

附图说明

为了完成描述并且为了提供对本发明的更好理解，提供一组附图。所述附图形成描述的一体部分并示出本发明的实施方式，所述附图不被认作限制本发明的范围，而是仅仅作为本发明如何实现的示例。所述附图包括以下图示：

图1是根据本发明的一个可能的实施方式的机器的机构的一部分的立体图。

图2是所述机构的某些部件的立体图。

图3和图4是根据本发明的实施方式的机器的立体图。

图5是机械臂的侧视图。

图6示意性地示出机械臂的构造。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的一个可能的实施方式的机器的机构。该机构在EP-A-2357050中更加详细地公开，因此在此将仅简要说明。

图1示出如何在整体框架100上组装模制腔室3的结构，该模制腔室具有入口开口31，通过该入口开口，砂(或类似物)可以通过借助于漏斗或钟状物(未示出)吹送而被导入到腔室中，这在本领域是常规做法。该机器包括底板部分32，底板部分32形成模制腔室的底板并穿过模制腔室前端朝向外侧延伸，从而形成下述底板或支承件：在该底板或支承件上，模具或模具部件可以在取出阶段朝向可以是传送带等的接收件(未示出)滑动，这在本领域是常规做法。

该机器还包括与模制腔室3的前端对应地定位的前板1(枢转地安装在框架13中)以及图2中所示的与模制腔室3的后端对应地定位的后板2。这些板布置成在两个端部位置之间做周期性运动，以通过压缩阶段(在此阶段中，模制腔室内的材料在前板1与后板2之间被压缩)和取出阶段来执行模制循环，在取出阶段中，如本领域已知的，前板1向上转动而移动远离模制腔室3，从而允许后板2推动模具或模具部件离开腔室3。这种转动可以通过图1中示意性示出的凸轮机构16来执行，凸轮机构16可以包括例如EP-A-1219830中所描述的电动机械系统或者甚至机械系统。替代性地，这种转动可以通过马达——例如通过专门用来使前板1转动的电动马达——来执行。

根据本发明的此具体实施方式，前板1以可转动的方式联接至框架11，框架11布置成沿机器的纵向方向移位。在本实施方式中，框架11包括可以轴向滑动的多个杆件11A，杆件11A由与模制腔室3相关联的引导件33引导，引导件33引导框架在框架的两个端部位置之间的来回运动，这种运动在每次模制循环中重复进行。框架11连接至沿机器的纵向方向延伸的两个杆件12，电动马达4和4A可以作用在杆件12上。另一方面，后板2组装在以棒或杆件形式的元件15的端部处，所述元件15通过位于模制腔室3正后方的辊子34以及可选地由额外的引导元件引导而沿着机器的纵向方向移动。后板可以通过电动马达5而移位。

前板1和后板2在其端部位置之间的运动与例如EP-A-1219830中所公开的运动可以是类似的。电动马达仅仅作为一种示例，也可以使用任何其他的驱动装置，例如，如本领域中已知的液压驱动装置。

图3和图4示意性地示出根据本发明的实施方式的机器，该机器包括例如图1和图2中示出的机构或用于利用模板所附接的前压板和后压板来生产模具或模具部件的任何其他适合的机构，所述模板是能够被移除的以允许更换图案。该机器结构包括具有顶部102和侧壁101的壳体，所述侧壁中的至少一个侧壁的特征为用以进入模制腔室的至少一个开口103。在图3和图4中可以观察到用于将砂导入到模制腔室3内的系统104的一部分。另外，在图3和图4中，可以看到用于前板的框架13，以及已经结合图1和图2描述过的框架11和杆件12。除了需要进入时—例如涉及维修工作以及涉及模板的更换，侧壁中的开口可以设置有允许所述开口关闭的门或板。该机器放置在地板300上。

用于更换模板200的机械臂6附接至机器结构的侧部101。通常在与图4中示出的托架201相似的托架上输送这些模板，托架201通常可以容纳四个模板，也就是说，托架201能够输送两个要在以后的用于模具生产的操作中使用的新的板，并且能够接纳两个先前使用过的模板。

机械臂具有附接至机器侧壁的近端部6’。明显地，该臂并不一定照此物理地附接至侧壁，而是可以替代性地附接至机器结构的其他部分或部件，例如附接至机器的框架的一部分，例如框架的与侧壁中的开口、机器的壳体或外壳相对应的部分。该臂还具有远端部6”，远端部6”设置有用于保持模板的装置65，例如图5和图6中以例如钩或者其他类型的夹具——包括机械地、电力地、气动地及液压地驱动的夹持装置——的形式示意性示出的夹持装置，包括电磁夹持装置。

在机械臂的近端部6’处，机械臂设置有用于使机械臂相对于基部60竖向移位的驱动装置61，如图5和图6中所示，机械臂借助于螺栓60A并通过基部60固定至机器结构的侧部101。这些驱动装置通过例如伺服马达的第一电动马达61M致动。另一方面，机械臂包括三个臂部段，即，臂部段62A、63A和64A，机械臂包括远端臂部段64A、中间臂部段63A和近端臂部段62A。远端臂部段64A是设置有用于保持模板的装置65的臂部段。这三个臂部段枢转地布置成使得所述臂部段能够通过相应的枢转接合部62、63和64在水平面中枢转。设置三个电动马达62M、63M和64M以驱动相应的臂部段以使臂部段绕着由臂部段的相应的枢转接合部62、63和64限定的相应的竖向轴线枢转。

如图6中最佳所示，竖向驱动装置61包括布置以驱动带螺纹主轴61a的伺服马达61M，近端枢转接合部62通过螺母或类似物62a连接至带螺纹主轴61a，螺母或类似物62a通过电动马达61而向上或向下移位，从而使所述主轴61a旋转。另一方面，用于操作近端枢转接合部62以使近端臂部段62A在水平平面中枢转的电动马达62M布置在近端枢转接合部的顶部上。在近端臂部段62A的顶部上设置有布置成驱动中间接合部63以使中间臂部段63A相对于所述中间接合部63在水平平面中枢转的另一个电动马达63M。此枢转通过在安装于近端臂部段62A的顶部的壳体63a内延伸的例如链条、带或轴的驱动装置63D实现。该驱动装置63D——例如带、链条或轴——由电动马达63的轴63b驱动。

另一个电动马达64M放置在中间接合部63的顶部上，所述电动马达64M的输出轴64a驱动容置在中间臂部段63A内并且延伸穿过中间臂部段63A的驱动装置64D，诸如带、链条或轴,从而驱动远端接合部64以使得远端臂部段64A在水平平面中枢转。

电动马达可以是诸如伺服马达的马达。

通过这种简单的布置，机械臂可以通过机器侧部中的开口103将模板200从机器的第一板1和第二板2移除，并且将新的模板输送至所述第一板1和所述第二板2。已发现这种类型的简单机械臂在实践中能够实现更换模板所需的运动，并且不需要额外的接合部或额外的运动自由度。在远端接合部的顶部不放置马达的事实的有利之处在于：其降低了机械臂的待通过开口103导入到模制腔室3内的部分的高度。机械臂在没有被放置在地板上的情况下附接至机器结构的壁或壳体——例如附接至机器的框架——的事实简化了诸如地板的清洁的工作。因此，实现了该机器的紧凑化和小型化设计。

在本文中，术语“包括”(comprise)及其派生词(例如“包括有”(comprising)等)不应该理解为排除的意思，即，这些术语不应该理解为排除所描述的或所定义的可以包括另外的元件或步骤等的可能性。

另一方面，本发明明显不限于文中所描述的具体实施方式，而是还包括在权利要求书中所限定的本发明的整体范围内的可以被本领域技术人员想到的任何变型(例如，在材料、尺寸、部件或构型等的选择方面)。

Claims (6)

1.一种用于生产砂模的机器，所述机器包括机器结构，所述机器结构具有模制腔室(3)、前板(1)和后板(2)，所述前板(1)和所述后板(2)布置成用于对所述模制腔室内的砂进行压挤以形成砂模，所述前板(1)和所述后板(2)布置成用于接纳用以给所述砂模的前表面和后表面提供对应的图案的相应的模板(200)，

其特征在于，

所述机器还包括设置成用于更换所述模板(200)的机械臂(6)，所述机械臂(6)附接至所述机器结构，

其中，所述机械臂包括竖向驱动装置(61)和三个枢转接合部(62、63、64)，其中，所述竖向驱动装置(61)用于使所述机械臂竖向地移位；所述三个枢转接合部(62、63、64)用于使三个相应的臂部段(62A、63A、64A)绕着相应的竖向轴线枢转，

所述机械臂包括用于竖向地驱动所述机械臂的电动马达(61M)和下述三个电动马达(62M、63M、64M)，其中，所述三个电动马达(62M、63M、64M)中的每一个电动马达布置成用于驱动所述三个臂部段(62A、63A、64A)中的相应的一个臂部段以使所述相应的一个臂部段相对于相应的所述枢转接合部(62、63、64)枢转，

其中，所述机械臂具有近端部(6’)和远端部(6”)，其中，所述机械臂在所述近端部(6’)处附接至所述机器结构；所述远端部(6”)设置有用于保持模板(200)的装置(65)，并且其中，所述枢转接合部包括近端接合部(62)、中间接合部(63)和远端接合部(64)，所述远端接合部(64)布置成用于使远端臂部段(64A)相对于中间臂部段(63A)枢转，其中，布置成用于操作所述远端接合部(64)的所述电动马达(64M)远离所述远端接合部放置，并且其中，所述机械臂包括驱动装置(64D)，所述驱动装置(64D)放置于所述中间臂部段(63A)内，以使得布置成用于操作所述远端接合部(64)的所述电动马达(64M)能够通过所述中间臂部段(63A)操作所述远端接合部，从而使所述远端臂部段(64A)相对于所述远端接合部(64)枢转。

2.根据权利要求1所述的机器，其中，用于操作所述远端接合部(64)的所述电动马达(64M)与所述中间接合部(63)对应地放置。

3.根据权利要求2所述的机器，其中，用于操作所述远端接合部(64)的所述电动马达(64M)布置成用于通过延伸穿过所述中间臂部段(63A)的链条、带和驱动轴(64D)中的至少一者来操作所述远端接合部。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的机器，其中，所述机械臂附接至所述机器结构的侧部(101)。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的机器，其中，所述机器放置在地板(300)上，并且其中，所述机械臂(6)在所述地板(300)的上方附接至所述机器结构，以使得所述机械臂的任何部分都不与所述地板(300)相接触。

6.一种在根据权利要求1-5中的任一项所述的机器中更换模板的方法，所述方法包括利用机械臂(6)更换模板(200)的步骤。