CN106825520B - 活塞环自动落砂落环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种活塞环自动落砂落环装置，包括：清砂机构，其包括用于松动铸件冒口周部的型砂的松砂装置、用于吸取松动后的型砂的吸砂装置及砂箱定位装置；落砂落环机构设置在清砂机构的一侧，包括落砂机械手、落环机械手、落环压头、落砂气锤和砂环筛分装置，落砂机械手用于抓取及搬运砂箱，落环压头固定在落砂机械手上，用于选择性挤压铸件上的活塞环，落环机械手设置在落砂机械手上，其可沿竖直方向相对于落砂机械手移动，落环机械手用于抓取由冒口过孔穿出的铸件冒口，落砂气锤设置在落砂位，用于选择性击打砂箱，砂环筛分装置设置在落砂气锤下方，用于接收并分离型砂和活塞环。本发明的装置可实现自动落砂和落环，操作效率高，操作强度低。

Description

活塞环自动落砂落环装置

技术领域

本发明涉及自动化生产设备技术领域，尤其涉及一种活塞环自动落砂落环装置。

背景技术

活塞环是内燃机关键零件之一。在活塞环的铸造生产中，通常采用多箱体整体铸造的方式来进行活塞环毛坯的铸造。当铸件冷却到一定温度后(铸件此时的最高温度仍有300～400摄氏度)，需要对带有铸件的砂箱进行去型砂分离操作，方便取出铸件，此过程称作落砂。完成去除型砂工作后，还需要将铸造成型的活塞环毛坯从铸件浇道上分离下来，此过程称作落环。在铸造过程中，通常采用造型小车作为砂箱的载体。

目前，常采用的方法是人工进行落砂落环。在生产中，当带有需要落砂落环的铸件的砂箱输送到落砂工位时，操作工人先采用简易的工具(如挡杆)对砂箱进行定位，启动落砂冲击头对砂箱底部进行击打，进而进行落砂，在此过程中，操作工人还需要用锤子对砂箱进行击打，以此来加快型砂和铸件分离。当铸件完成落砂后，操作工人采用助力机械手将铸件从砂箱中吊起转移至人工落环位，此时活塞环铸件被吊在一定高度，操作工人手持工具对铸件上的活塞环毛坯进行敲打，从而使之与铸件浇道分离。当铸件上的活塞环毛坯被全部敲打掉后，操作工人使用助力机械手将铸件浇道放置到专用的收集箱中，最终转移到粉碎机进行粉碎。完成此操作后，操作工人需要将空砂箱及造型小车搬运到回料输送线上，然后下一组带有铸件的砂箱输送到位，操作工人开始进行下一轮的作业。

现有的落砂落环方式具有以下缺陷：

1、由于人工落砂落环与浇铸都在同一处，并且需要落砂落环的铸件即使经过一段时间的冷却却仍然具有较高的温度(最高温度仍有300～400摄氏度)，而且现场落砂时灰尘较大，因此工作环境为高温高尘高噪音，环境非常恶劣，长时间工作会使操作工人患上职业病；

2、操作工人需要进行砂箱、造型小车、铸件浇道的搬运以及活塞环毛坯的落环操作，完成落砂落环操作后的造型小车表面和砂箱内壁还残留有型砂，需要人工进行清理，工作量大，且体力消耗大，人体较难承受；

3、现有的落砂冲击头的结构为电机驱动偏心凸轮的结构，采用此结构对砂箱进行击打落砂，由于落下的型砂依然保持着较高的温度，导致电机处的温度过高，增加了电机的故障率；

4、在落砂时，往往有落下的活塞环毛坯混在型砂中，需要工人从型砂过滤网处将其分拣出来，容易发生不同类型的活塞环毛坯混流。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种活塞环自动落砂落环装置，其能自动的实现落砂和落环，提升操作效率，降低人工操作强度。

本发明的另一个目的在于：提供一种活塞环自动落砂落环装置，其有效避免了不同类型的活塞环混流。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种活塞环自动落砂落环装置，包括：

清砂机构，用于对砂箱内的铸件冒口周部进行清砂处理，包括用于松动所述铸件冒口周部的型砂的松砂装置和用于吸取松动后的型砂的吸砂装置，所述松砂装置的一侧设置用于将所述砂箱固定在松砂位的砂箱定位装置；

落砂落环机构，设置在所述清砂机构的一侧，包括落砂机械手、落环机械手、落环压头、落砂气锤和砂环筛分装置，所述落砂机械手用于抓取及搬运所述砂箱，所述落环压头固定在所述落砂机械手上，用于选择性挤压铸件上的活塞环，所述落环压头上设置有可供所述铸件冒口通过的冒口过孔和供铸件浇道通过的浇道过孔，所述落环机械手设置在所述落砂机械手上，其可沿竖直方向相对于所述落砂机械手移动，所述落环机械手用于抓取由所述冒口过孔穿出的所述铸件冒口，所述落砂气锤设置在落砂位，用于选择性击打所述砂箱，所述砂环筛分装置设置在所述落砂气锤下方，用于接收并分离型砂和活塞环。

本发明的有益效果为：通过设置清砂机构，可以对砂箱内的铸件冒口周部的型砂进行清理，以便于外露出铸件冒口，进而方便后期落环机械手的抓取；通过设置落砂落环机构，落砂落环机构中的落砂机械手可实现搬运砂箱和固定落环压头的目的，当砂箱位于落砂位时，落砂气锤启动并击打砂箱，以使砂箱内的型砂脱离铸件，当砂箱位于落环位时，落砂机械手将砂箱固定，落环机械手携带铸件向上移动，当移动一定距离后落环压头开始与铸件上的活塞环接触并挤压，使活塞环脱离铸件浇道，实现了自动落砂落环；通过在落砂气锤下方设置砂环筛分装置，可以对混合的型砂和活塞环自动分离，有效防止了不同类型的活塞环混流。对比现有技术，本发明的活塞环自动落砂落环装置可实现自动落砂和落环，操作效率高，操作强度低，且有效的避免了不同类型的活塞环混流的情况。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述的活塞环自动落砂落环装置的立体示意图。

图2为本发明实施例所述的活塞环自动落砂落环装置的另一视角立体示意图。

图3为本发明实施例所述的清砂机构、中转小车、小车清理机构、空砂箱清理机构、上料输送线以及中转输送线的组装示意图。

图4为本发明实施例所述的上料输送线的立体示意图。

图5为本发明实施例所述的清砂机构的立体示意图。

图6为本发明实施例所述的落砂落环机构的立体示意图(未示出落砂机部分)。

图7为本发明实施例所述的落砂机械手的立体示意图。

图8为本发明实施例所述的落环机械手的立体示意图。

图9为本发明实施例所述的落砂落环机构在砂箱落环前的状态示意图(未示出落砂机部分)。

图10为图9去除砂箱后的状态示意图。

图11为本发明实施例所述的落砂落环机构在砂箱落环后的状态示意图(未示出落砂机部分)。

图12为本发明实施例所述的落砂机的立体示意图。

图13为本发明实施例所述的砂环筛分箱的立体示意图。

图14为本发明实施例所述的空砂箱清理机构的立体示意图。

图15为本发明实施例所述的中转小车、小车清理机构以及中转输送线的组装示意图(含砂箱)。

图16为本发明实施例所述的中转小车、小车清理机构以及中转输送线的组装示意图。

图17为本发明实施例所述的中转小车的立体示意图。

图中：

1、清砂机构；11、松砂装置；111、松砂固定座；112、松砂活动座；113、松砂电机；114、松砂刷；115、松砂气缸；12、吸砂装置；121、吸砂固定座；122、吸砂活动座；123、吸砂泵；124、防砂罩；125、吹气管接头；126、排砂管；127、吸砂气缸；13、砂箱定位装置；131、固定定位板；132、活动定位板；133、压板；134、定位销；135、限位块；136、定位气缸；137、定位导向杆；14、清砂机架；

2、落砂落环机构；21、落砂机械手；211、第一安装板；212、第一卡爪；213、滑轨；214、第一安装座；215、第二安装座；216、第一提升油缸；217、第一导向柱；218、第一夹紧气缸；22、落环机械手；221、第二安装板；222、第二卡爪；223、第三安装座；224、第二提升油缸；225、第二导向柱；226、第二夹紧气缸；23、落环压头；24、浇道下料箱；25、落砂机；251、落砂机架；252、落砂箱；253、砂环筛分箱；2531、排砂孔；2532、封板；254、连杆机构；255、封板气缸；256、排砂道；257、排料道；258、接环箱；259、防护罩；

3、中转小车；31、小车本体；32、轮系；33、小车导轨；34、固定夹块；35、活动夹块；36、夹紧气缸；37、转动座；

4、小车清理机构；41、清理支座；42、前刮板；43、后刮板；44、小车清理毛刷；45、导向板；46、清理气缸；47、刮板导向杆；

5、空砂箱清理机构；51、砂箱清理机架；52、砂箱毛刷；53、砂箱清理气缸；54、砂箱清理导向杆；55、接砂盘；56、防尘罩；57、振动电机；

6、上料输送线；61、上料导轨；62、挡料装置；63、上料链条；64、上料电机；65、上料推块；66、上料电机链轮；67、上料导轨链轮；68、光电传感器；

7、中转输送线；71、中转导轨；72、第二推送气缸；73、第三推送气缸；

8、地基机架；9、主体机架；

100、砂箱；200、铸件冒口；300、造型小车；400、活塞环；500、铸件浇道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，在本发明的实施例中，此活塞环自动落砂落环装置，包括：清砂机构1，用于对砂箱100内的铸件冒口周部进行清砂处理，包括用于松动铸件冒口周部的型砂的松砂装置11和用于吸取松动后的型砂的吸砂装置12，松砂装置11的一侧设置用于将砂箱100固定在松砂位的砂箱定位装置13；落砂落环机构2，设置在清砂机构1的一侧，包括落砂机械手21、落环机械手22、落环压头23、落砂气锤和砂环筛分装置，落砂机械手21用于抓取及搬运砂箱100，落环压头23固定在落砂机械手21上，用于选择性挤压铸件上的活塞环，落环压头23上设置有可供铸件冒口通过的冒口过孔和供铸件浇道通过的浇道过孔，落环机械手22设置在落砂机械手21上，其可沿竖直方向相对于落砂机械手21移动，落环机械手22用于抓取由冒口过孔穿出的铸件冒口，落砂气锤设置在落砂位，用于选择性击打砂箱100，砂环筛分装置设置在落砂气锤下方，用于接收并分离型砂和活塞环。

在本发明的一个优选的实施例中，如图3和5所示，清砂机构1包括清砂机架14，松砂装置11和吸砂装置12沿水平方向间隔固定在清砂机架14上；松砂装置11包括与清砂机架14固定连接的松砂固定座111，松砂固定座111远离清砂机架14的一侧设置松砂活动座112，松砂活动座112可沿竖直方向相对于松砂固定座111移动，松砂活动座112上固定有松砂电机113，松砂电机113的输出轴端设置松砂部件，松砂部件包括沿铸件冒口200的周部环形设置的四个松砂刷114。

沿铸件冒口200的周部环形设置的四个松砂刷114不仅可以实现较好的清理效果，还在清理过程中与铸件冒口200的所在位置避开，避免松砂刷114在清理过程中被铸件冒口200阻挡，保证正常的清理。

松砂固定座111上设置松砂滑轨，松砂活动座112靠近松砂固定座111的一侧设置有与松砂滑轨滑动配合的松砂滑槽，松砂固定座111上设置松砂气缸115，松砂气缸115的活塞杆端部与松砂活动座112连接，以推动松砂活动座112沿竖直方向移动。优选的，在松砂固定座111上还设置用于限制松砂活动座112移动位置的松砂限位块。

在本发明的一个优选的实施例中，如图3和5所示，吸砂装置12包括与清砂机架14固定连接的吸砂固定座121，吸砂固定座121远离清砂机架14的一侧设置吸砂活动座122，吸砂活动座122可沿竖直方向相对于吸砂固定座121移动，吸砂活动座122上设置有吸砂泵123、防砂罩124、吹气管接头125和排砂管126，吸砂泵123的入口端连接防砂罩124，其出口端连接排砂管126，防砂罩124远离吸砂泵123的一端选择性罩设在铸件冒口200外，用于封闭位于铸件冒口200周部的空间，防砂罩124上环形设置若干吹气管接头125，吹气管接头125用于向防砂罩124内输送空气。吸砂固定座121上设置吸砂滑轨，吸砂活动座122靠近吸砂固定座121的一侧设置有与吸砂滑轨滑动配合的吸砂滑槽，吸砂固定座121上设置吸砂气缸127，吸砂气缸127的活塞杆端部与吸砂活动座122连接，以推动吸砂活动座122沿竖直方向移动。

砂箱定位装置13包括相互平行的固定定位板131和活动定位板132，固定定位板131与清砂机架14固定连接，活动定位板132可沿竖直方向靠近或者远离固定定位板131，活动定位板132上沿砂箱100的宽度方向间隔设置两个压板133，压板133靠近砂箱100的一侧设置定位销134，定位销134的一侧设置限位块135，两个限位块135之间的距离与砂箱100的宽度相配合，以使砂箱100可被限制在两个限位块135之间。优选的，限位块135与定位销134之间的距离大于砂箱100的厚度。

进一步的，固定定位板131上设置定位气缸136，定位气缸136的活塞杆端部与活动定位板132连接。优选的，活动定位板132上平行设置两个定位导向杆137，定位导向杆137具有固定在活动定位板132上的固定端以及与固定端相对的悬空端，悬空端贯穿固定定位板131上的定位孔延伸至固定定位板131远离活动定位板132的一侧，悬空端设置限位部。

在本发明的一个优选的实施例中，如图1、2、12、13所示，落砂落环机构2还包括设置在落砂位的落砂机25，落砂机25包括落砂机架251，在落砂机架251的顶部设置落砂箱252，落砂箱252底部呈倾斜状态，其低端连通砂环筛分装置的砂环筛分箱253，落砂箱252底部具有供落砂气锤通过的通孔，落砂气锤穿过通孔选择性击打砂箱100的底部。实际工作中，由于砂箱100是呈上下开口的箱体结构，因此落砂气锤击打的是砂箱100内的型砂。

砂环筛分箱253倾斜设置在落砂机架251内，砂环筛分箱253内具有承接型砂和活塞环的空间，砂环筛分箱253的顶部具有开口，底部具有供型砂通过的排砂孔2531，排砂孔2531的尺寸小于活塞环的外径，砂环筛分箱253的低端设置供活塞环通过的活塞环排出口，活塞环排出口处设置选择性封堵其的封板2532，封板2532的上端通过铰接件与砂环筛分箱253铰接，另一端通过连杆机构254与设置在落砂机架251上的封板气缸255连接。砂环筛分箱253的底部设置排砂道256，活塞环排出口通过排料道257与接环箱258连通。砂环筛分箱253底部设置振动电机。落砂箱252的一侧并位于砂环筛分箱253的正上方设置防护罩259。

在本发明的一个优选的实施例中，如图1、2、6、7、8所示，落砂机械手21包括可实现X、Y、Z三轴方向移动的第一安装板211，第一安装板211的一侧设置有两个可相对移动的第一卡爪212，第一卡爪212可选择性卡紧砂箱100，第一安装板211上可拆卸设置落环压头23；落环机械手22包括可实现X、Y、Z三轴方向移动的第二安装板221，第二安装板221的一侧设置有两个可相对移动的第二卡爪222，第二卡爪222可选择性卡紧铸件冒口200。

具体的，落砂落环机构2包括两个平行设置的滑轨213，滑轨213上滑动设置第一安装座214，第一安装座214上滑动设置两个第二安装座215，两个第二安装座215平行且间隔设置，第一安装座214沿X轴方向移动，两个第二安装座215均沿Y轴方向移动，第二安装座215上固定设置第一提升油缸216，第一提升油缸216的输出端固定连接第一安装板211，两个第二安装座215之间设置与其随动的第三安装座223，第三安装座223上固定设置第二提升油缸224，第二提升油缸224的输出端固定连接第二安装板221。

进一步的，落砂落环机构2还包括第一导向柱217和第二导向柱225，第一导向柱217的一端与第一安装板211固定连接，另一端穿过第二安装座215上的导向孔延伸至第二安装座215远离第一安装板211的一侧，第二导向柱225的一端与第二安装板221固定连接，另一端穿过第三安装座223上的导向孔延伸至第三安装座223远离第二安装板221的一侧。

具体的，第一安装板211上设置四个第一导向柱217，四个第一导向柱217呈矩形分布在第一安装板211上，第二安装板221上设置两个第二导向柱225，两个第二导向柱225沿第二提升油缸224的轴线对称设置。

第一安装板211上设置用于驱动第一卡爪212沿水平方向移动的第一夹紧气缸218，第二安装板221上设置用于驱动第二卡爪222沿水平方向移动的第二夹紧气缸226。

在本发明的又一优选的实施例中，如图1至4所示，活塞环自动落砂落环装置还包括上料输送线6，上料输送线6包括上料导轨61，上料导轨61上设置有用于推动造型小车300移动的上料驱动装置，上料导轨61上沿砂箱100的输送方向间隔设置上料位、松砂位和吸砂位，在上料位设置用于检测造型小车300是否上料到位的检测装置，在松砂位和吸砂位均设置挡料装置62。优选的，检测装置为光电传感器68。

进一步的，上料驱动装置包括上料链条63、上料电机64、上料推块65、上料电机链轮66以及上料导轨链轮67，上料导轨61的两端分别可转动设置上料导轨链轮67，上料电机链轮66固定在上料电机64的输出轴端，上料链条63分别连接上料电机链轮66和上料导轨链轮67，上料推块65设置在上料链条63上，用于推动造型小车300在上料导轨61上移动。

在本发明的一个优选的实施例中，如图3、4、15、16、17所示，本发明的活塞环自动落砂落环装置还包括中转小车3，中转小车3设置在清砂机构1的一侧，砂箱100以及其底部的造型小车300通过第一推送装置转送到中转小车3上，中转小车3上设置用于固定造型小车300的小车固定装置，中转小车3的一侧设置用于对造型小车300表面进行清理的小车清理机构4。

中转小车3底部设置中转输送线7，中转输送线7包括与上料导轨61相垂直的中转导轨71，中转导轨71的上料端与上料导轨61的出料端连接，用于接收吸砂装置12处理结束的砂箱100和造型小车300；中转导轨71具有与其上料端相对的出料端，小车清理机构4设置在中转导轨71的上料端，中转导轨71的上料端还设置用于将中转小车3由中转导轨71的上料端推送到中转导轨71的出料端的第二推送装置，中转导轨71的出料端设置有用于将中转小车3上的造型小车300和清空的砂箱100推离中转导轨71的第三推送装置；第一推送装置包括第一推送气缸，第一推送气缸的活塞杆端部设置第一推板，第二推送装置包括第二推送气缸72，第二推送气缸72的活塞杆端部设置第二推板，第三推送装置包括第三推送气缸73，第三推送气缸73的活塞杆端部设置第三推板，第一推板和第三推板的运动轨迹平行，第二推板和第三推板的运动轨迹垂直。

中转小车3包括小车本体31和位于小车本体31靠近中转导轨71一侧的轮系32，中转小车3通过轮系32可移动的设置在中转导轨71上，小车本体31上设置两个用于与上料导轨61接驳的小车导轨33，两个小车导轨33的长度方向与上料导轨61的长度方向平行。小车固定装置包括固定设置在小车本体31上的固定夹块34和可转动设置在小车本体31上的活动夹块35，固定夹块34设置在远离上料导轨61的一侧，活动夹块35设置在靠近上料导轨61的一侧，在小车本体31靠近中转导轨71的一侧设置夹紧气缸36，活动夹块35的中部通过转动座37与小车本体31连接，其一端可与造型小车300抵接，另一端与夹紧气缸36的活塞杆端部连接。

小车清理机构4包括固定在中转导轨71的上料端的清理支座41，清理支座41靠近中转小车3的一侧设置可沿水平方向移动的刮板组件，刮板组件包括相互平行的前刮板42和后刮板43，在前刮板42和后刮板43之间设置小车清理毛刷44，小车清理毛刷44的端部延伸至前刮板42和后刮板43外选择性与造型小车300的表面抵接，小车清理毛刷44的清扫宽度与造型小车300的宽度相匹配，前刮板42远离后刮板43的一侧间隔设置两个导向板45，两个导向板45分别位于前刮板42长度方向的两端。优选的，导向板45倾斜设置在前刮板42上，且导向板45的一端与前刮板42连接，另一端朝向远离前刮板42的中心的一侧延伸。

进一步的，清理支座41上设置清理气缸46，清理气缸46的活塞杆端部与刮板组件连接，在清理支座41上平行设置两个刮板导向杆47，刮板导向杆47的一端与后刮板43固定连接，另一端贯穿清理支座41并延伸至清理支座41远离后刮板43的一侧。

在本发明的再一优选的实施例中，如图1、2、3、14所示，活塞环自动落砂落环装置还包括用于自动清理砂箱100内部的空砂箱清理机构5，空砂箱清理机构5设置在落砂落环机构2的一侧，用于自动清理由落砂机械手21转移过来的落砂后的砂箱100。

进一步的，空砂箱清理机构5位于砂箱清理位，其包括砂箱清理机架51，砂箱清理机架51顶部设置可沿竖直方向移动的砂箱毛刷52，砂箱毛刷52的形状与砂箱100内部的形状匹配，在砂箱清理机架51内设置砂箱清理气缸53，砂箱清理气缸53的活塞杆端部与砂箱毛刷52连接，在砂箱清理气缸53的一侧设置砂箱清理导向杆54，砂箱清理导向杆54的一端与砂箱毛刷52连接，另一端穿过砂箱清理机架51顶部并延伸至砂箱清理机架51内，砂箱清理机架51的底部还设置接砂盘55，接砂盘55呈倾斜设置。在砂箱清理机架51的顶部并位于砂箱毛刷52的周部设置防尘罩56，砂箱毛刷52可伸出至防尘罩56外。

优选的，接砂盘55的底部设置振动电机57，接砂盘55的两端分别延伸至砂箱清理机架51外，其开口尺寸大于砂箱1的尺寸。

进一步的，如图1、2、3、6、8所示，本发明的活塞环自动落砂落环装置还包括地基机架8和主体机架9，主体机架9固定在地基机架8上，清砂机构1、落砂机25、中转小车3、小车清理机构4、空砂箱清理机构5、上料输送线6、中转输送线7均设置在主体机架9内，滑轨213设置在主体机架9的顶部，以通过主体机架9支撑落砂机械手21和落环机械手22。优选的，落砂机25的一侧设置铸件浇道下料位，在铸件浇道下料位设置浇道下料箱24或自动粉碎机。

本发明的活塞环自动落砂落环装置不限于对砂箱100内的活塞环400进行自动落砂落环处理，还可以适用于采用同样铸造方式的其它产品从铸件上分离产品毛坯，只需要更换具有不同过孔结构的落环压头即可。

生产流程如下：

如图1至17所示，待落砂落环的带有铸件的砂箱100通过上料输送线6输送至铸件冒口200的清砂机构1处，砂箱定位装置13对其定位,然后清砂机构1工作,将铸件冒口200周围的型砂清理干净,便于后续工作时机械手抓取铸件。工作完成后,带有铸件的砂箱100继续输送,并经过推料机构移动至铸件砂箱抓取位,随后落砂落环机构2的落砂机械手21和落环机械手22移动到位，分别抓取砂箱100和抓取砂箱100内的铸件冒口200，此时只有造型小车300留在原处,落砂机械手21和落环机械手22抓取砂箱100和铸件同步移动至落砂机25上进行铸件落砂。在落砂机25工作期间,小车清理机构4工作对造型小车300表面进行清砂。当铸件完成落砂后,落砂机械手21和落环机械手22抓取砂箱100和铸件并同步移动至落环位，落砂机械手21固定不动，落环机械手22抓取铸件并上移，对铸件进行落环。落下的活塞环400及型砂均流入到落砂机25内部进行分离,型砂排出至地坑处进行回收,活塞环400排出至接环箱258中。落环工作完成后,落砂机械手21和落环机械手22均移动至铸件浇道下料位放下铸件浇道500,随后又移动至空砂箱清砂位,空砂箱清砂机构5工作,清除空砂箱100内壁残留的型砂,完成此工作后,落砂机械手21和落环机械手22抓取空砂箱100移至铸件砂箱抓取位,并将空砂箱100放置到造型小车300上,此时中转输送线7开始工作,将空砂箱100及造型小车300输送到回料料道上。随后下一组待落砂落环的砂箱100移动至位,活塞环自动落砂落环装置开始下一个工件循环。

具体的工作流程如下：

一、上料

如图1至4所示，当带有铸件的砂箱100及造型小车300被输送到上料输送线6上的上料位时，光电传感器68检测到信号，随后上料电机64通过上料传动系统驱动上料链条63上的上料推块65推动造型小车300及砂箱100移动到相应的工位(铸件冒口200的松砂位、吸砂位)，挡料装置62对其进行定位。当完成上述工作后，且后续工件处于可上料状态时，推料机构将造型小车300及带有铸件的砂箱100推送到下一个工位。随后，上料输送线6开始进行下一个工作循环。

上料输送线6可以实现造型小车300及砂箱100的自动输送及定位。

二、冒口清砂

如图1～3、5所示，当带有铸件的砂箱100及造型小车300被输送到松砂位时，松砂气缸115驱动松砂活动座112下降到位，同时位于松砂活动座112上的松砂电机113驱动松砂刷114旋转，将铸件冒口200周围的型砂打散成松散状态。完成后，松砂气缸115驱动松砂活动座112上升复位，松砂电机113停转。随后带有铸件的砂箱100及造型小车300被输送到吸砂位时，吸砂活动座122下降到位，防砂罩124下降扣住铸件冒口200，内部形成一个密闭空间，随后吹气管接头125开始吹气，同时吸砂泵123开始工作。松散的型砂被气流吹动与空气混合在一起，随后被吸砂泵123吸走并通过排砂管126排出。完成吸砂后，吸砂活动座122上升复位，吸砂泵123和吹气管接头125停止工作。随后清砂机构1进入下一个工件循环。

清砂机构1可实现铸件冒口200周围型砂的自动清理，使铸件冒口200从型砂中外露出来，便于后续工作中落环机械手22对铸件的抓取；在进行吹气吸砂工作时，气流可对铸件冒口200进行降温，这对后面工作时与铸件冒口200接触的机械部件来说是十分有利的，改善了它们的工作环境，降低了高温对这些机械零部件的损害。

三、造型小车300清理及空砂箱100输送

如图1～3、15～17所示，当吸砂位的工作完成后，造型小车300和带有铸件的砂箱100被推送至中转小车3上，随后夹紧气缸36驱动活动夹块35转动使活动夹块35和固定夹块34相互作用夹紧造型小车300，以对造型小车300定位。当落砂机械手21将带有铸件的砂箱100抓取走进行后续工作时，此时只有造型小车300留在中转小车3上，小车清理机构4开始工作，小车清理毛刷44及刮板对造型小车300表面的型砂进行清扫，完成后，小车清理机构4复位。当空砂箱100完成清扫后，落砂机械手21和落环机械手22移动到位，将空砂箱100放在造型小车300上，随后落砂机械手21和落环机械手22避位。此时第二推送装置中的第二推送气缸72工作，将造型小车300及空砂箱100推送到位，此时，中转小车3上的夹紧气缸36驱动活动夹块35松开造型小车300，然后第三推送装置的第三推送气缸73开始工作，将造型小车300及空砂箱100推送到下料输送线上完成下料。随后第二推送装置和第三推送装置复位，中转输送线7开始下一个工件循环。

通过设置小车清理机构4，可以实现造型小车300表面型砂的自动清理，设置中转输送线7和中转小车3，可配合落砂机械手21和落环机械手22实现造型小车300及空砂箱100的自动转移回收。

四、落砂落环处理

如图1～4、6～13所示，落砂机械手21和落环机械手22组成的落砂落环机械手组件移动至中转输送线7，将中转小车3上的带有铸件的砂箱100抓取到落砂位，此时落砂气锤开始工作，落砂气锤顶住铸件底部振动，型砂与铸件开始分离，落下的型砂最终排入到砂环筛分箱253，并从底部的排砂孔2531中落入到排砂道256中排出。完成落砂后，落砂气锤复位停止工作。随后落砂落环机械手组件抓取铸件和砂箱100移动至落环位，落砂机械手21固定砂箱100，落环机械手22携带铸件沿竖直方向上移，使活塞环400与落环压头23相互挤压，进而实现活塞环400与铸件分离，落下的活塞环400掉入到砂环筛分箱253中，同时，砂环筛分箱253底部的振动器工作，将型砂与活塞环400进行分离。当型砂与活塞环400分离后，封板气缸255驱动连杆机构254将封板2532开启，使得砂环筛分箱253中的活塞环400倒出到排料道257中排出，最终落入到接环箱258完成下料。随后封板气缸255复位，落砂机25进入下一个工件循环。

落砂落环机械手组件会移动至各个对应的工位，例如铸件砂箱抓取位、落砂位、落环位、空砂箱清理位、铸件浇道下料位、空砂箱放回位，实现了铸件和砂箱100在各个工位之间的自动搬运转移，提高了生产自动化水平。

落砂落环机构具有以下优点：

1.改进了铸件落砂的方式，采用耐高温的落砂气锤振动落砂，适应了高温环境，降低了设备故障率；

2.采用型砂与活塞环400振动分离的方式，并且同批次落下的型砂与活塞环400都在一起进行筛分分离，最后统一排出，避免了不同产品的混流，也不需要人工进行分拣，降低了工人劳动强度，并提高了工作效率；

3.通过设计专用的落环方式及落环机械手22，实现了活塞环400与铸件浇道500的自动分离，与之前人工落环方式相比，大大节省了人工，并提高了生产效率；

4.通过更换落环压头23，可实现多品种产品的兼容，满足了设备的经济性。

五、铸件浇道500回收及空砂箱100清理

如图1～3、14所示，铸件落环后，落砂落环机械手组件将空砂箱100和铸件浇道500移动至铸件浇道下料位，落环机械手22上的第二卡爪222松开，使得铸件浇道500落入到位于铸件浇道下料位的浇道下料箱24内，然后落砂落环机械手组件将空砂箱100移动至砂箱清理位，砂箱清理气缸53驱动砂箱毛刷52及砂箱清理导向杆54上下往复运动，砂箱毛刷52与空砂箱100内壁相互摩擦，将附着在空砂箱100内壁上残余的型砂去除。落下的型砂掉落到接砂盘55中，振动电机57工作时产生振动，将接砂盘55中的型砂排出。完成空砂箱100清扫后，砂箱清理气缸53复位。随后落砂落环机械手组件抓取空砂箱100移动到下一个工位，空砂箱清理机构5进入下一个工件循环。

采用空砂箱清理机构可实现空砂箱100内壁残留型砂的自动清理，提高了生产的自动化水平。

六、下料

如图1至3所示，落砂落环机械手组件将清理结束的空砂箱100送回至中转输送线7上，并放置在位于中转输送线7上已清理好的造型小车300上，第二推送装置中的第二推送气缸72工作，将造型小车300及空砂箱100推送到位，此时，中转小车3上的夹紧气缸36驱动活动夹块35松开造型小车300，然后第三推送装置的第三推送气缸73开始工作，将造型小车300及空砂箱100推送到下料输送线上完成下料。

本发明的活塞环自动落砂落环装置是一套专门针对活塞环400铸造后进行落砂落环处理的自动化机械。它能实现落砂、落环的自动化无人操作，并能进行造型小车300、铸件及砂箱100的自动搬运，空砂箱100的自动清理，并且还对落砂方式进行了改进，降低了因现场环境因素造成的故障。由于活塞环自动落砂落环装置可进行自动生产，只需要人工进行少量的辅助工作(人工取走活塞环毛坯及铸件浇道)，大大节约了人工成本，提高了生产效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，包括：

清砂机构，用于对砂箱内的铸件冒口周部进行清砂处理，包括用于松动所述铸件冒口周部的型砂的松砂装置和用于吸取松动后的型砂的吸砂装置，所述松砂装置的一侧设置用于将所述砂箱固定在松砂位的砂箱定位装置；

落砂落环机构，设置在所述清砂机构的一侧，包括落砂机械手、落环机械手、落环压头、落砂气锤和砂环筛分装置，所述落砂机械手用于抓取及搬运所述砂箱，所述落环压头固定在所述落砂机械手上，用于选择性挤压铸件上的活塞环，所述落环压头上设置有可供所述铸件冒口通过的冒口过孔和供铸件浇道通过的浇道过孔，所述落环机械手设置在所述落砂机械手上，其可沿竖直方向相对于所述落砂机械手移动，所述落环机械手用于抓取由所述冒口过孔穿出的所述铸件冒口，所述落砂气锤设置在落砂位，用于选择性击打所述砂箱，所述砂环筛分装置设置在所述落砂气锤下方，用于接收并分离型砂和活塞环。

2.根据权利要求1所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述清砂机构包括清砂机架，所述松砂装置和所述吸砂装置沿水平方向间隔固定在所述清砂机架上；

所述松砂装置包括与所述清砂机架固定连接的松砂固定座，所述松砂固定座远离所述清砂机架的一侧设置松砂活动座，所述松砂活动座可沿竖直方向相对于所述松砂固定座移动，所述松砂活动座上固定有松砂电机，所述松砂电机的输出轴端设置松砂部件，所述松砂部件包括沿所述铸件冒口的周部环形设置的四个松砂刷。

3.根据权利要求2所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述吸砂装置包括与所述清砂机架固定连接的吸砂固定座，所述吸砂固定座远离所述清砂机架的一侧设置吸砂活动座，所述吸砂活动座可沿竖直方向相对于所述吸砂固定座移动，所述吸砂活动座上设置有吸砂泵、防砂罩、吹气管接头和排砂管，所述吸砂泵的入口端连接所述防砂罩，其出口端连接所述排砂管，所述防砂罩远离所述吸砂泵的一端选择性罩设在所述铸件冒口外，用于封闭位于所述铸件冒口周部的空间，所述防砂罩上环形设置若干所述吹气管接头，所述吹气管接头用于向所述防砂罩内输送空气。

4.根据权利要求1所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述落砂落环机构还包括设置在所述落砂位的落砂机，所述落砂机包括落砂机架，在所述落砂机架的顶部设置落砂箱，所述落砂箱底部呈倾斜状态，其低端连通所述砂环筛分装置的砂环筛分箱，所述落砂箱底部具有供所述落砂气锤通过的通孔，所述落砂气锤穿过所述通孔选择性击打所述砂箱的底部。

5.根据权利要求4所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述砂环筛分箱倾斜设置在所述落砂机架内，所述砂环筛分箱内具有承接所述型砂和所述活塞环的空间，所述砂环筛分箱的顶部具有开口，底部具有供所述型砂通过的排砂孔，所述排砂孔的尺寸小于所述活塞环的外径，所述砂环筛分箱的低端设置供所述活塞环通过的活塞环排出口，所述活塞环排出口处设置选择性封堵其的封板，所述封板的上端通过铰接件与所述砂环筛分箱铰接，另一端通过连杆机构与设置在所述落砂机架上的封板气缸连接。

6.根据权利要求1所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述落砂机械手包括可实现X、Y、Z三轴方向移动的第一安装板，所述第一安装板的一侧设置有两个可相对移动的第一卡爪，所述第一卡爪可选择性卡紧所述砂箱，所述第一安装板上可拆卸设置所述落环压头；

所述落环机械手包括可实现X、Y、Z三轴方向移动的第二安装板，所述第二安装板的一侧设置有两个可相对移动的第二卡爪，所述第二卡爪可选择性卡紧所述铸件冒口。

7.根据权利要求6所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，所述落砂落环机构包括两个平行设置的滑轨，所述滑轨上滑动设置第一安装座，所述第一安装座上滑动设置两个第二安装座，两个所述第二安装座平行且间隔设置，所述第一安装座沿X轴方向移动，两个所述第二安装座均沿Y轴方向移动，所述第二安装座上固定设置第一提升油缸，所述第一提升油缸的输出端固定连接所述第一安装板，两个所述第二安装座之间设置与其随动的第三安装座，所述第三安装座上固定设置第二提升油缸，所述第二提升油缸的输出端固定连接所述第二安装板。

8.根据权利要求1至7任一项所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，还包括中转小车，所述中转小车设置在所述清砂机构的一侧，所述砂箱以及其底部的造型小车通过第一推送装置转送到所述中转小车上，所述中转小车上设置用于固定所述造型小车的小车固定装置，所述中转小车的一侧设置用于对所述造型小车表面进行清理的小车清理机构。

9.根据权利要求1至7任一项所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，还包括用于自动清理砂箱内部的空砂箱清理机构，所述空砂箱清理机构设置在所述落砂落环机构的一侧，用于自动清理由所述落砂机械手转移过来的落砂后的所述砂箱。

10.根据权利要求1至7任一项所述的活塞环自动落砂落环装置，其特征在于，还包括上料输送线，所述上料输送线包括上料导轨，所述上料导轨上设置有用于推动位于所述砂箱底部的造型小车移动的上料驱动装置，所述上料导轨上沿砂箱的输送方向间隔设置上料位、松砂位和吸砂位，在所述上料位设置用于检测造型小车是否上料到位的检测装置，在所述松砂位和所述吸砂位均设置挡料装置。