CN107570695A - 一种智能铸造系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铸造技术领域内的一种智能铸造系统，包括成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元，成型区包括桁架机器人系统和若干并排设置的砂芯打印机；桁架机器人系统包括桁架机器人，桁架机器人系统设置在砂芯打印机的前方；熔炼浇注区在左右方向上紧靠砂芯立体库，熔炼浇注区、砂处理区和精整区在长度方向上依次并排设置且均设置在桁架机器人系统的前方；砂芯立体库的右侧设有供能单元，供能单元垂直于成型区和熔炼浇注区布置；物流单元包括重载移动机器人和轻载移动机器人，重载移动机器人进行打印工作箱和组芯芯包的转运，轻载移动机器人负责铸件的转运；本发明智能化程度高，布局合理，铸造效率高。

Description

一种智能铸造系统

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种智能化的铸造系统。

背景技术

我国是名副其实的铸造大国，铸造厂近3万家，从业人员约200万人，我国铸造企业数量比全世界铸造企业的总和还要多，但企业的平均产量仅1117 吨。现有的铸造系统，平均产量低、铸件附加值低、从业人员队伍庞大、铸造工艺水平低、铸件的质量差、能耗和原材料消耗高、环境污染严重、作业环境恶劣，铸造工序中，诸如上料、下料、运输等工作都需要人工去完成，智能化水平低，劳动力强度很大，铸造效率低下；另外，铸造设备的排布不合理，前一个工序到后一个工序需跨过其它工序，进一步降低铸造效率。

发明内容

本发明提供一种使智能铸造系统，解决现有技术中铸造效率低下的技术问题，本发明智能化程度高，布局合理，铸造效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种智能铸造系统，包括成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元，所述成型区包括桁架机器人系统和若干个在长度方向上并排设置的3d砂芯打印机，所述砂芯打印机打印出砂芯；桁架机器人系统包括桁架机器人，所述桁架机器人下方从左往右依次设有工作箱缓存线、清砂站、浸涂池、微波烘干设备和砂芯立体库，所述桁架机器人系统设置在砂芯打印机的前方；所述熔炼浇注区在左右方向上紧靠砂芯立体库，所述熔炼浇注区、砂处理区和精整区在长度方向上依次并排设置且均设置在桁架机器人系统的前方，熔炼浇注区进行铁水的熔炼，熔炼后的铁水浇注在经成型区组芯后的芯包内；砂处理区对浇注后的芯包进行落砂处理并对铸件进行浇冒口去除的处理；精整区对去除浇冒口后的铸件依次进行时效、抛丸和喷漆处理；在左右方向上，远离微波烘干设备的砂芯立体库一侧设有供能单元，所述供能单元给成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元供电、供气和监控，供能单元垂直于成型区和熔炼浇注区布置；所述物流单元包括重载移动机器人和轻载移动机器人，重载移动机器人负责成型区、熔炼浇注区以及砂处理区至精整区的转运，轻载移动机器人负责打箱后的铸件搬运。

本发明工作时，砂芯打印机打印出砂芯，砂芯在打印工作箱内，打印工作箱由重载移动机器人转运至工作箱缓存线，打印工作箱在工作箱缓存线上进行微波固化和缓存后由重载移动机器人转运至清砂站上，桁架机器人对砂芯进行抓取，桁架机器人抓取砂芯后带动砂芯依次进行自动清砂、自动浸涂、微波烘干，自动清砂是在清砂站上完成，自动浸涂是在浸涂池内完成，微波烘干通过微波烘干设备完成，微波烘干后的砂芯通过桁架机器人在转运托盘上完成自动组芯，为了描述的方便，组芯后的砂芯称为芯包，芯包置于转运托盘上；组芯后再由重载移动机器人将转运托盘转运至熔炼浇注区，转运托盘也可由桁架机器人将其搬运至砂芯立体库上进行缓存，熔炼浇注区熔炼铁水，并将铁水浇注到芯包内形成芯包，芯包放置在芯包托盘上，重载移动机器人将芯包托盘转运至砂芯处理区，砂芯处理区对芯包进行落砂处理，落砂后的砂子进行砂再生，砂再生后可转移至砂芯打印机内以实现砂子的回收利用，落砂处理后的为铸件，去除浇冒口的铸件放置在时效托盘上，重载移动机器人将时效托盘转运至精整区，精整区对铸件进行时效处理、抛丸处理、精整处理和喷漆处理，喷漆后的铸件烘干后经轻载移动机器人转运至缓存立体库进行存储；另外，供能单元可给铸造系统供能、供气并监控各个区的运行情况；本发明中通过各个工序的排布使得铸造工序有序进行，各个相邻工序的间隔距离短，运输方便，劳动力强度低，铸造效率高；本发明可应用于工件的铸造工作中。

为了实现铁水的熔炼和对砂芯的浇注，所述熔炼浇注区包括自动加配料的加配料系统，加配料系统的正后方设有电炉，远离砂处理区的电炉一侧在左右方向上依次设置有喂丝球化处理站和烤包器，烤包器、喂丝球化处理站和电炉的正后侧设有可在烤包器和电炉间自由移动的自动浇注小车，自动浇注小车可自动浇注铁水包。

为了生产出铸件，所述砂处理区包括冷却缓存库和翻转机械手，所述冷却缓存库一侧相对电炉设置，冷却缓存库另一侧设有振动落砂机，所述翻转机械手设置在振动落砂机的正上方，翻转机械手抓取并翻转砂芯至振动落砂机上，远离冷却缓存库的振动落砂机一侧设有用来去除铸件浇冒口的抓件机械手，所述冷却缓存库、翻转机械手、振动落砂机及抓件机械手并排设置，冷却缓存库的后方设有热法再生设备。

为了实现铸件的精整，所述精整区包括至少一个并排设置的时效窑，在左右方向上，一个时效窑相对抓件机械手设置，远离抓件机械手的时效窑一侧设有环链抛丸室，环链抛丸室另一侧设有铸件缓存库，所述时效窑的后侧设有精整房，在左右方向上，远离时效窑的精整房一侧设有环链喷漆线，所述轻载移动机器人设置在时效窑和环链喷漆线之间形成的行走区域内；此设计中，时效窑、环链抛丸室和精整房的布局，使得铸件在精整区内有序进行各项精整工作，轻载移动机器人的运输方便，在一条直线上移动就可完成所有精整工序的转运，精整效率高。

为了进一步方便轻载移动机器人的移动，所述环链抛丸室的上件处和下件处均相对环链喷漆线的上件处设置，环链喷漆线的下件处与环链喷漆线的下件处在前后方向上同侧设置；此设计不仅可以减小轻载移动机器人的移动距离，而且轻载移动机器人不需要做转弯等动作，方便轻载移动机器人的运输。

为了实现砂芯的自动抓取、清砂、浸涂和组芯，所述桁架机器人包括横向移动机构和若干从左往右依次设置的支撑组件，所述支撑组件包括结构相同的立柱一和立柱二，所述立柱一和立柱二相对设置，立柱一和立柱二均固定在地基上；所述横向移动机构包括横向支撑块，所述立柱一和立柱二的上侧均固连有固定支撑座，所述横向支撑块可沿着固定支撑座长度方向做水平直线运动，所述横向支撑块上可滑动地连接有水平移动机构，所述水平移动机构上设有在竖直方向做直线运动的竖直移动机构，所述竖直移动机构的下侧设有可转动的夹紧机构，所述夹紧机构可将砂芯夹紧。

为了实现桁架机器人的横向移动，所述横向支撑块的前后两侧均设有横向滑动座，横向滑动座分别与立柱一和立柱二可滑动地连接，所述立柱一的上侧和相对立柱二设置的一侧均设有横向导轨，所述横向滑动座可沿着横向导轨滑动；在左右方向上，所述横向支撑块的一侧固连有横向移动驱动电机，所述横向移动驱动电机上传动连接有转轴，所述转轴支撑设置在横向滑动座上，转轴的左右两侧传动连接有齿轮一，支撑座朝内的一侧固连有横向齿条，横向齿条沿着固定支撑座的长度方向延伸，所述齿轮一与横向齿条传动连接；此设计中，横向移动驱动电机动作时，横向移动驱动电机带动转轴的转动，转轴的转动带动齿轮一的转动，横向齿条固定在支撑座上，齿轮一沿着横向齿条运动，齿轮一带动横向支撑块做横向直线移动，这里的横向直线移动指的是沿着支撑座的长度方向移动，横向导轨和横向滑动座的设置提高横向支撑块横向移动的平稳性，实现夹紧机构在横向的平稳直线运动。

为了实现桁架机器人水平方向的移动，所述水平移动机构包括水平滑动座，所述水平滑动座与横向支撑块可滑动地连接，所述横向支撑块的上侧和另一侧均固连有水平导轨，水平滑动座可沿着水平导轨滑动，水平导轨与横向导轨垂直设置；所述横向支撑块另一侧固连有水平齿条，所述水平齿条沿着水平滑动座的滑动方向设置，所述水平滑动座一侧固连有水平驱动电机，所述水平驱动电机上传动连接有齿轮二，所述齿轮二与水平齿条传动连接；所述竖直移动机构可滑动地连接在水平滑动座上；此设计中，水平驱动电机动作，水平驱动电机带动齿轮二的转动水平齿条固连在横向支撑块上，齿轮二沿着水平齿条滚动，齿轮二带动水平滑动座沿着横向支撑块的长度方向水平移动，实现夹紧机构在水平方向上的移动。

为了进一步提高桁架机器人的升降，所述竖直移动机构包括竖直设置且具有容纳腔一的升降柱，所述升降柱与水平滑动座可滑动地连接，所述升降柱上固连有竖直设置的竖直导轨，升降柱沿着水平滑动座竖直滑动，所述水平滑动座上固连有竖直驱动电机，所述竖直驱动电机上传动连接有齿轮三，朝向齿轮三的升降柱一侧固连有竖直齿条，所述齿轮三与竖直齿条传动连接；所述容纳腔一对应的升降柱底部固连有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机与夹紧机构可转动地连接；此设计中，打开竖直驱动电机，竖直驱动电机带动齿轮三的转动，竖直齿条固定在升降柱上，竖直驱动电机固连在水平滑动座上使得齿轮三在高度方向的位置固定不动，竖直齿条在齿轮三的作用下做上下直线运动，实现夹紧机构的升降。

为了实现夹紧机构的转动和砂芯的自动抓取，所述夹紧机构包括具有容纳腔二的壳体，所述壳体上侧固连有转动传动座，所述旋转驱动电机与转动传动座传动连接，所述壳体下侧可滑动地连接有相对设置的2个抓手，2个抓手相对设置的一侧可转动地连接有夹紧转动座，所述夹紧转动座可将砂芯夹紧；为了自动抓取砂芯和砂芯的翻转，所述壳体在前后方向上的一侧固连有滑动驱动电机，所述滑动驱动电机的输出轴上传动连接有主动轮，所述主动轮上传动连接有从动轮，所述从动轮上传动连接有丝杆，所述丝杆上传动连接有水平传动座，所述水平传动座的底部与抓手顶部固连，所述抓手顶部还固连有从动滑动座，壳体的下侧设有滑轨，所述从动滑动座可沿着滑轨滑动；所述抓手具有容纳腔三，所述2个抓手朝外的一侧均设有电机箱，所述电机箱内设有转动驱动电机，所述转动驱动电机上传动连接有主动齿轮，所述主动齿轮上传动连接有从动齿轮，所述从动齿轮与夹紧转动座传动连接；此设计中，打开滑动驱动电机，滑动驱动电机的输出轴带动主动轮的转动，主动轮的转动带动从动轮的转动，从动轮的转动带动丝杆的转动，丝杆的转动带动水平传动座在转轴长度方向上的直线移动，水平传动座的直线移动带动抓手的直线移动，2个抓手相向移动或相背移动，2个抓手相向移动时，夹紧转动座将砂芯夹紧，需要翻转夹紧后的砂芯时，打开转动驱动电机，转动驱动电机带动主动齿轮的转动，主动齿轮的转动带动从动齿轮的转动，从动齿轮的转动带动夹紧转动座的转动，夹紧转动座的转动带动砂芯的转动，当砂芯翻转至需要的角度时，转动驱动电机关闭。

附图说明

图1为本发明的总体布局结构示意图一。

图2为本发明的总体布局结构示意图一。

图3为本发明中桁架机器人的主视图。

图4为本发明中桁架机器人的立体结构图一。

图5为本发明中桁架机器人的立体结构图二。

图6为本发明中桁架机器人的立体结构图三。

图7为本发明中夹紧机构的立体结构图。

图8为本发明中夹紧机构隐藏掉壳体和抓手一侧的立体结构图。

图9为本发明中夹紧机构的侧视图。

图10为图9的D-D向视图。

图11为本发明的局部放大图A。

图12为本发明的局部放大图B。

图13为本发明的局部放大图C。

其中，1成型区，1a砂芯打印机，1b工作箱缓存线，1c清砂站，1d浸涂池，1e微波烘干设备，1f砂芯立体库，2熔炼浇注区，2a自动浇注小车，2b烤包器，2c喂丝球化处理站，2d电炉，2e加配料系统，3砂处理区，3a热法再生设备，3b冷却缓存库，3c翻转机械手，3d振动落砂机，4精整区，4a时效窑，4b时效托盘，4c环链抛丸室，4d缓存立体库，4e精整房，4f环链喷漆线，5供能单元，6重载移动机器人，7轻载移动机器人，8支撑组件，801立柱一，802立柱二，9夹紧机构，901壳体，902抓手，903电机箱，904滑动驱动电机，905从动滑动座，906水平传动座，907滑轨，908容纳腔三，909主动齿轮，910转动驱动电机，911从动轮，912皮带，913主动轮，914容纳腔二，905丝杆，916夹紧转动座，917从动齿轮，10竖直移动机构，1001竖直驱动电机，1002齿轮三，1003竖直齿条，1004升降柱，1005容纳腔一，1006竖直导轨，11支撑座，12转动传动座，13横向移动机构，1301转轴，1302横向移动驱动电机，1303横向支撑块，1304齿轮一，1305横向齿条，1306横向导轨，14水平移动机构，1401水平驱动电机，1402齿轮二，1403水平齿条，1404水平滑动座，1405水平导轨，15旋转驱动电机，16砂芯。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明

如图1~13所示的一种智能铸造系统，包括成型区1、熔炼浇注区2、砂处理区3、精整区4和物流单元，成型区1包括桁架机器人系统和7个在长度方向上并排设置的3d砂芯打印机1a，砂芯打印机1a打印出砂芯16；桁架机器人系统包括桁架机器人，桁架机器人下方从左往右依次设有工作箱缓存线1b、清砂站1c、浸涂池1d、微波烘干设备1e和砂芯立体库1f，桁架机器人系统设置在砂芯打印机1a的前方；熔炼浇注区2在左右方向上紧靠砂芯立体库1f，熔炼浇注区2、砂处理区3和精整区4在长度方向上依次并排设置且均设置在桁架机器人系统的前方。

熔炼浇注区2进行铁水的熔炼，熔炼后的铁水浇注在经成型区1处理后的砂芯内形成芯包，具体的，熔炼浇注区2包括自动加配料的加配料系统2e，加配料系统2e的正后方设有电炉2d，远离砂处理区3的电炉2d一侧在左右方向上依次设置有喂丝球化处理站2c和烤包器2b，烤包器2b、喂丝球化处理站2c和电炉2d的正后侧设有可在烤包器2b和电炉2d间自由移动的自动浇注小车2a，自动浇注小车2a可自动浇注铁水包。

砂处理区3对芯包进行落砂处理并对铸件进行浇冒口去除的处理，具体的，砂处理区3包括冷却缓存库3b和翻转机械手3c，冷却缓存库3b一侧相对电炉2d设置，冷却缓存库3b另一侧设有振动落砂机3d，翻转机械手3c设置在振动落砂机3d的正上方，翻转机械手3c抓取并翻转砂芯16至振动落砂机3d上，远离冷却缓存库3b的振动落砂机3d一侧设有用来去除铸件浇冒口的抓件机械手，冷却缓存库3b、翻转机械手3c、振动落砂机3d及抓件机械手并排设置，冷却缓存库3b的后方设有热法再生设备3a。

精整区4对去除浇冒口后的铸件依次进行时效、抛丸和喷漆处理；具体的，精整区4包括至少一个并排设置的时效窑4a，在左右方向上，一个时效窑4a相对抓件机械手设置，远离抓件机械手的时效窑4a一侧设有环链抛丸室4c，环链抛丸室4c另一侧设有铸件缓存库，时效窑4a的后侧设有精整房4e，在左右方向上，远离时效窑4a的精整房4e一侧设有环链喷漆线4f，轻载移动机器人7设置在时效窑4a和环链喷漆线4f之间形成的行走区域内。

另外，在左右方向上，远离微波烘干设备1e的砂芯立体库1f一侧设有供能单元5，供能单元5给成型区1、熔炼浇注区2、砂处理区3、精整区4和物流单元供电、供气和监控，供能单元5垂直于成型区1和熔炼浇注区2布置；物流单元包括重载移动机器人6和轻载移动机器人7，重载移动机器人6负责成型区1、熔炼浇注区2以及砂处理区3至精整区4的转运，轻载移动机器人7负责将精整后的铸件转运至精整区4的缓存立体库4d进行存储。

为了提高轻载移动机器人7转运的方便性，环链抛丸室4c的上件处和下件处均相对环链喷漆线4f的上件处设置，环链喷漆线4f的下件处与环链喷漆线4f的下件处在前后方向上同侧设置。

为了实现砂芯16的自动抓取、清砂、浸涂和组芯，桁架机器人包括横向移动机构13和若干从左往右依次设置的支撑组件8，支撑组件8包括结构相同的立柱一801和立柱二802，立柱一801和立柱二802相对设置，立柱一801和立柱二802均固定在地基上；横向移动机构13包括横向支撑块1303，立柱一801和立柱二802的上侧均固连有固定支撑座11，横向支撑块1303可沿着固定支撑座11长度方向做水平直线运动，横向支撑块1303上可滑动地连接有水平移动机构14，水平移动机构14上设有在竖直方向做直线运动的竖直移动机构10，竖直移动机构10的下侧设有可转动的夹紧机构9，夹紧机构9可将砂芯16夹紧。

为了实现桁架机器人的横向移动，横向支撑块1303的前后两侧均设有横向滑动座，横向滑动座分别与立柱一801和立柱二802可滑动地连接，立柱一801的上侧和相对立柱二802设置的一侧均设有横向导轨1306，横向滑动座可沿着横向导轨1306滑动；在左右方向上，横向支撑块1303的一侧固连有横向移动驱动电机1302，横向移动驱动电机1302上传动连接有转轴1301，转轴1301支撑设置在横向滑动座上，转轴1301的左右两侧传动连接有齿轮一1304，支撑座11朝内的一侧固连有横向齿条1305，横向齿条1305沿着固定支撑座11的长度方向延伸，齿轮一1304与横向齿条1305传动连接；此设计中，横向移动驱动电机1302动作时，横向移动驱动电机1302带动转轴1301的转动，转轴1301的转动带动齿轮一1304的转动，横向齿条1305固定在支撑座11上，齿轮一1304沿着横向齿条1305运动，齿轮一1304带动横向支撑块1303做横向直线移动，这里的横向直线移动指的是沿着支撑座11的长度方向移动，横向导轨1306和横向滑动座的设置提高横向支撑块1303横向移动的平稳性，实现夹紧机构9在横向的平稳直线运动。

为了实现桁架机器人水平方向的移动，水平移动机构14包括水平滑动座1404，水平滑动座1404与横向支撑块1303可滑动地连接，横向支撑块1303的上侧和另一侧均固连有水平导轨1405，水平滑动座1404可沿着水平导轨1405滑动，水平导轨1405与横向导轨1306垂直设置；横向支撑块1303另一侧固连有水平齿条1403，水平齿条1403沿着水平滑动座1404的滑动方向设置，水平滑动座1404一侧固连有水平驱动电机1401，水平驱动电机1401上传动连接有齿轮二1402，齿轮二1402与水平齿条1403传动连接；竖直移动机构10可滑动地连接在水平滑动座1404上；此设计中，水平驱动电机1401动作，水平驱动电机1401带动齿轮二1402的转动水平齿条1403固连在横向支撑块1303上，齿轮二1402沿着水平齿条1403滚动，齿轮二1402带动水平滑动座1404沿着横向支撑块1303的长度方向水平移动，实现夹紧机构9在水平方向上的移动。

为了进一步提高桁架机器人的升降，竖直移动机构10包括竖直设置且具有容纳腔一1005的升降柱1004，升降柱1004与水平滑动座1404可滑动地连接，升降柱1004上固连有竖直设置的竖直导轨1006，升降柱1004沿着水平滑动座1404竖直滑动，水平滑动座1404上固连有竖直驱动电机1001，竖直驱动电机1001上传动连接有齿轮三1002，朝向齿轮三1002的升降柱1004一侧固连有竖直齿条1003，齿轮三1002与竖直齿条1003传动连接；容纳腔一1005对应的升降柱1004底部固连有旋转驱动电机15，旋转驱动电机15与夹紧机构9可转动地连接。

为了实现夹紧机构9的转动和砂芯16的自动抓取，夹紧机构9包括具有容纳腔二914的壳体901，壳体901上侧固连有转动传动座12，旋转驱动电机15与转动传动座12传动连接，壳体901下侧可滑动地连接有相对设置的2个抓手902，2个抓手902相对设置的一侧可转动地连接有夹紧转动座916，夹紧转动座916可将砂芯16夹紧。

为了自动抓取砂芯16和砂芯16的翻转，壳体901在前后方向上的一侧固连有滑动驱动电机904，滑动驱动电机904的输出轴上传动连接有主动轮913，主动轮913经皮带912传动连接有从动轮911，从动轮911上传动连接有丝杆905，丝杆905上传动连接有水平传动座906，水平传动座906的底部与抓手902顶部固连，抓手902顶部还固连有从动滑动座905，壳体901的下侧设有滑轨907，从动滑动座905可沿着滑轨907滑动；抓手902具有容纳腔三908，2个抓手902朝外的一侧均设有电机箱903，电机箱903内设有转动驱动电机910，转动驱动电机910上传动连接有主动齿轮909，主动齿轮909上传动连接有从动齿轮917，从动齿轮917与夹紧转动座916传动连接。

本发明工作时，砂芯打印机1a打印出砂芯16，砂芯16在打印工作箱内，打印工作箱由重载移动机器人6转运至工作箱缓存线1b，打印工作箱在工作箱缓存线1b上进行微波固化和缓存后由重载移动机器人6转运至清砂站1c上，桁架机器人对砂芯16进行抓取，桁架机器人抓取砂芯16后带动砂芯16依次进行自动清砂、自动浸涂、微波烘干，自动清砂是在清砂站1c上完成，自动浸涂是在浸涂池1d内完成，微波烘干通过微波烘干设备1e完成，微波烘干后的砂芯16通过桁架机器人在转运托盘上完成自动组芯，为了描述的方便，组芯后的砂芯16称为芯包，芯包置于转运托盘上；桁架机器人的工作过程具体的为，打开横向移动驱动电机1302，横向移动驱动电机1302带动转轴1301的转动，转轴1301的转动带动齿轮一1304的转动，横向齿条1305固定在支撑座11上，齿轮一1304沿着横向齿条1305运动，齿轮一1304带动横向支撑块1303做横向直线移动，这里的横向直线移动指的是沿着支撑座11的长度方向移动，当抓手902在需要抓取的砂芯16在长度方向上正对时，横向移动驱动电机1302关闭；此时，调节抓手902机构垂直于长度方向上的水平位置，打开水平驱动电机1401，水平驱动电机1401带动齿轮二1402的转动水平齿条1403固连在横向支撑块1303上，齿轮二1402沿着水平齿条1403滚动，齿轮二1402带动水平滑动座1404沿着横向支撑块1303的长度方向水平移动，当抓手902与需要抓取的砂芯16在前后方向的位置对应时，水平驱动电机1401关闭，此时，识别2个抓手902相对侧面是否正对砂芯16长度方向上的两侧，若不正对，打开旋转驱动电机15，旋转驱动电机15带动抓手902的转动，直到2个抓手902的相对侧面与砂芯16的2个侧面正对，旋转驱动电机15关闭；此时，需要识别夹紧转动座916的中心是否与砂芯16在高度方向上的中心齐平，不对齐时，打开竖直驱动电机1001，竖直驱动电机1001带动齿轮三1002的转动，竖直齿条1003固定在升降柱1004上，竖直驱动电机1001固连在水平滑动座1404上使得齿轮三1002在高度方向的位置固定不动，竖直齿条1003在齿轮三1002的作用下做上下直线运动，实现夹紧转动座916的升降，直到夹紧转动座916与砂芯16的高度方向上的中心基本齐平为止，竖直驱动电机1001关闭；此时，需要将砂芯16夹紧，打开滑动驱动电机904，滑动驱动电机904的输出轴带动主动轮913的转动，主动轮913的转动带动从动轮911的转动，从动轮911的转动带动丝杆905的转动，丝杆905的转动带动水平传动座906在转轴1301长度方向上的直线移动，水平传动座906的直线移动带动抓手902的直线移动，控制滑动驱动电机904的正反转使得2个抓手902相向移动或相背移动，2个抓手902相向移动时，夹紧转动座916将砂芯16夹紧；需要翻转夹紧后的砂芯16时，打开转动驱动电机910，转动驱动电机910带动主动齿轮909的转动，主动齿轮909的转动带动从动齿轮917的转动，从动齿轮917的转动带动夹紧转动座916的转动，夹紧转动座916的转动带动砂芯16的转动，当砂芯16翻转至需要的角度时，转动驱动电机910关闭；从以上桁架机器人的工作过程可以看出，通过桁架机器人的设置实现砂芯16在清砂站1c、浸涂池1d和微波烘干设备1e生产时的自动运输，桁架机器人完成砂芯16的上下、左右、前后和翻转的动作，松开砂芯16，去抓取另一个砂芯16，完成在转运托盘上的砂芯16组合，不需要人工搬运砂芯16至对应的工序中进行砂处理，组芯后再由重载移动机器人6将转运托盘转运至熔炼浇注区2，转运托盘也可由桁架机器人将其搬运至砂芯16立体库1f上进行缓存，熔炼浇注区2中，重载移动机器人6将转运托盘转运至电炉2d前，自动浇注小车2a转运铁水包至烤包器2b进行烤包，烤包后的铁水包再由自动浇注小车2a转运至电炉2d前，加配料系统2e按照排产计划和工艺要求自动加配料，电炉2d对配料进行全自动熔炼，电炉2d熔炼结束后出铁至自动浇注小车2a的铁水包内，自动浇注小车2a将铁水浇注到芯包内，芯包放置在芯包托盘上，重载移动机器人6将芯包托盘转运至砂芯16处理区的冷却缓存库3b进行缓存冷却，当冷却时间达到规定的时间时，重载机器人将芯包托盘转运至振动落砂机3d前，翻转机械手3c翻转芯包托盘使芯包翻转到振动落砂机3d上进行落砂，落砂后的砂子可通过管道送至热法再生设备3a中进行砂再生，再生后的再生砂同样可经过管道送砂芯打印机1a内继续使用，节约资源，落完砂的芯包为铸件，抓件机械手抓取铸件上的浇冒口，浇冒口去除后的铸件放置在时效托盘4b上，重载移动机器人6将时效托盘4b转运至时效窑4a，时效窑4a对铸件做完时效处理后铸件被转运至环链抛丸室4c进行抛丸处理，抛丸处理结束的铸件被轻载移动机器人7转运至精整房4e内进行精整，精整后的铸件被轻载移动机器人7转运至环链喷漆线4f的上件处上件，环链喷漆线4f对铸件进行压缩空气的气枪表面灰尘清理、喷漆和烘干动作后下件，轻载移动机器人7将环链喷漆线4f的下件端的铸件转运至缓存立体库4d内进行存储；另外，供能单元5可给铸造系统供能、供气并监控各个区的运行情况；本发明中通过各个工序的排布使得铸造工序有序进行，各个相邻工序的间隔距离短，运输方便，劳动力强度低，提高铸造效率；桁架机器人的结构紧凑，使砂芯16自动完成清砂、浸涂、微波烘干和组芯的动作，自动化程度高，进一步提高铸造效率；本发明可应用于工件的铸造工作中。

Claims (10)

1.一种智能铸造系统，其特征在于：包括成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元，所述成型区包括桁架机器人系统和若干个在长度方向上并排设置的3d砂芯打印机，所述砂芯打印机打印出砂芯；桁架机器人系统包括桁架机器人，所述桁架机器人下方从左往右依次设有工作箱缓存线、清砂站、浸涂池、微波烘干设备和砂芯立体库，所述桁架机器人系统设置在砂芯打印机的前方；所述熔炼浇注区在左右方向上紧靠砂芯立体库，所述熔炼浇注区、砂处理区和精整区在长度方向上依次并排设置且均设置在桁架机器人系统的前方，熔炼浇注区进行铁水的熔炼，熔炼后的铁水浇注在经成型区组芯后的芯包内；砂处理区对浇注后的芯包进行落砂处理并对铸件进行浇冒口去除的处理；精整区对去除浇冒口后的铸件依次进行时效、抛丸和喷漆处理；在左右方向上，远离微波烘干设备的砂芯立体库一侧设有供能单元，所述供能单元给成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元供电、供气和监控，供能单元垂直于成型区和熔炼浇注区布置；所述物流单元包括重载移动机器人和轻载移动机器人，重载移动机器人负责成型区、熔炼浇注区以及砂处理区至精整区的转运，轻载移动机器人负责打箱后的铸件搬运。

2.根据权利要求1所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述熔炼浇注区包括自动加配料的加配料系统，加配料系统的正后方设有电炉，远离砂处理区的电炉一侧在左右方向上依次设置有喂丝球化处理站和烤包器，烤包器、喂丝球化处理站和电炉的正后侧设有可在烤包器和电炉间自由移动的自动浇注小车，自动浇注小车可自动浇注铁水包。

3.根据权利要求2所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述砂处理区包括冷却缓存库和翻转机械手，所述冷却缓存库一侧相对电炉设置，冷却缓存库另一侧设有振动落砂机，所述翻转机械手设置在振动落砂机的正上方，翻转机械手抓取并翻转砂芯至振动落砂机上，远离冷却缓存库的振动落砂机一侧设有用来去除铸件浇冒口的抓件机械手，所述冷却缓存库、翻转机械手、振动落砂机及抓件机械手并排设置，冷却缓存库的后方设有热法再生设备。

4.根据权利要求3所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述精整区包括至少一个并排设置的时效窑，在左右方向上，一个时效窑相对抓件机械手设置，远离抓件机械手的时效窑一侧设有环链抛丸室，环链抛丸室另一侧设有铸件缓存库，所述时效窑的后侧设有精整房，在左右方向上，远离时效窑的精整房一侧设有环链喷漆线，所述轻载移动机器人设置在时效窑和环链喷漆线之间形成的行走区域内。

5.根据权利要求4所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述环链抛丸室的上件处和下件处均相对环链喷漆线的上件处设置，环链喷漆线的下件处与环链喷漆线的下件处在前后方向上同侧设置。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述桁架机器人包括横向移动机构和若干从左往右依次设置的支撑组件，所述支撑组件包括结构相同的立柱一和立柱二，所述立柱一和立柱二相对设置，立柱一和立柱二均固定在地基上；所述横向移动机构包括横向支撑块，所述立柱一和立柱二的上侧均固连有固定支撑座，所述横向支撑块可沿着固定支撑座长度方向做水平直线运动，所述横向支撑块上可滑动地连接有水平移动机构，所述水平移动机构上设有在竖直方向做直线运动的竖直移动机构，所述竖直移动机构的下侧设有可转动的夹紧机构，所述夹紧机构可将砂芯夹紧。

7.根据权利要求6所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述横向支撑块的前后两侧均设有横向滑动座，横向滑动座分别与立柱一和立柱二可滑动地连接，所述立柱一的上侧和相对立柱二设置的一侧均设有横向导轨，所述横向滑动座可沿着横向导轨滑动；在左右方向上，所述横向支撑块的一侧固连有横向移动驱动电机，所述横向移动驱动电机上传动连接有转轴，所述转轴支撑设置在横向滑动座上，转轴的左右两侧传动连接有齿轮一，支撑座朝内的一侧固连有横向齿条，横向齿条沿着固定支撑座的长度方向延伸，所述齿轮一与横向齿条传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述水平移动机构包括水平滑动座，所述水平滑动座与横向支撑块可滑动地连接，所述横向支撑块的上侧和另一侧均固连有水平导轨，水平滑动座可沿着水平导轨滑动，水平导轨与横向导轨垂直设置；所述横向支撑块另一侧固连有水平齿条，所述水平齿条沿着水平滑动座的滑动方向设置，所述水平滑动座一侧固连有水平驱动电机，所述水平驱动电机上传动连接有齿轮二，所述齿轮二与水平齿条传动连接；所述竖直移动机构可滑动地连接在水平滑动座上。

9.根据权利要求8所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述竖直移动机构包括竖直设置且具有容纳腔一的升降柱，所述升降柱与水平滑动座可滑动地连接，所述升降柱上固连有竖直设置的竖直导轨，升降柱沿着水平滑动座竖直滑动，所述水平滑动座上固连有竖直驱动电机，所述竖直驱动电机上传动连接有齿轮三，朝向齿轮三的升降柱一侧固连有竖直齿条，所述齿轮三与竖直齿条传动连接；所述容纳腔一对应的升降柱底部固连有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机与夹紧机构可转动地连接。

10.根据权利要求9所述的一种智能铸造系统，其特征在于，所述夹紧机构包括具有容纳腔二的壳体，所述壳体上侧固连有转动传动座，所述旋转驱动电机与转动传动座传动连接，所述壳体下侧可滑动地连接有相对设置的2个抓手，2个抓手相对设置的一侧可转动地连接有夹紧转动座，所述夹紧转动座可将砂芯夹紧；所述壳体在前后方向上的一侧固连有滑动驱动电机，所述滑动驱动电机的输出轴上传动连接有主动轮，所述主动轮上传动连接有从动轮，所述从动轮上传动连接有丝杆，所述丝杆上传动连接有水平传动座，所述水平传动座的底部与抓手顶部固连，所述抓手顶部还固连有滑动座，壳体的下侧设有滑轨，所述滑动座可沿着滑轨滑动；所述抓手具有容纳腔三，所述2个抓手朝外的一侧均设有电机箱，所述电机箱内设有转动驱动电机，所述转动驱动电机上传动连接有主动齿轮，所述主动齿轮上传动连接有从动齿轮，所述从动齿轮与夹紧转动座传动连接。