CN107639226A - 一种铸件的柔性铸造系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铸造技术领域内的一种铸件的柔性铸造系统，包括小件铸造区和大件铸造区，小件铸造区和大件铸造区在长度方向上并排设置，小件铸造区包括从右向左依次间隔设置且在长度方向上并排设置的小件成型区、小件生产区和小件精整区，大件铸造区包括从左往右依次间隔设置且在长度方向上并排设置的大件成型区、大件生产区和大件精整区，小件铸造区和小件铸造区的正上方设有熔炼铁水的熔炼区；本发明智能化程度高，布局合理，铸造效率高。

Description

一种铸件的柔性铸造系统

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

本发明提供一种使铸件的柔性铸造系统，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：一种铸件的柔性铸造系统，包括小件铸造区和大件铸造区，所述小件铸造区和大件铸造区在长度方向上并排设置，小件铸造区包括从右向左依次间隔设置且在长度方向上并排设置的小件成型区、小件生产区和小件精整区，所述大件铸造区包括从左往右依次间隔设置且在长度方向上并排设置的大件成型区、大件生产区和大件精整区，所述小件成型区依次完成砂芯的打印、清理砂芯上的粘砂、烘干清理后的砂芯、给砂芯涂料、烘干涂完料的砂芯、缓存烘干后的砂芯和组芯成小芯包的工序，所述小件生产区依次完成小芯包打箱、打箱后的小芯包浇注、浇注后的小芯包缓存冷却、冷却后开箱并将浇注后的小芯包倒出和倒出的小芯包落纱处理的工序，所述小件精整区依次完成铸件的热处理、抛丸、铸件的检测精整、喷漆和烘干的工序，所述大件成型区依次完成大砂芯和小砂芯的生产、大砂芯和小砂芯的组合形成整芯、整芯的涂料、涂料后整芯的烘干和烘干后整芯的组合形成大芯包的工序，所述大件生产区完成的工序和小件生产区的相同，所述大件精整区和小件精整区完成的工序相同，所述小砂芯和大砂芯相配套；所述小件铸造区和小件铸造区的正上方设有熔炼铁水的熔炼区。

本发明工作时，小件成型区、小件生产区和小件精整区的工序依次进行，大件成型区、大件生产区和大件精整区的工序依次进行，熔炼区为小件生产区和大件生产区提供用来浇注的铁水；本发明通过小件铸造区和大件铸造区中各个工序的有序布置，使得各个工序连续进行，转运间隔短，实现小件和大件的铸造工作同时进行，提高铸造效率。

为了提高小件的铸造效率，所述小件成型区包括桁架机器人和若干个在宽度方向上并排设置的砂芯打印机，所述砂芯打印机打印出砂芯，末端的砂芯打印机正右方设有砂芯缓存线，砂芯缓存线的右侧设有清砂站，清砂站的前侧设有烘干设备，烘干设备的前侧设有砂芯转运线，所述砂芯转运线延伸至小件涂料池两侧，小件涂料池间且在砂芯转运线的正前方设有过渡转运线，所述过渡转运线的在前后方向的中心区域设有小件表干窑，过渡转运线顶部的后侧设有两排并列设置的砂芯立体库，所述砂芯立体库的后侧设有小件组芯台，所述清砂站、烘干设备、小件表干窑、砂芯立体库和小件组芯台的正上方设有桁架机器人，所述桁架机器人可抓取砂芯、移动砂芯和自动组芯，小件组芯台的后侧设有通向小件生产区的小件转运通道，所述小件转运通道上设有可自由移动的小芯包转运车；所述小件生产区包括用来将小芯包打箱的下芯机，所述下芯机的前侧设有浇注工位，打箱后的小芯包放置在小件浇注工位上，所述小件浇注工位的左侧设有小件冷却工位，小件浇注工位的右侧设有小件浇注机，所述小件冷却工位的后侧设有用来取出浇注后小芯包的小件开箱机，所述小件开箱机的后侧设有小件振动落砂机；所述小件精整区包括小件热处理窑，所述小件热处理窑设置在小件振动落砂机的左侧，所述小件热处理窑的前侧设有小件缓存冷却库，所述小件缓存冷却库的左方和正前方分别设有小件抛丸机和小件精整线，所述小件缓存冷却库和小件抛丸机之间的过道上设有可自由移动的小件转运车，所述小件抛丸机的正后方设有小件喷漆线，所述小件喷漆线对经小件精整区精整后的铸件依次进行喷漆和烘干；此设计中，各个工序布局紧凑，相邻工序间隔短且连续，提高小件的铸造功率，小件是指重量在500公斤以下的铸件且不是批量生产的。

为了提高大件的铸造效率，所述大件成型区包括射芯机一和射芯机二，所述射芯机一生产出小砂芯，所述射芯机二生产出与小砂芯配套的大砂芯，所述射芯机一和射芯机二在长度方向上并排设置，射芯机二的正前方设有穿梭台，所述穿梭台的正上方设有用来将小砂芯和大砂芯组合在一起的组合机械手，小砂芯和大砂芯组合在一起成为整芯，穿梭台的正前方设有大件涂料池，大件涂料池的前侧设有大件表干窑，所述大件表干窑的前侧设有整芯立体库，所述整芯立体库最前段的右侧设有大件组芯台，所述大件组芯台的右侧设有大件合箱区，所述大件合箱区的右侧设有若干大件冷却工位，所述大件冷却工位的正前方设有大件浇注工位，大件冷却工位的正后方设有大件开箱机，所述大件开箱机的后方设有大件振动落砂机，所述大件开箱机与振动落砂机间的区域设有大件转运通道，所述大件转运通道上设有可自动移动的大芯包转运车，最右段的大件转运通道的正前方设有若干在前后方向上若干并排设置的大件热处理窑，最前方的大件热处理窑的正右方设有大件缓存冷却库，所述大件缓存冷却库的正后方设有大件抛丸机，大件热处理窑的正前方设有大件精整线，所述大件抛丸机的正后方设有大件喷漆线，所述大件喷漆线对铸件依次进行喷漆和烘干；此设计中，各个工序布局紧凑，相邻工序间隔短且连续，提高大件的铸造功率，大件是指重量在500公斤以上的铸件且需要批量生产的。

为了进一步提高提供铁水的效率和质量，所述熔炼区包括备料区和可自由移动的的铁水转运小车，所述备料区的正后方设有至少一个熔炼电炉，所述熔炼电炉与浇注工位间的区域设有小件变质处理站，所述熔炼电炉的右侧设有大件变质处理站，所述小件变质处理站和大件变质处理站将铁水转运小车的浇包内的铁水变成满足规定材质的浇注液；所述大件浇注位设置在熔炼区内且位于大件变质处理站的右方。

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为本发明中桁架机器人的主视图。

图3为本发明中桁架机器人的立体结构图一。

图4为本发明中桁架机器人的立体结构图二。

图5为本发明中桁架机器人的立体结构图三。

图6为本发明中夹紧机构的立体结构图。

图7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8为本发明中夹紧机构的侧视图。

图9为图8的D-D向视图。

图10为本发明的局部放大图A。

图11为本发明的局部放大图B。

图12为本发明的局部放大图C。

其中，1熔炼区，101熔炼电炉，102备料区，103铁水转运小车，2小件精整区，201小件热处理窑，202小件喷漆线，203 小件精整线，204小件抛丸机，3小件生产区，301小件开箱机，302小件振动落砂机，303下芯机，304小件浇注工位，305浇注机，306小件变质处理站，307小件冷却工位，308小件缓存冷却库，4小件成型区，401烘干设备，402清砂站，403砂芯缓存线，404砂芯打印机，405小件涂料池，406过渡转运线，407小件组芯台，408小件表干窑，409小件立体库，410砂芯转运线，411小件转运通道，5大件成型区，501大件组芯台，502大件合箱区，503整芯立体库，504大件表干窑，505大件涂料池，506穿梭台，507组合机械手，508射芯机二，509射芯机一，6大件生产区，601大件浇注工位，602大件冷却工位，603大件开箱机，604大件转运通道，605大件振动落砂机，7大件精整区，701大件精整线，702大件热处理窑，703大件抛丸机，704大件喷漆线，705大件缓存冷却库，8大芯包转运车，9小芯包转运车，10小件转运车，11大件转运车，12支撑组件，1201立柱一，1202立柱二，13夹紧机构，1301壳体，1302抓手，1303电机箱，1304滑动驱动电机，1305从动滑动座，1306水平传动座，1307滑轨，1308容纳腔三，1309主动齿轮，1310转动驱动电机，1311从动轮，1312皮带，1313主动轮，1314容纳腔二，1315丝杆，1316夹紧转动座，1317从动齿轮，14竖直移动机构，1401竖直驱动电机，1402齿轮三，1403竖直齿条，1404升降柱，1405容纳腔一，1406竖直导轨，15支撑座，16转动传动座，17横向移动机构，1701转轴，1702横向移动驱动电机，1703横向支撑块，1704齿轮一，1705横向齿条，1706横向导轨，18水平移动机构，1801水平驱动电机，1802齿轮二，1803水平齿条，1804水平滑动座，1805水平导轨，19旋转驱动电机，20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1~12所示的一种铸件的柔性铸造系统，包括小件铸造区和大件铸造区，小件铸造区和大件铸造区在长度方向上并排设置，小件铸造区包括从右向左依次间隔设置且在长度方向上并排设置的小件成型区4、小件生产区3和小件精整区2，大件铸造区包括从左往右依次间隔设置且在长度方向上并排设置的大件成型区5、大件生产区6和大件精整区7，小件成型区4依次完成砂芯20的打印、清理砂芯20上的粘砂、烘干清理后的砂芯20、给砂芯20涂料、烘干涂完料的砂芯20、缓存烘干后的砂芯20和组芯成小芯包的工序，小件生产区3依次完成小芯包打箱、打箱后的小芯包浇注、浇注后的小芯包缓存冷却、冷却后开箱并将浇注后的小芯包倒出和倒出的小芯包落纱处理的工序，小件精整区2依次完成铸件的热处理、抛丸、铸件的检测精整、喷漆和烘干的工序，大件成型区5依次完成大砂芯和小砂芯的生产、大砂芯和小砂芯的组合形成整芯、整芯的涂料、涂料后整芯的烘干和烘干后整芯的组合形成大芯包的工序，大件生产区6完成的工序和小件生产区3的相同，大件精整区7和小件精整区2完成的工序相同，小砂芯和大砂芯相配套；小件铸造区和小件铸造区的正上方设有熔炼铁水的熔炼区1。

为了提高小件的铸造效率，小件成型区4包括桁架机器人和若干个在宽度方向上并排设置的砂芯打印机404，砂芯打印机404打印出砂芯，末端的砂芯打印机404正右方设有砂芯缓存线403，砂芯缓存线403的右侧设有清砂站402，清砂站402的前侧设有烘干设备401，烘干设备401的前侧设有砂芯转运线410，砂芯转运线410延伸至小件涂料池405两侧，小件涂料池405间且在砂芯转运线410的正前方设有过渡转运线406，过渡转运线406的在前后方向的中心区域设有小件表干窑408，过渡转运线406顶部的后侧设有两排并列设置的砂芯立体库，砂芯立体库的后侧设有小件组芯台407，清砂站402、烘干设备401、小件表干窑408、砂芯立体库和小件组芯台407的正上方设有桁架机器人，桁架机器人可抓取砂芯、移动砂芯和自动组芯，小件组芯台407的后侧设有通向小件生产区3的小件转运通道411，小件转运通道411上设有可自由移动的小芯包转运车9；小件生产区3包括用来将小芯包打箱的下芯机303，下芯机303的前侧设有浇注工位，打箱后的小芯包放置在小件浇注工位304上，小件浇注工位304的左侧设有小件冷却工位307，小件浇注工位304的右侧设有小件浇注机305，小件冷却工位307的后侧设有用来取出浇注后小芯包的小件开箱机301，小件开箱机301的后侧设有小件振动落砂机302；小件精整区2包括小件热处理窑201，小件热处理窑201设置在小件振动落砂机302的左侧，小件热处理窑201的前侧设有小件缓存冷却库308，小件缓存冷却库308的左方和正前方分别设有小件抛丸机204和小件精整线203，小件缓存冷却库308和小件抛丸机204之间的过道上设有可自由移动的小件转运车10，小件抛丸机204的正后方设有小件喷漆线202，小件喷漆线202对经小件精整区2精整后的铸件依次进行喷漆和烘干；其中，小件是指重量在500公斤以下的铸件且不是批量生产的。

为了提高大件的铸造效率，大件成型区5包括射芯机一509和射芯机二508，射芯机一509生产出小砂芯，射芯机二508生产出与小砂芯配套的大砂芯，射芯机一509和射芯机二508在长度方向上并排设置，射芯机二508的正前方设有穿梭台506，穿梭台506的正上方设有用来将小砂芯和大砂芯组合在一起的组合机械手507，小砂芯和大砂芯组合在一起成为整芯，穿梭台506的正前方设有大件涂料池505，大件涂料池505的前侧设有大件表干窑504，大件表干窑504的前侧设有整芯立体库503，整芯立体库503最前段的右侧设有大件组芯台501，大件组芯台501的右侧设有大件合箱区502，大件合箱区502的右侧设有若干大件冷却工位602，大件冷却工位602的正前方设有大件浇注工位601，大件冷却工位602的正后方设有大件开箱机，大件开箱机的后方设有大件振动落砂机605，大件开箱机与振动落砂机间的区域设有大件转运通道604，大件转运通道604上设有可自动移动的大芯包转运车8，最右段的大件转运通道604的正前方设有若干在前后方向上若干并排设置的大件热处理窑702，最前方的大件热处理窑702的正右方设有大件缓存冷却库705，大件缓存冷却库705的正后方设有大件抛丸机703，大件热处理窑702的正前方设有大件精整线701，大件抛丸机703的正后方设有大件喷漆线704，大件喷漆线704对铸件依次进行喷漆和烘干；此设计中，各个工序布局紧凑，相邻工序间隔短且连续，提高大件的铸造功率，大件是指重量在500公斤以上的铸件且需要批量生产的；其中，大件是指重量在500公斤以上的铸件且需要批量生产的。

为了进一步提高提供铁水的效率和质量，熔炼区1包括备料区102和可自由移动的的铁水转运小车103，备料区102的正后方设有2个在左右方向上并排设置的熔炼电炉101，左边的熔炼电炉101与浇注工位间的区域设有小件变质处理站306，右边的熔炼电炉101右侧设有大件变质处理站，小件变质处理站306和大件变质处理站将铁水转运小车103的浇包内的铁水变成满足规定材质的浇注液；大件浇注位设置在熔炼区1内且位于大件变质处理站的右方。

为了实现砂芯的自动抓取、清砂、浸涂和组芯，桁架机器人包括横向移动机构17和若干从左往右依次设置的支撑组件12，支撑组件12包括结构相同的立柱一1201和立柱二1202，立柱一1201和立柱二1202相对设置，立柱一1201和立柱二1202均固定在地基上；横向移动机构17包括横向支撑块1703，立柱一1201和立柱二1202的上侧均固连有固定支撑座15，横向支撑块1703可沿着固定支撑座15长度方向做水平直线运动，横向支撑块1703上可滑动地连接有水平移动机构18，水平移动机构18上设有在竖直方向做直线运动的竖直移动机构14，竖直移动机构14的下侧设有可转动的夹紧机构13，夹紧机构13可将砂芯20夹紧。

为了实现桁架机器人的横向移动，横向支撑块1703的前后两侧均设有横向滑动座，横向滑动座分别与立柱一1201和立柱二1202可滑动地连接，立柱一1201的上侧和相对立柱二1202设置的一侧均设有横向导轨1706，横向滑动座可沿着横向导轨1706滑动；在左右方向上，横向支撑块1703的一侧固连有横向移动驱动电机1702，横向移动驱动电机1702上传动连接有转轴1701，转轴1701支撑设置在横向滑动座上，转轴1701的左右两侧传动连接有齿轮一1704，支撑座15朝内的一侧固连有横向齿条1705，横向齿条1705沿着固定支撑座15的长度方向延伸，齿轮一1704与横向齿条1705传动连接。

为了实现桁架机器人水平方向的移动，水平移动机构18包括水平滑动座1804，水平滑动座1804与横向支撑块1703可滑动地连接，横向支撑块1703的上侧和另一侧均固连有水平导轨1805，水平滑动座1804可沿着水平导轨1805滑动，水平导轨1805与横向导轨1706垂直设置；横向支撑块1703另一侧固连有水平齿条1803，水平齿条1803沿着水平滑动座1804的滑动方向设置，水平滑动座1804一侧固连有水平驱动电机1801，水平驱动电机1801上传动连接有齿轮二1802，齿轮二1802与水平齿条1803传动连接；竖直移动机构14可滑动地连接在水平滑动座1804上。

为了进一步提高桁架机器人的升降，竖直移动机构14包括竖直设置且具有容纳腔一1405的升降柱1404，升降柱1404与水平滑动座1804可滑动地连接，升降柱1404上固连有竖直设置的竖直导轨1406，升降柱1404沿着水平滑动座1804竖直滑动，水平滑动座1804上固连有竖直驱动电机1401，竖直驱动电机1401上传动连接有齿轮三1402，朝向齿轮三1402的升降柱1404一侧固连有竖直齿条1403，齿轮三1402与竖直齿条1403传动连接；容纳腔一1405对应的升降柱1404底部固连有旋转驱动电机19，旋转驱动电机19与夹紧机构13可转动地连接。

为了实现夹紧机构13的转动和砂芯的自动抓取，夹紧机构13包括具有容纳腔二1314的壳体1301，壳体1301上侧固连有转动传动座16，旋转驱动电机19与转动传动座16传动连接，壳体1301下侧可滑动地连接有相对设置的2个抓手1302，2个抓手1302相对设置的一侧可转动地连接有夹紧转动座1316，夹紧转动座1316可将砂芯夹紧。

为了自动抓取砂芯和砂芯的翻转，壳体1301在前后方向上的一侧固连有滑动驱动电机1304，滑动驱动电机1304的输出轴上传动连接有主动轮1313，主动轮1313经皮带1312传动连接有从动轮1311，从动轮1311上传动连接有丝杆1315，丝杆1315上传动连接有水平传动座1306，水平传动座1306的底部与抓手1302顶部固连，抓手1302顶部还固连有从动滑动座1305，壳体1301的下侧设有滑轨1307，从动滑动座1305可沿着滑轨1307滑动；抓手1302具有容纳腔三1308，2个抓手1302朝外的一侧均设有电机箱1303，电机箱1303内设有转动驱动电机1310，转动驱动电机1310上传动连接有主动齿轮1309，主动齿轮1309上传动连接有从动齿轮1317，从动齿轮1317与夹紧转动座1316传动连接。

本发明工作时，小件铸造区中，砂芯打印机404打印出砂芯，砂芯在打印工作箱内，打印工作箱转运至砂芯缓存线403上，砂芯缓存线403上的打印工作箱转运至清砂站402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、微烘干、自动浸涂、彻底烘干，自动清砂是在清砂站402上完成，微烘干是在烘干设备401上完成的，自动浸涂是在小件涂料池405内完成，彻底烘干通过小件表干窑408完成，桁架机器人将烘干后的砂芯运输至小件立体库409中缓存，缓存后的砂芯被桁架机器人转移到小件组芯台407上完成自动组芯，组芯后的砂芯称为小芯包，小芯包被小芯包转运车9转运至下芯机303上，下芯机303将小芯包装箱，打箱后的小芯包被转运至小件浇注工位304上，备料区102准备用来熔炼铁水的配料，配料送入熔炼电炉101内进行熔炼生成铁水，铁水浇注至铁水转运小车103上的浇包内，铁水转运小车103移动至小件变质处理站306内进行变质处理，使得铁水变为满足小件生产材质的浇注液，浇注机305中浇入浇注液，浇注机305对小件浇注工位304上装箱后的小芯包进行浇注，浇注后的装箱放置于小件冷却工位307上进行冷却缓存，冷却时间达到规定的要求后，冷却后的小芯包被转运至小件开箱机301上，小件开箱机301将浇注后的小芯包从箱体内倒出，倒出的小芯包被转运至小件振动落砂机302上进行落纱处理，落完砂子后的小铸件转运至小件热处理窑201内进行热处理，热处理结束后的小铸件被转运车小件缓存冷却库308中进行冷却缓存，冷却后的小铸件被转运至小件抛丸机204内进行抛丸处理，抛丸处理后的小铸件被转运至小件精整线203上进行尺寸检测、打磨等精整工序，精整后的小铸件被转运至小件喷漆线202上依次进行喷漆和烘干处理，烘干后的小铸件可以出厂；

其中，桁架机器人的工作过程具体的为，打开横向移动驱动电机1702，横向移动驱动电机1702带动转轴1701的转动，转轴1701的转动带动齿轮一1704的转动，横向齿条1705固定在支撑座15上，齿轮一1704沿着横向齿条1705运动，齿轮一1704带动横向支撑块1703做横向直线移动，这里的横向直线移动指的是沿着支撑座15的长度方向移动，当抓手1302在需要抓取的砂芯在长度方向上正对时，横向移动驱动电机1702关闭；此时，调节抓手1302机构垂直于长度方向上的水平位置，打开水平驱动电机1801，水平驱动电机1801带动齿轮二1802的转动水平齿条1803固连在横向支撑块1703上，齿轮二1802沿着水平齿条1803滚动，齿轮二1802带动水平滑动座1804沿着横向支撑块1703的长度方向水平移动，当抓手1302与需要抓取的砂芯在前后方向的位置对应时，水平驱动电机1801关闭，此时，识别2个抓手1302相对侧面是否正对砂芯长度方向上的两侧，若不正对，打开旋转驱动电机19，旋转驱动电机19带动抓手1302的转动，直到2个抓手1302的相对侧面与砂芯的2个侧面正对，旋转驱动电机19关闭；此时，需要识别夹紧转动座1316的中心是否与砂芯在高度方向上的中心齐平，不对齐时，打开竖直驱动电机1401，竖直驱动电机1401带动齿轮三1402的转动，竖直齿条1403固定在升降柱1404上，竖直驱动电机1401固连在水平滑动座1804上使得齿轮三1402在高度方向的位置固定不动，竖直齿条1403在齿轮三1402的作用下做上下直线运动，实现夹紧转动座1316的升降，直到夹紧转动座1316与砂芯的高度方向上的中心基本齐平为止，竖直驱动电机1401关闭；此时，需要将砂芯夹紧，打开滑动驱动电机1304，滑动驱动电机1304的输出轴带动主动轮1313的转动，主动轮1313的转动带动从动轮1311的转动，从动轮1311的转动带动丝杆1315的转动，丝杆1315的转动带动水平传动座1306在转轴1701长度方向上的直线移动，水平传动座1306的直线移动带动抓手1302的直线移动，控制滑动驱动电机1304的正反转使得2个抓手1302相向移动或相背移动，2个抓手1302相向移动时，夹紧转动座1316将砂芯夹紧；需要翻转夹紧后的砂芯时，打开转动驱动电机1310，转动驱动电机1310带动主动齿轮1309的转动，主动齿轮1309的转动带动从动齿轮1317的转动，从动齿轮1317的转动带动夹紧转动座1316的转动，夹紧转动座1316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1310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在清砂站402、烘干设备401、涂料池和小件表干窑408生产时的自动运输，桁架机器人完成砂芯的上下、左右、前后和翻转的动作，松开砂芯，去抓取另一个砂芯，完成在小件组芯台407上的砂芯组合，不需要人工搬运砂芯至对应的工序中进行砂处理；

大件铸造区中，射芯机一509批量生产出小砂芯，射芯机二508批量生产出大砂芯，小砂芯和大砂芯在穿梭台506上组合机械手507的作用下完成组芯，形成整芯，整芯被转运至大件涂料池505内进行涂料，涂完料的整芯被转运至大件表干窑504内进行烘干，烘干后的整芯被转运至大件立体库内进行缓存，需要组合在一起的整芯被转运至大件组芯台501上进行组芯，为了描述的方便，组芯后的整芯为大芯包，大芯包被转运至大件合箱区502上进行装箱，装箱后的大芯包被转运至大件浇注工位601进行浇注，需要说明的是，熔炼电炉101熔炼后的铁水浇注到铁水转运小车103上，铁水转运小车103将浇完铁水的浇包转运至大件变质处理站内进行变质处理，变质处理后的铁水满足大件的浇注材质；浇注后的大芯包被转运至大件冷却工位602进行冷却，冷却且浇注后的大芯包被转移至大件开箱区进行开箱，大芯包从箱体内倒出，大芯包经大芯包转运车8转运至大件振动落砂机605上进行落纱处理，落完砂子的大芯包为大铸件，大铸件经大件转运车11转运至大件热处理窑702内进行热处理，热处理后的大铸件被转运至大件缓存冷却库705内进行冷却缓存，冷却后的大铸件被转运至大件抛丸机703上进行抛丸处理，抛丸结束的大铸件被转运至大件精整线701上进行尺寸检测、打磨等精整工序，精整后的大铸件被转运至大件喷漆线704上依次进行喷漆和烘干处理，烘干后的大铸件即可出厂；

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，实现小件和大件的铸造工作同时进行，提高铸造效率；桁架机器人的结构紧凑，使砂芯自动完成清砂、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)

1.一种铸件的柔性铸造系统，其特征在于：包括小件铸造区和大件铸造区，所述小件铸造区和大件铸造区在长度方向上并排设置，小件铸造区包括从右向左依次间隔设置且在长度方向上并排设置的小件成型区、小件生产区和小件精整区，所述大件铸造区包括从左往右依次间隔设置且在长度方向上并排设置的大件成型区、大件生产区和大件精整区，所述小件成型区依次完成砂芯的打印、清理砂芯上的粘砂、烘干清理后的砂芯、给砂芯涂料、烘干涂完料的砂芯、缓存烘干后的砂芯和组芯成小芯包的工序，所述小件生产区依次完成小芯包打箱、打箱后的小芯包浇注、浇注后的小芯包缓存冷却、冷却后开箱并将浇注后的小芯包倒出和倒出的小芯包落纱处理的工序，所述小件精整区依次完成铸件的热处理、抛丸、铸件的检测精整、喷漆和烘干的工序，所述大件成型区依次完成大砂芯和小砂芯的生产、大砂芯和小砂芯的组合形成整芯、整芯的涂料、涂料后整芯的烘干和烘干后整芯的组合形成大芯包的工序，所述大件生产区完成的工序和小件生产区的相同，所述大件精整区和小件精整区完成的工序相同，所述小砂芯和大砂芯相配套；所述小件铸造区和小件铸造区的正上方设有熔炼铁水的熔炼区。

2.根据权利要求1所述的一种铸件的柔性铸造系统，其特征在于，所述小件成型区包括桁架机器人和若干个在宽度方向上并排设置的砂芯打印机，所述砂芯打印机打印出砂芯，末端的砂芯打印机正右方设有砂芯缓存线，砂芯缓存线的右侧设有清砂站，清砂站的前侧设有烘干设备，烘干设备的前侧设有砂芯转运线，所述砂芯转运线延伸至小件涂料池两侧，小件涂料池间且在砂芯转运线的正前方设有过渡转运线，所述过渡转运线的在前后方向的中心区域设有小件表干窑，过渡转运线顶部的后侧设有两排并列设置的砂芯立体库，所述砂芯立体库的后侧设有小件组芯台，所述清砂站、烘干设备、小件表干窑、砂芯立体库和小件组芯台的正上方设有桁架机器人，所述桁架机器人可抓取砂芯、移动砂芯和自动组芯，小件组芯台的后侧设有通向小件生产区的小件转运通道，所述小件转运通道上设有可自由移动的小芯包转运车；所述小件生产区包括用来将小芯包打箱的下芯机，所述下芯机的前侧设有浇注工位，打箱后的小芯包放置在小件浇注工位上，所述小件浇注工位的左侧设有小件冷却工位，小件浇注工位的右侧设有小件浇注机，所述小件冷却工位的后侧设有用来取出浇注后小芯包的小件开箱机，所述小件开箱机的后侧设有小件振动落砂机；所述小件精整区包括小件热处理窑，所述小件热处理窑设置在小件振动落砂机的左侧，所述小件热处理窑的前侧设有小件缓存冷却库，所述小件缓存冷却库的左方和正前方分别设有小件抛丸机和小件精整线，所述小件缓存冷却库和小件抛丸机之间的过道上设有可自由移动的小件转运车，所述小件抛丸机的正后方设有小件喷漆线，所述小件喷漆线对经小件精整区精整后的铸件依次进行喷漆和烘干。

3.根据权利要求2所述的一种铸件的柔性铸造系统，其特征在于，所述大件成型区包括射芯机一和射芯机二，所述射芯机一生产出小砂芯，所述射芯机二生产出与小砂芯配套的大砂芯，所述射芯机一和射芯机二在长度方向上并排设置，射芯机二的正前方设有穿梭台，所述穿梭台的正上方设有用来将小砂芯和大砂芯组合在一起的组合机械手，小砂芯和大砂芯组合在一起成为整芯，穿梭台的正前方设有大件涂料池，大件涂料池的前侧设有大件表干窑，所述大件表干窑的前侧设有整芯立体库，所述整芯立体库最前段的右侧设有大件组芯台，所述大件组芯台的右侧设有大件合箱区，所述大件合箱区的右侧设有若干大件冷却工位，所述大件冷却工位的正前方设有大件浇注工位，大件冷却工位的正后方设有大件开箱机，所述大件开箱机的后方设有大件振动落砂机，所述大件开箱机与振动落砂机间的区域设有大件转运通道，所述大件转运通道上设有可自动移动的大芯包转运车，最右段的大件转运通道的正前方设有若干在前后方向上若干并排设置的大件热处理窑，最前方的大件热处理窑的正右方设有大件缓存冷却库，所述大件缓存冷却库的正后方设有大件抛丸机，大件热处理窑的正前方设有大件精整线，所述大件抛丸机的正后方设有大件喷漆线，所述大件喷漆线对铸件依次进行喷漆和烘干。

4.根据权利要求3所述的一种铸件的柔性铸造系统，其特征在于，所述熔炼区包括备料区和可自由移动的的铁水转运小车，所述备料区的正后方设有至少一个熔炼电炉，所述熔炼电炉与浇注工位间的区域设有小件变质处理站，所述熔炼电炉的右侧设有大件变质处理站，所述小件变质处理站和大件变质处理站将铁水转运小车的浇包内的铁水变成满足规定材质的浇注液；所述大件浇注位设置在熔炼区内且位于大件变质处理站的右方。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种铸件的柔性铸造系统，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。

6.根据权利要求5所述的一种铸件的柔性铸造系统，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。

7.根据权利要求6所述的一种铸件的柔性铸造系统，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。

8.根据权利要求7所述的一种铸件的柔性铸造系统，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。

9.根据权利要求8所述的一种铸件的柔性铸造系统，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。

10.根据权利要求9所述的一种铸件的柔性铸造系统，其特征在于，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。