CN107774976A - 铸造系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铸造技术领域内的铸造系统，包括成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区和物流单元，成型区包括若干个在长度方向上并排设置的3d砂芯打印机，末端的砂芯打印机正前方设有桁架机器人，桁架机器人的下方从右向左依次设有工作箱缓存站、清砂站、浸涂池、微波烘干设备、组芯线和砂芯缓存库；熔炼浇注区设置在砂芯缓存库的左侧；砂处理区设置在熔炼浇注区的前方且位于砂芯缓存库的左侧；精整区设置在砂处理区的左侧且与砂处理区同排设置，精整后后的铸件被送至喷漆线；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芯包的转运，轻载移动机器人负责铸件的搬运；本发明智能化程度高，铸造效率高。

Description

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：铸造系统，包括成型区、熔炼浇注区、砂处理区、精整区、喷漆线和物流单元，所述成型区包括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，砂芯打印机打印出的砂芯的转运方向末端所对应的砂芯打印机正前方设有用来缓存砂芯的工作箱缓存站，所述工作箱缓存站的左侧依次间隔设有清砂站、浸涂池、微波烘干设备、组芯线和砂芯缓存库，工作箱缓存站、清砂站、浸涂池、微波烘干设备和砂芯缓存库的上方设有桁架机器人，所述桁架机器人进行砂芯的抓取、移动和组芯；所述熔炼浇注区设置在砂芯缓存库的左侧，熔炼浇注区进行铁水的熔炼，并将熔炼后的铁水浇注在经成型区组芯后的芯包内；所述砂处理区设置在熔炼浇注区的前方且位于砂芯缓存库的左侧，砂处理区对浇注后的芯包进行落砂处理；所述精整区设置在砂处理区的左侧且与砂处理区同排设置，精整区对去除浇冒口后的铸件依次进行粗抛丸、精整、精抛丸处理，精抛丸后的铸件被送至喷漆线进行喷漆、烘干处理；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。

本发明工作时，砂芯打印机打印出砂芯，砂芯在打印工作箱内，重载移动机器人从最左侧的砂芯打印机开始移动，从左往右方向上，各个砂芯打印机打印后的打印工作箱放置在打印工作箱依次缓存至重载移动机器人上，重载移动机器人移动至最右侧的砂芯打印机时，重载移动机器人改变行走路线，重载移动机器人将打印工作箱转运至最右侧砂芯打印机正后方的工作箱缓存线上，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组芯线上完成自动组芯，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缓存库上进行缓存，熔炼浇注区熔炼铁水，并将铁水浇注到芯包内，浇注铁水后的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，重载移动机器人将芯包托盘转运至精整区，轻载移动机器人实现铸件在精整区的转运工作，使铸件依次进行粗抛丸处理、精整处理和精抛丸处理，精抛丸后的铸件烘干后经轻载移动机器人转运至喷漆线依次对铸件进行喷漆、吹干，铸件加工完成；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、对砂芯的浇注和铸件的生产，所述熔炼浇注区包括用来炼铁水的电炉和用来放置芯包的浇注工位，所述浇注工位设置在砂芯缓存库左侧，所述电炉前侧和浇注工位的后侧之间的过道上设有小车轨道，所述小车轨道上可移动地设有自动浇注小车，所述自动浇注小车的铁水包可自动浇注到芯包内，电炉左侧设有烤包器；所述砂处理区包括冷却缓存库和翻转机械手，所述冷却缓存库设置在浇注工位的正后方，冷却缓存库的正后方设有振动落砂机，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。

为了实现铸件的精整，所述精整区包括从右向左依次排列的粗抛丸室、若干个在长度方向上并排设置的精整机器人和精抛丸室，所述粗抛丸室设置在振动落砂机的左侧，所述精整机器人进行铸件的搬运和翻转；为了方便出货，所述喷漆线设置在烤包器的左侧、精抛丸室的后方，喷漆线设有与外界连通的通道作为出货通道。

为了方便砂的传输，还包括废砂缓存库，所述清砂站上设有回收砂池，清砂站与浸涂池之间设有人工吹砂室，人工吹砂室用来清理砂芯表面的浮砂，在长度方向上，所述砂芯打印机的同侧并排设置有废砂库、回收砂库和再生砂库，所述回收砂池经管道一与回收砂库连接，所述人工吹砂室的浮砂存至废砂库内，所述废砂库的砂子经管道二送至废砂缓存库内，所述废砂缓存库一侧设有热法再生设备，经振动落砂机处理后的落纱存至废砂缓存库内，废砂缓存库中的砂子经热法再生设备再生处理后经管道三送至再生砂库内，所述再生砂库和回收砂库中的砂分别经管道四和管道五送至各个砂芯打印机的进砂口。

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。

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成型区，1a砂芯打印机，1b组芯线，1c微波烘干设备，1d砂芯缓存库，1e工作箱缓存线，1f清砂站，1g回收砂池，1h浸涂池，1i人工吹砂室，2熔炼浇注区，2a浇注工位，2b小车轨道，2c电炉，2d自动浇注小车，2e烤包器，3砂处理区，3a翻转机械手，3b振动落砂机，3c冷却缓存库，4精整区，4a粗抛丸室，4b精整机器人，4c精抛丸室，5喷漆线，5a出货通道，6重载移动机器人，7废砂缓存库，8热法再生设备，9管道二，10管道一，11再生砂库，12回收砂库，13管道四，14废砂库，15轻载移动机器人，16管道三，17管道五，18支撑组件，1801立柱一，1802立柱二，19夹紧机构，1901壳体，1902抓手，1903电机箱，1904滑动驱动电机，1905从动滑动座，1906水平传动座，1907滑轨，1908容纳腔三，1909主动齿轮，1910转动驱动电机，1911从动轮，1912皮带，1913主动轮，1914容纳腔二，1915丝杆，1916夹紧转动座，1917从动齿轮，20竖直移动机构，2001竖直驱动电机，2002齿轮三，2003竖直齿条，2004升降柱，2005容纳腔一，2006竖直导轨，21支撑座，22转动传动座，23横向移动机构，2301转轴，2302横向移动驱动电机，2303横向支撑块，2304齿轮一，2305横向齿条，2306横向导轨，24水平移动机构，2401水平驱动电机，2402齿轮二，2403水平齿条，2404水平滑动座，2405水平导轨，25旋转驱动电机，26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所示的铸造系统，包括成型区、熔炼浇注区2、砂处理区3、精整区4、喷漆线5和物流单元，成型区1包括若干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26，砂芯打印机1a打印出的砂芯26的转运方向末端所对应的砂芯打印机1a正前方设有用来缓存砂芯26的工作箱缓存站，工作箱缓存站的左侧依次间隔设有清砂站1f、浸涂池1h、微波烘干设备1c、组芯线1b和砂芯缓存库1d，工作箱缓存站、清砂站1f、浸涂池1h、微波烘干设备1c和砂芯缓存库1d的上方设有桁架机器人，桁架机器人进行砂芯26的抓取、移动和组芯；熔炼浇注区2设置在砂芯缓存库1d的左侧，熔炼浇注区2进行铁水的熔炼，并将熔炼后的铁水浇注在经成型区1组芯后的芯包内；砂处理区3设置在熔炼浇注区2的前方且位于砂芯缓存库1d的左侧，砂处理区3对浇注后的芯包进行落砂处理；精整区4设置在砂处理区3的左侧且与砂处理区3同排设置，精整区4对去除浇冒口后的铸件依次进行粗抛丸、精整、精抛丸处理，精抛丸后的铸件被送至喷漆线5进行喷漆、烘干处理；物流单元包括重载移动机器人6和轻载移动机器人15，重载移动机器人6进行打印工作箱和组芯芯包的转运，轻载移动机器人15负责铸件的转运。

为了实现铁水的熔炼、对砂芯26的浇注和铸件的生产，熔炼浇注区2包括用来炼铁水的电炉2c和用来放置芯包的浇注工位2a，浇注工位2a设置在砂芯缓存库1d左侧，电炉2c前侧和浇注工位2a的后侧之间的过道上设有小车轨道2b，小车轨道2b上可移动地设有自动浇注小车2d，自动浇注小车2d的铁水包可自动浇注到芯包内，电炉2c左侧设有烤包器2e；砂处理区3包括冷却缓存库3c和翻转机械手3a，冷却缓存库3c设置在浇注工位2a的正后方，冷却缓存库3c的正后方设有振动落砂机3b，翻转机械手3a设置在振动落砂机3b的正上方，翻转机械手3a抓取并翻转砂芯26至振动落砂机3b上。

为了实现铸件的精整，精整区4包括从右向左依次排列的粗抛丸室4a、若干个在长度方向上并排设置的精整机器人4b和精抛丸室4c，粗抛丸室4a设置在振动落砂机3b的左侧，精整机器人4b进行铸件的搬运和翻转；为了方便出货，喷漆线5设置在烤包器2e的左侧、精抛丸室4c的后方，喷漆线5设有与外界连通的通道作为出货通道5a。

为了方便砂的传输，还包括废砂缓存库7，清砂站1f上设有回收砂池1g，清砂站1f与浸涂池1h之间设有人工吹砂室1i，人工吹砂室1i用来清理砂芯26表面的浮砂，在长度方向上，砂芯打印机1a的同侧并排设置有废砂库14、回收砂库12和再生砂库，回收砂池1g经管道一10与回收砂库12连接，人工吹砂室1i的浮砂存至废砂库14内，废砂库14的砂子经管道二9送至废砂缓存库7内，废砂缓存库7一侧设有热法再生设备8，经振动落砂机3b处理后的落纱存至废砂缓存库7内，废砂缓存库7中的砂子经热法再生设备8再生处理后经管道三16送至再生砂库内，再生砂库和回收砂库12中的砂分别经管道四13和管道五15送至各个砂芯打印机1a的进砂口。

为了实现砂芯26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23和若干从左往右依次设置的支撑组件18，支撑组件18包括结构相同的立柱一和立柱二1802，立柱一1801和立柱二1802相对设置，立柱一1801和立柱二1802均固定在地基上；横向移动机构23包括横向支撑块2303，立柱一1801和立柱二1802的上侧均固连有固定支撑座21，横向支撑块2303可沿着固定支撑座21长度方向做水平直线运动，横向支撑块2303上可滑动地连接有水平移动机构24，水平移动机构24上设有在竖直方向做直线运动的竖直移动机构20，竖直移动机构20的下侧设有可转动的夹紧机构19，夹紧机构19可将砂芯26夹紧。

为了实现桁架机器人的横向移动，横向支撑块2303的前后两侧均设有横向滑动座，横向滑动座分别与立柱一1801和立柱二1802可滑动地连接，立柱一1801的上侧和相对立柱二1802设置的一侧均设有横向导轨2306，横向滑动座可沿着横向导轨2306滑动；在左右方向上，横向支撑块2303的一侧固连有横向移动驱动电机2302，横向移动驱动电机2302上传动连接有转轴2301，转轴2301支撑设置在横向滑动座上，转轴2301的左右两侧传动连接有齿轮一2304，支撑座21朝内的一侧固连有横向齿条2305，横向齿条2305沿着固定支撑座21的长度方向延伸，齿轮一2304与横向齿条2305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24包括水平滑动座2404，水平滑动座2404与横向支撑块2303可滑动地连接，横向支撑块2303的上侧和另一侧均固连有水平导轨2405，水平滑动座2404可沿着水平导轨2405滑动，水平导轨2405与横向导轨2306垂直设置；横向支撑块2303另一侧固连有水平齿条2403，水平齿条2403沿着水平滑动座2404的滑动方向设置，水平滑动座2404一侧固连有水平驱动电机2401，水平驱动电机2401上传动连接有齿轮二2402，齿轮二2402与水平齿条2403传动连接；竖直移动机构20可滑动地连接在水平滑动座2404上。

为了进一步提高桁架机器人的升降，竖直移动机构20包括竖直设置且具有容纳腔一2005的升降柱2004，升降柱2004与水平滑动座2404可滑动地连接，升降柱2004上固连有竖直设置的竖直导轨2006，升降柱2004沿着水平滑动座2404竖直滑动，水平滑动座2404上固连有竖直驱动电机2001，竖直驱动电机2001上传动连接有齿轮三2002，朝向齿轮三2002的升降柱2004一侧固连有竖直齿条2003，齿轮三2002与竖直齿条2003传动连接；容纳腔一2005对应的升降柱2004底部固连有旋转驱动电机25，旋转驱动电机25与夹紧机构19可转动地连接。

为了实现夹紧机构19的转动和砂芯26的自动抓取，夹紧机构19包括具有容纳腔二1914的壳体1901，壳体1901上侧固连有转动传动座22，旋转驱动电机25与转动传动座22传动连接，壳体1901下侧可滑动地连接有相对设置的2个抓手1902，2个抓手1902相对设置的一侧可转动地连接有夹紧转动座1916，夹紧转动座1916可将砂芯26夹紧。

为了自动抓取砂芯26和砂芯26的翻转，壳体1901在前后方向上的一侧固连有滑动驱动电机1904，滑动驱动电机1904的输出轴上传动连接有主动轮1913，主动轮1913经过皮带1912传动连接有从动轮1911，从动轮1911上传动连接有丝杆1915，丝杆1915上传动连接有水平传动座1906，水平传动座1906的底部与抓手1902顶部固连，抓手1902顶部还固连有从动滑动座1905，壳体1901的下侧设有滑轨1907，从动滑动座1905可沿着滑轨1907滑动；抓手1902具有容纳腔三1908，2个抓手1902朝外的一侧均设有电机箱1903，电机箱1903内设有转动驱动电机1910，转动驱动电机1910上传动连接有主动齿轮1909，主动齿轮1909上传动连接有从动齿轮1917，从动齿轮1917与夹紧转动座1916传动连接。

本发明工作时，砂芯打印机1a打印出砂芯26，砂芯26在打印工作箱内，重载移动机器人6从最左侧的砂芯打印机1a开始移动，从左往右方向上，各个砂芯打印机1a打印后的打印工作箱放置在打印工作箱依次缓存至重载移动机器人6上，重载移动机器人6移动至最右侧的砂芯打印机1a时，重载移动机器人6改变行走路线，重载移动机器人6将打印工作箱转运至最右侧砂芯打印机1a正后方的工作箱缓存线1e上，打印工作箱在工作箱缓存线1e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1f上，桁架机器人对砂芯26进行抓取，桁架机器人抓取砂芯26后带动砂芯26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1f上完成，为了吹掉砂芯26表面的浮砂，清砂后的砂芯26转运至人工吹砂室1i内，吹去砂芯26表面的浮砂；自动浸涂是在浸涂池1h内完成，微波烘干通过微波烘干设备1c完成，微波烘干后的砂芯26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26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2302，横向移动驱动电机2302带动转轴2301的转动，转轴2301的转动带动齿轮一2304的转动，横向齿条2305固定在支撑座21上，齿轮一2304沿着横向齿条2305运动，齿轮一2304带动横向支撑块2303做横向直线移动，这里的横向直线移动指的是沿着支撑座21的长度方向移动，当抓手1902在需要抓取的砂芯26在长度方向上正对时，横向移动驱动电机2302关闭；此时，调节抓手1902机构垂直于长度方向上的水平位置，打开水平驱动电机2401，水平驱动电机2401带动齿轮二2402的转动水平齿条2403固连在横向支撑块2303上，齿轮二2402沿着水平齿条2403滚动，齿轮二2402带动水平滑动座2404沿着横向支撑块2303的长度方向水平移动，当抓手1902与需要抓取的砂芯26在前后方向的位置对应时，水平驱动电机2401关闭，此时，识别2个抓手1902相对侧面是否正对砂芯26长度方向上的两侧，若不正对，打开旋转驱动电机25，旋转驱动电机25带动抓手1902的转动，直到2个抓手1902的相对侧面与砂芯26的2个侧面正对，旋转驱动电机25关闭；此时，需要识别夹紧转动座1916的中心是否与砂芯26在高度方向上的中心齐平，不对齐时，打开竖直驱动电机2001，竖直驱动电机2001带动齿轮三2002的转动，竖直齿条2003固定在升降柱2004上，竖直驱动电机2001固连在水平滑动座2404上使得齿轮三2002在高度方向的位置固定不动，竖直齿条2003在齿轮三2002的作用下做上下直线运动，实现夹紧转动座1916的升降，直到夹紧转动座1916与砂芯26的高度方向上的中心基本齐平为止，竖直驱动电机2001关闭；此时，需要将砂芯26夹紧，打开滑动驱动电机1904，滑动驱动电机1904的输出轴带动主动轮1913的转动，主动轮1913的转动带动从动轮1911的转动，从动轮1911的转动带动丝杆1915的转动，丝杆1915的转动带动水平传动座1906在转轴2301长度方向上的直线移动，水平传动座1906的直线移动带动抓手1902的直线移动，控制滑动驱动电机1904的正反转使得2个抓手1902相向移动或相背移动，2个抓手1902相向移动时，夹紧转动座1916将砂芯26夹紧；需要翻转夹紧后的砂芯26时，打开转动驱动电机1910，转动驱动电机1910带动主动齿轮1909的转动，主动齿轮1909的转动带动从动齿轮1917的转动，从动齿轮1917的转动带动夹紧转动座1916的转动，夹紧转动座1916的转动带动砂芯26的转动，当砂芯26翻转至需要的角度时，转动驱动电机1910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26在清砂站1f、浸涂池1h和微波烘干设备1c生产时的自动运输，桁架机器人完成砂芯26的上下、左右、前后和翻转的动作，松开砂芯26，去抓取另一个砂芯26，完成在组芯线1b上的砂芯26组合，不需要人工搬运砂芯26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缓存库1d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2c前，自动浇注小车2d转运铁水包至烤包器2e进行烤包，烤包后的铁水包再由自动浇注小车2d转运至电炉2c前，电炉2c熔炼结束后出铁至自动浇注小车2d的铁水包内，自动浇注小车2d将铁水浇注到芯包内，浇注完铁水后的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26处理区的冷却缓存库3c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3b前，翻转机械手3a翻转芯包托盘使芯包翻转到振动落砂机3b上进行落砂，落砂后的砂子可通过管道先送至废砂缓存库7内，落完砂的芯包为铸件，轻载移动机器人15将装有铸件的托盘转运至粗抛丸室4a，粗抛丸室4a对铸件做完粗抛丸处理后铸件被转运精整机器人4b上进行如去除多余加工余量等精整工作，精整后的铸件被轻载移动机器人15转运至精抛丸室4c内进行精抛丸，精抛丸后的铸件被轻载移动机器人15转运至喷漆线5上进行喷漆、烘干，烘干后的铸件从出货通道5a出货；另外，清砂站1f清理出来的砂子落入回收砂池1g内，人工吹砂室1i内吹下的浮砂经过管道移送至废砂库14内，废砂库14内的砂子经过管道三16移送至废砂缓存库7内，回收砂池1g中的砂子经过管道二9输送至回收砂库12内，废砂缓存库7内的砂子被移送至热法再生设备8中进行砂再生，再生后的再生砂经过管道三16移送至再生砂库内，再生砂库和回收砂库12内的砂子经过管道四13移送至各个砂芯打印机1a内继续使用，节约资源；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26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；铸造过程中产生的废砂均被得到回收利用，各类砂的流转均在管道中输送，避免砂在流通过程中产生的粉尘污染；本发明可应用于工件的铸造工作中。

Claims (10)

1.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、喷漆线和物流单元，所述成型区包括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，砂芯打印机打印出的砂芯的转运方向末端所对应的砂芯打印机正前方设有用来缓存砂芯的工作箱缓存站，所述工作箱缓存站的左侧依次间隔设有清砂站、浸涂池、微波烘干设备、组芯线和砂芯缓存库，工作箱缓存站、清砂站、浸涂池、微波烘干设备和砂芯缓存库的上方设有桁架机器人，所述桁架机器人进行砂芯的抓取、移动和组芯；所述熔炼浇注区设置在砂芯缓存库的左侧，熔炼浇注区进行铁水的熔炼，并将熔炼后的铁水浇注在经成型区组芯后的芯包内；所述砂处理区设置在熔炼浇注区的前方且位于砂芯缓存库的左侧，砂处理区对浇注后的芯包进行落砂处理；所述精整区设置在砂处理区的左侧且与砂处理区同排设置，精整区对去除浇冒口后的铸件依次进行粗抛丸、精整、精抛丸处理，精抛丸后的铸件被送至喷漆线进行喷漆、烘干处理；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。

2.根据权利要求1所述的铸造系统，其特征在于，所述熔炼浇注区包括用来炼铁水的电炉和用来放置芯包的浇注工位，所述浇注工位设置在砂芯缓存库左侧，所述电炉前侧和浇注工位的后侧之间的过道上设有小车轨道，所述小车轨道上可移动地设有自动浇注小车，所述自动浇注小车的铁水包可自动浇注到芯包内，电炉左侧设有烤包器；所述砂处理区包括冷却缓存库和翻转机械手，所述冷却缓存库设置在浇注工位的正后方，冷却缓存库的正后方设有振动落砂机，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。

3.根据权利要求2所述的铸造系统，其特征在于，所述精整区包括从右向左依次排列的粗抛丸室、若干个在长度方向上并排设置的精整机器人和精抛丸室，所述粗抛丸室设置在振动落砂机的左侧，所述精整机器人进行铸件的搬运和翻转；所述喷漆线设置在烤包器的左侧、精抛丸室的后方，喷漆线设有与外界连通的通道作为出货通道。

4.根据权利要求1～3任一项所述的铸造系统，其特征在于，还包括废砂缓存库，所述清砂站上设有回收砂池，清砂站与浸涂池之间设有人工吹砂室，人工吹砂室用来清理砂芯表面的浮砂，在长度方向上，所述砂芯打印机的同侧并排设置有废砂库、回收砂库和再生砂库，所述回收砂池经管道一与回收砂库连接，所述人工吹砂室的浮砂存至废砂库内，所述废砂库的砂子经管道二送至废砂缓存库内，所述废砂缓存库一侧设有热法再生设备，经振动落砂机处理后的落纱存至废砂缓存库内，废砂缓存库中的砂子经热法再生设备再生处理后经管道三送至再生砂库内，所述再生砂库和回收砂库中的砂分别经管道四和管道五送至各个砂芯打印机的进砂口。

5.根据权利要求1～3任一项所述的铸造系统，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7所述的铸造系统，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。