CN108817356A - 一种熔铸设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种熔铸设备，包括模壳预热炉、合金加载站、机械手和熔炼炉。压力检测装置安装在顶升装置的顶升端，当压力检测装置测出的压力值增大时，表示棒料碰到了模壳的内壁，此时，停止顶升装置继续顶升，避免了模壳内壁受力大导致的粉尘的产生，此外，位移检测装置能够测出顶升端的位移量，实现将棒料顶升到位；最后，将安装棒料的模壳通过机械手移动到熔炼炉内。本发明通过机械手取放模壳，避免了在取模壳时模壳破碎对操作者造成安全隐患，且设置的压力检测装置和位移检测装置避免了棒料放入模壳时磕碰模壳产生粉末影响熔铸工件质量。

Description

一种熔铸设备

技术领域

本发明涉及铸造装置技术领域，尤其是涉及一种熔铸设备。

背景技术

随着涡轮增压新技术广泛应用，市场上大量需求具有耐高温，耐高压，耐腐蚀的零件。如涡轮增压器的叶轮，火力发电的烟气脱硫装置，炼油、化学化工设备的核心部份。它们大多采用镍基合金材质加工而成。若小批量生产可以采用数控机床切割成形，大量批量生产采用铸造方式快速加工成形。

采用铸造方式加工成形，需要以下步骤：1.先生产石棉纤维模壳；2.对模壳进行1100℃预热；3.将耐高温合金棒料放入模壳中；4.将模壳放能产生1500℃度为熔炼设备中进行熔化成形，5.冷却定形。

石棉纤维模壳属于易碎材料，目前主要靠人工从高温度加热炉取出模壳，手工将耐高温合金棒料放入模壳，再放入高温熔炼炉中，熔炼成形。然而，采用人工进行熔铸时，模壳由于高温会变碎很容易破碎，这对人工生产很大安全隐患；同时由于高温作用下，棒料放入模壳磕碰模壳会造成模壳磨损产生粉末，影响熔铸工件质量。

因此，如何避免在取模壳时模壳破碎对操作者造成安全隐患及避免棒料放入模壳时磕碰模壳产生粉末影响熔铸工件质量是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种熔铸设备，能够避免在取模壳时模壳破碎对操作者造成安全隐患及避免棒料放入模壳时磕碰模壳产生粉末影响熔铸工件质量。

为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种熔铸设备，包括模壳预热炉、合金加载站、机械手和熔炼炉；

所述合金加载站包括棒料入模机构，所述棒料入模机构包括：模壳卡盘，所述机械手能够将经过所述模壳预热炉加热的模壳放置到所述模壳卡盘处，所述模壳卡盘能够卡住所述模壳；顶升装置，所述顶升装置设置在所述模壳卡盘的底端，所述顶升装置的顶升端能够将棒料顶升到所述模壳内；压力检测装置，所述压力检测装置安装在所述顶升装置的顶升端，能够测出当前压力值；位移检测装置，所述位移检测装置能够测出所述顶升端的顶升位移；

所述机械手能够将安装所述棒料的模壳放置到熔炼炉内。

在一个具体的实施方案中，所述模壳卡盘包括：

卡盘主体，所述卡盘主体安装在机架上，且所述卡盘主体的顶端面上开设有螺纹，且所述卡盘主体上还开设有通孔；

卡爪，所述卡爪底端开设有与所述卡盘主体螺纹连接的螺纹；

动力装置，所述动力装置安装在所述机架上，且能够带动所述卡盘主体转动，使得所述卡爪能够卡住或者松开所述模壳。

在另一个具体的实施方案中，所述动力装置为气缸；

所述气缸的缸体与所述机架固定，所述气缸的缸杆与所述卡盘主体铰接。

在另一个具体的实施方案中，所述熔铸设备还包括测距仪；

所述测距仪能够测得所述机械手与所述模壳的距离。

在另一个具体的实施方案中，所述熔铸设备还包括驱动装置；

所述驱动装置与所述测距仪连接，且所述驱动装置能够驱动所述测距仪摆动。

在另一个具体的实施方案中，所述熔铸设备还包括控制器；

所述控制器与所述测距仪及所述机械手信号连接，所述控制器能够根据所述测距仪测出的距离，控制所述机械手移动抓取所述模壳。

在另一个具体的实施方案中，所述熔铸设备还包括：

冷模来料车，所述冷模来料车能够将模壳输送到所述模壳预热炉内加热，加热后成为所述模壳；

冷却车，所述冷却车能够将经过所述熔炼炉熔炼的所述模壳取出并冷却。

在另一个具体的实施方案中，所述合金加载站还包括存料仓；

所述存料仓用于储存所述棒料。

在一个具体的实施方案中，所述机械手为6轴机械手；

所述机械手的机械手臂之间通过伺服电机驱动。

在一个具体的实施方案中，所述压力检测装置为压力传感器；和/或

所述位移检测装置为位移传感器；和/或

所述顶升装置为顶升气缸；和/或

所述测距仪为激光测距仪。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

在本发明的一个具体实施例中，本发明公开的熔铸设备使用时，模壳在模壳预热炉内加热到工作需要的温度，命名为模壳；接着，机械手将模壳预热炉内的模壳取出，放置到模壳卡盘处，模壳卡盘将模壳卡住；然后，升降装置的顶升端伸出，将设置在顶升端的棒料顶升到模壳内，由于压力检测装置安装在顶升装置的顶升端，当压力检测装置测出的压力值增大时，表示棒料碰到了模壳的内壁，此时，停止顶升装置继续顶升，避免了模壳内壁受力大导致的粉尘的产生，此外，位移检测装置能够测出顶升端的位移量，实现将棒料顶升到位；最后，将安装棒料的模壳通过机械手移动到熔炼炉内。本发明通过机械手取放模壳，避免了在取模壳时模壳破碎对操作者造成安全隐患，且设置的压力检测装置和位移检测装置避免了棒料放入模壳时磕碰模壳产生粉末影响熔铸工件质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的熔铸设备的局部结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为测距仪测量模壳位置的示意图；

图4本发明提供的熔铸设备的模壳卡盘的示意图；

图5为本发明提供的熔铸设备的结构示意图。

其中，图1-5中：

模壳预热炉1、合金加载站2、机械手3、熔炼炉4、模壳5、模壳卡盘201、顶升装置202、棒料6、卡盘主体20201、机架203、动力装置20202、测距仪7、驱动装置8、冷模来料车9、冷却车10。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1-5所示，本发明提供了一种熔铸设备。其中，熔铸设备包括模壳预热炉1、合金加载站2、机械手3和熔炼炉4。

合金加载站2包括棒料6入模机构，棒料6入模机构包括模壳卡盘201、顶升装置202、压力检测装置和位移检测装置。

机械手3能够将经过模壳预热炉1加热的模壳5放置到模壳卡盘201处，模壳卡盘201能够卡住模壳5。顶升装置202设置在模壳卡盘201的底端，且顶升装置202的顶升端能够将棒料6顶升到模壳5内。压力检测装置安装在顶升装置202的顶升端，能够测出当前压力值。位移检测装置能够测出顶升端的顶升位移，保证棒料6能够到位。

机械手3能够将安装棒料6的模壳5放置到熔炼炉4内。

本发明公开的熔铸设备使用时，模壳5在模壳预热炉1内加热到工作需要的温度，命名为模壳5；接着，机械手3将模壳预热炉1内的模壳5取出，放置到模壳卡盘201处，模壳卡盘201将模壳5卡住；然后，升降装置的顶升端伸出，将设置在顶升端的棒料6顶升到模壳5内，由于压力检测装置安装在顶升装置202的顶升端，当压力检测装置测出的压力值增大时，表示棒料6碰到了模壳5的内壁，此时，停止顶升装置202继续顶升，避免了模壳5内壁受力大导致的粉尘的产生，此外，位移检测装置能够测出顶升端的位移量，实现将棒料6顶升到位；最后，将安装棒料6的模壳5通过机械手3移动到熔炼炉4内。本发明通过机械手3取放模壳5，避免了在取模壳5时模壳5破碎对操作者造成安全隐患，且设置的压力检测装置和位移检测装置避免了棒料6放入模壳5时磕碰模壳5产生粉末影响熔铸工件质量。

在一个具体的实施方案中，模壳卡盘201包括卡盘主体20201、卡爪和动力装置20202。

合金加载站2还包括机架203，机架203可以是架体，也可以是壳体，卡盘主体20201安装在机架203上，且卡盘主体20201的顶端面上开设有螺纹，且卡盘主体20201上还开设有允许模壳5进入的通孔。

卡爪的个数为多个，其底端开设有与卡盘主体20201螺纹连接的螺纹。动力装置20202安装在机架203上，且能够带动卡盘主体20201转动，使得卡爪能够卡住或者松开模壳5。

在另一个具体的实施方案中，动力装置20202为气缸，气缸的缸体与机架203固定，气缸的缸杆与卡盘主体20201铰接。当然可以理解的是，上述气缸仅仅是本发明实施例对于动力装置20202的优选举例而已，实际应用过程中，还可以将动力装置20202设置成其它的结构。例如，动力装置20202可以包括电机和减速器，电机将动力传给减速器，减速器与卡盘主体20201可以转动连接，电机正反转，带动卡爪卡住或者松开模壳5。

在另一个具体的实施方案中，熔铸设备还包括测距仪7，测距仪7能够测得机械手3与模壳5的距离。根据测得的距离，驱动所述机械手3移动相应的位移，从而抓取模壳5。

在另一个具体的实施方案中，熔铸设备还包括驱动装置8，驱动装置8与测距仪7连接，且驱动装置8能够驱动测距仪7摆动。测距仪7与驱动装置8结合扫描：测距仪7采用大功率测距仪7，可以测量高温物质的距离，再使用驱动装置8带动测距仪7左右摆动扫描。

在另一个具体的实施方案中，熔铸设备还包括控制器，控制器与测距仪7及机械手3信号连接，控制器能够根据测距仪7测出的距离，控制机械手3移动抓取模壳5。结合测距仪7的数据和驱动装置8移动距离，可以得出数组。再通过控制器计算可得出模壳5的实际位置，然后将数据传送给机械手3去抓取。

在另一个具体的实施方案中，熔铸设备还包括冷模来料车9和冷却车10。

冷模来料车9能够将模壳5输送到模壳预热炉1内加热，加热后成为模壳5，即冷模来料车9用于模壳5的输送，进一步降低人工，节省人力。

冷却车10能够将经过熔炼炉4熔炼的模壳5取出并冷却，即冷却车10用于模壳5的输送，进一步降低人工，节省人力。

在另一个具体的实施方案中，合金加载站2还包括存料仓，存料仓用于储存棒料6。为了进一步提高自动化，减少人工，节省人力，本发明公开了合金加载站2还包括分料机构，分料结构包括机械臂，机械臂与控制器信号连接，机械臂将村料仓内的棒料6放置到顶升装置202的顶升端。

在一个具体的实施方案中，机械手3为6轴机械手，且机械手3的机械手臂之间通过伺服电机驱动，提高了机械手3的抓取精度。需要说明的是，机械手3的机械手臂之间也可以通过液压缸或者气缸驱动。

在一个具体的实施方案中，压力检测装置为压力传感器，需要说明的是，压力检测装置也可以是其它能够实现压力检测的装置。位移检测装置为位移传感器，需要说明的是，位移检测装置也可以是其它能够实现位移检测的装置。顶升装置202为顶升气缸，也可以为液压缸。测距仪7为激光测距仪，也可以是其它能够实现距离检测的装置。

本发明通过激光测距和直线模组进行左右扫描定位模壳5，再反馈给机械手3夹取模壳5，然后机械手3将模壳5放置在高温合金加载站2上，将合金材质放置在模壳5中，最后放在熔炼炉4中将高温合金熔炼成形。

具有以下优点：

(1)在原有生产设备进行升级改造自动，可以减少升级成本；

(2)由于在原有生产设备上升级，可以缩短开发周期。

(3)由于生产线升级后，可实现全自动化生产，大大降低工人劳动强度，提供有效的安全保障。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种熔铸设备，其特征在于，包括模壳预热炉(1)、合金加载站(2)、机械手(3)和熔炼炉(4)；

所述合金加载站(2)包括棒料入模机构，所述棒料入模机构包括：模壳卡盘(201)，所述机械手(3)能够将经过所述模壳预热炉(1)加热的模壳(5)放置到所述模壳卡盘(201)处，所述模壳卡盘(201)能够卡住所述模壳(5)；顶升装置(202)，所述顶升装置(202)设置在所述模壳卡盘(201)的底端，所述顶升装置(202)的顶升端能够将棒料(6)顶升到所述模壳(5)内；压力检测装置，所述压力检测装置安装在所述顶升装置(202)的顶升端，能够测出当前压力值；位移检测装置，所述位移检测装置能够测出所述顶升端的顶升位移；

所述机械手(3)能够将安装所述棒料(6)的模壳(5)放置到熔炼炉(4)内。

2.根据权利要求1所述的熔铸设备，其特征在于，所述模壳卡盘(201)包括：

卡盘主体(20201)，所述卡盘主体(20201)安装在机架(203)上，且所述卡盘主体(20201)的顶端面上开设有螺纹，且所述卡盘主体(20201)上还开设有通孔；

卡爪，所述卡爪底端开设有与所述卡盘主体(20201)螺纹连接的螺纹；

动力装置(20202)，所述动力装置(20202)安装在所述机架(203)上，且能够带动所述卡盘主体(20201)转动，使得所述卡爪能够卡住或者松开所述模壳(5)。

3.根据权利要求2所述的熔铸设备，其特征在于，所述动力装置(20202)为气缸；

所述气缸的缸体与所述机架(203)固定，所述气缸的缸杆与所述卡盘主体(20201)铰接。

4.根据权利要求1所述的熔铸设备，其特征在于，还包括测距仪(7)；

所述测距仪(7)能够测得所述机械手(3)与所述模壳(5)的距离。

5.根据权利要求4所述的熔铸设备，其特征在于，还包括驱动装置(8)；

所述驱动装置(8)与所述测距仪(7)连接，且所述驱动装置(8)能够驱动所述测距仪(7)摆动。

6.根据权利要求5所述的熔铸设备，其特征在于，还包括控制器；

所述控制器与所述测距仪(7)及所述机械手(3)信号连接，所述控制器能够根据所述测距仪(7)测出的距离，控制所述机械手(3)移动抓取所述模壳(5)。

7.根据权利要求1所述的熔铸设备，其特征在于，还包括：

冷模来料车(9)，所述冷模来料车(9)能够将所述模壳(5)输送到所述模壳预热炉(1)内加热；

冷却车(10)，所述冷却车(10)能够将经过所述熔炼炉(4)熔炼的所述模壳(5)取出并冷却。

8.根据权利要求1所述的熔铸设备，其特征在于，所述合金加载站(2)还包括存料仓；

所述存料仓用于储存所述棒料(6)。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的熔铸设备，其特征在于，所述机械手(3)为6轴机械手；

所述机械手(3)的机械手臂之间通过伺服电机驱动。

10.根据权利要求4所述的熔铸设备，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器；和/或

所述位移检测装置为位移传感器；和/或

所述顶升装置(202)为顶升气缸；和/或

所述测距仪(7)为激光测距仪。