CN108941464B - 适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统及工艺，属于铸造技术领域。该包括组芯系统缸盖缸体外模制芯区、缸盖内腔芯、部分缸体内腔芯制芯区和缸体筒体芯制芯区、缸盖缸体外模芯输送线、表干炉输送线、表干炉、立库、立库输送线下芯输送线及相应功能的机器人；所有砂芯均采用冷芯盒制芯单元制造，铸件尺寸精度高；同时，本发明工艺采用全自动化方式实现，机器人转运、涂胶、浸涂、打标、钻气眼、组芯、打包和下芯，全组芯工艺实现了总组砂芯的组合，提高了砂芯定位精度及连接可靠性，使得缸体精度由CT9提高到CT8；本工艺智能化程度高，工人劳动强度低，生产效率高，节能降耗，易于推广应用。

Description

适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统及工艺

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统及工艺。

背景技术

目前国内铸造行业制芯组芯线其工艺特点：(1)缸盖、缸体分线生产，(2)砂芯粘接多使用热熔胶进行紧固；(3)砂芯总组时采用人工穿螺钉进行紧固；(4)铸件铸号多使用字码在芯盒中生成。

上述组芯工艺方法存在以下缺点：(1)缸盖、缸体分线生产，生产线灵活度低，生产缸体、缸盖需要两条线，设备资金投入大；(2)砂芯粘接使用热熔胶进行紧固，热熔胶固化时间短，生产适应性差；(3)砂芯总组时采用人工穿螺钉进行紧固，生产效率低；(4)铸号在砂芯制芯时形成，需要频繁更换字码，浪费时间，降低了生产效率。因此如何克服现有技术的不足是目前铸造技术领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有发动机铸造砂芯组芯线存在的不足，本发明提供一种适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯工艺，该工艺智能化程度高，生产效率高，工艺稳定，并且产品精度高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，包括缸盖缸体外模制芯区、缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区和缸体筒体芯制芯区，还包括缸盖缸体外模芯输送线、表干炉输送线、表干炉、立库、立库输送线和下芯输送线；

缸盖缸体外模制芯区与缸盖缸体外模芯输送线的前端相邻，且缸盖缸体外模制芯区与缸盖缸体外模芯输送线之间设有第一转运机器人；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区和缸盖缸体外模芯输送线相邻；涂胶机器人设于缸盖缸体外模芯输送线的一侧；

缸盖缸体外模芯输送线上位于后部设有微波炉；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区的后端与缸体筒体芯制芯区相邻；缸体筒体芯制芯区还与表干炉输送线相邻，且缸体筒体芯制芯区和表干炉输送线之间设有第一浸涂转运机器人；

缸盖缸体外模芯输送线后端和表干炉输送线相邻，且缸盖缸体外模芯输送线和表干炉输送线之间设有第二浸涂转运机器人；

表干炉输送线与表干炉相连；

立库与表干炉输送线出炉位置相邻，且表干炉输送线与立库之间设有第二转运机器人；

立库输送线与立库相连，且立库输送线旁按照输送方向依次设有激光打标机器人、钻气眼机器人、组芯机器人和打包转运机器人；

立库输送线与下芯输送线相邻，且打包转运机器人设在立库输送线和下芯输送线之间；

下芯输送线旁设有下芯机器人。

进一步，优选的是，缸盖缸体外模制芯区、缸盖内腔芯和缸体内腔芯制芯区和缸体筒体芯制芯区内均设有冷芯盒制芯单元。

本发明同时提供一种适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯工艺，采用上述适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，包括如下步骤：

缸盖缸体外模制芯区内制造缸盖或缸体外模芯，然后由第一转运机器人将外模芯转运到缸盖缸体外模芯输送线前端，通过涂胶机器人在缸体或缸盖外模芯涂胶槽内涂微波胶，缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区制好缸盖内腔芯或缸体内腔芯后人工修芯，之后将人工修芯后的砂芯组合到缸盖缸体外模芯输送线上的外模芯内，得到第一预组砂芯；

第一预组砂芯通过微波炉进行微波胶固化，使砂芯粘接牢固，之后第二浸涂转运机器人夹取第一预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后转运到表干炉输送线上；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区后端制得的缸体内腔芯直接转运到缸体筒体芯制芯区前端；

缸体筒体芯制芯区首先射制缸体筒体芯砂芯，之后将缸体内腔芯和筒体芯进行组芯，组合后通过人工上螺栓进行紧固，得到第二预组砂芯，第一浸涂转运机器人抓取紧固后的第二预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后将第二预组砂芯放置到表干炉输送线上；

表干炉输送线上的第一预组砂芯和第二预组砂芯都进入表干炉烘干，出炉后，通过第二转运机器人夹取砂芯转运到立库；立库出料后，砂芯通过立库输送线运输，激光打标机器人在砂芯上外模相应位置烧制铸件号，烧制完成后砂芯通过钻气眼机器人在砂芯上进行铣钻气眼，然后组芯机器人抓取第一预组砂芯和第二预组砂芯进行总组，总组后通过打包转运机器人夹取总组砂芯通过打包机进行打包紧固，并将紧固后的总组砂芯转运到下芯输送线；下芯机器人夹取下芯输送线上的总组砂芯放置到造型线上。

进一步，优选的是，所有芯体在制作和转运时均放置在各自的托盘上，每个托盘上设有唯一对应的二维码，通过扫描砂芯放置托盘上的二维码，对砂芯信息进行记录和跟踪。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

(1)本发明所有砂芯均在生产线上制造、输送、预组、浸涂、打标、钻气眼、总组、打包、下芯，且所有动作(除内腔芯修芯和预组外)均采用自动化方式实现，自动化程度高，工人劳动强度低，生产效率高；

(2)本发明内腔芯修芯采用人工修芯，人工修芯对于砂芯内腔分型面复杂，并且本工位生产砂芯品种较多时，具有柔性高的特点；

(3)功能块分区设计，整线生产节拍达到45型/小时以上(缸体1型1件，缸盖1型2件)；

(4)砂芯采用冷芯盒制芯单元和机器人全组芯工艺，铸件尺寸精度由CT9提高到CT8，生产效率高，铸件出品率高、工人劳动强度低。

(5)缸盖缸体共线生产，生产线柔性高，设备资金投入小。

(6)使用砂芯管理系统，通过扫描砂芯放置托盘上的二维码，对砂芯信息进行记录和跟踪，生产线智能化程度高。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统的结构示意图；图中标注为：

Ⅰ、缸盖缸体外模制芯区；Ⅱ缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区；Ⅲ、缸体筒体芯制芯区；Ⅳ、缸盖缸体外模芯输送线；Ⅴ、表干炉输送线；Ⅵ、表干炉；Ⅶ、立库；Ⅷ、立库输送线；Ⅸ、下芯输送线；1、第一转运机器人；2、涂胶机器人；3、微波炉；4、第一浸涂转运机器人；5、第二浸涂转运机器人；6、第二转运机器人；7、激光打标机器人；8、钻气眼机器人；9、组芯机器人；10、打包转运机器人；11、下芯机器人。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本发明所提到的砂芯管理系统为现有产品。

如图1所示，适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，包括缸盖缸体外模制芯区Ⅰ、缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区Ⅱ和缸体筒体芯制芯区Ⅲ，其特征在于，还包括缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ、表干炉输送线Ⅴ、表干炉Ⅵ、立库Ⅶ、立库输送线Ⅷ和下芯输送线Ⅸ；

缸盖缸体外模制芯区Ⅰ与缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ的前端相邻，且缸盖缸体外模制芯区Ⅰ与缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ之间设有第一转运机器人1；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区Ⅱ和缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ的相邻；涂胶机器人2设于缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ的一侧；

微波炉3设在缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ上后部；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区Ⅱ的后端与缸体筒体芯制芯区Ⅲ相邻；缸体筒体芯制芯区Ⅲ还与表干炉输送线Ⅴ相邻，且缸体筒体芯制芯区Ⅲ和表干炉输送线Ⅴ之间设有第一浸涂转运机器人4；

缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ后端和表干炉输送线Ⅴ相邻，且缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ和表干炉输送线Ⅴ之间设有第二浸涂转运机器人5；

表干炉输送线Ⅴ与表干炉Ⅵ相连；

立库Ⅶ与表干炉输送线Ⅴ出炉位置相邻，且表干炉输送线Ⅴ与立库Ⅶ之间设有第二转运机器人6；

立库输送线Ⅷ与立库Ⅶ相连，且立库输送线Ⅷ旁按照输送方向依次设有激光打标机器人7、钻气眼机器人8、组芯机器人9和打包转运机器人10；

立库输送线Ⅷ与下芯输送线Ⅸ相邻，且打包转运机器人10设在立库输送线Ⅷ和下芯输送线Ⅸ之间；

下芯输送线Ⅸ旁设有下芯机器人11。

优选方案是缸盖缸体外模制芯区Ⅰ、缸盖内腔芯和缸体内腔芯制芯区Ⅱ和缸体筒体芯制芯区Ⅲ内均设有冷芯盒制芯单元。

一种适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯工艺，采用上述适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，包括如下步骤：

缸盖缸体外模制芯区Ⅰ内制造缸盖或缸体外模芯，然后由第一转运机器人1将外模芯转运到缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ前端，通过涂胶机器人2在缸体或缸盖外模芯涂胶槽内涂微波胶，缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区Ⅱ制好缸盖内腔芯或缸体内腔芯后人工修芯，之后将人工修芯后的砂芯组合到缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ上的外模芯内，得到第一预组砂芯；

第一预组砂芯通过微波炉3进行微波胶固化，使砂芯粘接牢固，之后第二浸涂转运机器人5夹取第一预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后转运到表干炉输送线Ⅴ上；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区Ⅱ后端制得的缸体内腔芯直接转运到缸体筒体芯制芯区Ⅲ前端；

缸体筒体芯制芯区Ⅲ首先射制缸体筒体芯砂芯，之后将缸体内腔芯和筒体芯进行组芯，组合后通过人工上螺栓进行紧固，得到第二预组砂芯，第一浸涂转运机器人4抓取紧固后的第二预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后将第二预组砂芯放置到表干炉输送线Ⅴ上；

表干炉输送线Ⅴ上的第一预组砂芯和第二预组砂芯都进入表干炉Ⅵ烘干，出炉后，通过第二转运机器人6夹取砂芯转运到立库Ⅶ；立库Ⅶ出料后，砂芯通过立库输送线Ⅷ运输，激光打标机器人7在砂芯上外模相应位置烧制铸件号，烧制完成后砂芯通过钻气眼机器人8在砂芯上进行铣钻气眼，然后组芯机器人9抓取第一预组砂芯和第二预组砂芯进行总组，总组后通过打包转运机器人10夹取总组砂芯通过打包机进行打包紧固，并将紧固后的总组砂芯转运到下芯输送线下芯输送线Ⅸ；下芯机器人11夹取下芯输送线Ⅸ上的总组砂芯放置到造型线上。

本发明中，在缸盖缸体外模制芯区制造出外模芯，然后由第一转运机器人将外模芯转至缸盖缸体外模芯输送线上，涂胶机器人对砂芯需要粘接的位置涂微波胶；缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区制好缸盖内腔芯或缸体内腔芯后人工修芯，之后将人工修芯后的砂芯组合到缸盖缸体外模芯输送线Ⅳ上的外模芯相应位置，通过微波炉固化后，型腔芯与外模芯粘接。

本发明中立库出料后，激光打标机器人在砂芯上外模相应位置通过激光打标机烧制铸件号。

本发明中组芯机器人抓取第一预组砂芯和第二预组砂芯进行总组，总组后通过打包机器人夹取总组砂芯，对总组砂芯进行打包紧固，并将紧固后的总组砂芯转运到下芯输送线。

本发明所有芯体在制作和转运时均放置在各自的托盘上，每个托盘上设有唯一二维码，通过扫描砂芯放置托盘上的二维码，对砂芯信息进行记录和跟踪。具体是扫描二维码后，在砂芯管理系统上对砂芯相关信息进行记录，并可对整个生产过程中的砂芯数量、品种和位置等信息进行查询。

本发明工艺可满足发动机缸体、缸盖可共线生产。缸盖缸体外模芯输送线、表干炉输送线、立库输送线和下芯输送线根据功能区断开，使用机器人进行砂芯转运。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，包括缸盖缸体外模制芯区（Ⅰ）、缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）和缸体筒体芯制芯区（Ⅲ），其特征在于，还包括缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）、表干炉输送线（Ⅴ）、表干炉（Ⅵ）、立库（Ⅶ）、立库输送线（Ⅷ）和下芯输送线（Ⅸ）；

所述缸盖缸体外模制芯区（Ⅰ）与缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）的前端相邻，且缸盖缸体外模制芯区（Ⅰ）与缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）之间设有第一转运机器人（1）；

所述缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）和缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）相邻；涂胶机器人（2）设于缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）的一侧；

所述缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）上位于后部设有微波炉（3）；

所述缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）的后端与缸体筒体芯制芯区（Ⅲ）相邻；缸体筒体芯制芯区（Ⅲ）还与表干炉输送线（Ⅴ）相邻，且缸体筒体芯制芯区（Ⅲ）和表干炉输送线（Ⅴ）之间设有第一浸涂转运机器人（4）；

所述缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）后端和表干炉输送线（Ⅴ）相邻，且缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）和表干炉输送线（Ⅴ）之间设有第二浸涂转运机器人（5）；

所述表干炉输送线（Ⅴ）与表干炉（Ⅵ）相连；

所述立库（Ⅶ）与表干炉输送线（Ⅴ）出炉位置相邻，且表干炉输送线（Ⅴ）与立库（Ⅶ）之间设有第二转运机器人（6）；

所述立库输送线（Ⅷ）与立库（Ⅶ）相连，且立库输送线（Ⅷ）旁按照输送方向依次设有激光打标机器人（7）、钻气眼机器人（8）、组芯机器人（9）和打包转运机器人（10）；

所述立库输送线（Ⅷ）与下芯输送线（Ⅸ）相邻，且打包转运机器人（10）设在立库输送线（Ⅷ）和下芯输送线（Ⅸ）之间；

所述下芯输送线（Ⅸ）旁设有下芯机器人（11）。

2.根据权利要求1所述的适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，其特征在于，所述缸盖缸体外模制芯区（Ⅰ）、缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）和缸体筒体芯制芯区（Ⅲ）内均设有冷芯盒制芯单元。

3.适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯工艺，采用权利要求1或2所述的适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯系统，其特征在于，包括如下步骤：

缸盖缸体外模制芯区（Ⅰ）内制造缸盖或缸体外模芯，然后由第一转运机器人（1）将外模芯转运到缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）前端，通过涂胶机器人（2）在缸体或缸盖外模芯涂胶槽内涂微波胶，缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）制好缸盖内腔芯或缸体内腔芯后人工修芯，之后将人工修芯后的砂芯组合到缸盖缸体外模芯输送线（Ⅳ）上的外模芯内，得到第一预组砂芯；

第一预组砂芯通过微波炉（3）进行微波胶固化，使砂芯粘接牢固，之后第二浸涂转运机器人（5）夹取第一预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后转运到表干炉输送线（Ⅴ）上；

缸盖内腔芯及缸体内腔芯制芯区（Ⅱ）后端制得的缸体内腔芯直接转运到缸体筒体芯制芯区（Ⅲ）前端；

缸体筒体芯制芯区首先射制缸体筒体芯砂芯，之后将缸体内腔芯和筒体芯进行组芯，组合后通过人工上螺栓进行紧固，得到第二预组砂芯，第一浸涂转运机器人（4）抓取紧固后的第二预组砂芯进行浸涂，浸涂完成后将第二预组砂芯放置到表干炉输送线（Ⅴ）上；

表干炉输送线上的第一预组砂芯和第二预组砂芯都进入表干炉（Ⅵ）烘干，出炉后，通过第二转运机器人（6）夹取砂芯转运到立库（Ⅶ）；立库出料后，砂芯通过立库输送线（Ⅷ）运输，激光打标机器人（7）在砂芯上外模相应位置烧制铸件号，烧制完成后砂芯通过钻气眼机器人（8）在砂芯上进行铣钻气眼，然后组芯机器人（9）抓取第一预组砂芯和第二预组砂芯进行总组，总组后通过打包转运机器人（10）夹取总组砂芯通过打包机进行打包紧固，并将紧固后的总组砂芯转运到下芯输送线（Ⅸ）；下芯机器人（11）夹取下芯输送线上的总组砂芯放置到造型线上。

4.根据权利要求3所述的适合于发动机缸体缸盖铸造砂芯智能化组芯工艺，其特征在于，所有芯体在制作和转运时均放置在各自的托盘上，每个托盘上设有唯一对应的二维码，通过扫描砂芯放置托盘上的二维码，对砂芯信息进行记录和跟踪。