CN109909484A - 一种铸造砂箱自动定位合箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具领域，具体是一种铸造砂箱自动定位合箱装置，包括外接的控制系统、用于支撑的输送砂箱的砂箱输送装置，所述的砂箱为上砂箱和下砂箱组成，所述的上砂箱和下砂箱上分别设置有3个砂箱定位销和3个定位销孔，还包括：砂箱柔性夹持装置，位于砂箱输送装置的上方；四轴移动装置，设置在砂箱输送装置上端且位于砂箱输送装置的输入端；双向视觉检测装置，设置在砂箱输送装置的侧端，利用四自由度桁架机械手实现对砂箱的上砂箱和下砂箱的位置和姿态调整，利用双向视觉检测装置检测定位销的位置，进而实现砂箱的自动定位合箱，降低了劳动强度，提高砂模铸造的生产效率。

Description

一种铸造砂箱自动定位合箱装置

技术领域

本发明涉及模具领域，具体是一种铸造砂箱自动定位合箱装置。

背景技术

传统的砂模铸造，用铸模合成浇注系统，将金属液体浇注到浇注系统中，待金属凝固后，分离出铸模，取出成品零件。在铸造中大型零件零件过程时，砂箱的尺寸及定位对于成品零件的铸造起着至关重要的作用。砂箱合箱的定位一般在外部采用定位销，来保证合箱时砂箱的上下箱能够严密的合在一起。但是由于砂模铸造的温度都比较高，高温容易导致砂箱的变形，采用外部定位砂箱时，会产生错箱现象，所以精密的砂模铸造一般采用内定位来保证砂箱的上下箱合模一致性。而砂箱一般都比较重，砂箱的翻箱就变得很困难，采用内定位后，定位销的位置不易观察，导致砂箱的翻箱合模的劳动强度加大，效率低，生产操作更加艰难。

如中国专利号为201320458723.7中的砂箱造型全自动合箱装置，由机架、移动小车、升降装置、纵向定位装置、夹紧与翻转装置、砂箱定位台、合箱浮动台、控制装置组成，在机架上设有移动小车、纵向定位装置；移动小车上设有升降装置、控制装置；夹紧与翻转装置设置在升降装置上；在机架的下方设有砂箱定位台、合箱浮动台；由于设有纵向定位装置，从而保证了移动小车的准确定位，由于设有夹紧与翻转装置，从而能将砂型平稳的提起并进行翻转；由于设有合箱浮动平台，从而使得合箱更准确可靠；由于结构合理，使用方便，所以有着很大的实用和推广价值，但是对于砂箱的精准定位并进行合箱未作出相应的机构设定，有一定的误差的可能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种铸造砂箱自动定位合箱装置。

一种铸造砂箱自动定位合箱装置,包括外接的控制系统、用于支撑的输送砂箱的砂箱输送装置，所述的砂箱为上砂箱和下砂箱组成，所述的上砂箱和下砂箱上分别设置有3个砂箱定位销和3个定位销孔，还包括：

砂箱柔性夹持装置，位于砂箱输送装置的上方，用于避免砂箱合箱的过程中产生硬性碰撞，有利于上砂箱和下砂箱中的砂箱定位销和定位销孔顺利配合；

四轴移动装置，设置在砂箱输送装置上端且位于砂箱输送装置的输入端，用于实现砂箱柔性夹持装置上下、左右、前后以及末端旋转四个自由度的运动，来调整砂箱柔性夹持装置的姿态，保证砂箱合箱时，上下腔基准一致；

双向视觉检测装置，设置在砂箱输送装置1的侧端，用于分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照，检测砂箱定位销的位置，在移动四轴移动装置实现砂箱的上砂箱和下砂箱的定位合箱。

所述的砂箱柔性夹持装置包括回转装置、与回转装置配合且与四轴移动装置连接的柔性拉索、与柔性拉索连接用于对砂箱外壁进行夹持和抱紧的砂箱夹持机构。

所述的回转装置包括回转装置小齿轮、与回转装置小齿轮啮合的回转装置大齿轮，所述的回转装置小齿轮与回转装置大齿轮上均设置有用于提供动力的齿轮电机。

所述的砂箱夹持机构包括在柔性拉索两侧端均有设置的夹持机构，所述的夹持机构包括夹持电机、与夹持电机连接的双螺旋滚珠丝杠、设置在双螺旋滚珠丝杠上做往复运动的双向滑块、与双向滑块配合缩紧和松开砂箱的抱紧块。

所述的四轴移动装置由可带动砂箱柔性夹持装置在合箱位置处进行调的四自由度桁架机械手构成。

所述的四自由度桁架机械手为通用的四自由度机械手，自由角度如图所示。

所述的双向视觉检测装置包括旋转气缸、设置在旋转气缸上的双向视觉定位装置。

所述的双向视觉定位装置包括两组分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照的工业相机。

本发明的有益效果是：利用四自由度桁架机械手实现对砂箱的上砂箱和下砂箱的位置和姿态调整，利用双向视觉检测装置检测定位销的位置，进而实现砂箱的自动定位合箱，降低了劳动强度，提高砂模铸造的生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的砂箱柔性夹持装置立体结构示意图；

图3为本发明的四轴移动装置及双向视觉检测装置立体结构示意图；

图4为本发明的砂箱夹持机构立体结构示意图；

图5为本发明的回转装置的立体结构示意图；

图6为本发明的旋转气缸的立体结构示意图一；

图7为本发明的旋转气缸的立体结构示意图二。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图7所示，一种铸造砂箱自动定位合箱装置,包括外接的控制系统、用于支撑的输送砂箱4的砂箱输送装置1，所述的砂箱4为上砂箱和下砂箱组成，所述的上砂箱和下砂箱上分别设置有3个砂箱定位销17和3个定位销孔18，还包括：

砂箱柔性夹持装置3，位于砂箱输送装置1的上方，用于避免砂箱4合箱的过程中产生硬性碰撞，有利于上砂箱和下砂箱中的砂箱定位销17和定位销孔18顺利配合；

四轴移动装置2，设置在砂箱输送装置1上端且位于砂箱输送装置1的输入端，用于实现砂箱柔性夹持装置3上下、左右、前后以及末端旋转四个自由度的运动，来调整砂箱柔性夹持装置3的姿态，保证砂箱4合箱时，上下腔基准一致；

双向视觉检测装置，设置在砂箱输送装置1的侧端，用于分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照，检测砂箱定位销17的位置，在移动四轴移动装置2实现砂箱4的上砂箱和下砂箱的定位合箱。

利用四自由度桁架机械手实现对砂箱4的上砂箱和下砂箱的位置和姿态调整，利用双向视觉检测装置10检测定位销17的位置，进而实现砂箱4的自动定位合箱，降低了劳动强度，提高砂模铸造的生产效率。

所述的砂箱柔性夹持装置3包括回转装置5、与回转装置5配合且与四轴移动装置2连接的柔性拉索6、与柔性拉索6连接用于对砂箱4外壁进行夹持和抱紧的砂箱夹持机构7。

所述的旋转气缸10为通用的相机用旋转定位支架。

砂箱4的上砂箱和下砂箱腔有序的排列于砂箱输送装置1上，通过砂箱输送装置1输送至待合箱区域，待相应的传感器感应到砂箱4到位后，砂箱输送装置1停止运动，砂箱4运动到位，此时四轴移动装置2配合砂箱柔性夹持装置3抓取砂箱4的上砂箱；

当外接的控制系统控制砂箱柔性夹持装置3夹持时，夹持电机12动作，带动双螺旋滚珠丝杆13转动，进而推动双向滑块14左右移动，双向滑块14带动抱紧块11一起移动，进而实现对砂箱4的夹持和松开；当双向滑块14夹持到位后，四轴移动装置2带动砂箱柔性夹持装置3和砂箱4上砂箱提升至指定位置，此时砂箱输送装置1运动，将砂箱4下砂箱运送至指定合箱位置处停止；

当砂箱4下砂箱到达指定合箱位置处时，旋转气缸9转动，将双向视觉定位装置10转动至砂箱4的上砂箱和下砂箱之间。然后双向视觉定位装置10动作，分别拍下砂箱4的上砂箱和下砂箱的合箱平面图，然后控制系统通过视觉算法对比分析，计算出三个定位销17的相对位置；然后旋转气缸9动作，将双向视觉定位装置10移开，控制系统控制相应的四轴移动装置2移动，将砂箱4上砂箱的定位孔18与砂箱4下砂箱的定位销17重合，然后慢慢下放，此时柔性拉索6保证砂箱4上砂箱和下砂箱在接触时，不会产生硬性碰撞，砂箱4的上砂箱的定位孔18与砂箱的下砂箱中的定位销17缓慢契合，直至砂箱4的上砂箱和下砂箱准确合箱，此时砂箱夹持机构7松开，四轴移动装置2复位，等待下一组砂箱4的合箱。

所述的回转装置5包括回转装置小齿轮15、与回转装置小齿轮15啮合的回转装置大齿轮16，所述的回转装置小齿轮15与回转装置大齿轮16上均设置有用于提供动力的齿轮电机19。

所述的砂箱夹持机构7包括在柔性拉索6两侧端均有设置的夹持机构，所述的夹持机构包括夹持电机12、与夹持电机12连接的双螺旋滚珠丝杠13、设置在双螺旋滚珠丝杠13上做往复运动的双向滑块14、与双向滑块14配合缩紧和松开砂箱4的抱紧块11。

所述的四轴移动装置2由可带动砂箱柔性夹持装置3在合箱位置处进行调的四自由度桁架机械手8构成。

所述的双向视觉检测装置包括旋转气缸9、设置在旋转气缸9上的双向视觉定位装置10。

所述的双向视觉定位装置10包括两组分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照的工业相机。

本发明的使用方法：1、砂箱4的上砂箱和下砂箱腔有序的排列于砂箱输送装置1上，通过砂箱输送装置1输送至待合箱区域，待相应的传感器感应到砂箱4到位后，砂箱输送装置1停止运动，砂箱4运动到位，此时四轴移动装置2配合砂箱柔性夹持装置3抓取砂箱4的上砂箱；

2、当控制器控制砂箱柔性夹持装置3夹持时，夹持电机12动作，带动双螺旋滚珠丝杆13转动，进而推动双向滑块14左右移动，双向滑块14带动抱紧块11一起移动，进而实现对砂箱4的夹持和松开。当双向滑块14夹持到位后，四轴移动装置2带动砂箱柔性夹持装置3和砂箱4上砂箱提升至指定位置，此时砂箱输送装置1运动，将砂箱4下砂箱运送至指定合箱位置处停止；

3、当砂箱4下砂箱到达指定合箱位置处时，旋转气缸9转动，将双向视觉定位装置10转动至砂箱4的上砂箱和下砂箱之间。然后双向视觉定位装置10动作，分别拍下砂箱4的上砂箱和下砂箱的合箱平面图，然后控制系统通过视觉算法对比分析，计算出三个定位销17的相对位置；然后旋转气缸9动作，将双向视觉定位装置10移开，控制系统控制相应的四轴移动装置2移动，将砂箱4上砂箱的定位孔18与砂箱4下砂箱的定位销17重合，然后慢慢下放，此时柔性拉索6保证砂箱4上砂箱和下砂箱在接触时，不会产生硬性碰撞，砂箱4的上砂箱的定位孔18与砂箱的下砂箱中的定位销17缓慢契合，直至砂箱4的上砂箱和下砂箱准确合箱，此时砂箱夹持机构7松开，四轴移动装置2复位，等待下一组砂箱4的合箱。

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 (7)

1.一种铸造砂箱自动定位合箱装置,包括外接的控制系统、用于支撑的输送砂箱(4)的砂箱输送装置(1)，所述的砂箱(4)为上砂箱和下砂箱组成，所述的上砂箱和下砂箱上分别设置有3个砂箱定位销(17)和3个定位销孔(18)，其特征在于：还包括：

砂箱柔性夹持装置(3)，位于砂箱输送装置(1)的上方，用于避免砂箱(4)合箱的过程中产生硬性碰撞，有利于上砂箱和下砂箱中的砂箱定位销(17)和定位销孔(18)顺利配合；

四轴移动装置(2)，设置在砂箱输送装置(1)上端且位于砂箱输送装置(1)的输入端，用于实现砂箱柔性夹持装置(3)上下、左右、前后以及末端旋转四个自由度的运动，来调整砂箱柔性夹持装置(3)的姿态，保证砂箱(4)合箱时，上下腔基准一致；

双向视觉检测装置，设置在砂箱输送装置(1)的侧端，用于分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照，检测砂箱定位销(17)的位置，在移动四轴移动装置(2)实现砂箱(4)的上砂箱和下砂箱的定位合箱。

2.根据权利要求1所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的砂箱柔性夹持装置(3)包括回转装置(5)、与回转装置(5)配合且与四轴移动装置(2)连接的柔性拉索(6)、与柔性拉索(6)连接用于对砂箱(4)外壁进行夹持和抱紧的砂箱夹持机构(7)。

3.根据权利要求2所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的回转装置(5)包括回转装置小齿轮(15)、与回转装置小齿轮(15)啮合的回转装置大齿轮(16)，所述的回转装置小齿轮(15)与回转装置大齿轮(16)上均设置有用于提供动力的齿轮电机(19)。

4.根据权利要求2所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的砂箱夹持机构(7)包括在柔性拉索(6)两侧端均有设置的夹持机构，所述的夹持机构包括夹持电机(12)、与夹持电机(12)连接的双螺旋滚珠丝杠(13)、设置在双螺旋滚珠丝杠(13)上做往复运动的双向滑块(14)、与双向滑块(14)配合缩紧和松开砂箱(4)的抱紧块(11)。

5.根据权利要求1所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的四轴移动装置(2)由可带动砂箱柔性夹持装置(3)在合箱位置处进行调的四自由度桁架机械手(8)构成。

6.根据权利要求1所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的双向视觉检测装置包括旋转气缸(9)、设置在旋转气缸(9)上的双向视觉定位装置(10)。

7.根据权利要求6所述的一种铸造砂箱自动定位合箱装置,其特征在于：所述的双向视觉定位装置(10)包括两组分别对上砂箱和下砂箱进行视觉拍照的工业相机。