CN111604481A - 一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统 - Google Patents

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胡长明
徐小平
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Abstract

本发明公开了一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，涉及无模铸造技术领域，具体包括合型机器人、自动抓取机构、砂型存放台和合型转台，所述砂型自动抓取机构安装在合型机器人手臂上，砂型自动抓取机构由伺服传动机构、抓手、视觉系统、机架组成，伺服传动机构、抓手和视觉系统均安装在机架上，抓手由伺服传动机构驱动。在本发明的实施过程中，改变了现有大型复杂砂型人工合型装配劳动强度大、效率低的工艺方法，避免了人工合型损坏砂型的问题,采用合型机器人、视觉系统配合按合型顺序准确抓取砂型，准确定位，合型转台按照合型顺序，自动转动，提高合型机器人的合型可达性，以便机器人准确进行砂型的合型装配。

Description

一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统
技术领域
本发明涉及无模铸造技术领域，具体是一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统。
背景技术
传统的砂型铸造，使用木模或金属模具放置在砂箱中填充砂子和粘接树脂的混合物，树脂固化后，取出模具，然后将上模、下模和砂芯人工借助于起吊设备进行合型成浇注用铸型。
如何避免人工合型造成的劳动强度大、效率低、质量不能保证的问题，从而达到便捷、快速地进行砂型合型，且合型质量、合型效率高，一直是砂型铸造生产过程中的一个需要亟待解决的关键问题。
对于基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，要解决以下技术问题：
1、机器人准确抓取待合型的砂型；2、方位自动调整的合型转台，以便提高机器人抓手的可达性；3、机器人视觉系统配合机器人准确定位，完成砂型的装配合型；
目前尚无机器人自动砂型合型系统，不能快捷、高质量地完成大型复杂砂型的自动合型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，包括合型机器人、自动抓取机构、砂型存放台和合型转台，所述砂型自动抓取机构安装在合型机器人手臂上，砂型自动抓取机构由伺服传动机构、抓手、视觉系统、机架组成，伺服传动机构、抓手和视觉系统均安装在机架上，抓手由伺服传动机构驱动。
作为本发明进一步的方案：所述视觉系统由摄像头和砂型自动抓取机构内置的处理器构成。
作为本发明进一步的方案：所述伺服传动机构由砂型自动抓取机构内置的处理器控制。
作为本发明进一步的方案：所述砂型存放台由由铝合金框架台、台板、定位挡块、检测开关组成，砂型存放台由铝合金型材搭建而成，台板设置在铝合金框架台上，在台板上设有四个定位挡块，定位挡块用于校验砂型位置，检测开关安装在台板上。
作为本发明进一步的方案：所述合型转台由转台支座、转台、小齿轮、大齿轮、定位条组成，转台固定在大齿轮上，大齿轮转动安装在转台支座上，小齿轮转动安装在转台支座上，并与大齿轮啮合连接，四个定位条均匀分布在转台上，对第一块砂型进行限位，合型机器人将待合型的砂型放到转台上，第一件砂型利用四个定位条进行定位，后续砂型按照合型顺序进行合型装配。
作为本发明进一步的方案：所述小齿轮通过电机驱动，小齿轮与大齿轮啮合实现回转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明的实施过程中，改变了现有大型复杂砂型人工合型装配劳动强度大、效率低的工艺方法，避免了人工合型损坏砂型的问题,采用合型机器人、视觉系统配合按合型顺序准确抓取砂型，准确定位，合型转台按照合型顺序，自动转动，提高合型机器人的合型可达性，以便机器人准确进行砂型的合型装配。
附图说明
图1为一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统的结构示意图。
图2为一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统中自动抓取机构的结构示意图。
图3为一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统中砂型存放台的结构示意图。
图4为一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统中砂型合型转台的结构示意图。
如图所示：合型机器人1、自动抓取机构2、伺服传动机构2-1、抓手2-2、视觉系统2-3、机架2-4、砂型存放台3、铝合金框架台3-1、台板3-2、定位挡块3-3、检测开关3-4、合型转台4、转台支座4-1、转台4-2、小齿轮4-3、大齿轮4-4、定位条4-5。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，包括合型机器人1、自动抓取机构2、砂型存放台3和合型转台4，砂型自动抓取机构2安装在合型机器人1手臂上，砂型自动抓取机构2由伺服传动机构2-1、抓手2-2、视觉系统2-3和机架2-4组成，伺服传动机构2-1、抓手2-2和视觉系统2-3均安装在机架2-4上，抓手2-2由伺服传动机构2-1驱动，视觉系统2-3由摄像头和砂型自动抓取机构2内置的处理器构成，伺服传动机构2-1由砂型自动抓取机构2内置的处理器控制，使用时，合型机器人1运动到砂型存放台3处，由伺服传动机构2-1驱动将抓手2-2打开，通过视觉系统2-3拍照，通过处理器运算得出砂型的位置，抓手2-2将砂型夹紧抓取，合型机器人1自动运动到合型转台4前，通过视觉系统2-3拍照，将待合型的第一件砂型放置在合型转台4安装平台上，作为合型装配的基础，后续重复前面步骤，按照合型工艺流程，借助于视觉系统2-3拍照，将砂型合型装配完成；
请参阅图3，所述砂型存放台3由铝合金框架台3-1、台板3-2、定位挡块3-3和检测开关3-4组成，砂型存放台3用于存放烘干完毕待合型的砂型，当所有待合型的砂型烘干好后，机器人逐件将烘干好的砂型放到砂型存放台3上等待抓取合型，砂型存放台3由铝合金型材搭建而成，台板3-2设置在铝合金框架台3-1上，在台板3-2上设有四个定位挡块3-3，定位挡块3-3用于校验砂型位置，检测开关3-4安装在台板3-2上，检测台板3-2上是否有砂型，在台板3-2上可存储多个砂型；
请参阅图4，所述合型转台4由转台支座4-1、转台4-2、小齿轮4-3、大齿轮4-4和定位条4-5组成，合型转台4用于大型复杂砂型的自动合型，转台4-2固定在大齿轮4-4上，大齿轮4-4转动安装在转台支座4-1上，小齿轮4-3转动安装在转台支座4-1上，并与大齿轮4-4啮合连接，通过小齿轮4-3与大齿轮4-4的啮合传动，带动转台4-2在转台支座4-1上实现多角度旋转，四个定位条4-5均匀分布在转台4-2上，对第一块砂型进行限位，合型机器人1将待合型的砂型放到转台4-2上，第一件砂型利用四个定位条4-5进行定位，后续砂型按照合型顺序进行合型装配，需要说明的是，小齿轮4-3通过电机驱动，小齿轮4-3与大齿轮4-4啮合实现回转，使合型合型机器人1的姿态有更多的优化选择，提高了合型质量和精度。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，包括合型机器人(1)、自动抓取机构(2)、砂型存放台(3)和合型转台(4)，其特征在于，所述砂型自动抓取机构(2)安装在合型机器人(1)手臂上，砂型自动抓取机构(2)由伺服传动机构(2-1)、抓手(2-2)、视觉系统(2-3)、机架(2-4)组成，伺服传动机构(2-1)、抓手(2-2)和视觉系统(2-3)均安装在机架(2-4)上，抓手(2-2)由伺服传动机构(2-1)驱动。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，其特征在于，所述视觉系统(2-3)由摄像头和砂型自动抓取机构(2)内置的处理器构成。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，其特征在于，所述伺服传动机构(2-1)由砂型自动抓取机构(2)内置的处理器控制。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，其特征在于，所述砂型存放台(3)由由铝合金框架台(3-1)、台板(3-2)、定位挡块(3-3)、检测开关(3-4)组成，砂型存放台(3)由铝合金型材搭建而成，台板(3-2)设置在铝合金框架台(3-1)上，在台板(3-2)上设有四个定位挡块(3-3)，定位挡块(3-3)用于校验砂型位置，检测开关(3-4)安装在台板(3-2)上。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，其特征在于，所述合型转台(4)由转台支座(4-1)、转台(4-2)、小齿轮(4-3)、大齿轮(4-4)、定位条(4-5)组成，转台(4-2)固定在大齿轮(4-4)上，大齿轮(4-4)转动安装在转台支座(4-1)上，小齿轮(4-3)转动安装在转台支座(4-1)上，并与大齿轮(4-4)啮合连接，四个定位条(4-5)均匀分布在转台(4-2)上，对第一块砂型进行限位，合型机器人(1)将待合型的砂型放到转台(4-2)上，第一件砂型利用四个定位条(4-5)进行定位，后续砂型按照合型顺序进行合型装配。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器人的大型复杂砂型自动合型系统，其特征在于，所述小齿轮(4-3)通过电机驱动，小齿轮(4-3)与大齿轮(4-4)啮合实现回转。
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