CN112372415A - 一种砂芯毛刺打磨装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砂芯毛刺打磨装置和方法，装置包括基座、六自由度工业机器人、打磨头、工作台、夹具，所述打磨头可拆卸地安装在六自由度工业机器人的主轴上，可随主轴高速旋转，所示工作台安装在基座侧面，工作台上设置有两个工位，工作位于所述六自由度工业机器人工作行程内。所示夹具可拆卸地安装在工作台上表面，所述夹具有两组，每个工作内设置一组，夹具安装在工作台上，对称设置，每组夹具有两个，朝向两个夹具之间的一侧设置有凹槽；每组夹具上可平稳放置一个砂芯工件，所述凹槽与砂芯工件的两端配合。砂芯毛刺打磨方法包括调试、建立工作坐标系、编程、安装砂芯、刀长补偿、双工位切换。本发明进行不停机的去毛刺工作提高成品合格率。

Description

一种砂芯毛刺打磨装置及方法

技术领域

本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种砂芯毛刺打磨装置及方法。

背景技术

砂芯是铸造生产中用于制造型芯的材料，砂芯主要用于形成铸件的内孔、腔。某些妨碍起模、不易出砂的外形部分可用砂芯形成。砂芯的工作条件较为恶劣，因此对砂芯的要求：1有足够的强度和刚度；2排气性好；3退让性好；4收缩阻力小；5溃散性好，易出砂。砂芯在汽车、拖拉机等大批量生产的工厂中获得广泛应用。砂芯的形成方式有热芯盒、冷芯盒等方法，采用的设备是射芯机。砂芯在成型后，用于铸造的孔、边缘存在毛边，在模具开模时沿着分模面处会产生毛刺，目前行业内普遍采用人工去毛刺的方式，对于大批量的生产来说，工作效率较低，熟练度不够容易损坏砂芯，造成成型部位“掉肉”。

目前中国发明专利CN 109396989 A，采用了一种机械臂可带动所述浮动喷头全方位的运动的方式，通过浮动喷头去除砂芯毛边，但是浮动喷头产生范围性气动压力，精确度不够，同时对气源的湿度、气压要求较高，气压不稳，容易损坏砂芯。

而CN 109954840 A铸造用砂芯的毛刺去除方法，使插入于所述毛刺去除对象部的所述袋体膨胀，通过膨胀的该袋体将在所述毛刺去除对象部的周面上形成的毛刺压断。该方法对控制设备的自动化和准确度要求较高，导致去毛刺成本较高，也容易因毛刺部分较坚硬损坏正常成型部位。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明的目的是提供一种砂芯毛刺打磨装置及方法，在机器人活动部安装驱动轴，驱动磨头高速旋转，通过双工位的方式，做到砂芯不停机精确去毛刺。

为了实现上述目的，本发明提供一种砂芯毛刺打磨装置，包括：

基座，所述基座为立体体，底部固定在地面或工作基础上，上表面调校水平，

六自由度工业机器人，安装在所述基座上，包括底座、下转台、下臂、上转台、上臂、摆动手腕、回转主轴，所述底座安装在基座上，底座上安装有可回转的下转台，下转台侧面安装有可摆动的下臂，下摇为长条状，下臂顶部侧面安装有可摆动的上转台，所述上转台上安装有可回转的上臂，所述上臂为细长杆；所述上臂前端为叉状体，叉状体中心安装有可转动一定角度的的摆动手腕，所述摆动手腕上安装有主轴，

打磨头，所述打磨头可拆卸地安装在主轴上，可随主轴高速旋转，

工作台，安装在基座侧面，工作台上设置有多个工位，所述工位位于所述六自由度工业机器人工作行程内，

夹具，可拆卸地安装在工作台上，所述夹具有多组，每个工位内设置一组，夹具安装在工作台上，每组夹具上可平稳放置一个砂芯工件，所述夹具根据砂芯不同形状进行匹配。

进一步地，所述基座高度可调节。

进一步地，所述打磨头为柱状，前端为金刚砂材质。

进一步地，所述工作台为一个整体式，或为多个分体式，可在所述六自由度工业机器人四周呈90°夹角水平布置，或环状均匀布置。

进一步地，工位内的每组夹具可为以下任一结构：对称设置的，带有凹坑与砂芯配合；对称设置的，顶部带有斜楔的立柱，立柱托举砂芯；对称设置的，顶部带有芯轴的立柱，芯轴插入砂芯工艺孔。

进一步地，所述夹具通过螺栓在所述工作台上表面，夹具之间的间距可调节。

相应地，提供一种砂芯毛刺打磨方法，包括以下步骤：

S1.安装调试六自由度工业机器人，连接主电源，校准机器人六个轴机械原点，对主轴进行调试，

S2.在工作台上找到工作坐标系原点，建立工作坐标系，

S3.根据要去毛刺的砂芯的形状，通过数字模型，设定余量，进行编程，并进行仿真；

S4.在夹具上安装砂芯，使砂芯平稳放置，

S5.安装打磨头，对打磨头进行刀长补偿，

S6.启动六自由度工业机器人，主轴带动打磨头高速旋转，将砂芯毛刺去除，

S7.调试完成后进行加工，加工完当前工位的砂芯后，打磨头加工其他工位的砂芯，此时将已去毛刺的砂芯取下，放上一个新的同规格砂芯，循环往复，做到不停机运行。

进一步地，两个工位上的砂芯可为同一规格、形状，也可为不同规格、形状。

进一步地，砂芯的去毛刺部位可为直孔、斜孔、外形、凹槽。

本发明的有益效果在于：

本发明所述砂芯毛刺打磨的装置，可以通过双工位，进行不停机的去毛刺工作，去毛刺采用六自由度工业机器人配合打磨头，定位和轨迹运行精确，打磨头高速旋转，改传统碰撞方式为高速磨削方式，适合于砂芯松散的结构，减少对砂芯成型部位的作用力，避免“掉肉”现象，提高成品合格率。

附图说明

图1为本发明所述的砂芯毛刺打磨装置的侧视示意图；

图2为本发明所述的砂芯毛刺打磨装置的俯视示意图；

图3为本发明所述的砂芯毛刺打磨装置的立体示意图；

图4为本发明所述的砂芯毛刺打磨方法的步骤示意图。

图中：1、基座；2、六自由度工业机器人；201、底座；202、下转台；203、下臂；204、上转台；205、上臂；206、摆动手腕；207、主轴；3、打磨头；4、工作台；5、夹具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1所示，一种砂芯毛刺打磨装置，包括

基座1，所述基座1为立体体，底部固定在地面或工作基础上，上表面调校水平，

如图1、3所示，六自由度工业机器人2，安装在所述基座1上，包括底座2013、下转台202、下臂203、上转台204、上臂205、摆动手腕206、回转主轴207，所述底座2013安装在基座1上，底座2013上安装有可回转的下转台202，下转台202侧面安装有可摆动的下臂203，下摇为长条状，下臂203顶部侧面安装有可摆动的上转台204，所述上转台204上安装有可回转的上臂205，所述上臂205为细长杆；所述上臂205前端为叉状体，叉状体中心安装有可转动一定角度的的摆动手腕206，所述摆动手腕206上安装有主轴207，

打磨头3，所述打磨头3可拆卸地安装在主轴207上，可随主轴207高速旋转，

如图2所示，工作台4，安装在基座1侧面，工作台4上设置有两个工位，工作位于所述六自由度工业机器人2工作行程内，

夹具5，可拆卸地安装在工作台4上，所述夹具5有多组，每个工位内设置一组，夹具5安装在工作台上，每组夹具5上可平稳放置一个砂芯工件，所述夹具根据砂芯不同形状进行匹配。在实际应用中，所述基座1高度可调节。

在实际应用中，所述打磨头3为柱状，前端为金刚砂材质。

在实际应用中，所述工作台4为一个整体式，或为多个分体式，可在所述六自由度工业机器人2四周呈90°夹角水平布置，或环状均匀布置。

在实际应用中，工位内的每组夹具5可为以下任一结构：对称设置的，带有凹坑与砂芯配合；对称设置的，顶部带有斜楔的立柱，立柱托举砂芯；对称设置的，顶部带有芯轴的立柱，芯轴插入砂芯工艺孔。

在实际应用中，所述夹具5通过螺栓螺钉在所述工作台4上表面，夹具5之间的间距可调节。

如图3所示，一种砂芯毛刺打磨方法，包括以下步骤：

S1.安装调试六自由度工业机器人2，连接主电源，校准机器人六个轴机械原点，对主轴207进行调试，

S2.在工作台4上找到工作坐标系原点，建立工作坐标系，

S3.根据要去毛刺的砂芯的形状，通过数字模型，设定余量，进行编程，并进行仿真；

S4.在夹具5上安装砂芯，使砂芯平稳放置，

S5.安装打磨头3，对打磨头3进行刀长补偿，

S6.启动六自由度工业机器人2，主轴207带动打磨头3高速旋转，将砂芯毛刺去除，

S7.调试完成后进行加工，加工完当前工位的砂芯后，打磨头3加工其他工位的砂芯，此时将已去毛刺的砂芯取下，放上一个新的同规格砂芯，循环往复，做到不停机运行。

在实际应用中，两个工位上的砂芯可为同一规格、形状，也可为不同规格、形状。

在实际应用中，砂芯的去毛刺部位可为直孔、斜孔、外形、凹槽。

综上所述：本发明进行不停机的去毛刺工作，减少对砂芯成型部位的作用力，避免“掉肉”现象，提高成品合格率。

本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：包括

基座(1)，所述基座(1)为立体体，底部固定在地面或工作基础上，上表面调校水平，

六自由度工业机器人(2)，安装在所述基座(1)上，包括底座(201)(3)、下转台(202)、下臂(203)、上转台(204)、上臂(205)、摆动手腕(206)、回转主轴(207)，所述底座(201)(3)安装在基座(1)上，底座(201)(3)上安装有可回转的下转台(202)，下转台(202)侧面安装有可摆动的下臂(203)，下摇为长条状，下臂(203)顶部侧面安装有可摆动的上转台(204)，所述上转台(204)上安装有可回转的上臂(205)，所述上臂(205)为细长杆；所述上臂(205)前端为叉状体，叉状体中心安装有可转动一定角度的的摆动手腕(206)，所述摆动手腕(206)上安装有主轴(207)，

打磨头(3)，所述打磨头(3)可拆卸地安装在主轴(207)上，可随主轴(207)高速旋转，

工作台(4)，安装在基座(1)侧面，工作台(4)上设置有多个工位，工位位于所述六自由度工业机器人(2)工作行程内，

夹具(5)，可拆卸地安装在工作台(4)上，所述夹具(5)有多组，每个工位内设置一组，夹具(5)安装在工作台上，每组夹具(5)上可平稳放置一个砂芯工件，所述夹具根据砂芯不同形状进行匹配。

2.根据权利要求1所述的一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：所述基座(1)高度可调节。

3.根据权利要求1或2所述的一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：所述打磨头(3)为柱状，前端为金刚砂材质。

4.根据权利要求3所述的一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：所述工作台(4)为一个整体式，或为多个分体式，可在所述六自由度工业机器人(2)四周呈90°夹角水平布置，或环状均匀布置。

5.根据权利要求1所述的一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：工位内的每组夹具(5)可为以下任一结构：对称设置的，带有凹坑与砂芯配合；对称设置的，顶部带有斜楔的立柱，立柱托举砂芯；对称设置的，顶部带有芯轴的立柱，芯轴插入砂芯工艺孔。

6.根据权利要求1所述的一种砂芯毛刺打磨装置，其特征在于：所述夹具(5)通过螺栓螺钉在所述工作台(4)上表面，夹具(5)之间的间距可调节。

7.一种砂芯毛刺打磨方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.安装调试六自由度工业机器人(2)，连接主电源，校准机器人六个轴机械原点，对主轴(207)进行调试，

S2.在工作台(4)上找到工作坐标系原点，建立工作坐标系，

S3.根据要去毛刺的砂芯的形状，通过数字模型，设定余量，进行编程，并进行仿真；

S4.在夹具(5)上安装砂芯，使砂芯平稳放置，

S5.安装打磨头(3)，对打磨头(3)进行刀长补偿，

S6.启动六自由度工业机器人(2)，主轴(207)带动打磨头(3)高速旋转，将砂芯毛刺去除，

S7.调试完成后进行加工，加工完当前工位的砂芯后，打磨头(3)加工其他工位的砂芯，此时将已去毛刺的砂芯取下，放上一个新的同规格砂芯，循环往复，做到不停机运行。

8.根据权利要求6所述的一种砂芯毛刺打磨方法，其特征在于：两个工位上的砂芯可为同一规格、形状，也可为不同规格、形状。

9.根据权利要求6所述的一种砂芯毛刺打磨方法，其特征在于：砂芯的去毛刺部位可为直孔、斜孔、外形、凹槽。

Images