CN112743046A - 一种自动下芯机器人及自动下芯方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动下芯机器人及自动下芯方法。自动下芯机器人包括直线传输装置、龙门桁架和移载机器人，移载机器人包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和旋转机构，所述旋转机构的转盘下方安装有第一快接安装架；还包括浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架组成的配套治具组合，配套治具组合之间的定位结构能够确保砂芯夹具快速稳定安装和更换；下芯时，只需要将砂芯从砂芯仓库中吊装到砂芯胎具上，直线传输装置和移载机器人即自动完成下芯操作，大大提升了生产效率；砂芯在铸造成型下模中的安装位置精确，确保铸件品质可靠稳定。

Description

一种自动下芯机器人及自动下芯方法

技术领域

本发明涉及智能铸造技术领域，具体是一种自动下芯机器人及自动下芯方法。

背景技术

砂芯主要用于形成铸件的内孔、腔，在铸造过程中，需要先制作砂芯，再将砂芯放置到铸造模具的下模中(该过程简称下芯)。目前下芯操作主要采用人工进行，对于大型铸件的大砂型通常采用天车吊装下芯，操作人员劳动强度大，生产效率低下，砂芯放置精度不高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种自动下芯机器人及自动下芯方法。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动下芯机器人，包括用于吊装砂芯的第一工位、用于抓取砂芯的第二工位和用于将砂芯放入下模的第三工位，在第一工位和第二工位之间设有直线传输装置，在第二工位和第三工位之间设有龙门桁架和移载机器人；所述直线传输装置包括传输导轨、平移驱动机构和传输板，所述平移驱动机构带动所述传输板沿传输导轨在第一工位和第二工位之间移动；所述移载机器人包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和旋转机构，所述Y轴移动机构的基座安装在龙门桁架上，所述X轴移动机构的基座安装在所述Y轴移动机构的移动横梁上，所述Z轴移动机构的基座竖直安装在所述X轴移动机构的移动块上，所述旋转机构的基座安装在所述Z轴移动机构的升降块上，所述旋转机构的转盘下方安装有第一快接安装架，所述第一快接安装架底面安装有上卡盘；还包括浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架，所述浮动板放置在所述传输板上表面且两者之间设有第一定位结构，所述砂芯胎具安装在所述浮动板上表面，所述砂芯胎具和所述浮动板两者之间设有第二定位结构且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，所述夹具支撑架放置在所述浮动板上表面且两者之间设有第三定位结构，所述砂芯夹具放置在所述夹具支撑架上方且两者之间设有第四定位结构，所述第二快接安装架安装在所述砂芯夹具的主基板上表面，所述第二快接安装架底面与所述砂芯夹具两者之间设有第五定位结构且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，所述第二快接安装架的顶面与第一快接安装架之间设有第六定位结构，所述第二快接安装架的顶面还设有下卡盘，所述下卡盘与所述上卡盘相卡配；所述砂芯夹具包括主基板、气胀轴、左定位导杆、左夹持机构、右定位导杆和右夹持机构，所述左定位导杆和右定位导杆分别与砂芯的左右定位孔相匹配，所述气胀轴与砂芯中间位置的气胀轴插孔相匹配，所述左夹持机构用于夹持砂芯左侧，所述右夹持机构用于夹持砂芯右侧。

采用本发明技术方案，只需要将砂芯从砂芯仓库中吊装到第一工位的砂芯胎具上，直线传输装置和移载机器人即自动完成下芯操作，砂芯在铸造成型下模中的位置精确稳定；浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架的配套定位结构确保能够砂芯夹具快速稳定安装和更换，大大提升了生产效率。

进一步地，所述传输板与所述浮动板之间设有滚珠，所述传输板与所述浮动板之间的第一定位结构在水平面上具有沿X轴和Y轴方向的游动间隙。

采用上述优选的方案，游动间隙可以消除传输板上砂芯与砂芯夹具之间的位置偏差，便于左定位导杆和右定位导杆与砂芯的左右定位孔的对中匹配，确保可靠抓取砂芯。

进一步地，所述砂芯胎具包括胎具底板和多个胎具挡板，所述胎具挡板经锁付件可拆卸地安装在所述胎具底板上，砂芯放置在胎具底板上并经胎具挡板对砂芯位置进行限位。

进一步地，所述胎具底板上设有用于安装胎具挡板的、适应不同尺寸砂芯的多个螺纹孔，以及用于指示胎具挡板安装位置的印迹。

采用上述优选的方案，方便根据砂芯对胎具挡板进行更换或换位，提高砂芯胎具的通用性。

进一步地，所述夹具支撑架包括四根支撑柱、连接在支撑柱之间的连接横梁以及连接在支撑柱与连接横梁之间的肋板，所述连接横梁位于支撑柱的下部位置，所述支撑柱位于胎具底板的外侧，所述连接横梁位于胎具底板的外侧或者胎具底板的上方。

采用上述优选的方案，夹具支撑架有效避开其下方的砂芯胎具，确保在一整套治具能都放置在浮动板上进入治具仓库收储整理。

进一步地，所述左夹持机构包括第一气缸、第一悬架、第二悬架、四根平行设置的第一水平导向轴、第一左夹持爪和第二左夹持爪，所述第一水平导向轴经支座安装在所述主基板的左侧上表面，所述第一水平导向轴沿前后方向平行设置，所述第一悬架和第二悬架成方形框体结构，所述第一悬架经轴套安装在两根第一水平导向轴上，所述第二悬架经轴套安装在另外两根第一水平导向轴上，所述第一悬架和第二悬架平行设置，所述主基板上设有避让第一悬架和第二悬架移动的开口，所述第一悬架和第二悬架贯穿主基板的上下表面设置，所述第一气缸的缸体和伸缩杆分别与第一悬架和第二悬架连接，所述第一左夹持爪安装在所述第一悬架上，所述第二左夹持爪安装在所述第二悬架上，所述第一气缸驱动第一悬架和第二悬架动作，进而带动第一左夹持爪和第二左夹持爪与砂芯左侧前后相夹持和分离；所述右夹持机构包括第二气缸、第三悬架、两根第二水平导向轴和两个右夹持爪，所述第二水平导向轴经支座安装在所述主基板的右侧上表面，所述第二水平导向轴沿左右方向平行设置，所述第三悬架成方形框体结构，所述第三悬架经轴套安装在两根第二水平导向轴上，所述主基板上设有避让第三悬架移动的开口，所述第三悬架贯穿主基板的上下表面设置，所述第二气缸的缸体固定安装在主基板上表面，所述第二气缸的伸缩杆与所述第三悬架连接，所述第二气缸驱动第三悬架沿第二水平导向轴动作，进而带动两个右夹持爪与砂芯右侧相夹持和分离。

采用上述优选的方案，提高位置精度，砂芯抓取更为快速稳定。

进一步地，所述第一水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第一气缸动作行程的螺杆，所述所述第二水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第二气缸动作行程的螺杆。

采用上述优选的方案，方便根据不同砂芯，调节夹持爪不同的开闭行程。

进一步地，还包括用于封堵砂芯中间位置气胀轴插孔的堵件填充装置，所述堵件填充装置包括平移机构、升降机构、堵件存储架、平推机构和下压机构，所述平移机构安装在所述龙门桁架上远离第二工位的一端，所述升降机构的基座安装在所述平移机构的移动部件上，所述堵件存储架安装在所述升降机构的升降部件上，所述堵件存储架上可拆卸地竖直安装有多个并行设置的堵件放置筒，所述堵件存储架的底部设有水平设置的堵件水平通道以及与堵件水平通道一端相连通的堵件竖直通道，每个堵件放置筒放置到所述堵件存储架上后，堵件放置筒的下开口打开并与所述堵件水平通道连通，所述平推机构安装在所述堵件水平通道上远离所述堵件竖直通道的一端口部，所述平推机构的推杆在所述堵件水平通道内移动，所述下压机构安装在所述堵件竖直通道的上方，所述下压机构的推杆在所述堵件竖直通道内移动。

采用上述优选的方案，在砂芯中间采用气胀轴胀紧夹持砂芯，可以提高对砂芯中间位置的夹持力，防止砂芯中间变形。但有些砂芯中间位置开设气胀轴插孔后会影响铸件的结构成型，通过堵件填充装置在下芯完成后，自动采用堵件封堵气胀轴插孔，确保铸件稳定成型。堵件存储架的每个堵件放置筒可单独取出和安装，方便不停机进行堵件的补充。

一种自动下芯方法，包括以下步骤：

步骤1，砂芯夹具的安装：根据砂芯类型，将治具仓库内的配套治具出库，配套治具包括相叠加安装的浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架，砂芯胎具经锁付件固定安装在浮动板上，砂芯夹具和第二快接安装架通过锁付件固定安装，将配套治具吊装放置到直线传输装置的传输板上，直线传输装置将配套治具移到第二工位，移载机器人动作将其下方的第一快接安装架对位放置到第二快接安装架上，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速锁合，移载机器人带动第一快接安装架、第二快接安装架、砂芯夹具同步上移，直线传输装置带动浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架回移到第一工位，将夹具支撑架吊离浮动板，将夹具支撑架暂放到线体边空置处；

步骤2，砂芯吊装：将砂芯从砂芯库出库并吊装放置在砂芯胎具上；

步骤3，砂芯下芯：直线传输装置将砂芯从第一工位移到第二工位，再通过移载机器人和砂芯夹具配合将砂芯从砂芯夹具抓起，并将砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中，在砂芯从砂芯夹具脱离后，直线传输装置即将砂芯胎具从第二工位回移到第一工位；

步骤4，根据生产要求，重复步骤2和步骤3，直至这种砂芯下芯全部结束；

步骤5，砂芯夹具回库：在一种砂芯下芯结束后，将夹具支撑架放置到浮动板上，直线传输装置将其移动到第二工位，移载机器人将砂芯夹具也移至第二工位并与夹具支撑架对位放置，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速解锁，移载机器人带动第一快接安装架上移，直线传输装置将浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架移动至第一工位，将配套治具回收至治具仓库。

采用上述优选的方案，既能快速进行砂芯的下芯流程，又能高精度地进行砂芯夹持移载，提高铸件品质。

进一步地，在步骤3中，在砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中之后，再采用堵件填充装置将堵件填塞到砂芯中间位置的气胀轴插孔内。

采用上述优选的方案，能自动实现气胀轴插孔的封堵。

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是本发明一种实施方式的立体图；

图2是本发明一种实施方式的主视图；

图3是本发明一种实施方式的右视图；

图4是砂芯配套治具的组合状态图；

图5是浮动板的结构示意图；

图6是浮动板和砂芯胎具结合的结构示意图；

图7是浮动板、砂芯胎具和夹具支撑架结合的结构示意图；

图8是夹具支撑架取下后，砂芯放置到砂芯胎具上的示意图；

图9是砂芯夹具顶面的结构示意图；

图10是砂芯夹具底面的结构示意图；

图11是砂芯夹具夹持砂芯的结构示意图；

图12是本发明另一种实施方式的结构示意图；

图13是堵件填充装置的局部示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

11-第一工位；12-第二工位；13-第三工位；14-下模流水线；15-上模流水线；20-直线传输装置；30-龙门桁架；40-移栽机器人；41-X轴移动机构；42-Y轴移动机构；43-Z轴移动机构；44-旋转机构；45-第一快接安装架；51-浮动板；52-砂芯胎具；521-胎具底板；522-胎具挡板；53-夹具支撑架；531-支撑柱；532-连接横梁；533-肋板；54-第二快接安装架；541-下卡盘；542-第六定位结构；55-第一定位结构；56-第二定位结构；57-第三定位结构；58-第四定位结构；59-第五定位结构；60-砂芯夹具；61-主基板；62-气胀轴；63-左定位导杆；64-左夹持机构；641-第一气缸；642-第一悬架；643-第二悬架；644-第一水平导向轴；645-第一左夹持爪；646-第二左夹持爪；647-螺杆；65-右定位导杆；66-右夹持机构；661-第二气缸；662-第三悬架；663-第二水平导向轴；664-右夹持爪；70-砂芯；71-左定位孔；72-右定位孔；73-气胀轴插孔；80-堵件填充装置；83-堵件存储架；831-堵件水平通道；832-堵件竖直通道；84-平推机构；85-下压机构；86-堵件放置筒；87-堵件。

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作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。

如图1-11所示，本发明的一种实施方式为：一种自动下芯机器人，包括用于吊装砂芯的第一工位11、用于抓取砂芯的第二工位12和用于将砂芯放入下模的第三工位13，在第一工位和第二工位之间设有直线传输装置20，在第二工位和第三工位之间设有龙门桁架30和移载机器人40；直线传输装置20包括传输导轨、平移驱动机构和传输板，所述平移驱动机构带动所述传输板沿传输导轨在第一工位和第二工位之间移动；移载机器人40包括X轴移动机构41、Y轴移动机构42、Z轴移动机构43和旋转机构44，Y轴移动机构42的基座安装在龙门桁架30上，X轴移动机构41的基座安装在Y轴移动机构42的移动横梁上，Z轴移动机构43的基座竖直安装在X轴移动机构41的移动块上，旋转机构44的基座安装在Z轴移动机构43的升降块上，旋转机构44的转盘下方安装有第一快接安装架45，第一快接安装架45底面安装有上卡盘；还包括浮动板51、砂芯胎具52、夹具支撑架53、砂芯夹具60和第二快接安装架54，浮动板51放置在所述传输板上表面且两者之间设有第一定位结构55，砂芯胎具52安装在浮动板51上表面，砂芯胎具52和浮动板51两者之间设有第二定位结构56且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，夹具支撑架53放置在浮动板51上表面且两者之间设有第三定位结构57，砂芯夹具60放置在夹具支撑架53上方且两者之间设有第四定位结构58，第二快接安装架54安装在砂芯夹具60的主基板上表面，第二快接安装架54底面与砂芯夹具60两者之间设有第五定位结构59且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，第二快接安装架54的顶面与第一快接安装架45之间设有第六定位结构542，第二快接安装架54的顶面还设有下卡盘541，下卡盘541与所述上卡盘(图中未示出)相卡配；砂芯夹具60包括主基板61、气胀轴62、左定位导杆63、左夹持机构64、右定位导杆65和右夹持机构66，左定位导杆63和右定位导杆65分别与砂芯70的左定位孔71和右定位孔72相匹配，气胀轴62与砂芯中间位置的气胀轴插孔73相匹配，左夹持机构64用于夹持砂芯左侧，右夹持机构66用于夹持砂芯右侧。

采用上述技术方案的有益效果是：只需要将砂芯从砂芯仓库中吊装到第一工位的砂芯胎具上，直线传输装置和移载机器人即自动完成下芯操作，砂芯在铸造成型下模中的位置精确稳定；浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架的配套定位结构确保能够砂芯夹具快速稳定安装和更换，大大提升了生产效率。

在本发明的另一些实施方式中，所述传输板与所述浮动板之间设有滚珠，所述传输板与所述浮动板之间的第一定位结构在水平面上具有沿X轴和Y轴方向的游动间隙。游动间隙可以消除传输板上砂芯与砂芯夹具之间的位置偏差，便于左定位导杆和右定位导杆与砂芯的左右定位孔的对中匹配，确保可靠抓取砂芯。

如图6、8所示，在本发明的另一些实施方式中，砂芯胎具52包括胎具底板521和多个胎具挡板522，胎具挡板522经锁付件可拆卸地安装在胎具底板522上，砂芯70放置在胎具底板521上并经胎具挡板522对砂芯70位置进行限位。胎具底板521上设有用于安装胎具挡板522的、适应不同尺寸砂芯的多个螺纹孔，以及用于指示胎具挡板安装位置的印迹。方便根据砂芯对胎具挡板进行更换或换位，提高砂芯胎具的通用性。

如图6、7所示，在本发明的另一些实施方式中，夹具支撑架53包括四根支撑柱531、连接在支撑柱之间的连接横梁532以及连接在支撑柱与连接横梁之间的肋板533，连接横梁532位于支撑柱531的下部位置，支撑柱531位于胎具底板521的外侧，连接横梁532位于胎具底板521的外侧或者上方。夹具支撑架有效避开其下方的砂芯胎具，确保在一整套治具能都放置在浮动板上进入治具仓库收储整理。

如图9、10所示，在本发明的另一些实施方式中，左夹持机构64包括第一气缸641、第一悬架642、第二悬架643、四根平行设置的第一水平导向轴644、第一左夹持爪645和第二左夹持爪646，第一水平导向轴644经支座安装在主基板61的左侧上表面，第一水平导向轴644沿前后方向平行设置，第一悬架642和第二悬架643成方形框体结构，第一悬架642经轴套安装在两根第一水平导向轴644上，第二悬架643经轴套安装在另外两根第一水平导向轴644上，第一悬架642和第二悬架643平行设置，主基板61上设有避让第一悬架和第二悬架移动的开口，第一悬架642和第二悬架643贯穿主基板的上下表面设置，第一气缸641的缸体和伸缩杆分别与第一悬架642和第二悬架643连接，第一左夹持爪645安装在第一悬架642上，第二左夹持爪645安装在第二悬架643上，第一气缸641驱动第一悬架642和第二悬架643动作，进而带动第一左夹持爪645和第二左夹持爪646与砂芯左侧前后相夹持和分离；右夹持机构66包括第二气缸661、第三悬架662、两根第二水平导向轴663和两个右夹持爪664，第二水平导向轴663经支座安装在主基板61的右侧上表面，第二水平导向轴663沿左右方向平行设置，第三悬架662成方形框体结构，第三悬架662经轴套安装在两根第二水平导向轴663上，主基板61上设有避让第三悬架移动的开口，第三悬架662贯穿主基板的上下表面设置，第二气缸661的缸体固定安装在主基板61上表面，第二气缸661的伸缩杆与第三悬架662连接，第二气缸661驱动第三悬架662沿第二水平导向轴663动作，进而带动两个右夹持爪664与砂芯右侧相夹持和分离。采用上述技术方案的有益效果是：提高位置精度，砂芯抓取更为快速稳定。

如图9所示，在本发明的另一些实施方式中，所述第一水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第一气缸动作行程的螺杆647，所述所述第二水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第二气缸动作行程的螺杆647。采用上述技术方案的有益效果是：方便根据不同砂芯，调节夹持爪不同的开闭行程。

如图11所示，在砂芯中间采用气胀轴62胀紧夹持砂芯，可以提高对砂芯中间位置的夹持力，防止砂芯中间变形，但有些砂芯中间位置开设气胀轴插孔后会影响铸件的结构成型，在成型之前需要将气胀轴插孔填充封闭。如图12、13所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括用于封堵砂芯中间位置气胀轴插孔的堵件填充装置80，堵件填充装置80包括平移机构、升降机构、堵件存储架83、平推机构84和下压机构85，所述平移机构安装在龙门桁架30上远离第二工位的一端，所述升降机构的基座安装在所述平移机构的移动部件上，堵件存储架83安装在所述升降机构的升降部件上，堵件存储架83上可拆卸地竖直安装有多个并行设置的堵件放置筒86，与砂芯上气胀轴插孔73相匹配的堵件87堆叠放置在件放置筒86内，堵件存储架83的底部设有水平设置的堵件水平通道831以及与堵件水平通道一端相连通的堵件竖直通道832，每个堵件放置筒86放置到堵件存储架83上后，堵件放置筒86的下开口打开并与堵件水平通道831连通，平推机构84安装在堵件水平通道上远离堵件竖直通道的一端口部，平推机构84的推杆在堵件水平通道831内移动，下压机构85安装在堵件竖直通道832的上方，下压机构85的推杆在堵件竖直通道832内移动。通过堵件填充装置在下芯完成后，自动采用堵件封堵气胀轴插孔，确保铸件稳定成型。堵件存储架的每个堵件放置筒可单独取出和安装，方便不停机进行堵件的补充。

一种自动下芯方法，包括以下步骤：

步骤1，砂芯夹具的安装：根据砂芯类型，将治具仓库内的配套治具出库，配套治具包括相叠加安装的浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架，砂芯胎具经锁付件固定安装在浮动板上，砂芯夹具和第二快接安装架通过锁付件固定安装，将配套治具吊装放置到直线传输装置的传输板上，直线传输装置将配套治具移到第二工位，移载机器人动作将其下方的第一快接安装架对位放置到第二快接安装架上，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速锁合，移载机器人带动第一快接安装架、第二快接安装架、砂芯夹具同步上移，直线传输装置带动浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架回移到第一工位，将夹具支撑架吊离浮动板，将夹具支撑架暂放到线体边空置处；

步骤2，砂芯吊装：将砂芯从砂芯库出库并吊装放置在砂芯胎具上；

步骤3，砂芯下芯：直线传输装置将砂芯从第一工位移到第二工位，再通过移载机器人和砂芯夹具配合将砂芯从砂芯夹具抓起，并将砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中，在砂芯从砂芯夹具脱离后，直线传输装置即将砂芯胎具从第二工位回移到第一工位；

步骤4，根据生产要求，重复步骤2和步骤3，直至这种砂芯下芯全部结束；

步骤5，砂芯夹具回库：在一种砂芯下芯结束后，将夹具支撑架放置到浮动板上，直线传输装置将其移动到第二工位，移载机器人将砂芯夹具也移至第二工位并与夹具支撑架对位放置，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速解锁，移载机器人带动第一快接安装架上移，直线传输装置将浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架移动至第一工位，将配套治具回收至治具仓库。

在步骤3中，在砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中之后，再采用堵件填充装置将堵件填塞到砂芯中间位置的气胀轴插孔内。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员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 (10)

1.一种自动下芯机器人，其特征在于，包括用于吊装砂芯的第一工位、用于抓取砂芯的第二工位和用于将砂芯放入下模的第三工位，在第一工位和第二工位之间设有直线传输装置，在第二工位和第三工位之间设有龙门桁架和移载机器人；

所述直线传输装置包括传输导轨、平移驱动机构和传输板，所述平移驱动机构带动所述传输板沿传输导轨在第一工位和第二工位之间移动；

所述移载机器人包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和旋转机构，所述Y轴移动机构的基座安装在龙门桁架上，所述X轴移动机构的基座安装在所述Y轴移动机构的移动横梁上，所述Z轴移动机构的基座竖直安装在所述X轴移动机构的移动块上，所述旋转机构的基座安装在所述Z轴移动机构的升降块上，所述旋转机构的转盘下方安装有第一快接安装架，所述第一快接安装架底面安装有上卡盘；

还包括浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架，所述浮动板放置在所述传输板上表面且两者之间设有第一定位结构，所述砂芯胎具安装在所述浮动板上表面，所述砂芯胎具和所述浮动板两者之间设有第二定位结构且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，所述夹具支撑架放置在所述浮动板上表面且两者之间设有第三定位结构，所述砂芯夹具放置在所述夹具支撑架上方且两者之间设有第四定位结构，所述第二快接安装架安装在所述砂芯夹具的主基板上表面，所述第二快接安装架底面与所述砂芯夹具两者之间设有第五定位结构且两者之间通过锁付件可拆卸地连接，所述第二快接安装架的顶面与第一快接安装架之间设有第六定位结构，所述第二快接安装架的顶面还设有下卡盘，所述下卡盘与所述上卡盘相卡配；

所述砂芯夹具包括主基板、气胀轴、左定位导杆、左夹持机构、右定位导杆和右夹持机构，所述左定位导杆和右定位导杆分别与砂芯的左右定位孔相匹配，所述气胀轴与砂芯中间位置的气胀轴插孔相匹配，所述左夹持机构用于夹持砂芯左侧，所述右夹持机构用于夹持砂芯右侧。

2.根据权利要求1所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述传输板与所述浮动板之间设有滚珠，所述传输板与所述浮动板之间的第一定位结构在水平面上具有沿X轴和Y轴方向的游动间隙。

3.根据权利要求2所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述砂芯胎具包括胎具底板和多个胎具挡板，所述胎具挡板经锁付件可拆卸地安装在所述胎具底板上，砂芯放置在胎具底板上并经胎具挡板对砂芯位置进行限位。

4.根据权利要求3所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述胎具底板上设有用于安装胎具挡板的、适应不同尺寸砂芯的多个螺纹孔，以及用于指示胎具挡板安装位置的印迹。

5.根据权利要求4所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述夹具支撑架包括四根支撑柱、连接在支撑柱之间的连接横梁以及连接在支撑柱与连接横梁之间的肋板，所述连接横梁位于支撑柱的下部位置，所述支撑柱位于胎具底板的外侧，所述连接横梁位于胎具底板的外侧或者胎具底板的上方。

6.根据权利要求5所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述砂芯夹具的左夹持机构包括第一气缸、第一悬架、第二悬架、四根平行设置的第一水平导向轴、第一左夹持爪和第二左夹持爪，所述第一水平导向轴经支座安装在所述主基板的左侧上表面，所述第一水平导向轴沿前后方向平行设置，所述第一悬架和第二悬架成方形框体结构，所述第一悬架经轴套安装在两根第一水平导向轴上，所述第二悬架经轴套安装在另外两根第一水平导向轴上，所述第一悬架和第二悬架平行设置，所述主基板上设有避让第一悬架和第二悬架移动的开口，所述第一悬架和第二悬架贯穿主基板的上下表面设置，所述第一气缸的缸体和伸缩杆分别与第一悬架和第二悬架连接，所述第一左夹持爪安装在所述第一悬架上，所述第二左夹持爪安装在所述第二悬架上，所述第一气缸驱动第一悬架和第二悬架动作，进而带动第一左夹持爪和第二左夹持爪与砂芯左侧前后相夹持和分离；所述右夹持机构包括第二气缸、第三悬架、两根第二水平导向轴和两个右夹持爪，所述第二水平导向轴经支座安装在所述主基板的右侧上表面，所述第二水平导向轴沿左右方向平行设置，所述第三悬架成方形框体结构，所述第三悬架经轴套安装在两根第二水平导向轴上，所述主基板上设有避让第三悬架移动的开口，所述第三悬架贯穿主基板的上下表面设置，所述第二气缸的缸体固定安装在主基板上表面，所述第二气缸的伸缩杆与所述第三悬架连接，所述第二气缸驱动第三悬架沿第二水平导向轴动作，进而带动两个右夹持爪与砂芯右侧相夹持和分离。

7.根据权利要求6所述的自动下芯机器人，其特征在于，所述第一水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第一气缸动作行程的螺杆，所述所述第二水平导向轴的支座上安装有可调节伸出长度以调控第二气缸动作行程的螺杆。

8.根据权利要求1所述的自动下芯机器人，其特征在于，还包括用于封堵砂芯中间位置气胀轴插孔的堵件填充装置，所述堵件填充装置包括平移机构、升降机构、堵件存储架、平推机构和下压机构，所述平移机构安装在所述龙门桁架上远离第二工位的一端，所述升降机构的基座安装在所述平移机构的移动部件上，所述堵件存储架安装在所述升降机构的升降部件上，所述堵件存储架上可拆卸地竖直安装有多个并行设置的堵件放置筒，所述堵件存储架的底部设有水平设置的堵件水平通道以及与堵件水平通道一端相连通的堵件竖直通道，每个堵件放置筒放置到所述堵件存储架上后，堵件放置筒的下开口打开并与所述堵件水平通道连通，所述平推机构安装在所述堵件水平通道上远离所述堵件竖直通道的一端口部，所述平推机构的推杆在所述堵件水平通道内移动，所述下压机构安装在所述堵件竖直通道的上方，所述下压机构的推杆在所述堵件竖直通道内移动。

9.一种自动下芯方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的自动下芯机器人，包括以下步骤：

步骤1，砂芯夹具的安装：根据砂芯类型，将治具仓库内的配套治具出库，配套治具包括相叠加安装的浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架，砂芯胎具经锁付件固定安装在浮动板上，砂芯夹具和第二快接安装架通过锁付件固定安装，将配套治具吊装放置到直线传输装置的传输板上，直线传输装置将配套治具移到第二工位，移载机器人动作将其下方的第一快接安装架对位放置到第二快接安装架上，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速锁合，移载机器人带动第一快接安装架、第二快接安装架、砂芯夹具同步上移，直线传输装置带动浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架回移到第一工位，将夹具支撑架吊离浮动板，将夹具支撑架暂放到线体边空置处；

步骤2，砂芯吊装：将砂芯从砂芯库出库并吊装放置在砂芯胎具上；

步骤3，砂芯下芯：直线传输装置将砂芯从第一工位移到第二工位，再通过移载机器人和砂芯夹具配合将砂芯从砂芯夹具抓起，并将砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中，在砂芯从砂芯夹具脱离后，直线传输装置即将砂芯胎具从第二工位回移到第一工位；

步骤4，根据生产要求，重复步骤2和步骤3，直至这种砂芯下芯全部结束；

步骤5，砂芯夹具回库：在一种砂芯下芯结束后，将夹具支撑架放置到浮动板上，直线传输装置将其移动到第二工位，移载机器人将砂芯夹具也移至第二工位并与夹具支撑架对位放置，第一快接安装架的上卡盘和第二快接安装架的下卡盘快速解锁，移载机器人带动第一快接安装架上移，直线传输装置将浮动板、砂芯胎具、夹具支撑架、砂芯夹具和第二快接安装架移动至第一工位，将配套治具回收至治具仓库。

10.根据权利要求9所述的自动下芯方法，其特征在于，在步骤3中，在砂芯从第二工位移到第三工位放置到铸件成型线的下模中之后，再采用堵件填充装置将堵件填塞到砂芯中间位置的气胀轴插孔内。

Images