CN112792296A - 一种自动铸模组装与拆卸生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硬模铸造技术领域，公开了一种自动铸模组装与拆卸生产线，包括机器人组模拆模机构，还包括围绕机器人组模拆模机构设置的带有定位装置的模架输送装置、模管自动分料取料装置、模架分流盘定位装置和模架压板定位装置，还包括电气控制系统和动力设备，用以解决现有硬模铸造行业中存在的自动化程度低，依靠人工配合天车进行组模拆模作业而造成的效率低、人力成本高和组模拆模精度低的缺陷。

Description

一种自动铸模组装与拆卸生产线

技术领域

本发明涉及硬模铸造设备技术领域，尤其涉及一种自动铸模组装与拆卸生产线。

背景技术

金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次(几百次到几千次)。此前在我国金属浇筑生产企业，由于设备及技术原因，金属铸模组的组装和拆卸都是由人工配合天车将铸模一件件拼装好，再分别由人工抽尘、除尘，再由人工搬运耐火泥制作的分流盘于铸模上，对位每根模管的浇筑口，然后再由人工把固定连接压板搬运过来，将上述铸模管、分流盘、压板等连接固定。完成金属浇筑模组的组装。拆卸模组时，先有人工解除固定连接压板的连接螺栓，再由人工分别拆卸分流盘及各件铸模管，完成模组拆卸。由于空模管重量约50kg，浇筑后模管重量约100kg，分流盘重量约60kg，固定连接压板重量约60kg，每班需组装或拆卸4-5套铸模组，每套模组根据大小最多需装配32支铸模管，工人的劳动强度非常大，且极易造成人员安全事故，大大影响了浇筑工序的生产效率，进而对整个浇筑产线效能产生不利影响。

金属浇筑企业迫切需要一种具有组、拆模组工序能大量降低劳动强度且大大提升安全性能的自动化成套生产线。在市场现状及行业诉求背景下，因此本申请人利用自身优势，结合生产实际，为客户研发了一种自动铸模组、拆模生产线，投入生产后取得成功。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种自动铸模组装与拆卸生产线，用以解决现有硬模铸造行业中存在的自动化程度低，依靠人工配合天车进行组模拆模作业而造成的效率低、人力成本高和组模拆模精度低的缺陷。

(二)发明内容

本发明实施例提供一种自动铸模组装与拆卸生产线，包括机器人组模拆模机构，还包括围绕机器人组模拆模机构设置的带有定位装置的模架输送装置、模管自动分料取料装置、模架分流盘定位装置和模架压板定位装置，还包括电气控制系统和动力设备。

进一步的，机器人组模拆模机构包括六轴机器人和连接于六轴机器人的机械臂，以及用于控制六轴机器人和机械臂的电气控制柜，机械臂前端依次设有机器视觉装置、液压卡盘以及专用组合夹具，专用组合夹具包括夹具底板，固定于安装板上的驱动件和对中齿轮齿条机构，还包括夹爪，夹爪通过直线滑轨与对中齿轮齿条机构连接，夹具底板通过法兰片与机械臂连接。

进一步的，液压卡盘包括卡盘本体和花盘，卡盘本体上设有“T”型槽，“T”型槽将卡盘本体分成四等分，还包括四个卡接爪，分别活动的安装于“T”型槽中，卡接爪上端还设有联动销，花盘设有与“T”型槽对应的联动槽，联动销卡接于联动槽，从而实现卡盘本体与所述花盘的联动。

进一步的，安装板上还设有浇冒口定位机构，其设置于法兰片旁。

进一步的，液压卡盘和专用组合夹具相互错开90°设置。

进一步的，带有定位装置的模架输送装置包括主体框架，主体框架设有多个输送滚轮，主体框架依次分为起始段、定位段和输送段，还包括相对的设置于定位段两侧的侧推紧定装置和可调侧基准定位装置，起始段设有用于带动输送滚轮的第一动力组件；侧推紧定装置包括第一支架、固定于第一支架顶部的侧推气缸和固定于侧推气缸的活塞杆前端的侧推板；所述可调侧基准定位装置包括第二支架，第二支架顶部设有的定位气缸，和通过蜗轮蜗杆连接定位气缸的可调定位板；定位段的下方还设有顶升装置，顶升装置设置于第一支架和所述第二支架之间；还包括为定位段提供动力的第二动力组件，以及为输送段提供动力的第三动力组件。

进一步的，定位段还设有到位检测装置，到位检测装置包括固定于输送滚轮上方的到位检测板，到位检测板上设有渐进传感器和到位传感器，渐进传感器安装于第一支架和第二支架之间，到位传感器安装于输送段的靠近定位段的一端。

进一步的，模管自动分料取料装置包括置料台，置料台包括置料底座和模管滚道，模管滚道铰接于置料底座的一端，还包括取放料夹持机构，取放料夹持机构包括安装板、定心装置和至少一组卡接瓜，定心装置固定于安装板的底部，卡接爪安装于安装板的位于定心装置的上方处，安装板铰接于置料底座与模管滚道铰接处的侧面；还包括液压缸变位装置，其安装于置料底座与模管滚道铰接处的另一个侧面，且液压缸变位装置通过变位杆连接安装板。

进一步的，模管滚道下方还设有用于将其顶起的顶升机构，顶升机构设有两组，包括第一顶升机构和第二顶升机构，分别设置于模管滚道的两端。

进一步的，模管自动分料取料装置还包括除尘装置，除尘装置安装于安装板的未安装有卡接爪的一侧面。

(三)有益效果

本发明实施例提供的一种自动铸模组装与拆卸生产线，包括机器人组模拆模机构，还包括围绕机器人组模拆模机构设置的带有定位装置的模架输送装置、模管自动分料取料装置、模架分流盘定位装置和模架压板定位装置，还包括电气控制系统和动力设备，通过带精定位装置的模架输送线装置，将模架准确高效输送至各模管自动分料取料装置处，由模管自动分料取料装置备使成捆扎模管卧式自动分离，单支自动上料，完成模管从卧式翻转成竖直状态并自动对中，最后由到机器视觉系统的机器人自动组拆模装置进行自动组模拆模，从而实现一条完整的自动化组模拆模生产线，取代了传统的人工组拆模，大大提高了生产效率，提高了组拆模精度。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例中的一种自动铸模组装与拆卸生产线的等轴测视图；

图2是本发明实施例中的一种自动铸模组装与拆卸生产线的模管自动分料取料装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中的一种自动铸模组装与拆卸生产线的带有定位装置的模架输送装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中的一种自动铸模组装与拆卸生产线的机器人组模拆模机构的第一个视角的结构示意图；

图5是本发明实施例中的一种自动铸模组装与拆卸生产线的机器人组模拆模机构的第二个视角的结构示意图；

图6是本发明实施例中的一种机器人组模拆模机构的专用组合夹具的结构示意图。

附图标记说明：

1：机器人组模拆模机构； 11、六轴机器人； 12：机械臂；

13：机器人安装座； 14：机器视觉装置； 15：液压卡盘；

16：专用组合夹具； 151：卡盘本体； 152：花盘；

153：卡接爪； 154：联动销； 155：联动槽；

161：夹具底板； 162：驱动件； 163：对中齿轮齿条机构；

164：夹爪； 165：法兰片； 2：模架输送装置；

21：主体框架； 22：输送滚轮； 23：侧推紧定装置；

231：第一支架； 232：侧推气缸； 233：侧推板；

24：可调侧基准定位装置； 241：第二支架； 242：可调定位板；

25：顶升装置； 261：渐进传感器； 262：到位传感器；

271：第一动力组件； 272：第二动力组件； 273：第三动力组件；

311：置料底座； 312：模管滚道； 321：安装板；

322：定心装置； 323：第一卡接爪； 324：第二卡接爪；

331：液压缸变位装置； 332：变位杆； 341：第一顶升机构；

342：第二顶升机构； 35：除尘装置； 3：模管自动分料取料装置；

4：模架分流盘定位装置； 5：电气控制系统； 6：模架压板定位装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”“第三”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明实施例中的具体含义。

本实施例提供的一种自动铸模组装与拆卸生产线，如图1所示，包括机器人组模拆模机构1，还包括围绕机器人组模拆模机构1设置的带有定位装置的模架输送装置2、模管自动分料取料装置3、模架分流盘定位装置4和模架压板定位装置6，还包括电气控制系统5和动力设备，其中，电气控制系统5包括PLC控制柜和用于控制六轴机器人11的电气控制柜。

如图4至图6所示，机器人组模拆模机构1包括六轴机器人11和连接于六轴机器人11的机械臂12，以及用于控制六轴机器人11和机械臂12的电气控制柜，机械臂12前端依次设有机器视觉装置14、液压卡盘15以及专用组合夹具16，专用组合夹具16包括夹具底板161，固定于夹具底板161上的驱动件162和对中齿轮齿条机构163，还包括夹爪164，夹爪164通过直线滑轨与对中齿轮齿条机构163连接，夹具底板161通过法兰片165与机械臂12连接；安装板161上还设有浇冒口定位机构，其设置于法兰片165旁，浇冒口是指为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分；如图5所示，液压卡盘15包括卡盘本体151和花盘152，卡盘本体151上设有“T”型槽，“T”型槽将卡盘本体151分成四等分，还包括四个卡接爪153，分别活动的安装于“T”型槽中，卡接爪153上端还设有联动销154，花盘152设有与“T”型槽对应的联动槽155，联动销154卡接于联动槽155，从而实现卡盘本体151与花盘152的联动。

机器人组模拆模机构1的工作原理如下：六轴机器人11安装在机械人安装座13上，机械人安装座13固定在地面上，四爪液压卡盘15、专用组合夹具16、机器视觉装置14分别安装在机械臂12上，为了防止相互干扰，液压卡盘15和专用组合夹具16相互错开90°设置。组装铸模时，先由安装在机械人安装座13上的六轴工业机器人带动机械臂12，选择机器视觉装置14对精确定位的空模架进行拍照，配合电气控制系统5进行计算，然后得出空模架各模管位的坐标，记录并储存。六轴机器人11带动机器人手臂连接支架，选择视觉系统对精确定位的空模管端面进行拍照，记录并储存模管编号，便于后期追溯。然后六轴机器人11带动机器人手臂连接支架，选择液压卡盘15，对模管进行夹持完成取料，再转移至模架空位，并插入，液压卡盘15释放完成空模管的定位放置。逐支完成模管的取放，并在电气控制系统5中生成模架、模管的匹配放置图，记录并储存。再然后由对每支模管进行除尘。再由六轴机器人11带动机器人手臂连接支架，选择分流盘及压板组件自动对中抓取夹具分别对分流盘及压板进行定位抓取和定位放置。至此完成，铸模组合的自动化工序段。拆卸铸模时，反之。

其中，液压卡盘15的工作原理为：液压卡盘15本体被T形槽四等分，四个卡接爪153在T形槽中可灵活滑动，四件驱动件162(本实施例中采用液压缸)分布在卡盘本体151外围正对T形槽。卡接爪153上均安装有联动销154，联动销154分别卡花盘152的联动槽155。当液压卡盘15需要夹紧时，固定在卡盘本体151外围四周边的液压缸在液压系统作用下，活塞杆伸出，推动卡接爪153向中心移动，卡接爪153的联动销154拨动联动槽155带动花盘152转动，实现四爪同步联动夹紧。当液压卡盘15需要释放时，整个动作反转即可。如图6所示，组合夹具的工作原理为：当专用组合夹具16抓取分流盘时，首先由六轴机器人11通过法兰片165带动夹具底板161转移当前夹具至分流盘定点取料位，驱动气缸收回，两件夹爪164在对中齿轮齿条机构163作用下，同步向心运动，完成分流盘或压板的夹紧抓取，同时浇冒口定位机构气缸伸出对分流盘进行定位，然后由六轴工业机器人转移至铸模组模的模架，定位放置。完成此工序组模动作。拆卸铸模时反之。

如图3所示，带有定位装置的模架输送装置2包括主体框架21，主体框架21设有多个输送滚轮22，主体框架21依次分为起始段、定位段和输送段，还包括相对的设置于定位段两侧的侧推紧定装置23和可调侧基准定位装置24，起始段设有用于带动输送滚轮22的第一动力组件271；侧推紧定装置23包括第一支架231、固定于第一支架231顶部的侧推气缸232，固定于侧推气缸的活塞杆前端的侧推板233；可调侧基准定位装置24包括第二支架241，第二支架241顶部设有的定位气缸，和通过蜗轮蜗杆连接定位气缸的可调定位板242；定位段的下方还设有顶升装置25，顶升装置25设置于第一支架231和第二支架241之间；还包括为定位段提供动力的第二动力组件272，以及为输送段提供动力的第三动力组件273，定位段还设有到位检测装置，到位检测装置包括固定于输送滚轮22上方的到位检测板，到位检测板上设有渐进传感器261和到位传感器262，渐进传感器261安装于第一支架231和第二支架241之间，到位传感器262安装于输送段的靠近定位段的一端。

带有定位装置的模架输送装置2工作原理为：组装铸模件时，人工用行车将标准空模架吊运至输送线主体框架21的输送滚轮22上，然后第一动力组件271启动运行，带动起始段部分的输送滚轮22旋转，将标准空模架输送到输送线主体框架21的渐进传感器261位置处；然后第二动力组件272启动运行，第二动力组件272由伺服电机提供动力源，带动中间段部分的输送滚轮22旋转，将标准空模架输送到输送线主体框架21的到位传感器262位置；然后液压顶升定位装置顶起，液压顶升定位装置顶部安装有定位销插入标准空模架底板定位孔中，将标准空模架底部定位；然后可调侧基准定位装置24根据标准模架型号运行到固定位置阻挡，可调侧基准定位装置24由伺服电机提供动力，通过涡轮蜗杆减速机驱动实现前进后退，调整可调侧基准定位装置24的开合。然后侧推紧定装置23侧面夹紧，实现标准空模架的精确定位，侧推紧定装置23由气缸驱动直线运动，整个流程完成模架的精确定位；上料完成后第三动力组件273启动运行，第三动力组件273由三相减速马达变频调速，带动尾段部分的输送滚轮22旋转，将满料模架输送到输送线主体框架21的下一工位位置。

如图2所示，模管自动分料取料装置3包括置料台，置料台包括置料底座311和模管滚道312，模管滚道312铰接于置料底座311的一端，还包括取放料夹持机构，取放料夹持机构包括安装板321、定心装置322和两组卡接爪153，分别为第一卡接爪323和第二卡接爪324，第一卡接爪323设置于定心装置322的正上方，第二卡接爪324设置于第一卡接爪323的正上方，定心装置322固定于安装板321的底部，卡接爪153安装于安装板321的位于定心装置322的上方处，安装板321铰接于置料底座311与模管滚道312铰接处的侧面；还包括液压缸变位装置331，其安装于置料底座311与模管滚道312铰接处的另一个侧面，且液压缸变位装置331通过变位杆323连接安装板321。模管滚道312下方还设有用于将其顶起的顶升机构，顶升机构设有两组包括第一顶升机构341和第二顶升机构324，分别设置于模管滚道312的两端，顶升机构可以使模管滚道312呈一定的倾斜角度，便于模管滚动至取放料夹持机构处。

模管自动分料取料装置3的工作原理为：组装铸模时，第一顶升机构341将通过销轴铰接在置料底座311的模管滚道312尾段抬高，使模管滚道312前低后高成一定倾角，保证模管能顺利下滑滚。人工用行车将捆扎标准空模管通过吊带吊运至模管滚道312，解开吊带，空模管自动分离排序，安装在置料底座311与模管滚道312铰接处第二顶升装置25，将模管顶升一定高度，实现分料。通过液压缸变位装置331和变位杆323将取放料夹持装置复位成卧式姿态，对模管进行抓取。再由液压缸变位装置331驱动将取放料夹持装置摆正成直立状态。然后取放料夹持装置上安装的卡接爪153泄压，模管下滑落，定心装置322伸出阻挡模管，并以模管内径为基准对模管定心。待机器人组模夹具定点取料。如此成套模管完成上料。完成成组上料后机器人组模夹具定点抓取，除尘装置35对整批次模管进行抽尘作业。

综上所述，本实施例提供的一种自动铸模组装与拆卸生产线通过带精定位装置的模架输送线装置，将模架准确高效输送至各模管自动分料取料装置3处，由模管自动分料取料装置3备使成捆扎模管卧式自动分离，单支自动上料，完成模管从卧式翻转成竖直状态并自动对中，最后由到机器视觉系统的机器人自动组拆模装置进行自动组模拆模，从而实现一条完整的自动化组模拆模生产线，取代了传统的人工组拆模，大大提高了生产效率，提高了组拆模精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，包括机器人组模拆模机构，还包括围绕所述机器人组模拆模机构设置的带有定位装置的模架输送装置、模管自动分料取料装置、模架分流盘定位装置和模架压板定位装置，还包括电气控制系统和动力设备。

2.根据权利要求1所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述机器人组模拆模机构包括六轴机器人和连接于所述六轴机器人的机械臂，以及用于控制所述六轴机器人和所述机械臂的电气控制柜，所述机械臂的前端依次设有机器视觉装置、液压卡盘以及专用组合夹具，所述专用组合夹具包括夹具底板，固定于所述夹具底板上的驱动件和对中齿轮齿条机构，还包括夹爪，所述夹爪通过直线滑轨与所述对中齿轮齿条机构连接，所述夹具底板通过法兰片与所述机械臂连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述液压卡盘包括卡盘本体和花盘，所述卡盘本体上设有“T”型槽，所述“T”型槽将所述卡盘本体分成四等分，还包括四个卡接爪，分别活动的安装于所述“T”型槽中，所述卡接爪上端还设有联动销，所述花盘设有与所述“T”型槽对应的联动槽，所述联动销卡接于所述联动槽，从而实现所述卡盘本体与所述花盘的联动。

4.根据权利要求2所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述夹具底板上还设有浇冒口定位机构，其设置于所述法兰片旁。

5.根据权利要求2所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述液压卡盘和所述专用组合夹具相互错开90°设置。

6.根据权利要求1所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述带有定位装置的模架输送装置包括主体框架，所述主体框架设有多个输送滚轮，所述主体框架依次分为起始段、定位段和输送段，还包括相对的设置于所述定位段两侧的侧推紧定装置和可调侧基准定位装置，所述起始段设有用于带动所述输送滚轮的第一动力组件；所述侧推紧定装置包括第一支架、固定于所述第一支架顶部的侧推气缸和固定于所述侧推气缸的活塞杆前端的侧推板；所述可调侧基准定位装置包括第二支架，所述第二支架顶部设有的定位气缸和通过蜗轮蜗杆连接所述定位气缸的可调定位板；所述定位段的下方还设有顶升装置，所述顶升装置设置于所述第一支架和所述第二支架之间；还包括为所述定位段提供动力的第二动力组件，以及为所述输送段提供动力的第三动力组件。

7.根据权利要求6所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述定位段还设有到位检测装置，所述到位检测装置包括固定于所述输送滚轮上方的到位检测板，所述到位检测板上设有渐进传感器和到位传感器，所述渐进传感器安装于所述第一支架和所述第二支架之间，所述到位传感器安装于所述输送段的靠近所述定位段的一端。

8.根据权利要求1所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述模管自动分料取料装置包括置料台，所述置料台包括置料底座和模管滚道，所述模管滚道铰接于所述置料底座的一端，还包括取放料夹持机构，所述取放料夹持机构包括安装板、定心装置和至少一组卡接瓜，所述定心装置固定于所述安装板的底部，所述卡接爪安装于所述安装板的位于所述定心装置的上方处，所述安装板铰接于所述置料底座与所述模管滚道铰接处的侧面；还包括液压缸变位装置，其安装于所述置料底座与所述模管滚道铰接处的另一个侧面，且所述液压缸变位装置通过变位杆连接所述安装板。

9.根据权利要求8所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述模管滚道下方还设有用于将其顶起的顶升机构，所述顶升机构设有两组，包括第一顶升机构和第二顶升机构，分别设置于所述模管滚道的两端。

10.根据权利要求8所述的一种自动铸模组装与拆卸生产线，其特征在于，所述模管自动分料取料装置还包括除尘装置，所述除尘装置安装于所述安装板的未安装有所述卡接爪的一侧面。

Images