CN113523264A - 一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，涉及铸造技术领域。本发明包括以下步骤在三维建模软件中进行产品建模，并绘制产品的铸造工艺清单和要求，经装配后的浇注托盘与芯包或者砂箱之间的位置就是固定，如此便可根据浇注用托盘的零点X，Y，Z=0，0，0，将需要浇注的产品放置在自动浇注机上，通过自动浇注机对需要浇注的产品进行浇注铸型。本发明，通过自动浇注机替代了人工浇注，可避免浇注过程发生的意外，提高了环境安全，且本发明的方案使用范围广，既可用于大批量生产铸件，又可以适用于小批量多品种产品，同时也可以用于重量差异较大的产品自动浇注。

Description

一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体为一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法。

背景技术

铸造是现代机械制造工业的基础工业之一，铸造业的水平代表着一个国家的生产实力，但是作为一种传统行业，大多铸造还是以单件、小批量生产为主，所需工装设备、原材料多，且操作过程复杂、生产效率低、工人劳动强度大、浇注过程控制难度大等问题；在铸件的生产铸造过程中，熔炼及浇注对铸件质量的影响非常重要，但是现有技术中，大多产品的浇注仍然是以人工手摇浇包浇注的形式，很难控制浇注质量，即使是能够实现自动浇注的产品，主要也还是以品种单一、数量大、尺寸形状类似、直浇口位置固定等生产线的方式进行生产，而对于产品种类繁多、批量少、铸件结构、浇注重量和直浇口位置等差异大的产品很难实现自动化生产线，特别是实现自动浇注则更加的困难，因此，我们提出一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，具备实现对种类繁多、批量少、铸件结构、浇注重量和直浇口位置等差异大的产品自动浇注，实现多品种小批量、重量差异大产品的自动浇注，提高浇注效率，降低生产成本的优点，解决了铸造浇注过程中的稳定性差、产品质量不稳定、生产效率、成本、环境安全等诸多的问题。

本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，包括以下步骤：

S1、在三维建模软件中进行产品建模，并绘制产品的铸造工艺清单和要求。

S2、将浇注用标准托盘和芯包或者是砂箱进行装配：

a、若是无箱造型，便将托盘的模型直接导入绘图软件，通过托盘和芯包最下部砂芯之间的定位将托盘模型与产品的芯包进行装配。

b、若是有箱造型，则需要在模具型板上将直浇道的位置进行固定和标识，同时将砂箱和托盘等工装的模型一同导入绘图软件，再根据铸造工艺方案的分型面和砂箱的型号等信息，将砂箱和模型等进行装配组合，最后将带有砂箱的铸造工艺三维模型与托盘进行装配。

S3、经装配后的浇注托盘与芯包或者砂箱之间的位置就是固定，如此便可根据浇注用托盘的零点X，Y，Z=0，0，0。

S4、根据上述S3步骤可知，浇注用托盘主要是用于转运和放置无箱造型的芯包和有箱造型时带有砂箱的铸型，此托盘相对每个浇注工位的位置是固定的，此零点选取主要目的是为了建立整个自动浇注系统的空间坐标，为了减小整体坐标空间坐标的累积误差，最优地选择托盘靠近浇注机侧上平面边线的中心作为零点，如此便可根据此零点标注出芯包上直浇口的坐标X，Y，Z=x1，y1，z1。

S5、在组芯造型和浇注时，要按照S1步骤中的铸造工艺清单和要求，将砂箱与模具的位置、砂箱与托盘或者芯包与托盘的位置进行准确定位和放置即可，这样整个造型和组芯完成后的芯包或者是砂箱就是带有工艺三维坐标的。

S6、将需要浇注的产品放置在自动浇注机上，通过自动浇注机对需要浇注的产品进行浇注铸型。

通过采用上述S6步骤技术方案，自动浇注机包括浇包、倾转机构A、横移机构、提升机构、浇注机车体、轨道、控制及操作系统、安全系统、电缆装置，自动浇注机具有X(纵移)、Y(横移)、Z(升降)、A(倾转浇注及扒渣)四个运动自由度。

进一步的，所述该多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法的一种自动浇注机，包括托盘和浇包，所述托盘为水平设置，且所述的托盘的背面水平设置有浇包，所述托盘的表面固定安装有型包，且所述的型包表面设置有浇口盆，所述浇包的外部设置有转向机构A、X向导轨、Y向导轨和Z向导轨,所述浇包的外部设置有转向机构A，且所述的转向机构A的下方设置有Y向导轨，所述浇包的上端设置有X向导轨，所述转向机构A的上端竖直设置有Z向导轨。

进一步的，所述型包的内部设置有直浇口坐标，所述直浇口坐标位于型包的上端靠近正面设置，所述托盘的表面靠近正面设置托盘零点。

进一步的，所述托盘的上端设置有浇注工位。

与现有技术相比，该多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法具备如下有益效果：

1、本发明通过基准点对基准点的数据定位，可以实现不同浇口盆位置铸型的自动浇注，使自动浇注更加的灵活，适用性更强本发明通过三维绘图软件的使用，提供了准确的坐标、浇注重量等数据，使浇注过程和信息更加精准，将三维绘图软件测得的数据通过数据处理系统直接传输给浇注机，更加有效地控制了浇注工艺参数，提高了浇注产品合格率。

2、本发明通过自动浇注机替代了人工浇注，可避免浇注过程发生的意外，提高了环境安全，且本发明的方案使用范围广，既可用于大批量生产铸件，又可以适用于小批量多品种产品，同时也可以用于重量差异较大的产品自动浇注。

3、本发明通过自动浇注的工艺的设计，便可以得到产品浇注时所需的精确数据，即产品的浇注重量、浇注时间，直浇口坐标等信息。在工艺设计完毕后，设计人员将此工艺信息录入数据处理系统，数据处理系统再根据不同的浇注工位，将对用的不同产品的浇注信息发送至浇注机的数据处理系统，浇注机便按照此数据根据自身的设备特点，将根据浇注机自行转换后的数据执行自动浇注，则实现可以实现多品种小批量产品的自动浇注。如工艺方案是需要放置浇口盆，则在浇注机数据处理系统中，将工艺数据中的Z值加上标准浇口盆的高度即可。

附图说明

图1为本发明结构自动浇筑工艺俯视图；

图2为本发明结构自动浇注工艺右视图；

图3为本发明结构型包的结构示意图；

图4为本发明结构部分示意图。

图中：1、托盘；2、型包；3、托盘零点；4、直浇口坐标；5、浇口盆；6、浇注工位；7、浇包；8、X向导轨；9、Y向导轨；10、Z向导轨；A、倾转机构。

具体实施方式

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，包括以下步骤：

S1、在三维建模软件中进行产品建模，并绘制产品的铸造工艺清单和要求。

S2、将浇注用标准托盘1和芯包或者是砂箱进行装配：

a、若是无箱造型，便将托盘的模型直接导入绘图软件，通过托盘1和芯包最下部砂芯之间的定位将托盘1模型与产品的芯包进行装配；

b、若是有箱造型，则需要在模具型板上将直浇道的位置进行固定和标识，同时将砂箱和托盘1等工装的模型一同导入绘图软件，再根据铸造工艺方案的分型面和砂箱的型号等信息，将砂箱和模型等进行装配组合，最后将带有砂箱的铸造工艺三维模型与托盘1进行装配；

S3、经装配后的浇注托盘1与芯包或者砂箱之间的位置就是固定，如此便可根据浇注用托盘1的零点X，Y，Z=0，0，0；

S4、根据上述S3步骤可知，浇注用托盘1主要是用于转运和放置无箱造型的芯包和有箱造型时带有砂箱的铸型，此托盘相对每个浇注工位6的位置是固定的，此零点选取主要目的是为了建立整个自动浇注系统的空间坐标，为了减小整体坐标空间坐标的累积误差，最优地选择托盘1靠近浇注机侧上平面边线的中心作为零点，如此便可根据此零点标注出芯包上直浇口的坐标X，Y，Z=x1，y1，z1；

S5、在组芯造型和浇注时，要按照S1步骤中的铸造工艺清单和要求，将砂箱与模具的位置、砂箱与托盘1或者芯包与托盘1的位置进行准确定位和放置即可，这样整个造型和组芯完成后的芯包或者是砂箱就是带有工艺三维坐标的。

S6、将需要浇注的产品放置在自动浇注机上，通过自动浇注机对需要浇注的产品进行浇注铸型，其中自动浇注机包括浇包7、倾转机构A、横移机构、提升机构、浇注机车体、轨道、控制及操作系统、安全系统、电缆装置，自动浇注机具有X(纵移)、Y(横移)、Z(升降)、A(倾转浇注及扒渣)四个运动自由度。

该多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法的一种自动浇注机，包括托盘1和浇包7，托盘1为水平设置，且的托盘1的背面水平设置有浇包7，托盘1的表面固定安装有型包2，且的型包2表面设置有浇口盆5，浇包7的外部设置有转向机构A、X向导轨8、Y向导轨9和Z向导轨10,浇包7的外部设置有转向机构A，且的转向机构A的下方设置有Y向导轨9，浇包7的上端设置有X向导轨8，转向机构A的上端竖直设置有Z向导轨10，型包2的内部设置有直浇口坐标4，直浇口坐标4位于型包2的上端靠近正面设置，托盘1的表面靠近正面设置托盘零点3，托盘1的上端设置有浇注工位6，其中，浇注工位6，主要是用于放置需要浇注的产品铸型，此铸型可以为无箱造型的芯包，也可以为有箱造型的砂箱，当有浇注任务时，浇注机就沿X运动至待浇注工位，倾转机构沿A轴倾转，同时提升机构沿Z轴提升、横移机构沿Y轴横移，三轴联动进行自动浇注，浇注完成后进入下一工位浇注，每个浇注工位有独立的X、Y、Z三维空间坐标系，此坐标系的坐标方向与浇注机的X、Y、Z系统的方向一致，其中X轴为浇注机车身行进方向，Y轴为垂直于X轴的水平方向，为浇包水平行进方向，Z轴为垂直于XY水平面的垂直方向，为浇包竖直升降的方向，同时每个浇注工位也都有一个坐标零点，此坐标零点即为浇注用托盘放置在浇注工位时浇注用托盘的零点，即X，Y，Z=0，0，0；如此整个自动浇注系统中所用的坐标零点即为同一个零点，所有的坐标信息便以托盘零点为基准进行设置。

使用时，通过自动浇注的工艺的设计，便可以得到产品浇注时所需的精确数据，即产品的浇注重量、浇注时间，直浇口坐标等信息，在工艺设计完毕后，设计人员将此工艺信息录入数据处理系统，数据处理系统再根据不同的浇注工位，将对用的不同产品的浇注信息发送至浇注机的数据处理系统，浇注机便按照此数据根据自身的设备特点，将根据浇注机自行转换后的数据执行自动浇注，则实现可以实现多品种小批量产品的自动浇注，当有浇注任务时，浇注机就沿X运动至待浇注工位，倾转机构沿A轴倾转，同时提升机构沿Z轴提升、横移机构沿Y轴横移，三轴联动进行自动浇注，浇注完成后进入下一工位浇注，如工艺方案是需要放置浇口盆，则在浇注机数据处理系统中，将工艺数据中的Z值加上标准浇口盆的高度即可。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在三维建模软件中进行产品建模，并绘制产品的铸造工艺清单和要求；

S2、将浇注用标准托盘（1）和芯包或者是砂箱进行装配：

若是无箱造型，便将托盘的模型直接导入绘图软件，通过托盘（1）和芯包最下部砂芯之间的定位将托盘（1）模型与产品的芯包进行装配；

若是有箱造型，则需要在模具型板上将直浇道的位置进行固定和标识，同时将砂箱和托盘（1）等工装的模型一同导入绘图软件，再根据铸造工艺方案的分型面和砂箱的型号等信息，将砂箱和模型等进行装配组合，最后将带有砂箱的铸造工艺三维模型与托盘（1）进行装配；

S3、经装配后的浇注托盘（1）与芯包或者砂箱之间的位置就是固定，如此便可根据浇注用托盘（1）的零点X，Y，Z=0，0，0；

S4、根据上述S3步骤可知，浇注用托盘（1）主要是用于转运和放置无箱造型的芯包和有箱造型时带有砂箱的铸型，此托盘相对每个浇注工位（6）的位置是固定的，此零点选取主要目的是为了建立整个自动浇注系统的空间坐标，为了减小整体坐标空间坐标的累积误差，最优地选择托盘（1）靠近浇注机侧上平面边线的中心作为零点，如此便可根据此零点标注出芯包上直浇口的坐标X，Y，Z=x1，y1，z1；

S5、在组芯造型和浇注时，要按照S1步骤中的铸造工艺清单和要求，将砂箱与模具的位置、砂箱与托盘（1）或者芯包与托盘（1）的位置进行准确定位和放置即可，这样整个造型和组芯完成后的芯包或者是砂箱就是带有工艺三维坐标的；

S6、将需要浇注的产品放置在自动浇注机上，通过自动浇注机对需要浇注的产品进行浇注铸型。

2.根据权利要求1所述的一种多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法，其特征在于：该多品种小批量产品的全流程自动浇注工艺方法的一种自动浇注机，包括托盘（1）和浇包（7），所述托盘（1）为水平设置，且所述的托盘（1）的背面水平设置有浇包（7），所述托盘（1）的表面固定安装有型包（2），且所述的型包（2）表面设置有浇口盆（5），所述浇包（7）的外部设置有转向机构（A）、X向导轨（8）、Y向导轨（9）和Z向导轨（10）,所述浇包（7）的外部设置有转向机构（A），且所述的转向机构（A）的下方设置有Y向导轨（9），所述浇包（7）的上端设置有X向导轨（8），所述转向机构（A）的上端竖直设置有Z向导轨（10）。

3.根据权利要求2所述的一种自动浇注机，其特征在于：所述型包（2）的内部设置有直浇口坐标（4），所述直浇口坐标（4）位于型包（2）的上端靠近正面设置，所述托盘（1）的表面靠近正面设置托盘零点（3）。

4.根据权利要求2所述的一种自动浇注机，其特征在于：所述托盘（1）的上端设置有浇注工位（6）。

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