CN115846633B - 铸件浮动抓取及放网装置和差压铸造机 - Google Patents

Abstract

一种铸件浮动抓取及放网装置及其所适用的差压铸造机，可在脱模时自动进行铸件抓取及对型腔设置过滤网，其中，浮动抓取部包括：气缸、夹指、抓手手指和压缩弹簧，浮动取放网结构包括：构成一个整体框架的夹紧气缸法兰一、夹紧气缸导向杆和夹紧气缸法兰二；连接在夹紧气缸上的夹紧气缸连接杆、浮动弹簧、夹紧气缸法兰连接套、夹紧手指连接件、夹紧手指和过滤网定位套，其中，导向杆贯穿于夹紧气缸导向座起导向作用，与夹紧气缸法兰连接套及过滤网定位套形成一个浮动装配体，浮动弹簧沿夹紧气缸法兰连接套的外周套设在夹紧气缸法兰二与所述夹紧气缸法兰连接套的止挡部之间，夹紧手指连接件一端安装在销轴上，另一端连接在所述夹紧气缸连接杆上。

Description

铸件浮动抓取及放网装置和差压铸造机

技术领域

本发明涉及差压铸造技术领域，具体地涉及铸件下料的物流装置，尤其是涉及一种铸件浮动抓取及放网装置及其所适用的差压铸造机。

背景技术

铸造完成后，上模随移动板升起，铸造模具上下分开，因模具带有一定拔模角度，铸件随上模一起提升至上位，取料托盘旋入压力釜内部，铸件由脱模装置顶出，掉入取料托盘中，取料托盘旋出后降入沾水箱进行沾水。然而，现有技术存在如下问题。

拔模角度导致脱模不顺利。脱模装置将铸件顶出时，因模具拔模角度不合适导致铸件不能顺利脱模，需人工介入进行敲击，此时因模具开模，模具热辐射温度70°以上，员工操作不当，极易导致磕碰伤及高温烫伤。

模具沾水导致废品。取料托盘接料后旋出，浸入沾水箱中进行沾水冷却，每一个铸造循环中，托盘往复于差压铸造机与沾水箱之间；当托盘再次进入差压铸造机进行取料时，脱模装置将铸件顶出，铸件落入托盘会使托盘上附着的水滴滴入模具型腔内部，降低了模具的局部温度，破坏了模具的温度场，导致废品铸件的产生。

人工放网，高温炙热，效率低、易出错。铸件由取料托盘取出后，人工需用夹钳将锥形纤维网形式的过滤网放入模具的下模型腔浇口套上，上模随移动板下降而闭合，过滤网被分流锥压合（如图2所示）。在此，纤维网上下开口，侧面为网格状，网孔规格为16目（如图3所示）。在炉体加压的作用下，铝液从过滤网侧面网格中压入模具型腔，使得铸件充型过程中将铝液中的夹渣过滤在型腔外，得到纯净的铝液结晶体；但有时因人工疏忽，漏放过滤网或因夹钳夹网不正导致放网不正，将导致铝合金铸件中存在夹渣，导致不合格品产出；另，目前差压铸造机规格在不断加大，由原来的1400型差压铸造机（1模4腔）（如图4所示），到现在的1600型差压铸造机（1模6腔），至将来的1800型差压铸造机（1模8腔），铝合金转向节产出效率在不断提升，同时也带来了不小生产难度，因机台加大，人工将过滤网探到模具型腔内，一个一个放置，最多一模放8个，不仅存在放网距离远而够不到、放不正的情况，模具下腔浇口套处温度720°左右，还存在较大的安全隐患和高温炙热引发的烫伤；人工生产效率非常低，人工使用夹钳放网，每次只能放1个，一模8腔就需要放8次，取件放网需要1分钟以上，尤其是粘模的情况下，严重影响生产连续性。

因此，随着产线产能的不断提升，生产安全、提效是一个亟需解决的问题。

发明内容

为解决现有传统差压铸造取件存在滴水，取件、放网难度大且存在安全风险等问题，本发明的目的是提供一种创新思路，发明一款取件、放网装置。其中，第一，在现有差压铸造机模具基础上进行适当的改造，在差压铸造模具中添加镶块，改变冒口形状，便于取件抓手进行抓取；第二，增加一种自动取件、放网装置，可使往上抓盘取件，往下抓盘放网，取件、放网完成后，将铸件放入自动升降沾水箱上的支具中，实现干湿分离，完成铸件的人工下料等一些列操作。

根据本发明的一方面，提供一种铸件浮动抓取及放网装置，用于差压铸造机脱模时的铸件抓取以及对型腔内部设置过滤网，其特征在于，包括：浮动抓取部和浮动取放网结构，所述浮动抓取部包括：气缸、安装在所述气缸的爪上的夹指、安装在所述夹指中的抓手手指、和安装在所述抓手手指和所述夹指之间的压缩弹簧，所述浮动取放网结构包括：连接构成一个整体框架的夹紧气缸法兰一、夹紧气缸导向杆和夹紧气缸法兰二；连接构成一个浮动装配体的夹紧气缸、夹紧气缸导向座、连接在所述夹紧气缸上的夹紧气缸连接杆、浮动弹簧、夹紧气缸法兰连接套、夹紧手指连接件、夹紧手指和过滤网定位套，其中，所述夹紧气缸固定在所述夹紧气缸导向座上，所述夹紧气缸导向杆贯穿于所述夹紧气缸导向座起导向作用，所述浮动弹簧沿所述夹紧气缸法兰连接套的外周套设在所述夹紧气缸法兰二与所述夹紧气缸法兰连接套侧的止挡部之间，所述夹紧手指连接件一端安装在销轴上，另一端连接在所述夹紧气缸连接杆上，该销轴安装于所述夹紧气缸法兰连接套上。

优选地，铸件浮动抓取及放网装置还包括机器人、安装于所述机器人末端的主框架部，所述主框架部包括：用于安装所述浮动抓取部的上气缸安装板，和用于安装所述浮动取放网结构的下气缸安装板，所述浮动取放网结构经由所述夹紧气缸法兰一固定于所述下气缸安装板。

优选地，所述气缸固定在所述下气缸安装板上，所述夹指、所述抓手手指、所述压缩弹簧穿透所述上气缸安装板的开孔设置于所述上气缸安装板的上方；和/或，所述抓手手指可滑动地安装在所述夹指的引导槽中，并在所述夹指的防脱槽中安装有挡板部。

优选地，所述主框架部还包括支撑挡料环、挡板底座及铸件导向板，所述挡板底座及所述铸件导向板安装在所述上气缸安装板上，用来实现铸件脱模后的导向和X、Y轴定位；所述支撑挡料环安装在所述上气缸安装板上，用以实现铸件脱模后的Z轴定位。

优选地，所述过滤网定位套具有与过滤网进行仿形的锥度一致的内壁，所述夹紧手指的一端固定于所述夹紧手指连接件上，另一端用于将过滤网夹靠于所述过滤网定位套的内壁。

根据本发明的另一方面，提供 一种差压铸造机，其具有任一上述的铸件浮动抓取及放网装置。

优选地，差压铸造机还包括具有上模、下模结构的充型结构，该下模结构包括：下模，和相应于铸件冒口的位置安装的镶块，

优选地，在所述镶块中设有用于对铸件冒口的位置进行冷却的冷却通道。

优选地，所述镶块构成为适于形成尺寸高度≥25mm、拔模角度≤10°的铸件冒口的内侧通道结构。

优选地，差压铸造机构成为1模多腔的用于制作铝合金转向节的差压铸造机，所述气缸为三爪气缸，所述浮动抓取部具有三个夹指。

根据本发明的铸件浮动抓取及放网装置及其所适用的差压铸造机，可现差压铸件的自动抓取铸件及自动放网工作，实现干湿分离，只对铸件进行沾水降温，避免模具沾水，从而可减轻人工劳动强度，有效提高生产效率，提升产品质量，从而降低人工及生产成本。

附图说明

图1示意性地示出从差压铸造机取料去沾水过程中的工况简图。

图2示意性地示出差压铸造机中的传统单模腔模具闭合时的剖视图。

图3示意性地示出过滤用锥形纤维网的立体图。

图4是差压铸造机的1模4腔式铝合金转向节模具示意图。

图5是根据本发明的差压铸造模具的实施例的下模单模腔镶块示意图。

图6示意性地示出基于镶块而改进的铝合金转向节冒口结构。

图7示意性地示出根据本发明实施例的铸件浮动抓取及放网装置在差压铸造机开模时的工况图。

图8示意性地示出该浮动抓取及放网装置的立体图。

图9示出该浮动抓取及放网装置的主框架部的示意图。

图10示出该浮动抓取及放网装置的浮动抓取部的剖视图

图11示出该浮动抓取及放网装置的浮动取放网结构的剖视图。

图12示意性地示出纤维网锥网套及抓取细节局部视图。

图13示意性地示出浮动抓取部的三爪气缸的立体图。

图14示意性地示出浮动抓取部的夹指的立体图。

图15示意性地示出浮动抓取部的抓手手指的立体图。

图16示意性地示出图11中的相对固定模块的立体图。

图17示意性地示出图11中的浮动模块的立体图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例。下文描述的和附图示出的示例性实施例旨在教导本发明的原理，使本领域技术人员能够在若干不同环境中和对于若干不同应用实施和使用本发明。因此，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，示例性实施例并不意在、并且不应该被认为是对本发明保护的范围的限制性描述。而且，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不一定是按照实际的比例关系绘制的，涉及到方位描述，例如对应主体纵长的纵向，以及上、下、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系，皆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。下面不同实施例部分的技术特征可以根据设计需要自由组合形成更多的实施例。而且，对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

差压铸造机：通常，如图1所示，差压铸造机包括：脱模装置1、用于固定上模的移动板2、压力釜3、用于固定下模的下台板4、坩埚炉5、取料托盘6和沾水箱7。图2示出了其中用于金属液例如铝合金的充型结构，包括：上模8、下模91、分流锥10、作为过滤网的纤维网11（参见图3）、和浇口套12。

具体地，以一款用于制作铝合金转向节的差压铸造机为例，如图4所示，构成为1模4腔，各腔均匀分布，分度圆节圆直径650mm。已知转向节上便于抓取的地方只有冒口位置，这是因为冒口在后处理时将被锯切掉，抓取冒口不用担心铸件被抓伤抓坏。然而，图2所示的现有下模模具结构为一体结构，用该传统铸造模具生产的铸件冒口较小，充型不饱满，且拔模角度较大，不便于抓手的抓取。而且，下模91中用于对冒口处进行水冷的水冷通道92，还会导致下模其它部分乃至整体忽冷忽热，致使下模一体结构容易炸裂，而下模损坏后整体更换比较麻烦。

下模结构：为便于自动抓手的抓取，根据本发明的实施例，对下模模具结构进行了优化，如图5所示，形成为“下模9+镶块13”的下模结构。该镶块13相应于冒口16的位置安装，便于调整铸件冒口16尺寸大小和拔模角度，例如内侧通道构成为适于形成冒口16尺寸高度≥25mm，拔模角度≤10°，浇口套14尺寸变小。而且，镶块13中设有用于对冒口16的位置进行冷却的冷却通道15，通过调整冷却工艺，增加保压及冷却时间，使浇口套14以上部分冒口16充型饱满，便于抓手抓取，如图6所示，可使改进后的最终铸件具有适应抓手抓取的冒口16。如此，通过在对冒口16进行冷却的位置与下模9分开地设置镶块13，冷却通道15可在镶块位置单独冷却，不再干扰下模9的温度场，而且镶块13坏了可以直接更换，尤其是用于对冒口16的位置进行冷却的冷却通道仅形成于镶块13中时。

浮动抓取及放网装置：为了进行抓取，根据本发明的浮动抓取及放网装置17，如图7～15所示，至少包括机器人18、主框架部19、浮动抓取部20和浮动取放网结构21，可由浮动取放网结构21从指定位置抓取4只纤维网11，待差压铸造机开模后上模8、下模9及压力釜3分开，就可进入差压铸造机内部，顶升至冒口16的位置处。此时，如上述在模具中具有4个型腔，节圆直径650mm，均匀分布，由同为节圆650mm、均匀分布的浮动抓手（对应后述的浮动抓取部20，例如为用于抓取冒口的三爪气缸组件）抓取冒口16。因抓手带弹簧复位结构，可自动消除因位置度误差造成的位置不准问题；抓手抓住铸件后，由例如油缸形式的脱模装置1进行铸件的脱模，此时机器人18开启Z轴方向的随动功能，抓手随铸件同时下落。铸件抓取后，下部4个同为直径650mm节圆分布的浮动取放网结构21探入下模9的下型腔内部，同时放入4个纤维网11，此时，机器人18将抓手下压，浮动取放网结构21与下模9的下型腔刚性接触，此时利用后述的浮动弹簧41来消除两者的刚性接触。放网后，铸件随浮动抓取及放网装置17离开差压铸造机内部，将铸件送至自动沾水箱7中的支具上，完成下料。

更具体地，安装于机器人18末端的主框架部19，如图9所示，主要由方管连接件22、航空插头23、下气缸安装板24、上气缸安装板25、支撑挡料环26、挡板底座27及铸件导向板28组成，所述挡板底座27及铸件导向板28安装在上气缸安装板25上，用来实现铸件脱模后的导向和X、Y轴定位；所述支撑挡料环26安装在上气缸安装板25上，用以实现铸件脱模后的Z轴定位以及抓手抓取冒口16放入沾水箱时，抓手夹爪（参见后述的抓手手指34）分离时对铸件的阻挡作用，便于铸件脱离抓手。

浮动抓取部：所述浮动抓取部20，如图10、13～15所示，整体上固定在下气缸安装板24上，主要由三爪气缸29、夹指30、抓手手指34、挡板部33、弹簧挡块部31、压缩弹簧32等部分构成，例如可将三爪气缸29固定在下气缸安装板24上，其它各构件如夹指30、抓手手指34、挡板部33、弹簧挡块部31、压缩弹簧32可穿透上气缸安装板25的开孔设置于上气缸安装板25的上方。在此，例如之字状结构的夹指30共三个，分别安装在三爪气缸29的三个爪上。抓手手指34安装在夹指30的引导槽47中，可以相对夹指30前后（对应图10中的左右方向）滑动，并经由安装在防脱槽48中的挡板部33防止抓手手指34滑脱出去。抓手手指34和夹指30之间安装压缩弹簧32。通过弹簧32的作用，一方面能保证将铸件夹紧，另一方面，夹紧力不会太大，防止夹坏铸件。例如，在抓取热的冒口时，用作夹爪的抓手手指34内嵌进冒口，当打开释放冒口时，利用支撑挡料环26的阻挡，与铸件分开。在此以三个为例但不限于此，可以为多个。在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

由此，当抓取铸件时，可实现在冒口16位置的浮动抓取，由弹簧式抓取可自动消除诸如日常人工修模造成的铸件位置度偏差、或因工艺不稳定造成的冒口充型不完全等问题造成的铸件抓取困难等问题。

浮动取放网结构：浮动取放网结构21一共有四套，如图11、12所示，各套整体上分别经由夹紧气缸法兰一35固定于下气缸安装板24（图11中省略示出），主要由夹紧气缸法兰一35、夹紧气缸导向杆36、夹紧气缸37、夹紧气缸导向座38、夹紧气缸连接杆39、夹紧气缸法兰二40、浮动弹簧41、夹紧气缸法兰连接套42、夹紧手指连接件43、夹紧手指44、纤维网定位套45组成。所述夹紧气缸37固定在夹紧气缸导向座38上，与夹紧气缸法兰连接套42及纤维网定位套45形成一个可浮动的装配体，此外，还配有浮动弹簧41，例如，在夹紧气缸法兰二40与夹紧气缸法兰连接套42的止挡部（例如形成为图示的台阶但不限于此）之间沿夹紧气缸法兰连接套42的外周套设有浮动弹簧41，从而可使夹紧气缸法兰二40如后述实现中间避空。

所述纤维网定位套45，可根据不同的纤维网大小及锥度，加工成对应的尺寸，便于更换；纤维网定位套45与锥形纤维网11进行仿形，二者锥度一致，纤维网11与纤维网定位套45内壁紧密贴合，详见图12，夹紧气缸连接杆39连接在夹紧气缸37上，夹紧手指连接件43一端安装在例如固定安装于夹紧气缸法兰连接套42的销轴46上，另一端连接在穿设于夹紧气缸法兰连接套42之中的夹紧气缸连接杆39上，夹紧气缸37驱动夹紧气缸连接杆39上下移动，带动夹紧手指连接件43绕固定销轴转动，从而带动夹紧手指44绕销轴46的开闭，将纤维网11夹紧到纤维网定位套45内壁上。例如，夹紧手指44的一端螺丝固定于夹紧手指连接件43上，另一端用于将过滤网夹靠于过滤网定位套45的内壁。如此，为抓取纤维网11构成了连杆机构，夹紧手指44开闭可将纤维网11夹紧和放开。

如图16例示，夹紧气缸法兰一35、夹紧气缸导向杆36和夹紧气缸法兰二40构成一个整体框架（相当于固定模块），当整套浮动取放网结构21压在模具中而刚性接触时，弹簧41受压缩，夹紧气缸法兰连接套42、夹紧手指连接件43、夹紧手指44、纤维网定位套45、夹紧气缸37、夹紧气缸导向座38、夹紧气缸连接杆39整体连接构成一个浮动装配体（相当于浮动模块）而上下浮动，从而可避免刚性接触，亦可消除机器人下压产生的上下位移偏差，同时导向杆36贯穿于夹紧气缸导向座38起导向作用，由此，夹紧气缸法兰二40构成避空结构。

当进行抓网时，纤维网11固定在纤维网供料盘（未示出）上，纤维网定位套45与纤维网供料盘刚性接触进行抓网，因浮动弹簧41的作用，弹簧压缩量10mm，消除纤维网定位套45与供料盘之间的刚性接触，纤维网定位套45内腔与纤维网11形状及锥度一致，当抓取纤维网11时，纤维网11在一定范围内可自动定心。

通过上述浮动放网将纤维网11放入模具下模9的下型腔中，浮动取放网结构21与对应下型腔的下模具安装板保持垂直，即可保证纤维网11放入下型腔后，不会放歪。解决了人工放网导致的效率低下、漏放、放歪的问题。

有益效果：根据本发明，可实现差压铸件的自动抓取铸件及自动放网工作，对实现差压铸造实现自动化具有重要意义，可减轻人工劳动强度，有效提高生产效率，提升产品质量，从而降低人工及生产成本。实现干湿分离，只对铸件进行沾水降温，避免模具沾水。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。尽管已经参考各种具体实施例描述了本发明，但是应当理解，可以在所描述的发明构思的精神和范围内做出变形。因此，意图是本发明不限于所描述的实施例，而是将具有由所附权利要求的语言所定义的全部范围。

Claims (4)

1.一种差压铸造机，其特征在于，具有铸件浮动抓取及放网装置，该铸件浮动抓取及放网装置用于差压铸造机脱模时的铸件抓取以及对型腔内部设置过滤网，包括：浮动抓取部（20）和浮动取放网结构（21），所述浮动抓取部（20）包括：气缸（29）、安装在所述气缸（29）的爪上的夹指（30）、安装在所述夹指（30）中的抓手手指（34）、和安装在所述抓手手指（34）和所述夹指（30）之间的压缩弹簧（32），所述浮动取放网结构（21）包括：连接构成一个整体框架的夹紧气缸法兰一（35）、夹紧气缸导向杆（36）和夹紧气缸法兰二（40）；连接构成一个浮动装配体的夹紧气缸（37）、夹紧气缸导向座（38）、连接在所述夹紧气缸（37）上的夹紧气缸连接杆（39）、浮动弹簧（41）、夹紧气缸法兰连接套（42）、夹紧手指连接件（43）、夹紧手指（44）和过滤网定位套（45），其中，所述夹紧气缸（37）固定在所述夹紧气缸导向座（38）上，所述夹紧气缸导向杆（36）贯穿于所述夹紧气缸导向座（38）起导向作用，所述浮动弹簧（41）沿所述夹紧气缸法兰连接套（42）的外周套设在所述夹紧气缸法兰二（40）与所述夹紧气缸法兰连接套（42）侧的止挡部之间，所述夹紧手指连接件（43）一端安装在销轴（46）上，另一端连接在所述夹紧气缸连接杆（39）上，该销轴（46）安装于所述夹紧气缸法兰连接套（42）上，所述铸件浮动抓取及放网装置还包括机器人（18）、安装于所述机器人（18）末端的主框架部（19），所述主框架部（19）包括：用于安装所述浮动抓取部（20）的上气缸安装板（25），和用于安装所述浮动取放网结构（21）的下气缸安装板（24），所述浮动取放网结构（21）经由所述夹紧气缸法兰一（35）固定于所述下气缸安装板（24），所述气缸（29）固定在所述下气缸安装板（24）上，所述夹指（30）、所述抓手手指（34）、所述压缩弹簧（32）穿透所述上气缸安装板（25）的开孔设置于所述上气缸安装板（25）的上方；所述抓手手指（34）可滑动地安装在所述夹指（30）的引导槽（47）中，并在所述夹指（30）的防脱槽（48）中安装有挡板部（33），所述主框架部（19）还包括支撑挡料环（26）、挡板底座（27）及铸件导向板（28），所述挡板底座（27）及所述铸件导向板（28）安装在所述上气缸安装板（25）上，用来实现铸件脱模后的导向和X、Y轴定位；所述支撑挡料环（26）安装在所述上气缸安装板（25）上，用以实现铸件脱模后的Z轴定位以及当抓取铸件的冒口（16）的所述抓手手指（34）分离而打开释放被嵌进所述抓手手指（34）内的冒口时利用所述支撑挡料环（26）对铸件的阻挡作用便于铸件脱离所述抓手手指（34），所述夹紧手指（44）的一端固定于所述夹紧手指连接件（43）上，另一端用于将过滤网夹靠于所述过滤网定位套（45）的内壁，该差压铸造机还包括具有上模（8）、下模结构的充型结构，该下模结构包括：下模（9），和相应于铸件冒口（16）的位置安装的镶块（13），在所述镶块（13）中设有用于对铸件冒口（16）的位置进行冷却的冷却通道（15）。

2.根据权利要求1所述的差压铸造机，其特征在于，所述过滤网定位套（45）具有与过滤网进行仿形的锥度一致的内壁。

3.根据权利要求1所述的差压铸造机，其特征在于，所述镶块（13）构成为适于形成尺寸高度≥25mm、拔模角度≤10°的铸件冒口（16）的内侧通道结构。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的差压铸造机，其特征在于，构成为1模多腔的用于制作铝合金转向节的差压铸造机，所述气缸（29）为三爪气缸（29），所述浮动抓取部（20）具有三个夹指（30）。

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