CN116422872A - 牺牲阳极自动熔铸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牺牲阳极自动熔铸系统，包括中频熔炼炉，中频熔炼炉的上方设有加料装置、搅拌装置和捞渣装置；所述中频熔炼炉的出料口与低压浇铸机进料口连接，低压浇铸机远离中频熔炼炉的一侧设有带机械手的桁架，桁架的下方设有钢芯料架、阳极工件冷却架、冒口切削机和成品运输线。本发明采用工业机器人替代人工的方式，以其可连续作业、动作精度高、运行可靠等优势，实现大幅减轻牺牲阳极制造现场作业人员的劳动强度，提高牺牲阳极的生产效率、扩大产能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及金属熔炼与铸造技术领域，特别涉及一种使用工业机器人实现的牺牲阳极自动熔铸系统。
背景技术
工业机器人在铸件重量轻、自动化水平高的铸铝浇注生产线有着大量应用案例。配合自动化水平高的造型线，机器人通过编程控制，准确定位浇注位置，调节汤勺与浇口的角度距离，实现精准最佳浇注，自动化水平高，人为干预因素少，浇注质量好，安全可靠。
在牺牲阳极的制造过程中，使用中频熔炼炉对铝锭进行熔炼，并按照配方添加相应的合金元素，该操作过程，目前大多采用人工操作的方式执行，极少采用工业机器人完成操作的方式。
相对于牺牲阳极制造的其他工序来说，自动熔铸工序，因其作业环境较为恶劣，长期伴随着高温、振动、磁扰、粉尘等诸多不利因素，致使工业机器人的推广产生了很大困难，也仅仅有部分企业将机器人应用于一些辅助的检测工序，机器人的优势没有完全发挥出来。
发明内容
本发明为了填补上述领域的空白，提供一种使用工业机器人实现的牺牲阳极自动熔铸系统。
本发明是采用以下技术方案得以实现的。
一种牺牲阳极自动熔铸系统，包括中频熔炼炉，中频熔炼炉的上方设有加料装置、搅拌装置和捞渣装置；所述中频熔炼炉的出料口与低压浇铸机进料口连接，低压浇铸机远离中频熔炼炉的一侧设有带机械手的桁架，桁架的下方设有钢芯料架、阳极工件冷却架、冒口切削机和成品运输线。
进一步的，所述加料装置包括安装在平台上的行走地轨，行走地轨上滑动连接有基座，基座上方设有机械抓手。
进一步的，所述捞渣装置包括安装在平台上的轨道，轨道上设有送料车，送料车上设有机械臂，机械臂的前端连接有捞渣勺；在所述送料车上还设有合金料盒和铝垛防倾倒机构。
更进一步的，所述铝垛防倾倒机构包括两个相对设置的底座，两个底座的相对侧以及两个底座之间均设有导轨；所述底座的上方滑动连接有两个侧推支撑架，侧推支撑架上竖直连接有侧推挡板。
进一步的，所述低压浇铸机包括浇铸机本体，浇铸机本体内设有浇铸模具；在所述浇铸机本体的一侧设有料液入口，浇铸机本体的另一侧设有运料车。
进一步的，所述桁架包括两条桁架X轴轨道梁，在桁架X轴轨道梁上垂直设有桁架Y轴轨道梁；在桁架Y轴轨道梁上设有桁架Z轴轨道梁，桁架Z轴轨道梁垂直于桁架X轴轨道梁和桁架Y轴轨道梁所在平面；在所述桁架Z轴轨道梁上设有桁架机械抓手。
进一步的，所述冒口切削机包括冒口切削机底座，冒口切削机底座上设有阳极工件定位固定台，阳极工件定位固定台的上方设有带锯机头。
本申请具有以下有益效果。
本发明采用工业机器人替代人工的方式，以其可连续作业、动作精度高、运行可靠等优势，实现大幅减轻牺牲阳极制造现场作业人员的劳动强度，提高牺牲阳极的生产效率、扩大产能的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明加料装置的结构示意图；
图3是本发明中频熔炼炉的结构示意图；
图4是本发明捞渣装置的结构示意图；
图5是本发明铝垛防倾倒机构的结构示意图；
图6是本发明低压浇铸机的结构示意图；
图7是本发明浇铸模具的结构示意图；
图8是本发明桁架的结构示意图；
图9是本发明阳极工件冷却架的结构示意图；
图10是本发明冒口切削机的结构示意图；
图11是本发明的结构框图。
其中，1.加料装置；101.基座；102.机械抓手；103.行走地轨；2.中频熔炼炉；201.炉体；202.炉盖；3.捞渣装置；301.轨道；302.送料车；303.机械臂；304.捞渣勺；305.合金料盒；306.铝垛防倾倒机构；3061.底座；3062.导轨；3063.侧推支撑架；3064.侧推挡板；3065.视觉系统；4.搅拌装置；5.低压浇铸机；501.浇铸机本体；502.料液入口；503.运料车；504.浇铸模具；6.桁架；601.桁架X轴轨道梁；602.桁架Y轴轨道梁；603.桁架Z轴轨道梁；604.桁架机械抓手；7.钢芯料架；8.阳极工件冷却架；801.冷却支架；802.耐高温物料检测传感器；9.冒口切削机；901.冒口切削机底座；902.带锯机头；903.阳极工件定位固定台；10.成品运输线；11.阳极工件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1-11所示，一种应用工业机器人实现牺牲阳极自动熔铸系统，包括加料装置1、中频熔炼炉2、捞渣装置3、搅拌装置4、低压浇铸机5、桁架6、钢芯料架7、阳极工件冷却架8、冒口切削机9和成品运输线10。
本申请加料装置1负责完成夹取铝锭或合金，并按照规则分别投放至中频熔炼炉2中。所述加料装置1包括安装在平台上的行走地轨103，行走地轨103上滑动连接有基座101，基座101上方设有机械抓手102。
本申请系统中设置有2个中频熔炼炉2，即一拖二中频熔炼炉负责完成铝锭和合金的融化功能，采用660V工作电压，提高能效转化率，降低电能损耗。配置双比色红外测温系统，精确测量铝液温度，根据配方要求，在不同的铝液温度下，加入不同的合金元素。每个中频熔炼炉2均包括炉体201和炉盖202。
所述捞渣装置3负责完成铝渣的捞取，铝锭垛的导正与称重，以及合金料盒的转运功能。借助3D视觉识别系统，准确识别铝锭的抓取位置，顺利完成铝锭的投料动作。所述捞渣装置3包括安装在平台上的轨道301，轨道301上设有送料车302，送料车302上设有机械臂303，机械臂303的前端连接有捞渣勺304；在所述送料车302上还设有合金料盒305和铝垛防倾倒机构306。所述铝垛防倾倒机构306包括两个相对设置的底座3061，两个底座3061的相对侧以及两个底座3061之间均设有导轨3062；所述底座3061的上方滑动连接有两个侧推支撑架3063，侧推支撑架3063上竖直连接有侧推挡板3064；在所述底座3061还设有支撑臂，支撑臂的顶端设有视觉系统3065。
所述搅拌装置4负责完成铝溶液与合金元素的混合搅拌作业，使合金元素充分均匀的溶解于铝溶液中。
所述低压浇铸机5负责完成将合金铝液以低压浇铸的工艺方式，铸造成既定形状的牺牲阳极工件。所述低压浇铸机5包括浇铸机本体501，浇铸机本体501内设有浇铸模具504；在所述浇铸机本体501的一侧设有料液入口502，浇铸机本体501的另一侧设有运料车503。
所述桁架6负责完成阳极钢芯上料、阳极工件下料、阳极工件转运等动作，由中控系统集中控制。所述桁架6包括两条桁架X轴轨道梁601，在桁架X轴轨道梁601上垂直设有桁架Y轴轨道梁602；在桁架Y轴轨道梁602上设有桁架Z轴轨道梁603，桁架Z轴轨道梁603垂直于桁架X轴轨道梁601和桁架Y轴轨道梁602所在平面；在所述桁架Z轴轨道梁603上设有桁架机械抓手604。
所述钢芯料架7负责存储阳极钢芯，供桁架6定位抓取使用。
所述阳极工件冷却架8负责存放和冷却脱模后的阳极工件，此时阳极工件的温度在350℃左右。所述阳极工件冷却架8包括冷却支架801，在冷却支架801的一侧设有耐高温物料检测传感器802。
所述冒口切削机9包括冒口切削机底座901，冒口切削机底座901上设有阳极工件定位固定台903，阳极工件定位固定台903的上方设有带锯机头902。冒口切削机9负责切除阳极工件上的补缩冒口，冒口切削机的平台用于定位固定阳极工件，带锯机头902可移动切除冒口。
成品运输线10负责将切完冒口的成品阳极工件，运输到桁架的工作区域之外，用于成品装箱。
本申请系统形成了一套完整的物料称重、3D视觉识别、金属熔炼、实时测温、机器人加料、机器人投放合金、自动溶液搅拌、机器人捞渣、自动低压浇铸、工件冷却、冒口切削、成品运输的全流程自动化操作。
整套系统的结构及工作流程参考图11，具体描述如下：
加料装置1上的机械抓手102夹取铝锭或合金，并按照顺序规则，分别投放至两个中频熔炼炉2中；
一拖二中频熔炼炉2利用中频感应原理，将电能转换成热能，对铝锭进行融化作业，并实时在线监测铝液的温度；
当铝锭完全融化成液体时，且铝液温度达到添加合金元素的温度条件值，加料装置1上的机械抓手102夹取合金料盒305，将特定的合金元素添加到铝液中，由搅拌装置4对合金铝液进行搅拌作业；与此同时，捞渣装置3使用捞渣勺304，捞取中频炉口处漂浮的铝渣；
熔炼合格的铝合金溶液，倒入低压浇铸机5的保温炉中，铝合金溶液备用；
桁架6在中控系统的指挥下，桁架机械抓手604从钢芯料架7处夹取钢芯，运送并放置在低压浇铸机5的运料车503上，由低压浇铸机5自动完成模具与钢芯的结合，以及模具的合模动作；
低压浇铸机5完成模具的合模动作后，铝合金溶液在1.0-1.5MPa的低气压作用下，铸造成既定形状的牺牲阳极工件；
桁架6在中控系统的指挥下，桁架机械抓手604从低压浇铸机5处夹取阳极工件11，按一定顺序放置在阳极工件冷却架8的制定位置，进行工件的冷却过程；
桁架6在中控系统的指挥下，桁架机械抓手604从阳极工件冷却架8处夹取已经冷却完毕的阳极工件11，放置在冒口切削机9的定位平台上；
冒口切削机9的带锯机头902进行移动，切削掉阳极工件11的补缩冒口，完成阳极的生产过程；
桁架6在中控系统的指挥下，桁架机械抓手604从冒口切削机9的定位平台处夹取成品阳极工件，放置在成品运输线10上；
成品运输线10将成品阳极工件运输到桁架的工作区域之外，用于成品装箱。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：包括中频熔炼炉(2)，中频熔炼炉(2)的上方设有加料装置(1)、搅拌装置(4)和捞渣装置(3)；所述中频熔炼炉(2)的出料口与低压浇铸机(5)进料口连接，低压浇铸机(5)远离中频熔炼炉(2)的一侧设有带机械手的桁架(6)，桁架(6)的下方设有钢芯料架(7)、阳极工件冷却架(8)、冒口切削机(9)和成品运输线(10)。
2.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述加料装置(1)包括安装在平台上的行走地轨(103)，行走地轨(103)上滑动连接有基座(101)，基座(101)上方设有机械抓手(102)。
3.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述捞渣装置(3)包括安装在平台上的轨道(301)，轨道(301)上设有送料车(302)，送料车(302)上设有机械臂(303)，机械臂(303)的前端连接有捞渣勺(304)；在所述送料车(302)上还设有合金料盒(305)和铝垛防倾倒机构(306)。
4.根据权利要求3所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述铝垛防倾倒机构(306)包括两个相对设置的底座(3061)，两个底座(3061)的相对侧以及两个底座(3061)之间均设有导轨(3062)；所述底座(3061)的上方滑动连接有两个侧推支撑架(3063)，侧推支撑架(3063)上竖直连接有侧推挡板(3064)。
5.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述低压浇铸机(5)包括浇铸机本体(501)，浇铸机本体(501)内设有浇铸模具(504)；在所述浇铸机本体(501)的一侧设有料液入口(502)，浇铸机本体(501)的另一侧设有运料车(503)。
6.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述桁架(6)包括两条桁架X轴轨道梁(601)，在桁架X轴轨道梁(601)上垂直设有桁架Y轴轨道梁(602)；在桁架Y轴轨道梁(602)上设有桁架Z轴轨道梁(603)，桁架Z轴轨道梁(603)垂直于桁架X轴轨道梁(601)和桁架Y轴轨道梁(602)所在平面；在所述桁架Z轴轨道梁(603)上设有桁架机械抓手(604)。
7.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极自动熔铸系统，其特征在于：所述冒口切削机(9)包括冒口切削机底座(901)，冒口切削机底座(901)上设有阳极工件定位固定台(903)，阳极工件定位固定台(903)的上方设有带锯机头(902)。
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