CN204470583U - 铝合金车轮强力铸造加液系统 - Google Patents

Abstract

本专利属于铝合金车轮铸造领域，是专门用于实现定量浇铸的铝合金车轮强力铸造加液系统。系统由三自由度的上料机器人和集自动开关、自动称量、自动测温、料液保温、过滤以及接料缓冲功能于一体用于加液的浇杯组成，其特征之处在于：发明了以气缸为动力的锥形塞开关，实现了铝液浇铸的自动开闭；在上料机器人与浇杯的上盖间设置称重传感器实现铝液的自动称重；在浇杯的底部设置了便于装卸的过滤网装置；在筒盖上设置了铝液测温装置，内、外筒之间设置了用于补温的电热丝。本实用新型为具有自动称量功能、自动开关功能、铝液过滤功能、温度监测功能、铝液保温功能和自动配送搬运功能于一体的铸造加液系统，对于实现铸造生产自动化具有重要实用价值。

Description

铝合金车轮强力铸造加液系统

技术领域

本专利属于铝合金车轮铸造领域，是专门用于为铝合金车轮强力铸造或重力铸造实现定量浇铸铝液的专用设备。

背景技术

  目前，国内外铝合金车轮生产方法主要以铸造工艺为主，常用的铸造工艺为低压铸造和重力铸造，其中重力铸造采用人工的加液方式将铝液从保温炉中取出并浇注至模具型腔中，工人劳动强度大、难以实现自动化，并且料液的浇注量难以准确控制，生产中经常出现浇不足或者浇口过大等缺陷，对铸件的成品率及材料利用率造成较大影响。强力铸造工艺是一种重力式中心浇铸、以推注方式进行强力加压补缩的新型铸造工艺，与传统重力铸造和低压铸造相比具有密度高、强度高和延伸率高的显著优点，本发明针对强力铸造工艺的特点，发明了自动加液系统。

发明内容

  针对铝合金车轮强力铸造工艺加液自动化问题，本发明公布了一种铝合金车轮强力铸造加液系统，本系统由三自由度的上料机器人（1-1）和集自动开关、自动称量、自动测温、料液保温、过滤以及接料缓冲功能于一体用于加液的浇杯（1-5）组成，其特征之处在于：其特征之处在于：发明了以气缸为动力的锥形塞（2-5）开关，实现了铝液浇铸的自动开闭；上料机器人（1-1）的连接板（4-9）与上盖（2-4）分别与称重传感器（1-4）的两端连接，实现铝液的自动称重；在浇杯（1-5）的底部设置了便于装卸的过滤网（6-1）装置；在浇杯(1-5)的上盖（2-4）上设置了铝液测温装置（1-6），浇杯（1-5）的外筒（2-1）与内胆（2-3）之间设置了用于补温的电热丝（2-2），本发明为具有自动称量功能、自动开关功能、铝液过滤功能、温度监测功能、铝液保温功能和自动配送搬运功能于一体的铸造加液系统，对于实现铸造生产自动化具有重要实用价值。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的特征为：上料机器人（1-1）是架空式的，分别具有沿铸造机间的左右方向运动、向铸造机中心的前后方向运动和沿高度方向提升运动的三个自由度，每个压铸机正面支撑出两根短梁将一根带有两根水平直线导轨（3-7）和一根水平齿条（4-1）的长梁（4-5）架在空中，滑座垂直安装板（4-2）通过滑块（4-8）与安装在长梁（4-5）上的水平直线导轨（3-7）相联接，由安装在滑座水平安装板（4-6）上的水平伺服电机（4-4）带动水平电机齿轮（4-7）与长梁（4-5）上的水平齿条（4-1）啮合来实现机器人沿长梁（4-5）的水平运动，用于实现各个铸造机与保温炉间的沿左右方向水平运送，滑座垂直安装板（4-2）上的垂直导轨滑块（3-2）与垂直方向的提升方管（3-6）上的垂直导轨（4-3）相联，装在滑座垂直安装板（4-2）上的提升电机（3-4）经垂直电机齿轮（3-3）带动安装在提升方管（3-6）上的垂直齿条（3-5）用以实现垂直方向的升降运动，提升方管（3-6）的下端安装带有滚针支撑的两瓣式支撑座（3-1），安装在支撑座（3-1）内部的气缸（3-8）驱动由滚针支撑的手臂（3-9）实现前后方向的运动。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）自动开关功能为：浇杯（1-5）的内胆底（2-6）为锥形件，其中心带有上大下小的锥形通孔，加液时该通孔用于铝水的流出，锥形通孔由一锥形塞(2-5)封堵，锥形塞（2-5）向上运动则铝液从锥形通孔流出，锥形塞(2-5)的上下运动是由安装在浇杯（1-5）上盖（2-4）上的提升气缸（1-2）驱动来实现的。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）自动称量功能为：该加液杯装置设有自动称量系统，该功能由3只称重传感器（1-4）实现，称重传感器（1-4）通过下端面的螺钉孔均布地紧固在浇杯（1-5）的上盖（2-4）之上，称重传感器（1-4）通过上端的螺钉孔与刚性支架相紧固，刚性支架侧面设有与上料机器人（1-1）的连接板（4-9）相配的安装接口，3只称重传感器（1-4）依据加入的铝液量发出的4-20mA模拟量信号经求和运算传至加液系统，当称重传感器（1-4）输出的量值达到设定的量值时，保温炉上的加液开关关闭，将浇杯（1-5）移入模具加液口处，对准后打开开关并放空浇杯（1-5）内全部铝液，由于浇杯内的铝液是根据铸造机的请求液量装入的，全部放空即实现了铝液的定量浇铸。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）自动测温功能为：该功能由安装在上盖（2-4）上的测温装置（1-6）实现，其可对料液温度进行测量并输出4-20mA模拟量信号。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）料液保温功能为：浇杯（1-5）的本体为双层结构，内胆（2-3）的外壁设有电热丝（2-2），当测得的铝液温度低于设定的下限值时，电热丝（2-2）通电加热，达到设定的上限值时，电热丝（2-2）停止加热。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）过滤功能为：在浇杯出口位置设置了过滤装置，该过滤装置由铰链（6-4）、扣盖（5-2）和弹性卡簧（5-1）组成，过滤网（6-1）安装在扣盖（5-2）内。

  本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的浇杯（1-5）接料缓冲功能为：浇杯(1-5)内安装缓冲击式入料器(1-3)，用以缓冲由保温炉出来的铝液，加液时缓冲击式入料器(1-3)可对料液进行导流，使料液较为平稳流入浇杯(1-5)中，减少了接料过程的卷气。

本专利所述的铝合金车轮强力铸造加液系统的自动化的加液过程为：机器人（1-1）带动浇杯(1-5)移至保温炉出料口处等待，收到铸造机的上料请求，机器人（1-1）带动浇杯(1-5)移至保温炉出料口处，浇杯（1-5）出液口开关在关闭状态下打开保温炉的出液口，料液经缓冲击式入料器(1-3)流入浇杯（1-5)中，称重传感器(1-4)对料液进行称重测量，当检测到料液重量达到预设重量后保温炉出料口关闭，加液停止，浇杯（1-5）由上料机器人（1-1）带动移至铸造模具的进液口位置，使浇杯（1-5）出液口与模具加液口对准，提升气缸（1-2）带动锥形塞(2-5)向上运动，使浇杯出料口打开，料液经过滤网（6-1）流进模具入料口，放空浇杯（1-5）内全部铝液，上料机器人（1-1）手臂抬起、退出铸造机回到加热炉出液口位置等待加液，至此完成一轮加液，等待新的铸造机上料请求，本加液系统可同时为多台铸造机服务，整个加液过程中电热丝(2-2)根据测温装置（1-6）测得的料液温度及时对料液进行补温，保证了料液在铸造过程中的流动性。

  本专利产生的有益效果在于：1）架空式机器人结构简单、重量轻、无用功耗小、不占用地面空间，一台机器人可为多台铸造机服务；2）方便地实现了多台铸造机铝液的定量浇铸；3）对于提高强力铸造铸造工艺的稳定性实现自动化具有关键作用。

四、附图说明

 图1为本发明的强力铸造加液系统构成示意图。

图２为本发明浇杯结构示意图。

图３为上料机器人背面结构示意图。

图4为上料机器人正面结构示意图。

图5为本发明的过滤网装置外形示意图。

图6为本发明的过滤网装置截面图。

图１中所示的加液设备结构主要包括：上料机器人（1-1）、提升气缸（1-2）、缓冲击式入料器（1-3）、称重传感器（1-4）、浇杯（1-5）、测温装置（1-6）。

图2中所示的浇杯结构主要包括：外筒（2-1）、电热丝（2-2）、内胆（2-3）、上盖（2-4）、锥形塞（2-5）、内胆底（2-6）。

图3中所示的上料机器人背面结构主要包括：支撑座（3-1）、垂直导轨滑块（3-2）、垂直电机齿轮（3-3）、提升电机（3-4）、垂直齿条（3-5）、提升方管（3-6）、水平直线导轨（3-7）、气缸（3-8）、手臂（3-9）。

 图4中所示的上料机器人正面结构主要包括：水平齿条（4-1）、滑座垂直安装板（4-2）、垂直导轨（4-3）、水平伺服电机（4-4）、长梁（4-5）、滑座水平安装板（4-6）、水平电机齿轮（4-7）、滑块（4-8）、连接板（4-9）。

图5中所示的过滤网装置外形结构主要包括: 弹性卡簧（5-1）、扣盖（5-2）。

图6中所示的过滤网装置截面主要包括:过滤网（6-1）、筒底（6-2）、固定螺钉（6-3）、铰链（6-4）。

五、具体实施方式

以下结合附图就具体实施方式进行详细说明（本实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明作出的任何限定）

  结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5及附图6对本发明中铝合金轮毂铸造加液设备的结构和工作过程进行详细说明。

(1)  本专利加液设备的称重传感器是通过安装于上料机器人（1-1）手臂与上盖（2-4）间的称重传感器（1-4）实现对料液重量的测量，当达到预设置重量后停止加液，实现了定量加液。

(2)  本设备是架空式的，具有三个自由度，滑座水平安装板（4-6）通过四个滑块（4-8）与安装在长梁（4-5）上的水平直线导轨（3-7）相联接，由安装在滑块上的水平伺服电机（4-4）带动水平电机齿轮（4-7）与长梁（4-5）上的水平齿条（4-1）啮合来实现滑座水平安装板（4-6）的左右水平运动，用于实现各个铸造机与保温炉间的左右水平运动，垂直导轨滑块（3-2）与垂直方向的提升方管（3-6）上的垂直导轨（4-3）相联，装在滑座垂直安装板（4-2）上的提升电机（3-4）经垂直电机齿轮（3-3）带动安装在提升方管（3-6）上的垂直齿条（3-5）用以实现升降运动，提升方管（3-6）的下端安装两瓣式支撑座（3-1），支撑座（3-1）内装有气缸（3-8）驱动的前后方向运动的手臂（3-9），手臂（3-9）的前端安装有浇杯（1-5）。

(3)  本专利浇杯（1-5）的结构为内胆（2-3）和外筒（2-1）的双层结构，中间为电热丝（2-2）缠绕结构，可随时对料液进行补温，保证了料液在铸造过程中的流动性；本发明的测温装置（1-6）位于浇杯（1-5）上方，工作过程中可对料液温度进行测量，配合电热丝（2-2）对料液进行补温。

(4)  本专利的加液设备包括缓冲击式入料器（1-3），接料时可对料液进行导流，使料液可较为平稳地流入浇杯（1-5）中，从而减少卷气现象的发生。

(5)  本专利的加液设备的提升装置包括提升气缸（1-2）、锥形塞（2-5），提升气缸（1-2）可带动锥形塞（2-5）沿竖直方向运动，从而完成出液和加液过程中的开合运动。

(6)  本专利的加液设备具有料液过滤功能，过滤装置结构如图5及图6所示，料液流经过滤网（6-1）进入模具型腔，过滤网（6-1）安装于扣盖（5-2）中，扣盖（5-2）结构简单、开合方便，过滤网（6-1）容易更换。

(7)  本专利的加液设备的工作过程为：收到铸造机的加液请求，位于保温炉出料口的浇杯（1-5）的提升气缸（1-2）带动锥形塞（2-5）向下运动将出料口封住，此时测温装置（1-6）和称重传感器（1-4）开启，对料液进行测量，料液经缓冲击式入料器（1-3）平稳地流入浇杯（1-5）中，当称重传感器（1-4）检测到料液重量达到预设置重量后停止加液，在加液过程中扣盖（5-2）打开，进行过滤网（6-1）更换，加液完毕后上料机器人（1-1）带动浇杯（1-5）移动至模具的进液口位置，随后提升气缸（1-2）带动锥形塞（2-5）向上运动，出料口随之打开，料液经过滤网（6-1）过滤后流进模具型腔，加液完毕后上料机器人（1-1）带动浇杯（1-5）移出加液区，回至保温炉加液处，一个加液循环的过程完毕，等待铸造机的下一循环要料请求。

Claims (8)

1.一种铝合金车轮强力铸造加液系统，由三自由度的上料机器人（1-1）和集自动开关、自动称量、自动测温、料液保温、过滤以及接料缓冲功能于一体用于加液的浇杯（1-5）组成，其特征之处在于：发明了以气缸为动力的锥形塞（2-5）开关，实现了铝液浇铸的自动开闭；上料机器人（1-1）的连接板（4-9）与上盖（2-4）分别与称重传感器（1-4）的两端连接，实现铝液的自动称重；在浇杯（1-5）的底部设置了便于装卸的过滤网（6-1）装置；在浇杯(1-5)的上盖（2-4）上设置了铝液测温装置（1-6），浇杯（1-5）的外筒（2-1）与内胆（2-3）之间设置了用于补温的电热丝（2-2）。

2.根据权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：上料机器人（1-1）是架空式的，分别具有沿铸造机间的左右方向运动、向铸造机中心的前后方向运动和沿高度方向提升运动的三个自由度，每个压铸机正面支撑出两根短梁将一根带有两根水平直线导轨（3-7）和一根水平齿条（4-1）的长梁（4-5）架在空中，滑座垂直安装板（4-2）通过滑块（4-8）与安装在长梁（4-5）上的水平直线导轨（3-7）相联接，由安装在滑座水平安装板（4-6）上的水平伺服电机（4-4）带动水平电机齿轮（4-7）与长梁（4-5）上的水平齿条（4-1）啮合来实现沿长梁（4-5）的水平运动，用于实现各个铸造机与保温炉间的沿左右方向水平运送，滑座垂直安装板（4-2）上的垂直导轨滑块（3-2）与垂直方向的提升方管（3-6）上的垂直导轨（4-3）相联，装在滑座垂直安装板（4-2）上的提升电机（3-4）经垂直电机齿轮（3-3）带动安装在提升方管（3-6）上的垂直齿条（3-5）用以实现垂直方向的升降运动，提升方管（3-6）的下端安装带有滚针支撑的两瓣式支撑座（3-1），安装在支撑座（3-1）内部的气缸（3-8）驱动由滚针支撑的手臂（3-9）实现前后方向的运动。

3.根据权利要求１所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有自动开关功能，浇杯（1-5）的内胆底（2-6）为锥形件，其中心带有上大下小的锥形通孔，加液时该通孔用于铝水的流出，锥形通孔由一锥形塞(2-5)封堵，锥形塞（2-5）向上运动则铝液从锥形通孔流出，锥形塞(2-5)的上下运动是由安装在浇杯（1-5）上盖（2-4）上的提升气缸（1-2）驱动来实现的。

4.根据权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有自动称量功能，该功能由3只称重传感器（1-4）实现，称重传感器（1-4）通过下端面的螺钉孔均布地紧固在浇杯（1-5）的上盖（2-4）之上，称重传感器（1-4）通过上端的螺钉孔与刚性支架相紧固，刚性支架侧面设有与上料机器人（1-1）的连接板（4-9）相配的安装接口，3只称重传感器（1-4）依据加入的铝液量发出的4-20mA模拟量信号经求和运算传至加液系统，当称重传感器（1-4）输出的量值达到设定的量值时，保温炉上的加液开关关闭，将浇杯（1-5）移入模具加液口处，对准后打开开关并放空浇杯（1-5）内全部铝液，由于浇杯内的铝液是根据铸造机的请求液量装入的，全部放空即实现了铝液的定量浇铸。

5.根据权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有自动测温功能，该功能由安装在上盖（2-4）上的测温装置（1-6）实现，其可对料液温度进行测量并输出4-20mA模拟量信号。

6.根据权利要求１所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有料液保温功能，浇杯（1-5）的本体为双层结构，内胆（2-3）的外壁设有电热丝（2-2），当测得的铝液温度低于设定的下限值时，电热丝（2-2）通电加热，达到设定的上限值时，电热丝（2-2）停止加热。

7.根据权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有过滤功能，在浇杯（1-5）出口位置设置了过滤装置，该过滤装置由铰链（6-4）、扣盖（5-2）和弹性卡簧（5-1）组成，过滤网（6-1）安装在扣盖（5-2）内。

8.根据权利要求1所述的铝合金车轮强力铸造加液系统，其特征在于：浇杯（1-5）具有接料缓冲功能，浇杯(1-5)内安装缓冲击式入料器(1-3)，用以缓冲由保温炉出来的铝液，加液时缓冲击式入料器(1-3)可对料液进行导流，使料液平稳流入浇杯(1-5)中，减少接料过程的卷气。