CN210334248U - 一种精密铸造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种精密铸造系统，该精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及精密铸造机器人，该机器人包括机身、肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部，机身上设置有肩关节，肩关节与大臂连接，肘关节连接大臂与小臂，腕部连接小臂与手部，通过在机器人上设置视觉定位系统，从而实现机器人从模壳输送线上夹取模壳到放入焙烧炉中进行焙烧，再从焙烧炉中取出模壳，将模壳移到浇铸装置进行浇铸过程中的定位，提高定位的准确性。

Description

一种精密铸造系统

技术领域

本实用新型涉及精密铸造领域，尤其涉及一种精密铸造系统。

背景技术

精密铸造即熔模铸造，又称失蜡铸造，在精密铸造行业中，通常是在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，为了去除型壳中的水分、残余蜡料、皂化物等，使之具有低发气量和良好透气性，同时减少液态合金与型壳的温差，提高充型能力进而提高浇铸合格率，模壳需要在浇铸前进行焙烧，一经焙烧，模壳内残余的蜡全部熔化流失，只剩模壳，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，一个铸件就形成了。

在现有的生产中，由于模壳是在类似零件的蜡模表面涂上涂料形成的，形状非常不规则，在进行自动化生产中，不容易对其定位抓取，因此都是采用人工取料，随便堆积在焙烧炉中。人工用模壳叉将模壳从焙烧炉中取出时，由于温度很高，对人的烘烤很难受，同时模壳重量较大，一般零件，模壳重约十几公斤，重的有几十公斤，如此重的零件，且处在几百度的炽热状态，需要人工用模壳叉子从焙烧炉中取出放在浇铸区，工作量非常大，易烫伤，危险性高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种精密铸造机器人，解决现有技术中精密铸造自动化过程中定位不准确，人工操作工作量大、危险性高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种精密铸造系统，所述精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及精密铸造机器人，所述机器人包括控制系统、机身以及机械臂，所述机械臂包括肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部；所述机身上设置有肩关节，肩关节与大臂连接，所述肘关节连接大臂与小臂，所述腕部连接小臂与手部；所述机器人上设置有视觉定位系统，所述视觉定位系统与所述控制系统电性连接；

所述控制系统控制机器人到模壳输送线夹取模壳，夹取完成后将模壳运送到焙烧炉，再从焙烧炉中将模壳取出，将模壳移动到浇铸装置进行浇铸。

可选地，所述视觉定位系统上设置有保护装置。

可选地，所述保护装置为负压吸管。

可选地，所述机器人机身内设置有驱动机械臂进行旋转的回转驱动电机，所述肩关节上设置有驱动大臂电机，所述肘关节上设置有驱动小臂电机，所述腕部设置有驱动腕部旋转电机；所述回转驱动电机、驱动大臂电机、驱动小臂电机及驱动腕部旋转电机均与所述控制系统电性连接。

可选地，所述焙烧炉的炉膛内设置有固定不动的模壳放置平台。

可选地，所述焙烧炉的炉膛内设置有可转动的模壳放置平台。

可选地，所述模壳输送线包括模壳传送带和模壳传送带电机。

可选地，所述手部包括抓手和连接杆，抓手与连接杆固定连接，所述抓手与连接杆为中空结构，抓手内腔与所述连接杆内腔是连通的，所述连接杆连接循环冷却结构。

可选地，所述抓手的抓取端为弧形卡口，所述弧形卡口是固定的。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种精密铸造系统，该精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及精密铸造机器人，该机器人包括机身、肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部，机身上设置有肩关节，肩关节与大臂连接，肘关节连接大臂与小臂，腕部连接小臂与手部，通过在机器人上设置视觉定位系统，从而实现机器人从模壳输送线上夹取模壳到放入焙烧炉中进行焙烧，再从焙烧炉中取出模壳，将模壳移到浇铸装置进行浇铸过程中的定位，提高定位的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的精密铸造系统的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的精密铸造机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的精密铸造机器人的手部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

本实施例提供的精密铸造机器人设置有循环冷却结构，目的是为了降低长时间在高温环境下工作的机器人手部的温度，降低受热变形。

参见图1所示，本实施例提供的精密铸造系统，该精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及精密铸造机器人，本实施例中，模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置和精密铸造机器人具体的设置位置示意图如图1所示。

图2为本实施例提供的精密铸造机器人的结构示意图，该精密铸造机器人包括控制系统(图中未示出)、底座1、机身2以及机械臂，机械臂包括肩关节 3、大臂4、肘关节5、小臂6、腕部7以及手部，手部包括连接杆8和抓手9。

本实施例中，精密铸造机器人上设置有视觉定位系统，视觉定位系统与控制系统电性连接。视觉定位系统与机械臂电连接用于识别模壳输送线上模壳放置的位置、将模壳放入焙烧炉中的位置以及浇铸装置的位置，并控制机器人将模壳运送至相应的位置。本实施例中，视觉定位系统可以采用In-Sight系列视觉定位系统，此款视觉定位系统能够快速、准确的检测，同时紧凑的外形使其可安装到空间受限的生产线上，独特的模块化设计使其能够根据应用需求进行高度自由的现场定制。

本实施例中，视觉定位系统上设置有保护装置，该保护装置包括但不限于负压吸头、喷气体等，目的是避免视觉定位系统沾染灰尘。具体的，在视觉定位系统上设置负压吸头，负压吸头与真空泵连接，真空泵可以设置在底座1上。

本实施例中，精密铸造机器人机身2设置在底座1上，机身2上设置有肩关节3，肩关节3上设置有精密铸造机器人大臂4，大臂4是通过肘关节5与小臂6进行连接的，在小臂6远离肘关节5的一端设置有精密铸造机器人的腕部7，腕部7通过连接杆8与抓手9连接。

需要说明的是，机械臂各部分之间的连接方式可以通过铰链相连接，也可以通过齿轮组进行连接。

本实施例中，为了实现机器人机械臂的灵活运动，通过齿轮组与电机的结合实现机器人的运作。在机身2、肩关节3、肘关节5以及腕部7设置了驱动电机(图中未示出)。在机身2内设置有可驱动机身2进行旋转的回转驱动电机，在肩关节3处设置有可驱动大臂4进行俯仰运动的驱动大臂电机，肘关节5设置有驱动小臂电机，可驱动小臂6进行旋转，腕部7设置有驱动腕部回转电机，肩关节4处还设置第一齿轮组，驱动大臂电机通过第一齿轮组与大臂4连接，肘关节5处设置有第二齿轮组，驱动小臂电机通过第二齿轮组与小臂6连接，回转驱动电机、驱动大臂电机、驱动小臂电机及驱动腕部旋转电机均与控制系统电性连接，通过控制系统对机身2、大臂4、小臂6和腕部7的运行进行相应控制。

具体的，第一齿轮组与第二齿轮组均为锥齿轮组，其包括多个锥齿轮，锥齿轮包括轴杆与形成于所述轴杆一端的锥齿轮部。本实施例中，设置在机身内的回转驱动电机可为机身2相对底座1做旋转运动提供动力，驱动大臂电机通过第一齿轮组与大臂4连接，为大臂4的摆动提供动力，驱动小臂电机通过第二齿轮组与小臂6连接，可驱动小臂6旋转以及摆动，腕部7可做旋转运动，这种方式可以为实现机器人提供足够的驱动力，从而方便大臂、小臂和腕部的转动运作，进而提高抓手9的运动维度，方便抓手对工件的抓取作业，也有助于节省工作空间。

例如，精密铸造机器人在工作时，通过回转驱动电机调节机身2的旋转角度，然后通过驱动大臂电机、驱动小臂电机和腕部回转电机分别调节大臂4、小臂6和腕部7的姿态，最后使抓手9对准模壳浇口杯下移，驱动抓手9夹紧模壳浇口杯后上移完成抓取；回转驱动电机驱动机身2回转至指定角度后，调节机械臂各转动关节的摆角即可将模壳浇口杯移动至最终放置位置，下移释放浇口杯，完成放置任务。在执行作业任务过程中，使负压吸管对准视觉定位系统，启动真空泵执行清理任务，避免灰尘沾染视觉定位系统。

可选地，本实施例中连接杆8和抓手9为中空结构，且抓手9内腔和连接杆8内腔之间是连通的，以便于冷却液通过与循环冷却结构连接的连接杆8，进而通过抓手9，达到冷却抓手的效果。需要说明的是，连接杆8可以直接作为冷却液的流通管道，也可以在内腔设置冷却液进液管和出液管。

本实施例中，循环冷却结构包括与连接杆8连接的与冷却液通道相贯通的冷却液进液管和出液管。需要说明的是，冷却液包括但不限于水，只要是达到冷却效果的液体都可以。

具体地，连接杆8内腔设置U型腔，U型腔的两端分别接入与冷却液通道相贯通的冷却液进液管和出液管，具体的参见图3所示，U型腔的一端81连接冷却液进液管，另一端82连接冷却液出液管，机器人在工作时，冷却液通过进液管由81端进入连杆，流过抓手9，再由82端流出进入出液管，这种方式结构简单，也能有效降低抓手的温度。

可选地，抓手可以为但不限于弧形卡口，弧形卡口之间的抓取空间是固定的，这种方式不需要对抓取空间进行调整，结构简单，操作方便。

本实施例中，模壳输送线可以为流水线，也可以为固定放置平台；焙烧炉的炉膛内设置有模壳放置平台，该模壳放置平台可以是转动的，也可以是固定的。为了便于理解，下面分别以三种设置示例进行说明。

示例一：

模壳输送线为流水线，焙烧炉炉膛内模壳放置平台为转动的。模壳输送线包括模壳传送带和模壳传送带电机，模壳传送带电机驱动模壳传动带进行移动，模壳放置在模壳传送带上，控制机器人到相应的位置夹取模壳，夹取完成后将模壳运送到焙烧炉炉膛内的模壳放置平台上，进行焙烧，焙烧完成后，从焙烧炉中将模壳取出，将模壳移动到浇铸装置进行浇铸。

需要说明的是，这种方式机器人机械臂的移动路线是固定的，可以预先设置好移动路线，工作过程中，机器人按照预设路线进行运作，这种方式简单，易操作；还可以在腕部设置一个定位结构，与炉口相配合进行定位，具体的，该定位结构可以为挡板，该挡板用耐高温材料制成，并在炉口处设置固定栏杆与挡板相配合，抓手9端部到挡板的距离由模壳在炉膛内模壳放置平台上的位置到固定栏杆的距离所定。

示例二：

模壳输送线为流水线，焙烧炉炉膛内模壳放置平台为固定的。本示例中，模壳输送线包括模壳传送带和模壳传送带电机，控制机器人到相应的位置夹取模壳；夹取完成后将模壳运送到焙烧炉炉膛内的模壳放置平台上，进行焙烧，焙烧完成后，从焙烧炉中将模壳取出，将模壳移动到浇铸装置进行浇铸。

本示例中，机器人从模壳输送线的固定位置夹取模壳，模壳放入焙烧炉的炉膛内的位置需要进行调节。为了提高放入炉膛内的模壳定位的准确性，可以将要放置的位置预先设置好坐标，然后根据坐标进行放置。

示例三：

模壳输送线为固定放置平台，焙烧炉炉膛内模壳放置平台也为固定的。也就是说，本示例中，机器人的机械臂在工作过程中的位置是不断变化的，因此，需要视觉定位系统的配合来实现准确定位。具体的，模壳输送线包括模壳传送带和模壳传送带电机，模壳传送带电机驱动模壳传动带进行移动，模壳放置在模壳传送带上，视觉定位系统通过放置在模壳输送线上的模壳底部阵列特征(如等距孔)判断模壳位置，使得加工定位准确并控制机器人到相应的位置夹取模壳；夹取完成后将模壳运送到焙烧炉炉膛内的模壳放置平台上，进行焙烧，焙烧完成后，从焙烧炉中将模壳取出，将模壳移动到浇铸装置进行浇铸。

综上，本实用新型通过在机器人上设置视觉定位系统，从而实现机器人从模壳输送线上夹取模壳到放入焙烧炉中进行焙烧，再从焙烧炉中取出模壳，将模壳移到浇铸装置进行浇铸过程中的定位，提高精密铸造自动化过程中定位的准确性，并节省大量人力，提高生产效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种精密铸造系统，其特征在于，所述精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及精密铸造机器人，所述机器人包括控制系统、机身以及机械臂，所述机械臂包括肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部；所述机身上设置有肩关节，肩关节与大臂连接，所述肘关节连接大臂与小臂，所述腕部连接小臂与手部；所述机器人上设置有视觉定位系统，所述视觉定位系统与所述控制系统电性连接；

所述控制系统控制机器人到模壳输送线夹取模壳，夹取完成后将模壳运送到焙烧炉，再从焙烧炉中将模壳取出，将模壳移动到浇铸装置进行浇铸。

2.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述视觉定位系统上设置有保护装置。

3.如权利要求2所述的精密铸造系统，其特征在于，所述保护装置为负压吸管。

4.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述机器人机身内设置有驱动机械臂进行旋转的回转驱动电机，所述肩关节上设置有驱动大臂电机，所述肘关节上设置有驱动小臂电机，所述腕部设置有驱动腕部旋转电机；所述回转驱动电机、驱动大臂电机、驱动小臂电机及驱动腕部旋转电机均与所述控制系统电性连接。

5.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述焙烧炉的炉膛内设置有固定不动的模壳放置平台。

6.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述焙烧炉的炉膛内设置有可转动的模壳放置平台。

7.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述模壳输送线包括模壳传送带和模壳传送带电机。

8.如权利要求1所述的精密铸造系统，其特征在于，所述手部包括抓手和连接杆，抓手与连接杆固定连接，所述抓手与连接杆为中空结构，抓手内腔与所述连接杆内腔是连通的，所述连接杆连接循环冷却结构。

9.如权利要求8所述的精密铸造系统，其特征在于，所述抓手的抓取端为弧形卡口，所述弧形卡口是固定的。

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