CN210334256U - 一种精密铸造机器人及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种精密铸造机器人及系统，该机器人包括机身、肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部，肩关节设置在机身上，并与大臂连接，肘关节连接大臂与小臂，腕部连接小臂与手部，手部包括抓手和连接杆，抓手与连接杆固定连接，抓手与连接杆为中空结构，抓手内腔与连接杆内腔是连通的，连接杆连接循环冷却结构，通过设置循环冷却结构，使得机器人在工作过程中，冷却液通过冷却结构循环流过抓手，这样能对抓手进行即时冷却，降低抓手的温度，保证机器人正常工作。

Description

一种精密铸造机器人及系统

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机器人及系统。

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。

机器人的手臂通过做摆动和圆周旋转运动逐渐替代人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。在现有生产中，机器人也已应用到精密铸造领域。精密铸造过程中，由于焙烧模壳温度常为850-980℃，浇铸温度常为1100-1300℃，都属于高温环境。现有的精密铸造的机械手在长时间高温环境下工作，容易造成机械手发生变形和损坏，影响机械手夹取和搬运高温工件的可靠性。

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机器人在长时间高温环境工作过程中机械手易变形的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种精密铸造机器人，所述机器人包括机身、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，所述连接杆连接循环冷却结构包括：

在所述连接杆内腔设置有U型腔，所述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。

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。

可选地，所述机器人还包括控制系统。

可选地，所述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，所述机器人还包括视觉系统，所述视觉系统与所述控制系统电性连接。

可选地，所述视觉系统设置有保护装置。

为了解决上述问题，本实用新型还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、浇铸装置及如上所述的机器人。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种精密铸造机器人及系统，该机器人包括机身、肩关节、肘关节、大臂、小臂、腕部以及手部，肩关节设置在机身上，并与大臂连接，肘关节连接大臂与小臂，腕部连接小臂与手部，手部包括抓手和连接杆，抓手与连接杆固定连接，抓手与连接杆为中空结构，抓手内腔与连接杆内腔是连通的，连接杆连接循环冷却结构，通过设置循环冷却结构，使得机器人在工作过程中，冷却液通过冷却结构循环流过抓手，这样能对抓手进行即时冷却，降低抓手的温度，保证机器人正常工作。

附图说明

图1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2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；

图3为本实用新型实施例提供的精密铸造系统的示意图。

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。

实施例一：

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机器人，包括底座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。

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。

可选地，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2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。

可选的，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，这种方式不需要人工进行调整，结构简单，操作方便。

本实施例中，为了实现机器人机械臂的灵活运动，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设置有驱动腕部旋转电机。本实施例中，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。这种方式可以为实现机器人提供足够的驱动力，也有助于机器人的灵活运动，节省工作空间。

可选地，本实施例中，精密铸造机器人上设置有视觉系统，视觉系统与控制系统电性连接。视觉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，视觉系统可以采用In-Sight系列视觉系统，此款视觉系统能够快速、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，目的是避免视觉系统沾染灰尘。具体的，在视觉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。

本实用新型通过设置循环冷却结构，使得机器人在工作过程中，冷却液通过冷却结构循环流过抓手，这样能对抓手进行即时冷却，降低抓手的温度，保证机器人正常工作；在机器人上设置视觉系统，可以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。

实施例二：

本实施例还提供了一种精密铸造系统，包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置和如上实施例所示的精密铸造机器人。实际生产中，模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置和精密铸造机器人放置的位置示意图如图2所示。

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。

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 (8)

1.一种精密铸造机器人，其特征在于，所述机器人包括机身、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。

2.如权利要求1所述的精密铸造机器人，其特征在于，所述连接杆连接循环冷却结构包括：

在所述连接杆内腔设置有U型腔，所述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。

3.如权利要求1所述的精密铸造机器人，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。

4.如权利要求1所述的精密铸造机器人，其特征在于，所述机器人还包括控制系统。

5.如权利要求4所述的精密铸造机器人，其特征在于，所述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。

6.如权利要求4所述的精密铸造机器人，其特征在于，所述机器人还包括视觉系统，所述视觉系统与所述控制系统电性连接。

7.如权利要求6所述的精密铸造机器人，其特征在于，所述视觉系统设置有保护装置。

8.一种精密铸造系统，其特征在于，所述精密铸造系统包括模壳输送线、焙烧炉、浇铸装置及如权利要求1-7任一项所述的机器人。

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