CN216502318U - 一种五轴桁架铝水浇注装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种五轴桁架铝水浇注装置，其包括：桁架基座、X轴单臂横梁、Y轴悬臂横梁、Z轴升降梁、R1摆动臂、R2浇注转轴机构、铝水液位测量机构和控制系统；X轴单臂横梁架设在桁架基座上；Y轴悬臂横梁通过机座与X轴单臂横梁连接；Z轴升降梁设在Y轴悬臂横梁的一端；R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端；R2浇注转轴机构的转动轴设置在R1摆动臂上；铝水液位测量机构位于铝水熔化炉一侧；控制系统根据液位测量信号驱动执行机构完成铝水浇注工序。本实用新型可实现定量舀铝、大行程、高速运行，可减少所运送过程中铝水温度下降；降低工人操作风险、劳动强度，保障零件浇注质量稳，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝水浇注领域，尤其是电机转子的一种五轴桁架铝水浇注装置。
背景技术
电机转子的浇注工序大多采用人工舀铝水的方式生产，由于产品类别繁多，多品种共线性生产；在人工生产方式下，舀铝水量不稳定，影响产品质量。为减少人为因素的影响，采用常规设备时有局限；存在以下问题有待解决：一是压力机设备浇注工作空间小，常规设备不能进入压机内部完成浇注动作；二是铝液运输距离远，运送过程中铝水温度下降，需要高速运行。
为解决上述问题，本实用新型提出一种五轴桁架铝水浇注装置。可以解决铝水浇注中的定量舀铝、大行程、高速运行的约束问题，提高浇注的精密性；还可减少人工操作风险及降低劳动强度，提高生产效率和浇注质量稳定。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种定量舀铝、大行程、高速运行的五轴桁架铝水浇注装置。
本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决：一种五轴桁架铝水浇注装置，其包括桁架基座、X轴单臂横梁、Y轴悬臂横梁、Z轴升降梁、R1摆动臂、R2浇注转轴机构、铝水液位测量机构和控制系统；所述X轴单臂横梁架设在桁架基座上；所述Y轴悬臂横梁通过机座与X轴单臂横梁连接；所述Z轴升降梁设在Y轴悬臂横梁的一端；所述R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端；所述R2浇注转轴机构的转动轴设置在R1摆动臂上；所述铝水液位测量机构位于铝水熔化炉一侧；所述控制系统根据液位测量信号驱动执行机构完成铝水浇注工序。
特别的，所述R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端，R1摆动臂与转轴连接，转轴与转臂连接，转臂末端通过连杆与驱动滑块连接，驱动滑块在导轨上滑动，导轨设置在Z轴升降梁上；驱动滑块是主动件。
特别的，所述驱动滑块在导轨上滑动，螺母安装于驱动滑块上，丝杆穿过螺母；丝杆两个支撑点安装于Z轴升降梁的一侧，丝杆的一端通过连轴器与减速器连接，减速器安装于Z轴升降梁的一端，伺服电机安装在减速器的动力输入端；驱动器是远置的动力。
特别的，所述R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端，安装于Z轴升降梁的伺服电机驱动丝杠旋转，滑块驱动摆动臂旋转，摆臂旋转角度范围0~120度；R1摆动臂是悬臂的单摆结构与Z轴升降梁之间是曲柄连杆机构。
特别的，所述R2浇注转轴机构的转动轴设置在R1摆动臂上，铝水料斗安装在转动轴上，R2转动轴装有1个链轮，R1转动轴装有两个链轮，R2转动轴与R1转动轴采用链条连接；R1转动轴与R2转动轴是同步转动。
特别的，所述R1转动轴装有两个链轮，伺服电机与减速器组成驱动装置在Z轴升降梁顶端，链轮连接于减速器输出端上，链轮与R1转动轴上的另一个链轮均通过链条连接；链轮是同模同齿数且同轴布置。
特别的，所述铝水料斗安装在R2浇注转轴机构的转动轴上，Z轴升降梁一端的伺服电机驱动两组链轮旋转，带动铝水料斗旋转，铝水料斗的角度范围0~300度；R1转动轴与R2转动轴是平行布置。
本装置工作过程无需人员干预；生产节拍时间短，一般小于20s，可在大的范围内高速工作，工作效率高；并可减少液态金属铝液的温度下降，保证零件浇注质量。
附图说明
图 1 一种五轴桁架铝水浇注装置的布置示意图。
图 2 一种五轴桁架铝水浇注装置的第一局部的放大示意图。
图 3 一种五轴桁架铝水浇注装置的第二局部的放大示意图。
图中：1桁架基座、 2 X轴单臂横梁、3 Y轴悬臂横梁、4 Z轴升降梁、5 R1摆动臂、 6R2浇注转轴机构、7铝水液位测量机构、8控制系统、 9机座、10转动轴、11铝水熔化炉。
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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可相互组合。下面将参考附图来详细说明本实用新型。
本实用新型的一种五轴桁架铝水浇注装置如图1所示，包括桁架基座1、X轴单臂横梁2、Y轴悬臂横梁3、Z轴升降梁4、R1摆动臂5、R2浇注转轴机构6、铝水液位测量机构7和控制系统8；所述X轴单臂横梁2架设在桁架基座1上；所述Y轴悬臂横梁3通过机座9与X轴单臂横梁2连接；所述Z轴升降梁4设在Y轴悬臂横梁3的一端；所述R1摆动臂5安装在Z轴升降梁4末端；所述R2浇注转轴机构6的转动轴10设置在R1摆动臂上5；所述铝水液位测量机构7位于铝水熔化炉11一侧；所述控制系统8根据液位测量信号驱动执行机构完成铝水浇注工序。
在图示的优选实施例中，所述R1摆动臂5的驱动器置于Z轴升降梁4顶端一侧与驱动滑块的驱动轴同轴，连杆与曲柄采用平面铰接，曲柄的回转中心与所述R1摆动臂5的回转中心为同轴，R1摆动臂5的回转中心与R2浇注转轴机构的回转中心互为平行轴，R1摆动臂5的驱动器动力通过驱动滑块传递；所述R2浇注转轴机构的驱动器与R1摆动臂5的驱动器同时布置在Z轴升降梁4顶端，R1摆动臂5的回转轴设为传动，R2浇注转轴机构的回转轴设为从动，R1摆动臂5的中间设有链轮两级共24齿，速比为1：1，根据实际情况亦可将R1摆动臂5的回转轴设为主动，R2浇注转轴机构的回转轴设为从动，R2浇注转轴机构驱动器的动力通过链条以及链轮到达料斗；料斗为不锈钢或者陶瓷制成，当然也可根据散热度或耐热度等特殊要求采用其它常用耐液态金属腐蚀的材料，自重4Kg。
根据该装置包括如下工作步骤：（1）铝水液位测量机构7上的激光传感器判断铝液高度，反馈给控制系统8，控制系统8引导本装置移动到铝水熔化炉11上方确定料斗下移距离，确定取料量；（2）X轴单臂横梁2，Y轴悬臂横梁3，Z轴升降梁4轴向移动，将物料移送到压力机的过程中料斗始终是平移运动并保持水平；（3）R1摆动臂5，R2浇注转轴机构6，Y轴悬臂横梁3，Z轴升降梁4配合，使铝液在适当的位置以适当方式进入压力机内部（料斗保持水平）；（4）转动轴10运动，料斗倾斜将铝液倒入压力机；（5）收回料斗以及R1摆动臂5，R2浇注转轴机构6退出压力机，进行下一步的动作。
本实用新型中的X轴单臂横梁2是指包括可采用齿轮齿条和带有驱动滑块的直线导轨，采用侧置，也可以是顶置；在本优选实施例中，采用侧置的齿轮齿条传动及直线导轨驱动滑块混联，X轴单臂横梁2全长为9米。
为了避免碰撞，本实用新型优选实施例设有Y轴悬臂横梁3，对所述Y轴悬臂横梁3可以根据R1摆动臂5的摆角和压力机工作空间自由设计。在本优选实施例中，Y轴悬臂横梁3与横X轴单臂横梁2十字交叉布置，适合R1摆动臂5及料斗的干涉控制。
本实用新型中的控制系统8同时控制两台工作空间不相同的压力机，两台压力机共用一个铝池，同一时间只能有一台压力机处于工作状态另一台静止，工作状态的使能由压力机自主控制。
本实用新型中装置精确程度高，可定量舀铝，在大的范围内精确的工作；运行时间短、运行速度高，可在最大程度上减少液态金属铝液的温度下降；零件成形的质量、效率更高。
以上所述仅为本实用新型的一个较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有多种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种五轴桁架铝水浇注装置，其包括：桁架基座、X轴单臂横梁、Y轴悬臂横梁、Z轴升降梁、R1摆动臂、R2浇注转轴机构、铝水液位测量机构和控制系统；X轴单臂横梁架设在桁架基座上；Y轴悬臂横梁通过机座与X轴单臂横梁连接；Z轴升降梁设在Y轴悬臂横梁的一端；R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端；R2浇注转轴机构的转动轴设置在R1摆动臂上；铝水液位测量机构位于铝水熔化炉一侧；控制系统根据液位测量信号驱动执行机构完成铝水浇注工序。
2.根据权利要求1所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端，R1摆动臂与转轴连接，转轴与转臂连接，转臂末端通过连杆与驱动滑块连接，驱动滑块在导轨上滑动，导轨设置在Z轴升降梁上。
3.根据权利要求2所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：驱动滑块在导轨上滑动，螺母安装于驱动滑块上，丝杆穿过螺母；丝杆两个支撑点装于Z轴升降梁的一侧，丝杆的一端通过连轴器与减速器连接，减速器安装于Z轴升降梁的一端，伺服电机安装在减速器的动力输入端。
4.根据权利要求2所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：R1摆动臂安装在Z轴升降梁末端，安装于Z轴升降梁的伺服电机驱动丝杠旋转，滑块驱动摆动臂旋转，摆臂旋转角度范围0~120度。
5.根据权利要求1所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：R2浇注转轴机构的转动轴设置在R1摆动臂上，铝水料斗安装在R2浇注转轴机构的转动轴上，R2转动轴装有1个链轮，R1转动轴装有两个链轮，R2转动轴与R1转动轴采用链条连接。
6.根据权利要求5所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：R1转动轴装有两个链轮，伺服电机与减速器组成驱动装置在Z轴升降梁顶端，链轮连接于减速器输出端上，链轮与R1转动轴上的另一个链轮均通过链条连接。
7.根据权利要求5所述的一种五轴桁架铝水浇注装置，其特征在于：铝水料斗安装在转动轴上，Z轴升降梁一端的伺服电机驱动两组链轮旋转，带动铝水料斗旋转，铝水料斗的角度范围0~300度。
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