CN220574717U - 起模翻转机械手 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种起模翻转机械手，包括吊梁、第一臂、第二臂、第一支座、第二支座、翻转驱动件和顶升工作件，第一支座可转动地设置在第一臂上，第二支座可转动地设置在第二臂上，第一支座上设有两个插销，第二支座上设有一个插销，第一臂和第二臂上均设有顶升工作件；砂模的砂箱上设有销孔，使得插销插入对应的销孔中，第一臂和第二臂能够配合夹持砂模；起模时，插销插入对应的销孔后，各顶升工作件独立动作、实现插销与销孔的预紧；预紧后，全部的顶升工作件同步动作、将砂模顶离底板；顶升工作件通过预紧和同步发力，能够实现砂模与底板的可靠分离；机械手吊起砂模后，第一支座和第二支座配合翻转砂模，以便于进行流涂、合箱等作业。

Description

起模翻转机械手

技术领域

本申请涉及砂模制备装置技术领域，尤其是一种起模翻转机械手。

背景技术

近些年来，我国已成为机械制造大国。在铸造行业，传统的、依赖于工人使用天车吊挂钢丝绳来实现砂型起模、翻转、流涂、合箱的作业方式已无法满足对砂型质量、生产效率、生产安全的要求。

为此，天车吊挂液压翻转机械手诞生。液压翻转机械手的问世，不仅解决了大型偏重砂箱翻转难的问题，还大大提高了生产效率和安全性。

但是，液压翻转机械手在砂型起模环节上的表现并不理想，容易导致砂型拉毛或损坏，主要原因是液压翻转机械手的四个吊点难以保证同步。因此，液压翻转机械手多用于起模后的砂箱翻转、流涂、合箱等工序中；而起模需要配置方便工人参与的行车独立作业。这就带来了过渡投资、天车并行作业干涉等待等问题。

发明内容

本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种起模方式及起模设备。

为实现以上技术目的，本申请提供了一种起模翻转机械手，用于实现砂模起模，包括：吊梁，悬设于车间中；第一臂和第二臂，第一臂和第二臂滑动设置在吊梁上、并能够相对运动；第一支座，可转动地设置在第一臂上，第一支座上设有两个插销；第二支座，可转动地设置在第二臂上，第二支座上设有一个插销；翻转驱动件，第一支座和第二支座中的至少一者与翻转驱动件相连、能够在翻转驱动件的驱使下转动；顶升工作件，第一臂和第二臂上均设有顶升工作件；其中，砂模的砂箱上设有销孔，使得插销插入对应的销孔中，第一臂和第二臂能够配合夹持砂模；起模时，插销插入对应的销孔后，各顶升工作件独立动作、实现插销与销孔的预紧；预紧后，全部的顶升工作件同步动作、将砂模顶离底板；砂模被抬高后，翻转驱动件工作，第一支座和第二支座旋转，从而翻转砂模。

进一步地，顶升工作件采用自动驱动装置；或者，顶升工作件采用手动作业装置；或者，部分顶升工作件采用自动驱动装置、另有部分顶升工作件采用手动作业装置。

进一步地，起模翻转机械手还包括力检测件，力检测件用于检测顶升工作件的活动端受到的压力，以便于确认是否实现预紧。

进一步地，起模翻转机械手还包括同步阀；多个顶升工作件采用自动驱动装置，同步阀用于联动顶升工作件，以便于顶升工作件同步、同量动作。

进一步地，起模翻转机械手还包括垫板，垫板设于底板上，垫板与顶升工作件一一对应；起模时，顶升工作件抵压垫板。

进一步地，垫板的高度可调。

进一步地，第一臂和第二臂夹持砂模时，顶升工作件与垫板之间的距离为5~100mm。

进一步地，起模翻转机械手还包括行车，行车包括：大梁，沿X方向延伸设置；吊车，滑动设置在大梁、能够沿X方向移动；其中，吊梁吊装在吊车上，吊车能够升降吊梁。

进一步地，吊梁与行车柔性连接。

进一步地，吊车包括两组吊绳，任一组吊绳的末端设有一个吊钩；吊梁上设有一个固定吊环和一个活动吊环，其中一个吊钩与固定吊环相连、另一个吊钩与活动吊环相连；

活动吊环的第一侧与吊梁转动连接、第二侧与吊钩相连、第三侧与平衡缸相连；平衡缸的活动端与固定端中的一者与吊梁转动连接、另一者与活动吊环相连；行车还包括水平仪，水平仪能够检测吊梁是否水平。

本申请提供了一种起模翻转机械手，包括吊梁、第一臂、第二臂、第一支座、第二支座、翻转驱动件和顶升工作件，第一支座可转动地设置在第一臂上，第二支座可转动地设置在第二臂上，第一支座上设有两个插销，第二支座上设有一个插销，第一臂和第二臂上均设有顶升工作件；砂模的砂箱上设有销孔，使得插销插入对应的销孔中，第一臂和第二臂能够配合夹持砂模；起模时，插销插入对应的销孔后，各顶升工作件独立动作、实现插销与销孔的预紧；预紧后，全部的顶升工作件同步动作、将砂模顶离底板；顶升工作件通过预紧和同步发力，能够实现砂模与底板的可靠分离；机械手吊起砂模后，第一支座和第二支座配合翻转砂模，以便于进行流涂、合箱等作业；本申请通过顶升工作件对砂模进行预紧，确保机械手的每个臂都在Z方向上抵紧砂模的砂箱，再通过顶升工作件配合顶开砂模与底板，确保砂模以平稳的状态多点同步脱离底板、从而避免砂型与木模互涉受损；砂模脱开底板后，机械手能够快速地提升砂模、使得砂模远离木模和底板，以便于砂模的翻转和向下游的转移。

附图说明

图1为本申请提供的一种起模设备的结构示意图；

图2为图1所示的起模设备的主视结构剖视图；

图3为图2中圈内结构放大图；

图4为图1所示的起模设备俯视结构剖视图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

首先，解释一下起模。

本申请中，砂模包括砂箱和砂型，砂型由砂料造型而成。

为确保砂料构成预设形状，会预先设计木模；木模需要固定在底板上，而砂箱罩设在木模外。底板、木模和砂箱组装完成后，由造型机向砂箱内填砂，砂料包覆木模、构成砂型；待砂料硬化，需要进行起模——使得砂模脱离木模和底板。

由于砂料填充在木模外，起模后，砂型在造型过程中接触木模的部位会形成凹槽；浇筑时，金属溶液注入凹槽中，凹槽能够限定铸件的构型。

容易理解的，起模过程中，若砂模的起吊方向相对底板倾斜，木模与砂型会相互挤压、摩擦，最终导致砂型变形甚至受损。因此，若直接采用机械手起吊砂模，机械手刚性运动，一旦存在底板不水平、起吊晃动、方向偏离、结构公差等问题时，砂型就容易受被木模损害。

为保证起模的稳定性和可靠性，本申请提供了一种起模方式，包括以下步骤：

S1.定位：

机械手处于起模工位上方；

待起模的砂模处于起模工位；

机械手下降并抱住砂模；

S2.预紧：

机械手的总重为G1，砂模的总重为G2；

机械手包括第一臂和第二臂，第一臂和第二臂能够配合夹持砂模；

使得一个顶升工作件顶持第一臂和砂模所在的底板；

使得另一个顶升工作件顶持第二臂和底板；

每一顶升工作件持续抵压机械手和底板、直至输出的力为G3，G1＜G3＜G1+G2；

S3.起模：

全部的顶升工作件同步动作，将砂模顶离底板；

砂模脱离底板后，机械手上升，使得砂模脱离木模。

具体地，起模工位处，砂模相对固定地处于木模和底板上；此时，需要对砂模施加使其远离底板的力，砂模才能够克服材料应力、脱离底板和木模、实现起模。

为方便底板、木模和砂箱组装，并方便砂箱填砂，机械手悬设于车间内、高于起模工位处的砂模。

当底板水平设置在车间内时，为方便砂模脱离底板，优选向砂模施加Z方向上的、远离底板的力。

起模时，机械手下降、抱住砂箱。

容易理解的，仅仅是抱住砂箱，能够保证机械手在水平方向上接触并抵住砂箱、但无法保证机械手在Z方向上接触并抵住砂箱。若第一臂与砂箱在Z方向上的间隙大小、同第二臂与砂箱在Z方向上的间隙大小不相等，机械手上升时，第一臂和第二臂会一前一后抬起砂箱，也就容易导致砂模相对底板倾斜、进一步导致砂型与木模相互挤压摩擦。

通过本申请提供的起模方式，机械手抱住砂箱后，顶升工作件顶持底板和臂；当顶升工作件同时接触底板和臂、且输出的力到达G1时，机械手的重量完全压在顶升工作件上，即顶升工作件托住了机械手；继续增大顶升工作件输出的力，由于输出力大于G1，顶升工作件能够顶起臂、使得臂有沿Z方向向上运动的趋势；此时，若臂与砂箱在Z方向上存在间隙，随着臂被顶起，臂能够顶住砂箱、消除间隙。

又由于顶升工作件输出的力小于G1+G2，因此，完成预紧步骤后，第一臂和第二臂抵住砂箱、但不会抬起砂模。

全部的顶升工作件均完成预紧后，第一臂和第二臂在Z方向上与砂模无间隙，此时，只要再次增大顶升工作件的输出力，使得输出力达到或者大于G1+G2，正常情况下，顶升工作件即可顶起砂模、使得砂模脱离底板。

使得全部的顶升工作件同步动作、同时发力顶开砂模和底板，多点作用，有利于砂模以水平的稳定状态整体脱离底板。

一般情况下，考虑到起模需要，木模的外形多是上窄下宽，愈远离底板，木模的外形愈小；因此，砂模脱离底板后，砂型必然也与木模分离、二者不再处于紧密连接的状态。此时，通过机械手上升，即可轻松、快捷地抬升砂模。

综上，本申请通过顶升工作件对机械手和砂模进行预紧，确保机械手的每个臂都在Z方向上抵紧砂模的砂箱，再通过顶升工作件配合顶开砂模与底板，确保砂模以平稳的状态多点同步脱离底板、从而避免砂型与木模互涉受损；砂模脱开底板后，机械手能够快速地提升砂模、使得砂模远离木模和底板，以便于砂模的翻转和向下游的转移。

本申请还提供了一种起模设备，用于实现上述起模方式。起模设备包括机械手200，机械手200吊装于车间内、能够做升降运动以靠近或远离起模工位。

具体地，机械手200包括：吊梁210；第一臂221和第二臂222，第一臂221和第二臂222滑动设置在吊梁210上、并能够相对运动；第一臂221和第二臂222上均设有插销231，砂箱上设有销孔232，使得插销231插入对应的销孔232中，第一臂221和第二臂222能够配合夹持砂模。

起模时，机械手200悬于起模工位上方、正对砂模；第一臂221和第二臂222处于相互远离的状态，机械手200下降、直至插销231对准销孔232；第一臂221和第二臂222相互靠近、直至插销231插入销孔232；如此，机械手200抱住砂模。

容易理解的，为方便插销231插入销孔232、或者从销孔232中拔出，一般插销231的外形会略小于销孔232的内径；同时，因为存在机械误差、制备公差、使用磨损等因素，极可能存在插销231插入销孔232、但二者之间在Z方向上存在间隙的情况。若机械手200直接上升、抱起砂模，机械手200需要先克服间隙、才能抱动砂模；若各个插销231与对应的销孔232之间的间隙的大小不同，机械手200整体同步上升的情况下，各个插销231克服间隙的节点必然是不同的，先克服间隙的位置先上升，也就容易出现砂模相对底板倾斜的状况，极易损害砂型。

为此，本申请提供的起模设备还包括至少两个顶升工作件250，部分顶升工作件250设于第一臂221和底板之间、另有部分顶升工作件250设于第二臂222和底板之间。

第一臂221和第二臂222配合夹持砂模后，顶升工作件250的工作、抵持对应的臂和底板；顶持状态下，顶升工作件250的活动端和固定端中的一者接触臂、另一者接触底板。

顶升工作件250可以采用数字缸、油缸等自动驱动装置，也可以采用液压千斤顶等手动作业装置，还可以部分采用自动驱动装置、部分采用手动作业装置。

顶升工作件250可以设置在底板上，待机械手200抱住砂模后，顶升工作件250的活动端向上伸出、靠近对应的臂。或者，顶升工作件250可以设置在第一臂221和第二臂222上，待机械手200抱住砂模后，顶升工作件250的活动端向下伸出、靠近底板。

本申请并不限定顶升工作件250的具体构型和安装位置。

一具体实施方式中，参照图1至图4，第一臂221和第二臂222上均设有顶升工作件250。插销231插入销孔232后，第一臂221和第二臂222配合、实现了对砂模的夹持；随后，顶升工作件250的活动端伸出、靠近至抵压底板；随着顶升工作件250的活动端不断伸出，顶升工作件250输出的力增大，待输出力大于机械手的总重G1后，顶升工作件250能够顶起臂、使得插销231在Z方向上抵紧销孔232；随后，全部的顶升工作件250同步动作，通过多点同步发力、将砂模平稳地顶离底板；砂模脱离底板后，砂模与木模之间出现间隙，通过机械手200上升、即可吊起砂模、使之远离底板和木模。

可选地，增设顶升工作件250，能够增加顶升砂模的发力点，有利于砂模脱离底板。

图1至图4所示的实施例中，第一臂221和第二臂222沿X方向相对设置；第一臂221上设有两个顶升工作件250，两个顶升工作件250沿Y方向间隔设置；第二臂222上亦设有两个顶升工作件250，两个顶升工作件250亦沿Y方向间隔设置、但间距较小。两侧的顶升工作件250数量一致，有利于驱动的同步性和对称性。四个顶升工作件250实现四点发力，能够高效地从两侧顶起砂模，确保砂模整体同步脱离底板。

可选地，本申请提供的起模设备还包括力检测件，如称重计、压力传感器等。力检测件能够监测顶升工作件250的活动端抵压底板或者臂时受到的压力，以便于确认顶升工作件250输出的力达到G3、进而确认机械手与砂模是否实现预紧。

可选地，本申请提供的起模设备还包括同步阀；多个顶升工作件250采用自动驱动装置时，同步阀用于联动这些顶升工作件250，以便于它们同步、同量动作，进一步保证起模的同步性。

可选地，S2中，顶升工作件延时动作、逐渐增大输出力、直至输出力达到G3。

容易理解的，预紧是一个不确定运动量的顶撑过程；每一次起模、每一次预紧，顶升工作件需要输出的力、或者说顶升工作间的活动端需要伸出的长度都是不确定的，因此，无法直接设定顶升工作件的行程、以求顶升工作件一次动作完成预紧。

使得顶升工作件延时动作，顶升工作件在预紧过程中以间歇的方式不断顶升机械手、直至机械手在Z方向上抵紧砂模。

一实施例中，顶升工作件设于机械手200上，顶升工作件采用油缸。由于砂模的规格是明确的、机械手抱紧砂模的位置是明确的，因此，机械手抱紧砂模后，顶升工作件与底板的距离是确定的；预紧时，顶升工作件第一次工作，活动端向下伸出预设长度、即可接触底板；随后，顶升工作件第二次工作，活动端继续向下伸出一定长度；若顶升工作件受到的压力并未大于G1，顶升工作件第三次工作，活动端继续向下伸出一定长度……以此类推，顶升工作件的活动端不断伸长、直至其受到的压力达到G3。

另一实施例中，顶升工作件设于底板上，顶升工作件采用手动控制的液压千斤顶。机械手抱紧砂模后，工人操作顶升工作件、使其活动端接触机械手；工人分别、多次操作各个顶升工作件，使其活动端不断伸长，顶升工作件撑起机械臂时，作业的工人能够明显感知到顶升工作件受到的压力，再此基础上，工人继续操作顶升工作件，待顶升工作件进一步支撑砂模，作业的工人能够再次感知顶升工作件受到的压力增长，进而确认预紧成功。

采用顶升工作件延迟动作的方式进行预紧，既能够避免顶升工作件的活动端伸出过度、损害自身或者砂模，又有利于机械手与不同的砂模进行预紧。

可选地，顶升工作件延迟动作时，每次活动端伸出的量都是相同的。

每次活动端伸出的量一致，有利于简化对顶升工作件的控制。

可选地，顶升工作件延迟动作时，每次活动端伸出的量为1~10mm。

本申请中，顶升工作件的作用主要有两个，一是起模前的预紧，二是起模时通过同步作业分离砂模与底板。顶升工作件的设计目的是提高砂模与底板分离的同步性。

为减小顶升工作件的负载和设计成本，保证预紧和分离底板的稳定性和可靠性，可使得顶升工作件每次输出的行程较小。每次活动端伸出的量较小，更易确认预紧是否完成。

例如，预紧过程中，砂模较小时，顶升工作件的活动端每次伸出2mm；又例如，砂模较大时，顶升工作件的活动端每次伸出5mm；还例如，对于大型或者超大型砂模，顶升工作件的活动端每次伸出10mm甚至更多。

需要补充的是，完成预紧后，多个顶升工作件的活动端的伸出量可能是相同的，也可能是不同的，因为顶升工作件的设置位置不同、预紧时需要克服的间隙大小会有偏差。若有需要，在保持预紧的情况下，还能够将多个顶升工作件的活动端的伸出量调整为统一量。

还需要补充的是，预紧状态下，多个顶升工作件输出的力的大小可能是相同的，也可能是不同，只要保证不大于G1+G2即可。

可选地，S2中，G3≤G1+½G2。

需要注意的是，预紧的目的是确保机械手在Z方向上抵紧砂模。保证机械手与砂模在起吊方向上无间隙，才能确保起模的同步性。

为此，预紧过程中需要控制顶升工作件输出的力的大小，避免顶升工作件输出过快、输出力过大，使得砂模的部分位置率先与底板或者木模相对运动。

使得G3≤G1+½G2，进一步缩小G3的上限，在保证能够实现预紧的同时、可以避免顶升工作件输出时意外顶开砂模。

可选地，S3中，砂模被顶离底板2~10mm后，机械手上升、以便于砂模脱离木模。

控制砂模被顶开的距离，能够避免砂模快速、过量上升，从而避免砂模与木模互涉。同时，能够控制顶升工作件活动端的输出量，避免需要使用大行程顶升工作件，降本。

可选地，S3中，顶升工作件输出力的最大值为G4，G1+G2＜G4≤G1+3G2。

需要补充的是，受到材料之间的应力、砂料的粘结力、结构之间的摩擦力等因素影响，起模时，可能出现顶升工作件输出的力大于G1+G2了，但砂模仍然没有脱离底板的情况。

如果继续刚性增大顶升工作件的输出量，极有可能损害顶升工作件、砂模或者底板。

为此，设定一个最大值，即顶升工作件的极限值，一旦顶升工作件输出至极限值时，仍未实现砂模与底板的分离，即可通过控制系统发出警报或者提醒，由工作人员介入确认起模情况。

进一步地，S3中，若顶升工作件的输出力达G4后，砂模仍未脱离底板，使得底板离开地面、以便于底板受重力影响脱离砂模。

砂模难以脱离底板的情况下，使得砂模和底板升至空中，底板下方无支撑，底板既受到砂模和顶升工作件250作用力的影响、又受到自身重力的影响，容易自然脱落，有利于与砂模的脱离。

可选地，S3中，使得底板离开地面、并与地面距离2~10mm。

控制底板的升起高度，一方面，避免底板从高位掉落产生危害，另一方面，若底板的掉落距离过大，底板掉落的速度和方向不可控，木模极易与砂模互涉。

一实施方式中，升工作件的输出力达到G4、砂模仍未脱离底板时，通过机械手上升、带动砂模和底板升起。

另一实施方式中，配置行吊。

具体地，行吊包括跨设于车间空中的安装架、以及滑动设置在安装架上的吊具；安装架设于起模工位上方，吊具既能够沿着安装架平移、又能够进行升降。

需要上抬底板时，工人利用吊具固定并起吊底板、使得底板离开地面；行吊工作时，机械手配合上抬砂模，以便于底板与砂模同步远离地面；底板脱离地面后，吊具松开底板，以便于底板受重力影响自由下落。

更进一步地 ，S3中，若底板离开地面后，砂模仍未脱离底板，顶升工作件增大输出的力，或者，通过人工对底板施力、助底板与砂模分离。

如果底板离开地面后仍然无法与砂模脱离，可以继续增大顶升工作件的输出力，使得顶升工作件的活动端继续伸长、进而顶开底板；或者，可以让工人按压底板，增大底板的受力、以便于底板与砂模脱离。

一实施例中，通过锤击底板、助底板与砂模分离。具体地，可安排两位工人从底板相对的两侧利用锤子锤击底板，底板受力、更易脱离砂模。

需要补充的是，人工锤击底板前，需要控制顶升工作件250卸力。例如，顶升工作件250采用油缸时，若在油缸处于冲油锁紧状态下用力敲击致使底板回弹，容易损坏油路控制的电磁阀。为此，先使得顶升工作件250卸力，顶升工作件250不再抵靠底板后，再对底板进行锤击，有利于保护顶升工作件250。

机械手200吊起砂模后，需要对砂模进行翻转，以便于进行流涂、贮藏、浇筑等作业。

可选地，本申请提供的起模翻转机械手包括：吊梁210，悬设于车间中；第一臂221和第二臂222，第一臂221和第二臂222滑动设置在吊梁210上、并能够相对运动；第一支座230，可转动地设置在第一臂221上，第一支座230上设有两个插销231；第二支座240，可转动地设置在第二臂222上，第二支座240上设有一个插销231；翻转驱动件，第一支座230和第二支座240中的至少一者与翻转驱动件相连、能够在翻转驱动件的驱使下转动；顶升工作件250，第一臂221和第二臂222上均设有顶升工作件250；其中，砂模的砂箱上设有销孔232，使得插销231插入对应的销孔232中，第一臂221和第二臂222能够配合夹持砂模；起模时，插销231插入对应的销孔232后，各顶升工作件250独立动作、实现插销231与销孔232的预紧；预紧后，全部的顶升工作件250同步动作、将砂模顶离底板；砂模被抬高后，翻转驱动件工作，第一支座230和第二支座240旋转，从而翻转砂模。

具体可参照图1至图4，图示实施例中，第一臂221和第二臂222沿X方向间隔设置；第一支座230上设有两个插销231，两个插销231沿Y方向间隔设置；第一臂221上设有一个翻转驱动件，翻转驱动件与第一支座230相连；第二支座240上设有一个插销231，且该插销231处于第一支座230的中垂线上。翻转砂模时，第一支座230受到翻转驱动件的驱使主动旋转，第一支座230上的两个插销231相互制约，能够避免插销231在销孔232中打滑，进而确保砂箱受力转动；砂箱转动时，第二支座240受力被动旋转，进而促使砂箱实现大角度的翻转。

为方便砂模翻转，第一支座230和第二支座240中的至少一者上设有两个甚至更多个插销231；对应的，砂箱上设有两个甚至更多个销孔232。增设插销231和销孔232，有利于砂型翻转。

可选地，本申请提供的起模设备还包括垫板260，垫板260与顶升工作件250一一对应；垫板260用于供顶升工作件250抵压。

当顶升工作件250设于第一臂221或者第二臂222上时，垫板260设于底板上；当顶升工作件250设于底板上时，垫板260设于第一臂221或者第二臂222上。预紧和起模过程中，顶升工作件250的活动端伸出、通过抵靠垫板260，实现对臂和底板的顶持。

设置垫板260，一方面是限定顶升工作件250的顶持位置，以便于确认机械手200正常作业，另一方面是保护底板或者机械手200、避免顶升工作件250的顶持损害设备结构。另外，垫板260易安装、易更换、成本低，受损时能够低成本地进行修护或者更换。

可选地，垫板260的高度可调。

砂模具有多种规格，不同规格的砂模可能具有不同的高度，机械手200抱紧的砂模的高度不同时、抱紧位置亦会不同。

例如，砂箱上设有销孔232，销孔232处于砂箱高度的二分之一处。此时，砂箱愈高、销孔232的位置愈高、机械手200抱紧砂模的位置愈高，也就导致臂与底板之间的间距愈大。

臂与底板之间的间距不同，为顶持臂与底板、顶升工作件250的活动端需要伸出的长度就不同。

当砂模构型较大时，小规格的顶升工作件250的行程可能无法满足顶持需要，若采用大行程的顶升工作件250，不仅会增加设备成本，当顶升工作件250设于臂上时，还会增加整个机械手200的负载，影响设备的安全性和耐用性。

为此，采用高度可调的垫板260，根据砂模的规格，将垫板260调试到合适的高度，以便于顶升工作件250通过垫板260顶持臂与底板。

其中，垫板260可采用叠加结构；例如，垫板260包括多个垫块，垫块能够相互叠加、增加高度；起模作业前，根据砂模的规格堆叠合适数量的垫块，确保顶升工作件250能够抵靠垫块、进而顶持臂与底板、并实现预紧和起模作业。

或者，垫板260可采用弹性结构；压缩弹性结构，垫板260变矮；释放弹性结构，垫板260变高；由此，亦能够方便顶升工作件250作业。

又或者，垫板260可采用折叠结构；翻折折叠结构，垫板260变矮；展开折叠结构，垫板260变高；由此，亦能够方便顶升工作件250作业。

本申请并不限定垫板260的具体构型。

可选地，机械手200抱住砂模后，顶升工作件250与垫板260的距离确定且统一。

简单而言，对不同规格的砂模进行起模前，先调整垫板260的高度，确保机械手200抱住砂模后、顶升工作件250与垫板260之间的距离始终是预设值。如此，顶升工作件250第一次工作，其活动端伸出预设长度、即可接触垫板260，随后再进行延时动作、实现预紧。此时，顶升工作件250的工作参数不需要额外调节，简化了控制难度。

可选地，机械手200抱紧砂模时，顶升工作件250与垫板260的距离为5~100mm。

该距离较小，绝大部分驱动都能够满足这个行程。较小的距离也更利于起模效率。

可选地，底板的水平度可调。

容易理解的，底板的水平度也会影响起模的同步性；使得底板所在的平面垂直于顶升工作件250的顶升方向和机械手200的起模方向，才能保证砂模不与木模互涉。

一实施例中，底板的四角处分别设有支脚，支脚的高度可调；对应调整不同支脚的高度，即可调节底板的水平度。

另一实施例中，底板上设有水平仪，根据水平仪的检测情况，调整底板的位置、朝向，或者在底板下方垫入增高件，即可调节底板的水平度。

本申请并不限定底板水平度的调节方式。

可选地，本申请提供的起模设备还包括行车100，行车100设于起模工位上方，机械手200吊装于行车100；行车100包括：大梁110，沿X方向延伸设置；吊车120，滑动设置在大梁110上、能够沿X方向移动；机械手200吊装在吊车120上，吊车120能够升降机械手200。

通过设置行车100，能够可靠地将机械手200吊装在车间内；吊车120沿大梁110在X方向上移动，能够带动机械手200前往不同的工位。

可选地，本申请还提供了一种铸件制造工部，包括砂箱预备工位、造型工位、起模工位、流涂工位和合箱工位，这些工位沿X方向布置，机械手200能够通过行车100往返于各个工位。

具体地，砂箱预备工位贮存有空砂箱；机械手200能够将空砂箱搬运至造型工位，以便于砂箱、木模和底板组装，并实现填砂造型；造型后的砂模在起模工位处等待起模，起模工位可以是独立的工位，也可以是造型工位用作起模工位；砂模成型后，机械手200配合顶升工作件250实现起模，随后，机械手200将砂模搬运至流涂工位；在流涂工位，机械手200将砂模翻转一定角度，以便于工人对砂型进行流涂；完成流涂，机械手200翻转砂模、使得凹槽朝上；机械手200将凹槽朝上的砂模运输至合箱工位，机械手200能够拼装上、下砂箱，以便于砂型构成整型、接受金属溶液的浇注。

本申请提供的机械手，能够满足铸件浇注过程中多个阶段中物品转移、翻转等操作需要。

需要补充的是，本申请提供的起模方式中，顶升工作件250需要顶起机械手200和砂模。若机械手200刚性安装在行车100上，顶升工作件250起模作业时，需要同时顶起行车100，这样不仅不利于设计和成本，还会影响车间安全。

为此，一实施方式中，机械手200与行车100柔性连接。

例如，机械手200通过钢丝绳或者锁链等柔性连接件与行车100相连，顶升工作件250起模作业，柔性连接件能够通过自身形变补偿机械手200的位移、从而避免影响行车100主体。

一具体实施例中，吊车120包括两组吊绳121，任一组吊绳121的末端设有一个吊钩122；吊梁210上设有一个固定吊环123和一个活动吊环124，其中一个吊钩122与固定吊环123相连、另一个吊钩122与活动吊环124相连；活动吊环124的第一侧与吊梁210转动连接、第二侧与吊钩122相连、第三侧与平衡缸125相连；平衡缸125的活动端与固定端中的一者与吊梁210转动连接、另一者与活动吊环124相连；行车100还包括水平仪，水平仪能够检测吊梁210是否水平。

该实施例中，吊绳121能够实现柔性变形，两组吊绳121能够提高整个机械手200吊装的水平度和稳定性。若有需要，吊车120可以仅设置一组吊绳121，也可以设置三组甚至更多组吊绳121。

吊车120还包括吊绳收卷机构，吊绳121卷绕在吊绳收卷机构中，吊绳收卷机构转动，能够释放或者回收吊绳121，从而实现机械手200的升降。

吊钩122和吊环的连接结构，能够方便机械手200与行车100的装拆。

活动吊环124的三角连接结构，能够实现机械手200的水平度调节。具体可参照图2，根据水平仪确认吊梁210是否水平，若吊梁210倾斜，平衡缸125的活动端伸长或者回缩，从而拉动活动吊环124、使得活动吊环124拽动与之相连的吊钩122，使得吊梁210的一侧上抬或者下降、从而实现吊梁210的水平调节。

可选地，S3中，顶升工作件250同步动作、顶升砂模时，行车100能够控制吊绳121配合机械手200的上升进行回收，从而分担顶升工作件250的压力，并有利于促进砂模脱离底板。

可选地，行车100具有慢速模式和快速模式；工人能够根据工作模式，选择合适的行车100运行速度。例如，需要快速移动或提升货物时，可以选择快速模式；需要精细操作或对重要货物进行慢速操作时，可以选择慢速模式。

行车100快慢速的原理是通过调节起重机械主电机的工作电压和电流控制其工作速度。在快速模式下，主电机的工作电压和电流会增加，从而提高电机的转速和起重机械的工作速度；而在慢速模式下，电压和电流会降低，从而减少机械的转速和工作速度。

或者，采用变频行车，也可以实现快慢速的调节。

其中，行车100运行速度包括吊车120的平移速度和机械手200的升降速度。

一具体实施例中，砂模脱离底板后，行车100处于慢速模式、驱使机械手200缓慢上升，以便于砂模平稳地脱离木模；砂模远离木模后，行车100进入快速模式，驱使机械手200上升到预设高度后、实现砂模的翻转和向下游的转移。

可选地，本申请提供的起模设备还包括行吊，行吊用于起吊底板。行吊能够独立设置在车间中，通过吊具的升降起吊或下放底板；行吊也能够滑动设置在行车100的大梁110上，通过沿大梁110平移进行避位。

进一步地，本申请提供的起模设备具有正常使用模式和人工辅助模式；采用正常使用模式进行起模时，通过顶升工作件250将砂模顶离底板；采用人工辅助模式进行起模时，通过行吊使得底板离开地面，再由人工对底板施力、助底板与砂模分离。

具体地，采用正常使用模式时，按照本申请提供的起模方式，第一臂221和第二臂222抱紧砂箱后，顶升工作件250先预紧、再同步发力顶起砂模；若顶升工作件250无法顶开砂模，再通过行吊配合机械手吊起底板；若底板离开地面后无法主动掉落，再由人工施力、助力底板脱落。

采用人工辅助模式时，顶升工作件250不工作，行吊配合机械手直接吊起底板及其上的砂模，再通过锤击等人工作业方式致使底板脱落。

需要说明的是，顶升工作件250采用自动驱动装置时，受顶升工作件250型号的限制，顶升工作件250的作用力有限。砂模的构型是多样的，小型砂模在一吨左右，选用常规的顶升工作件250即可满足顶升需要；但大型、超大型砂模可能超过二十五吨，若依靠顶升工作件250顶起砂模，不仅需要选配大型号的顶升工作件250、增加成本，还会增加整个机械手的总重、影响整线设备的可靠性。

为满足多样化的起模需要，本申请同时配置机械手200与行吊，可以根据砂模规格选择起模模式，进一步优化使用方案。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种起模翻转机械手，用于实现砂模起模，其特征在于，包括：

吊梁（210），悬设于车间中；

第一臂（221）和第二臂（222），所述第一臂（221）和所述第二臂（222）滑动设置在所述吊梁（210）上、并能够相对运动；

第一支座（230），可转动地设置在所述第一臂（221）上，所述第一支座（230）上设有两个插销（231）；

第二支座（240），可转动地设置在所述第二臂（222）上，所述第二支座（240）上设有一个插销（231）；

翻转驱动件，所述第一支座（230）和所述第二支座（240）中的至少一者与所述翻转驱动件相连、能够在所述翻转驱动件的驱使下转动；

顶升工作件（250），所述第一臂（221）和所述第二臂（222）上均设有所述顶升工作件（250）；

其中，砂模的砂箱上设有销孔（232），使得所述插销（231）插入对应的所述销孔（232）中，所述第一臂（221）和所述第二臂（222）能够配合夹持所述砂模；

起模时，插销（231）插入对应的销孔（232）后，各所述顶升工作件（250）独立动作、实现所述插销（231）与所述销孔（232）的预紧；

预紧后，全部的所述顶升工作件（250）同步动作、将砂模顶离底板；

砂模被抬高后，所述翻转驱动件工作，所述第一支座（230）和所述第二支座（240）旋转，从而翻转砂模。

2.根据权利要求1所述起模翻转机械手，其特征在于，所述顶升工作件（250）采用自动驱动装置；

或者，所述顶升工作件（250）采用手动作业装置；

或者，部分所述顶升工作件（250）采用自动驱动装置、另有部分所述顶升工作件（250）采用手动作业装置。

3.根据权利要求1所述起模翻转机械手，其特征在于，还包括力检测件，所述力检测件用于检测所述顶升工作件（250）的活动端受到的压力，以便于确认是否实现预紧。

4.根据权利要求1所述起模翻转机械手，其特征在于，还包括同步阀；

多个所述顶升工作件（250）采用自动驱动装置，所述同步阀用于联动所述顶升工作件（250），以便于所述顶升工作件（250）同步、同量动作。

5.根据权利要求1所述起模翻转机械手，其特征在于，还包括垫板（260），所述垫板（260）设于底板上，所述垫板（260）与所述顶升工作件（250）一一对应；

起模时，所述顶升工作件（250）抵压所述垫板（260）。

6.根据权利要求5所述起模翻转机械手，其特征在于，所述垫板（260）的高度可调。

7.根据权利要求6所述起模翻转机械手，其特征在于，所述第一臂（221）和所述第二臂（222）夹持所述砂模时，所述顶升工作件（250）与所述垫板（260）之间的距离为5~100mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述起模翻转机械手，其特征在于，还包括行车（100），所述行车（100）包括：

大梁（110），沿X方向延伸设置；

吊车（120），滑动设置在所述大梁（110）、能够沿所述X方向移动；

其中，所述吊梁（210）吊装在所述吊车（120）上，所述吊车（120）能够升降所述吊梁（210）。

9.根据权利要求8所述起模翻转机械手，其特征在于，所述吊梁（210）与所述行车（100）柔性连接。

10.根据权利要求9所述起模翻转机械手，其特征在于，所述吊车（120）包括两组吊绳（121），任一组所述吊绳（121）的末端设有一个吊钩（122）；

所述吊梁（210）上设有一个固定吊环（123）和一个活动吊环（124），其中一个所述吊钩（122）与所述固定吊环（123）相连、另一个所述吊钩（122）与所述活动吊环（124）相连；

所述活动吊环（124）的第一侧与所述吊梁（210）转动连接、第二侧与所述吊钩（122）相连、第三侧与平衡缸（125）相连；

所述平衡缸（125）的活动端与固定端中的一者与所述吊梁（210）转动连接、另一者与所述活动吊环（124）相连；

所述行车（100）还包括水平仪，所述水平仪能够检测所述吊梁（210）是否水平。