WO2015101045A1 - 一种造型线下芯工位上的砂箱定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种造型线下芯工位的砂箱定位装置，下芯工位（9）的底部设有基座（6），包括：顶推组件，其包括升降油缸（5）和升降油缸（5）支撑的下芯台（3）；Y轴定位组件，下芯台（3）的两侧分别设有第一侧壁（34）和第二侧壁（35），第二侧壁（35）上设有水平的定位油缸（7）,定位油缸（7）推动砂箱（1）沿Y轴运动；X轴定位组件，其包括定位油缸（7）的活塞端部的定位销（71）和砂箱（1）上与定位销（71）适配的销套孔（13）；Z轴定位组件，其包括多个定位座（61），基座（6）的两侧设有对称的第三侧壁（62），定位座（61）可拆卸地固定设置在第三侧壁（62）的顶端，且多个定位座（61）的底面处于同一个水平面上，定位状态下砂箱（1）的顶面与定位座（61）的底面抵靠。在顶推机构的辅助下，X、Υ、Ζ轴定位组件相互配合完成了砂箱的精确定位，为下芯提供定位条件。

Description

一种造型线下芯工位上的砂箱定位装置及方法 技术领域

本发明涉及铸造领域， 特别涉及一种造型线下芯工位上的砂箱定位装 置及方法。 背景技术

在铸造工艺中， 砂箱小车将砂箱下型腔运输到下芯工位上后， 通过下 芯机或吊夹具把砂芯放入砂箱下型腔中， 随后砂箱下型腔流转至合箱工 位， 通过合箱机将带有砂芯的砂箱下型腔与上型腔进行合箱， 然后进行浇 铸、 冷却等工序。

现有技术中， 在下芯工位上， 先通过造型线上的止推机构将砂箱小车 定位在下芯工位， 然后通过砂箱小车上的销钉和与其适配的位于砂箱底面 的销套进行配合将砂箱定位在砂箱小车上， 最后在下芯时利用砂箱底面的 销套与下芯机或吊具定位砂芯。 由于存在多次定位基准的转换， 并且砂箱 小车的定位受到砂箱小车加工精度、 砂箱与砂箱小车接触面的洁净度等因 素， 定位精度较差， 最大偏差可达到 2.5mm, 并且这样的定位方式使得型 腔分开面的平面度较低， 难以实现机器人下芯。 发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷， 通过在轨道下方设置下芯台 和基座， 并在下芯台和基座的侧壁上设置用于顶推砂箱小车以及在 X、 Y、 Ζ三个方向的定位组件完成砂箱小车和砂箱的精确定位。

为实现上述发明目的， 本发明提供了一种造型线下芯工位的砂箱定位 装置， 砂箱通过限位组件在轨道方向上相对于砂箱小车限位， 造型线下芯 工位的底部设有基座， 砂箱定位装置包括： 顶推组件， 其包括固定在基座 上的升降油缸和由升降油缸支撑的下芯台； Y轴定位组件， 下芯台的一侧 沿轨道对称设有向上延伸的第一侧壁， 且下芯台的另一侧设有向上延伸的 与砂箱的中心轴同轴的第二侧壁， 第二侧壁上设有水平的定位油缸， 定位 油缸的活塞推动砂箱沿 γ轴方向运动； X轴定位组件， 其包括定位销和销 套孔， 定位销形成于定位油缸的活塞端部， 销套孔设置在砂箱上面对定位 油缸的侧面上， 定位状态下砂箱抵靠在第一侧壁的侧面上时， 定位销插入 销套孔内； Z轴定位组件， 其包括多个定位座， 基座的两侧沿轨道分别设 有对称的第三侧壁， 定位座可拆卸地固定设置在第三侧壁的顶端， 且多个 定位座的底面处于同一个水平面上， 定位状态下砂箱的顶面与定位座的底 面 4氏靠。 在顶推机构的辅助下 , X轴定位组件、 Y轴定位组件和 Z轴定位 组件相互配合完成了砂箱小车和砂箱的精确定位， 为下芯提供了良好的定 位条件。

上述技术方案中， 第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮， 定位状态下 砂箱导向轮与砂箱抵靠。 相比于手动调节砂箱小车， 通过导向轮的转动调 节砂箱小车的位置更容易控制。

上述技术方案中， 下芯台的底部沿 X轴方向对称设有第一导向孔和第 二导向孔， 基座上在与第一导向孔和第二导向孔相应的位置处设有适配的 第一导向杆和第二导向杆。 在导向杆的导向下下芯台的运动更准确， 为砂 箱的定位提供更精确的位置。

上述技术方案中， 第一导向孔的横截面为正方形或长方形， 且第二导 向孔的横截面为圓形。 不同形状的一组导向孔可提高导向的精度。

上述技术方案中， 限位组件包括至少一个定位凸棱和至少一个凹槽， 定位凸棱设置在砂箱小车的顶面上且与轨道垂直， 凹槽设置在砂箱的底面 并与定位凸棱适配。 定位凸棱和凹槽的设置使得砂箱无法相对于砂箱小车 在 X轴方向上移动， 同时为 Y轴定位提供导向。

本发明还提供了造型线下芯工位上的砂箱定位方法， 砂箱通过限位组 件在轨道方向上相对于砂箱小车限位， 造型线下芯工位的底部设有基座， 基座上设有多个定位座， 多个定位座的底面处于同一个水平面上， 砂箱定 位方法包括如下步骤： 通过顶推组件推动砂箱小车和砂箱， 使砂箱小车和 砂箱与轨道脱离； 其中下芯台的一侧设有向上延伸的第一侧壁， 且下芯台 的另一侧设有第二侧壁， 第二侧壁上设有水平的定位油缸， 定位油缸的活 塞端部设有定位销， 砂箱上设有与定位销适配的销套孔； 通过定位油缸水 平推动砂箱， 使砂箱夹紧在第一侧壁和定位油缸的活塞端部之间， 完成 Y 轴定位； 将定位销插入销套孔内， 完成 X轴定位； 通过顶推组件推动砂箱 小车和砂箱， 使砂箱的顶面抵靠在设置定位座的底面上， 砂箱夹紧在顶推 组件和定位座之间， 完成 Z轴定位。

上述技术方案中， 当定位销和销套孔的位置存在偏差时， X轴定位还 包括如下步骤：利用定位销前端的锥面对销套孔的作用产生 X轴方向的分 力， 使砂箱相对于下芯台微动， 使得销套孔对准定位销。 微调砂箱的销套 孔与定位销的相对位置可确保 X轴的准确定位。

上述技术方案中， 第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮， 砂箱相对于 下芯台微动时带动砂箱导向轮转动。 砂箱导向轮可方便准确地微调砂箱的 销套孔与定位销的相对位置， 方便 X轴的准确定位。

下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与 本发明的实施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 在附图 中：

图 1是本发明的造型线下芯工位上的砂箱定位装置的主视图； 图 2是图 1的左视图；

图 3是图 1的俯视图； 图 4是本发明的造型线下芯工位机构图。 结合附图在其上标记以下附图标记：

1-砂箱；

11- -箱导向面；

12-水平止推面；

13-销套孔；

2-砂箱小车；

21-定位凸棱；

3-下芯台；

31-第一导向孔；

32-第二导向孔；

33-砂箱导向轮；

34-第一侧壁；

35-第二侧壁；

41-第一导向杆；

42-第二导向杆；

5-升降油缸；

6-基座；

61-定位座；

62-第三侧壁；

7-定位油缸；

71-定位销；

8-轨道；

9-下芯工位。

具体实施方式 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描 述的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。

本发明的造型线下芯工位上的砂箱定位装置通过顶推组件、 X轴定位 组件、 Y轴定位组件和 Z轴定位组件共同配合完成砂箱的定位。

如图 4所示， 砂箱小车 2带动砂箱 1在轨道 8上行走， 砂箱小车 2和 砂箱 1的接触面上设有限位组件， 使砂箱 1无法在轨道的方向上相对于砂 箱小车 2移动， 造型线下芯工位 9夹设在输送砂箱的轨道 8之间。 根据本 发明的造型线下芯工位上的砂箱定位装置， 砂箱小车 2和砂箱 1在下芯台 3支撑下进行定位。 如图 2和 3所示， 下芯台 3的一侧沿 X轴方向设有两 个相对于砂箱的中心轴对称的向上延伸的第一侧壁 34,且另一侧设有与砂 箱的中心轴同轴的第二侧壁 35。 优选地， 在第一侧壁 34的顶端可拆卸地 转动设有水平放置的砂箱导向轮 33。 在第二侧壁 35的顶端设有水平设置 的定位油缸 7 , 定位油缸 7的活塞端部向 、箱 1延伸， 且活塞端部形成定 位销 71 , 砂箱 1上面对定位油缸 7的侧面上设有与定位销 71适配的销套 孔 13。如图 1和 2所示， 下芯台 3的底面通过固定在基座 6上的两个升降 油缸 5支撑，在下芯台 3的底部沿 X轴方向对称设有横截面为正方形或长 方形的第一导向孔 31和横截面为圓形的第二导向孔 32 , 基座 6上固定设 有适配的第一导向杆 41和第二导向杆 42 , 下芯台 3随升降油缸 5的活塞 运动在第一导向杆 41和第二导向杆 42的导向下运动。 如图 2和 3所示， 基座 6上沿轨道的两侧分别设有两个向上延伸的第三侧壁 62 ,同侧的两个 第三侧壁 62的间距大于两个砂箱导向轮 33的间距。 在第三侧壁 62的顶 端可拆卸地固定设有水平的定位座 61 , 定位座 61高于砂箱导向轮 33。 如 图 2所示， 定位座 61可以是与第三侧壁 62螺紋连接的螺栓头顶面。 可对 四个定位座 61进行微调以使其底面处于同一个水平面上。 如图 2所示， 砂箱 1上靠近砂箱导向轮 33的侧面为砂箱导向面 1 1 , 砂箱 1的顶面形成 水平止推面 12。 如图 1所示，砂箱小车 2的顶面上设有沿 Y轴延伸的定位凸棱 21 ,在 砂箱 1的底面设有与凸棱 21适配的凹槽， 凸棱 21与凹槽的配合使得砂箱 1无法沿轨道方向相对于砂箱小车 2移动。

-箱定位方法如下：

当砂箱小车 2带动砂箱 2移动到下芯工位时， 启动升降油缸 5 , 推动 下芯台 3向上运动， 当下芯台 3到达砂箱小车 2的底部后， 砂箱小车 2在 下芯台 3的支撑下离开轨道向上运动；

当砂箱小车 2上升一定高度 （未与定位座 61抵接） 后， 关闭升降油 缸 5 , 启动定位油缸 7 , 定位油缸 7的活塞推动 -箱 1沿 Y轴方向运动， 使得砂箱导向面 11抵靠在砂箱导向轮 33上并夹紧， 这样， 砂箱在 Y轴方 向上定位；

在定位销 71和砂箱上的销套孔 13的位置存在偏差时，利用定位销 71 前端的锥面对砂箱 1的销套孔的作用产生 X轴方向的分力，使砂箱带动砂 箱导向轮 33转动， 微调砂箱小车 2与下芯台 3的相对位置， 使得销套孔 13对准定位销 71 , 并将定位销 71插入销套孔 13 中。 这样， 砂箱小车 2 就定位在下芯台 3上， 即砂箱在 X轴方向上定位；

然后， 再次启动升降油缸 5 , 使下芯台 3向上运动， 当砂箱 1的水平 止推面 12抵靠在定位座 61的底面上时，四个定位座 61与两个升降油缸 5 将下芯台 3、 砂箱小车 2和砂箱 1相对于基座 6定位， 即砂箱在 Z轴方向 上定位。

升降油缸 5和下芯台 3构成了顶推组件， 下芯台将砂箱小车举起， 脱 离轨道后， 砂箱小车具有一定的自由度， 可相对于基座 6和下芯台 3进行 位置调整。 定位销 71和销套孔 13构成了 X轴定位组件，销和销套孔的配 合结构简单，且可准确定位。定位油缸 7的活塞和砂箱导向轮 33构成了 Y 轴定位组件， 砂箱导向轮 33 的转动带动砂箱小车的微动， 为砂箱小车的 运动提供了动力， 减小了砂箱小车的微调阻力， 且与人力推动砂箱小车的 微调方式相比， 精准度较高。 定位座 61和顶推组件构成了 Z轴定位组件， 由于现有技术中通过销钉和销套的配合无法在 Z轴上定位砂箱， 因此相对 于现有技术， Z轴定位组件使砂箱完全定位， 为下芯提供了很好的定位条 件。

上述的定位方法避免了多次定位基准的转换， 且定位精度不会受到砂 箱小车的加工精度、 砂箱与砂箱小车的接触面的洁净度等因素的影响， 使 砂箱和砂箱小车准确定位， 定位精度的最大偏差小于 0.3mm, 为机器人准 确下芯提供良好的基础， 因此铸件尺寸精度和铸件的重力的合格率大大提 高。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种造型线下芯工位的砂箱定位装置，砂箱通过限位组件在轨道方 向上相对于砂箱小车限位， 其特征在于， 所述造型线下芯工位的底部设有 基座， 所述砂箱定位装置包括：

顶推组件， 其包括固定在所述基座上的升降油缸和由所述升降油缸支 撑的下芯台；

Y轴定位组件， 所述下芯台的一侧沿所述轨道对称设有向上延伸的第 一侧壁， 且所述下芯台的另一侧设有向上延伸的与所述砂箱的中心轴同轴 的第二侧壁， 所述第二侧壁上设有水平的定位油缸， 所述定位油缸的活塞 推动所述砂箱沿 Y轴方向运动；

X轴定位组件， 其包括定位销和销套孔， 所述定位销形成于所述定位 油缸的活塞端部， 所述销套孔设置在所述砂箱上面对所述定位油缸的侧面 上， 定位状态下所述砂箱抵靠在所述第一侧壁的侧面上时， 所述定位销插 入所述销套孔内；

Z轴定位组件， 其包括多个定位座， 所述基座的两侧沿所述轨道分别 设有对称的第三侧壁， 所述定位座可拆卸地固定设置在所述第三侧壁的顶 端， 且多个所述定位座的底面处于同一个水平面上， 定位状态下所述砂箱 的顶面与所述定位座的底面抵靠。

2. 根据权利要求 1所述的造型线下芯工位上的砂箱定位装置，其特征 在于， 所述第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮， 定位状态下所述砂箱导 向轮与所述砂箱抵靠。

3. 根据权利要求 1或 2所述的造型线下芯工位上的砂箱定位装置，其 特征在于，所述下芯台的底部沿 X轴方向对称设有第一导向孔和第二导向 孔， 所述基座上在与所述第一导向孔和所述第二导向孔相应的位置处设有 适配的第一导向杆和第二导向杆。

4. 根据权利要求 3所述的造型线下芯工位上的砂箱定位装置，其特征 在于， 所述第一导向孔的横截面为正方形或长方形， 且所述第二导向孔的 横截面为圓形。

5. 根据权利要求 1所述的造型线下芯工位上的砂箱定位装置，其特征 在于， 所述限位组件包括至少一个定位凸棱和至少一个凹槽， 所述定位凸 棱设置在所述砂箱小车的顶面上且与所述轨道垂直， 所述凹槽设置在所述 砂箱的底面并与所述定位凸棱适配。

6. 一种造型线下芯工位上的砂箱定位方法，砂箱通过限位组件在轨道 方向上相对于砂箱小车限位， 其特征在于， 所述造型线下芯工位的底部设 有基座， 所述基座上设有多个定位座， 所述多个定位座的底面处于同一个 水平面上， 所述砂箱定位方法包括如下步骤：

通过顶推组件推动所述砂箱小车和所述砂箱， 使所述砂箱小车和所述 砂箱与轨道脱离； 其中所述下芯台的一侧设有向上延伸的第一侧壁， 且所 述下芯台的另一侧设有第二侧壁， 所述第二侧壁上设有水平的定位油缸， 所述定位油缸的活塞端部设有定位销， 所述砂箱上设有与所述定位销适配 的销套孔；

通过所述定位油缸水平推动所述砂箱， 使所述砂箱夹紧在所述第一侧 壁和所述定位油缸的活塞端部之间， 完成 Y轴定位；

将所述定位销插入所述销套孔内， 完成 X轴定位；

通过所述顶推组件推动所述砂箱小车和所述砂箱， 使所述砂箱的顶面 抵靠在设置所述定位座的底面上， 所述砂箱夹紧在所述顶推组件和所述定 位座之间， 完成 Z轴定位。

7. 根据权利要求 6所述的造型线下芯工位上的砂箱定位方法，其特征 在于， 当所述定位销和所述销套孔的位置存在偏差时， 所述 X轴定位还包 括如下步骤：

利用所述定位销前端的锥面对所述销套孔的作用产生 X 轴方向的分 力，使所述砂箱相对于所述下芯台微动，使得所述销套孔对准所述定位销。

8. 根据权利要求 7所述的造型线下芯工位上的砂箱定位方法，其特征 在于， 所述第一侧壁的顶端转动设有砂箱导向轮， 所述砂箱相对于所述下 芯台微动时带动所述砂箱导向轮转动。