砂芯清砂转运装置的制作方法

本发明属于智能铸造自动化设备技术领域，特别是涉及3d打印智能化工厂砂芯清砂转运装置。

背景技术：

铸造是装备制造业的基础，也是国民经济的基础产业。从汽车、机床、轨道交通、建筑五金到航空、航天、国防以及人们的日常生活等，都需要铸件产品。我国铸件产量处于世界领先水平，国内有2万多家铸造厂，其中将近80％是采用砂型铸造，且处于逐年上升的趋势，每年有4000万吨砂芯需要清理、检测、表面处理转运及码垛操作，人力、效率等问题尤为突出。在机器人和自动化工业生产领域中，目前桁架机器手实现了砂芯处理过程的完全自动化，在砂芯生产线的上下料、工件翻转、工件转序等工位上起重要作用。

为打造“互联网+双创+绿色铸造”的铸造产业生态，推进铸造产业向高端化、绿色化、智能化、服务化发展。将桁架机器人、自动化吹砂房引入智能化、自动化、现代化智能铸造成形工厂，极大地提高了砂芯、搬用清理的效率；而目前在实际生产过程中，通过桁架机器人对砂芯进行抓取、翻转动作，增加了机械手夹具的复杂程度以及操作空间，除此外，在砂芯清砂过程中，砂芯生产线的自动清砂房中的砂芯不能翻转，砂芯处于静止状态下吹砂，效率低下，对于复杂腔体内的散砂清理难度较大，极易造成因清砂不彻底而浇注的铸件尺寸超差而报废。

技术实现要素：

本发明提供了一种砂芯清砂转运装置，用于智能铸造砂芯清砂工艺流程，解决了砂芯生产线的自动清砂房中的砂芯不能翻转，清砂效率低的问题，同时可以保证砂芯清砂后保持良好的位置精度，配合衔接桁架机器人快速、准确的完成后续工艺流程；本发明具体技术方案如下：

砂芯清砂转运装置，包括主体、第一移动装置、第二移动装置、第一顶升装置、第二顶升装置、第一旋转装置、第二旋转装置；所述第一移动装置与所述第二移动装置对称设置在所述主体上方，且沿所述主体的水平方向往复运动；所述第一顶升装置设置在所述第一移动装置的与所述第二移动装置相对的一侧面，且沿所述第一移动装置的竖直方向往复运动；所述第二顶升装置设置在所述第二移动装置的与所述第一移动装置相对的一侧面，且沿所述第二移动装置的竖直方向往复运动；所述第一顶升装置与所述第二顶升装置用于支撑砂芯；所述第一旋转装置设置在所述第一移动装置的上方，且沿所述第一移动装置的水平方向往复运动；所述第二旋转装置设置在所述第二移动装置的上方，且沿所述第一移动装置的水平方向往复运动；所述第一旋转装置与所述第二旋转装置用于夹持翻转砂芯。

进一步地，所述第一移动装置与所述第二移动装置分别通过滑块导轨副安装在所述主体上方，所述主体上方固定设置有移动装置导轨；所述第一移动装置包括移动装置支架、移动装置电机、移动装置减速器、移动装置齿轮、移动装置齿条、移动装置滑块，所述移动支架上设置有所述移动装置电机、移动装置减速器、移动装置齿轮、移动装置滑块，所述移动装置电机与所述移动装置减速器连接，所述移动装置减速器与所述移动装置齿轮连接，所述移动装置齿轮与所述移动装置齿条连接，所述移动装置滑块与所述移动装置导轨连接，所述移动装置齿条与所述主体连接，所述移动装置电机驱动所述移动装置齿轮与所述移动装置齿条运动，以带动所述第一移动装置沿移动装置导轨往复运动；所述第二移动装置与所述第一移动装置结构相同，且由各所述移动装置电机控制同时相对水平运动。

进一步地，所述第一移动装置与所述第二移动装置上分别安装有感应限位件，用于检测所述第一移动装置与所述第二移动装置的准确位置。

进一步地，所述第一顶升装置通过滑块导轨副安装在所述第一移动装置的与所述第二移动装置相对的一侧面，所述第一移动装置的与所述第二移动装置相对的一侧面固定设置有顶升装置导轨；所述第一顶升装置包括顶升装置支架、顶升装置电机、顶升装置减速器、顶升装置齿轮、顶升装置齿条、顶升装置滑块，所述顶升支架上设置有顶升装置电机、顶升装置减速器、顶升装置齿轮、顶升装置滑块，所述顶升装置电机与所述顶升装置减速器连接，所述顶升装置减速器与所述顶升装置齿轮连接，所述顶升装置齿轮与所述顶升装置齿条连接，所述顶升装置滑块与所述顶升装置导轨连接，所述顶升装置齿条与所述移动装置支架连接，所述顶升装置电机驱动所述顶升装置齿轮与所述顶升装置齿条运动，以带动所述第一顶升装置沿顶升装置导轨往复运动；所述第一移动装置与所述第二移动装置结构相同，所述第二顶升装置与所述第一顶升装置结构相同，且由各所述顶升装置电机控制同时竖直方向上下运动。

进一步地，所述第一顶升装置与所述第二顶升装置上分别安装有感应限位件，用于检测所述第一顶升装置与所述第二顶升装置的准确位置。

进一步地，所述第一旋转装置通过滑块导轨副安装在所述第一移动装置的上方，所述第一旋转装置的上方固定设置有旋转装置导轨；所述第一旋转装置包括旋转装置支架、旋转装置电机、旋转装置减速器、旋转装置齿轮、旋转装置齿条、旋转装置滑块，所述旋转支架上设置有旋转装置电机、旋转装置减速器、旋转装置齿轮、旋转装置滑块，所述旋转装置电机与所述旋转装置减速器连接，所述旋转装置减速器与所述旋转装置齿轮连接，所述旋转装置齿轮与所述旋转装置齿条连接，所述旋转装置滑块与所述旋转装置导轨连接，所述旋转装置齿条与所述移动装置支架连接，所述旋转装置电机驱动所述旋转装置齿轮与所述旋转装置齿条运动，以带动所述第一旋转装置沿旋转装置导轨往复运动；所述第一移动装置与所述第二移动装置结构相同，所述第二旋转装置与所述第一旋转装置结构相同，并由各所述旋转装置电机控制同时相对水平运动。

进一步地，所述第一旋转装置与所述第二旋转装置上分别安装有感应限位件，用于检测所述第一旋转装置与所述第二旋转装置的准确位置。

进一步地，所述第一旋转装置还包括旋转主轴、旋转驱动电机、旋转驱动减速器、夹具；所述旋转驱动电机与所述旋转驱动减速器连接，所述旋转主轴安装在所述旋转装置支架上，所述旋转主轴的一端与所述旋转驱动减速器连接，所述旋转主轴的远离与所述旋转驱动减速器连接的一端与所述夹具连接；所述第二旋转装置与所述第一旋转装置结构相同，且由各所述旋转驱动电机控制相应所述夹具同时旋转运动。

进一步地，所述主体表面为镂空设计，即可以防止主体表面积砂。

进一步地，所述主体底部设置有与地面轨道滚动匹配的滚轮，用于将砂芯输送至清砂房清砂工位处。

进一步地，所述主体包括主体驱动装置，所述主体驱动装置驱动所述主体沿底面轨道输送至清砂房清砂工位处。

本发明提供一种砂芯清砂转运装置，在保证桁架机器人与相关配合部位不干涉的情况下实现砂芯精准放置；实现砂芯在清砂房内进行自动翻转，配合自动吹砂装置，实现快速、高效的清砂，同时极大地改善清砂效果，相对于传统砂芯静止状态进行吹砂，减少了吹砂死点，间接改善砂芯质量；同时在清砂房进行砂芯翻转代替桁架机器人抓取砂芯翻转动作，有效的降低桁架机器人前序的抓取难度，加快动作节拍，对于打印头布图率也有较大的提升。

附图说明

图1为本发明砂芯清砂转运装置结构示意图；

图2为本发明主体结构示意图；

图3为本发明第一移动装置的结构示意图；

图4为本发明第一移动装置的与图3不同角度结构示意图；

图5为本发明第一顶升装置的结构示意图；

图6为本发明第一顶升装置的与图5不同角度结构示意图；

图7为本发明第一顶升装置的结构示意图；

图8为本发明第一顶升装置的与图7不同角度结构示意图；

10-主体；20-第一移动装置；30-第二移动装置；40-第一顶升装置；50-第二顶升装置；60-第一旋转装置；70-第二旋转装置；200-移动装置导轨；201-移动装置支架；202-移动装置电机；203-移动装置减速器；204-移动装置齿轮；205-移动装置齿条；206-移动装置滑块；400-顶升装置导轨；401-顶升装置支架；402-顶升装置电机；403-顶升装置减速器；404-顶升装置齿轮；405-顶升装置齿条；406-顶升装置滑块；600-旋转装置导轨；601-旋转装置支架；602-旋转装置电机；603-旋转装置减速器；604-旋转装置齿轮；605-旋转装置齿条；606-旋转装置滑块；607-旋转主轴；608-旋转驱动电机；609-旋转驱动减速器；610-夹具。

具体实施方式

以下结合附图通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

砂芯清砂转运装置，请参见附图1所示，包括主体10、第一移动装置20、第二移动装置30、第一顶升装置40、第二顶升装置50、第一旋转装置60、第二旋转装置70；第一移动装置20与第二移动装置30对称设置在主体10上方，且沿主体10的水平方向往复运动；第一顶升装置40设置在第一移动装置20的与第二移动装置30相对的一侧面，且沿第一移动装置20的竖直方向往复运动；第二顶升装置50设置在第二移动装置30的与第一移动装置20相对的一侧面，且沿第二移动装置30的竖直方向往复运动；第一顶升装置40与第二顶升装置50用于支撑砂芯；第一旋转装置60设置在第一移动装置20的上方，且沿第一移动装置20的水平方向往复运动；第二旋转装置70设置在第二移动装置30的上方，且沿第一移动装置20的水平方向往复运动；第一旋转装置60与第二旋转装置70用于夹持翻转砂芯。

请参见附图2、3、4所示，第一移动装置20与第二移动装置30分别通过滑块导轨副安装在主体10上方，主体10上方固定设置有移动装置导轨200；第一移动装置20包括移动装置支架201、移动装置电机202、移动装置减速器203、移动装置齿轮204、移动装置齿条205、移动装置滑块206，移动支架上201设置有移动装置电机202、移动装置减速器203、移动装置齿轮204、移动装置滑块206，移动装置电机202与移动装置减速器203连接，移动装置减速器203与移动装置齿轮204连接，移动装置齿轮204与移动装置齿条205连接，移动装置滑块206与移动装置导轨200连接，且移动装置滑块206与移动装置导轨200可以相对滑动；移动装置齿条205与主体10固定连接，移动装置电机202驱动移动装置齿轮204与移动装置齿条205运动，以带动第一移动装置20沿移动装置导轨200往复运动；第二移动装置30与第一移动装置20结构相同，且由各移动装置电机202控制同时相对水平运动。第一移动装置20与第二移动装置30上分别安装有感应限位件，用于检测第一移动装置20与第二移动装置30的准确位置。

请参见附图4、5、6所示，第一顶升装置40通过滑块导轨副安装在第一移动装置20的与第二移动装置30相对的一侧面，第一移动装置20的与第二移动装置30相对的一侧面固定设置有顶升装置导轨400；第一顶升装置40包括顶升装置支架401、顶升装置电机402、顶升装置减速器403、顶升装置齿轮404、顶升装置齿条405、顶升装置滑块406，顶升支架上401设置有顶升装置电机402、顶升装置减速器403、顶升装置齿轮404、顶升装置滑块406，顶升装置电机402与顶升装置减速器403连接，顶升装置减速器403与顶升装置齿轮404连接，顶升装置齿轮404与顶升装置齿条405连接，顶升装置滑块406与顶升装置导轨400连接，且顶升装置滑块406与顶升装置导轨400可以相对滑动；顶升装置齿条405与移动装置支架201连接，顶升装置电机402驱动顶升装置齿轮404与顶升装置齿条405运动，以带动第一顶升装置40沿顶升装置导轨400往复运动；第一移动装置20与第二移动装置30结构相同，第二顶升装置50与第一顶升装置40结构相同，且由各顶升装置电机402控制同时竖直方向上下运动。第一顶升装置40与第二顶升装置50上分别安装有感应限位件，用于检测第一顶升装置40与第二顶升装置50的准确位置。

请参见附图4、7、8所示，第一旋转装置60通过滑块导轨副安装在第一移动装置20的上方，第一旋转装置60的上方固定设置有旋转装置导轨600；第一旋转装置60包括旋转装置支架601、旋转装置电机602、旋转装置减速器603、旋转装置齿轮604、旋转装置齿条605、旋转装置滑块606，旋转支架上设置有旋转装置电机602、旋转装置减速器603、旋转装置齿轮604、旋转装置滑块606，旋转装置电机602与旋转装置减速器603连接，旋转装置减速器603与旋转装置齿轮604连接，旋转装置齿轮604与旋转装置齿条605连接，旋转装置滑块606与旋转装置导轨600连接，且旋转装置滑块606与旋转装置导轨600可以相对滑动；旋转装置齿条605与移动装置支架201连接，旋转装置电机602驱动旋转装置齿轮604与旋转装置齿条605运动，以带动第一旋转装置60沿旋转装置导轨600往复运动；第一移动装置20与第二移动装置30结构相同，第二旋转装置70与第一旋转装置60结构相同，并由各旋转装置电机602控制同时相对水平运动。第一旋转装置60与第二旋转装置70上分别安装有感应限位件，用于检测第一旋转装置60与第二旋转装置70的准确位置。

第一旋转装置60还包括旋转主轴607、旋转驱动电机608、旋转驱动减速器609、夹具610；旋转驱动电机608与旋转驱动减速器609连接，旋转主轴607安装在旋转装置支架601上，旋转主轴607的一端与旋转驱动减速器609连接，旋转主轴607的远离与旋转驱动减速器609连接的一端与夹具610连接；第二旋转装置70与第一旋转装置60结构相同，且由各旋转驱动电机608控制相应夹具610同时旋转运动。

在其中一个实施例中，本发明提供的砂芯清砂转运装置设置在清砂房内，砂芯清砂转运装置的下端布置有整个旧砂回收系统，在使用过程中，根据砂芯的尺寸，设定第一移动装置20与第二移动装置30之间的距离值l1，设定第一顶升装置40与第二顶升装置50的高度值h1，设定第一旋转装置60与第二旋转装置70之间的距离值l2；第一移动装置20与第二移动装置30在其对应设置的移动装置电机202的驱动下，同步沿主体10的水平方向相对远离，使得之间的距离等于l1；第一顶升装置40与第二顶升装置50在其对应设置的顶升装置电机402的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的竖直方向向上移动，使得第一顶升装置40与第二顶升装置50的高度值等于h1；桁架机器人将3d打印机工作箱中的砂芯从清砂站抓取出放置到砂芯清砂转运装置的第一顶升装置40与第二顶升装置50上；第一旋转装置60与第二旋转装置70在其对应设置的旋转装置电机602的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的水平方向相对靠近，使得之间的距离等于l2；第一旋转装置60的夹具610与第二旋转装置70的夹具610在其对应设置的旋转驱动电机608的驱动下，同时夹持砂芯的吊把；第一顶升装置40与第二顶升装置50在其对应设置的顶升装置电机402的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的竖直方向向下移动，直至不妨碍砂芯旋转任意角度；此时由于第一旋转装置60的夹具610与第二旋转装置70的夹具610稳定夹持砂芯，使得砂芯悬空，根据清砂的工位工序需要，第一旋转装置60的旋转驱动电机608与第二旋转装置70的旋转驱动电机608带动对应的夹具610同步旋转设定角度，进行清砂操作。由于砂芯清砂转运装置的下端布置有整个旧砂回收系统，由于主体10表面为镂空结构，保证散砂落入整个旧砂回收系统中，进行回收再生。

在其中一个实施例中，主体10底部设置有与地面轨道滚动匹配的滚轮，用于将砂芯输送至清砂房清砂工位处。主体10包括主体10驱动装置，主体10驱动装置驱动主体10沿底面轨道输送至清砂房清砂工位处。

在使用过程中，根据砂芯的尺寸，设定第一移动装置20与第二移动装置30之间的距离值l1，设定第一顶升装置40与第二顶升装置50的高度值h1，设定第一旋转装置60与第二旋转装置70之间的距离值l2；第一移动装置20与第二移动装置30在其对应设置的移动装置电机202的驱动下，同步沿主体10的水平方向相对远离，使得之间的距离等于l1；第一顶升装置40与第二顶升装置50在其对应设置的顶升装置电机402的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的竖直方向向上移动，使得第一顶升装置40与第二顶升装置50的高度值等于h1；桁架机器人将3d打印机工作箱中的砂芯抓取出放置到砂芯清砂转运装置的第一顶升装置40与第二顶升装置50上；第一旋转装置60与第二旋转装置70在其对应设置的旋转装置电机602的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的水平方向相对靠近，使得之间的距离等于l2；第一旋转装置60的夹具610与第二旋转装置70的夹具610在其对应设置的旋转驱动电机608的驱动下，同时夹持砂芯的吊把；主体10驱动装置驱动主体10沿底面轨道输送至清砂房清砂工位处；第一顶升装置40与第二顶升装置50在其对应设置的顶升装置电机402的驱动下，同步分别沿第一移动装置20与第二移动装置30的竖直方向向下移动，直至不妨碍砂芯旋转任意角度；此时由于第一旋转装置60的夹具610与第二旋转装置70的夹具610稳定夹持砂芯，使得砂芯悬空，根据清砂的工位工序需要，第一旋转装置60的旋转驱动电机608与第二旋转装置70的旋转驱动电机608带动对应的夹具610同步旋转设定角度，进行清砂操作。砂芯清砂转运装置处于清砂房清砂工位处时，砂芯清砂转运装置的下端布置有整个旧砂回收系统，由于主体10表面为镂空结构，保证散砂落入整个旧砂回收系统中，进行回收再生。

本发明提供一种砂芯清砂转运装置，在保证桁架机器人与相关配合部位不干涉的情况下实现砂芯精准放置；实现砂芯在清砂房内进行自动翻转，配合自动吹砂装置，实现快速、高效的清砂，同时极大地改善清砂效果，相对于传统砂芯静止状态进行吹砂，减少了吹砂死点，间接改善砂芯质量；同时在清砂房进行砂芯翻转代替桁架机器人抓取砂芯翻转动作，有效的降低桁架机器人前序的抓取难度，加快动作节拍，对于打印头布图率也有较大的提升。

本发明提供一种砂芯清砂转运装置，用于智能铸造砂芯清砂工艺流程，解决了砂芯生产线的自动清砂房中的砂芯不能翻转，清砂效率低的问题，同时可以保证砂芯清砂后保持良好的位置精度，配合衔接桁架机器人快速、准确的完成后续工艺流程；在保证桁架机器人与相关配合部位不干涉的情况下实现砂芯精准放置；实现砂芯在清砂房内进行自动翻转，配合自动吹砂装置，实现快速、高效的清砂，同时极大地改善清砂效果，相对于传统砂芯静止状态进行吹砂，减少了吹砂死点，间接改善砂芯质量；同时在清砂房进行砂芯翻转代替桁架机器人抓取砂芯翻转动作，有效的降低桁架机器人前序的抓取难度，加快动作节拍，对于打印头布图率也有较大的提升。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。