一种多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种型壳自动化制造单元，特别是一种多功高效的烙模精密铸造机械 手制壳单元，用于制备航天大型复杂烙模精密铸件型壳。
【背景技术】
[0002] 航天烙模精密铸件产品正向大型化、复杂化、整体化、批量化方向发展，为提高成 品率和工作效率，降低工人的劳动强度问题，研究开发多功高效的烙模精密铸造机械手制 壳单元是一个重要的课题。2012年04月04日公开的中国专利（公开号CN102397985Ar精 密铸造机器人自动化制壳单元"中，公开了由1台六自由度机器人为中屯、，周围放置2台淋 砂机和1台沾浆机的制壳单元，其不足之处是无法满足2种粘结剂、3种耐火材料制壳工艺 的要求，同时，该专利未对单元内与运动轨迹相关的设备空间位置进行详细介绍。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明为面层、过渡层和加固层制壳过程中的沾浆、淋 砂提供了一个满足2种粘结剂、3种耐火材料制壳工艺的高效的机械手制壳单元，且单元内 设备空间位置布局合理，制造效率高、适应性强、流程优化，避免了模组运动过程中轨迹发 生干设。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括1台六轴机械手、2台沾浆机和 3台淋砂机；W所述六轴机械手为圆屯、，沿圆周放置装夹平台、2台沾浆机和3台淋砂机，沾 浆机和淋砂机均朝向六轴机械手抓取的铸件，分别用于实现2种粘结剂的沾浆工艺和3种 耐火材料的淋砂工艺。 阳0化]所述六轴机械手的最大回转半径为2700mm，所述沾浆机与六轴机械手的中屯、水平 距离为2100mm，淋砂机有效淋砂区域与六轴机械手的中屯、水平距离为2300mm。
[0006] 所述沾浆机的桶底部到地基平面的距离为120mm，所述淋砂机的承件空间中屯、到 地基平面的距罔为1860mm。
[0007] 所述沾浆机包括面层沾浆机和加固层沾浆机，所述淋砂机包括面层淋砂机、过渡 层淋砂机和加固层淋砂机；W装卡平台作为机械手1轴的0°方向，所述面层沾浆机、面层 淋砂机位于机械手1轴-180°~0°工作范围内，且面层沾浆机、面层淋砂机、装卡平台的 中屯、线夹角分别为60°和45° ;所述过渡层淋砂机、加固层沾浆机、加固层淋砂机位于机械 手1轴0°~180°工作范围内，且过渡层淋砂机、加固层沾浆机、加固层淋砂机、装卡平台 的中屯、线夹角分别为75。、60°、45°。
[0008] 本发明的有益效果是：采用圆形布局，充分利用了机械手1轴的-180°~180°的 运动范围，在圆周上放置2台沾浆机、3台淋砂机、装卡平台和设备维护通道，满足2种粘结 剂、3种耐火材料制壳工艺要求，适用于面层、过渡层和加固层制壳过程中的沾浆、淋砂。依 据六轴机械手的空间运动范围，确定了沾浆机、淋砂机空间位置，保证了模组沾浆、淋砂运 动轨迹的实现，避免了发生干设。针对面层、过渡层和加固层制壳工艺流程，将设备合理布 局，实现了制壳效率最大化。本发明所述的一种多功高效的烙模精密铸造机械手制壳单元， 用于制备航天大型复杂烙模精密铸件型壳，具有效率高、适应性强、流程优化等优点。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的制壳单元的工艺流程； 阳010] 图2为本发明的机械手的六轴空间运动范围；
[0011] 图3为本发明的沾浆机与机械手的相对位置关系；
[0012] 图4为本发明的淋砂机与机械手的相对位置关系。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施 例。
[0014] 本发明的技术解决方案之一为：所述机械手制壳单元W1台六轴机械手为中屯、， 在圆周上放置2台沾浆机，用于实现模组2种粘结剂的沾浆工艺。在圆周上放置3台淋砂 机，用于实现模组3种耐火材料淋砂工艺。采用1台机械手实现了面层、过渡层和加固层多 种制壳工艺的的沾浆、淋砂。 阳01引本发明的技术解决方案之二为：沾浆机与机械手中屯、的水平距离为2100mm，淋砂 机有效淋砂区域距机械手中屯、的水平距离为2300mm，在机械手的最大回转半径2700mm范 围内，保证了水平方向模组运动轨迹的实现，避免了运动过程中发生干设。
[0016] 本发明的技术解决方案之Ξ为：沾浆机桶底部到水平面（地基平面）的距离为 120mm，淋砂机承件空间中屯、到水平面的距离为1860mm，保证了高度范围内模组运动轨迹的 实现，避免了运动过程中发生干设。
[0017] 本发明的技术解决方案之四为：面层沾浆机、面层淋砂机、装卡平台位于机械手1 轴-180° -0°工作范围内，设备中屯、线之间的夹角分别为60°、45°，缩短了沾浆、淋砂完 成后机械手运动的行程，实现了面层制壳的效率最大化。过渡层、加固层耐火材料均采用 加固层粘结剂，且加固层数大于过渡层数，所W过渡层淋砂机、加固层沾浆机、加固层淋砂 机、装卡平台位于机械手1轴0-180°工作范围内，设备中屯、线之间夹角分别为75°、60°、 45°，既实现了流程优化，又缩短了沾浆、淋砂完成后机械手运动的行程，实现了过渡层、加 固层制壳的效率最大化。
[0018] 本发明的实施例如图1所示，由机械手1，沾浆机2、3,淋砂机4、5、6,装卡平台7， 设备维护通道8、9组成。机械手1、沾浆机2、淋砂机4实现面层的沾浆、淋砂；机械手1、沾 浆机3、淋砂机5实现过渡层的沾浆、淋砂；机械手1、沾浆机3、淋砂机6实现加固层的沾浆、 淋砂。
[0019] 所述的机械手1为六轴机械手，最大回转半径为2700mm。
[0020] 所述的沾浆机2、3直径为Φ1500mm，深度为1400mm。 阳0川所述的淋砂机4、5、6有效淋砂面积为1400mmX1400mm，承件空间为 1800mm(L)X2000mm(W)X2200mm(H)。
[0022] 所述的烙模精密铸造机械手制壳单元W1台六轴机械手为回转中屯、，在圆周上放 置沾浆机2、3、淋砂机4、5、6和装卡平台7。
[0023] 所述的沾浆机2、3中屯、与机械手1中屯、的距离为2100mm，淋砂机4、5、6有效淋砂 区域距机械手1中屯、的水平距离为2300mm。
[0024] 所述的沾浆机2、3桶底部到水平面的距离为120mm，淋砂机4、5、6承件空间中屯、到 水平面的距离为1860mm。
[0025] 所述的用于面层沾浆、淋砂的沾浆机2、淋砂机4、装卡平台7的中屯、线之间夹角分 别为60°、45° ;用于过渡层沾浆、淋砂的沾浆机3、淋砂机5、装卡平台7的中屯、线之间夹 角分别为75°、180° ;用于加固层沾浆、淋砂的沾浆机3、淋砂机6、装卡平台7的中屯、线之 间夹角分别为60。、45°。
[0026] 面层制壳流程在装卡平台7完成模组装卡后，转移至沾浆机2进行沾浆。沾浆完成 后，移动到淋砂机4进行淋砂，最后将模组放置在装卡平台7上。过渡层制壳流程在装卡平 台7完成模组装卡后，转移至沾浆机3进行沾浆。沾浆完成后，移动到淋砂机5进行淋砂， 最后将模组放置在装卡平台7上。加固层制壳流程在装卡平台7完成模组装卡后，转移至 沾浆机3进行沾浆。沾浆完成后，移动到淋砂机6进行淋砂，最后将模组放置在装卡平台7 上。
[0027] 如表1所示，为本发明的所用机械手的六轴运动范围，图2中空间运动范围13为 机械手1六轴综合运动的空间极限状态。
[0028] 表 1
[0029]
[0030] 如图3所示，沾浆机2、3与机械手1中屯、的水平距离为2100mm，高度方向沾浆机桶 底部到水平面的距离为120mm，保证了沾浆、控浆轨迹的实现。
[0031] 如图4所示，淋砂机4、5、6有效淋砂区域距机械手1中屯、的水平距离为2300mm，高 度方向承件空间中屯、到水平面的距离为1860mm，保证了淋砂轨迹的实现。
【主权项】
1. 一种多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元，包括1台六轴机械手、2台沾浆机 和3台淋砂机，其特征在于：以所述六轴机械手为圆心，沿圆周放置装夹平台、2台沾浆机和 3台淋砂机，沾浆机和淋砂机均朝向六轴机械手抓取的铸件，分别用于实现2种粘结剂的沾 浆工艺和3种耐火材料的淋砂工艺。2. 根据权利要求1所述的多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元，其特征在于： 所述六轴机械手的最大回转半径为2700mm，所述沾浆机与六轴机械手的中心水平距离为 2100mm，淋砂机有效淋砂区域与六轴机械手的中心水平距离为2300mm。3. 根据权利要求1所述的多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元，其特征在于：所 述沾浆机的桶底部到地基平面的距离为120_，所述淋砂机的承件空间中心到地基平面的 距离为1860mm。4. 根据权利要求1所述的多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元，其特征在于：所 述沾浆机包括面层沾浆机和加固层沾浆机，所述淋砂机包括面层淋砂机、过渡层淋砂机和 加固层淋砂机；以装卡平台作为机械手1轴的0°方向，所述面层沾浆机、面层淋砂机位于 机械手1轴-180°~0°工作范围内，且面层沾浆机、面层淋砂机、装卡平台的中心线夹 角分别为60°和45° ;所述过渡层淋砂机、加固层沾浆机、加固层淋砂机位于机械手1轴 0°~180°工作范围内，且过渡层淋砂机、加固层沾浆机、加固层淋砂机、装卡平台的中心 线夹角分别为75°、60°、45°。
【专利摘要】本实用新型提供了一种多功高效的熔模精密铸造机械手制壳单元，以一台六轴机械手为圆心，沿圆周放置装夹平台、2台沾浆机和3台淋砂机，沾浆机和淋砂机均朝向六轴机械手抓取的铸件，分别用于实现2种粘结剂的沾浆工艺和3种耐火材料的淋砂工艺。本实用新型的设备空间位置及布局保证了模组沾浆、控浆、淋砂运动轨迹，避免了发生干涉。工作中利用机械手1轴的-180°～180°回转运动，实现型壳的面层、过渡层和加固层制壳过程中模组的沾浆、淋砂，具有效率高、适应性强、流程优化等优点，可应用于航天大型复杂熔模精密铸件的型壳制备。
【IPC分类】B22C9/04
【公开号】CN205008540
【申请号】CN201520779048
【发明人】杨欢庆, 高怀胜, 纪艳卿, 王琳, 陈鹏荣
【申请人】西安航天发动机厂
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月9日