专利名称：远程监控式无箱造型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将先前制造层叠铸型的砂箱去除的无箱造型机，特别涉 及一种适用于远程监控下操作的造型机。
背景技术：
例如，受让于本申请的受让人的发明，WO2005/089983 Al，提出了一 种液压驱动的无箱造型机。在此无箱造型机中，从动部件(例如，铸型过程 中使用的上砂箱和下砂箱)主要由液压装置驱动。因此设置有一系列液压缸 系统。该无箱造型机也利用压縮气体或液压液往上下砂箱中填充型砂而制造 铸型。典型的情况下， 一填砂装置通过压縮气体往上下砂箱中喷射型砂，而 填砂装置中的型砂由进一步压縮的气体带动流动。常用的无箱造型机既没有计量诊断的装置，也没有计量诊断的方法，来 确定液压缸系统、填砂装置等是否处于正常操作状态。此操作状态的监控依 靠造型机周围的操作员的观察。发明内容据此，本发明的一个目标是提供一种能实现远程精确监控操作状态的无 箱造型机。本发明提供了一种制造无箱上下铸型的无箱造型机。该造型机包括 一上砂箱和一下砂箱，每个砂箱有一开口以制造相应铸型，并有至少一 个填砂孔往该开口中填入型砂，其中该上砂箱和下砂箱被支撑以实现两者的靠近和远离；一由变化的液压驱动的第一缸系统，产生一驱动力实现上下砂箱的靠近和远离；一双面模板，其中该模板能在该上下砂箱之间传送出入；上下挤压构件，每个构件插入相应的砂箱中，而当模板处于上下砂箱之 间呈层叠关系时，每个挤压构件朝向模板的相应面，以挤压填入砂箱的型砂；一由变化的液压驱动的第二缸系统，产生一驱动力，使得上砂箱、下砂 箱以及两者之间的模板在垂直位置和水平位置之间一致旋转；填砂装置，包括一压縮气源，压縮气体用于将型砂吹入上下砂箱的填砂 孔，故上下砂箱在垂直位置填入型砂；包括一系列传感器的测量装置，至少分别用于测量第一和第二缸系统的 液压，以及气源提供的压縮气体的气压；传输装置，用于将测量装置所得的测量值传输至通信线路；以及分析装置，用于接收和分析传输来的测量值，并显示分析结果。砂箱填入型砂后，填砂装置通过压缩气源或其他任意气源的压力变化的 压縮气体使得型砂流动。由此，测量装置也包括一传感器，用于测量使型砂 流动的压縮气体的气压。测量装置的传感器中也包括一用于检测填砂装置内型砂的上部水平面 的传感器。通信线路是因特网或局域网。每个缸系统包括由一系列液压缸组成的缸集。每个缸系统的液压是一油 压或一气压。该造型机可进一步包括由变化的液压驱动的任意缸系统，为无箱造型机 的一从动部件提供驱动力。由此，测量装置的传感器中进一步包括一用于测 量任意缸系统液压的传感器。例如，任意缸系统为上下挤压构件提供驱动力。该无箱造型机采用两组砂箱，其中一个上砂箱和一个下砂箱组成一组， 造型机利用两组砂箱轮流制造铸型。由此，该任意缸系统包括一第三缸系统，产生一驱动力，将上述制造并包含上铸型的上砂箱移出模板，还包括一 第四缸系统，产生一驱动力，从已经和模板分离开的一组砂箱中起出上下铸 型。该任意缸系统包括由一系列液压缸组成的缸集。
图1为本发明第一实施例的无箱造型机的前视图。 图2为图1所示造型机的部分横截面的平面图。 图3为本发明第二实施例的无箱造型机的前视图。图4为图3所示造型机的部分横截面的平面图。
具体实施方式
图l和图2描述了本发明制造无砂箱上下铸型的无箱造型机的第一实施 例。该造型机包括一矩形机械固定架1。机械固定架1右侧是一砂箱单元27， 包括一上砂箱2、 一下砂箱3以及一对用来相互连接上下砂箱2、 3并使其相 互靠近和远离的连接杆18。每个砂箱有一开口，侧壁有一填砂孔。在此实施 例中，连接杆18自上砂箱2悬挂下来，而下砂箱3安装于连接杆18上并向 下离上砂箱2预定距离。该造型机还包括一往复移送装置4，用于将一模板5输送到砂箱单元27 的上砂箱2和下砂箱3之间，或从其中输送出去，还包括一挤压机构9。模 板5的双面都有模型。砂箱单元27通过一对夹持器28可拆卸地连接于挤压机构9。该挤压机 构9设有上下挤压构件(未示出)，可分别从上砂箱2和下砂箱3的相应开 口插入和退出。当模板5夹持在成对的砂箱2和3之间时，这些开口均朝向 模板。每个挤压构件可以是一挤压板，或是设置有一系列挤压足的挤压足组 等等。上述对于该领域内的技术人员是熟知的。该挤压机构9被一支撑轴8 旋转支撑。该轴位于机械固定架1的上部中心。则挤压机构9可在标准面内绕支撑轴8双向旋转。挤压机构9的旋转范围在成对的上下砂箱2禾P 3以及 其间夹持的模版5所处的垂直位置和水平位置之间。该造型机还包括一对水 平液压缸(第二液压缸系统)10，每一个都由变化的液压驱动，用于双向旋 转挤压机构9。安装于机械固定架l左上方的是一填砂装置ll。下面设置了 一组压縮气体供应源(未示出)。装置ll将型砂通过一个或多个填砂孔(未 示出)吹入成对的上下砂箱2和3，砂箱由液压缸10的伸展运动而置于垂直 位置。填砂孔设置于各自砂箱，通过压力变化的气源提供的压縮气体装置引 入型砂。当型砂被吹入并引入成对砂箱后，用于吹入型砂的供应源或者是另 外的供应源或压縮气源提供压力变化的压缩气体，使型砂浮动或流动。在挤压机构9中， 一旋转框架12被支撑轴8可旋转地支撑着，故该框 架12在标准面内可绕轴8双向旋转。该框架12的右侧是一组垂直延伸的导 杆13， 一前一后分布，两者之间形成预定间距。 一上垂直运动框架14和一 下垂直运动框架15分别垂直可滑动地悬挂在两个导杆13的上部和下部。该 上下垂直运动框架14和15交替运动，其两者之间的靠近和远离是通过液压 缸(第一液压缸系统)16和17的伸縮运动来完成的，每个缸安装在框架12 上，由变化的液压驱动。该造型机还包括一系列传感器，用于测量在造型机内驱动从动部件的液 压缸16和17以及液压缸10的变化的液压(包括油压和气压)，也用于检测 利用填砂装置11将型砂吹入铸型空间并填满的压縮气体(如果有需要，还 包括使型砂浮动或流动的压縮气体)的变化压力。如图1所示，此传感器与 一传送机31电气连接用于传送测量值。(为了简化附图，传感器描画成自传 送机31引出的线条)。该传送机31与一监控工具32通过一通信线路33实 现通信，用于分析来自传感器的测量值并显示分析结果，通信线路包括例如 因特网或局域网。如果需要，与传送机31相连的传感器可以包括一用于检 测填砂装置11内型砂的上部水平面的传感器。上述无箱造型机中，首先，模板5通过往复移送装置4置于水平的上砂箱2和下砂箱3之间。之后液压缸16和17收縮，将所述模板5夹持于上砂 箱2和下砂箱3之间。之后液压缸10伸展，使挤压机构9旋转，上砂箱2、 下砂箱3和模板5旋转至垂直位置，其中上下砂箱2和3上的填砂孔毗邻填 砂装置ll相应的两个喷射器lla，每个喷射器喷射型砂。在这个状态下，上 挤压构件和下挤压构件伸出预定长度于上砂箱2和下砂箱3之中，确定铸型 空间。上(或下)铸型空间是由上(或下)挤压构件、上砂箱2 (或下砂箱 3)和模板5确定的。之后填砂装置11将型砂吹入并填充上下铸型空间(如有需要，型砂是 浮动或流动的)。随后，上下挤压构件动作，挤压上下铸型空间内的型砂。 液压缸10随后收縮，将上砂箱2、下砂箱3和模板5撤回至水平位置。液压 缸16和17伸展，提升上砂箱2，并降低下砂箱3，从而将模板5从上下砂 箱2和3之间分离开来，其中下砂箱3悬挂于连接杆18上。随后往复移送 装置4将模板5从上砂箱2和下砂箱3之间移除。液压缸16和17收缩，降 低上砂箱2并提升下砂箱3，使两者层叠。上下挤压构件动作，同时液压缸 16和17伸展，提升上砂箱2，降低下砂箱3。随后，将在上砂箱2和下砂箱 3中制成的一上铸型和一下铸型从中移除，其中下砂箱3悬挂于连接杆18 上。在进行上述上下无箱铸型制作的时候，相应传感器测量驱动造型机中相 应的主动件的相应液压缸10、 16和17的液压(包括油压或气压)，或测量 运用于填砂装置11上的、将型砂吹入并填充铸型空间的压縮气体(如有需 要，还包括使得型砂浮动或流动的压縮气体)的压力，(如有需要，或测量 填砂装置11内型砂的上部水平面)。这些传感器的测量值利用传送机31通 过通信线路33提供给监控工具32。监控工具32分析测量值并显示分析结果。 该监控工具32可包括一带有显示器的计算机，以描述分析结果；以及在计 算机上运行的软件，以分析传感器的测量值，并形成要显示的分析结果。分 析结果可能包括，例如，确定相应测量值是否在预定的允许范围之内。如果有任何的测量值在预定的允许范围之外，会产生例如视觉信号或听觉信号， 或两者均存在的警告指示。另外，监控工具32还可以包括一打印机，以输 出分析结果。由于该监控工具32可以安置在远离安装了造型机的机械部件的机械固定架l的地方，所以该造型机的任何操作状态均可实现远程监控。虽然该实施例运用了液压缸(第一液压缸系统)16和17来控制上砂箱 2和下砂箱3的彼此靠近和远离，以及液压缸(第二液压缸系统)IO来实现 上砂箱2、下砂箱3和模板5的旋转，作为无箱造型机中驱动从动部件的液 压缸系统，本发明并不局限于此。该无箱造型机还可包括任一液压缸系统来 驱动任一从动部件，任一传感器来测量可能设置的附加液压缸系统的液压， 由此，如上述，任一传感器的测量值利用传送机31，通过通信线路33可提 供给监控工具32。图3和图4是本发明无箱造型机的第二实施例。包括一任意缸系统。无箱造型机第一实施例和第二实施例之间最大的区别在于第二实施例 采用了两组砂箱，其中每一组砂箱包括一个上砂箱102和一个下砂箱103， 而第一实施例采用了单砂箱单元27，其中一个上砂箱2和一个下砂箱3相互 连接。鉴于该设置，第二实施例的无箱造型机还包括一第三液压缸129，将 上砂箱102从模板5分离，以及一第四液压缸138，将上铸型和下铸型从砂 箱组102和103中起出。第二实施例的无箱造型机包括一机械固定架101、 一往复移送装置104、 一模板105、 一支撑轴108、 一挤压机构109、液压缸(第二液压缸系统)110、 以及一填砂装置111。其与第一实施例中相应的机械固定架1、往复移送装 置4、模板5、支撑轴8、挤压机构9、液压缸(第二液压缸系统)10、以及 填砂装置11相类似。如上所述，在机械固定架101的右侧，设置有两组上 砂箱102和下砂箱103，每个砂箱有一个开口，并在侧壁上有一个或多个填 砂孔。每组砂箱(上砂箱102和下砂箱103)可滑动地安装在连接杆114上。两组砂箱中的其中一组，模板105的两个表面都有模型，将其置于上砂箱102和下砂箱103之间，故可通过往复移送装置104将其载入或移出两者 之间。挤压机构109包括一上挤压构件106和一下挤压构件107。两者能插 入或从上下砂箱102和103的相应开口中拔出，其中模板105与两个开口相 对，并夹持于成对的砂箱之间(上下砂箱102和103)。挤压机构109支撑上 下砂箱102和103。模板105夹持于两者之间，故其可在垂直平面内绕着机 械固定架101上的支撑轴108在水平位置和垂直位置之间双向旋转。挤压机 构109的旋转运动由液压缸110的动作来完成。由液压缸110的伸展运动使 成对的上下砂箱102和103在垂直位置，并通过压縮气体装置，从砂箱上的 填砂孔吹入并喷射填充型砂。在第二实施例中，型砂也可以通过压縮气体装 置使其浮动或流动。与第一实施例的无箱造型机相比，第二实施例的无箱造型机还进一步包 括铸型起出装置112和一用于旋转砂箱的旋转机构113。铸型起出装置112将上下铸型从一对上下砂箱102和103中起出，其中 砂箱水平层叠，并包含相应铸型。最后，铸型起出装置112包括一挤压板128， 可插入水平层叠的上下箱102和103中。该挤压板128连接于安装在机械固 定架101上的液压缸(第四液压缸)129的活塞杆低端。挤压板128之下是 一个接收器130，用于接收从上下砂箱102和103中起出的上下铸型。旋转机构113交替旋转两组成对的上下砂箱102和103，其一对挨一对 地沿一垂直线放置。每一组砂箱由一个上砂箱102和一个下砂箱103层叠于 水平位置。旋转机构113能带着上砂箱102被提升或降低。在旋转机构113中， 一垂直伸展的旋转轴127水平可旋转地安装于机械 固定架101上。旋转轴127的上端连接在一马达134的一输出轴上，其中该 马达安装于机械固定架101的上部。 一支撑构件135使旋转轴127稍高于高 度中心。两组伸展的导杆136从支撑构件135向下悬挂，每一组导杆136之 间在造型机的横向方向上有预定间隙。两组导杆136在沿着旋转轴127的长度方向上相对。 一上啮合构件137垂直滑动附着于每组导杆136上，啮合上 砂箱102上的突部。每一个上啮合构件137附着于安装在旋转轴127上的液 压缸(第三液压缸系统)138的活塞杆远端。每一上啮合构件137通过相应 缸138的伸展和收縮运动可垂直运动。两组导杆136的下端附着于下啮合构 件139，以啮合两个下砂箱103的突部。挤压构件109的设置和第一实施例的挤压构件9相类似。挤压机构109 包括一旋转框架118，被一安装于机械固定架101上部中心的支撑轴108可 旋转地支撑着。该框架118的右侧是一组垂直延伸的导杆119， 一前一后分 布，两者之间形成预定间距。一上垂直运动框架120和一下垂直运动框架121 分别垂直滑动地安装于两个导杆119的上部和下部。该上垂直运动框架120 和下垂直框架121之间的靠近和远离是通过液压缸(第一液压缸系统)122 和123的伸縮运动来完成的。填砂装置111的设置也与第一实施例的填砂装 置11相类似。填砂装置111安装于机械固定架101的左上部，故两个压縮 气源(未示出)在填砂装置111的下部。该造型机还包括一系列传感器，用于测量在造型机内驱动从动部件的液 压缸IIO、 122、 123、 129和138的变化的液压(包括油压和气压)，也用于 检测利用填砂装置111将型砂吹入铸型空间并填满的压縮气体(如有需要， 还包括使型砂浮动或流动的压縮气体)的变化压力。如图3所示，为了简化 附图，传感器描画成自传送机31引出的线条。与第一实施例相类似，传感 器的测量值通过传送机31提供给监控工具32，该传送机通过通信线路33 与传感器电气连接，用于分析测量值并显示分析结果。与传送机31相连的传感器还可以包括一用于检测上下砂箱102和103 内型砂上部水平面的传感器。上述无箱造型机中，首先，模板105通过往复移送装置104置于水平的 上砂箱102和下砂箱103之间。之后液压缸122和123收縮，将所述模板105 夹持于上砂箱102和下砂箱103之间。上挤压构件106和下挤压构件107动作，分别伸入上砂箱102和下砂箱103预定长度，确定上铸型空间和下铸型空间。之后液压缸110伸展，使挤压机构109旋转，上砂箱102、下砂箱103 和模板105旋转至垂直位置，其中每个砂箱上的填砂孔毗邻填砂装置111相 应的喷射器llla，喷射型砂。之后填砂装置lll将型砂吹入并填充上下铸型空间(如有需要，型砂是 浮动或流动的)。随后，上挤压构件106和下挤压构件107动作，挤压上下 铸型空间内的型砂。液压缸110随后收縮，将上砂箱102、下砂箱103和模板105撤回至水 平位置。液压缸122和123伸展，上垂直运动框架120和下垂直运动框架121 彼此远离。缸138伸展，将包含铸型的上砂箱102从上啮合构件137悬挂， 并提升同模板105分离开来的上砂箱102。此时，下砂箱103置于旋转机构 113的下啮合构件139上。随后模板105从上砂箱102和下砂箱103中移除。 马达134动作，旋转旋转轴127预定角度，将上砂箱102和下砂箱103旋至 铸型起出装置112。液压缸129随后动作，驱动铸型起出装置112，上铸型 和下铸型分别从上砂箱和下砂箱中起出。当上下无箱铸型如上述状态制造时，相应传感器测量造型机中驱动相应 主动部件的每个液压缸的液压(包括油压或气压)，或测量运用于填砂装置 111上的、将型砂吹入并填充铸型空间的压縮气体(如有需要，还包括使得 型砂浮动或流动的压縮气体)的压力，(如有需要，或测量填充的型砂的上 部水平面)。在第二实施例中，由变化的液压驱动的以驱动造型机的从动部 件的缸系统包括液压缸(第一液压缸系统)122和123来控制上砂箱102和 下砂箱103的彼此靠近和远离；以及液压缸(第二液压缸系统)110来实现 上砂箱102、下砂箱103和模板105的旋转；液压缸(第三液压缸系统)129， 以及第四液压缸138，将上下铸型从上下砂箱102和103中起出。与第一实施例相类似，传感器的测量值利用传送机31通过通信线路33 提供给监控工具32，监控工具32分析测量值并显示分析结果。该监控工具32可包括一带有显示器的计算机，以描述分析结果；以及在计算机上运行的 软件，以分析传感器的测量值，并形成要显示的分析结果。与第一实施例相类似，由于该监控工具32可以安置在远离安装了造型机机械部件的机械固定架101的地方，所以该造型机的任何操作状态均可实现远程监控。上述实施例只作为描述性目的。故本发明并不局限于此。例如，如果第一实施例中的上下挤压构件，或第二实施例中的上挤压构件106和下挤压构 件107，由液压变化的缸系统所驱动，缸系统可采用相应传感器来监控其操 作状态。另外，每个缸系统可以包括任意数量的缸或一个缸。例如，每个缸 系统可以是包括一系列缸的缸集。或者，如果输出功率足够，任何缸系统可 以只包括一个缸。
权利要求
1、一制造无砂箱上下铸型的无箱造型机，其包括一上砂箱和一下砂箱，每个砂箱有一开口以制造相应铸型，并有至少一个填砂孔往该开口中填入型砂，其中该上砂箱和下砂箱被支撑以实现两者的靠近和远离；一由变化的液压驱动的第一缸系统，产生一驱动力实现该上下砂箱的靠近和远离；一双面模板，其中该模板能在该上下砂箱之间传送出入；上下挤压构件，每个构件插入相应的砂箱中，而当该模板处于该上下砂箱之间呈层叠关系时，每个挤压构件朝向该模板的相应面，以挤压填入该砂箱的型砂；一由变化的液压驱动的第二缸系统，产生一驱动力，使得该上砂箱、下砂箱以及两者之间的模板在垂直位置和水平位置之间一致旋转；填砂装置，包括一压缩气源，压缩气体用于将型砂吹入该上下砂箱的填砂孔，故该上下砂箱在垂直位置填入型砂；包括一系列传感器的测量装置，至少分别用于测量该第一和第二缸系统的液压，以及该气源提供的压缩气体的气压；传输装置，用于将该测量装置所得的测量值传输至通信线路；以及分析装置，用于接收和分析传输来的测量值，并显示分析结果。
2、 如权利要求1所述的无箱造型机，其中该砂箱填入型砂后，该填砂 装置通过该压縮气源或其他任意气源的压力变化的压縮气体使得型砂流动， 其中，该测量装置也包括一传感器，测量使型砂流动的压縮气体的气压。
3、 如权利要求1所述的无箱造型机，其中该测量装置的传感器还包括 一用于检测该填砂装置内型砂的上部水平面的传感器。
4、 如权利要求1所述的无箱造型机，其中该通信线路是因特网或局域网。
5、 如权利要求1所述的无箱造型机，其中每个缸系统包括由一系列液 压缸组成的缸集。
6、 如权利要求5所述的无箱造型机，其中每个缸系统的液压是油压或 气压。
7、 如权利要求6所述的无箱造型机，进一步包括由变化的液压驱动的 一任意缸系统，为该无箱造型机的一从动部件提供驱动力，由此，该测量装 置的传感器中进一步包括一用于测量该任意缸系统液压的传感器。
8、 如权利要求7所述的无箱造型机，其中该任意缸系统为该上下挤压 构件提供驱动力。
9、 如权利要求7所述的无箱造型机，其中该无箱造型机采用两组砂箱， 其中一个上砂箱和一个下砂箱组成一组，该造型机利用该两组砂箱轮流制造 铸型，其中，该任意缸系统包括一第三缸系统，产生驱动力，将该制造并包含 上铸型的上砂箱移出模板，还包括一第四缸系统，产生驱动力，从已经和模 板分离开的一组砂箱中起出上下铸型。
10、 如权利要求7所述的无箱造型机，其中该任意缸系统包括由一系列 液压缸组成的缸集。
全文摘要
一远程监控无箱造型机，包括用于移动上砂箱(102)和下砂箱(103)的彼此靠近和远离的第一液压缸(122)和(123)，用于实现上砂箱、下砂箱和模板(105)的旋转的第二液压缸(110)，用于将上砂箱从模板分离的第三液压缸(129)，以及用于将上下铸型从成对的上砂箱(102)和下砂箱(103)中起出的第四液压缸(138)，和用于测量填入装置(11)中将型砂填入上下砂箱的压缩气体压力的传感器。这些传感器的测量值利用一传送机(31)通过因特网或局域网(33)传送至一监控工具(32)，分析这些值并显示分析结果。
文档编号B22C11/00GK101227990SQ20068002669
公开日2008年7月23日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者平田实 申请人:新东工业株式会社