专利名称：砂箱返回机构、使用该机构的回送方法及真空密封造型线的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空密封造型工艺设备，具体涉及砂箱返回机构、使用该 机构的回送方法及真空密封造型线。
背景技术：
真空密封造型是一种物理造型方法，利用塑料薄膜密封砂箱并依靠真 空泵抽出型内空气，造成铸型内外的压力差使得干砂紧实，以形成所需型
腔；简称为V法造型。
目前，现有的V法造型线均为开环系统，即，均始于造型机构A、止 于落砂机构D,造型机构与落砂机构之间是断开的；如图1所示，该图是 现有V法造型线系统的结构示意图，该系统包括造型机构A、合箱机构B、 铸型输送机构C、落砂机构D、托板返回机构E、铸件取出机构F等组成。 其中，造型机构A和合箱机构B用于做出合格铸型，并将铸型送入铸型输 送机构。铸型输送机构分两部分，第一部分位于造型机构和合箱机构之间， 用于上、下半型输送，下芯操作在这一部分完成；另一部分位于合箱机构 之后，用于输送整型(上、下半型合在一起后的铸型)，将其送到浇注线、 冷却线和落砂机上。落砂机构用于将铸件与型砂分离，并将型砂送入砂处 理系统。托板返回机构用于将托板运至造型机构。铸件取出机构用于将铸 件取出并放到指定位置。其中，砂箱回送需要由人工进行干预，而无法自 动完成。实际操作时，砂箱到达落砂机构后，砂箱回送的操作一般是操作 者用吊绳将砂箱挂在吊车上，然后用吊车将砂箱运到砂箱存放处，再从砂 箱存放处将砂箱吊运回造型机构。
众所周知，操作者完成上述操作需要在高温、高硅尘、高危险、高劳 动强度的环境中进行。显然，现有的V法造型线具有如下缺陷
其一，砂型到达落砂机构后，砂温仍然在200-40(TC,操作环境温度较高；
其二，由于落砂、一几构处有大量的硅尘产生，梯:作者长期在这样的环境 中工作极易患上矽肺病和尘肺病；
其三，砂箱吊挂由人工完成，在造型线连续运转的情况下，操作者即 要完成吊挂操作，还要不停地在造型机构和落砂机构间穿梭行走，工作强
度较大；
其四，吊挂作业本身具有一定的危险性，且在恶劣环境下工作更容易 发生安全事故，铸造生产过程存在较大的不安全隐患。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于真空密封 造型线的砂箱返回机构，以使得操作者远离高温、高硅尘、高危险区；同 时，由于砂箱回送实现了机械化、自动化作业节省了人力成本，减轻了操 作工人的劳动强度。在此基础上，本发明还提供一种使用该机构的砂箱回 送方法及具有该砂箱返回机构的真空密封造型线。
本发明提供的砂箱返回机构，用于真空密封造型线系统，包括砂箱回 送线、砂箱吊运架和辊道；其中，所述砂箱回送线的末端与造型线系统的 造型机构联接，以便于将砂箱回送至造型机构；所述砂箱吊运架具有竖向 "没置的导杆和沿所述导杆上下位移的夹持部件；所述夹持部件的至少 一对 夹爪分别与夹持部件的本体铰接，以便于进行张开、闭合操作；所述辊道 的首端置于托板回送穿梭车的上方，其末端置于砂箱回送线首端的上方， 且所述辊道途经落砂机构的上方，以便于砂箱吊运架在所述托板回送穿梭 车、落砂机构和砂箱回送线之间进行定向行走。
优选地，所述砂箱吊运架还具有与夹爪对应设置的伸缩缸，其两端分 别与夹爪和夹持部件的本体铰接，以便于驱动所述夹爪张开或者闭合。
优选地，还包括第一行程开关、第二行程开关和第一挡铁；其中，所 述第 一行程开关固定设置在落砂机构上方的所述辊道上；所述第二行程开关固定设置在砂箱回送线首端上方的所述辊道上；所述第一挡铁固定设置在所述砂箱吊运架上；且所述第一挡铁压动第一行程开关或第二行程开关的滚轮时，相应的行程开关输出控制信号用于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
优选地，所述砂箱吊运架还包括位置传感器，所述位置传感器检测夹持部件的上、下工作位置并输出控制信号用于控制所述伸缩缸的伸出或收回。
本发明提供的使用如前所述砂箱返回机构的砂箱回送方法，砂箱吊运架置于初始位置托板回送穿梭车的上方，夹爪张开，并按下述工作循环的步骤进行
步骤a、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪闭合，夹持下砂箱；步骤b、夹持部件带动上、下砂箱沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊
运架沿辊道移动至落砂机构的上方；
步骤c、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上、下砂箱
置于落砂机构上；
步骤d、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，夹爪闭合夹持上砂箱；夹持部件带动上砂箱沿导杆继续上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至砂箱回送线的上方；
步骤e、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上砂箱置于砂-箱回送线上；
步骤f、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至落砂机构的上方，砂箱回送线将上砂箱回送至造型机构；
步骤g、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪闭合，夹持下砂箱；
步骤h、夹持部件带动下砂箱沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至^>箱回送线的上方；
步骤i、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，下砂箱置于砂箱回送线上；步骤j、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱回送线将下砂箱回
送至造型机构，砂箱吊运架沿辊道移动至初始位置；至此完成一个工作循环。
本发明提供的真空密封造型线系统，包括造型机构、合箱机构、铸型输送机构、落砂机构、托板返回机构和铸件取出机构，前述各机构按照铸造工序依次设置；还包括如前所述的砂箱返回机构。
优选地，所述砂箱吊运架还具有与夹爪对应设置的伸缩缸，其两端分别与夹爪和夹持部件的本体铰接，以便于驱动所述夹爪张开或者闭合。
优选地，还包括第一行程开关、第二行程开关和第一挡4^;所述第一行程开关固定设置在落砂机构上方的所述辊道上；所述第二行程开关固定设置在砂箱回送线首端上方的所述辊道上；所述第一挡铁固定设置在所述砂箱吊运架上；且所述第一挡铁压动第一行程开关或第二行程开关的滚轮时，相应的行程开关输出控制信号用于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
优选地，所述砂箱吊运架还包括位置传感器，所述位置传感器检测夹持部件的上、下工作位置并输出控制信号用于控制所述伸缩缸的伸出或收回。
优选地，还包括第三行程开关和第二挡铁；其中，所述第三行程开关固定设置在托板回送穿梭车上方的所述辊道上；所述第二挡铁固定设置在托板回送穿梭车上；且所述第二挡铁压动第三行程开关的滚轮时，第三行程开关输出控制信号用.于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
而形成了完整的真空密封造型线，即，闭环V法造型线；这样，操作者可以远离高温、高硅尘、高危险区，而不再受环境温度、空气净化度等条件限制；同时，由于砂箱回送实现了机械化、自动化作业，因此可减轻操作工人的劳动强度、节省人力成本，有效规避了人工操作的不安全隐患。
本发明所述砂箱返回机构的优选方案中，增设有配合使用的行程开关和挡铁，各行程开关基于不同的工作位置设置在辊道的相应位置处；这样，当挡铁压动滚轮时，相应的行程开关即输出控制信号用于控制夹持部件沿着导杆下移，以实现机构上述动作的自动控制，并且可有效节约行程的辅助工作时间。
此外，应用本发明所述砂箱返回机构的V法造型线，可有效缩短造型线的运转周期，进而提高运转效率。
图l是现有V法造型线系统的示意图2是铸造系统各主要工序间的关系示意图3是实施方式中所述的闭式V法造型线系统的示意图4是实施方式中所述砂箱返回机构的俯视图5是图4的A向视图。
图2-图5中
造型机构10、第一铸型输送机构21、第二铸型输送机构22、合箱机构30、托板返回机构40、托板回送穿梭车41、砂箱返回机构50、妙-箱回送线51、砂箱吊运架52、导杆521、夹持部件522、夹爪5221、支撑框523、辊道53、落砂机构60、铸件取出机构70、上砂箱81、下砂箱82、托板83。
具体实施例方式
请参见图2，该图是铸造系统各主要工序间的关系示意图。造型工序是铸造生产中的一个工序，要实现铸造生产，除了造型工序以外，与其密切相关的主要还有制芯工序、下芯工序、金属液熔炼工序、浇注工序、铸件取出工序及砂处理(型砂制备及旧砂再生)工序等，上述
工序构成一个完整的铸造工艺。其中，制芯工序用于制作型芯；下芯工序用于将型芯放入制作好的铸型中；金属熔炼工序用于熔炼合格液态金属；浇注工序用于将合格的液态金属运送到浇注线，并将其注入铸型；冷却工序用于使铸型内的液态金属凝固，并使其温度降到规定值；落砂工序用于使铸件与型砂分离，并将旧砂送回砂处理工序；铸件取出工序用于将铸件取出，并运至下工序；砂处理工序用于回送并再生旧砂，同时按工艺要求重新制备新砂，并输送至造型工序。
本发明的核心是V法造型线的砂箱返回机构，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。请参见图3,该图是本实施方式所述的闭环式V法造型线系统的示意图。
如图3所示的V法造型线系统，造型机构10制得的上、下半型依次进入第一铸型输送机构21并完成下芯操作后，进入合箱机构30制得合格的铸型；第二铸型输送机构22用于输送整型(上、下半型合在一起后的铸型)，将其送到浇注线和冷却线上；托板返回机构40通过托板回送穿梭车41将托板回送至造型机构10;砂箱返回机构50将砂箱运送至落砂机构60脱砂后将上、下砂箱依次回送至造型机构10;落砂机构60将铸件与型砂分离后将型砂送入砂处理系统；铸件取出机构70将铸件取出并放到指定位置。
本方案中，落砂机构60具体采用微振筛砂落砂方式；造型机构10为圓盘式。当然，根据厂房内部空间及其它客观条件，造型机构10可以有其它的布置形式，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。需要说明的是，本方案所述V法造型线系统的造型机构10、铸型输送机构21和22、合箱机构30、托板返回机构40、落砂机构60和铸件取出机构70等主要功能机构与现有技术相同，本领域的普通技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文中不再赘述。下面结合附图详细阐述本实施例所述砂箱返回才几构50的组成及其连4妄关系。
请一并参见图4和图5，其中，图4是本实施方式所述砂箱返回枳4勾的俯视图；图5是图4的A向视图。图中所示，砂箱返回机构50主要由妙'箱回送线51、砂箱吊运架52和辊道53三个部件构成，该砂-箱吊运架52可沿辊道53位移，以实现在托板回送穿梭车41 、落砂机构60和砂箱回送线51之间进行定向行走。图中所示，辊道53大致呈直线状设置，辊道53的首端置于托板回送穿梭车41的上方，其末端置于砂箱回送线51首端的上方，且辊道53途经落砂机构60的上方；应当理解，基于厂房内部空间及其它客观条件的限制，托板回送穿梭车41、落砂机构60和砂箱回送线51之间存在无法沿一条直线设置的状况，这样，辊道53可以设计为相应的折弯状，只要满足承载砂箱吊运架52的使用需要均在本申请请求保护的范围内。
砂箱回送线51的末端用于与造型机构IO联接，以便于将砂箱回送至造型机构10进行循环使用；其工作原理与传送带基本相同。
砂箱吊运架52的支撑框523可沿辊道53移动，其上具有竖向设置的导杆521和沿导杆521上下位移的夹持部件522;夹持部件522上具有与其本体4交4妄的一对夹爪5221,这样，两个夹爪5221相向转动即可实现张开、闭合操作。
下面详细说明使用前述砂箱返回机构的砂箱回送方法。
结合图5所示，该机构能够实现循环回送砂箱。首先，砂箱吊运架52置于初始位置，即，托板回送穿梭车41的上方，夹爪5221张开；系统装配调试完成后初始位置是确定的，托板回送穿梭车41承载铸型至该位置。然后，按下述工作循环的步骤依次进行
步骤a、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪5221闭合，夹持下砂箱82;
步骤b、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架52沿辊道53移动至落砂机构60的上方；砂箱(上砂箱81和下砂箱82 )上移后，托板返回机构40的穿梭车41即可将留置于其上的托板83回送至造型机构10。
步骤c、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上砂箱81和下砂箱82置于落砂机构60上。
步骤d、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，夹爪闭合夹持上砂箱81;夹持部件带动上砂箱81沿导杆继续上移至需要位置后，砂箱吊运架52沿辊道53移动至砂箱回送线51的上方；此时，下砂箱82留置于落砂机构60并完成下砂箱落砂。
步骤e、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上砂箱81置于砂、箱回送线51上；
步骤f、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架52沿辊道53移动至落砂、机构60的上方，石少箱回送线51将上砂、箱81回送至造型才几构10;
步骤g、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪闭合，夹持下砂箱
82;
步骤h、夹持部件带动上砂箱沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架52沿辊道53移动至妙、箱回送线51的上方；
步骤i、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，下^^少箱82置于砂箱回送线51上；
步骤j、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱回送线51将下砂箱82回送至造型机构10,石少箱吊运架52沿辊道53移动至前述初始位置；
至此完成一个工作循环。
特别说明的是，上述方法中所涉及的需要位置为夹持部件522在相应步骤完成相应操作的竖直方向的位置，该位置可根据砂箱的外形尺寸调整后确定，如图5中标记522a、 522b、 522c、 522d和522e双点划线示出的不同工作位置。
另外，用于夹持砂箱的夹爪5221张开或者闭合操作可以通过伸缩缸(图中未示出)驱动实现，具体地，伸缩缸与夹爪5221对应设置，其两端分别与夹爪5221和夹持部件522的本体铰接，以便于驱动夹爪5221进行张开或者闭合。应当理解，该伸缩缸可以采用气缸或油缸。实际上，夹爪5221的张开、闭合操作也可以通过电机驱动或者蜗轮蜗杆传动(图中未示出)实王见。
此外，砂箱吊运架52在辊道53上各工作位置及夹持部件522下移时机的确定，可以通过三个行程开关和两个挡铁(图中未示出)来实现，其中，第一行程开关固定设置在落砂机构上方的辊道上；第二行程开关固定
设置在砂箱回送线首端上方的所述辊道上；第一挡铁固定设置在所述砂箱 吊运架上；当第一挡铁压动第一行程开关或第二行程开关的滚轮时，相应 的行程开关输出控制信号用于控制所述夹持部件沿着导杆下移；其中，第 三行程开关固定设置在托板回送穿梭车上方的辊道上；第二挡铁固定设置 在托板回送穿梭车上；当第二挡铁压动第三行程开关的滚轮时，第三行程 开关输出控制信号用于控制夹持部件沿着导杆下移。
进一步地，夹持部件522上、下位移的启停及夹爪5221的张开、闭合 时机的确定，可以通过行程开关或者远红外线进4亍控制，也可以通过位置 传感器进行控制，才艮据夹持部件的上、下工作位置设置相应的位置传感器， 以输出控制信号控制伸缩缸的伸出或收回；各步骤动作的先后顺序(逻辑顺 序)可以通过电气控制系统实现，可以理解的是，本领域的普通技术人员基 于现有电气控制技术完全可以实现，故本文不再予赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进 和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、砂箱返回机构，用于真空密封造型线系统，其特征在于，包括砂箱回送线，其末端与造型线系统的造型机构联接，以便于将砂箱回送至造型机构；砂箱吊运架，具有竖向设置的导杆和沿所述导杆上下位移的夹持部件；所述夹持部件的至少一对夹爪分别与夹持部件的本体铰接，以便于进行张开、闭合操作；和辊道，其首端置于托板回送穿梭车的上方，其末端置于砂箱回送线首端的上方，且所述辊道途经落砂机构的上方，以便于砂箱吊运架在所述托板回送穿梭车、落砂机构和砂箱回送线之间进行定向行走。
2、 根据权利要求1所述的砂箱返回机构，其特征在于，所述砂箱吊运 架还具有与夹爪对应设置的伸缩缸，其两端分别与夹爪和夹持部件的本体铰 接，以便于驱动所述夹爪张开或者闭合。
3、 根据权利要求2所述的砂箱返回机构，其特征在于，还包括 第一行程开关，固定设置在落砂机构上方的所述辊道上； 第二行程开关，固定设置在砂箱回送线首端上方的所述辊道上；和 第一挡铁，固定设置在所述砂箱吊运架上；且所述第一挡铁压动第一行程开关或第二行程开关的滚轮时，相应的行程 开关输出控制信号用于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
4、 根据权利要求3所述的砂箱返回机构，其特征在于，所述砂、箱吊运 架还包括位置传感器，所述位置传感器检测夹持部件的上、下工作位置并输 出控制信号用于控制所述伸缩缸的伸出或收回。
5、 使用权利要求1所述砂箱返回机构的砂箱回送方法，其特征在于， 砂箱吊运架置于初始位置托板回送穿梭车的上方，夹爪张开，并按下述工 作循环的步骤进行步骤a、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪闭合，夹持下砂箱； 步骤b、夹持部件带动上、下砂箱沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至落砂机构的上方；步骤c、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上、下砂箱置 于落砂机构上；步骤d、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，夹爪闭合夹持上砂箱；夹 持部件带动上砂箱沿导杆继续上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至石少箱回送线的上方；步骤e、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，上妙、箱置于砂 箱回送线上；步骤f、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架沿辊道移动至 落砂机构的上方，砂箱回送线将上砂箱回送至造型机构；步骤g、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪闭合，夹持下砂箱；步骤h、夹持部件带动下砂箱沿导杆上移至需要位置后，砂箱吊运架沿 辊道移动至砂箱回送线的上方；步骤i、夹持部件沿导杆下移至需要位置后，夹爪张开，下砂箱置于砂 箱回送线上；步骤j、夹持部件沿导杆上移至需要位置后，砂箱回送线将下砂箱回送 至造型机构，砂箱吊运架沿辊道移动至初始位置； 至此完成一个工作循环。
6、 真空密封造型线系统，包括造型机构、合箱机构、铸型输送机构、 落砂机构、托板返回机构和铸件取出机构，前述各机构按照铸造工序依次设 置；其特征在于，还包括如权利要求1所述的砂箱返回机构。
7、 根据权利要求6所述的真空密封造型线系统，其特征在于，所述砂 箱吊运架还具有与夹爪对应设置的伸缩缸，其两端分别与夹爪和夹持部件的 本体铰接，以便于驱动所述夹爪张开或者闭合。
8、 根据权利要求7所述的真空密封造型线系统，其特征在于，还包括 第一行程开关，固定设置在落砂机构上方的所述辊道上； 第二行程开关，固定设置在^f少箱回送线首端上方的所述辊道上；和第一挡铁，固定设置在所述砂箱吊运架上；且所述第 一挡铁压动第 一行程开关或第二行程开关的滚轮时，相应的行程 开关输出控制信号用于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
9、 根据权利要求8所述的真空密封造型线系统，其特征在于，所述砂 箱吊运架还包括位置传感器，所述位置传感器检测夹持部件的上、下工作位 置并输出控制信号用于控制所述伸缩缸的伸出或收回。
10、 根据权利要求8或9所述真空密封造型线系统，其特征在于，还包括第三行程开关，固定设置在托板回送穿梭车上方的所述辊道上；和 第二挡铁，固定设置在托板回送穿梭车上；且所述第二挡铁压动第三行程开关的滚轮时，第三行程开关输出控制信号 用于控制所述夹持部件沿着导杆下移。
全文摘要
本发明公开一种砂箱返回机构，用于真空密封造型线系统，包括砂箱回送线、砂箱吊运架和辊道；其中，砂箱回送线的末端与造型线系统的造型机构联接，以便于将砂箱回送至造型机构；砂箱吊运架具有竖向设置的导杆和沿导杆上下位移的夹持部件；夹持部件的至少一对夹爪分别与夹持部件的本体铰接，以便于进行张开、闭合操作；辊道的首端置于托板回送穿梭车的上方，其末端置于砂箱回送线首端的上方，且辊道途经落砂机构的上方，以便于砂箱吊运架在托板回送穿梭车、落砂机构和砂箱回送线之间进行定向行走；从而为操作者远离高温、高硅尘、高危险区提供了可靠的保证。在此基础上，本发明还提供一种使用该机构的砂箱回送方法及具有该砂箱返回机构的真空密封造型线。
文档编号B22C21/00GK101637804SQ200910168598
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者侯立新, 瀛 张, 晶 韩 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司