金属重力铸造自动化生产系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种金属重力铸造自动化生产系统，包括：保温炉，用于盛放金属液并保持金属液温度在预定范围；滑动台，设置在保温炉旁，用于承载机器人；多个重力铸造机，设置在滑动台两侧；机器人，设置在滑动台上并可在滑动台上往复移动；取液手臂，与机器人连接，设有取液勺、驱动取液勺转动的伺服驱动系统；控制系统，用于在机器人滑动到保温炉时控制取液手臂从保温炉中取液并在取液后控制机器人移动到预定的重力铸造机旁，而后控制取液手臂向所述预定的重力铸造机倾倒金属液，然后在取液手臂倾倒金属液后控制机器人滑动到初始位。本发明的生产系统可以提高生产效率、安全性及产品合格率。
【专利说明】金属重力铸造自动化生产系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属重力铸造的辅助设备【技术领域】，尤其涉及一种金属重力铸造自动化生产系统。
【背景技术】
[0002]目前，在金属制品生产中，常采用铸造机进行生产，现有技术一般采用人工方式，工人将金属液(也称金属汤)从保温炉内S出，然后分别倾倒入铸造机内，而后翻转成型；由于金属液温度达到700°C左右的高温，所以这种人工取液的方法具有如下缺点:
[0003]1、合格率低:由于人工操作常常局限于目视舀汤，容易造成舀汤量不稳定，导致生产的产品合格率低。
[0004]2、安全性差:人工操作使得工人长期在高温环境下工作，容易产生工作疲劳，倦怠。同时金属汤温度高达700°C左右，稍不留神就足以造成工伤意外。此外，工人长期暴露在危险当中，且空气中废气弥漫，无法长期工作。
[0005]3、生产效率低:人工操作模式下，工人一直处于高温环境中，每工作I小时就必须休息15分钟，否则人体无法承受长时间的酷热，导致生产中止，生产效率低。
[0006]4、能源损耗大:目前人工操作模式下，工人必须每小时休息15分钟，同时所有生产设备不能停止，而一旦停住，温度不够就无法浇注成型，这样就造成电力等能源损耗巨大。
[0007]5、误操作机率大:工人在高温环境下容易产生疲劳，倦怠感，所以操作设备运行过程中，难免产生误操作设备的行为，造成产品品质不良，损耗加剧。
[0008]由此可见，如何提供一种金属重力铸造自动化生产系统，提高生产效率及产品合格率以及安全性，这是本领域目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于，提供一种金属重力铸造自动化生产系统，能够提高生产效率、产品合格率以及安全性。
[0010]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是
[0011]一种金属重力铸造自动化生产系统，包括:
[0012]保温炉，用于盛放金属液并保持金属液温度在预定范围；
[0013]滑动台，设置在保温炉旁，用于承载机器人；
[0014]多个重力铸造机,设置在滑动台两侧；
[0015]机器人，设置在滑动台上并可在滑动台上往复移动；
[0016]取液手臂，与机器人连接，设有取液勺、驱动取液勺转动的伺服驱动系统；
[0017]控制系统，用于在机器人滑动到保温炉时控制取液手臂从保温炉中取液并在取液后控制机器人移动到预定的重力铸造机旁，而后控制取液手臂向所述预定的重力铸造机倾倒金属液，然后在取液手臂倾倒金属液后控制机器人滑动到初始位。[0018]优选地，所述取液手臂包括本体，所述本体的上端与机器人连接，所述本体的下端连接所述取液勺，所述伺服驱动系统包括伺服电机、减速机、传动机构，所述传动机构的主动轮的转轴与所述伺服电机连接，所述传动机构中从动轮的转轴与所述取液勺连接。
[0019]优选地，所述取液勺的侧壁上部设有用于控制取液量的漏液孔。
[0020]优选地，所述取液手臂的下端设有液位检测器，用于获取取液勺伸入到保温炉中金属液的深度。
[0021]优选地，所述滑动台包括基座、设置在基座上的相配合的滑轨和滑块，所述滑块上方连接一机器人安装台，所述机器人安装台设有相互连接的伺服电机及传动机构。
[0022]优选地，所述滑轨上方设有可沿基座长度方向伸缩的盖板，所述盖板一端与基座连接，另一端与所述安装台连接。
[0023]优选地，所述传动机构包括相互啮合的齿轮以及齿条，所述齿轮及齿条位于基座的一侧且位于安装台的下方，所述齿轮与安装台及伺服电机连接固定。
[0024]优选地，还包括氧化皮去除及收集装置，其包括收集箱，所述收集箱的侧壁上方设有氧化皮去除机构，所述氧化皮去除机构包括分流块、连接在分流块上的多根气管，所述分流块设有高压气进气口，所述气管的进气端与所述分流块的高压进气口导通，所述气管的出气端朝向收集箱的上端开口设置。
[0025]优选地，所述气管为向收集箱上端开口弯曲的弯管。
[0026]优选地，保温炉设置至少两个，每个保温炉设有液位计，所述液位计获取保温炉内金属液的液位信号，所述控制系统将所述液位信号与预设的液位最小值比较，并在所述液位信号小于预设的液位最小值时发出控制指令，控制报警器报警并控制机器人带动取液手臂向其他保温炉取液。
[0027]与现有技术相比，本发明的金属重力铸造自动化生产系统具有如下优点:
[0028]1、合格率高:由于采用机器人控制取液手臂配合滑动台的设计，实现三维同步运作，不会存在人为操作时产生的错误，运动时不论是S取、倒出金属液都由取液手臂控制三维运动，速度快慢、汤量多少都得到一致性控制，从而使产品合格率由现有技术的65%提升到 95% ；
[0029]2、安全性得到确保:本发明由于采用的是机械臂为主轴的生产模式，工人与设备在不同区间隔离，工人生产由原先的生产模式转变为监督模式，大幅度降低工人受伤的机率，同时也确保设备的有效运行；
[0030]3、生产效率大幅度提高:现有技术采用人工生产时，高温环境导致工人无法长时间工作，必须按时休息。而本发明由于是通过自动机械手臂来完成所有的动作，设备生产过程完全可以不中断，进而提高了生产效率；
[0031]4、能源损耗小:由于自动化机器人手臂运转可以不休息地连续性生产，各项设备亦不用停机或怠机，不会造成大量能源损耗。现有技术中人工生产模式下能源损耗约为30KW/H,而本实施例中机器人自动化生产仅需每小时15KW/H。
[0032]5、设备误操作机率小:由于采用机器人自动化生产，所有的动作皆编程存入电脑中，各项设备运动都将达到一致性。偶有设备故障，机器人马上报警响应，可确保设备稳定运行。【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明金属重力铸造自动化生产系统的结构示意图；
[0034]图2为图1中机器人的结构示意图；
[0035]图3为图1中机器人及取液手臂与滑动台的配合示意图；
[0036]图4为图3中取液手臂的整体结构示意图；
[0037]图5为图4中取液手臂的侧视图；
[0038]图6为图1中滑动台的整体结构示意图；
[0039]图7为图6中滑动台的侧视图；
[0040]图8为图7中的A-A剖视图；
[0041]图9为图1中氧化皮去除及收集装置的示意图；
[0042]图10为图9中氧化皮去除及收集装置的侧视图；
[0043]图11为图9中氧化皮去除机构的结构示意图；
[0044]图12为图11中氧化皮去除机构的侧视图。
【具体实施方式】
[0045]为使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图通过具体的实施例来对本发明进行详细说明。
[0046]参见图1?图12，本实施例中的金属重力铸造自动化生产系统包括机器人1、供机器人在其上移动的滑动台3、用于向机器人提供金属液的保温炉4、设置在滑动台I两侧的重力铸造机5、氧化皮去除及收集装置6、控制系统(图中未示出)，前述这些设备都被设置在护栏7围成的生产区域内，该生产区域具有安全门8。
[0047]其中，机器人I采用现有技术中的六轴机器人，其包括本体11以及第一轴12、第二轴13、、第三轴14、第四轴15、第五轴16、第六轴17 ;在机器人I的第六轴17上连接一取液手臂2，该取液手臂2包括本体21，本体21 —端与第六轴17连接，另一端与取液勺22连接。在本体21的空腔中设有链条传动机构，该链条传动机构包括主动链轮23、传动链条24、从动链轮25。其中，主动链轮23与一减速机26、伺服电机27连接，伺服电机27外设有机罩27a ;从动链轮25的传动轴伸出到主体外部，与取液勺22连接。取液勺22用来伸入到保温炉4中S取金属液。在本体21的下端靠近取液勺的附近还设有液位计28，用来检测取液勺22进入保温炉4中金属液的深度信号，便于控制系统控制取液勺22进入到金属液中的深度，防止本体11进入金属液中而损坏。取液勺22的侧壁上方还设有一漏液孔22a，能够控制取液勺内的汤量；本实施例中，由伺服电机27驱动链条传动机构进而驱动取液勺的转动，可精准S取金属液。本实施例中的取液手臂还设有高温报警器，在金属液温度没达到预定温度时报警。
[0048]其中，滑动台3包括基座31、基座31的底部两侧设有多个支脚31a ;在基座31上方设有盖板32，该盖板32可伸缩，一端连接有机器人安装台33，安装台33边缘处连接有齿轮35、齿条34，齿轮35与电机36、变速器37连接，安装台33的正下方连接有滑块38，滑块38与安装在基座31上的滑轨39配合，可在滑轨39上移动，盖板32位于滑轨39上方，将滑轨39遮挡，安装台33随齿轮35移动时，带动滑块38在滑轨39上移动，盖板32随之伸展或缩短。在盖板32两侧基座的上方还设有前缓冲块32a以及后缓冲器32b，能够防止滑动平台伺服系统出错或者失效时机器人滑出滑动平台，避免造成不良后果；本实施例中，滑动台3采用合金钢制作，采用伺服电机及电缆进行机器人载体的同步运动，设备本身自带水平校准报警系统，运动速度可达每秒1.5米。
[0049]其中，氧化皮去除及收集装置6包括收集车61、收集箱62，设置收集箱62上方的氧化皮去除机构63。收集车61四周设有支架61a，用于支撑收集箱62 ;收集箱62上方设有开口，氧化皮去除机构63包括分流块63a以及连接在分流块63a上的若干根气管63b，气管63b为弯管，其进气端与分流块63a连接，进气端上的进气口与分流块63a的进气口导通。气管63b位于上方的喷气端向下弯曲，喷气口朝向收集箱62的上方开口设置；分流块63a的进气口连接高压气源。本实施例中，氧化皮去除及收集装置还设有感应器，感应器感应到汤勺后，将来自高压气源的高压气体接入到分流块中，再由分流块的各个气管的喷气口喷出，将氧化皮除去。本实施例中的氧化皮去除机构采用独立的气路控制，气路的流量及压力手动可调节。
[0050]其中，本实施例中设置两个保温炉4，其结构是在现有技术的结构上加设液位检测器，液位检测器不断向控制系统发送液位信号，如果其中一个保温炉4中的金属液液面达至抒页设最低位时，控制系统则发出控制指令，报警通知相关人员补充该保温炉保温的金属液，同时控制机器人带动取液手臂向另一保温炉4取液。
[0051]由于在生产过程中，有时需要等待一定的时间再进行取液，汤勺处于空置状态，等到需要取液的时候，汤勺的温度下降到较低的温度，这时如果直接舀取金属液，会对金属液的温度产生影响，从而影响产品质量，所以本实施例在保温炉4旁还设有一个取液勺保温器9，在等待金属铸造机进行铸造的时候，可以将取液勺放置在取液勺保温器9上，使取液勺保持较高的温度，待用。
[0052]本实施例中的重力铸造机5为前倾式翻转浇注机，其上设置的浇注口在浇注时能够与机器人的取液手臂的取液勺对应；本实施例的浇注机还带有汤量报警器以及机器人到位报警器，提高自动化程度。
[0053]本实施例中的金属重力铸造自动化生产系统，其工作过程如下:
[0054]通过六轴机器人I配合设置取液手臂2及设置用于承载机器人I及取液手臂2的滑动台3，从而实现无人自动化生产。六轴机器人I带动取液手臂2在滑动台3上往复移动，取液手臂2将从保温炉4中舀取的金属液倒入滑动台两侧的某一重力铸造机5中；机器人向重力铸造机5倒完金属液后回到保温炉4旁进行吹氧化皮，通过氧化皮去除及收集装置6中的氧化皮去除机构63将残留在汤勺上的氧化皮吹下，此时，取液勺翻转使勺口向下，将勺内金属液氧化皮吹下，氧化皮落入汤勺下方氧化皮去除及收集装置中的收集箱62内。机器人配合取液手臂每浇注完一台铸造机，自动回到取汤原位进行取金属液浇注第二台重力铸造机，以此类推，浇注完六台重力铸造机后进入下一个循环。本实施例中，由于取液手臂上的取液勺22由伺服电机以及链条传动机构驱动，所以其能够进行一定角度的翻转，由于取汤、送汤皆由取液手臂中的伺服系统控制，能够通过三维运动完成浇注成型的工作。
[0055]本发明中的金属重力铸造自动化生产系统具有如下优点:
[0056]1、合格率高:由于采用六轴机器人控制取液手臂配合滑动台的设计，三维同步运作，不会存在人为操作时产生的错误，运动时不论是S取金属液还是倒出金属液都由取液手臂控制三维运动，速度快慢、汤量多少都得到一致性控制，从而使产品合格率由现有技术的65%提升至IJ 95% ；
[0057]2、安全性得到确保:本发明由于采用的是机械臂为主轴的生产模式，工人与设备在不同区间隔离，工人生产由原先的生产模式转变为监督模式，大幅度降低工人受伤的机率，同时也确保设备的有效运行；
[0058]3、生产效率大幅度提高:现有技术采用人工生产时，高温环境导致工人无法长时间工作，必须按时休息。而本发明由于是通过自动机械手臂来完成所有的动作，设备生产过程完全可以不中断，进而提高了生产效率；
[0059]4、能源损耗小:由于自动化机器人手臂运转可以不休息地连续性生产，各项设备亦不用浪费停机或怠机时间，不会造成大量能源损耗。现有技术中人工生产模式下能源损耗约为30KW/H，而本实施例中机器人自动化生产仅需每小时15KW/H。
[0060]5、设备误操作机率小:由于采用机器人自动化生产，所有的动作皆编程存入电脑中，各项设备运动都将达到一致性。偶有设备故障，机器人马上报警响应，可确保设备稳定运行。
[0061]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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】
1.一种金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，包括: 保温炉，用于盛放金属液并保持金属液温度在预定范围； 滑动台，设置在保温炉旁，用于承载机器人； 多个重力铸造机，设置在滑动台两侧； 机器人，设置在滑动台上并可在滑动台上往复移动； 取液手臂，与机器人连接，设有取液勺、驱动取液勺转动的伺服驱动系统； 控制系统，用于在机器人滑动到保温炉时控制取液手臂从保温炉中取液并在取液后控制机器人移动到预定的重力铸造机旁，而后控制取液手臂向所述预定的重力铸造机倾倒金属液，然后在取液手臂倾倒金属液后控制机器人滑动到初始位。
2.如权利要求1所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述取液手臂包括本体，所述本体的上端与机器人连接，所述本体的下端连接所述取液勺，所述伺服驱动系统包括伺服电机、减速机、传动机构，所述传动机构的主动轮的转轴与所述伺服电机连接，所述传动机构中从动轮的转轴与所述取液勺连接。
3.如权利要求2所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述取液勺的侧壁上部设有用于控制取液量的漏液孔。
4.如权利要求1所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述取液手臂的下端设有液位检测器，用于获取取液勺伸入到保温炉中金属液的深度。
5.如权利要求1所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述滑动台包括基座、设置在基座上的相配合的滑轨和滑块，所述滑块上方连接一机器人安装台，所述机器人安装台设有相互连接的伺服电机及传动机构。
6.如权利要求5所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述滑轨上方设有可沿基座长度方向伸缩的盖板，所述盖板一端与基座连接，另一端与所述安装台连接。
7.如权利要求5所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合的齿轮以及齿条，所述齿轮及齿条位于基座的一侧且位于安装台的下方，所述齿轮与安装台及伺服电机连接固定。
8.如权利要求1所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，还包括氧化皮去除及收集装置，其包括收集箱，所述收集箱的侧壁上方设有氧化皮去除机构，所述氧化皮去除机构包括分流块、连接在分流块上的多根气管，所述分流块设有高压气进气口，所述气管的进气端与所述分流块的高压进气口导通，所述气管的出气端朝向收集箱的上端开口设置。
9.如权利要求8所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，所述气管为向收集箱上端开口弯曲的弯管。
10.如权利要求1所述的金属重力铸造自动化生产系统，其特征在于，保温炉设置至少两个，每个保温炉设有液位计，所述液位计获取保温炉内金属液的液位信号，所述控制系统将所述液位信号与预设的液位最小值比较，并在所述液位信号小于预设的液位最小值时发出控制指令，控制报警器报警并控制机器人带动取液手臂向其他保温炉取液。
【文档编号】B22D47/00GK103722163SQ201310746217
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】郭文洲 申请人:广州意戈力自动化设备有限公司