一种新型多自由度浇铸机器人的制作方法

本发明涉及铸造设备技术领域，具体地说是一种新型多自由度浇铸机器人。

背景技术：

目前，公知的现代大规模工业加工中，浇铸制造一般使用浇铸专机浇铸或工业机器人浇铸。浇铸专机适用范围小，研发成本相对较高。浇铸机器人多为六自由度机器人，在第六自由度末端法兰加装检测装置和浇包。但由于浇铸环境恶劣，辐射极高，熔炼炉口位置和浇铸模具位置远、温差高，机器人日工作时间久，使得其寿命远低于正常水平，尤其是对第六轴伺服电机的损耗极高。

在中国专利授权公告号为CN2756413Y中公开了一种机器人浇铸机械臂，这种机械臂增加了机器人第六轴距离熔炼炉的距离，延长了机器人的使用寿命。但由于采用齿轮与链条的传动，精确度、稳定性相对较低；机械臂长时间使用整体温度升高，降低了整个机械臂的使用寿命。

技术实现要素：

为了克服浇铸专机浇铸成本高、适用范围小的不足，以及六自由度浇铸机器人的使用寿命低的问题，本发明提供一种新型多自由度浇铸机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型多自由度浇铸机器人，包括基座、安装在基座上的六自由度机器人，六自由度机器人的末端安装有连接法兰，所述连接法兰上安装有由浇铸检测系统、伺服减速动力源、锥齿轮传动系统、散热系统构成的浇铸臂，所述伺服减速动力源与锥齿轮传动系统相连。

所述伺服减速动力源包括伺服电机、与伺服电机相连的行星减速器，所述行星减速器与锥齿轮传动系统相连。

所述锥齿轮传动系统包括副传动轴、与伺服减速动力源相连的主传动轴、安装在主传动轴上的小齿数锥齿轮、安装在副传动轴上且与小齿数锥齿轮啮合的大齿数锥齿轮。

所述浇铸检测系统包括浇包、两根金属通信测液棒，所述浇包与锥齿轮传动系统相连，所述浇铸臂包括外壳，两根金属通信测液棒固定在外壳上。所述浇包为复合陶瓷纤维浇包。

所述散热系统包括送风管、出风管、高阻热涂料层和抗辐射涂料层，所述送风管安装在浇铸臂上靠近伺服减速动力源的一端，所述出风管安装在浇铸臂上靠近浇铸检测系统的一端。所述高阻热涂料层均匀涂抹覆盖在整个浇铸臂外侧壳上，所述抗辐射涂料层均匀涂抹覆盖在高阻热涂料层外侧。

本发明的有益效果是：本发明在不失去六自由度机器人灵活性的特点的前提下，为机器人第六轴上加装特制浇铸臂，增加浇铸机器人取料过程中的第六轴到熔炼炉的直线距离，配合散热系统的使用降低机器人前段所受到的高辐射和剧烈的温差变化对伺服电机的影响。采用锥齿轮传动相比于传统的链条传动，浇铸臂瞬时传动比恒定，平稳性高，结构紧凑，传递运动准确可靠，传动效率高，使用寿命长。并且改进后使得取料更加容易、操作更为便捷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的浇铸臂的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种新型多自由度浇铸机器人，包括基座11、安装在基座11上的六自由度机器人12，六自由度机器人12的末端安装有连接法兰21，所述连接法兰21上安装有由浇铸检测系统、伺服减速动力源、锥齿轮传动系统、散热装置构成的浇铸臂13，所述伺服减速动力源与锥齿轮传动系统相连，浇铸检测系统与锥齿轮传动系统相连。通过伺服减速动力源驱动锥齿轮传动系统工作，从而可带动浇铸检测系统运动，以实现浇铸和检测，本发明借助于六自由度机器人12，以实现多自由度的运动，以符合浇铸的需求；相比于传统的浇铸设备，本发明还增加了散热系统，可以阻隔靠近熔炼炉的浇铸臂13的热辐射和高温，风冷装着也将浇铸臂内部的温度带走，起到了冷却散热的效果。

所述浇铸臂13包括外壳，用以安装其它部件，外壳与连接法兰21相连。

所述伺服减速动力源包括伺服电机22、与伺服电机22相连的行星减速器23，所述行星减速器23与锥齿轮传动系统相连，伺服电机22、行星减速器23安装在外壳上。行星减速器23的大减速比可以使高速运转的伺服电机22输出转速达到低转速的要求。

所述锥齿轮传动系统包括副传动轴29、与伺服减速动力源的行星减速器23通过联轴器相连的主传动轴25、安装在主传动轴25上的小齿数锥齿轮27、安装在副传动轴29上且与小齿数锥齿轮27啮合的大齿数锥齿轮30，主传动轴25通过耐高温轴承一26与外壳相连，副传动轴29通过耐高温轴承二28与外壳相连，以确保稳定性和传动的精度。

所述浇铸检测系统包括浇包17、两根金属通信测液棒16，所述浇包17与锥齿轮传动系统的副传动轴29相连，两根金属通信测液棒16通过陶瓷材料与外壳绝缘连接，通过外接的供电装置提供微弱的电流，在空气中由于空气绝缘不连通，当浇包17深入熔炼炉去浇铸液，浇铸臂13下降到一定的深度时，两根金属通信测液棒16与金属浇铸液接触，通过金属浇铸液形成通路。从而提供一个信号，使得外接的PLC接到信号后，开始向浇铸臂13和六自由度机器人12发出动作指令。

所述浇包17为复合陶瓷纤维浇包。

所述散热系统包括送风管14、出风管15、高阻热涂料层和抗辐射涂料层。所述高阻热涂料层均匀涂抹覆盖在整个浇铸臂外侧壳上，所述抗辐射涂料层均匀涂抹覆盖在高阻热涂料层外侧，二者可阻隔大量分的辐射和热量。所述出风管15安装在浇铸臂13上靠近浇铸检测系统的一端，如图1和图2所示即处于外壳下端，且出风管15处于外壳下端上远离浇包17的一侧，所述送风管14安装在浇铸臂13上靠近伺服减速动力源的一端。通过送风管14入风，进入到外壳内，由浇铸臂13的上部向下运动，阻挡热量随浇铸臂外壳由下向上传入电机和机器人，并将浇铸臂13的底部热量带走，并从出风管15排出，在散热的同时也不影响浇铸工作。

本发明通过六自由度机器人12使浇铸臂13运动到指定位置，借助于伺服电机22提供驱动力，经过行星减速器23变速后，驱动主传动轴25转动，同步的带动小齿数锥齿轮27回转，利用大齿数锥齿轮30与小齿数锥齿轮27啮合，实现动力传递到副传动轴29上。小齿数锥齿轮27、大齿数锥齿轮30的齿数不同，又可以产生一组传动比使得经过行星减速器23降低后的转速再次降低，达到可以稳定控制与副传动轴29相连的浇包17舀取浇铸液的转速。浇包17通过副传动轴29带动，以进行正、反向低速转动，实现对浇铸液的舀取和倒放浇铸的动作。通过浇铸检测系统，可以保证浇包每次舀取得的浇铸液的质量可控制，避免老式浇铸时浇铸液舀取量不一致的情况，从而提高浇铸生产效率，降低工人作业强度，并保证浇铸件产品的质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。