一种三臂制壳装置的制作方法

本发明涉及一种机械精铸用设备，特别涉及一种三臂制壳装置。

背景技术：

精密铸造是制造业中最基础的热加工工艺，属于劳动力比较密集型产业，尤其在制壳工序用工多、劳动量大。

国家知识产权局公布了专利号为201220236724.2，专利名称为，一种三臂制壳机械手，包括电控系统、底座以及旋转座，所述的旋转座坐落在底座上，旋转座上设有三条由升降马达驱动的升降臂，每条升降臂上均安装由摆动马达驱动的摆动臂，摆动臂上设有手臂。该机械手在工作过程中存在的问题1、机械手未安装吹气功能，对于深孔、槽的工件，无法处理；2、因没有浆料液位识别装置，无法检测液位，机械手的工作高度存在较大的误差，不能满足工艺的要求；3、机械手手部驱动方式为普通电机，位置不能做到精确可控，不能满足很多产品的特殊制壳要求。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种三臂制壳装置。

一种三臂制壳装置，其技术方案是：包括制壳机械手（1）以及与制壳机械手（1）相互配合的沾浆机（2）和滚筒挂砂机（3），制壳机械手（1）包括电控系统（1.1）、底座（1.2）、旋转座（1.3）和控制系统，所述的旋转座（1.3）通过回转支承连接在底座（1.2）上，旋转座（1.3）上设有三条由升降马达驱动的升降臂（1.4），三条升降臂之间相互呈120度夹角，每条升降臂（1.4）上均安装由摆动马达驱动的摆动臂（1.5），摆动臂（1.5）上设有手臂（1.6），所述的升降臂（1.4）可沿垂直地面方向做升降动作，摆动臂（1.5）安装在升降臂（1.4）上的水平轴上，摆动臂（1.5）沿水平轴的摆动范围为0~135°，沾浆机（2）（和滚筒挂砂机（3）相互之间呈120度夹角，手臂（1.6）以手臂安装轴为基准做连续的左旋、右旋或按预先的设定旋转指定的角度转动；所述的制壳机械手（1）的控制系统由PLC和触摸屏构成，每个驱动电机的参数可通过触摸屏及PLC设定；所述的制壳机械手（1）的旋转，升降臂（1.4）的升降、摆动臂（1.5）的摆动、手臂（1.6）的自转驱动方式采用步进电机或伺服电机；

所述的沾浆机（2）包括沾浆桶（2.1）、转动座（2.2）、搅拌杆（2.3），沾浆桶（2.1）固定在转动座（2.2）上，所述的沾浆桶（2.1）的内部设有搅拌杆（2.3），沾浆桶（2.1）的内部设有液位传感装置，液位传感装置为超声波传感器，机械手通过超声波反馈信号，来自动调整沾浆时机械臂的工作高度；

所述的滚筒挂砂机（3）包括滚筒（3.1）、驱动电机（3.2），所述的滚筒（3.1）的外部连接驱动电机（3.2），滚筒（3.1）的内壁上设有上砂槽（3.3），所述的上砂槽（3.3）均匀的分布在滚筒（3.1）的内壁上，滚筒（3.1）的顶部和底部通过支撑杆（3.5）固定筛网（3.4）；

所述的制壳机械手（1）的底部固定在底座（5）上，制壳机械手（1）的上部设有箱体（4）、气动回转支撑机构（6）的上部连接箱体（4），箱体（4）为转动单元，气动回转支撑机构（6）的下部固定在底座（5）上，气动回转支撑机构（6）带动上部的箱体（4）转动。

所述的沾浆桶（2.1）的外部固定沾浆吹气机构（2.4），所述的沾浆吹气机构（2.4）包括固定支架（2.4.1）、气管（2.4.2）、电磁阀（2.4.3）、喷气头（2.4.4），固定支架（2.4.1）上固定气管（2.4.2）和喷气头（2.4.4），所述的气管（2.4.2）上设有电磁阀（2.4.3），所述的喷气头（2.4.4）设有多组。

所述的制壳机械手1与沾浆机2、滚筒挂砂机3的排布方式有，1：1：1型，1：2：2型，1：3：2型。

所述的气动回转支撑机构（6）包括外壳（6.1）、转动轴（6.2）、轴承（6.3）、密封件（6.4）、进气管路（6.5）、出气管路（6.6），外壳（6.1）的中间设有转动轴（6.2），所述的转动轴（6.2）与外壳（6.1）的内腔之间通过密封件（6.4）密封，转动轴（6.2）与外壳（6.1）的顶部和底部分别设有轴承（6.3），所述的转动轴（6.2）的内部设有进气管路（6.5）和出气管路（6.6），进气管路（6.5）和出气管路（6.6）连接气动泵，通过气动泵控制气动回转支撑机构（6）的转动。

本发明的有益效果是：本制壳机械手采用腰部转盘旋转式三工位结构，腰部可按设定进行左旋转或右旋转。三工位对应着精密铸造型壳制壳工艺中的装卸型壳，沾浆、挂砂三个工艺过程。每工位由升降臂，摆动臂和两个手部构成，升降臂可沿垂直地面方向做升降动作，摆动臂以安装在升降臂上的水平轴做0~135°的摆动动作，手部则可以手部安装轴为基准做连续的左旋、右旋或按预先的设定旋转指定的角度后停止。升降臂，摆动臂和手部的动作速度、工作位置、停留时间均可单独设定。通过每个工位的升降臂、摆动臂和手部的配合则可以代替人工实现沾浆，回浆，匀浆，滴浆，吹扫深孔字块及挂砂，浮砂等动作。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明制壳机械手的结构示意图；

附图3是本发明沾浆机的结构示意图；

附图4是本发明滚筒挂砂机的主视图；

附图5是本发明滚筒挂砂机的侧视图；

附图6是本发明的实施例1中各工位结构示意图；

附图7是本发明的实施例3结构示意图；

附图8是气动回转支撑机构的安装结构示意图；

附图9是气动回转支撑机构的结构示意图；

上图中：制壳机械手1、沾浆机2、滚筒挂砂机3、箱体4、底座5、气动回转支撑机构6；电控系统1.1、底座1.2、旋转座1.3、升降臂1.4、摆动臂1.5、手臂1.6、沾浆桶2.1、转动座2.2、搅拌杆2.3、沾浆吹气机构2.4；固定支架2.4.1、气管2.4.2、电磁阀2.4.3、喷气头2.4.4、滚筒3.1、驱动电机3.2、上砂槽3.3、筛网3.4、支撑杆3.5；外壳6.1、转动轴6.2、轴承6.3、密封件6.4、进气管路6.5、出气管路6.6。

具体实施方式

结合附图1-6、8和9，对本发明作进一步的描述：

实施例1：

一种三臂制壳装置，其技术方案是：包括制壳机械手1以及与制壳机械手1相互配合的沾浆机2和滚筒挂砂机3，制壳机械手1、沾浆机2、滚筒挂砂机3按照1：1：1的排列方式进行组合，制壳机械手1包括电控系统1.1、底座1.2、旋转座1.3和控制系统，所述的旋转座1.3通过回转支承连接在底座1.2上，旋转座1.3上设有三条由升降马达驱动的升降臂1.4，三条升降臂之间相互呈120度夹角，每条升降臂1.4上均安装由摆动马达驱动的摆动臂1.5，摆动臂1.5上设有手臂1.6，所述的升降臂1.4可沿垂直地面方向做升降动作，摆动臂1.5安装在升降臂1.4上的水平轴上，摆动臂1.5沿水平轴的摆动范围为0~135°，沾浆机2和滚筒挂砂机3相互之间呈120度夹角，手臂1.6以手臂安装轴为基准做连续的左旋、右旋或按预先的设定旋转指定的角度转动；所述的制壳机械手1的控制系统由PLC和触摸屏构成，每个驱动电机的参数可通过触摸屏及PLC设定；所述的制壳机械手1的旋转，升降臂1.4的升降、摆动臂1.5的摆动、手臂1.6的自转驱动方式采用步进电机或伺服电机；

所述的沾浆机2包括沾浆桶2.1、转动座2.2、搅拌杆2.3，沾浆桶2.1固定在转动座2.2上，所述的沾浆桶2.1的内部设有搅拌杆2.3，沾浆桶2.1的内部设有液位传感装置，液位传感装置为超声波传感器，机械手通过超声波反馈信号，来自动调整沾浆时机械臂的工作高度；

所述的滚筒挂砂机3包括滚筒3.1、驱动电机3.2，所述的滚筒3.1的外部连接驱动电机3.2，滚筒3.1的内壁上设有上砂槽3.3，所述的上砂槽3.3均匀的分布在滚筒3.1的内壁上，滚筒3.1的顶部和底部通过支撑杆3.5固定筛网3.4；

所述的制壳机械手1的底部固定在底座5上，制壳机械手1的上部设有箱体4、气动回转支撑机构6的上部连接箱体4，箱体4为转动单元，气动回转支撑机构6的下部固定在底座5上，气动回转支撑机构6带动上部的箱体4转动。

所述的沾浆桶2.1的外部固定沾浆吹气机构2.4，所述的沾浆吹气机构2.4包括固定支架2.4.1、气管2.4.2、电磁阀2.4.3、喷气头2.4.4，固定支架2.4.1上固定气管2.4.2和喷气头2.4.4，所述的气管2.4.2上设有电磁阀2.4.3，所述的喷气头2.4.4设有多组。

所述的气动回转支撑机构6包括外壳6.1、转动轴6.2、轴承6.3、密封件6.4、进气管路6.5、出气管路6.6，外壳6.1的中间设有转动轴6.2，所述的转动轴6.2与外壳6.1的内腔之间通过密封件6.4密封，转动轴6.2与外壳6.1的顶部和底部分别设有轴承6.3，所述的转动轴6.2的内部设有进气管路6.5和出气管路6.6，进气管路6.5和出气管路6.6连接气动泵，通过气动泵控制气动回转支撑机构6的转动。

实施例2：

与实施例1不同的是，制壳机械手1、沾浆机2、滚筒挂砂机3的排布方式按照1：2：2的排列方式进行组合，沾浆机2设有两个沾浆桶，滚筒挂砂机3设有两组滚筒，分别为单滚筒和双滚筒组合，单滚筒适合单个工件的挂砂，双滚筒适合于双工件的挂砂，单滚筒和双滚筒之间可以相互转动切换，沾浆机2和滚筒挂砂机3通过控制系统能够实现相互转动，通过控制系统能够实现相互转动，适合于工件需要沾2种不同的浆液，能够实现一步成型，减少工序，减少占地面积，及设备的投资成本。

实施例3：

如图7所示，与实施例1不同的是，制壳机械手1、沾浆机2、滚筒挂砂机3的排布方式按照1：3：2的排列方式进行组合，3个沾浆机组合，沾浆机2设有三个沾浆桶，滚筒挂砂机3设有两组滚筒，分别为单滚筒和双滚筒组合，单滚筒适合单个工件的挂砂，双滚筒适合于双工件的挂砂，单滚筒和双滚筒之间可以相互转动切换，沾浆机2和滚筒挂砂机3通过控制系统能够实现相互转动，通过控制系统能够实现相互转动，适合于工件需要沾3种不同的浆液，能够实现一步成型，减少工序，减少占地面积，及设备的投资成本。

以实施例1说明：一种三臂制壳装置的制壳方法，包括以下步骤：

1）在其中一个升降臂1.4的挂取工位A上将工件悬挂在一个摆动臂的两个手臂上，然后通过旋转马达驱动旋转座旋转至沾浆工位B，在此工序进行模壳沾浆，同时在旋转至挂取工位A的第二个摆动臂的手臂上悬挂两组工件；第二个摆动臂旋转至沾浆工位B，第一个摆动臂旋转至挂砂工位C，第二个摆动臂旋转至沾浆工位B，并分别在工位上进行模壳沾浆，并同时在旋转至挂取工位A的第三个摆动臂的手臂上悬挂两组工件 ；然后旋转座继续旋转，此时第一个摆动臂旋转至挂取工位A，第二个摆动臂旋转至挂砂工位C，第三个摆动臂旋转至沾浆工位B，并分别在各自工位上进行模壳取下、挂砂和沾浆作业，即完成一个工作循环；

在工件上（如型壳把手、吊钩或挂件吊框）上安装射频卡，射频卡作为型壳信息采集的媒介，采集的信息包括产品类型，预设的工艺参数、产品在线工作信息等，随着制壳工艺的推进，产品的在线工作信息被实时的更新；

2）机械手工作过程中的同一时刻机械手三个工位A、B、C分别处于摘挂壳、沾浆、挂砂的工作状态；机械手按设定的程序完成各种的工作后，升降臂上升到最上方，摆动臂摆动到垂直，即原复位置；机械手旋转120°后停止旋转；A、B、C三个工位进入沾浆、挂砂、摘挂壳的工作状态；工作完成后，机械手复位，再次旋转120°，停止；机械手一直重复上述步骤，便完成了精密铸造的制壳过程：

3）精密铸造面层制壳时，对于带有深孔及字块的工件的沾浆工序本机械手采用沾浆吹气机构，通过固定支架2.4.1上固定气管2.4.2和喷气头2.4.4，所述的气管2.4.2上设有电磁阀2.4.3，电磁阀控制喷气头进行工作，完成对深孔及字块的工件的沾浆吹气，即在沾浆工位让工件停止到预设的姿态，此时安装在沾浆桶2.1上方的气管和喷气头打开，对沾浆的工件深孔及字块部位进行喷吹，确保沾浆效果。

以上所述，仅是发明型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对发明型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据发明型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于发明型要求保护的范围。