一种砂型自动定位装置及其定位方法与流程

本发明涉及自动化造型合型技术领域，具体涉及一种自动化合型前的外模、砂芯的定位装置及其定位方法。

背景技术：

现行的自动化造型造芯工艺流程大多采用冷芯盒射芯，制造出铸件外模砂型和内腔砂芯，然后进行下芯、組芯、合型，浇注。整个过程采用机器人制芯、取芯、刷涂料和合型，辅以人工组小芯并射钉固定，然后机器人进行主体芯下芯和上下外模合型。使用一套合型机器人系统，将下型抓取到合型胎具上，然后抓取主体芯组到下型型腔里，最后将上型合到下型上，完成上型和下型的合型，机械手将型组放到空沙箱里，填砂设备自动填入干砂，等待浇注。

上述造芯組芯生产线对精度要求高，每一流程都会积累一定误差，到最后合型过程中，误差的积累可能导致：机器人在夹持过程中破坏砂型、定位孔；砂芯和上下外模不能准确配合，最终导致飞边、毛刺、偏芯、缺肉、跑火等问题。针对这些问题，传统解决方式是在合型前人工校正砂型位置，包括砂芯和外模，加大了人工劳动量，因此，需要研究一种有助于砂芯和外模快速定位的装置。

技术实现要素：

为克服现有造芯工艺中采用人工校正砂芯位置导致生产效率低、劳动量大等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高，能提高砂芯定位效率和准确度的砂型自动定位装置及其定位方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种砂型自动定位装置，包括支撑架和位于支撑架上方用于放置砂芯的载物台，所述载物台的左端和前端设有挡板，载物台的右端和后端设有推动装置，所述挡板上设有压力传感器，推动装置的推杆推动砂芯触碰压力传感器后停止运动或缩回，完成砂芯定位。

进一步的是，所述载物台上设有可拆卸更换的砂型垫块，所述砂型垫块具有不同的高度和宽度规格，所述砂芯可滑动的放置在砂型垫块上。

进一步的是，所述载物台前端和左端的挡板均为可拆卸更换，所述挡板包括多种规格，不同规格的挡板在竖直方向具有不同的倾斜角度。

进一步的是，所述挡板倾斜角度的范围为0～10°。

进一步的是，所述推动装置与载物台之间设有移动垫块，所述移动垫块可在载物台上进行横向或竖向移动。

进一步的是，所述移动垫块上设有识别装置，通过识别载物台上是否有砂芯来控制推动装置动作。

进一步的是，所述推动装置为液压、气压或者电动推杆。

进一步的是，所述推动装置推杆的前端设有橡胶块。

采用该砂型自动定位装置进行定位的方法，包括以下步骤：

A、根据砂芯的具体结构形状选择适当的砂型垫块和挡板；

B、启动装置后，识别装置通过识别载物台上是否有砂芯来发出信号，如果没有，不进行任何操作，如果有，则进行下一步操作；

C、载物台右端的推动装置向左伸出推杆，接触到砂芯后将其向左推动，直到砂芯触碰到载物台左端挡板上的压力传感器，压力传感器将信号反馈给推动装置，使推杆停止移动或缩回，完成砂芯横向定位；

D、载物台后端的推动装置向前伸出推杆，接触到砂芯后将其向前推动，直到砂芯触碰到载物台前端挡板上的压力传感器，压力传感器将信号反馈给推动装置，使推杆停止移动或缩回，完成砂芯竖向定位；

E、砂芯横向和竖向定位完成后，由机械手夹持砂芯进行后续的下芯、合型等操作。

本发明的有益效果是：通过在放置砂芯的载物台上设置挡板、推动装置和压力传感器，利用推动装置和挡板对砂芯进行定位，能够消除合型前的各流程误差积累，避免机器人在夹持砂型时因位置不准确，而破环砂型、定位孔，方便下芯、合型，提高配合精度，从而有效解决了铸造过程中飞边、毛刺、偏芯、缺肉、跑火等问题。采用该砂型定位装置，能够对砂型准确定位，避免了合型前人工消除砂型位置的误差，降低了人工劳动量，自动化程度高，提高了生产效率。并且该定位装置适合不同形状、不同大小的砂型定位，灵活性较高。

附图说明

图1是本发明结构的主视图。

图2是本发明结构的左视图。

图3是本发明结构的俯视图。

图中标记为，支撑架1、载物台2、挡板3、压力传感器4、砂型垫块5、砂芯6、砂型垫块7、橡胶块8、推动装置9、移动垫块10、识别装置11、挡板12、移动垫块13、推动装置14、橡胶块15、压力传感器16。

具体实施方式

以下通过附图对本发明作进一步描述。

如图1、图2、图3所示，本发明包括支撑架1和位于支撑架1上方用于放置砂芯6的载物台2，所述载物台2的左端和前端设有挡板3、12，载物台2的右端和后端设有推动装置9、14，所述挡板上设有压力传感器4、16，推动装置9、14的推杆推动砂芯6触碰压力传感器4、16后停止运动或缩回，完成砂型定位。传统造芯工艺中，在合型前一般都通过人工来校正砂型的位置，人为操作必然存在误差，并且一般需要反复调节，劳动强度较大。本发明通过在载物台上设置挡板和推动装置，推动装置的推杆将砂芯推动到挡板上实现定位，并且通过压力传感器来实现自动化控制，大大提高了砂型定位的效率和精度，节约了人力物力。

所述载物台2上设有可拆卸更换的砂型垫块5、7，所述砂型垫块5、7具有不同的高度和宽度规格，所述砂芯6可滑动的放置在砂型垫块5、7上。由于砂芯6一般具有不规则的外形，通过设置不同高度和宽度的砂型垫块5、7，可适用于不同形状的砂芯6，使其能平稳的放置在载物台2上，并且可供砂芯6在推动装置9、14的作用下前后左右移动，从而提高本发明的适用范围。

所述载物台2左端和前端的挡板3、12均为可拆卸更换，所述挡板3、12包括多种规格，不同规格的挡板3、12在竖直方向具有不同的倾斜角度。不同规格的挡板3、12也同样是为了适应不同的砂芯形状，能够提高挡板3、12与砂芯6的接触面积，从而提高定位的准确性，使该定位装置更加灵活。根据生产中常用砂芯的情况，挡板倾斜角度在0～10°之间时便能满足绝大部分砂芯的定位。

进一步的，所述推动装置9、14与载物台2之间设有移动垫块10、13，所述移动垫块10、13可在载物台2上进行横向或竖向移动。由于横向和竖向上均只有一个推动装置来推动砂芯移动，为了避免在推动过程中砂芯因受力不均出现偏移或旋转，在推动装置工作之前可事先调整好移动垫块的位置，使推动装置大致对准砂芯的重心位置，避免砂芯出现较大的偏转，提高砂芯定位的准确性。

所述移动垫块10上设有识别装置11，识别装置11通过识别载物台2上是否有砂芯来控制推动装置9、14动作。设置识别装置的目的是进一步实现定位装置的自动化运行，当砂芯放置到载物台上后，能够迅速进行定位操作，提高生产效率。

所述推动装置9、14为液压、气压或者电动推杆。推动装置9、14需要动作迅速，控制稳定精确。所述推动装置9、14推杆的前端设有橡胶块8、15，设置橡胶块8、15可减缓冲击，避免刚性接触用力过大对砂芯造成破坏。

采用该砂型自动定位装置进行定位的方法，包括以下步骤：

A、根据砂芯的具体结构形状选择适当的砂型垫块和挡板；

B、启动装置后，识别装置通过识别载物台上是否有砂芯来发出信号，如果没有，不进行任何操作，如果有，则进行下一步操作；

C、载物台右端的推动装置向左伸出推杆，接触到砂芯后将其向左推动，直到砂芯触碰到载物台左端挡板上的压力传感器，压力传感器将信号反馈给推动装置，使推杆停止移动或缩回，完成砂芯横向定位；

D、载物台后端的推动装置向前伸出推杆，接触到砂芯后将其向前推动，直到砂芯触碰到载物台前端挡板上的压力传感器，压力传感器将信号反馈给推动装置，使推杆停止移动或缩回，完成砂芯竖向定位；

E、再一次同时启动横向和竖向的推动装置，利用推杆对砂芯进行最后定位确认，随后再由机械手夹持砂芯进行后续的下芯、合型等操作。

步骤A中选择砂型垫块和挡板时应保证砂芯水平放置，挡板与砂芯具有较大的接触面积，并且挡板上的压力传感器能够与砂芯有效接触。识别装置主要用于大批量生产时使用，避免人为反复启停推动装置，提高其自动化程度。定位过程中应采用一个方向定位完成后再进行另一个方向的定位，待两个方向都完成粗定位后再进行一次最后的同时定位操作，以确保定位的准确性。

本发明结构较为简单，安装使用方便，自动化程度高，能够快速准确的对砂芯进行定位，避免了合型前人工消除砂型位置的误差，降低了人工劳动量，提高了生产效率，具有很好的实用性和应用前景。