一种新型落环方法与流程

本发明涉及活塞环制造技术领域，尤其涉及一种新型落环方法。

背景技术：

活塞环是内燃机关键零件之一。在活塞环的铸造生产中，通常采用多箱体整体铸造的方式来进行活塞环毛坯的铸造。当铸件冷却到一定温度后(铸件此时的最高温度仍有300～400摄氏度)，需要对带有铸件的砂箱进行去型砂分离操作，方便取出铸件，此过程称作落砂。完成去除型砂工作后，还需要将铸造成型的活塞环毛坯从铸件浇道上分离下来，此过程称作落环。在铸造过程中，通常采用造型小车作为砂箱的载体。

目前，常采用的方法是人工进行落砂落环。在生产中，当带有需要落砂落环的铸件的砂箱输送到落砂工位时，操作工人先采用简易的工具(如挡杆)对砂箱进行定位，启动落砂冲击头对砂箱底部进行击打，进而进行落砂，在此过程中，操作工人还需要用锤子对砂箱进行击打，以此来加快型砂和铸件分离。当铸件完成落砂后，操作工人采用助力机械手将铸件从砂箱中吊起转移至人工落环位，此时活塞环铸件被吊在一定高度，操作工人手持工具对铸件上的活塞环毛坯进行敲打，从而使之与铸件浇道分离。当铸件上的活塞环毛坯被全部敲打掉后，操作工人使用助力机械手将铸件浇道放置到专用的收集箱中，最终转移到粉碎机进行粉碎。完成此操作后，操作工人需要将空砂箱及造型小车搬运到回料输送线上，然后下一组带有铸件的砂箱输送到位，操作工人开始进行下一轮的作业。

现有的落环方式具有以下缺陷：

1、人工落环时，操作工人的工作强度大，工作效率低，且在落环的过程中，活塞环毛坯往往还具有较高的温度，如果落在操作工人身上将会出现烫伤等安全事故；

2、由于人工落砂、落环与浇铸都在同一处，并且需要落砂落环的铸件即使经过一段时间的冷却却仍然具有较高的温度(最高温度仍有300～400摄氏度)，而且现场落砂时灰尘较大，因此工作环境为高温高尘高噪音，环境非常恶劣，长时间工作会使操作工人患上职业病。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种新型落环方法，其可对铸件上的活塞环进行自动落环处理，提升操作效率，降低人工操作强度。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种新型落环方法，包括以下步骤：

步骤s10、提供用于抓取及搬运砂箱的落砂机械手、用于挤压铸件上的活塞环的落环压头和用于抓取铸件上的铸件冒口的落环机械手；

步骤s20、使所述落砂机械手固定砂箱和落环压头，此时所述铸件冒口由所述落环压头上的过孔贯穿所述落环压头；

步骤s30、使所述落环机械手抓取所述铸件冒口；

步骤s40、使所述落砂机械手位置固定，所述落环机械手抓取所述铸件冒口朝向远离所述落环压头的一侧移动，移动过程中所述落环压头对所述活塞环挤压，使所述活塞环脱离所述铸件。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述步骤s40具体包括：当移动第一距离时，所述铸件上的活塞环开始与所述落环压头挤压，当移动第二距离时，所述活塞环完全脱离所述铸件。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述第一距离为所述铸件冒口与靠近所述铸件冒口设置的所述活塞环之间的距离，所述第二距离为所述铸件的总长度。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述落环机械手设置在所述落砂机械手内，所述落砂机械手和所述落环机械手均可沿x、y、z三轴向移动。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述步骤s20具体为：所述落砂机械手沿竖直方向下移至所述砂箱的正上方，使所述砂箱内的铸件冒口贯穿所述落环压头上的过孔，所述落砂机械手驱动第一卡爪抓紧所述砂箱；和/或，

所述步骤s30具体为：所述落环机械手沿竖直方向下移至所述铸件冒口处，所述落环机械手驱动第二卡爪抓紧所述铸件冒口。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述步骤s30和所述步骤s40之间还设置步骤s31：移至落环位，所述落砂机械手和所述落环机械手同步沿竖直方向向上移动第三距离，使所述砂箱悬空，所述落砂机械手和所述落环机械手同步沿水平方向移动第四距离，使所述砂箱正对落环位，准备落环。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述落环机械手沿竖直方向匀速移动实现落环。

匀速移动的落环机械手可以减轻铸件对落环压头的冲击力度，延长落环压头的使用寿命。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述步骤s40包括以下步骤：

步骤s41：提升阶段，所述落环机械手沿竖直方向以第一速度向上移动第一距离；

步骤s43：落环阶段，当靠近铸件冒口的一侧的活塞环与所述落环压头抵接时，所述落环机械手沿竖直方向以第二速度向上移动，直至活塞环完全脱离所述铸件，所述落环机械手停止移动。

作为新型落环方法的一种优选方案，所述第一速度大于所述第二速度。

采用高速提升和低速落环的变速方式落环，可以在提升阶段采用第一速度提高效率，在落环阶段采用第二速度减少落环压头的磨损，延长产品的使用寿命。

作为新型落环方法的一种优选方案，在步骤s41和步骤s43之间还设置步骤s42：检测所述落环机械手的移动距离，若所述落环机械手的移动距离达到所述第一距离，那么进入步骤s43，反之则继续步骤s41。

本发明的有益效果为：通过两个机械手的配合作用，可以实现铸件上的活塞环自动落环，即落砂机械手固定落环压头，落环机械手则抓取铸件冒口使整个铸件可相对于落环压头移动，在移动过程中铸件上的活塞环由于无法穿过落环压头上的过孔而与落环压头产生挤压，在挤压作用下活塞环脱离铸件进而达到落环的目的，整个过程自动化处理，降低了操作工人的劳动强度，提高了生产效率，且操作工人可远距离控制落环，减少了恶劣环境对身体健康的影响。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述的活塞环落砂落环机械手组件的立体示意图。

图2为本发明实施例所述的落砂机械手的立体示意图。

图3为本发明实施例所述的落环机械手的立体示意图。

图4为本发明实施例所述的活塞环落砂落环机械手组件在砂箱落环前的状态示意图。

图5为图4去除砂箱后的状态示意图。

图6为本发明实施例所述的活塞环落砂落环机械手组件在砂箱落环后的状态示意图。

图7为本发明实施例所述的砂箱的立体示意图。

图8为本发明实施例所述的铸件的立体示意图(落环前)。

图9为本发明实施例所述的铸件的立体示意图(落环后)。

图中：

1、落砂机械手；11、第一安装板；12、第一卡爪；13、第一安装座；14、第二安装座；15、第一提升油缸；16、第一导向柱；17、第一夹紧气缸；

2、落环压头；

3、落环机械手；31、第二安装板；32、第二卡爪；33、第三安装座；34、第二提升油缸；35、第二导向柱；36、第二夹紧气缸；

4、横梁；5、滑轨；6、移动气缸；7、连接梁；8、限位座；

100、砂箱；110、把手；

200、铸件；210、活塞环；220、铸件冒口；230、铸件浇道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至9所示，在本发明的实施例中，此新型落环方法包括以下步骤：

步骤s10、提供用于抓取及搬运砂箱100的落砂机械手1、用于挤压铸件200上的活塞环210的落环压头2和用于抓取铸件200上的铸件冒口220的落环机械手3；

步骤s20、使所述落砂机械手1固定砂箱100和落环压头2，此时所述铸件冒口220由所述落环压头2上的过孔贯穿所述落环压头2；

步骤s30、使所述落环机械手3抓取所述铸件冒口220；

步骤s40、使所述落砂机械手1位置固定，所述落环机械手3抓取所述铸件冒口220朝向远离所述落环压头2的一侧移动，移动过程中所述落环压头2对所述活塞环210挤压，使所述活塞环210脱离所述铸件200。

通过两个机械手的配合作用，可以实现铸件200上的活塞环210自动落环，即落砂机械手1固定落环压头2，落环机械手3则抓取铸件冒口220使整个铸件200可相对于落环压头2移动，在移动过程中铸件200上的活塞环210由于无法穿过落环压头2上的过孔而与落环压头2产生挤压，在挤压作用下活塞环210脱离铸件200进而达到落环的目的，整个过程自动化处理，降低了操作工人的劳动强度，提高了生产效率，且操作工人可远距离控制落环，减少了恶劣环境对身体健康的影响。

在本发明的一优选的实施例中，所述步骤s40具体包括：当移动第一距离时，所述铸件200上的活塞环210开始与所述落环压头2挤压，当移动第二距离时，所述活塞环210完全脱离所述铸件200。

优选的，所述第一距离为所述铸件冒口220与靠近所述铸件冒口220设置的所述活塞环210之间的距离，所述第二距离为所述铸件200的总长度。

在本发明的另一优选的实施例中，所述落环机械手3设置在所述落砂机械手1内，所述落砂机械手1和所述落环机械手3均可沿x、y、z三轴向移动。

在本实施例中，落砂机械手1包括可实现x、y、z三轴方向移动的第一安装板11，第一安装板11的一侧设置有两个可相对移动的第一卡爪12，第一卡爪12可选择性卡紧砂箱100，落环压头2可拆卸设置在第一安装板11上。

具体的，第一安装板11的中心同轴设置有相连通的第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔之间设置安装台阶，落环压头2安装在第一安装孔内并被限制在安装台阶上。优选的，落环压头2安装在第一安装孔内时，其远离安装台阶的一侧面与第一安装板的表面齐平。安装台阶上设置多个螺纹孔，对应螺纹孔在落环压头2上设置安装孔，落环压头2通过螺钉可拆卸设置在安装台阶上。

第一卡爪12上设置有用于容纳砂箱100的把手110的避空位。在本实施例中，避空位为沿竖直方向开设的矩形孔，第一卡爪12在抓取砂箱100时，两个第一卡爪12的避空位分别容纳砂箱100两侧的把手110。

落环机械手3包括可实现x、y、z三轴方向移动的第二安装板31，第二安装板31的一侧设置有两个可相对移动的第二卡爪32，第二卡爪32可选择性卡紧铸件冒口220。

在本实施例中，落砂机械手1和落环机械手3安装在机械手机架上，机械手机架包括两个横梁4和两个连接梁7，两个横梁4相互平行，两个连接梁7相互平行，横梁4和连接梁7组成矩形框架结构，在横梁4上沿其长度方向设置滑轨5，落砂机械手1滑动设置在滑轨5上。

落砂机械手1还包括滑动设置在滑轨5上的第一安装座13，滑轨5的一侧设置用于驱动第一安装座13移动的移动气缸6。优选的，在连接梁7上设置用于限制第一安装座13移动位置的限位座8。

进一步的，第一安装座13上滑动设置两个第二安装座14，两个第二安装座14平行且间隔设置，第一安装座13沿x轴方向移动，两个第二安装座14均沿y轴方向移动，第二安装座14上固定设置第一提升油缸15，第一提升油缸15的输出端连接第一安装板11，两个第二安装座14之间设置与其随动的第三安装座33，第三安装座33上固定设置第二提升油缸34，第二提升油缸34的输出端连接第二安装板31。

落砂机械手1还包括第一导向柱16，第一导向柱16的一端与第一安装板11连接，另一端穿过第二安装座14上的导向孔延伸至第二安装座14远离第一安装板11的一侧；和/或，落环机械手3还包括第二导向柱35，第二导向柱35的一端与第二安装板31连接，另一端穿过第三安装座33上的导向孔延伸至第三安装座33远离第二安装板31的一侧。

优选的，第一安装板11上设置四个第一导向柱16，四个第一导向柱16呈矩形分布在第一安装板11上，第二安装板31上设置两个第二导向柱35，两个第二导向柱35沿第二提升油缸34的轴线对称设置。

在本发明的另一个优选的实施例中，第一安装板11上设置用于驱动第一卡爪12沿水平方向移动的第一夹紧气缸17，第二安装板31上设置用于驱动第二卡爪32沿水平方向移动的第二夹紧气缸36。

本发明的活塞环落砂落环机械手组件不限于对砂箱100内的活塞环210进行自动落环处理，还可以适用于采用同样铸造方式的其它产品从铸件上分离产品毛坯，只需要更换具有不同过孔结构的落环压头2即可。

在本发明的另一优选的实施例中，所述步骤s20具体为：所述落砂机械手1沿竖直方向下移至所述砂箱100的正上方，使所述砂箱100内的铸件冒口220贯穿所述落环压头2上的过孔，所述落砂机械手1驱动第一卡爪12抓紧所述砂箱100；和/或，

所述步骤s30具体为：所述落环机械手3沿竖直方向下移至所述铸件冒口220处，所述落环机械手3驱动第二卡爪32抓紧所述铸件冒口220。

在本发明的再一优选的实施例中，所述步骤s30和所述步骤s40之间还设置步骤s31：移至落环位，所述落砂机械手1和所述落环机械手3同步沿竖直方向向上移动第三距离，使所述砂箱100悬空，所述落砂机械手1和所述落环机械手3同步沿水平方向移动第四距离，使所述砂箱100正对落环位，准备落环。

在本发明的一优选的实施例中，所述落环机械手3沿竖直方向匀速移动实现落环。匀速移动的落环机械手3可以减轻铸件200对落环压头2的冲击力度，延长落环压头2的使用寿命。

在本发明的另一优选的实施例中，所述步骤s40包括以下步骤：

s41：提升阶段，所述落环机械手3沿竖直方向以第一速度向上移动第一距离；

s43：落环阶段，当靠近铸件冒口220的一侧的活塞环210与所述落环压头2抵接时，所述落环机械手3沿竖直方向以第二速度向上移动，直至活塞环210完全脱离所述铸件200，所述落环机械手3停止移动。

在本实施例中，所述第一速度大于所述第二速度。采用高速提升和低速落环的变速方式落环，可以在提升阶段采用第一速度提高效率，在落环阶段采用第二速度减少落环压头2的磨损，延长产品的使用寿命。

进一步的，在步骤s41和步骤s43之间还设置步骤s42：检测所述落环机械手3的移动距离，若所述落环机械手3的移动距离达到所述第一距离，那么进入步骤s43，反之则继续步骤s41。

具体的，检测装置可以检测落环机械手3的移动距离，还可以检测铸件200上的活塞环210的落环状态，以此来判定落环机械手3采用何种速度来移动。

在本发明的一个具体的实施例中，如图1-9所示，此新型落环方法包括以下步骤：

s100、落砂机械手1和落环机械手3同步移动至砂箱100的放置处，第一提升油缸15驱动第一安装板11和第一卡爪12沿竖直方向下移，使砂箱100位于两个第一卡爪12之间，且砂箱100内的铸件冒口220贯穿落环压头2上的过孔，第一夹紧气缸17驱动第一卡爪12卡紧砂箱100；

s200、第二提升油缸34驱动第二安装板31和第二卡爪32沿竖直方向下移，使铸件冒口220位于两个第二卡爪32之间，第二夹紧气缸36驱动第二卡爪32卡紧铸件冒口220；

s300、第一提升油缸15驱动第一安装板11和第一卡爪12沿竖直方向上移，同时第二提升油缸34驱动第二安装板31和第二卡爪32沿竖直方向上移；

s400、移动气缸6驱动落砂机械手1和落环机械手2沿水平方向移动至落环位；

s500、落砂机械手1固定不动，第二提升油缸34驱动第二安装板31和第二卡爪32沿竖直方向上移，直至铸件200由落环压头2靠近砂箱100的一侧完全移动至远离砂箱100的一侧，活塞环210与落环压头2挤压，使活塞环210与铸件200脱离，完成落环工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。