一种数字控制的定量称重式多工位连续浇注机的制作方法

本发明属于机械加工的铸造过程自动化技术领域，具体涉及一种数字控制的定量称重式多工位连续浇注机。

背景技术：

根据2018年最新发布的《铸造行业准入条件》，对不符合《条件》的规模小、破坏资源、高污染、高能耗、不具备安全生产条件的铸造企业实施关闭。大量关停的铸造厂家仍然采取的是人工浇注的方式，从生产规模、能耗程度和安全保障等多个方面均不符合《铸造行业准入条件》的要求。近年来，许多铸造浇注机陆续诞生，在一定程度上，把人从危险的作业过程中解放出来。

中国实用新型专利cn201620810511.4公布了一种铸造浇注机，包括机床、操作室、传动机构和浇注包等，通过操纵两组传动杆能够实现铸件的自动浇注，但是该浇注机是由油缸控制传动杆，相当于浇包仅有满载与倒空两种状态，每次浇注后都需要人工填料，不能实现连续浇注功能。而且该浇注机不能对倒出铁水称重，仅仅只有单个工位。

中国发明专利cn201611075331.7公布了一种双工位自动浇注机，可以实现在第一个浇包浇注完成后，此浇包在转运和装载过程中，另外一个浇包接替浇注任务，使得浇注过程不间断。该浇注机虽然称作双工位自动浇注机，但在工作时，车体每次移动后仍只能浇注一个工件，严格来讲该浇注机属于单工位、双浇包交替作业。此外，该浇注机不能称出每次浇注的铁水量；而且浇包倾倒初期，浇包口距离工件浇口高度较高，铁水直接倒出对工件冲击大，没有对铁水的引导、缓冲。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种数字控制的定量称重式多工位连续浇注机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种数字控制的定量称重式多工位连续浇注机，包括横梁运行模块、小车运行模块、数控浇包倾倒机构、自动定量称重机构和多工位浇道系统，横梁运行模块设置在地基钢轨上并能沿地基钢轨纵向移动；小车运行模块设置在横梁运行模块上并能沿横梁运行模块横向移动；

数控浇包倾倒机构、自动定量称重机构和多工位浇道系统均安装于小车运行模块上，数控浇包倾倒机构用于承接金属液并将金属液倒入自动定量称重机构；自动定量称重机构用于承接数控浇包倾倒机构的金属液并对承接的金属液进行称重，以及将金属液倒入多工位浇道系统；多工位浇道系统用于对金属液进行引导，使小车运行模块在同一位置能够浇注多个工位的工件；

小车运行模块上还安装有用于对小车运行模块运行位置进行定位的浇注定位装置。

优选的，数控浇包倾倒机构包括大浇包金属液引导浇道、大浇包底座和放置在大浇包底座中的大浇包，大浇包底座与小车运行模块通过转动副相连，该转动副处设有用于驱动大浇包底座转动的电机；

大浇包金属液引导浇道固定设置于小车运行模块上，大浇包金属液引导浇道的下延伸至自动定量称重机构，用于将大浇包中倒出的金属液引导至自动定量称重机构；小车运行模块上还固定设置有用于在大浇包向大浇包金属液引导浇道倾倒金属液时防止金属液飞溅的防护外罩。

优选的，自动定量称重机构包括数控小浇包倾倒机构、称重支撑座和称重传感系统，称重传感系统固定设置于小车运行模块上，称重支撑座固定设置于称重传感系统上；称重传感系统的上部和底部均设有隔热层，侧面设有隔热防护罩；

数控小浇包倾倒机构上设有小浇包，小浇包用于承接数控浇包倾倒机构的金属液；称重支撑座与数控小浇包倾倒机构通过转动副相连，该转动副处设有用于驱动数控小浇包倾倒机构和小浇包一起转动的电机。

优选的，多工位浇道系统包括开关浇道和浇口漏斗；开关浇道包括电机支架、电机和用于承接自动定量称重机构倒出的金属液的浇道，电机支架固定安装在小车运行模块上，浇道与电机的输出轴连接；浇道的两端出口处均设有浇口漏斗，浇口漏斗固连在支撑架上；电机能够驱动浇道向浇道两端的浇口漏斗分别摆动，浇口漏斗用于承接浇道导入的金属液并将金属液导入沙箱。

优选的，多工位浇道系统还包括背向引导浇道和备用小浇包，背向引导浇道和备用小浇包均固连在支撑架上，背向引导浇道与开关浇道分别处于自动定量称重机构的两侧，背向引导浇道用于将自动定量称重机构中的金属液倒入备用小浇包。

优选的，浇注定位装置采用光电开关，横梁运行模块上在小车运行模块运行的方向设有与沙箱的浇铸口位置对应的浇口定位条，光电开关用于检测浇口定位条上的定位孔；当光电开关检测到定位孔时，多工位浇道系统上的金属液出口与沙箱的浇铸口位置对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机的横梁运行模块设置在地基钢轨上并能沿地基钢轨纵向移动；小车运行模块设置在横梁运行模块上并能沿横梁运行模块横向移动；因此能够实现小车运行模块的横向和纵向移动，实现了一个平面内的沙箱布置，提高了空间利用率；小车运行模块上还安装有用于对小车运行模块运行位置进行定位的浇注定位装置，因此能够实现对小车运行模块的定位并进一步实现浇注的精确定位；数控浇包倾倒机构、自动定量称重机构和多工位浇道系统均安装于小车运行模块上，数控浇包倾倒机构能够承接金属液并将金属液倒入自动定量称重机构；自动定量称重机构能够承接数控浇包倾倒机构的金属液并对承接的金属液进行称重，以及将金属液倒入多工位浇道系统；多工位浇道系统能够对金属液进行引导，使小车运行模块在同一位置能够浇注多个工位的工件；综上，本发明提供的数字控制的定量称重式多工位连续浇注机，实现了高空间利用率的连续作业、定量称量、多工位浇注和浇注小车定位功能。

附图说明

图1为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机正面整体示意图；

图2为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机正面剖切示意图；

图3为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机小车运行模块示意图；

图4为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机浇包倾倒机构示意图；

图5为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机自动定量称重机构和多工位浇道系统示意图；

图6为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机自动定量称重机构侧面示意图；

图7为本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机称重传感系统示意图。

图中：1为横梁运行模块；2为小车运行模块，201为支撑架，202为定位装置；3为数控浇包倾倒机构，301为大浇包底座，302大浇包，303为防护外罩，304为大浇包金属液引导浇道；4为自动定量称重机构，401为数控小浇包倾倒机构，402为称重支撑座，4021为小浇包，403为称重传感系统；5为多工位浇道系统，501为开关浇道，5011为浇道，5012为支架，5013为电机，502为浇口漏斗，503为背向引导浇道，504为备用小浇包。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的说明，在此申明，谨以此示意性实例对本发明进行解释，但并不作为对本发明的限定。

参照图1和图3，本发明的数字控制的定量称重式多工位连续浇注机，包括横梁运行模块1、小车运行模块2、数控浇包倾倒机构3、自动定量称重机构4和多工位浇道系统5，横梁运行模块1设置在地基钢轨上并能沿地基钢轨纵向移动；小车运行模块2设置在横梁运行模块1上并能沿横梁运行模块1横向移动，因此小车运行模块2能够实现横向和纵向的移动。数控浇包倾倒机构3、自动定量称重机构4和多工位浇道系统5均安装于小车运行模块2上，数控浇包倾倒机构3用于承接金属液并将金属液倒入自动定量称重机构4；自动定量称重机构4用于承接数控浇包倾倒机构3的金属液并对承接的金属液进行称重，以及将金属液倒入多工位浇道系统5；多工位浇道系统5用于对金属液进行引导，使小车运行模块2在同一位置能够浇注多个工位的工件；小车运行模块2上还安装有用于对小车运行模块2运行位置进行定位的浇注定位装置202，浇注定位装置202采用光电开关，横梁运行模块1上在小车运行模块2运行的方向设有与沙箱的浇铸口位置对应的浇口定位条，光电开关用于检测浇口定位条上的定位孔；当光电开关检测到定位孔时，此时多工位浇道系统5上的金属液出口与沙箱的浇铸口位置对应，使得浇注定位装置202能够实现浇注的精确定位。

其中，参见图2和图4，数控浇包倾倒机构3包括大浇包金属液引导浇道304、大浇包底座301和放置在大浇包底座301中的大浇包302，大浇包底座301与小车运行模块2通过转动副相连，该转动副处设有用于驱动大浇包底座301转动的电机，通过该电机能够实现大浇包倾倒金属液的过程。大浇包金属液引导浇道304固定设置于小车运行模块2上，大浇包金属液引导浇道304的下延伸至自动定量称重机构4，用于将大浇包302中倒出的金属液引导至自动定量称重机构4。小车运行模块2上还固定设置有用于在大浇包302向大浇包金属液引导浇道304倾倒金属液时防止金属液飞溅的防护外罩303。

参见图5和图6，自动定量称重机构4包括数控小浇包倾倒机构401、称重支撑座402和称重传感系统403，数控小浇包倾倒机构401上设有小浇包，小浇包用于承接大浇包金属液引导浇道304流出的金属液；称重支撑座402与数控小浇包倾倒机构401通过转动副相连，该转动副处设有用于驱动数控小浇包倾倒机构401和小浇包一起转动的电机；称重传感系统403固定设置于小车运行模块2上，称重支撑座402固定设置于称重传感系统403上；称重传感系统403用于实现对倒入小浇包金属液质量的精确测量。参见图7，称重传感系统403的上部和底部均设有隔热层，侧面设有隔热防护罩，这些都是保证传感器工作在正常温度范围内的措施。

参见图5和图6，多工位浇道系统5包括开关浇道501、浇口漏斗502、背向引导浇道503和备用小浇包504；开关浇道501包括电机支架、电机和用于承接小浇包倒出的金属液的浇道，电机支架固定安装在小车运行模块2上，浇道与电机的输出轴连接；浇道的两端出口处均设有浇口漏斗502，浇口漏斗502固连在支撑架201上；电机能够驱动浇道向浇道两端的浇口漏斗502分别摆动，浇口漏斗502用于承接浇道导入的金属液并将金属液导入沙箱。背向引导浇道503和备用小浇包504均固连在支撑架201上，背向引导浇道503与开关浇道501分别处于自动定量称重机构4的两侧，背向引导浇道503用于将小浇包中的金属液导入备用小浇包504，备用小浇包504用于接走数控小浇包倾倒机构401中小浇包内的残余铁水。

本发明数字控制的定量称重式多工位连续浇注机的工作过程如下：

小车运行模块2运行至目标位置：

参照图1，首先横梁运行模块1沿地基钢轨纵向运动，到达设定位置后，小车运行模块2沿横梁运行模块1上的横梁横向运动，设置在小车运行模块2上的光电开关检测到浇口定位条上与浇口一一对应的定位孔时，小车运行模块2立即停车。此时小车运行模块2到达指定位置，多工位浇道系统5的浇口漏斗502恰好对准欲浇注的沙箱浇口。

大浇包倾倒与定量称重：

参照图2，小车运行模块2运行至目标位置后，大浇包底座301在电机的驱动下缓慢旋转，大浇包302将其内盛装的金属液沿口部导入大浇包金属液引导浇道304，金属液经过大浇包金属液引导浇道304引流后流入小浇包，在小浇包承接金属液过程中，称重传感系统403对数控小浇包倾倒机构401、称重支撑座402以及铁水的总重实时进行称量。当小浇包中的金属液质量到达额定值时，通过调整程序中设定的阈值来调整金属液的额定值，称重传感系统403检测出准确的重量信息，并反馈给数字控制系统。数字控制系统控制用于驱动大浇包底座301旋转的电机，使大浇包302停止倾倒金属液，再使大浇包底座301反向旋转一定角度，防止铁水洒漏。之后，等待大浇包铁水引导浇道304中的所有铁水都流入小浇包后，称重支撑座402上相连的电机驱动称重支撑座402旋转，将小浇包内的铁水倒进开关浇道的浇道中。

浇道系统对金属液引导：

参照图5和图6，小浇包倾倒金属液后，开关浇道501可以通过支架5012上设置的电机5013来控制浇道5011进行旋转，以此来选择工位，在一次工作循环中，金属液第一次到达开关浇道时，浇道5011向一侧的浇口漏斗502倾斜，此时浇道5011位于工位一。金属液流入浇道5011后，向工位一的方向流走。再经过工位一末端的浇口漏斗502，进入工位一的沙箱内。第一次浇注完成后，电机5013接着旋转，使浇道5011向另一侧的浇口漏斗502倾斜，此时浇道5011更换到工位二。重复大浇包倾倒与定量称重过程，浇道系统再将金属液引入工位二的沙箱中。这就完成了一次工作循环，小车运行模块2需要再次移动到达下一组沙箱位置。

在大浇包倾倒金属液时，金属液顺大浇包铁水引导浇道流下，倒入小浇包中。浇道轨迹圆心与大浇包旋转中心几乎重合，在工作范围内，浇包口与浇道之间的距离恒定。因此，大浇包倒出铁水时，铁水冲击小，流动缓和。

本发明的多工位浇道系统，小车运行模块每次移动后，小车运行模块在同一位置，能够浇注多个工位的工件，减少了小车运行模块移动和定位次数，提升了生产效率。多工位浇道系统，由一个开关浇道，和两个浇口漏斗组成，将铁水可以引导到多个位置。此外，金属液从大浇包口到最终的浇口漏斗，流经轨迹长度小，对金属液的热量损失少，最大程度上保留了金属液的流动性。金属液聚集浇口漏斗处后顺流而下，又可以减缓铁水冲击。考虑到每次大浇包会剩余一点残留，残留金属液不足以浇注完一个铸件。因此多工位浇道系统设置有背向引导浇道503与备用浇包504。当大浇包快倒完时，若大浇包内的金属液不足时，电机5013反向驱动小浇包，金属液顺流进入备用浇包504。

以上内容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说明本发明的原理，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本发明要求保护的范围内。