砂芯组装系统的制作方法

本实用新型涉及砂芯组装领域，具体而言，涉及一种砂芯组装系统。

背景技术：

砂芯(包括主体砂芯、侧边芯、顶盖和水套)一般需要组合成砂芯组件后使用，且多采用砂芯组装系统实现砂芯的组合。

现有的砂芯组装系统，在对多个砂芯进行组装时，都是在竖直方向上依次叠放组装成所需砂芯组件，因中间砂芯会受到处于其上方的砂芯的压力，故当中间砂芯发生相对偏转时，调整起来非常困难甚至无法调整，不但组装效率较低，而且砂芯组件的尺寸精度较低，质量较差。

综上，如何克服现有的砂芯组装系统的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种砂芯组装系统，以缓解现有技术中的砂芯组装系统存在的组装效率较低，且砂芯组件质量较差的技术问题。

本实用新型提供的砂芯组装系统，包括若干机器人夹具和胎具。

所述机器人夹具用于将多个砂芯沿水平方向排布在所述胎具上。

所述机器人夹具还用于驱动被夹持的待组砂芯与所述胎具上的原有砂芯合拢；和/或，所述胎具包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动被夹持的待组砂芯与所述胎具上的原有砂芯合拢。

优选地，作为一种可实施方式，所述机器人夹具包括第一机器人夹具和第二机器人夹具。

所述第一机器人夹具用于将若干主体砂芯沿水平方向排布在所述胎具上；所述第二机器人夹具用于将若干侧边芯、顶盖和水套沿水平方向排布在所述胎具上。

优选地，作为一种可实施方式，所述机器人夹具还包括第三机器人夹具，所述第三机器人夹具用于将完成组装的砂芯组件运送至下一工序。

优选地，作为一种可实施方式，所述砂芯组装系统还包括转台，所述胎具安装在所述转台上，所述转台能够带动所述胎具转动。

所述转台能够带动所述胎具依次在第一工位、第二工位和第三工位处停留，所述第一工位对应所述第一机器人夹具，所述第二工位对应所述第二机器人夹具，所述第三工位对应所述第三机器人夹具；所述转台停转时，所述第一工位、所述第二工位和所述第三工位处均存在所述胎具。

优选地，作为一种可实施方式，所述第一机器人夹具包括至少两个第一气缸，各个所述第一气缸配合，用于夹紧主体砂芯；

和/或，所述第二机器人夹具包括至少两个第二气缸，各个所述第二气缸配合，用于夹紧侧边芯、顶盖和水套。

优选地，作为一种可实施方式，存在两个所述第一气缸分别为第一定位气缸和第一涨紧气缸；

和/或，存在两个所述第二气缸分别为第二定位气缸和第二涨紧气缸。

优选地，作为一种可实施方式，所述第三机器人夹具包括夹具本体、第三气缸、传动机构、导轨和两个夹持块，所述第三气缸的缸筒和所述导轨均固定在所述夹具本体上，所述第三气缸的活塞杆通过所述传动机构与两个所述夹持块连接，两个所述夹持块均与所述导轨滑动配合，所述第三气缸用于通过所述传动机构驱动两个所述夹持块朝相反的方向移动，两个所述夹持块能够从砂芯相对的两侧夹紧砂芯。

优选地，作为一种可实施方式，所述传动机构包括齿轮和两个齿条，所述第三气缸的活塞杆与其中一个所述齿条固定连接，两个所述齿条均与所述齿轮啮合，所述齿轮与所述夹具本体转动配合，两个所述齿条均与所述夹持块固定连接；

优选地，作为一种可实施方式，所述第三气缸为自锁气缸。

优选地，作为一种可实施方式，所述砂芯组装系统还包括控制器，所述胎具的驱动机构、所述第一机器人夹具、所述第二机器人夹具、所述第三机器人夹具和所述转台均与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述胎具的驱动机构、所述第一机器人夹具、所述第二机器人夹具、所述第三机器人夹具和所述转台动作。

优选地，作为一种可实施方式，所述胎具包括胎具本体，所述驱动机构包括合紧气缸、滑轨和滑块，所述合紧气缸的缸筒和所述滑轨均固定在所述胎具本体上，所述滑块与所述滑轨滑动配合，且所述滑块还与所述合紧气缸的活塞杆固定连接，所述滑块用于推动被夹持的待组砂芯与所述胎具上的原有砂芯合拢。

本实用新型提供的砂芯组装系统的有益效果是：

本实用新型提供的砂芯组装系统中的机器人夹具能够将多个砂芯沿水平方向排布在胎具上，且本实用新型可采用以下两种方式中的任一种或两种对砂芯进行合拢组装：第一种，机器人夹具在排布砂芯的过程中，利用自身的动力驱动被夹持的待组砂芯与胎具上的原有砂芯合拢；第二种，在胎具上设置驱动机构，利用驱动机构驱动被夹持的待组砂芯与胎具上的原有砂芯合拢。

因此，相对于现有技术中利用将多个砂芯依次叠放的方式组装得到的砂芯组件，本实用新型提供的砂芯组装系统利用将多个砂芯水平排布的方式组装得到的砂芯组件中，每个砂芯都无需承担其他砂芯的重力，因此，中间砂芯受到的重力影响均较小，从而，便于对发生位置偏差的中间砂芯进行调整，不但能够提高组装效率，而且还能提高砂芯组件的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的砂芯组装系统的俯视结构示意图。

图标：100－第一机器人夹具；200－第二机器人夹具；300－第三机器人夹具；400－胎具；500－转台；600－第一工位；700－第二工位；800－第三工位；900－人工检修工位。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1，本实用新型提供的砂芯组装系统包括若干机器人夹具和胎具400，机器人夹具能够将多个砂芯沿水平方向排布在胎具400上，且本实施例可采用以下两种方式中的任一种或两种对砂芯进行合拢组装：第一种，机器人夹具在排布砂芯的过程中，利用自身的动力驱动被夹持的待组砂芯与胎具400上的原有砂芯合拢；第二种，在胎具400上设置驱动机构，利用驱动机构驱动被夹持的待组砂芯与胎具400上的原有砂芯合拢。

因此，相对于现有技术中利用将多个砂芯依次叠放的方式组装得到的砂芯组件，本实施例提供的砂芯组装系统利用将多个砂芯水平排布的方式组装得到的砂芯组件中，每个砂芯都无需承担其他砂芯的重力，因此，中间砂芯受到的重力影响均较小，从而，便于对发生位置偏差的中间砂芯进行调整，不但能够提高组装效率，而且还能提高砂芯组件的质量。

需要说明的是，可将未组装的砂芯之间设置间隙，以方便观察及修补处理。

具体地，针对包含有主体砂芯、侧边芯、顶盖和水套的砂芯组件，机器人夹具包括第一机器人夹具100和第二机器人夹具200，其中，第一机器人夹具100用于将若干主体砂芯沿水平方向排布在胎具400上，第二机器人夹具200用于将若干侧边芯、顶盖和水套沿水平方向排布在胎具400上。

进一步地，机器人夹具还可包括第三机器人夹具300，第三机器人夹具300用于将完成组装的砂芯组件运送至下一工序，三个机器人夹具协同工作，便于更好地适应不同形状、大小的砂芯的需求。

在组装时，第一机器人夹具100先将若干主体砂芯水平排布在胎具400上，同时，第一机器人夹具100驱动被夹持的待组主体砂芯与胎具400上的原有主体砂芯合拢；完成主体砂芯的合拢组装后，第二机器人夹具200将若干侧边芯、顶盖和水套沿水平方向排布在胎具400上，胎具400的驱动机构驱动待组的侧边芯、顶盖或水套与胎具400上的原有砂芯合拢；完成侧边芯、顶盖和水套的合拢组装后，第三机器人夹具300将完成全部组装的砂芯组件运送至下一工序。

优选地，可在本实施例提供的砂芯组装系统中增设转台500，并将胎具400安装在该转台500上，该转台500能够带动胎具400转动；转台500能够带动胎具400依次在第一工位600、第二工位700和第三工位800处停留，其中，第一工位600对应第一机器人夹具100，第二工位700对应第二机器人夹具200，第三工位800对应第三机器人夹具300，也就是说，第一机器人夹具100能够将若干主体砂芯沿水平方向排布在处于第一工位600处的胎具400上，同时，第一机器人夹具100能够驱动被夹持的待组主体砂芯与处于第一工位600处的胎具400上的原有主体砂芯合拢；第二机器人夹具200能够将若干侧边芯、顶盖和水套沿水平方向排布在处于第二工位700处的胎具400上，处于第二工位700的胎具400的驱动机构能够驱动待组的侧边芯、顶盖或水套与胎具400上的原有砂芯合拢；第三机器人夹具300能够将处于第三工位800处的胎具400中的完成组装的砂芯组件运送至下一工序。

转台500停转时，在第一工位600、第二工位700和第三工位800处均存在胎具400，也就是说，第一机器人夹具100、第二机器人夹具200和第三机器人夹具300可同时工作，便于提高组装效率。

需要说明的是，在第一工位600与第二工位700之间，第二工位700与第三工位800之间，第三工位800与第一工位600之间，增设其他暂停工位的技术方案，也属于本申请保护范围之内；例如，在第二工位700与第三工位800之间设置人工检修工位900，以使得砂芯组件能够在人工检修工位900处暂停检修。

在第一机器人夹具100的具体结构中设置有至少两个第一气缸，各个所述第一气缸能够相互配合，以共同作用夹紧主体砂芯。

特别地，将上述第一气缸中的两个分别设置为第一定位气缸和第一涨紧气缸，从而，第一机器人夹具100不但具备第一定位气缸的准确定位的优点，还具备第一涨紧气缸体积小，方便结构布局的优点。

在第二机器人夹具200的具体结构中设置有至少两个第二气缸，各个第二气缸能够相互配合，以共同作用夹紧侧边芯、顶盖和水套。

特别地，将上述第二气缸中的两个分别设置为第二定位气缸和第二涨紧气缸，从而，第二机器人夹具200不但具备第一定位气缸的准确定位的优点，还具备第一涨紧气缸体积小，方便结构布局的优点。

在第三机器人夹具300的具体结构中设置有夹具本体、第三气缸、传动机构、导轨和两个夹持块，其中，第三气缸的缸筒和导轨均固定在夹具本体上，第三气缸的活塞杆通过传动机构与两个夹持块连接，两个夹持块均与导轨滑动配合，从而，在导轨对夹持块移动轨迹的限制下，第三气缸能够通过传动机构驱动两个夹持块朝相反的方向移动，如此，两个夹持块便能够分别从砂芯相对的两侧夹紧砂芯，实现了利用一个气缸驱动两个夹持块同步运动的功能，同步性更好。

具体地，上述传动机构包括齿轮和两个齿条，其中一个齿条与第三气缸的活塞杆固定连接，从而，在导轨对夹持块移动轨迹的限制下，第三气缸能够驱动与其固定连接的齿条沿与导轨导向相同的方向移动；两个齿条均与齿轮啮合，齿轮与夹具本体转动配合，两个齿条均与夹持块固定连接，从而，在该齿条移动的过程中，与该齿条啮合的齿轮会发生转动，进而，与齿轮啮合的另一个齿条便能够沿与导轨导向相同的方向移动，如此，两个齿条便可沿相反的方向同步移动，并带动两个夹持块朝相反的方向同步移动，即利用一个第三气缸，便实现了对两个夹持块的同步控制，不但同步性较好，而且便于节省气缸成本，缩小第三机器人夹具300的体积。

特别地，第三气缸可选用自锁气缸，如此，在第三机器人夹具300夹紧砂芯组件后能够实现自锁，一旦出现异常情况(如断电、断气)，第三气缸能够自动锁住管路气源，使夹具保持夹紧砂芯组件的状态，不至于砂芯发生意外掉落的问题，提高对砂芯组件夹持的稳定性。

具体地，可在砂芯组装系统中增设控制器，并将胎具400的驱动机构、第一机器人夹具100、第二机器人夹具200、第三机器人夹具300和转台500均与该控制器电连接，从而，便可利用控制器控制胎具400的驱动机构、第一机器人夹具100、第二机器人夹具200、第三机器人夹具300和转台500动作，提高自动化程度。

在胎具400的具体结构中包括胎具本体，并在驱动机构的具体结构中设置合紧气缸、滑轨和滑块，合紧气缸的缸筒和滑轨均固定在胎具本体上，滑块与滑轨滑动配合，且滑块还与合紧气缸的活塞杆固定连接，从而，合紧气缸能够驱动滑块移动，利用滑块推动被夹持的待组砂芯与胎具400上的原有砂芯合拢。

本实施例还提供了一种砂芯组装方法，其应用于上述砂芯组装系统，该方法包括：

步骤a，机器人夹具夹取首组砂芯(一组可以为一个、两个或多个)，并将该组砂芯朝向胎具400运送，当该组砂芯到位后，机器人夹具松开被夹持的砂芯；

步骤b，机器人夹具夹取下一组砂芯，并将该组砂芯朝向胎具400运送，使得该砂芯相对胎具上的原有砂芯沿水平方向排布；

步骤c，当被夹持的砂芯到位后，机器人夹具驱动被夹持的砂芯与胎具400上的原有砂芯合拢，或，胎具400的驱动机构驱动被夹持的砂芯与胎具400上的原有砂芯合拢；

步骤d，完成合拢后，机器人夹具松开被夹持的砂芯；

步骤e，依次循环步骤b、步骤c和步骤d，直到完成砂芯组件的组装。

因此，本实施例提供的砂芯组装方法利用将多个砂芯水平排布的方式组装得到的砂芯组件中，每个砂芯都无需承担其他砂芯的重力，因此，中间砂芯受到的重力影响均较小，从而，便于对发生位置偏差的中间砂芯进行调整，不但能够提高组装效率，而且还能提高砂芯组件的质量。

上述步骤e具体可包括以下步骤：

步骤e1，依次循环步骤b、步骤c和步骤d，直到完成砂芯组件的主体砂芯的组装；

步骤e2，转台500转动，使得第一工位600处的胎具400转动到第二工位700；

步骤e3，依次循环步骤b、步骤c和步骤d，直到完成砂芯组件的侧边芯、顶盖和水套的组装。

步骤e3之后，砂芯组装方法还可包括以下步骤：

步骤f，转台500转动，使得第二工位700处的胎具400转动到第三工位800；

步骤g，机器人夹具将胎具400中完成组装的砂芯组件运送至下一工序；

步骤h，砂芯组件被机器人夹具取走后，转台500转动，使得第三工位800处的胎具400转动到第一工位600；

步骤i，依次循环步骤a，步骤b、步骤c、步骤d、步骤e1、步骤e2、步骤e3、步骤f、步骤g和步骤h。

优选地，当第一工位600、第二工位700和第三工位800分别对应三个胎具400时，步骤e2、步骤f和步骤h同时进行，且步骤e1、步骤e3和步骤g同时进行，便于提高组装效率。

综上所述，本实用新型公开了一种砂芯组装系统，其克服了传统的砂芯组装系统的诸多技术缺陷。本实施例提供的砂芯组装系统，便于对发生位置偏差的中间砂芯进行调整，不但能够提高组装效率，而且还能提高砂芯组件的质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。