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一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:12808015閱讀:444來源:國知局
一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng)的制作方法與工藝

本發(fā)明屬于熔模精密鑄造領(lǐng)域,具體是一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng)。



背景技術(shù):

在現(xiàn)有生產(chǎn)中,由于熔模鑄件模殼外型復(fù)雜,不像砂型,表面方方整整,容易實現(xiàn)澆口定位與自動澆鑄,熔模鑄件自動澆鑄的困難在于:1、模殼從焙燒爐移動到澆鑄線的定位問題,2、待澆鑄的模殼零點坐標(biāo)準(zhǔn)確定位問題,3、澆鑄過程中澆包的鋼水準(zhǔn)確倒入模殼澆杯口的問題。因此目前的澆鑄都是采用人工澆鑄,由于澆鑄溫度常為1100-1300℃,人工澆鑄時非常熾熱,對人的烘烤很難受,同時模殼重量較大,一般零件,模殼重約十幾公斤,重的有幾十公斤,如此重的模殼,需要人工用模殼叉子從焙燒爐中取出放在澆鑄區(qū),再用澆包接鋼水倒入模殼中,工作量非常大,易燙傷,且高溫烘烤,人很難受。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng),其能夠自動完成澆鑄操作,提高安全性。

其技術(shù)方案是這樣的:一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng),其包括模殼輸送線,所述模殼輸送線側(cè)部設(shè)置有機器人,其特征在于,其還包括澆鑄機構(gòu),所述澆鑄機構(gòu)包括中頻熔煉爐底座,所述中頻熔煉爐底座上通過澆包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸安裝有中頻爐,所述中頻爐包括中頻熔煉爐爐膛和中頻熔煉爐澆口,所述澆包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸連接中頻爐旋轉(zhuǎn)電機,所述模殼輸送線上設(shè)置有傳送帶定位錐銷,所述機器人包括熔模移動機器人和熔模澆鑄機器人。

其進一步特征在于,所述模殼輸送線上安裝有紅外接收裝置和紅外發(fā)射裝置;

所述熔模移動機器人包括熔模移動機器人基座,所述熔模移動機器人基座上安裝有熔模移動機器人大臂關(guān)節(jié),所述熔模移動機器人大臂關(guān)節(jié)上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模移動機器人大臂,所述熔模移動機器人大臂通過熔模移動機器人大臂回轉(zhuǎn)諧波減速器連接大臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模移動機器人大臂上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模移動機器人輔助臂,所述熔模移動機器人輔助臂通過模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)諧波減速器連接模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模移動機器人輔助臂上安裝有熔模移動機器人小臂,所述熔模移動機器人小臂通過熔模移動機器人小臂回轉(zhuǎn)諧波減速器連接模殼移動機器人小臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模移動機器人小臂還連接模殼移動機器人小臂翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述模殼移動機器人小臂上安裝有可轉(zhuǎn)動的模殼機械手執(zhí)行臂,所述模殼機械手執(zhí)行臂連接模殼機械手執(zhí)行臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和模殼機械手執(zhí)行臂驅(qū)動電機,所述模殼機械手執(zhí)行臂上安裝有可轉(zhuǎn)動的電控機械手液壓缸,所述電控機械手液壓缸的活塞桿連接機械手旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、缸體連接模殼機械手;

所述熔模澆鑄機器人包括熔模澆鑄機器人基座,所述熔模澆鑄機器人基座上安裝有熔模澆鑄機器人大臂關(guān)節(jié),所述熔模澆鑄機器人大臂關(guān)節(jié)上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模澆鑄機器人大臂,所述熔模澆鑄機器人大臂通過熔模澆鑄機器人大臂回轉(zhuǎn)諧波減速器連接大臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模澆鑄機器人大臂上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模澆鑄機器人輔助臂,所述熔模澆鑄機器人輔助臂通過模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)諧波減速器連接模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模澆鑄機器人輔助臂上安裝有熔模澆鑄機器人小臂,所述熔模澆鑄機器人小臂通過熔模澆鑄機器人小臂回轉(zhuǎn)諧波減速器連接模殼移動機器人小臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述熔模澆鑄機器人小臂還連接模殼移動機器人小臂翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述模殼移動機器人小臂上安裝有可轉(zhuǎn)動的澆鑄機器人執(zhí)行臂,所述澆鑄機器人執(zhí)行臂連接所述澆鑄機器人執(zhí)行臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,所述澆鑄機器人執(zhí)行臂包括澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿外殼,所述澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿外殼內(nèi)設(shè)置有澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿,所述澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿一端連接澆包蝸桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、另一端連接澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿齒輪,所述澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿齒輪連接澆鑄機械手蝸輪,所述澆鑄機械手蝸輪連接澆包驅(qū)動主動齒輪,所述澆包驅(qū)動主動齒輪通過澆包驅(qū)動中間齒輪驅(qū)動澆包驅(qū)動執(zhí)行齒輪,所述澆包驅(qū)動執(zhí)行齒輪連接澆包一端,所述澆包另一端鉸接于澆包回轉(zhuǎn)支架上,所述澆包上設(shè)置有澆包口;

所述熔模澆鑄機器人基座和熔模移動機器人基座上均安裝有有3d激光發(fā)射裝置。

采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)后,通過熔模澆鑄機器人帶動澆包移至中頻爐處自動將鋼水倒入澆包內(nèi),熔模移動機器人抓取模殼,熔模澆鑄機器人再控制澆包將鋼水倒入模殼,自動完成了澆鑄操作,提高了安全性,有效地避免現(xiàn)有的人工澆鑄可能發(fā)生的人身事故及環(huán)境惡劣帶來的人體損害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明正面示意圖;

圖2為本發(fā)明后面示意圖;

圖3為熔模澆鑄(移動)機器人底座結(jié)構(gòu)圖;

圖4為熔模移動機器人右側(cè)圖;

圖5為熔模移動機器人左側(cè)圖;

圖6為熔模澆鑄機器人正面圖;

圖7為熔模澆鑄機器人后面圖;

圖8為熔模澆鑄機器人機械手結(jié)構(gòu)圖;

圖9為中頻爐結(jié)構(gòu)圖;

圖10為模殼及模殼定位系統(tǒng)示意圖;

圖11為模殼傳送線示意圖;

圖12為熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng)工作原理圖。

具體實施方式

見圖1至圖12所示,一種熔模鑄造自動澆鑄系統(tǒng),其包括模殼輸送線49,模殼輸送線49側(cè)部設(shè)置有熔模移動機器人、熔模澆鑄機器人和澆鑄機構(gòu),澆鑄機構(gòu)包括中頻熔煉爐底座14,中頻熔煉爐底座14上通過澆包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸10安裝有中頻熔煉爐11,中頻熔煉爐11連接中頻熔煉爐控制柜32,中頻熔煉爐11包括中頻爐33、中頻熔煉爐爐膛12和中頻熔煉爐澆口13,中頻熔煉爐爐膛12,中頻熔煉爐爐膛12內(nèi)設(shè)置有中頻熔煉爐線圈59,澆包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸10通過中頻爐旋轉(zhuǎn)變速箱34連接中頻爐旋轉(zhuǎn)電機35,模殼輸送線49中的的模殼傳送帶47上設(shè)置有傳送帶定位錐銷46,模殼傳送帶47連接模殼傳送帶48。模殼輸送線49上安裝有紅外接收裝置75和紅外發(fā)射裝置8。熔模移動機器人、熔模澆鑄機器人均電控連接機器人操縱臺43,機器人操縱臺43上安裝有機器人示教盒,機器人操縱臺43安裝于機器人操作控制室41內(nèi)。

熔模移動機器人包括熔模移動機器人基座1,熔模移動機器人基座1上安裝有熔模移動機器人大臂關(guān)節(jié)4,熔模移動機器人大臂關(guān)節(jié)4上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模移動機器人大臂6,熔模移動機器人大臂6通過熔模移動機器人大臂回轉(zhuǎn)諧波減速器3連接大臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機2,熔模移動機器人大臂6上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模移動機器人輔助臂,熔模移動機器人輔助臂通過模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)諧波減速器52連接模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機40,熔模移動機器人輔助臂上安裝有熔模移動機器人小臂39,熔模移動機器人小臂39通過熔模移動機器人小臂回轉(zhuǎn)諧波減速器37連接小臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機38,熔模移動機器人小臂39還連接模殼移動機器人小臂翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機51,模殼移動機器人小臂39上安裝有可轉(zhuǎn)動的模殼機械手執(zhí)行臂45,模殼機械手執(zhí)行臂45連接執(zhí)行臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機36和模殼機械手執(zhí)行臂驅(qū)動電機44,模殼機械手執(zhí)行臂44上安裝有可轉(zhuǎn)動的電控機械手液壓缸50,電控機械手液壓缸50的活塞桿連接機械手旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9、缸體連接模殼機械手7。

熔模澆鑄機器人包括熔模澆鑄機器人基座17,熔模澆鑄機器人基座17上安裝有熔模澆鑄機器人大臂關(guān)節(jié)57,熔模澆鑄機器人大臂關(guān)節(jié)57上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模澆鑄機器人大臂20,熔模澆鑄機器人大臂20通過熔模澆鑄機器人大臂回轉(zhuǎn)諧波減速器19連接大臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機21,熔模澆鑄機器人大臂20上安裝有可轉(zhuǎn)動的熔模澆鑄機器人輔助臂,熔模澆鑄機器人輔助臂通過模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)諧波減速器21連接模殼移動機器人輔助臂上下回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機22,熔模澆鑄機器人輔助臂上安裝有熔模澆鑄機器人小臂25,熔模澆鑄機器人小臂25通過熔模澆鑄機器人小臂回轉(zhuǎn)諧波減速器24連接小臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機38,熔模澆鑄機器人小臂25還連接模殼移動機器人小臂翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機23,模殼移動機器人小臂25上安裝有可轉(zhuǎn)動的澆鑄機器人執(zhí)行臂,澆鑄機器人執(zhí)行臂連接執(zhí)行臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機36,澆鑄機器人執(zhí)行臂包括澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿外殼55,澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿外殼55內(nèi)設(shè)置有澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿,澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿一端通過澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿驅(qū)動減速器54連接澆包蝸桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機26、另一端連接澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿齒輪56,澆鑄機器人執(zhí)行臂蝸桿齒輪56連接澆鑄機械手蝸輪16,澆鑄機械手蝸輪16連接澆包驅(qū)動主動齒輪27,澆包驅(qū)動主動齒輪27通過澆包驅(qū)動中間齒輪28驅(qū)動澆包驅(qū)動執(zhí)行齒輪29,澆包驅(qū)動執(zhí)行齒輪29連接澆包31一端,澆包31另一端鉸接于澆包回轉(zhuǎn)支架58上,澆包上設(shè)置有澆包口30;

熔模澆鑄機器人基座上安裝有第一3d激光發(fā)射裝置5和熔模移動機器人基座上安裝有第二3d激光發(fā)射裝置18。

如圖10所示,零件61下端設(shè)置有模殼定位錐銷62,零件61支撐于零點坐標(biāo)定位底座66上,零點坐標(biāo)定位底座66正面開有定位底座上錐孔63,用于和模殼定位錐銷62配合,反面開有定位底座下定位錐孔64,用于和傳送帶定位錐銷46配合,零件61上設(shè)置有模殼澆口杯60和澆道65。

熔模移動機器人和熔模澆鑄機器人的基座內(nèi)結(jié)構(gòu)相同,具體結(jié)構(gòu)如下所述:當(dāng)機器人大臂以上結(jié)構(gòu)需要回轉(zhuǎn)時,由機器人操作臺發(fā)出編程指令,底座回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機76工作,帶動小同步齒輪67轉(zhuǎn)動,小同步齒輪67帶動與之相連的大同步齒輪68轉(zhuǎn)動,大同步齒輪68帶動上承板72轉(zhuǎn)動,隨之帶動安裝在上支承架上的機器人大臂轉(zhuǎn)動。當(dāng)機器人大臂以上的結(jié)構(gòu)需要升降時,由機器人操作臺發(fā)出編程指令,大臂升降驅(qū)動電機70開始工作,帶動絲杠旋轉(zhuǎn),絲杠帶動下支承板、升降導(dǎo)向套73,上支承板72上下移動。進而帶動其上的機器人大臂及其以上機構(gòu)完成上下升降功能。其中69是固定支撐柱。

模殼移動過程如下所述:先將模殼零點坐標(biāo)定位底座66放到澆鑄線上模殼傳送帶47上的傳送帶定位錐銷46上,然后將模殼15放到零點坐標(biāo)定位底座66上的上定位錐孔63內(nèi),其它模殼的定位以類推。模殼定位完成后,由機器人操作臺發(fā)出編程指令,機器人驅(qū)動熔模移動機器人大臂6、熔模移動機器人小臂39、熔模移動機器人輔助機械臂的電機聯(lián)動,帶動模殼機械手7移動到模殼澆口杯60的外面,此時機器人程序繼續(xù)運行,發(fā)出指令,給電控液壓缸50,液壓缸工作,帶動模殼機械手7夾緊臂模殼澆口杯60,機器人程序繼續(xù)運行,模殼機械手7夾緊臂模殼澆口杯60后,移動到模殼傳送帶47上的模殼定位錐銷46上,完成模殼料的移動。

自動澆鑄過程:模殼傳送帶47上的模殼15向后傳動,到達澆鑄定位點后,澆鑄定位側(cè)部側(cè)的紅外線發(fā)射裝置8和紅外接收裝置75開始工作,控制模殼傳動帶47停止,此時自動澆包按照模擬完成的示教路線,移動到中頻熔煉爐11澆口下,中頻熔煉爐11的中頻熔煉爐爐膛12將鋼水倒入澆包31中,進入自動澆鑄過程:

澆鑄機器人此時進入尋找待澆鑄模殼澆口杯位置的程序:第一種定位:將第二3d激光坐標(biāo)定位裝置18打開,由第二3d激光發(fā)射裝置18發(fā)射激光到模殼零點坐標(biāo)定位底座66外圓上,激光反射到激光接收器中,通過數(shù)據(jù)線將激光信息發(fā)送給操控計算機,經(jīng)計算機分析計算后得到定位底座66的零點坐標(biāo)定位坐標(biāo)數(shù)字。有了零點坐標(biāo)數(shù)字,以此點為編程零點坐標(biāo),對澆鑄機械手的移動路線進行編程。

第二種定位:將示教盒上的操作方式定到示教模式,新建程序或選擇已編輯好程序,通過示教盒控制機器人將澆鑄機械手移動到模殼澆口杯上適當(dāng)?shù)奈恢?,按下示教記憶鍵,保存定位信息。

模殼定位澆口杯定位完成后,由機器人操作臺發(fā)出指令,澆鑄機器人驅(qū)動澆鑄機器人大臂20、澆鑄機器人小臂25、澆鑄機器人澆包蝸桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機26聯(lián)動,帶動澆鑄機器人澆包蝸桿56旋轉(zhuǎn),澆包驅(qū)動主動齒輪27,澆包驅(qū)動中間齒輪28,澆包驅(qū)動執(zhí)行齒輪29轉(zhuǎn)動,帶動澆包31按模擬轉(zhuǎn)動固定量的角度,將澆包中的鋼水定量倒入模殼15中,完成澆鑄過程。

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