一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置的制作方法

1.本发明属于锻造脱模技术领域，更具体地，涉及一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置。


背景技术：

2.在锻造行业的模锻领域，给模具喷涂脱模剂是必不可少的一道步骤，以往由工人手工操作手持式喷枪对上下模具进行喷涂作业。不论是石墨脱模剂还是环保型脱模剂，均带来作业人员比较辛苦，作业环境差的问题。如模具的型腔面积大，则人工用手持喷枪喷涂的效率比较低。在当前许多锻造生产企业纷纷投入自动生产线，取代以往的人工生产模式下，自动喷涂脱模剂的装置也衍生出几种方式，主要有喷雾头搭载在机器人、喷雾头搭载在三坐标运动机构上、喷雾头搭载在直进直退的直线导轨模组上。这几种方式里属喷雾头搭载在机器人的方式最灵活好用，但投入成本高；三坐标运动机构的成本适中，但用料多、故障率高、维护比较繁琐、固定在机身侧面占用安装空间大；直进直退的导轨模组也存在故障率高、固定在机身侧面占用安装空间比较大、与机器人自动取放料易产生干涉的弊端。
3.基于上述缺陷和不足，本领域亟需对锻造机的构造特点及工作模式，提出一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置，以解决现有技术中通过运动机构直接搭载喷涂机构带来的控制难度大、成本高、故障高、效率低等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置，其中结合喷涂脱模剂装置自身的特征及其吹扫喷涂作业工艺特点，相应设计了用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置，并对其关键组件如支座模块、旋转模块、喷涂模块、驱动模块以及控制模块的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可依据锻造机结构设置，使得吹扫喷涂时，喷涂模块通过驱动模块直接驱动到位，路径短，喷涂效率高，因而具有结构简单、省材料、省占用空间、不干涉机器人取放料、易维护等特点。
5.为实现上述目的，本发明提出了一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置，包括支座模块、旋转模块、喷涂模块、驱动模块以及控制模块，其中，
6.所述支座模块固定设于锻造机上；
7.所述旋转模块包括旋转轴、旋转支柱以及横臂，所述旋转轴与支座模块转动连接，所述旋转支柱一端固定套设在所述旋转轴上，另一端与所述横臂垂直固定连接；
8.所述喷涂模块沿所述横臂的轴向固定设置，用于吹扫喷涂脱模剂；
9.所述驱动模块一端与所述支座模块固定铰接，另一端与所述旋转支柱固定铰接，用于驱动所述旋转支柱和横臂绕所述旋转轴的中心轴线转动；
10.所述控制模块用于识别所述旋转支柱
‑
的姿态，并控制所述喷涂模块进行吹扫喷涂脱模剂。
11.作为进一步优选的，所述支座模块包括安装底座以及缓冲胶支柱，所述缓冲胶支柱固定设于安装底座上，且该缓冲胶支柱与所述旋转支柱平行设置，所述喷涂模块不工作时，所述驱动模块驱动所述旋转支柱转动，使得所述喷涂模块落在所述缓冲胶支柱上。
12.作为进一步优选的，所述支座模块还包括辅助支架，所述辅助支架设于所述安装底座的底部。
13.作为进一步优选的，所述支座模块还包括带座轴承，所述带座轴承固定设于所述安装底座上，且该带座轴承与所述旋转轴转动连接。
14.作为进一步优选的，所述旋转模块还包括三角联接块，该三角联接块一边与所述横臂固定连接，一边与所述旋转支柱固定连接。
15.作为进一步优选的，还包括平衡模块，所述平衡模块包括固定轴、平衡弹簧、旋转臂以及动挂钩销轴，所述固定轴与所述安装底座固定连接，所述固定轴的端部设有第一滚针轴承，所述平衡弹簧的下端挂在所述第一滚针轴承的外圈上，所述旋转臂安装在旋转轴的一端，且该旋转臂随所述旋转轴的转动而转动，所述旋转臂上安装有动挂钩销轴，所述动挂钩销轴上套设有第二滚针轴承，所述平衡弹簧的上端挂在所述第二滚针轴承的外圈上。
16.作为进一步优选的，所述喷涂模块包括转接块以及一体式喷雾头，所述转接块的入口端分别设有水路和气路的直接头，该转接块的出口端分别设有水路和气路的第一卡套接头，在所述一体式喷雾头的入口端分别设有水路和气路的第二卡套接头，所述第一卡套接头和第二卡套接头通过铜管连接。
17.作为进一步优选的，所述驱动模块包括驱动气缸，该驱动气缸下端通过铰链与所述安装底座连接，该驱动气缸的气缸头通过销轴与固定设于所述旋转支柱上的拉耳连接。
18.作为进一步优选的，所述控制模块包括旋转支柱架姿态检测传感器以及控制器，所述旋转支柱架姿态检测传感器设于所述旋转支柱上，用于识别所述旋转支柱的姿态，并将其识别的姿态信息传递给控制器，所述控制器用于根据所述姿态信息控制所述喷涂模块和驱动模块动作。
19.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
20.1.本发明通过驱动模块直接驱动旋转支柱以及横臂沿旋转轴的中心轴线转动，以使得在需要吹扫喷涂作业时，旋转支柱直立，此时，喷涂模块正好对准模具部分。本发明运动部分只有旋转支柱、横臂以及喷涂模块，运动部分的惯量轻。同时，本发明装置依据锻造机结构设置，使得吹扫喷涂时，喷涂模块通过驱动模块直接驱动到位，路径短，使得生产效率比机器人喷涂的方式提高了15％以上。
21.2.本发明支座模块配合锻造机设置，其运动路径单一可控，在吹扫喷涂作业时，驱动模块只需驱动旋转支柱处于竖直状态，即可使得喷涂模块与锻造机的模具对准。驱动简单，安全可控，可操作性强，且不易出现故障。
22.3.本发明为了防止喷涂模块在回位等待过程中发生崩溃式的高速退回，该装置还设置了平衡模块，以平衡喷涂模块运动过程的惯性力。在喷涂模块动作过程中，旋转臂随着旋转轴转动，一旦喷涂模块在回位等待过程中发生崩溃式的高速退回，平衡弹簧就会给旋转臂一个反向转动的缓冲力，该缓冲力用于限制旋转轴的转动，当旋转轴转动越快，该缓冲力越大，以此平衡喷涂模块运动过程的惯性力。
23.4.本发明控制器根据运动特征设定一个控制程序，即可使得驱动模块和喷涂模块有机结合，有序作业，安全可控，可操作性强，且不易出现故障。
附图说明
24.图1是本发明优选实施例涉及的一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置的结构示意图；
25.图2是本发明优选实施例涉及的一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置的另一结构示意图。
26.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1
‑
01
‑
安装底座，1
‑
02
‑
带座轴承，1
‑
03
‑
缓冲胶支柱，1
‑
04
‑
辅助支架，1
‑
05
‑
旋转支柱架姿态检测传感器，2
‑
01
‑
旋转轴，2
‑
02
‑
旋转支柱，2
‑
03
‑
三角联接块，2
‑
04
‑
横臂，3
‑
01
‑
直接头，3
‑
02
‑
转接块，3
‑
03
‑
卡套接头，3
‑
04
‑
铜管，3
‑
05
‑
一体式喷雾头，4
‑
01
‑
铰链，4
‑
02
‑
驱动气缸，4
‑
03
‑
气缸头，4
‑
04
‑
销轴，4
‑
05
‑
拉耳，5
‑
01
‑
固定轴，5
‑
02
‑
平衡弹簧，5
‑
03
‑
动挂钩销轴，5
‑
04
‑
旋转臂。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
28.如图1所示，本发明实施例提供的一种用于锻造模具喷涂脱模剂的高效快速动作装置，包括支座模块、旋转模块、喷涂模块、驱动模块以及控制模块，所述支座模块固定设于锻造机上；所述旋转模块包括旋转轴2
‑
01、旋转支柱2
‑
02以及横臂2
‑
04，所述旋转轴2
‑
01与支座模块转动连接，所述旋转支柱2
‑
02一端固定套设在所述旋转轴2
‑
01上，另一端与所述横臂2
‑
04垂直固定连接；所述喷涂模块沿所述横臂2
‑
04的轴向固定设置，用于吹扫喷涂脱模剂；所述驱动模块一端与所述支座模块固定铰接，另一端与所述旋转支柱2
‑
02固定铰接，用于驱动所述旋转支柱2
‑
02和横臂2
‑
04绕所述旋转轴2
‑
01的中心轴线转动；所述控制模块用于识别所述旋转支柱2
‑
02的姿态，并控制所述喷涂模块进行吹扫喷涂脱模剂。本发明中，通过驱动模块直接驱动旋转支柱2
‑
02以及横臂2
‑
04沿旋转轴2
‑
01的中心轴线转动，以使得在需要吹扫喷涂作业时，旋转支柱2
‑
02直立，此时，喷涂模块正好对准模具部分。即本发明运动部分只有旋转支柱2
‑
02、横臂2
‑
04以及喷涂模块，运动部分的惯量轻。同时，本发明装置依据锻造机结构设置，使得吹扫喷涂时，喷涂模块通过驱动模块直接驱动到位，路径短，使得生产效率比机器人喷涂的方式提高了15％以上。
29.如图1和图2所示，支座模块包括安装底座1
‑
01以及缓冲胶支柱1
‑
03，安装底座1
‑
01采用钢板焊接而成。缓冲胶支柱1
‑
03固定设于安装底座1
‑
01上，且该缓冲胶支柱1
‑
03与所述旋转支柱2
‑
02平行设置，所述喷涂模块不工作时，所述驱动模块驱动所述旋转支柱2
‑
02转动，使得所述喷涂模块落在所述缓冲胶支柱1
‑
03上。支座模块还包括辅助支架1
‑
04，所述辅助支架1
‑
04设于所述安装底座1
‑
01的底部。支座模块还包括带座轴承1
‑
02，所述带座轴承1
‑
02固定设于所述安装底座1
‑
01上，且该带座轴承1
‑
02与所述旋转轴2
‑
01转动连接。即本发明在保护喷涂模块的同时，减小了喷涂模块的运动路径，让喷涂模块在不作业的情
况下，驱动模块直接驱动旋转支柱2
‑
02沿旋转轴2
‑
01的中心轴线转动，使得喷涂模块恰好落在缓冲胶支柱1
‑
03上。在本发明的一个实施例中，缓冲胶支柱1
‑
03设置在远离锻压模具的一侧，该缓冲胶支柱1
‑
03的顶部设有缓冲件，该缓冲件主要起到缓冲、减少喷涂模块运动路劲的作用。缓冲件可采用缓冲橡胶或者其他具有一定弹性作用的材料制备而成，不会对喷涂模块造成碰伤。
30.即本发明中，支座模块配合锻造机设置，其运动路径单一可控，在吹扫喷涂作业时，驱动模块只需驱动旋转支柱2
‑
02处于竖直状态，即可使得喷涂模块与锻造机的模具对准。驱动简单，安全可控，可操作性强，且不易出现故障。同时，在喷涂模块回退过程中，由于缓冲胶支柱1
‑
03具有一定的高度，喷涂模块的运动轨迹即为一个以旋转轴2
‑
01的中心轴线为圆心的弧形。一般而言，为了防止喷涂模块在回位等待过程中发生崩溃式的高速退回，一般该弧形的圆心角度不大于90
°
。
31.在本发明的优选实施例中，旋转模块还包括三角联接块2
‑
03，该三角联接块2
‑
03一边与所述横臂2
‑
04固定连接，一边与所述旋转支柱2
‑
02固定连接。相应的，为了减轻重量，在三角联接块2
‑
03上还开设有若干质量减轻孔。
32.在本发明的一个实施例中，为了防止喷涂模块在回位等待过程中发生崩溃式的高速退回，该装置还设置了平衡模块，以平衡喷涂模块运动过程的惯性力。更具体的，如图1和图2所示，平衡模块包括固定轴5
‑
01、平衡弹簧5
‑
02、旋转臂5
‑
04以及动挂钩销轴5
‑
03，所述固定轴5
‑
01与所述安装底座1
‑
01固定连接，所述固定轴5
‑
01的端部设有第一滚针轴承，所述平衡弹簧5
‑
02的下端挂在所述第一滚针轴承的外圈上，所述旋转臂5
‑
04安装在旋转轴2
‑
01的一端，且该旋转臂5
‑
04随所述旋转轴2
‑
01的转动而转动，所述旋转臂5
‑
04上安装有动挂钩销轴5
‑
03，所述动挂钩销轴5
‑
03上套设有第二滚针轴承，所述平衡弹簧5
‑
02的上端挂在所述第二滚针轴承的外圈上。在喷涂模块动作过程中，旋转臂5
‑
04安装在旋转轴2
‑
01的一端，随着旋转轴2
‑
01转动，一旦喷涂模块在回位等待过程中发生崩溃式的高速退回，平衡弹簧5
‑
02就会给旋转臂5
‑
04一个反向转动的缓冲力，该缓冲力用于限制旋转轴2
‑
01的转动，当旋转轴2
‑
01转动越快，该缓冲力越大，以此平衡喷涂模块运动过程的惯性力。
33.当然，在本发明的其他实施例中，平衡弹簧5
‑
02也开采用其他弹性部件来替换。在本发明的一个实施例中，平衡弹簧5
‑
02可为一根单独设置的的弹簧，。当然在本发明的优选实施例中，平衡弹簧5
‑
02包括两根反向平行布置的弹簧，以此方式，当其中任意一根弹簧发生损伤或者破坏时，另外一根弹簧也能正常工作。此外，两根反向平行布置的弹簧，能更好的控制缓冲力的方向，使得旋转臂5
‑
04按照指定的路径运动，不会发生晃动。
34.在本发明的一个实施例中，如图2所示，驱动模块包括驱动气缸4
‑
02，该驱动气缸4
‑
02下端通过铰链4
‑
01与所述安装底座1
‑
01连接，铰链4
‑
01用螺丝安装在固定座1
‑
01的横板上。该驱动气缸4
‑
02的气缸头4
‑
03通过销轴4
‑
04与固定设于所述旋转支柱2
‑
02上的拉耳4
‑
05连接，拉耳4
‑
05用螺丝固定于旋转支柱2
‑
02上，拉耳4
‑
05与销轴4
‑
04间有密封的深沟球轴承。该实施例中，驱动气缸4
‑
02的动作可直接通过控制模块的控制完成，即驱动气缸4
‑
02的动作轨迹单一，其在接收到控制模块发出的开始驱动指令时，驱动旋转轴2
‑
01转动，使得旋转支柱2
‑
02处于竖直状态，此时喷涂模块恰好对准锻造模具；其在接收到吹扫喷涂作业完成信号时，驱动旋转轴2
‑
01转动，使得旋转支柱2
‑
02回退，喷涂模块落在缓冲胶支柱1
‑
03上，停止作业。由于驱动气缸4
‑
02定向接收指令，且驱动指令单一，因而装置整体的故障
率低，工作效率高，相应速度快，适应性强。
35.如图2所示，在本发明的一个实施例中，喷涂模块包括转接块3
‑
02以及一体式喷雾头3
‑
05，所述转接块3
‑
02的入口端分别设有水路和气路的直接头3
‑
01，该直接头3
‑
01用于接入pu软管。转接块3
‑
02的出口端分别设有水路和气路的第一卡套接头3
‑
03，在所述一体式喷雾头3
‑
05的入口端分别设有水路和气路的第二卡套接头，所述第一卡套接头3
‑
03和第二卡套接头通过铜管3
‑
04连接。为减轻运动惯量，转接块3
‑
02和一体式喷雾头3
‑
05均采用铝合金材质。在本发明的另一个优选实施例中，一体式喷雾头3
‑
05处的喷嘴与锻造机的上下模对应设置，且一体式喷雾头3
‑
05的扫吹喷涂范围至少能覆盖上下模的整各表面积。在本发明的另一个优选实施例中，一体式喷雾头3
‑
05正在位于上下模的正中心。在本发明的另一个优选实施例中，转接块3
‑
02设有多组水路和气路的直接头3
‑
01，每组中，至少包括一个水路和气路的直接头3
‑
01；相应的，在一体式喷雾头3
‑
05的入口端，设置有多组水路和气路的第二卡套接头，该第二卡套接头的个数与直接头3
‑
01一一对应设置。
36.在本发明的一个实施例中，控制模块包括旋转支柱架姿态检测传感器1
‑
05以及控制器，所述旋转支柱架姿态检测传感器1
‑
05设于所述旋转支柱2
‑
02上，用于识别所述旋转支柱2
‑
02的姿态，并将其识别的姿态信息传递给控制器，所述控制器用于根据所述姿态信息控制所述喷涂模块和驱动模块动作。一般而言，本发明中，控制器可直接采用plc控制器，设定一个控制程序，即可使得驱动模块和喷涂模块有机结合，有序作业。在本发明的一个优选实施例中，控制器还用于根据旋转支柱架姿态检测传感器1
‑
05传递的信息数据控制驱动气缸4
‑
02的驱动力大小，如当姿态信息中的位置变化率超过指定的预设值后，控制器减小驱动气缸4
‑
02的进油量。
37.本发明装置的具体工作流程如下：
38.当需要喷涂脱模剂时，驱动气缸4
‑
02活塞杆伸出，气缸头4
‑
03推动拉耳4
‑
05，则旋转支柱组件及搭载在其上的喷雾头会以旋转轴为2
‑
01为圆心顺时针旋转。旋转支柱2
‑
02被推到直立状态时，旋转支柱架姿态检测传感器输出信号至控制器，由控制器按设定参数，控制喷涂模块对上下模具分别进行吹扫喷涂脱模剂。喷涂完成后，驱动气缸4
‑
02的活塞杆拉动旋转组件逆时针旋转退回等待位。因平衡弹簧5
‑
02的拉力作用，旋转组件在开始逆时针旋转时，不会崩溃式的高速退回撞击缓冲胶支柱1
‑
03。当旋转支柱组件退回到位后，传感器输出信号至控制模块，可进行取放料作业，等待下一次的喷涂，如此循环不止。
39.本发明装置整体结构简单轻巧，易安装使用，运动部分的惯量轻、路径短，使得生产效率比机器人喷涂的方式提高了15％以上。
40.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。