自动化铸造系统的制作方法

1.本发明涉及自动化机加工技术领域，具体而言，涉及一种自动化铸造系统。


背景技术：

2.机械零部件例如高铁齿轮箱，目前主要采用砂型铸造，砂型铸造中存在造型、下芯合箱、落砂等诸多工序，难以实现机械化、自动化，导致劳动强度大、作业环境差、总体效率不高，同时受影响因素较多，产品质量一致性较差。
3.经发明人研究发现，现有的齿轮箱低压铸造系统存在如下缺点：劳动强度高，成本高，产品一致性差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动化铸造系统，其能够实现自动化加工制造，劳动强度低，省时省力，效率高，成本低，产品一致性好。
5.本发明的实施例是这样实现的：本发明提供一种自动化铸造系统，用于铸造齿轮箱，包括：控制器以及均与控制器通信连接的第一拾取机构、中转机构、检测机构、第二拾取机构和低压铸造机；第一拾取机构用于吊装齿轮箱的泥芯底座并将泥芯底座输送至中转机构；检测机构用于检测泥芯底座的位置并将获取的位置信息传输至控制器；当检测机构检测到泥芯底座处于中转机构上的第一预设位置时，控制器控制中转机构将泥芯底座输送至与第一预设位置相互独立的第二预设位置；当检测机构检测到泥芯底座处于第二预设位置时，控制器控制第二拾取机构吊装位于第二预设位置处的泥芯底座并将泥芯底座放置于低压铸造机内；第二拾取机构还用于吊装通过低压铸造机铸造成型的齿轮箱铸件。
6.在可选的实施方式中，第一拾取机构包括第一机架以及第一夹具，第一夹具与第一机架活动连接，第一夹具用于夹持泥芯底座并能相对于第一机架运动，以将泥芯底座输送至中转机构，且第一夹具能在将泥芯底座输送至中转机构时释放泥芯底座，以使泥芯底座定位于中转机构上。
7.在可选的实施方式中，第一拾取机构设置为组合式起重机。
8.在可选的实施方式中，中转机构包括基座以及承托件，承托件与基座可滑动地配合；承托件用于定位通过第一拾取机构输送的泥芯底座，并能带动泥芯底座在第一预设位置和第二预设位置之间往复滑动。
9.在可选的实施方式中，承托件包括承托板以及多个定位块，多个定位块均与承托板连接，多个定位块共同围成用于定位泥芯底座的定位空间。
10.在可选的实施方式中，每个定位块设置有定位槽，多个定位块的定位槽用于共同与泥芯底座卡接以定位泥芯底座。
11.在可选的实施方式中，多个定位块中的至少一个上设置有引导斜面，引导斜面与
定位槽的槽壁连接且呈钝角设置，引导斜面用于引导泥芯底座滑入定位槽中。
12.在可选的实施方式中，承托件的数量为多个，多个承托件均沿第一方向与基座可滑动地连接，多个承托件在与第一方向具有夹角的第二方向上排布。
13.在可选的实施方式中，每个承托件均通过步进电机与基座连接，步进电机用于带动对应的承托件相对于基座滑动。
14.在可选的实施方式中，第二拾取机构包括第二机架、机械手以及第二夹具，机械手与第二机架连接，第二夹具包括基体和多根夹臂，基体与机械手连接，多根夹臂与基体活动连接，多根夹臂用于共同夹持泥芯底座；机械手用于带动第二夹具上的泥芯底座在第二预设位置和低压铸造机之间往复运动。
15.本发明实施例的有益效果是：综上所述，本实施例提供的自动化铸造系统，用于低压铸造齿轮箱。泥芯底座可以通过输送机构输送至第一拾取机构所在位置时，第一拾取机构吊装泥芯底座，并将泥芯底座输送至第一预设位置，检测机构检测到泥芯底座处于第一预设位置后，将泥芯底座的位置信息传输至控制器，控制器控制中转机构运行，将泥芯底座转运至第二预设位置。然后，检测机构检测到泥芯处于第二预设位置时，将泥芯底座的位置信息传输至控制器，控制器控制第二拾取机构运行，第二拾取机构将位于第二预设位置的泥芯底座吊装并输送至低压铸造机。控制器控制低压铸造机运行，利用泥芯底座进行齿轮箱的铸造作业。当铸造完成后，控制器控制第二拾取机构运行，将位于低压铸造机内的铸件吊装并放置于中转机构上，可以通过中转机构运输出去。齿轮箱铸造过程中，自动化程度高，降低劳动强度，省时省力，大大提高了作业效率，降低成本，提高产能；并且，产品的一致性好，互换性高。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
17.图1为本发明实施例的自动化铸造系统的结构示意图；图2为本发明实施例的自动化铸造系统的控制示意图；图3为本发明实施例的泥芯底座的结构示意图；图4为本发明实施例的第一拾取机构的结构示意图；图5为本发明实施例的中转机构的结构示意图（与泥芯底座配合）；图6为本发明实施例的承托件的结构示意图；图7为本发明实施例的定位块的结构示意图；图8为本发明实施例的第二拾取机构的结构示意图（与泥芯底座配合）。
18.图标：001
‑
平台；002
‑
泥芯底座；021
‑
承载座；0211
‑
定位孔；022
‑
泥芯主体；023
‑
砂层；100
‑
控制器；200
‑
第一拾取机构；210
‑
第一机架；220
‑
第一夹具；300
‑
中转机构；310
‑
基座；311
‑
固定框；312
‑
支撑条；313
‑
侧护板；314
‑
滑道；315
‑
滚轮；320
‑
承托件；321
‑
承托板；322
‑
定位块；3221
‑
第一定位块；3222
‑
第二定位块；3223
‑
第三定位块；3224
‑
第四定位块；3225
‑
第五定位块；3226
‑
定位槽；3227
‑
第一槽壁；3228
‑
第二槽壁；3229
‑
引导斜面；330
‑
步进电机；400
‑
检测机构；500
‑
第二拾取机构；510
‑
第二机架；520
‑
机械手；530
‑
第二夹具；531
‑
基体；532
‑
夹臂；5321
‑
插接端；600
‑
低压铸造机。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
24.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。
25.目前，高铁齿轮箱采用铸造工艺时，模型的上料和下料等作业均依靠人工完成，劳动强度高，作业效率低，产能低，成本高，制得的铸件产品一致性差，互换性差。
26.请参阅图1
‑
图8，鉴于此，设计者设计了一种自动化铸造系统，自动化程度高，劳动强度低，作业效率高，产能高，成本低，制得的铸件产品一致性好，互换性好。
27.请参阅图1和图2，本实施例中，自动化铸造系统包括控制器100以及均与控制器100通信连接的第一拾取机构200、中转机构300、检测机构400、第二拾取机构500和低压铸造机600。
28.第一拾取机构200用于吊装齿轮箱的泥芯底座002并将泥芯底座002输送至中转机构300；检测机构400用于检测泥芯底座002的位置并将获取的位置信息传输至控制器100；当检测机构400检测到泥芯底座002处于中转机构300上的第一预设位置时，控制器100控制
中转机构300将泥芯底座002输送至与第一预设位置相互独立的第二预设位置；当检测机构400检测到泥芯底座002处于第二预设位置时，控制器100控制第二拾取机构500吊装位于第二预设位置处的泥芯底座002并将泥芯底座002放置于低压铸造机600内；第二拾取机构500还用于吊装通过低压铸造机600铸造成型的齿轮箱铸件。
29.本实施例提供的自动化铸造系统，泥芯底座002可以通过输送机构输送至第一拾取机构200所在位置时，第一拾取机构200吊装泥芯底座002，并将泥芯底座002输送至第一预设位置，检测机构400检测到泥芯底座002处于第一预设位置后，将泥芯底座002的位置信息传输至控制器100，控制器100控制中转机构300运行，将泥芯底座002转运至第二预设位置。然后，检测机构400检测到泥芯处于第二预设位置时，将泥芯底座002的位置信息传输至控制器100，控制器100控制第二拾取机构500运行，第二拾取机构500将位于第二预设位置的泥芯底座002吊装并输送至低压铸造机600。控制器100控制低压铸造机600运行，利用泥芯底座002进行齿轮箱的铸造作业。当铸造完成后，控制器100控制第二拾取机构500运行，将位于低压铸造机600内的铸件吊装并放置于中转机构300上，可以通过中转机构300运输出去。齿轮箱铸造过程中，自动化程度高，降低劳动强度，省时省力，大大提高了作业效率，降低成本，提高产能；并且，产品的一致性好，互换性高。
30.请结合图3，需要说明的是，泥芯底座002包括承载座021和泥芯主体022，承载座021为金属座，承载座021具有相对设置的第一侧面、第二侧面以及相对设置的第三侧面和第四侧面，第一侧面与第三侧面连接，第二侧面与第四侧面连接，第一侧面上设置有容置槽。泥芯主体022设于容置槽中，泥芯主体022和容置槽的槽壁之间形成环形填充区域，环形填充区域填充有砂层023，利用砂层023将泥芯主体022定位于承载座021上。第二侧面的中部位置设置有圆形的通孔。第三侧面和第四侧面上均设置有两个定位孔0211，第三侧面上的两个定位孔0211在第一侧面和第三侧面的交线的延伸方向上间隔排布，第四侧面上的两个定位孔0211在第二侧面和第四侧面的交线的延伸方向上间隔排布。
31.应当理解，第三侧面或第四侧面上定位孔0211的数量均不限于是两个，本实施例中不进行一一列举。
32.此外，泥芯底座002可以通过自动化装配线制得。例如，自动化装配线（图未示）包括夹头、填砂机构、第一输送带、定位工位和第二输送带，定位工位位于第一输送带和第二输送带之间，第一输送带上放置承载座021，承载座021在第一输送带的带动下朝向定位工位运动，且在定位工位处保持静止，此时，承载座021的第二侧面与定位工位接触。然后，夹头将泥芯主体022夹持并放置到承载座021的容置槽中；再利用填砂机构将砂料放入容置槽中并压紧，然后夹头将完成组装的泥芯底座002运输至第二输送带，第二输送带将泥芯底座002输送至第一拾取机构200，第一拾取机构200将泥芯底座002吊装至中转机构300即可。
33.应当理解，夹头可以为机械臂组件。
34.本实施例中，可选的，自动化铸造系统还包括平台001，平台001可以为金属框架结构，结构强度高，使用寿命长。第一拾取机构200、中转机构300、检测机构400、第二拾取机构500和低压铸造机600等均安装在平台001上。整个自动化铸造系统的结构紧凑，节省空间资源。
35.请参阅图4，本实施例中，可选的，第一拾取机构200包括第一机架210以及第一夹具220，第一机架210与平台001连接。第一夹具220与第一机架210活动连接，第一夹具220用
于夹持由第二输送带输送的泥芯底座002，第一夹具220能相对于第一机架210运动，以将泥芯底座002输送至中转机构300。且第一夹具220能在将泥芯底座002输送至中转机构300时释放泥芯底座002，以使泥芯底座002定位于中转机构300上。
36.应当理解，第一机架210可以为金属框架结构，强度高，使用寿命长。第一夹具220可以为机械爪，直接抓取泥芯底座002的承载座021。
37.在其他实施例中，第一拾取机构200可以设置为组合式起重机，组合式起重机也可以称作kbk（kombiniert kran）起重机。
38.请参阅图5，本实施例中，可选的，中转机构300包括基座310、多个承托件320和多个步进电机330，多个步进电机330均与控制器100通信连接，多个承托件320均沿第一方向与基座310可滑动地连接，多个承托件320在与第一方向具有夹角的第二方向上排布。多个承托件320与多个步进电机330一一对应，每个步进电机330用于驱动对应的承托件320在第一方向上往复滑动。
39.可选的，基座310包括固定框311、多根支撑条312和多个侧护板313，固定框311为矩形框，多个支撑条312均与固定框311连接，每根支撑条312沿第一方向延伸，多根支撑条312平行并在第二方向上间隔设置。多个侧护板313均与固定框311连接且在第二方向上间隔排布，在第二方向上相邻两个侧护板313之间限定出一个滑道314，每个滑道314中布设有至少一根支撑条312。每个侧护板313远离固定框311的一侧均高于支撑条312远离固定框311的一侧。固定框311固定于平台001上，每个滑道314中的至少一根支撑条312上设置有多个滚轮315，每个滑道314中设有一个承托件320，承托件320在相对于基座310滑动时能够始终保持与滚轮315接触，减小摩擦力。并且，承托件320在第二方向上的运动被构成同一滑道314的两个侧护板313限制，使得承托件320仅在步进电机330的带动下在第一方向上往复滑动，滑动稳定可靠。其中，第一方向和第二方向相互垂直，显然，在其他实施例中，第一方向和第二方向可以呈不是90
°
且不为零的其他角度。
40.应当理解，每个滑道314具有在第一方向上间隔排布的第一预设位置和第二预设位置。承托件320能在步进电机330的带动下在第一预设位置和第二预设位置之间往复滑动。
41.请参阅图6，可选的，每个承托件320包括承托板321和多个定位块322，承托板321设于滑道314中并与滚轮315接触。多个定位块322均与承托板321连接，多个定位块322共同围成用于定位泥芯底座002的定位空间。例如，本实施例中，每个承托件320包括五个定位块322，分别为第一定位块3221、第二定位块3222、第三定位块3223、第四定位块3224和第五定位块3225，五个定位块322用于共同定位一个泥芯底座002。
42.此外，每一个承托板321上可以设置多组定位块322，每一组定位块322均用于定位一个泥芯底座002。
43.请参阅图7，进一步的，每个定位块322背离承托板321一侧面上设置有定位槽3226，多个定位块322的定位槽3226用于共同与泥芯底座002卡接以定位泥芯底座002。定位槽3226的端面形状设置为“l”形，也即定位槽3226具有相连的第一槽壁3227和第二槽壁3228，第一槽壁3227与承托板321的板面平行，第二槽壁3228与第一槽壁3227垂直设置。进一步的，多个定位块322中的至少一个上设置有引导斜面3229，例如，本实施例中，每个定位块322上均设于引导斜面3229，引导斜面3229与第二槽壁3228连接且二者呈钝角设置，如
此，引导斜面3229便于将泥芯底座002引导进入定位槽3226中，且泥芯底座002的承载座021的底面被多个第一槽壁3227承载，承载座021的周面与多个第二槽壁3228接触，如此，承载座021在第一方向以及第二方向上的自由度被限制，泥芯底座002置于承托件320上后，泥芯底座002在通过承托件320输送过程中不会产生平移，位置准确可靠。
44.进一步的，每个承托件320上的至少一个定位块322上设置有称重传感器，称重传感器与控制器100通信连接。控制器100预设有第一重量阈值范围和第二重量阈值范围。第一重量阈值范围与第二重量阈值范围不重叠，且第一重量阈值范围的最大值小于第二重量阈值范围的最小值。泥芯底座002的重量落入第一重量阈值范围内，完成铸造的齿轮箱铸件的重量落入第二重量阈值范围内。
45.本实施例中，承托件320设置有多个，每个承托件320均可以独立地输送泥芯底座002以及完成压铸的齿轮箱铸件。具体的，在进行泥芯底座002和齿轮箱铸件的输送时，尤其是在承托件320处于第二预设位置处时，检测机构400检测到承托件320处于第二预设位置时，并且当称重传感器检测到位于承托件320上的工件的重量落入第一重量阈值范围内时，此时，系统能够自动判断出位于承托件320上的工件为泥芯底座002，此时，控制器100不会控制对应的步进电机330，将承托件320移动至第一预设位置，而是控制第二拾取机构500将泥芯底座002吊装至低压铸造机600进行铸造成型；另外，当称重传感器检测到位于承托件320上的工件的重量落入第二重量阈值范围内时，系统能够自动判断出位于承托件320上的工件为齿轮箱铸件，此时，控制器100控制对应的步进电机330，使其将承托件320移动至第一预设位置，便于后续卸料作业，并且不会控制第二拾取机构500将齿轮箱逐渐再次吊装至低压铸造机600进行铸造成型，降低事故率。
46.显然，还可以通过图像扫描判断处于第二预设位置的工件是泥芯底座002还是齿轮箱铸件，从而便于进行相应的操作。
47.需要说明的是，检测机构400可以设置为位置传感器。
48.请参阅图8，本实施例中，可选的，第二拾取机构500包括第二机架510、机械手520以及第二夹具530，第二机架510与平台001固定连接。机械手520与第二机架510连接，第二夹具530包括基体531和多根夹臂532，基体531与机械手520连接，多根夹臂532与基体531活动连接，多根夹臂532用于共同夹持泥芯底座002；机械手520用于带动第二夹具530上的泥芯底座002在第二预设位置和低压铸造机600之间往复运动。具体的，夹臂532的数量为四根，每根夹臂532均可以通过气缸或液压缸驱动，从而能相对于基体531运动。每根夹臂532具有插接端5321，四根夹臂532的插接端5321分别用于与承载座021上的四个定位孔0211插接配合，从而完成泥芯底座002或铸件的夹持作业。而再将泥芯底座002或铸件夹持至设定位置后，四根夹臂532张开，插接端5321从对应的定位孔0211中拔出，从而释放泥芯底座002或铸件。
49.应当理解，泥芯底座002置于低压铸造机600中完成铸造成型后，承载板上的定位孔0211不会被破坏，因此，利用第二拾取机构500将齿轮箱铸件取出时，还是利用四根夹臂532的插接端5321插接在四个定位孔0211中，再利用机械手520将齿轮箱铸件吊装出来并放置到承托件320上。
50.本实施例中，应当说明的是，机械手520能够相对于第二机架510转动以及伸缩，能够在三维空间内运动，作业区域覆盖范围广，便于拾取工件。
51.本实施例中，可选的，低压铸造机600的数量可以为多个，多个低压铸造机600均设于平台001上，且多个低压铸造机600围绕第二拾取机构500设置，并且多个低压铸造机600均在机械手520的转动半径范围内。通过设置多个低压铸造机600，每个低压铸造机600独立作业，配合多个承托件320，能够提高作业效率，提高产能，从而降低成本。
52.本实施例提供的自动化铸造系统，齿轮箱铸造过程中，取芯、放料以及下料作业均为自动化进行，劳动强度低，作业效率高，成本低，产品的一致性好。
53.应当理解，控制器100上还可以设置按钮组件，从而在自动控制线路出现故障时，通过按压按钮进行人工控制，提高安全性。
54.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。