一种沙模自动生产系统的制作方法

1.本实用新型属于沙模生产装置的技术领域，具体涉及一种沙模自动生产系统。


背景技术：

2.沙模铸造是应用广泛的铸造形式。沙模铸造需要在沙子中放入成品零件模型或木制模型，然后在模样里填满沙子，开箱取出模样以后沙子形成铸模。这种铸造的过程中需要等模型结合后，人工用手将铸好的模型拿出来，取模时工人容易烫伤手或模具合拢时会夹到手，工人带来了很大的劳动强度和危险，铸造过程的加工效率非常地低。
3.随着国内的劳动力成本越来越高，亟需采用自动系统取代人工劳动来完成相关工作。因此，如何设计一种既能自动进行模型进行上下料搬运作业又提高工作效率的搬运系统是铸造机械等行业领域关注的热点问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种沙模自动生产系统，旨在解决上述问题。
5.本实用新型主要通过以下技术方案实现：
6.一种沙模自动生产系统，包括若干个生产单元，所述生产单元包括从前至后依次设置的射芯机、抓取装置、运输装置，所述射芯机的一侧设置有料车轨道，所述运输装置与料车轨道滑动连接，所述运输装置的外侧端设置有锁定装置，所述生产单元还包括设置在运输装置两侧的防护栏，所述运输装置通过锁定装置与防护栏连接；所述抓取装置包括机器人、机械抓取机构，所述机器人通过机械臂与机械抓取机构连接。
7.在使用本实用新型时，首先将运输装置通过锁定装置锁定，开启制模装置，制模装置完成制模后抓取装置将制作完成的沙模摆放至运输装置上，当运输装置满载后，人工进行更换运输装置，抓取装置停止动作，待人工更换好运输装置后，重复以上步骤即可实现对沙模的自动生产。机器人的型号为air20-a，本实用新型中的各种装置的位置、距离、适配速度以及占用空间均能够根据用户需求进行调整，在此不再赘述。
8.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述机械抓取机构包括本体、夹取机构、刮沙机构，所述本体的一侧的上下两端分别设置有夹取机构，且另一侧沿长度方向设置有若干个刮沙机构，所述机械臂与本体之间设置有转动机构，所述转动机构驱动本体转动。机械抓取机构有两个功能，一是在射芯机合模注沙完成后进行刮沙，二是在待沙模成型后机械抓取机构将设置有夹取机构的一面翻转过来，夹取成型后的沙模。
9.在使用本实用新型时，射芯机在模具加热成型阶段，机械臂控制机械抓取机构运动到模具的顶端，刮沙机构对齐模具的上平面后，机械臂控制机械抓取机构平移执行刮沙动作；在模具加热成型后，机械臂控制机械抓取机构运动到沙模位置后开启转动机构驱动本体转动180
°
，机械臂对沙模夹持位置进行定位后，机械抓取机构执行沙模夹持动作；机械抓取机构完成沙模夹持动作后，机械臂控制机械抓取机构运动到成品料车位置，机械臂对下料位置进行定位后，机械抓取机构执行沙模下料动作。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述夹取机构包括气缸、夹持部，所述气缸设置在本体上，且气缸的伸缩端设置有夹持部，所述沙模位于上下两端的夹持部之间。夹持部通过气缸伸缩，在夹取机构夹取沙模时，气缸收缩，夹持部夹持沙模；在夹取机构放置沙模到运输装置上时，气缸伸长，夹持部放开沙模。
11.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述夹持部包括调节板、调节杆、接触块、缓冲弹簧，所述调节板的一侧与气缸的伸缩端连接，所述调节板沿长度方向滑动设置有若干个调节杆，所述调节杆靠近本体的一侧设置有接触块，所述接触块与调节板之间设置有缓冲弹簧。
12.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述调节板沿长度方向滑动设置有若干个安装孔，调节杆通过直线轴承与安装孔沿夹持方向滑动连接。
13.当夹持部夹持沙模时，接触块可以保护接触沙模的面，防止沙模受到破坏，此时缓冲弹簧受力挤压，能够实现软夹取，保护沙模不因受力过大遭到破坏。直线轴承能够使调节杆在调节板上滑动，配合缓冲弹簧保护沙模表面不会短时间内受到过大的夹取力而被破坏。
14.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述刮沙机构包括从内至外依次设置的钢板、硅橡胶板、压板。刮沙机构的三层式设计能够有效清除制模装置上多余的沙粒。
15.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述运输装置包括架体、放料板、滑轮，所述架体从上至下依次设置有若干个放料板，所述架体的底部对应料车轨道设置有滑轮。夹取机构所夹取的沙模有序地摆放在放料板上，滑轮对应滑轨可以使运输装置有序移动。
16.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述生产单元还包括防护栏，所述料车轨道的外侧设置有防护栏，所述锁定装置固定安装在防护栏靠近架体的外侧端上，所述防护栏通过锁定装置与架体连接。
17.为了更好地实现本实用新型，进一步地，还包括控制机构和与控制机构连接的原点开关，所述料车轨道的内侧端设置有原点开关。
18.在生产单元工作时，为了安全起见，需要安装防护栏，且防护栏可以通过锁定装置固定运输装置。当运输装置进入料车轨道的设定位置时，会触动原点开关，此时控制机构会控制锁定装置锁定并且开启生产单元进行工作。
19.本实用新型的工艺流程：
20.人工启动设备（2s）
→
人工摆放料车到固定位置（5s）
→
射芯机闭合模具（6s）
→
射芯机自动注沙（10s）
→
模具加热成型沙模（50s），同时进行机器人自动刮沙（6s）和模具翻转180度清沙（30s）
→
射芯机打开模具（6s）
→
机器人自动取沙模（7s）
→
机器人将沙模自动摆放在料车上（7s）
→
人工取走摆满沙模的料车（5s）
→
人工更换新的料车（5s）。
21.设备自动运行循环预估时间：79秒。
22.在设备启动时，自动检测设备运行和通信正常，确认料车就位，若自检异常，则设备报警人工处理。射芯机开始合模注沙，注沙完成后发送信号给机器人，若机器人未收到信号，则系统报警并进行人工处理，此时机器人保持不动。若机器人接收到信号，则开始刮沙，完成后系统控制端发送信号给射芯机，若射芯机未收到信号，则报警并进行人工处理，此时模具保持不动。若射芯机接收到信号，则开始翻转模具180
°
清沙，完成后回转。在沙模成型后，射芯机打开模具，控制端发送信号给机器人，若机器人未收到信号，则报警并进行人工
处理，此时机器人不动作；若机器人收到信号，则移动机械抓取机构抓取产品，完成后控制端发送信号给射芯机，若传感器未检测到料车，则设备报警并进行人工处理，此时机器人保持抓取产品状态；若检测到料车，则机器人将产品自动摆放到料车上。在料车放满产品后，设备报警提示更换料车；人工更换新料车后，传感器检测到料车，则发送信号给控制端进行上述循环操作。
23.本实用新型的有益效果是：
24.（1）本实用新型通过射芯机、抓取装置、运输装置的协同配合实现了沙模的自动化生产，有效提高了工作效率，并通过防护栏的设置提高了生产安全性，具有较好的实用性；
25.（2）本实用新型通过机械臂精确驱动机械抓取机构移动，并通过机械抓取机构上的刮沙机构实现刮沙动作，并通过另一侧的夹取机构实现对沙模的夹持，协同配合了沙模的加工制造，所述刮沙机构与夹取机构的设置，有效降低了运动干涉，而且通过转动装置的设置实现了刮沙机构与夹取机构的灵活切换，具有较好的实用性；
26.（3）本实用新型通过抓取装置将制模装置制成的沙模准确搬运至运输装置，并在运输装置满载时由人工更换，解决了传统手工取模的危险和效率低下的问题，节约了成本，提高了生产效率。
27.（4）当运输装置进入料车轨道的设定位置时，会触动原点开关，此时控制机构会控制锁定装置锁定并且开启生产单元进行工作，使整个系统完成自动化操作，无需人工单方面操作每种装置，操作简单，避免了人工出现操作失误的导致损失的情况，具有较好的实用性。
附图说明
28.图1为本实用新型的整体结构示意图；
29.图2为生产单元的结构示意图；
30.图3为图2中a处的放大图；
31.图4为锁定装置的结构示意图；
32.图5为机械抓取机构的结构示意图；
33.图6为图5中b处的放大图；
34.图7为机械抓取机构的后视图；
35.图8为图7中c处的放大图；
36.图9为刮沙机构的结构示意图。
37.其中：10、抓取装置；11、机械抓取机构；12、本体；13、夹持部；14、气缸；15、刮沙机构；20、运输装置；22、料车轨道；23、滑轮；26、原点开关；27、锁定装置；28、接触块；29、缓冲弹簧；30、射芯机；31、防护栏；32、调节板；33、调节杆。
具体实施方式
38.下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
39.实施例1：
40.一种沙模自动生产系统，如图1、图2和图4所示，包括若干个生产单元，所述生产单元包括从前至后依次设置的射芯机30、抓取装置10、运输装置20，所述射芯机30的一侧设置
有料车轨道22，所述运输装置20与料车轨道22滑动连接，所述运输装置20的外侧端设置有锁定装置27，所述生产单元还包括设置在运输装置20两侧的防护栏31，所述运输装置20通过锁定装置27与防护栏31连接；所述抓取装置10包括机器人、机械抓取机构11，所述机器人通过机械臂与机械抓取机构11连接。
41.在使用本实用新型时，首先将运输装置20通过锁定装置27锁定，开启制模装置，制模装置完成制模后抓取装置10将制作完成的沙模摆放至运输装置20上，当运输装置20满载后，人工进行更换运输装置20，抓取装置10停止动作，待人工更换好运输装置20后，重复以上步骤即可实现对沙模的自动生产。机器人的型号为air20-a，其参数规格可在产品说明中查得，因此本实用新型中的各种装置的位置、距离、适配速度以及占用空间均能够根据用户需求进行调整，在此不再赘述。
42.工艺流程：
43.人工启动设备（2s）
→
人工摆放料车到固定位置（5s）
→
射芯机30闭合模具（6s）
→
射芯机30自动注沙（10s）
→
模具加热成型沙模（50s），同时进行机器人自动刮沙（6s）和模具翻转180
°
清沙（30s）
→
射芯机30打开模具（6s）
→
机器人自动取沙模（7s）
→
机器人将沙模自动摆放在料车上（7s）
→
人工取走摆满沙模的料车（5s）
→
人工更换新的料车（5s）。
44.设备自动运行循环预估时间：79秒。
45.在设备启动时，自动检测设备运行和通信正常，确认料车就位，若自检异常，则设备报警人工处理。射芯机开始合模注沙，注沙完成后发送信号给机器人，若机器人未收到信号，则系统报警并进行人工处理，此时机器人保持不动。若机器人接收到信号，则开始刮沙，完成后系统控制端发送信号给射芯机，若射芯机未收到信号，则报警并进行人工处理，此时模具保持不动。若射芯机接收到信号，则开始翻转模具180
°
清沙，完成后回转。在沙模成型后，射芯机打开模具，控制端发送信号给机器人，若机器人未收到信号，则报警并进行人工处理，此时机器人不动作；若机器人收到信号，则移动机械抓取机构抓取产品，完成后控制端发送信号给射芯机，若传感器未检测到料车，则设备报警并进行人工处理，此时机器人保持抓取产品状态；若检测到料车，则机器人将产品自动摆放到料车上。在料车放满产品后，设备报警提示更换料车；人工更换新料车后，传感器检测到料车，则发送信号给控制端进行上述循环操作。
46.实施例2：
47.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图5所示，所述机械抓取机构11包括本体12、夹取机构、刮沙机构15，所述本体12的一侧的上下两端分别设置有夹取机构，且另一侧沿长度方向设置有若干个刮沙机构15，所述机械臂与本体12之间设置有转动机构，所述转动机构驱动本体12转动。机械抓取机构11有两个功能，一是在射芯机30合模注沙完成后进行刮沙，二是在待沙模成型后机械抓取机构11将设置有夹取机构的一面翻转过来，夹取成型后的沙模。
48.在使用本实用新型时，射芯机在模具加热成型阶段，机械臂控制机械抓取机构运动到模具的顶端，刮沙机构15对齐模具的上平面后，机械臂控制机械抓取机构平移执行刮沙动作；在模具加热成型后，机械臂控制机械抓取机构运动到沙模位置后开启转动机构驱动本体转动180
°
，机械臂对沙模夹持位置进行定位后，机械抓取机构执行沙模夹持动作；机械抓取机构完成沙模夹持动作后，机械臂控制机械抓取机构运动到成品料车位置，机械臂
对下料位置进行定位后，机械抓取机构执行沙模下料动作。
49.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
50.实施例3：
51.本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图5和图6所示，所述夹取机构包括气缸14、夹持部13，所述气缸14设置在本体12上，且气缸14的伸缩端设置有夹持部13，所述沙模位于上下两端的夹持部13之间。夹持部13通过气缸14伸缩，在夹取机构夹取沙模时，气缸14收缩，夹持部13夹持沙模；在夹取机构放置沙模到运输装置20上时，气缸14伸长，夹持部13放开沙模。
52.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
53.实施例4：
54.本实施例是在实施例3的基础上进行优化，如图7和图8所示，所述夹持部13包括调节板32、调节杆33、接触块28、缓冲弹簧29，所述调节板32的一侧与气缸14的伸缩端连接，所述调节板32沿长度方向滑动设置有若干个调节杆33，所述调节杆33靠近本体12的一侧设置有接触块28，所述接触块28与调节板32之间设置有缓冲弹簧29。
55.进一步地，所述调节板32沿长度方向滑动设置有若干个安装孔，调节杆33通过直线轴承与安装孔沿夹持方向滑动连接。
56.当夹持部13夹持沙模时，接触块28可以保护接触沙模的面，防止沙模受到破坏，此时缓冲弹簧29受力挤压，能够实现软夹取，保护沙模不因受力过大遭到破坏。直线轴承能够使调节杆33在调节板32上滑动，配合缓冲弹簧29保护沙模表面不会短时间内受到过大的夹取力而被破坏。
57.本实施例的其他部分与上述实施例3相同，故不再赘述。
58.实施例5：
59.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图9所示，所述刮沙机构15包括从内至外依次设置有钢板、硅橡胶板、压板。刮沙机构15的三层式设计能够有效清除制模装置上多余的沙粒。
60.本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
61.实施例6：
62.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2和图3所示，所述运输装置20包括架体、放料板、滑轮23，所述架体从上至下依次设置有若干个放料板，所述架体的底部对应料车轨道22设置有滑轮23。夹取机构所夹取的沙模有序地摆放在放料板上，滑轮23对应滑轨可以使运输装置20有序移动。
63.本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
64.实施例7：
65.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图1、图2和图4所示，所述生产单元还包括防护栏31，所述料车轨道22的外侧设置有防护栏31，所述锁定装置27固定安装在防护栏31靠近架体的外侧端上，所述防护栏31通过锁定装置27与架体连接。
66.进一步地，还包括控制机构和与控制机构连接的原点开关26，所述料车轨道22的内侧端设置有原点开关26。
67.在生产单元工作时，为了安全起见，需要安装防护栏31，且防护栏31可以通过锁定
装置27固定运输装置20。当运输装置20进入料车轨道22的设定位置时，会触动原点开关26，此时控制机构会控制锁定装置27锁定并且开启生产单元进行工作。
68.本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
69.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。