專利名稱：活塞自動(dòng)澆注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
活塞自動(dòng)澆注裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及活塞生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是屬于一種活塞生產(chǎn)過程中的自動(dòng)澆注系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零部件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。目前汽車活塞正在朝著高強(qiáng)度、高耐磨度、高精密度、低膨脹、輕量化、結(jié)構(gòu)組合化的方向發(fā)展。在生產(chǎn)過程中，一方面，活塞在鑄造時(shí)需要完成的工藝越來越多，包括鑲鋼片、鑲耐磨鑲?cè)?、放置鹽芯等；另一方面活塞的輕量化需求使得活塞的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工序的要求變得越來越嚴(yán)格。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，采用手工模具結(jié)合手工澆注的方法，合格產(chǎn)品的出品率低，生產(chǎn)效率也低，并且工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。發(fā)動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代和活塞技術(shù)的發(fā)展帶來活塞制造工藝，特別是鑄造工藝技術(shù)的迅速發(fā)展，使得傳統(tǒng)手工工藝逐漸被淘汰并推動(dòng)了活塞鑄造設(shè)備的更新?lián)Q代。隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，用機(jī)器人代替人工進(jìn)行澆注作業(yè)，對(duì)改善工人的勞動(dòng)條件，提高鑄件質(zhì)量有著顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的活塞自動(dòng)澆注裝置，以達(dá)到提高機(jī)械化程度、提高生產(chǎn)效率、改善社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的目的。[0004]本實(shí)用新型所提供的活塞自動(dòng)澆注裝置，包括鋁液爐、S料機(jī)器人、自動(dòng)活塞鑄造機(jī)、出毛坯裝置和控制裝置，所謂的酉料機(jī)器人由基座、前臂、橫臂組成，前臂與基座之間設(shè)有第一電動(dòng)機(jī)和由第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。自動(dòng)活塞鑄造機(jī)具有活塞燒鑄自動(dòng)組合模具，以及實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)組合與拆分的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。出毛坯裝置由取件機(jī)械手和水槽組成。其特征在于，S料機(jī)器人的橫臂前端設(shè)有懸臂，懸臂由絲杠和澆勺部構(gòu)成，絲杠安裝在橫臂前端的螺孔內(nèi)；懸臂上端安裝有第二電動(dòng)機(jī)和與之相應(yīng)的懸臂伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；懸臂的底端處為澆勺部，設(shè)有澆勺，安裝有第三電動(dòng)機(jī)以及與之配合的澆勺傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；上述的取件機(jī)械手由臂部、機(jī)身和夾持手構(gòu)成，臂部位于機(jī)身上端，其外部兩側(cè)具有導(dǎo)軌，臂部與機(jī)身之間安裝有第四電動(dòng)機(jī)和平移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)臂部相對(duì)于機(jī)身的平移伸縮；臂部前端設(shè)有夾持手；取件機(jī)械手機(jī)身自上而下分為上體架、支撐架和底座三部分，上體架安裝在支撐架外部，并且支撐架外側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，上體架與支撐架之間設(shè)有第二液壓缸，可以實(shí)現(xiàn)上體架的自由升降；支撐架與基座之間設(shè)有第五電動(dòng)機(jī)以及由其驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)支撐架繞底座的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)；所述的控制裝置采用PLC控制器，其輸入端連接數(shù)據(jù)輸入裝置、傳感模塊以及舀料機(jī)器人、取件機(jī)械手、自動(dòng)活塞鑄造機(jī)的通訊接口，其輸出端連接到上述所有電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和上述所有液壓缸的控制電磁閥。[0005]本實(shí)用新型所提供的活塞自動(dòng)澆注裝置，在使用時(shí)，自動(dòng)活塞鑄造機(jī)在PLC控制器控制下開始完成合模動(dòng)作，之后舀料機(jī)器人的懸臂滑到移動(dòng)式保溫爐上方，懸臂伸出，舀料，懸臂提升，前臂繞基座旋轉(zhuǎn)進(jìn)入澆注位，澆勺傾轉(zhuǎn)，進(jìn)行澆注，澆注完成后收縮返回，并復(fù)位待命。待預(yù)先設(shè)定的冷卻時(shí)間后，自動(dòng)活塞鑄造機(jī)開模，同時(shí)取件機(jī)械手完成支撐架旋轉(zhuǎn)、臂部平移、夾持手落下、活塞毛坯抓取、夾持手上升、支撐架回轉(zhuǎn)、夾持手再落下、放置活塞毛坯的動(dòng)作，將活塞毛坯送入水槽中進(jìn)行水淬，然后取件機(jī)械手上升歸位。上述動(dòng)作在PLC控制器控制下自動(dòng)完成，具有機(jī)械化程度高、產(chǎn)品合格率高、經(jīng)濟(jì)效益好的積極效果。


[0006]附圖部分公開了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，其中，[0007]圖1，本實(shí)用新型俯視圖；[0008]圖2，本實(shí)用新型左側(cè)視圖；[0009]圖3，舀料機(jī)器人垂直軸結(jié)構(gòu)示意圖；[0010]圖4,自動(dòng)活塞鑄造機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所提供的活塞自動(dòng)澆注裝置，舀料澆注工作由一套舀料機(jī)器人17自動(dòng)完成。所謂的舀料機(jī)器人其機(jī)械部分由基座17-1、前臂17-2、橫臂17-3構(gòu)成，前臂可繞基座旋轉(zhuǎn)，是通過前臂與基座之間設(shè)置的第一電動(dòng)機(jī)以及由第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如主動(dòng)齒輪與齒圈的配合來實(shí)現(xiàn)的。[0012]如圖2、圖3所示，舀料機(jī)器人的橫臂上設(shè)有懸臂2，懸臂由絲杠2-3和澆勺部構(gòu)成，絲杠安裝在橫臂前端的螺孔內(nèi)；懸臂上端安裝有第二電動(dòng)機(jī)和相應(yīng)的懸臂伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的懸臂伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指絲杠減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和耐高溫精密齒輪2-4、中間齒輪2-5、底部齒輪2-6，在第二電動(dòng)機(jī)和上述的懸臂伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合作用下，驅(qū)動(dòng)懸臂連同澆勺作上下伸縮運(yùn)動(dòng)。懸臂的底端關(guān)節(jié)處設(shè)有澆勺部，上面設(shè)有澆勺18，安裝有第三電動(dòng)機(jī)以及與之配合的澆勺傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如螺紋螺桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等，以帶動(dòng)澆勺的傾轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)倒料動(dòng)作，或者，直接使用伺服電機(jī)，也可以簡單實(shí)現(xiàn)上述的傾轉(zhuǎn)動(dòng)作。[0013]活塞毛坯的鑄造成型是由位于S料機(jī)器人一側(cè)的自動(dòng)活塞鑄造機(jī)8完成的。其上設(shè)有活塞澆鑄自動(dòng)組合模具，以及實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)組合與拆分的動(dòng)作機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)組合與拆分。如圖4所示，澆勺澆注的起始位置19和澆注完的位置20，S料機(jī)器人通過旋轉(zhuǎn)澆勺來控制鋁液體積和清除鋁液中的氣泡。過濾網(wǎng)22從過濾網(wǎng)盒21送出到輸送部件25上，輸送部件上設(shè)置有定位部件23和切割部件24，輸送部件尾端與傾斜的翻轉(zhuǎn)放置機(jī)構(gòu)26相連接，翻轉(zhuǎn)放置機(jī)構(gòu)以旋轉(zhuǎn)軸27為軸心，翻轉(zhuǎn)將過濾網(wǎng)放入自動(dòng)活塞鑄造機(jī)模具內(nèi)。其相對(duì)一側(cè)還設(shè)置有自動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)，TiB絲29由自動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)的卷盤28送入模具內(nèi)。本實(shí)用新型所采用的自動(dòng)活塞鑄造機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，故不作過多說明。[0014]出毛坯裝置位于S料機(jī)器人的另外一側(cè)，由取件機(jī)械手15和水槽14組成。取件機(jī)械手由機(jī)身、臂部和手部構(gòu)成，臂部位于機(jī)身上端，其上設(shè)有導(dǎo)軌，臂部通過其與機(jī)身之間所設(shè)置的第四電動(dòng)機(jī)和平移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如齒輪、齒條的配合實(shí)現(xiàn)自由平移；臂部前端設(shè)有夾持手，由兩根向下伸出的、形狀與活塞外形相配合的短桿組成，并由第一液壓缸帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)張開與夾緊。如圖2所示，取件機(jī)械手的機(jī)身分為上體架15-3、支撐架15-2和底座15-1三部分，上體架安裝在支撐架外部，支撐架與基座之間設(shè)有第五電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使支撐架可以繞基座旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)。支撐架外側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，上體架與支撐架之間設(shè)有第二液壓缸，驅(qū)動(dòng)上體架自由升降。[0015]為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集成化，本實(shí)用新型最好自備一組液壓泵站，通過管路連接到取件機(jī)械手的液壓缸，顯然，管路上應(yīng)設(shè)有電磁閥以實(shí)現(xiàn)有效控制。[0016]本實(shí)用新型的控制裝置采用PLC控制，其輸入端連接S料機(jī)器人、取件機(jī)械手和自動(dòng)活塞鑄造機(jī)的通訊接口、傳感模塊、以及數(shù)據(jù)輸入裝置，如鍵盤、按鈕、旋鈕等，將澆注過程中的物理信號(hào)和位置信息以及設(shè)定數(shù)據(jù)輸入到PLC的中央處理器，其輸出端連接到舀料機(jī)器人、取件機(jī)械手以及自動(dòng)活塞鑄造機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和安全處理系統(tǒng)電路或者上位機(jī)輸入接口，來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作或上位機(jī)畫面上所顯示的數(shù)據(jù)。S料機(jī)器人的控制部分可以使用ARM9控制器，采用點(diǎn)位伺服控制方式，對(duì)澆注速度的的控制，可以采用智能PID控制器實(shí)現(xiàn)。[0017]如圖1所示，位于舀料機(jī)器人一側(cè)設(shè)有鋁液爐1，為移動(dòng)式保溫爐，用于保存鋁液?？紤]到安全因素，本實(shí)用新型還設(shè)有安全防護(hù)柵欄4和安全門5。
權(quán)利要求1.一種活塞自動(dòng)澆注裝置，包括鋁液爐(I)、S料機(jī)器人(17)、自動(dòng)活塞鑄造機(jī)(8)、出毛坯裝置和控制裝置，所謂的酉料機(jī)器人由基座(17-1)、前臂(17-2)、橫臂(17-3)組成，前臂與基座之間設(shè)有第一電動(dòng)機(jī)和由第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；自動(dòng)活塞鑄造機(jī)具有活塞澆鑄自動(dòng)組合模具，以及實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)組合與拆分的動(dòng)作機(jī)構(gòu)；出毛坯裝置由取件機(jī)械手(15)和水槽(14)組成；其特征在于，酉料機(jī)器人的橫臂前端設(shè)有懸臂(2)，懸臂由絲杠(2-3)和澆勺部構(gòu)成，絲杠安裝在橫臂前端的螺孔內(nèi)；懸臂上端安裝有第二電動(dòng)機(jī)和與之相應(yīng)的懸臂伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；懸臂的底端處為燒勺部，設(shè)有燒勺(18),安裝有第三電動(dòng)機(jī)以及與之配合的澆勺傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；上述的取件機(jī)械手由臂部、機(jī)身和夾持手構(gòu)成，臂部位于機(jī)身上端，其外部兩側(cè)具有導(dǎo)軌，臂部與機(jī)身之間安裝有第四電動(dòng)機(jī)和平移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)臂部相對(duì)于機(jī)身的平移伸縮；臂部前端設(shè)有夾持手；取件機(jī)械手機(jī)身自上而下分為上體架(15-3)、支撐架(15-2)和底座(15-1)三部分，上體架安裝在支撐架外部，并且支撐架外側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，上體架與支撐架之間設(shè)有第二液壓缸以實(shí)現(xiàn)上體架的自由升降；支撐架與基座之間設(shè)有第五電動(dòng)機(jī)以及由其驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)支撐架繞底座的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)；所述的控制裝置為PLC控制器，其輸入端連接數(shù)據(jù)輸入裝置、傳感模塊以及S料機(jī)器人、取件機(jī)械手、自動(dòng)活塞鑄造機(jī)的通訊接口，其輸出端連接到上述所有電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和上述所有液壓缸的控制電磁閥。
專利摘要活塞自動(dòng)澆注裝置，涉及活塞生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是屬于一種活塞生產(chǎn)過程中的自動(dòng)澆注系統(tǒng)裝置。包括鋁液爐(1)、舀料機(jī)器人(17)、自動(dòng)活塞鑄造機(jī)(8)、出毛坯裝置和控制裝置，其特征在于，舀料機(jī)器人的橫臂前端設(shè)有懸臂(2)，懸臂的底端處為澆勺部，設(shè)有澆勺(18)，安裝有第三電動(dòng)機(jī)以及與之配合的澆勺傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。取件機(jī)械手由臂部、機(jī)身和夾持手構(gòu)成，臂部位于機(jī)身上端，臂部前端設(shè)有夾持手?？刂蒲b置為PLC控制器，其輸入端連接數(shù)據(jù)輸入裝置、傳感模塊以及通訊接口，其輸出端連接到電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和液壓缸的控制電磁閥。具有機(jī)械化程度高、產(chǎn)品合格率高、經(jīng)濟(jì)效益好的積極效果。
文檔編號(hào)B22D46/00GK202963431SQ201220540930
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者趙明軍, 李為剛, 張友, 魏延實(shí), 劉雨奇 申請(qǐng)人:山東雙港活塞有限公司