具有自动取放件功能的低压铸造设备

技术领域

本发明属于铸造设备领域，尤其涉及一种具有自动取放件功能的低压铸造设备。

背景技术

低压铸造是使液体金属在压力作用下完成充填型腔及凝固，而后获得铸件的一种铸造方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程是，在密封的坩埚中，通入干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管进入直浇道上升，通过内浇道平稳地进入型腔，并保持堆塌内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液流回堆塌，再开型并取出铸件。低压铸造具有很多有点，如气体少,杂物卷入少；低压铸造采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件的合格率；低压铸造铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利，而且低压铸造的适用材料也比较广。

目前，除了使用传统人工取放铸件的方法之外，低压铸造设备也采用独立工作的机械臂来完成取放铸件，如现有专利CN201010600280.1公开的机器人联合低压铸造机取件方法，其中包括低压铸造机、六轴机器人和铸件夹具，再如CN201610347240.8公开的一种低压铸造自动化单元设备。这样的设备用六轴机器人将铸件从低压铸造机处取出，再放到其它载运设备/接放设备上，该机器人采用独立的动力系统和控制系统，虽然自动化程度高，但成本也较高，并且一些车间对该工位的要求精度较低，单独配套机器人会大大增加生产成本。

发明内容

本发明针对上述的低压铸造设备所存在的技术问题，提出一种设计合理、能够与低压铸造机的升降动作联动、有利于降低成本且提高空间利用率的具有自动取放件功能的低压铸造设备。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的具有自动取放件功能的低压铸造设备，包括低压铸造机，所述低压铸造机包括机架、上模具座和下模具座，所述上模具座的上方设置有与机架连接的液压驱动装置，所述下模具座的下方设置有向上模具与下模具中供给铸液的铸液供给与压力系统，所述机架的两侧均设置有安装架，其中一侧的安装架上设置有栏梯，另一侧的安装架上设置有无动力机械手，所述无动力机械手包括与安装架固定连接的主轴，所述主轴上转动设置有与上模具座连接的伸缩臂，所述伸缩臂的下方设置有与其转动连接的斗式卸料臂，所述斗式卸料臂的一端与设置在主轴端部的支撑臂连接，所述斗式卸料臂的另一端随液压驱动装置拉高上模具座而朝上模具座的下方翻转，所述斗式卸料臂用来接收铸件并令铸件沿其倾斜方向导出。

作为优选，所述伸缩臂包括轴套，所述轴套的一侧设置有一对与斗式卸料臂铰接的第一定长段，所述轴套的另一侧设置有一对与第一定长段呈倒V字形的第二定长段，所述第二定长段上设置有滑槽和与滑槽连通的调节孔，所述滑槽中设置有伸缩段，所述伸缩段上设置有与调节孔滑动配合的导向件，所述伸缩段的末端设置有与其转动连接的折叠段，所述上模具座的一侧设置有两个铰支座且两个铰支座与不同的折叠段对应铰接。

作为优选，所述第二定长段、伸缩段和折叠段朝上模具座的中心方向倾斜，两个所述铰支座随上模具座的升降动作和伸缩臂的伸缩而作相向滑动和相背滑动。

作为优选，所述斗式卸料臂包括一对V字形的护板且其敞口为钝角，所述护板之间设置有坡斗，所述坡斗的顶端、左端和右端均为敞口，所述坡斗的深度从其靠近上模具的一端到其另一端逐渐变深且宽度逐渐变窄。

作为优选，所述坡斗的两侧均设置有一排导向辊子，所述导向辊子的滚动面朝向坡斗的中线，所述坡斗的底面为弧形坡面且其中间位置设置有支撑口，所述支撑口中设置有多个沿其长度方向的分布的支撑辊子。

作为优选，所述斗式卸料臂在靠近其末端的两侧面上设置有安装口，所述安装口处设置有弹性纠偏装置。

作为优选，所述弹性纠偏装置包括轮盘，所述轮盘朝向斗式卸料臂中间的一侧为鼓面，所述安装口为沉头结构且其内壁设置有与轮盘的滚动面配合的光轴圈，所述安装口的外侧设置有与轮盘嵌套的压盖，所述压盖的背面设置有摆动槽，所述摆动槽中设置有摆动瓣，所述摆动瓣上设置有球铰，所述球铰上设置有二节互相铰接的折叠臂，所述折叠臂的一端通过固定座与斗式卸料臂固定连接，所述固定座上设置有与折叠臂的一侧连接的弹簧。

作为优选，所述斗式卸料臂在朝向上模具座的一端设置有斗板，所述斗板的内侧设置有多个卸料齿。

作为优选，所述安装架包括两对方管，所述方管上设置有若干沿其竖直方向分布的连接孔，所述方管之间设置有与斗式卸料臂配合的保险杠。

作为优选，所述低压铸造机的一侧设置有用来衔接无动力机械手的送料设备，所述送料设备为液压升降车，所述液压升降车上设置有链式传动机构，所述链式传动机构的顶部设置有接料托盘。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的具有自动取放件功能的低压铸造设备，其无动力机械手没有独立的动力系统和控制系统，而是能够随着液压驱动装置的伸缩而进行折叠与展开，其处于折叠状态下能够直接承接脱离上模具座的铸件并将铸件导出至低压铸造机之外，而其展开状态则不会干扰上模具座与下模具座的合模以及铸型过程，这样的联动方式达到了节约设备成本和空间成本的目的，设计合理，提高空间利用率，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为实施例提供的具有自动取放件功能的低压铸造设备（无送料设备）的主视图；

图2为实施例提供的具有自动取放件功能的低压铸造设备的轴测图；

图3为无动力机械手在液压驱动装置处于收缩状态下的主视图；

图4为无动力机械手的剖视图；

图5为无动力机械手在液压驱动装置处于收缩状态下的轴测图；

图6为无动力机械手在液压驱动装置处于伸展状态下的轴测图；

图7为无动力机械手在液压驱动装置处于伸展状态下的侧视图；

图8为无动力机械手在液压驱动装置处于伸展状态下的主视图；

图9为无动力机械手在F-F向的轴测图；

图10为图9中A结构的放大示意图；

图11为伸缩臂的轴测图；

图12为弹性纠偏装置的轴测图；

图13为伸缩端和折叠段的展开示意图；

以上各图中：1、低压铸造机；11、机架；12、上模具座；13、下模具座；14、液压驱动装置；15、铸液供给与压力系统；2、安装架；3、栏梯；4、无动力机械手；41、主轴；42、伸缩臂；421、轴套；422、第一定长段；423、第二定长段；424、滑槽；425、调节孔；426、伸缩段；427、导向件；428、折叠段；43、斗式卸料臂；431、护板；432、坡斗；433、导向辊子；434、支撑口；435、支撑辊子；436、斗板；437、卸料齿；44、支撑臂；45、弹性纠偏装置；451、轮盘；452、光轴圈；453、压盖；454、摆动槽；455、摆动瓣；456、球铰；457、折叠臂；458、固定座；459、弹簧；5、铰支座；6、保险杠；7、送料设备；71、链式传动机构；72、接料托盘。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1~13所示，本发明提供的具有自动取放件功能的低压铸造设备，包括低压铸造机1，所述低压铸造机1包括机架11、上模具座12和下模具座13，上模具座12的上方设置有与机架11连接的液压驱动装置14，下模具座13的下方设置有向上模具与下模具中供给铸液的铸液供给与压力系统15。其中，机架11、上模具座12、下模具座13、液压驱动装置14和铸液供给与压力系统15为现有成熟技术，本实施例在此不再赘述。在此基础上，本发明在机架11的两侧均设置有安装架2，其中一侧的安装架2上设置有栏梯3，该栏梯3一方面起到安全防护的作用，另一方面可供工人上下设备来进行检修与其它一些日常操作。

进一步地，本发明在本设备另一侧的安装架2上设置有无动力机械手4，无动力机械手4包括与安装架2固定连接的主轴41，主轴41上转动设置有与上模具座12连接的伸缩臂42，伸缩臂42的下方设置有与其转动连接的斗式卸料臂43，斗式卸料臂43的一端与设置在主轴41端部的支撑臂44连接，斗式卸料臂43的另一端随液压驱动装置14拉高上模具座12而朝上模具座12的下方翻转，斗式卸料臂43用来接收铸件并令铸件沿其倾斜方向导出。其无动力机械手4没有独立的动力系统和控制系统，而是能够随着液压驱动装置14的伸缩而进行折叠与展开，如液压驱动装置14驱动上模具座12下降的话，伸缩臂42可在翻转的同时产生拉伸，并且连带斗式卸料臂43产生翻转，无动力机械手4则处于展开的状态，在该状态下，斗式卸料臂43的工作面不与不会干扰上模具座12与下模具座13的合模以及低压铸型过程；反之，液压驱动装置14驱动上模具座12上升的过程中，斗式卸料臂43和伸缩臂42同时翻转，并且伸缩臂42的长度缩短以保证上模具座12的上升行程能够顺利完成，而在上模具座12完成上升行程并释放铸件的同时，斗式卸料臂43正好托住铸件，铸件在其惯性以及重力作用下沿着处于倾斜情况的斗式卸料臂43下移，直到逐渐自动落在送料设备上。这样的话，无动力机械手4采用了与液压驱动装置14联动的方式，达到了节约设备成本和空间成本的目的，而且设计合理，提高了空间利用率，适合大规模推广。

由于无动力机械手4的活动中心是主轴41，而主轴41以安装架2为基础，考虑到无动力机械手4的活动空间有限，尤其是其与上模具座12的连接范围有限，为了提高无动力机械手4的工作性能，本发明提供的伸缩臂42包括轴套421，轴套421的一侧设置有一对与斗式卸料臂43铰接的第一定长段422，轴套421的另一侧设置有一对与第一定长段422呈倒V字形的第二定长段423，第二定长段423上设置有滑槽424和与滑槽424连通的调节孔425，滑槽424中设置有伸缩段426，伸缩段426上设置有与调节孔425滑动配合的导向件427，伸缩段426的末端设置有与其转动连接的折叠段428，上模具座12的一侧设置有两个铰支座5且两个铰支座5与不同的折叠段428对应铰接。其中，轴套421为伸缩臂42提供了较高的抗扭强度和抗压强度；第一定长段422和第二定长段423分别起到连接斗式卸料臂43和伸缩段426的作用，尤其是伸缩段426能够沿着滑槽424而进行伸缩，再加上折叠段428、伸缩段426以及铰支座5可实现折叠，这样的话，第二定长段423、伸缩段426、折叠段428和铰支座5的实际长度可随上模具座12的升降而伸缩，其最大实时长度可以满足上模具座12与下模具座13完全合模，而伸缩臂42的最短实时长度可保证上模具座12回到上行止点。导向件427可令伸缩段426沿着滑槽424作定向活动，从而保证本伸缩臂42在伸缩动作过程中的流畅度与稳定性。导向件427可以是螺杆、螺母组合，也可以是滑块。

考虑到斗式卸料臂43的卸料宽度必须大于上模具座12和铸件的最大宽度，而为了保证伸缩臂42与斗式卸料臂43具有较好的平衡性能，本发明中的伸缩臂42的前后跨度比较大，而在此基础上，为了保证较宽的伸缩臂42始终保持与上模具座12的连接，本发明令第二定长段423、伸缩段426和折叠段428朝上模具座12的中心方向倾斜，两个所述铰支座5随上模具座12的升降动作和伸缩臂42的伸缩而作相向滑动和相背滑动。这样的话，伸缩臂42既保持了较大的前后跨度，而且在其伸缩跨度变化的同时而与铰支座5进行合理的自适应调节，如上模具座12下降，伸缩臂42在其伸缩方向上的夹角变小，而与之相应地，两个铰支座5相向运动而缩小二者的间距；反之，上模具座12上升，伸缩臂42在其伸缩方向上的夹角变大，与之相应地，两个铰支座5相背运动而拉宽二者的间距，从而保证伸缩臂42与上模具座12始终保持稳定且可靠的连接关系。

为了提高无动力机械手4的卸料性能，本发明提供的斗式卸料臂43包括一对V字形的护板431且其敞口为钝角，护板431之间设置有坡斗432，坡斗432的顶端、左端和右端均为敞口，坡斗432的深度从其靠近上模具的一端到其另一端逐渐变深且宽度逐渐变窄。这样的话，斗式卸料臂43在随上模具座12的上升而托住铸件之后，铸件可从坡斗432中落下，而且在自动落下过程中逐渐走深，不仅不会跳出护板431两侧，还会获得比较确定的方向，从而更好地落在送料设备上，尤其是同一模具铸成多个铸件的话，还起到排列的作用，便于铸件有序导出。

进一步地，为了提高铸件的出料效率，本发明在坡斗432的两侧均设置有一排导向辊子433，导向辊子433的滚动面朝向坡斗432的中线，坡斗432的底面为弧形坡面且其中间位置设置有支撑口434，支撑口434中设置有多个沿其长度方向的分布的支撑辊子435。这样的话，可以减小铸件与坡斗壁的摩擦，提高铸件的出料效率。坡斗432底部采用弧面的设计一方面可以减小铸件与坡斗432底面的实际接触面积，有利于散热，而且可以减小无动力机械手4的设计占空体积与总质量，减小液压驱动装置14的工作负荷。

由于一些铸件的外周轮廓不尽是规则的，所以为了提高无动力机械手4的放料准确性，本发明提供的斗式卸料臂43在靠近其末端的两侧面上设置有安装口，安装口处设置有弹性纠偏装置45，利用弹性纠偏装置45来纠正铸件最后的姿势。

具体地，本发明提供的弹性纠偏装置45包括轮盘451，轮盘451朝向斗式卸料臂43中间的一侧为鼓面，安装口为沉头结构且其内壁设置有与轮盘451的滚动面配合的光轴圈452，光轴圈452充当轴承，安装口的外侧设置有与轮盘451嵌套的压盖453，压盖453的背面设置有摆动槽454，摆动槽454中设置有摆动瓣455，摆动瓣455上设置有球铰456，球铰456上设置有二节互相铰接的折叠臂457，折叠臂457的一端通过固定座458与斗式卸料臂43固定连接，固定座458上设置有与折叠臂457的一侧连接的弹簧459。其中，不同长度的弹簧459可以用来控制折叠臂457的实际折叠情况，弹簧459的弹性特点令其能够在有限压力范围内自动恢复，本无动力机械手4两侧的弹簧459即可采用不同长度；折叠臂457用球铰456连接摆动瓣455，而由于安装口限制了压盖453和轮盘451的摆动幅度和范围，所以摆动瓣455连同压盖453和轮盘451在无压力状态具有可控的姿势，一旦铸件的不规则段碰到轮盘451上，弹性纠偏装置45就可以产生应激变化，并且快速复位，从而达到纠偏的目的，令铸件以可容许一定误差的姿势落在送料设备上。

为了提高铸件从上模具座12处落下的效率，本发明提供的斗式卸料臂43在朝向上模具座12的一端设置有斗板436，斗板436的内侧设置有多个卸料齿437。这样的话，斗板436随坡斗432对中到上模具座12下方的瞬间，卸料齿437可对铸件施加一定的敲击力，令铸件能够从模具中脱落，此过程模拟了由下至上手动敲击模具和铸件的过程。

为了提高安装架2的实用性，本发明提供的安装架2包括两对方管，方管上设置有若干沿其竖直方向分布的连接孔，该连接孔与主轴41两端的端板通过螺栓连接，并且用于调节主轴41的实际安装高度。

进一步地，本发明在方管之间设置有与斗式卸料臂43配合的保险杠6，保险杠6限制了斗式卸料臂43的最大张开角度，避免斗式卸料臂43出现脱挂而撞在其它设备上的情况。

为了方便在车间接送料，本发明在低压铸造机1的一侧设置有用来衔接无动力机械手4的送料设备7，送料设备7为液压升降车，液压升降车上设置有链式传动机构71，链式传动机构71的顶部设置有接料托盘72并且可将接料托盘72左右往复传送。该送料设备7可执行远距离输送作业，并且其链式传动机构71在传动过程中带动接料托盘72平移，接料托盘72在运动至液压升降车的一端可产生倾斜姿势而将铸件卸到其它设备中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。