CN101244457B - 自动浇注方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种不使用带有垂直输出轴的伺服电动机的自动浇注方法，可以在避免了不稳定浇注，夹砂和气体缺陷的前提下，在较低的高度完成浇注。一种自动浇注方法，使用一铸桶，通过将其倾斜以向至少一个浇注装置中的一个无砂箱或有砂箱的铸型的浇注口中浇注熔融金属，其中此浇注装置可沿与铸型传输的铸造流水线平行的X轴移动，其中铸桶可在水平面内沿垂直于铸造流水线的Y轴移动，并且被绕着一第一旋转轴甚至一第二旋转轴倾斜。

Description

自动浇注方法和装置
技术领域
本发明涉及一种自动浇注方法和一种自动浇注装置。尤其涉及一种可以使浇注装置简单紧凑的自动浇注方法，和一种可以实现上述自动浇注方法的自动浇注装置。
背景技术
现有技术专利
现有技术专利1：JP 06-190541 A(瑞士专利申请号NO.03135/92-4)
现有技术专利2：WO99/00205(JP 2001-507631 A)
现有技术专利3：JP 07-112270 A
现有技术专利4：JP 09-1320 A
现有技术专利1公开了一种通过连接在铸桶上的两个旋转装置来进行的对铸桶倾斜的控制，以从铸桶向铸型浇注熔融金属，如它的图2所示。第一旋转装置为一用来垂直地移动一安装在铸桶浇注口附近的倾斜轴的执行器。通过该垂直运动，铸桶被绕着熔融金属的重心S(重心起着一虚拟旋转轴的作用)旋转。第二旋转装置为一连接在铸桶上D点的悬线，用来将铸桶绕着点K旋转，其中点K为倾斜轴的旋转轴。特别地，通过由执行器来上下移动倾斜轴，使得铸桶在浇注的起始点和停止点绕点S旋转，减少了在熔融金属的移动中产生的能量，由此减小了熔融金属的动量，并因此缩短了浇注周期。当浇注将要被停止时(例如，如图2所示铸桶被顺时针旋转)，可以通过在点K施加高旋转速度和在点D施加低旋转速度，使得在点S的旋转速度被设置为0(见图3)。当浇注开始时，通过向它们逆时针地施加类似的旋转速度，可以使得在点S的旋转速度被设置为0。现有技术专利1还公开了通过横向移动一支撑着第一和第二旋转装置的结构，使得铸桶的浇注口接近铸型的浇注口，如图4所示。第一和第二旋转装置可以人工控制或是用程序控制。
现有技术专利1的浇注装置要求有一个大规模的装置(一塔架)，而且由于浇注是从高处进行的，所以容易引发问题，也就是说，伴随有湍流，型砂缺陷和/或气体夹杂等类似问题的不稳定浇注。
现有技术专利2公开了一种通过将一铸桶绕旋转轴A倾斜，沿着一X轴(铸桶接近和远离铸型的移动方向)和一Z轴(垂直方向)移动来确保一理论(虚拟)浇注点的向铸型浇注熔融金属的装置，其中此理论浇注点在浇注点附近，处于相对铸型所能达到的最低位置上。铸桶分别通过一纵向台车，一横向台车和一悬线沿着X轴，一Y轴(沿着铸造流水线的方向)，和Z轴运动，并通过一驱动马达倾斜。由于此现有技术专利2中的浇注装置也要求有一大型的塔架，因此它也容易因为规模增大后需要消耗更多的能源并花费高成本而引发问题。另外，如果使用了高塔架，那么它的重心就会处于较高的位置，会引发因为浇注装置的运动引起的巨大振动而导致浇注精确度的降低这样的问题。除此之外，高塔架还会引发因为限制了运输通道及由此限制了运输装置而导致需要用更长的时间来更换铸桶这样的问题。高塔架还会因为遮挡了周围视野，而引发在操作熔融金属的危险工作环境中难以判断现场是否安全的问题。
现有技术专利3公开了一种将熔融金属从一可倾斜的铸桶向一铸型中的浇注方法，通过用一位于倾斜中心(此中心被假定为充分精确地位于铸桶的重心)的倾斜轴来可倾斜地支撑铸桶，通过利用一驱动马达使倾斜轴绕倾斜中心旋转，并通过同时移动倾斜轴使得它的轴(倾斜中心)沿着一圆弧状轨迹绕铸桶的浇注口移动以保持浇注点(或一位于浇注点附近的虚拟浇注点)相对于铸型处于一恒定的位置(例如，浇注点距离铸型的浇注口的水平距离l和竖直距离h被保持恒定)来实现。铸桶被一设置在其下的支撑部件所支撑。当倾斜轴被马达旋转(例如，铸桶被倾斜)时，通过沿着一Y轴(铸桶接近和远离铸型的方向)和一Z轴(垂直方向)移动支撑部件，以使得倾斜轴沿着圆弧形轨迹绕浇注点移动。铸桶沿Y轴的运动通过一台车来实现，铸桶沿Z轴的运动通过一升降装置来实现。当铸桶被倾斜时，其沿着Y轴和Z轴的运动通过一控制器根据控制流来控制。此控制器也通过控制倾斜轴的旋转速度(例如，铸桶的倾斜速度)来控制熔融金属表面的变化速度。在此一被称为“一虚拟浇注点中心***”的***将倾斜轴绕虚拟浇注点旋转以保持虚拟浇注点相对于铸型的浇注口处于一恒定的位置，如现有技术专利3中所述。
现有技术专利4涉及到现有技术专利3的改进。在现有技术专利3中，在浇注中，如果由于铸桶的倾斜导致金属流的速度和流量发生变化，熔融金属可能会被浇注到铸型的浇注口之外。为了改进此问题，在现有技术专利4中倾斜轴被沿着一与现有技术专利3中倾斜轴的绕着虚拟浇注点的圆弧形轨迹稍有偏离的轨迹移动。铸桶支撑部件沿Y轴的运动是通过一台车实现的，其沿Z轴的运动是通过一执行器实现的。铸桶绕倾斜中心的倾斜是通过一固定于铸桶的齿弧和一用以旋转齿弧的装置来实现的。
在现有技术专利1-4的任何一个中，铸桶在Z向的运动都是通过一执行器，一链，或一升降装置，或它们的组合来完成的。相应地，浇注装置仍然具有高度过高的问题。
发明内容
本发明就是为了解决以上问题。它的目的是提供一种自动浇注方法，通过改进传统的浇注装置，免去一塔架或任何用来垂直移动铸桶的诸如执行器或类似装置的驱动装置，以使得浇注装置简单紧凑，并提供一种能够实现本发明的浇注方法的自动浇注装置。另外，本发明的目的还包括提供一种具有更高的浇注精准性，更易于安全性的检查和铸桶的更换的自动浇注装置。
另外，本发明的自动浇注方法，使用一铸桶，通过将其倾斜以向至少一个浇注装置中的至少一个无砂箱或有砂箱的铸型的浇注口中浇注熔融金属，其中此浇注装置可沿一与其上至少有一个铸型被传输的铸造流水线平行的X轴移动，其中铸桶可沿Y轴垂直于位于水平面的铸造流水线移动，并且浇注只需通过沿X轴和Y轴移动铸桶和绕第一旋转轴倾斜铸桶来实现，而不需垂直移动铸桶。
另外，本发明的自动浇注方法是用于将熔融金属从一可倾斜的铸桶浇注到一铸造流水线上的至少一个铸型中，此方法包括：一可沿平行于铸造流水线的一X轴移动的下台车；一在水平面内沿一垂直于铸造流水线的Y轴移动的设置于下台车之上的上台车；一固定于上台车上的固定框架；一第一倾斜装置，用于将铸桶在固定框架上绕第一旋转轴倾斜；一电子控制装置，具有在免去了垂直移动铸桶的前提下，控制铸桶沿X轴和Y轴的运动以及铸桶绕第一旋转轴的倾斜的程序。
根据本发明的自动浇注方法，由于没有使用任何用以垂直移动铸桶的驱动装置，所以铸桶在水平面内沿着垂直于铸造流水线的Y轴移动，并绕第一旋转轴倾斜，另外由于浇注是通过将铸桶沿着X轴和Y轴移动并绕着第一旋转轴倾斜实现的，诸如不稳定浇注，夹砂，和气态缺陷等问题就被避免了，并且通过将铸桶置于较低高度来实现优良的浇注。
另外，根据本发明的自动浇注方法，由于没有使用用以垂直移动铸桶的驱动装置，所以浇注装置得以简单且紧凑。另外，由于浇注装置的重心能够被降低，由其运动引起的振动就被降低了，浇注精度得以提高。除此以外，由于没有使用任何诸如塔架的升降装置，铸桶的运输和更换都很容易，工作效率也得以提高。另外，免去任何诸如塔架之类的升降装置在现场提供了一个良好的视野，使得每个人都能够在操作熔融金属的危险环境下确保安全。
另外，根据本发明的装置，电子控制装置控制伺服电动机在浇注过程中移动和倾斜铸桶。相应地，只需修正程序中的熔融金属的浇注重量和浇注口等的参数位置，本发明就可以用于生产小批量多种类的铸件产品。
另外，根据本发明的一个方面，由于铸桶可以绕比第一旋转轴更接近于铸桶重心的第二旋转轴倾斜，铸桶的自由度就被提高了，这使得浇注装置可以胜任多种类型的浇注。
在本发明中，第一旋转轴可以用于至少在从浇注起始到浇注即将停止之前的一段时间里倾斜铸桶。第二旋转轴至少可以用于在浇注停止时将铸桶逆向旋回。
第二旋转轴可以被置于铸桶的重心附近，这样铸桶可以绕接近其重心的轴被逆向旋回。由于在那种情况下，铸桶里熔融金属的运动更少了，且浇注随着铸桶顶部被移至向上而停止，因此浇注的停止被快速实施，这大大提高了浇注的精确性。如果铸桶绕着第一旋转轴被逆向旋回，熔融金属就要绕着第一旋转轴移动很长的距离，这会引起熔融金属表面的振动，并由此延迟浇注的完成，降低浇注的精确性。
由于在本发明的这一方面中，铸桶被绕着第一旋转轴和与第一旋转轴不同的第二旋转轴倾斜，并且由于绕第一旋转轴的倾斜是为了浇注将铸桶绕其顶部的一点而进行的倾斜，绕第二旋转轴的倾斜是为了停止浇注将铸桶绕其重心附近的一点而进行的逆向旋回，所以浇注可以快速停止，并且提高了浇注的精确性。
另外，在本发明中，为了应对随着熔融金属的性质和铸桶的形状变化而变化的熔融金属的流动路线，水平面内垂直于铸造流水线的Y轴上的位置，以及绕第一和第二旋转轴的倾斜角度，都至少可以在浇注过程中被有条件地控制。
通过此有条件的控制，本发明可以迅速地适应由一个或数个倾斜角度的改变所引起的浇注重量的变化，浇注速度的变化，和流动路线的变化。另外，本发明能够迅速地适应浇注口位置的变化。除此以外，在本发明中，对铸桶的倾斜的控制以及对其沿X轴和Y轴的移动的控制，都可以至少在从起始到停止浇注的一段时间里被同时实施。
通过此控制，将要在下文中说明的所谓的虚拟浇注点中心***，示教再现***，以及也将在下文中说明的同步浇注***，都可以被使用。
在本发明中，示教再现***可以被用来利用熟练的技术人员的技术。
在示教再现***中，先是由熟练的技术人员从铸桶向一个或数个铸型中浇注熔融金属，浇注中由此熟练的技术人员操作的沿Y轴的位置，轴(旋转轴)的倾斜角度，浇注速度，时间之间的关系被以一程序的形式储存在电子控制装置中。如果要铸造的产品改变了，那么类似地相应的铸造程序被储存。示教再现***能够根据实际将要铸造的产品从其储存的程序中选择或修改其中一个程序以供使用。通过此示教再现***，针对小批量多种类的产品的最佳浇注可以立刻被实现。顺便一提的是，发明者已经多次经历过当没有使用示教再现***，而只使用了数学原则计算***时，因为铸桶的形状或铸型的空腔的形状各不相同，所以浇注精确性是低下的。
另外，同步浇注***也可被用于本发明中，以通过一个单一的浇注装置为高速传输的铸造流水线实施浇注。
同步浇注***是一种即使铸型正处于起始浇注或浇注中的传输过程中，也能够持续浇注的方法。这是通过诸如以下的手段实现的：通过在铸型的一传输装置上安装一传感器以探测铸型的传输速度，通过使用一伺服电动机或一反向控制电动机来作为浇注装置的下台车的驱动装置，并且通过驱动驱动装置，以使得下台车以与探测得的铸型的传输速度(当铸型有砂箱时，即为砂箱的传输速度)相同的速度传输。
在本发明中，对浇注熔融金属的控制是通过持续地测量下台车或是铸桶的总重量，将测得的重量的信号输入进电子控制装置，并计算铸桶中所剩的熔融金属的重量和已浇注的熔融金属的重量来实现的。当浇注的熔融金属的重量达到预定重量时，浇注结束(重量反馈***)。
附图说明
图1为本发明的自动浇注装置的第一实施例的前视图。
图2为图1中自动浇注装置的侧视图。
图3为沿图2中A1-A1剖面线的剖视图。
图4为沿图2中A2-A2剖面线的剖视图。
图5为本发明的第一实施例的控制的说明图。
图6(a)为本发明第一个实施例中的操作起始点位置的前视图。
图6(b)为浇注的准备步骤的示意图。
图6(c)为浇注的开始步骤的示意图。
图6(d)为浇注的停止步骤的示意图。
图6(e)为一次浇注停止后浇注再次开始的步骤的示意图。
图6(f)为将铸桶内的熔融金属全部排出的步骤的示意图。
图7为本发明的第二实施例的控制的说明图。
图8为本发明的自动浇注装置的另一个实施例的侧视图。
图9为本发明的自动浇注装置的又一实施例的侧视图。
具体实施方式
以下将描述本发明的最佳实施方式。本发明的自动浇注装置，是一种从铸桶向在铸造流水线上移动的一个或多个有砂箱或无砂箱的铸型中浇注熔融金属的装置。该自动浇注装置包括一个在铸造流水线上移动的下台车；一个在下台车之上在垂直于铸造流水线的方向上前后移动的上台车；一个立设于上台车上的固定框架；一个第一倾斜装置，用于将铸桶绕一第一旋转轴倾斜；以及一个电子控制装置，配备有用以控制铸桶在X轴方向和Y轴方向的移动以及控制铸桶绕第一旋转轴倾斜的程序。
本发明中的自动浇注方法及装置不仅可以应用于有砂箱铸型，也可用于无砂箱铸型。
本发明的浇注方法中用到措词“至少一个浇注装置”，因为可以根据铸造流水线使用多个浇注装置。
措词“可通过倾斜向铸型的注入口浇注熔融金属的铸桶”，说明本发明不涉及一种底注式浇注铸桶或者加压式浇注铸桶，而涉及一种有旋转中心的铸桶。本发明中铸桶的截面形状为，例如扇形或矩形。
在本发明中，术语“自动浇注”表示至少自动进行一些传统上由一个操作工或者多个操作工人工完成的操作。在“自动浇注”中，该铸桶被固定并就位，然后被倾斜；熔融金属流出铸桶的位置及被注入的熔融金属的重量处于监视中，然后通过调节铸桶位置以及其倾斜角度来对熔融金属流出铸桶的位置及被注入的熔融金属的重量加以控制；当铸桶中的熔融金属被使用后向其中再次注入熔融金属。
在本发明涉及的浇注方法及装置中，术语“围绕第一旋转轴的倾斜角”表示相对于铸桶2的倾斜盘的相对角度。
此外，术语“围绕第二旋转轴的倾斜角”表示倾斜盘S相对于固定框架F的相对角度。
本发明中的铸桶可以用诸如起重葫芦、叉车或者类似运输装置替换。此外，可以通过将驱动辊安装于铸桶支撑框架，并且同时启动驱动辊和安装在固定侧的其他驱动辊，以自动快捷地替换铸桶。
由于本发明涉及的浇注装置没有高的塔架，当铸桶被替换的时候没有物体会阻碍铸桶的运输通道，因此运输装置和运输通道不受限制。这便允许利用起重葫芦、叉车或者其他垂直于该铸桶移动的运输装置，在该铸桶完成浇注之后被快速替换为其他铸桶。
在本发明中，“用于将固定框架上的铸桶绕第一旋转轴倾斜的第一倾斜装置”包括，例如，一个扇形框架，用于支撑铸桶，枢接在带有第一旋转轴的倾斜轴上；一个齿弧，设置在扇形框架的外周用于倾斜扇形框架；一个用于驱动齿弧的伺服电动机。通过齿弧，铸桶被伺服电动机驱动绕着第一旋转轴倾斜。
在本发明中，“用于绕第二旋转轴进一步倾斜铸桶的第二倾斜装置”包括，例如，带有第二旋转轴并穿过固定框架的倾斜轴，该倾斜轴被立设于上台车上；一个伺服电动机作为驱动装置，连接在倾斜轴上；在另一侧，一倾斜盘被枢接在倾斜轴上，例如，在连接有伺服电动机的相对一侧。这样倾斜盘被伺服电动机驱动绕第二旋转轴倾斜。此外，倾斜盘枢接于扇形框架。
因此，即使扇形框架没有移动，铸桶也能够通过倾斜盘绕与第一旋转轴不同的第二旋转轴倾斜。当倾斜框架没有移动时，铸桶也可通过扇形框架绕第一旋转轴倾斜。
在本发明中，用于支撑铸桶的装置安装在扇形框架的侧面，该部分的形状可以不同，取决于铸桶的形状和替换铸桶的方法。
扇形框架枢接在带有第一旋转轴的倾斜盘上，并且直接支撑其上的铸桶。该扇形框架在其圆形边缘安置有一齿弧。该齿弧的中心与第一旋转轴重合。通过与齿弧连接的驱动电动机的驱动，该扇形框架可绕第一旋转轴转动。
以下，借助附图详细说明本发明的自动浇注方法和装置。
第一个实施例
如图1-4中所示为本发明的第一个实施例。本实施例为一个示例，其中熔融金属从铸桶被注入到位于铸造流水线上的铸型中。本实施例使用X轴(垂直于图1的纸面延伸)，一个Y轴(在图1的纸面中左右延伸)，一个第一旋转轴A(位于接近本实施例中的铸桶的浇注口顶部处)，以及一个第二旋转轴B(在本实施例中位于铸桶重心附近)。
在图1中，铸型1被成行地排列于铸造流水线L中，并间歇地移动。一铸桶2将熔融金属注入这些铸型1中。一自动浇注装置3用于此浇注过程。
该自动浇注装置3包括一个下台车4，可通过轮子4b经由沿着铸造流水线L(X轴)的一对轨道4a移动，一个上台车5，可通过前后轮子5a，5a在下台车4之上沿着垂直于铸造流水线L的方向在水平方向(Y轴)移动，一个框架F固定地立设于上台车5上，一个被此固定框架F以枢接方式支撑的倾斜框架S，以及一个被此倾斜盘S以枢接方式支撑的用来支撑铸桶2的支撑装置。
下台车4在前后方向(X轴)的移动，上台车5在横向(Y轴)的运动，倾斜盘S的倾斜，以及铸桶2的倾斜，分别由四个相应的伺服电动机驱动，即，一个用于前后运动的伺服电动机M5，一个用于横向运动的伺服电动机M4，一个用于驱动倾斜盘的倾斜伺服电动机MS，以及一个用于驱动铸桶的倾斜伺服电动机M2。
经由一个枢接在倾斜盘S上的扇形框架G1，其中扇形框架G1作为铸桶2的支撑装置；一个设置在扇形框架G1的一个侧面上的L型臂7，一框架G2与伺服电动机M2的传动齿轮6啮合，浇桶2位于L型导杆7的水平部件7a上，被设置成可与扇形框架G1和臂7一起绕着第一旋转轴A被倾斜。此外，臂7使得枢接于此臂的底部的一轮子8可以被一设置在倾斜盘S侧面的线路9以可倾斜的方式支撑。该线路9至少应被设置在扇形框架G1的倾斜范围以内。一线路10(图4)也设置在倾斜盘S的背面。该线路10至少应被设置在倾斜盘S的倾斜范围内。该倾斜盘S被依次枢接于固定框架F上的轮11支撑。
被固定框架F以枢接方式支撑的倾斜框架S可由伺服电动机MS驱动，绕第二旋转轴B倾斜。故铸桶2不仅绕第一旋转轴A倾斜，同样也绕与第一旋转轴A不同的第二旋转轴B倾斜。相应地，当铸桶2浇注熔融金属时，通过将铸桶2沿着X轴和Y轴移动以及绕旋转轴A和B倾斜，更好地调整其在第一和第二旋转轴A和B间的倾斜角，和其沿Y轴方向的位置(与位于水平面内的铸造流水线L垂直交叉)。
所有的伺服电动机，M4，M5，MS和M2，都与一电子控制装置电气连接。以下，通过图5解释其控制方法。
该电子控制装置包括一个控制伺服电动机以驱动铸桶在X向和Y向的运动以及驱动其绕着第一和第二旋转轴倾斜的程序。因此该程序被称为控制伺服电动机使得铸桶依照程序浇注熔融金属。
此外，一个用于测量浇注的熔融金属质量的测量装置，连续测量测力传感器(图中未示)和上台车5的总重量，并将测量值传送并输出到电子控制装置，来计算铸桶中剩余熔融金属的重量和被浇注的熔融金属的重量。当计算出的已被浇注的熔融金属的质量达到预定值时，该测量装置判定已浇注了预定重量的熔融金属。当应用了重量测量反馈***时，该测量装置指示浇注停止。也可通过用测力传感器连续测量铸桶2的总重量来测得被浇注熔融金属的重量，其中测力传感器是用来控制将被浇注的熔融金属重量的测量装置。
此外，如以下将要说明的，该程序可以采用一最佳浇注程序的示教再现***，也可通过虚拟浇注点中心***来应用一铸桶顶部位置的最佳对准，其中虚拟浇注点中心***中浇注点的旋转轴是不固定的。
此外，由于在进行浇注熔融金属的操作时，熔融金属的温度和质量，铸桶的倾斜角度，铸桶的形状等都发生了改变，所以在浇注步骤中，熔融金属的流动路线也发生了改变。故学习反馈***也可以被用于进行最佳浇注，并且在浇注过程中这些改变的因素都持续地被学习和反馈。
以下将对本发明的自动浇注装置的操作方法做说明。
图6所示为在图1-4中的自动浇注装置的自动浇注操作方法的实施例。
图6(a)与图1相对应，表示初始位置，例如，用于自动浇注的自动浇注装置3的起始位置。图6(b)表示浇注的准备步骤。图6(c)表示浇注的起始步骤。图6(d)表示浇注的停止步骤。图6(e)表示一次浇注结束后浇注再次开始的步骤。图6(f)表示将铸桶内所有熔融金属全部排出的步骤。
流排出熔融金属的步骤并不总在铸型上方进行。
在如图6(a)所示的起始位置，上台车5位于远离铸型1的其通道的回缩(后退)端。倾斜盘S保持水平(例如，其倾角为0°)。相应地，此时倾斜盘S的底部为水平。此外，铸桶2也保持水平(其倾角为0°)。相应地，在铸桶2内的熔融金属表面为水平。由于下台车4可以沿着X轴移动，故浇注装置3可以移动到铸型将要被浇注熔融金属的位置。
在如图6(b)所示的准备浇注的步骤中，随着铸桶2被再次装满熔融金属，浇注步骤准备开始。上台车5移动到其通道的前进方向的远端，以靠近铸型1。倾斜盘S从水平位置(倾角为0的位置)被倾斜，例如，倾斜10°。铸桶2保持水平(其倾角为0°)。因而铸桶相对于倾斜盘S的相对倾角为0°，并且倾斜盘S的底部和铸桶2的底部平行。以下的术语“倾角”都指这样的含义。
图6(c)表示开始浇注的步骤。浇注开始。上台车5接近铸型1并在远端被固定。倾斜框架S的倾斜角保持在10°。同时铸桶2从0°倾斜到5°。该倾斜角度的变化速率由程序改变。
图6(d)表示停止浇注的步骤，例如，浇注结束。上台车5固定在远端接近铸型1的位置上。倾斜框架S被逆向旋转使其倾斜角由10°逐渐变为5°。在此逆向旋转的步骤中铸桶的倾斜角保持为5°。虽然在此浇注结束的步骤中使用了重量测量反馈***(注入的熔融金属的量被测量，并且在测量值达到预期值后停止浇注)，但也可以使用其他***。例如，有光学控制***，其通过摄相头监视铸桶中熔融金属的表面高度，示教再现***，学习反馈***等，可以使用其中的任何一个***。
图6(e)所示的是在停止向前一个铸型中浇注熔融金属后开始向另一个铸型浇注熔融金属。上台车5固定在铸型1附近的远端。倾斜盘S从倾斜角为5°的位置倾斜到10°的位置，同时，铸桶也从倾斜角为5°的位置倾斜到10°的位置。
这里需要明确的是可以通过移动下台车4到下一个要浇注熔融金属的铸型或者沿着铸造流水线L移动铸型1来完成铸桶从铸型1到另一个铸型的相对运动。
图6(f)所示为从铸桶2中排出所有熔融金属的步骤。上台车5固定在铸型1附近的远端。倾斜盘S固定在倾斜角为10°的位置。铸桶2被固定在倾斜角大于10°的位置，例如，50°-70°之间。这样，所有熔融金属都能从铸桶中排出。然而，该步骤并不一定总是被执行。
即，在进行了多次的浇注之后，如果铸桶中剩余的熔融金属的量不足以进行下一次浇注时，浇注装置自动回到起始位置，并且铸桶被重新装满熔融金属。有多种向铸桶充填熔融金属的方法。一种是将熔融金属从另一个铸桶(图中未示)输送到固定在浇注装置上的铸桶2中。另一种方法是铸桶移除法或铸桶替换法，其中铸桶2首先从自动浇注装置上被移除以充填熔融金属，然后当其装满熔融金属后再被重新装到浇注装置上，或者用另一个装满熔融金属的铸桶替代被移除的铸桶。可以使用其中任何一种方法。
所有以上讨论过的诸如沿着X轴和Y轴的运动之间的关系，绕第一旋转轴的(相对)倾斜角(铸桶2相对于倾斜盘)，和(相对)倾角(倾斜盘S相对于固定框架F)，以及以上所讨论浇注步骤，都总结在以下的表格1中。
表格1
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
  位置 初始位置 准备浇注的位置 开始浇注的位置 停止浇注的位置 再次浇注的位置 排出熔融金属的位置
  要做的 铸桶被再次装满熔融金属 准备浇注 开始浇注 停止浇注 为下一个铸型再次浇注 排出铸桶中所有剩余的熔融金属
  X轴 下台车移动到待浇注的铸型附近的位置 下台车移动到待浇注的铸型附近的位置
  Y轴 上台车固定在 上台车移动到 上台车被固定 上台车被固定 上台车被固定 上台车被固定
与铸型分离的后退端 远端以接近铸型 在靠近铸型的远端 在靠近铸型的远端 在靠近铸型的远端 在靠近铸型的远端
倾斜盘的倾斜角 0° 从0°变到10° 10° 从10°变到5° 从5°变到10° 10°
铸桶的倾斜角 0° 0° 从0°变到5 ° 5° 从5°变到10° 50°-70°
因此，在本实施例中，通过调节在X轴和Y轴的移动，绕第一旋转轴的倾斜角和绕第二旋转轴的倾斜角，使得铸桶2可以使其浇注点处在较低位置来浇注。
这是一个浇注步骤的实施例。只要步骤之间互不干扰也可以同时执行多个步骤。一些可以同时执行的步骤也可以连续执行。
此外，也可以根据熔融金属的流动路线由示教再现***等来进行调整，其中此流动路线随着熔融金属的性质和铸桶形状等的变化而变化。由于程序能被迅速切换，该浇注可用于制造种类更广的小批量铸件的生产。在这些情况下，如果需要的话，至少在开始浇注到停止浇注的过程中，对沿X轴和Y轴的运动以及铸桶的倾斜的控制都由伺服电动机同时驱动。
以下，将详细说明使用在开始浇注到停止浇注的过程中的，并且都很有效的示教再现***以及虚拟浇注点中心***。
在本实施例中，为了活用熟练的技术人员的技能，可以使用示教再现***。通过示教再现***，熟练的技术人员只需在第一次的时候设定好浇注方法，由于示教再现程序已经学会了最佳浇注程序，下一次的浇注只要利用示教再现程序重复就可以了。即，当沿X轴和Y轴的移动以及铸桶2的倾斜至少在从开始浇注到停止浇注的过程中都受到控制时，只有第一次是由熟练的技术人员控制熔融金属从铸桶浇注到铸型。Y轴方向上的位置，绕旋转轴的倾斜角，浇注速度，以及操作时间等之间的关系都以程序的方式储存在电子控制装置中。类似地，当铸造产品改变时其程序也被储存在其中。在考虑到模型编号，砂箱编号，产品编号之后，在开始铸造之前确定一个用来与将要铸造的产品相对应的程序，选择此程序来执行浇注。此外，示教再现***可在浇注开始时启动。光学装置可以通过检测从铸桶中排出的熔融金属来检测浇注的开始，然后将此信息反馈，以执行针对此产品的最佳浇注的被选择并修改的程序。
此外，当浇注结束，示教再现***被终止。当浇注的熔融金属重量的测量值达到了预定值时，结束浇注的信号作为执行浇注程序的一个完结点被反馈，其中该程序已经针对该铸造产品做过修改。
下面将详细说明利用虚拟浇注点中心***的实施例。在该***中，当铸桶绕第一旋转轴倾斜时，第二旋转轴沿着圆弧状轨迹绕熔融金属开始流下的铸桶的浇注点或者是绕被确定为浇注点附近的一点的虚拟浇注点运动。即，在浇注过程中，铸桶绕着第一旋转轴A，绕着第二旋转轴B，和沿着Y轴移动，因此铸桶绕着第一旋转轴A自转，并且第二旋转轴B沿着圆弧状轨迹绕熔融金属开始流下的铸桶的浇注点或者是绕如上文中那样确定的虚拟浇注点运动。通过对该动作的控制，铸型1上浇注口的位置和熔融金属开始流下的浇注点的位置之间的关系被充分地维持恒定。
在该实施例中，位于臂7的水平部分7a的铸桶2，可以通过伺服电动机M2的驱动与扇形框架G1和臂7一起绕第一旋转轴A倾斜。此外，枢接于固定框架F的倾斜盘S，可通过伺服电动机MS绕第二旋转轴B倾斜。
第一旋转轴A和第二旋转轴B的倾斜角度可以通过适合的角度探测装置来探测(图中未示)，例如，编码器。
此外，铸桶2沿Y轴的位置，旋转轴的倾斜角度，浇注速度，以及时间之间的关系都以程序方式储存在电子控制装置中。通过角度探测装置探测铸桶2的倾斜角度，通过测量熔融金属重量的装置探测被浇注的熔融金属的重量，并且根据这些因素的变化，由电子控制装置对铸桶的倾斜速度等进行控制。
开始浇注时，在铸桶2开始旋转的时候，由位置探测装置(图中未示)检查铸型1上浇注口的位置和熔融金属开始流下的铸桶的浇注点的位置之间，是否保持着预定的关系。如果保持在预定位置关系，便开始进行浇注。此外，根据铸桶2的倾斜角度，电子控制装置将驱动信号传送到驱动倾斜盘倾斜的伺服电动机MS和驱动铸桶倾斜的伺服电动机M2，以达到预定倾斜速度。
在预定重量的熔融金属被注入到铸型之后，铸桶绕第二旋转轴逆向旋回。
因为虚拟浇注点中心***可以迅速地为熔融金属的变化的重量做好准备，即使由于铸桶倾斜角度的不同使得铸桶具有变化的熔融金属表面积，因此它可以使用除了扇形截面之外的任何现有铸桶。此外，如果铸桶2的浇注口和铸型1的浇注口彼此足够靠近，那么熔融金属开始留下的铸桶的浇注点的位置和铸型浇注口的位置之间的预定关系就可以被维持，那么铸桶和铸型的浇注口之间的熔融金属的流动路线就可以被保持在一个恒定的范围内，使得浇注良好。
第二实施例
在第一个实施例中利用了两个旋转轴(旋转轴A和B)的倾斜。然而，如果浇注不是为了生产种类多样的小批量产品，而是用于生产例如大批量的相同产品，就只需要利用一个旋转轴的倾斜。此外，这尤其适用于垂直类型的无砂箱的铸型造型装置中的铸造流水线，因为造型装置的高度总是恒定的。
如果只利用一根旋转轴的倾斜，在起始点(初始位置)的铸桶2的浇注点的初始高度就应该被调整到一高于铸型1上表面的合适高度。此外，在初始位置，铸桶2的第一旋转轴相对于固定框架F更靠近铸造流水线L。
当在第二实施例中利用虚拟浇注点中心***时，铸桶的浇注口被设置于相对铸型浇注口的高度最为合适的高度处，(其中铸桶将绕着其浇注口在其重心附近的一点上被旋转)，并且铸桶的横向位置也通过上台车的横向移动相对于浇注口的横向位置被调整到最佳。
此外，图7为第二实施例的控制***的框图。表2所示为本发明的第二实施例的操作过程。
表2
  (a)   (b)   (c)   (d)   (e)   (f)
  位置   初始位置   准备浇注的位置   开始浇注的位置   停止浇注的位置   再次浇注的位置   排出熔融金属的位置
  要做的   铸桶被再次装满熔融金属   准备浇注   开始浇注   停止浇注   为下一个铸型再次浇注   排出铸桶中所有剩余的熔融金属
  X轴   下台车移动到待浇注的铸型附近的位置   下台车移动到待浇注的铸型附近的位置
  Y轴   上台车固定在与铸型   上台车移动到远端以   上台车被固定在靠近   上台车被固定在靠近   上台车被固定在靠近   上台车被固定在靠近
分离的后退端 接近铸型 铸型的远端 铸型的远端 铸型的远端 铸型的远端
铸桶的倾斜角 0° 0° 从0°变到5° 5° 从5°变到10° 50°-70°
同样地在第二实施例中，可以使用示教再现***或者虚拟浇注点中心***，或者两者同时使用。在任意情况下通过改变程序就可以使用现有的铸桶。尤其指，从开始浇注到停止浇注的过程中，通过利用示教再现***和虚拟浇注点中心***能够使浇注利用及其简易的轴机构完成。
此外，虽然铸桶的支撑装置是通过齿弧由驱动装置驱动倾斜的，但是也可以通过链和其他传动装置来倾斜支撑装置。
此外，铸桶可以通过铸桶运载装置(图中未示)例如起重葫芦，叉车等来替换。此外，也可以用驱动辊实现替换。
根据前文中的说明，很明显本发明可以通过调整沿X轴和Y轴的移动和第一旋转轴的倾斜角度之间的关系，在一个较低高度上完成浇注过程。
尤其是，在本实施例中，因为只利用用于驱动沿X轴，Y轴的运动和倾斜运动的三个伺服电动机，所以可以使自动浇注装置更加紧凑，成本更低，能更显著地节约能源。
在浇注装置3的第一和第二实施例中，铸桶2位于L型臂7上，其中臂7为枢接在倾斜盘上的支撑装置的一个部件，而倾斜盘又枢接在在固定框架F上。特别是，在实施例中铸桶2位于L型悬臂式臂7上。然而，本发明并不局限于此结构。例如，如图8中所示的浇注装置31，一U型臂71取代L型臂7，被可倾斜地连接在一对向上地设置于上台车51上的固定框架F，F1上。因此铸桶2被设置于U型臂71上，其中U型臂71被称为简单梁。由于该结构牢固地支撑着铸桶2，所以铸桶2的容量可以被扩大。在图8中，参考号41表示下台车。在上述实施例中相同的参考号表示相同的部件。
此外，如图9所示，作为支撑装置的部件的扇形框架G1和伺服电动机M2，以及倾斜盘S，也可以被设置在固定框架F1上。如图9所示的浇注装置32中，可以通过同步地驱动一对伺服电动机M2使得铸桶2被平稳地倾斜。

Claims (19)

1.一自动浇注方法，使用一铸桶，通过将其倾斜以向至少一个浇注装置中的至少一个无砂箱或有砂箱的铸型的浇注口中浇注熔融金属，其中此浇注装置沿一与其上至少有一个铸型被传输的铸造流水线平行的X轴移动，
其中铸桶在水平面内沿垂直于铸造流水线的Y轴移动，并且浇注通过沿X轴和Y轴移动铸桶和绕第一旋转轴倾斜铸桶来实现，而不需垂直移动铸桶，
其中铸桶还绕一个和第一旋转轴不同的第二旋转轴倾斜，并且此第二旋转轴设置在比第一旋转轴更靠近铸桶中心的位置，其中浇注是通过沿X轴和Y轴方向移动铸桶以及绕第一和第二旋转轴倾斜铸桶来实现的。
2.根据权利要求1所述的自动浇注方法，其中第一旋转轴是用于在至少从开始浇注到即将结束浇注之前的一段时间里倾斜铸桶，其中第二旋转轴是用于至少在浇注结束后将铸桶逆向回旋。
3.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，为了应对随着熔融金属的性质和铸桶的形状变化而变化的熔融金属的流动路线，其中铸桶的至少一个沿Y轴的位置，其中Y轴位于水平面内并垂直于铸造流水线；绕第一旋转轴的倾斜角度以及绕第二旋转轴的倾斜角度，至少在熔融金属被注入后都被有条件地控制。
4.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中至少在开始浇注到停止浇注的一段时间内，同时对铸桶的倾斜以及铸桶沿X轴和Y轴的移动实施控制。
5.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中至少在开始浇注到停止浇注的一段时间内，通过示教再现***同时对铸桶的倾斜以及铸桶沿X轴和Y轴的移动实施控制。
6.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中当浇注熔融金属时，熔融金属开始流出铸桶的时间通过光学探测装置探测，并且探测到的时间作为浇注起始的信号被反馈。
7.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中被浇注的熔融金属的重量被测量，然后作为停止浇注的信号被反馈。
8.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中铸桶通过一可垂直移动的起重葫芦，叉车或其它运载装置由另一个铸桶替换。
9.根据权利要求1或2所述的自动浇注方法，其中当铸型移动开始浇注或铸型在浇注中被移动的时候，通过将铸桶以与铸造流水线中的铸型的移动速度相同的速度移动以持续浇注。
10.一种用于从一可倾斜的铸桶向至少一个铸造流水线上的铸型浇注熔融金属的自动浇注装置，包括：
一个沿与铸造水流线平行的X轴方向运动的下台车；
一个设于下台车上，用于在水平面内沿垂直于铸造流水线的Y轴方向移动的上台车；
一个固定框架，牢固地设置在上台车上；
一个第一旋转装置，用于在固定框架上使铸桶绕第一旋转轴倾斜；
一个第二倾斜装置，用于使铸桶绕不同于第一旋转轴的第二旋转轴倾斜，并且其位于比第一旋转轴更靠近铸桶中心的位置，以及
一个电子控制装置，被提供有用以控制铸桶沿X轴和Y轴方向的运动以及铸桶绕第一旋转轴和第二旋转轴的倾斜，且无需垂直移动铸桶的程序。
11.根据权利要求10所述的自动浇注装置，其中电子控制装置还被提供有用于使第一旋转轴至少在从开始浇注到即将停止浇注之前的一段时间里倾斜铸桶以及使第二旋转轴至少在浇注停止后将铸桶逆向回旋的程序。
12.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，其中电子控制装置还被提供有为了应对随着熔融金属的性质和铸桶的形状变化而变化的熔融金属的流动路线，控制和调节铸桶的至少一个沿Y轴的位置，其中Y轴位于水平面内并垂直于铸造流水线；至少在当熔态金属被注入的时候，浇桶绕第一旋转轴的倾斜角，和绕第二旋转轴的倾斜角，使得它们被有条件的控制。
13.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，其中至少在开始浇注到停止浇注的时间里，电子控制装置被提供有同时控制铸桶的倾斜和铸桶沿X轴和Y轴方向移动的程序。
14.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，其中电子控制装置被提供有一根据将被铸造的产品选择性地运行的示教再现程序。
15.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，还包括连接至电子控制装置的测量装置，用于测量被浇注的熔融金属的重量。
16.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，其中用于移动铸造流水线上的铸型的移动装置被提供有一用来探测铸型移动速度的传感器，并且其中一用于驱动下台车的驱动装置包括一伺服电动机或者一可反向控制的驱动电动机，用于以探测到的铸型移动的速度驱动下台车。
17.根据权利要求10或11所述的自动浇注装置，其中第一倾斜装置倾斜用于支撑铸桶的支撑装置，该支撑装置枢接在倾斜盘上。
18.根据权利要求17所述的自动浇注装置，其中支撑铸桶的支撑装置被设有一齿弧或一链的旋转装置倾斜。
19.根据权利要求18所述的自动浇注装置，其中第一旋转轴用于直接倾斜铸桶，枢接在倾斜盘上的支撑铸桶的支撑装置在自开始浇注到停止浇注的这段时间内被倾斜，第二旋转轴用于间接倾斜铸桶，枢接在固定框架上的倾斜盘至少在浇注停止时被逆向旋回。
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