CN111646223B - 一种起锭码垛机械手及起锭方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化铸造设备技术领域，特别涉及一种起锭码垛机械手及起锭方法。该机械手包括支撑架、起锭装置、下压装置，起锭装置包括连杆镐头、第一驱动机构，连杆镐头设有两个且对称设置，连杆镐头，第一驱动机构带动两连杆镐头旋转，连杆镐头向下转动可使尖端部***金属锭内，下压装置包括压板、第二驱动机构，第二驱动机构可带动压板下降以对金属锭下压，使连杆镐头由第一驱动机构带动可向上转动以与金属锭脱离。通过一台设备即可实现起锭与码垛的自动化工序，生产效率高、适配性强、使用范围广，增加该设备即可对原有生产线上进行升级，自动化改造成本低。

Description

一种起锭码垛机械手及起锭方法

技术领域

本发明涉及自动化铸造设备技术领域，特别涉及一种起锭码垛机械手及起锭方法。

背景技术

铸造工艺中，将熔融金属液浇入模具内，经冷却、凝固后所获得的产品为金属锭。金属锭需要从模具中取，传统的生产方式为人工取锭，费时费力。

为解决上述问题，授权公告后为CN 210010430U的中国专利公开了一种自动铸锭脱模***及铸锭模具，包括带式输送机、铸锭模具和液压器，铸锭模具有一底面，底面上设置有通孔，销钉穿过通孔设置，可将金属锭顶出，带式输送机包括滚筒和输送带，滚筒为多个，输送带环绕设置于多个滚筒外侧，输送带上设置有条形开口，滚筒侧面设置有凹槽，铸锭模具于输送带固定连接，液压器为两个，两个液压器分别设置与输送带内部和输送带上方。现有的自动脱模装置需要对每一个模具进行改造，设备成本较高且适配性狭窄，同时金属锭产品出厂需要进行有规则的排列码垛，因此脱模后还需要另外的设备，如码垛机械手进行码垛排列，需要较多设备进行协同配合，设备成本高且生产效率较低。对于部分铅锭生产，由于部分铅锭产品的工艺要求，在冷却凝固的时候不允许震动，所以在铅液浇铸至模具里时，模具是不允许震动的，因此现有设备不适用，依然需要采取人工作业方式，劳动强度较大。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种自动化程度高、效率高的起锭码垛机械手及起锭方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种起锭码垛机械手，设于机械臂上，其特征在于：包括支撑架、起锭装置、下压装置，所述起锭装置包括连杆镐头、第一驱动机构，所述连杆镐头设有两个，两个连杆镐头对称设置，两连杆镐头的内侧一端铰接于支撑架上，外侧一端具有朝下的尖端部，所述第一驱动机构带动两连杆镐头旋转，连杆镐头向下转动可使两连杆镐头的尖端部分别向内倾斜的***金属锭内，所述下压装置包括压板、第二驱动机构，所述下压装置设于支撑架底部且位于两连杆镐头之间，所述第二驱动机构可带动压板下降以对金属锭下压，使连杆镐头由第一驱动机构带动向上转动以与金属锭脱离。

进一步的，还包括夹锭装置，所述夹锭装置包括夹锭架、第三驱动机构，所述夹锭架设有两个，两个夹锭架对称设置，两夹锭架的内侧一端铰接于支撑架上，所述第三驱动机构带动两夹锭架旋转，两夹锭架向下旋转且相向收拢以抓取位于两夹锭架之间的金属锭。

进一步的，支撑架包括横梁、立杆，所述立杆连接于横梁中部位置且向下延伸，两个连杆镐头对称于立杆两侧的铰接于立杆上，所述第一驱动机构包括两个第一气缸，两个第一气缸对称设于立杆两侧且两个第一气缸同步工作，第一气缸一端铰接于对应一侧的横梁端部，另一端铰接于对应一侧的连杆镐头上；所述第二驱动机构包括第二气缸，第二气缸连接于立杆底部，压板连接于第二气缸下部；两个夹锭架对称于立杆两侧的铰接于立杆上，所述第三驱动机构包括两个第三气缸，两个第三气缸对称设于立杆两侧且两个第三气缸同步工作，第三气缸一端铰接于对应一侧的横梁上，另一端铰接于对应侧的夹锭架上。

进一步的，夹锭架包括两块臂板，两块臂板间隔设置，使两块架臂板间具有容纳连杆镐头及第一气缸通过的让位空间。

进一步的，立杆底部设有铰接支座，所述铰接支座包括两块竖向设置且间隔布置的铰链支板，两铰链支板间设有第一铰接轴，所述连杆镐头从两块铰链支板间伸入并与第一铰接轴铰接，所述夹锭架的两块臂板分别位于两块铰链支板外侧的与第一铰接轴铰接。

进一步的，臂板上设有向上延伸的延伸板，两延伸板顶端间连接有第二铰接轴，所述第二气缸铰接于第二铰接轴上，第二铰接轴下方的延伸板之间可容纳连杆镐头通过，以使让位空间向上延伸，使起锭装置与夹锭装置动作互不影响。

进一步的，夹锭架的外侧一端设有托举板，所述托举板向内延伸，两夹锭架向下旋转且相向收拢后，使两托举板转动至处于同一平面以托举金属锭。

进一步的，还包括检测装置，所述检测装置包括两根导电柔性探针、绝缘块，导电柔性探针通过绝缘块设于支撑架底部位置，且导电柔性探针向下延伸至低于支撑架位置，两导电柔性探针底端位置平齐，两导电柔性探针通有检测电流，当两导电柔性探针接触金属锭可使电流导通以检测金属锭所在位置。

进一步的，支撑架顶部设有连接端座、缓冲机构，所述缓冲机构包括缓冲顶板、缓冲底板、若干弹簧，所述缓冲顶板与缓冲底板间通过若干弹簧连接，所述缓冲底板与支撑架连接，所述连接端座与缓冲顶板连接，所述连接端座用于与机械臂连接。

一种起锭方法，其特征在于：包括如下方法步骤：

步骤一，熔融金属液在模具型腔内凝固成金属锭，机械臂带动起锭码垛机械手移动至金属锭正上方；

步骤二，起锭装置工作，第一驱动机构带动两连杆镐头快速向下转动，连杆镐头的尖端部分撞击金属锭并倾斜***金属锭内，使连杆镐头与金属锭间挤压连接，两连杆镐头的尖端部分别朝内侧倾斜***金属锭，使两连杆镐头对金属锭形成夹持力；

步骤三，机械臂带动起锭码垛机械手上升，金属锭被向上带起的脱离模具型腔，机械臂移动将金属锭转移至放置平台上；

步骤四，下压装置工作，第二驱动机构带动压板下降至向下顶住金属锭，使金属锭定位于压板与放置平台之间，第一驱动机构带动两连杆镐头向上转动，由于金属锭被定位，因此连杆镐头的尖端部可从金属锭上抽出，使连杆镐头与金属锭分离。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种起锭码垛机械手及起锭方法，通过一台设备即可实现起锭与码垛的自动化工序，生产效率高、适配性强、使用范围广，增加该设备即可对原有生产线上进行升级，自动化改造成本低。

附图说明

图1为本发明一种起锭码垛机械手结构示意图。

图2为本发明起锭工作状态结构示意图。

图3为本发明放锭工作状态结构示意图。

图4为本发明码垛移动工作状态结构示意图。

图中标识对应如下：1.支撑架、11.横梁、12.立杆、13.连接端座、14.缓冲机构、141.缓冲顶板、142.缓冲底板、143.弹簧、15.铰接支座、151.铰链支板、152.第一铰接轴、2.起锭装置、21.连杆镐头、211.尖端部、22.第一驱动机构、221.第一气缸、3.下压装置、31.压板、32.第二驱动机构、321.第二气缸、4.夹锭装置、41.夹锭架、411.臂板、412.延伸板、413.第二铰接轴、414.托举板、42.第三驱动机构、421.第三气缸、5.检测装置、51.导电柔性探针、52.绝缘块。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图4所示，一种起锭码垛机械手，设于机械臂上，包括支撑架1、起锭装置2、下压装置3、夹锭装置4、检测装置5。

支撑架1包括横梁11、立杆12，立杆12连接于横梁11中部位置且向下延伸。支撑架1顶部设有连接端座13、缓冲机构14，缓冲机构14包括缓冲顶板141、缓冲底板142、若干弹簧143，缓冲顶板141与缓冲底板142间通过若干弹簧143连接，缓冲底板142与横梁11中部位置连接，连接端座13与缓冲顶板141连接，连接端座13用于与机械臂连接。

起锭装置2包括连杆镐头21、第一驱动机构22，连杆镐头21设有两个，两个连杆镐头21对称于立杆12两侧的铰接于立杆12上，两连杆镐头21的内侧一端铰接于立杆12上，外侧一端具有朝下的尖端部211，第一驱动机构22包括两个第一气缸221，两个第一气缸221对称设于立杆12两侧且两个第一气缸221同步工作，第一气缸221一端铰接于对应一侧的横梁11端部，另一端铰接于对应一侧的连杆镐头21上，两第一气缸221分别同步带动两连杆镐头21旋转，连杆镐头21向下转动可使两连杆镐头21的尖端部211分别向内倾斜的***金属锭内。下压装置3包括压板31、第二驱动机构32，下压装置3设于支撑架1底部且位于两连杆镐头21之间，第二驱动机构32包括第二气缸321，第二气缸321连接于立杆12底部，压板31连接于第二气缸321下部，第二气缸321可带动压板31下降以对金属锭下压，使连杆镐头21可向上转动以与金属锭脱离。

夹锭装置4包括夹锭架41、第三驱动机构42，夹锭架41设有两个，两个夹锭架41对称于立杆12两侧的铰接于立杆12上，两夹锭架41的内侧一端铰接于立杆12上，第三驱动机构42包括两个第三气缸421，两个第三气缸421对称设于立杆12两侧且两个第三气缸421同步工作，第三气缸421一端铰接于对应一侧的横梁11上，另一端铰接于对应侧的夹锭架41上，两第三气缸421分别同步带动两夹锭架41旋转，两夹锭架41向下旋转且相向收拢以抓取位于两夹锭架41之间的金属锭。夹锭架41包括两块臂板411，两块臂板411间隔设置，使两块架臂411板间具有容纳连杆镐头21及第一气缸221通过的让位空间，立杆12底部设有铰接支座15，铰接支座15包括两块竖向设置且间隔布置的铰链支板151，两铰链支板151间设有第一铰接轴152，连杆镐头21从两块铰链支板151间伸入并与第一铰接轴152铰接，夹锭架414的两块臂板411分别位于两块铰链支板151外侧的与第一铰接轴152铰接，臂板411上设有向上延伸的延伸板412，两延伸板412顶端间连接有第二铰接轴413，第二气缸211铰接于第二铰接轴413上，第二铰接轴413下方的延伸板412之间可容纳连杆镐头21通过，以使让位空间向上延伸，使起锭装置2与夹锭装置3动作互不影响。夹锭架41的外侧一端设有托举板414，托举板414向内延伸，两夹锭架41向下旋转且相向收拢后，使两托举板414转动至处于同一平面以托举金属锭。

检测装置5包括两根导电柔性探针51、绝缘块52，导电柔性探针51通过绝缘块52设于支撑架1底部位置，绝缘块52设有两个，分别设于铰接支座15两侧，两根导电柔性探针51分别连接于两绝缘块52外侧面，导电柔性探针51向下延伸至低于支撑架1位置，两导电柔性探针51底端位置平齐，两导电柔性探针51通有检测电流，当两导电柔性探针51接触金属锭可使电流导通以检测金属锭所在位置。

一种起锭码垛方法，具体为如下步骤：

步骤一，熔融金属液在模具型腔内凝固成金属锭，机械臂带动起锭码垛机械手移动至金属锭正上方；随后机械臂带动起锭码垛机械手缓慢下降，导电柔性探针51下降，由于两导电柔性探针51底端位置平齐，因此下降时两导电柔性探针51底端将会同时触碰到金属锭，金属锭导通两导电柔性探针51的检测电流，检测装置5检测到起锭码垛机械手已下降至接近金属锭，机械臂停止下降；

步骤二，起锭装置2工作，两第一气缸221同步带动两连杆镐头21快速向下转动，连杆镐头21的尖端部分撞击金属锭并倾斜***金属锭内，使连杆镐头21与金属锭间嵌入挤压连接，两连杆镐头51的尖端部211分别朝内侧倾斜***金属锭，即两连杆镐头21对金属锭形成夹持力；

步骤三，机械臂带动起锭码垛机械手上升，金属锭被向上带起的脱离模具型腔，夹锭装置4工作，两第三气缸421同步带动两夹锭架41旋转，两夹锭架41向下旋转且相向收拢后，使两托举板414转动至处于同一平面，此时托举板414处于接近金属锭下方，若起锭码垛机械手移动过程中，金属锭发生误脱落将会置于两托举板414上，避免金属锭直接脱落发生生产事故，此时夹锭装置4用于保险作用；机械臂移动将金属锭转移至放置平台上方；

步骤四，下压装置3工作，第二气缸321带动压板31下降至向下顶住金属锭，使金属锭定位于压板31与放置平台之间，两第一气缸221分别同步带动两连杆镐头21向上转动，由于金属锭被定位，因此连杆镐头21的尖端部211可从金属锭上抽出，使连杆镐头21与金属锭分离，随后第二气缸321回缩带动压板31上升。

步骤五，机械臂再次带动起锭码垛机械手上升，此时金属锭两端将架设于两托举板414上，机械臂移动至预定位置，将金属锭放置于码垛所需排列位置，夹锭装置4工作，两第三气缸421同步带动两夹锭架41旋转，两夹锭架41向上旋转与金属锭分离；

步骤六，重复上述步骤一直步骤五，即完成金属锭的起锭及码垛工作。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种起锭码垛机械手，设于机械臂上，其特征在于：包括支撑架、起锭装置、下压装置，所述起锭装置包括连杆镐头、第一驱动机构，所述连杆镐头设有两个，两个连杆镐头对称设置，两连杆镐头的内侧一端铰接于支撑架上，外侧一端具有朝下的尖端部，所述第一驱动机构带动两连杆镐头旋转，连杆镐头向下转动可使两连杆镐头的尖端部分别向内倾斜的***模具型腔内的金属锭内，使连杆镐头与金属锭间挤压连接，两连杆镐头的尖端部分别朝内侧倾斜***金属锭，使两连杆镐头对金属锭形成夹持力，机械臂带动起锭码垛机械手上升，金属锭被向上带起的脱离模具型腔，所述下压装置包括压板、第二驱动机构，所述下压装置设于支撑架底部且位于两连杆镐头之间，所述第二驱动机构可带动压板下降以对金属锭下压，使连杆镐头由第一驱动机构带动向上转动以与金属锭脱离。

2.根据权利要求1所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：还包括夹锭装置，所述夹锭装置包括夹锭架、第三驱动机构，所述夹锭架设有两个，两个夹锭架对称设置，两夹锭架的内侧一端铰接于支撑架上，所述第三驱动机构带动两夹锭架旋转，两夹锭架向下旋转且相向收拢以抓取位于两夹锭架之间的金属锭。

3.根据权利要求2所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述支撑架包括横梁、立杆，所述立杆连接于横梁中部位置且向下延伸，两个连杆镐头对称于立杆两侧的铰接于立杆上，所述第一驱动机构包括两个第一气缸，两个第一气缸对称设于立杆两侧且两个第一气缸同步工作，第一气缸一端铰接于对应一侧的横梁端部，另一端铰接于对应一侧的连杆镐头上；所述第二驱动机构包括第二气缸，第二气缸连接于立杆底部，压板连接于第二气缸下部；两个夹锭架对称于立杆两侧的铰接于立杆上，所述第三驱动机构包括两个第三气缸，两个第三气缸对称设于立杆两侧且两个第三气缸同步工作，第三气缸一端铰接于对应一侧的横梁上，另一端铰接于对应侧的夹锭架上。

4.根据权利要求3所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述夹锭架包括两块臂板，两块臂板间隔设置，使两块臂板间具有容纳连杆镐头及第一气缸通过的让位空间。

5.根据权利要求4所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述立杆底部设有铰接支座，所述铰接支座包括两块竖向设置且间隔布置的铰链支板，两铰链支板间设有第一铰接轴，所述连杆镐头从两块铰链支板间伸入并与第一铰接轴铰接，所述夹锭架的两块臂板分别位于两块铰链支板外侧并且与第一铰接轴铰接。

6.根据权利要求4所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述臂板上设有向上延伸的延伸板，两延伸板顶端间连接有第二铰接轴，所述第二气缸铰接于第二铰接轴上，第二铰接轴下方的延伸板之间可容纳连杆镐头通过，以使让位空间向上延伸，使起锭装置与夹锭装置动作互不影响。

7.根据权利要求2所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述夹锭架的外侧一端设有托举板，所述托举板向内延伸，两夹锭架向下旋转且相向收拢后，使两托举板转动至处于同一平面以托举金属锭。

8.根据权利要求1所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：还包括检测装置，所述检测装置包括两根导电柔性探针、绝缘块，导电柔性探针通过绝缘块设于支撑架底部位置，且导电柔性探针向下延伸至低于支撑架位置，两导电柔性探针底端位置平齐，两导电柔性探针通有检测电流，当两导电柔性探针接触金属锭可使电流导通以检测金属锭所在位置。

9.根据权利要求1所述一种起锭码垛机械手，其特征在于：所述支撑架顶部设有连接端座、缓冲机构，所述缓冲机构包括缓冲顶板、缓冲底板、若干弹簧，所述缓冲顶板与缓冲底板间通过若干弹簧连接，所述缓冲底板与支撑架连接，所述连接端座与缓冲顶板连接，所述连接端座用于与机械臂连接。

10.一种起锭方法，其特征在于：基于权利要求1-9任意一项所述的一种起锭码垛机械手，包括如下方法步骤：

步骤一，熔融金属液在模具型腔内凝固成金属锭，机械臂带动起锭码垛机械手移动至金属锭正上方；

步骤二，起锭装置工作，第一驱动机构带动两连杆镐头快速向下转动，连杆镐头的尖端部分撞击金属锭并倾斜***金属锭内，使连杆镐头与金属锭间挤压连接，两连杆镐头的尖端部分别朝内侧倾斜***金属锭，使两连杆镐头对金属锭形成夹持力；

步骤三，机械臂带动起锭码垛机械手上升，金属锭被向上带起的脱离模具型腔，机械臂移动将金属锭转移至放置平台上；

步骤四，下压装置工作，第二驱动机构带动压板下降至向下顶住金属锭，使金属锭定位于压板与放置平台之间，第一驱动机构带动两连杆镐头向上转动，由于金属锭被定位，因此连杆镐头的尖端部可从金属锭上抽出，使连杆镐头与金属锭分离。

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