CN114101594B - 一种智能化高效无模铸造精密成形机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化高效无模铸造精密成形机，包括刀具及带动刀具运动切削砂坯的运动装置，运动装置包括运动框架，运动框架之间设有底部支架，底部支架上设有定位机构和升降机构，升降机构上设有输送机构，定位机构包括定位部，初始状态定位部高于输送机构；还包括控制机构和到位检测单元，控制机构分别与运动装置、升降机构和输送机构电连接；到位检测单元检测砂坯输送是否到位和检测升降是否到位，并传输对应的检测信号至控制机构，控制机构根据接收的检测信号，控制运动装置、升降机构和输送机构。可见，本发明适用于个性化铸型柔性成形生产线，能够实现自动上料、下料、自动切削等，无需手动操作，降低操作工序时间及人力成本。

Description

一种智能化高效无模铸造精密成形机

技术领域

本发明涉及精密成形机技术领域，尤其涉及一种智能化高效无模铸造精密成形机。

背景技术

随着全球化的发展，中国铸造装备呈现逐年上升趋势，其所需的铸件产量也必然增加，铸件需求的增加导致了无模成形机这种高效率生产砂型机床的产生，但铸件生产过程中的砂型无模成形工序，存在以下问题：目前用机床加工砂型时，上料后需要人工找正，并且加工完一面后，进行翻面加工时，需要人工再找正一次。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于个性化铸型柔性成形生产线的智能化高效无模铸造精密成形机，可智能化高效完成砂型的加工，降低操作工序时间及人力成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种智能化高效无模铸造精密成形机，包括刀具及带动所述刀具运动切削砂坯的运动装置，所述运动装置包括运动框架，所述运动框架之间设置有底部支架，所述底部支架上设置有定位机构和升降机构，所述升降机构上设有输送机构，所述定位机构包括定位部，初始状态所述定位部高于所述输送机构；还包括控制机构及与所述控制机构电连接的到位检测单元，所述控制机构还分别与所述运动装置、所述升降机构和所述输送机构电连接；所述到位检测单元检测砂坯输送是否到位和检测升降是否到位，并传输对应的检测信号至所述控制机构，所述控制机构根据接收的检测信号，控制所述运动装置、所述升降机构和所述输送机构。

优选方式为，所述输送机构包括输送框架、多个分设在所述输送框架两侧的输送辊子、及带动各所述输送辊子转动的输送动力组件；所述输送框架与所述升降机构连接；和/或，所述输送框架内侧的端部设置有限位挡杆，所述限位挡杆的外侧设置有缓冲层；所述到位检测单元包括第一到位检测传感器，所述第一到位检测传感器设在所述限位挡杆上。

优选方式为，所述定位机构包括至少两根竖向设置的定位销，所有所述定位销分别位于所述输送框架内两侧，各所述定位销的顶端为定位部。

优选方式为，所述定位机构还包括至少两块阻挡块、及带动各所述阻挡块移动的阻挡动力，所述阻挡动力与所述控制机构电连接；各所述阻挡块均位于所述输送框架内侧；且其中一个所述阻挡块周围设置有与所述控制机构电连接的接近传感器。

优选方式为，所述升降机构包括至少两根分设在所述底部支架两侧的升降柱、带动各所述升降柱升降的滚珠丝杠、及与所述滚珠丝杠传动连接的升降电机，各所述升降柱的顶端均与所述输送框架底部固定连接。

优选方式为，所述到位检测单元包括从低到高设置的第二到位检测传感器、第三到位检测传感器和第四到位检测传感器，所述第二到位检测传感器用于检测所述升降机构下降是否到位，所述第三到位检测传感器用于检测所述升降机构上升是否到位，所述第四到位检测传感器用于检测所述升降机构上升停止后是否继续上升。

优选方式为，所述底部支架上还设置有排屑装置，所述排屑装置包括位于所述输送框架下方的底部排屑机，及位于所述底部支架外侧的提升排屑机。

优选方式为，所述底部支架上设置有锥形顺屑板，所述顺屑板位于所述输送框架之间。

优选方式为，还包括钣金外壳和/或钣金内壳；所述钣金外壳罩设在所述运动装置的外侧，所述钣金外壳上设置有除尘管，所述除尘管外接除尘机；所述控制机构包括操作面板，所述操作面板位于所述钣金外壳的外侧；所述钣金内壳罩设在所述运动装置的外侧。

优选方式为，所述运动装置包括刀库，所述刀库内设置有多个刀具、及带动各所述刀具转动切换的转动机构，所述转动机构与所述控制机构电连接。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的智能化高效无模铸造精密成形机，包括刀具及带动刀具运动切削砂坯的运动装置，运动装置包括运动框架，运动框架之间设置有底部支架，底部支架上设置有定位机构和升降机构，升降机构上设有输送机构，定位机构包括定位部，初始状态定位部高于输送机构；还包括控制机构及与控制机构电连接的到位检测单元，控制机构还分别与运动装置、升降机构和输送机构电连接；到位检测单元检测砂坯输送是否到位和检测升降是否到位，并传输对应的检测信号至控制机构，控制机构根据接收的检测信号，控制运动装置、升降机构和输送机构。可见，本发明适用于个性化铸型柔性成形生产线的智能化高效无模铸造精密成形机，能够实现自动上料、下料、自动切削等，无需手动操作，降低操作工序时间及人力成本。

由于输送机构包括输送框架、多个分设在输送框架两侧的输送辊子、及带动各输送辊子转动的输送动力组件；输送框架与升降机构连接；和/或，输送框架内侧的端部设置有限位挡杆，限位挡杆的外侧设置有缓冲层；到位检测单元包括第一到位检测传感器，第一到位检测传感器设在限位挡杆上，大尺寸砂坯输送至限位挡杆被阻挡限位，在定位机构的作用下定位，第一到位检测传感器检测到砂坯后，控制机构启动升降机构，停止输送机构。

由于定位机构包括至少两根竖向设置的定位销，所有定位销分别位于输送框架内两侧，各定位销的顶端为定位部，定位销的顶端与砂坯底部接触，实现定位。

由于定位机构还包括至少两块阻挡块、及带动各阻挡块移动的阻挡动力，阻挡动力与控制机构电连接；各阻挡块均位于输送框架内侧；且其中一个阻挡块周围设置有与控制机构电连接的接近传感器，可通过阻挡块来辅助定位小尺寸砂坯，使本发明可加工两种尺寸砂坯。

由于到位检测单元包括从低到高设置的第二到位检测传感器、第三到位检测传感器和第四到位检测传感器，第二到位检测传感器用于检测升降机构下降是否到位，第三到位检测传感器用于检测升降机构上升是否到位，第四到位检测传感器用于检测升降机构上升停止后是否继续上升，保证可靠升降，精确运行。

由于底部支架上设置有锥形顺屑板，顺屑板位于输送框架之间，起到防护作用，还可将废屑导入排屑机上。

由于还包括钣金外壳和/或钣金内壳；钣金外壳罩设在运动装置的外侧，钣金外壳上设置有除尘管，除尘管外接除尘机；控制机构包括操作面板，操作面板位于钣金外壳的外侧；钣金内壳罩设在运动装置的外侧，钣金外壳可防止废屑飞出伤人和污染环境，可通过除尘管进行清理，钣金内壳密封成形机。

由于运动装置包括刀库，刀库内设置有多个刀具、及带动各刀具转动切换的转动机构，转动机构与控制机构电连接，切削过程中可根据需要自动换刀，无需手动换刀。

综上，本发明的智能化高效无模铸造精密成形机，解决了现有技术中人工上料、下料、手动换刀，导致效率低的技术问题，本发明通过输送机构完成自动上料和下料，通过转动机构实现自动换刀，通过定位机构实现自动定位，通过运动装置实现自动切削，从而提高了效率，降低劳动强度，还可避免废屑造成的污染。

附图说明

图1是智能化高效无模铸造精密成形机的结构示意图；

图2是本发明切削大砂坯时的结构示意图；

图3是实施例中去掉输送机构时的结构示意图；

图4是本发明切削小砂坯时的结构示意图；

图5是图4中A处的局部放大结构示意图；

图6是智能化高效无模铸造精密成形机设有钣金外壳时的结构示意图；

图7是本发明切削小砂坯时另一角度的结构示意图；

图8是智能化高效无模铸造精密成形机设有钣金内壳时的结构示意图；

图中：1-底部支架，2-输送机构，20-输送框架，21-输送电机，22-输送辊子，3-升降机构，30-升降电机，31-一次换向器，32-升降柱，33-传动轴，34-二次换向器，35-连接轴，4-定位机构，40-定位销，41-块型底座，42-阻挡块，43-阻挡动力，44-支撑架，45-接近传感器，5-导向组件，50-导向柱，51-导向板，52-固定柱，53-石墨烯铜套轴承，6-到位检测单元，60-第一到位检测传感器，61-第二到位检测传感器，62-第三到位检测传感器，63-第四到位检测传感器，7-限位挡杆，8-排屑装置，80-底部排屑机，81-提升排屑机，9-顺屑板，10-防护罩，11-砂坯，12-钣金外壳，13-操作面板，14-除尘管，15-刀库，16-运动装置，160-运动框架，17-钣金内壳。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种智能化高效无模铸造精密成形机，包括刀具及带动刀具运动切削砂坯11的运动装置16，本实施例中运动装置16包括刀库15内设有多个刀具及带动各刀具转动切换的转动机构，转动机构与控制机构电连接，控制机构可包括但不限于PLC。

运动装置16包括运动框架160，及设在运动框架160上的X轴向运动机构、Y轴向运动机构和Z轴向运动机构。其中，X轴向运动机构包括两并行设置的X轴向导轨，及跨设在X轴向导轨上的X轴向滑块，其中一个X轴向滑块与X轴向伺服电机传动连接。其中，Y轴向运动机构包括固定在两X轴向滑块上的Y轴向导轨，固定在Y轴向导轨上的Y轴向滑块、及与Y轴向滑块传动连接的Y轴向伺服电机；Y轴向滑块与Y轴向伺服电机传动连接。其中，Z轴向运动机构为固定在Y轴向滑块上的升降机构，刀具与Z轴向运动机构传动连接。即刀具在X轴向运动机构、Y轴向运动机构和Z轴向运动机构的作用下运动，以切削砂坯11。当然，运动装置不限上面所列举的结构，只要能够带动刀具实现X轴向、Y轴向和Z轴向运动即可。

如图1至图6共同所示，本发明中运动框架160之间设置有底部支架1，设置砂坯输送方向与X轴向相同；底部支架1上设置有定位机构4和升降机构3，升降机构3上设有输送机构2，定位机构4包括定位部，初始状态定位部高于输送机构2；还包括控制机构及与控制机构电连接的到位检测单元6，控制机构还分别与运动装置16、升降机构3和输送机构2电连接；到位检测单元6检测砂坯11输送是否到位和检测升降是否到位，并传输对应的检测信号至控制机构，控制机构根据接收的检测信号，控制运动装置16、升降机构3和输送机构2。

工作时，砂坯即将被转运到本成形机时，控制机构启动升降机构3，升降机构3将输送机构2升高，钣金外壳12后侧的自动门打开，转运小车将砂坯输送带输送机构2上，输送机构2可将砂坯11向内侧输送至加工位，输送到位后，升降机构3带动输送机构2下降，令砂坯与定位部接触实现定位，每个定位销周围都设置有接近传感器，检测砂箱是否下落到位，升降机构3下降到位后停止，控制机构启动运动装置16，带动刀具切削砂坯，并且切削过程中控制机构可控制刀库的转动机构转动，以切换刀具。加工一面完成后，升降机构3将输送机构2升高，升高到位后，输送架构2反向运动，将砂坯输送到转运小车上，转运小车运送砂坯去翻转后，接着回来进行另一面的加工可见，本发明适用于个性化铸型柔性成形生产线的智能化高效无模铸造精密成形机，能够实现自动上料、下料、自动切削等，无需手动操作，降低操作工序时间及人力成本。

如图2和图4所示，输送机构2包括输送框架20、多个分设在输送框架20两侧的输送辊子22、及带动各输送辊子22转动的输送动力组件；输送框架20与升降机构3连接。本实施例中输送动力组件包括输送电机21、与输送电机21的输出轴连接的输送轴，及两条分别与输送轴两端连接的链条，各输送辊子22上均设有链轮，每条链条分别与对应侧所有链轮传动连接，实现传动连接。输送电机21启动后，带动输送轴转动，输送轴通过链条带动所有输送辊子22转动，当升降机构3将输送机构2上升后，各输送辊子22与砂坯相接触，实现砂坯的输送，当升降机构3将输送机构2下降后，各输送辊子22与砂坯分离，不能输送。当然，输送机构不限上面所列举的结构，也可采用输送带等结构。

为了可靠输送，输送框架20内侧的端部可设置有限位挡杆7，限位挡杆7的外侧设置有缓冲层，缓冲层可由聚氨酯材质制成，对砂坯起到缓冲防护作用；另外，限位挡杆可通过三个安装座固定在输送框架的前端(输送框架背离提升排屑机的一端为前端)。

到位检测单元6包括第一到位检测传感器60，第一到位检测传感器60设在限位挡杆7上。第一到位检测传感器60用于检测大尺寸砂坯是否输送到位，如果输送到位，传输对应的检测信号至控制机构，控制机构停止输送机构2，同时启动升降机构3，以便自动进行以下操作。

如图2至图5所示，定位机构4包括至少两根竖向设置的定位销40，所有定位销40分别位于输送框架20内两侧，各定位柱40的顶端均为定位部。一种优选方案，定位机构4设置了四根定位销40，其中一个设置为圆柱销，另外三个可设置为棱形销，可防止卡死砂坯。

在底部支架1上设置两支撑架44，两支撑架44分设在底部支架1的两侧，每侧支撑架44上均设置有两个块型底座41，各块型底座41上均固设一定位销40，实际安装成型后，各定位销40均穿透输送框架20，在初始状态各定位销40的顶端均高于输送辊子22的顶端。

当砂坯与四根定位销40接触后，实现了定位，可进行切削操作。

如图4、图5和图7所示，定位机构4还包括至少两块阻挡块42、及带动各阻挡块42移动的阻挡动力43，阻挡动力43与控制机构电连接；各阻挡块42均位于输送框架20内侧，及组装成形后各阻挡块42均穿透输送框架20；且其中一个阻挡块42周围设置有与控制机构电连接的接近传感器45。阻挡动力43可为阻挡气缸、电缸等。

本实施例中设置了两块阻挡块42，且两块阻挡块42分别设置前端两块型底座41的前面，各阻挡块42可为但不限于三角块，三角块的一端(较高的一端)与转轴连接，三角块较低的一端与阻挡动力43连接，当接近传感器检测到砂坯接近后，其传输对应的电信号至控制机构，控制机构启动阻挡动力43，阻挡动力43带动阻挡块42绕着转轴转动，上升以挡住砂坯，同时控制机构根据接近传感器的信号，停止输送机构2，启动升降机构3等。

如图2、图3和图4所示，本实施例还包括导向组件5，导向组件5包括六根分设在输送框架20外侧的导向柱50，各导向柱50上均套设有导向板51，导向板51与输送框架20连接，各导向柱50均固定在固定柱52上。这样，当输送框架20升降时，导向板51和导向柱50起到导向作用。导向组件5还包括石墨烯铜套轴承53，导向柱50设在石墨烯铜套轴承53内，以上下移动。

如图3所示，升降机构3包括至少两分设在底部支架1两侧的升降柱32、带动各升降柱32升降的滚珠丝杠、及与滚珠丝杠传动连接的升降电机30，各升降柱32的顶端均与输送框架20底部固定连接。本实施例中升降电机30、一次换向器31外侧设有钣金防护罩10，防止砂尘沉积。

本实施例中升降机构3包括六根分设在底部支架1两侧的升降柱32，配置六个滚珠丝杠，每侧的滚珠丝杠通过一根传动轴33连接；升降机构3还包括与升降电机30的输出轴连接的一次换向器31，以及三个二次换向器34，其中位于中间的二次换向器34与一次换向器31连接，两侧的二次换向器34分别与两侧位于首端的滚珠丝杠连接，而且三个二次换向器34通过连接轴35连接。每侧升降柱32均沿输送机构2的输送方向排列设置，以更加可靠的升降输送框架20。

如图3所示，到位检测单元6包括从低到高设置的第二到位检测传感器61、第三到位检测传感器62和第四到位检测传感器63，第二到位检测传感器61用于检测升降机构3下降是否到位，第三到位检测传感器63用于检测升降机构3上升是否到位，第四到位检测传感器62用于检测升降机构3上升停止后是否继续上升。

当砂坯通过小车等输送至本成形机上时，控制机构启动升降机构3的升降电机30动作，其带动所有升降柱32上升，当第三到位检测传感器62检测到输送框架20时，其传输对应的检测信号至控制机构，控制机构控制升降电机30停止，再启动输送机构2的输送电机21，输送电机21带动所有输送辊子22转动，将砂坯向前输送，当砂坯11为大尺寸时，砂坯11撞到限位挡杆7后，第一到位检测传感器60检测到砂坯11到位，传输对应的检测信号至控制机构，此时控制机构停止输送电机21，再启动升降机构3的升降电机30，令各升降柱32下降，从而带着输送框架20下降，直至第二到位检测传感器61检测到输送框架20，其传输对应的检测信号至控制机构，控制机构停止升降机构3的升降电机30，输送框架20下降后，砂坯11落在四个定位销40上，实现定位。控制机构再启动运动装置16，令刀具运动去切削砂坯。下降因升降机的结构自身带有硬限位。

若切削小尺寸砂坯11时，当接近传感器检测到对应的电信号，并传输至控制机构后，控制机构启动各阻挡动力，以定位小尺寸砂坯。大尺寸砂坯11时，控制机构忽略接近传感器采集的电信号。

如图3所示，底部支架1上还设置有排屑装置8，排屑装置8包括位于输送框架20下方的底部排屑机80，及位于底部支架1外侧的提升排屑机81。底部支架1上设置有锥形凸起9，凸起9位于输送框架20之间。底部排屑机80包括分设在凸起9两侧排屑槽，内侧排屑槽内设置有排屑辊子，排屑辊子与排屑电机连接。当切削的废屑落下后，排屑电机作用排屑辊子转动，将废屑带动末端的提升排屑机81，提升排屑机81将废屑提升后排出，清理方便。

如图6和图8所示，本实施例中还包括钣金外壳12，钣金外壳12罩设在运动装置16的外侧，钣金外壳12上设置有除尘管14，除尘管14外接除尘机；控制机构包括操作面板13，操作面板13位于钣金外壳12的外侧。钣金外壳12的后端设置有门，打开门砂坯被输送至输送机构2上，钣金外壳12对成形机内部进行了全部密封，可以有效防止加工时的砂尘外漏；所述的外钣金部分可以有效的保护人身安全，防止机械伤人；所述的除尘***会有效的对砂尘进行清除，保护环境。还包括钣金内壳17，钣金内壳17罩设在运动装置16的外侧，形成密封的成形机。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种智能化高效无模铸造精密成形机的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能化高效无模铸造精密成形机，包括刀具及带动所述刀具运动切削砂坯的运动装置，所述运动装置包括运动框架，其特征在于，所述运动框架之间设置有底部支架，所述底部支架上设置有定位机构和升降机构，所述升降机构上设有输送机构，所述定位机构包括定位部，初始状态所述定位部高于所述输送机构；

还包括控制机构及与所述控制机构电连接的到位检测单元，所述控制机构还分别与所述运动装置、所述升降机构和所述输送机构电连接；

所述到位检测单元检测砂坯输送是否到位和检测升降是否到位，并传输对应的检测信号至所述控制机构，所述控制机构根据接收的检测信号，控制所述运动装置、所述升降机构和所述输送机构；

所述输送机构包括输送框架、多个分设在所述输送框架两侧的输送辊子、及带动各所述输送辊子转动的输送动力组件；所述输送框架与所述升降机构连接；所述输送框架内侧的端部设置有限位挡杆，所述限位挡杆的外侧设置有缓冲层；所述到位检测单元包括第一到位检测传感器，所述第一到位检测传感器设在所述限位挡杆上；

所述定位机构包括四根竖向设置的定位销，所有所述定位销分别位于所述输送框架内两侧，各所述定位销的顶端为定位部；其中一根所述定位销设置为圆柱销，剩余三根所述定位销设置为棱形销；

所述定位机构还包括至少两块阻挡块、及带动各所述阻挡块移动的阻挡动力，所述阻挡动力与所述控制机构电连接；各所述阻挡块均位于所述输送框架内侧；且其中一个所述阻挡块周围设置有与所述控制机构电连接的接近传感器；

所述升降机构包括至少两根分设在所述底部支架两侧的升降柱、带动各所述升降柱升降的滚珠丝杠、及与所述滚珠丝杠传动连接的升降电机，各所述升降柱的顶端均与所述输送框架底部固定连接；

所述到位检测单元包括从低到高设置的第二到位检测传感器、第三到位检测传感器和第四到位检测传感器，所述第二到位检测传感器用于检测所述升降机构下降是否到位，所述第三到位检测传感器用于检测所述升降机构上升是否到位，所述第四到位检测传感器用于检测所述升降机构上升停止后是否继续上升。

2.根据权利要求1所述的智能化高效无模铸造精密成形机，其特征在于，所述底部支架上还设置有排屑装置，所述排屑装置包括位于所述输送框架下方的底部排屑机，及位于所述底部支架外侧的提升排屑机。

3.根据权利要求2所述的智能化高效无模铸造精密成形机，其特征在于，所述底部支架上设置有锥形顺屑板，所述顺屑板位于所述输送框架之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的智能化高效无模铸造精密成形机，其特征在于，还包括钣金外壳和/或钣金内壳；

所述钣金外壳罩设在所述运动装置的外侧，所述钣金外壳上设置有除尘管，所述除尘管外接除尘机；所述控制机构包括操作面板，所述操作面板位于所述钣金外壳的外侧；

所述钣金内壳罩设在所述运动装置的外侧。

5.根据权利要求4所述的智能化高效无模铸造精密成形机，其特征在于，所述运动装置包括刀库，所述刀库内设置有多个刀具、及带动各所述刀具转动切换的转动机构，所述转动机构与所述控制机构电连接。