铸造毛坯件的自动清整线及其清整方法

摘要

本发明提供一种铸造毛坯件的自动清整线及其清整方法，包括上料线、机器人、铣毛刺装置、落砂装置、切冒口装置、缓存台、下料线，清整方法包括人工吊装、辊道输送定位、铣毛刺、铸件落砂、切割铸件冒口、辊道输送。通过本发明的自动清整线能够有效降低工人劳动强度，减少操作工人数量降低用工成本，提高劳动生产率；机器人及各装置上的夹具能够适用不同工件，具有较大适用性，而且通过机器人取件放件使产品质量有着较高的重复性，较于人工操作大大提升了产品的质量及稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，尤其涉及一种铸造毛坯件的自动清整线；

本发明还涉及一种铸造毛坯件的自动清整线的清整方法。

背景技术

随着企业间的竞争加剧，自动化的生产是体现企业实力的支柱，拥有先进的生产设备， 成为衡量企业实力的标杆。自动化生产是应对现阶段用工荒的最好方式，用机械的自动化代 替繁重的人力劳动，不但提高了生产效率，也大大的节约了劳动成本，是企业在同行业有效 竞争的好帮手。

在铸造毛坯件时，现有技术中通常采用人工搬运产品进行落砂切割工序，毛坯件重量较 大，工人在搬运过程中，每天每人搬运达15.7吨，比较费力费时，重复劳动可能会对操作人 员的身体造成重复性损伤，

而且铸件在加工时，铸件底部往往会产生一种类似“花生壳”的毛刺，因为没有专用设 备，操作工往往通过敲、切、磨等方式手动除去该毛刺，既存在安全隐患，也不利于全局自 动化发展。产品上的“花生壳”方便落砂，这种工作方式，劳动强度大，安全隐患高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种铸造毛坯件 的自动清整线及其清整方法，来改善工人劳动强度，提高劳动生产率。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种铸造毛坯件的自动清整线，包括：

上料线，用于将工件输送至机器人抓取位置，所述上料线包括上料辊道、上料台、 定位台；

机器人，设置在所述上料线两侧，用于取放各工序中的工件，所述机器人的抓手行 程路径上分别设有铣毛刺装置、落砂装置、切冒口装置；

铣毛刺装置，用于将所述工件的端面毛刺铣去，所述铣毛刺装置包括工件夹具和一 相对所述工件夹具运动的动力头，所述动力头前端设有铣刀；

落砂装置，用于将工件中的泥芯消除，所述落砂装置为振动落砂机；

切冒口装置，用于将工件的冒口切除，所述切冒口装置包括放件台和一相对所述放 件台运动的切割锯；

下料线，用于将落砂后及冒口切割完成的工件输送至收集处，所述下料线包括下料 台及下料辊道。

进一步地，所述落砂装置包括一振动工作台，所述振动工作台上设有一工件容置腔，工 作容置腔的前侧壁上设有压紧气囊，工件容置腔的后侧壁构成工件定位面，工件定位面上设 有开口，开口内设有气锤。

进一步地，所述工件定位面上设有定位架，所述定位架包括一左右方向设置的横杆，横 杆上设有两个限位凸块，所述两个限位凸块的距离不小于所述工件的宽度。

进一步地，所述切冒口装置包括一切割箱，所述切割箱内设置有可滑动切割锯，所述切 割箱相对机器人的一侧设有入料口，所述放件台铰接在所述入料口下方，所述放件台正面设 有夹具，所述放件台背面连接锁紧缸。

进一步地，所述放件台为可翻转放件台，翻转时所述放件台上翻封闭所述入料口。

进一步地，所述切冒口装置的出料口下方设有冒口辊道。

进一步地，所述机器人外围设有用于暂存等待进行下道工序的工件的多个缓存台。

进一步地，所述机器人的抓手为可拆卸抓手。

本发明还提供一种铸造毛坯件的自动清整线的清整方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)上料线通过上料辊道将来料工件输送至机器人抓取位置的定位台；

2)机器人从定位台上抓取产品放入铣毛刺装置中；

3)铣毛刺装置运行至铣毛刺结束后，机器人将工件自铣毛刺装置搬至等待区；

4)机器人将工件自等待区放入落砂装置中；

5)落砂装置运行至落砂结束后，机器人将工件自落砂装置搬至等待区；

6)机器人将工件自等待区放入切冒口装置中；

7)切冒口装置运行至切割结束后，机器人将工件自切冒口装置搬至下料线；

8)下料线将工件输送至收集处。

进一步地，步骤7)中，所述切冒口装置的出料口下方设有冒口辊道，切割结束后，掉 落的冒口通过冒口辊道输送出去。

通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：

通过本发明的自动清整线能够有效降低工人劳动强度，减少操作工人数量降低用工成本， 提高劳动生产率；机器人及各装置上的夹具能够适用不同工件，具有较大适用性，而且通过 机器人取件放件使产品质量有着较高的重复性，较于人工操作大大提升了产品的质量及稳定 性。

附图说明

图1为本发明铸造毛坯件的自动清整线的结构示意图；

图2为铣毛刺装置的结构示意图；

图3为切冒口装置的结构示意图。

元件标号说明：

1    上料线

2    机器人

3    铣毛刺装置

31   动力头

32   工件夹具

33   滑台

4    落砂装置

5    切冒口装置

51   放件台

511  夹具

52   切割锯

53   冒口辊道

6    下料线

7    缓存台

8    护栏

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以 配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施 的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整， 在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容 得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中 间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相 对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明铸造毛坯件的自动清整线及其清整方法，基于改善清整车间的劳动强度，减少车 间劳动力的输出的目的，整个自动清整线主要由上料线、机器人、铣毛刺装置、落砂装置、 切冒口装置、缓存台、下料线、PLC控制系统几个部分组成，整个工作过程大致为人工吊装、 辊道输送定位、铣毛刺、铸件落砂、切割铸件冒口、辊道输送。

以下本实施例以汽车领域的缸盖铸件为例，结合每个部分的具体结构和工作过程作进一 步详述：

上料线1，包括上料台、上料辊道、定位台，操作工通过气吊将待加工毛坯件吊到上料 辊道上，控制系统通过光电开关判断有工件并发讯控制上料辊道向前输送工件至辊道末端的 机器人抓取位置的定位台。有件光电信号触发，发讯夹紧气缸夹紧，松开完成工件定位，上 料台顶起产品，发讯机器人可以取件信号，机器人取件。

如图1所示，上料线两侧各设一机器人2，机器人2用于取放各工序中的工件，每个机 器人的抓手行程路径上均设有铣毛刺装置3、落砂装置4、切冒口装置5。作为进一步改进， 机器人的抓手为可拆卸抓手，通过更换适配不同工件的抓手来增加多样性，达到成本最优化。

铣毛刺装置3用于将工件的端面毛刺铣去。工件上的毛刺根据模具尺寸的不同而不同， 有的大有的小，无法具体定位，因此铣毛刺装置采用铣刀直接在铸件端面铣一刀来实现去除 毛刺的的功能。如图2所示，铣毛刺装置3包括工件夹具32和一相对工件夹具32运动的动 力头31，动力头31底部连接滑台33，动力头前端设有铣刀，通过滑台33带动铣刀向工件运 动，将工件端面的毛刺除去，使得工件中的泥芯在震动落砂的时候能从端面的孔中漏出。

落砂装置4用于将工件中的泥芯消除，本实施例中落砂装置4为高频震动落砂机，通过 高频锤击技术与高频晃动技术，将缸盖中的泥芯消除。落砂装置包括一振动工作台，振动工 作台上设有一工件容置腔，工作容置腔的前侧壁上设有压紧气囊，工件容置腔的后侧壁构成 工件定位面，工件定位面上设有开口，开口内设有气锤。工件被压紧气囊固定后，启动气锤 在铸件预设的位置锤击数10秒(时间可以根据产品尺寸大小设定)，在高频锤击力的作用下， 砂芯被分解成数块甚至数十块并与铸件内壁分离，被分解的砂芯块在型腔内有晃动的间隙， 同时外部的部分砂芯会脱落；停止锤击启动晃动机构，在两个振动电机的驱动下，铸件高频 晃动，砂芯块之间、砂芯块与铸件内壁之间相互碰撞、摩擦，砂芯块表面的砂粒铸件脱落， 并从缝隙中流出型腔。

因为在不断晃动中，这样的落芯方式会导致铸件的位置发生变化，所以在工件定位面上 设有定位架，定位架包括一左右方向设置的横杆，横杆上设有两个限位凸块，两个限位凸块 的距离不小于所述工件的宽度。铸件放置在两个限位凸块之间，通过定位架实现左右方向上 的限位，让铸件在锤击和震动的时候减少误差，使机器人在铸件清理完砂芯之后能准确的抓 取。

切冒口装置5用于将工件在浇铸过程中为了补缩而增加的冒口通过圆盘锯切割的方式去 除。如图3所示，切冒口装置5包括一切割箱，切割箱内设置有可滑动切割锯52，切割箱相 对机器人的一侧设有入料口。工件需放入入料口内进行加工，为避免机器人取放件时与切割 箱发生干涉，放件台51设置为铰接在入料口下方的可翻转放件台，放件台51正面设置固定 工件的夹具511。放件台51上翻封闭入料口，放件台51背面的锁紧缸锁紧，切割锯52运动 进行切冒口工序。切完后滑台后退，至原位后锁紧缸打开，打开到位放件台下翻至原位，夹 具打开发讯机器人可取件。

切冒口装置5的出料口下方设有冒口辊道53，将切除掉落的冒口自动传送到冒口收集箱， 以便物流处理。

下料线6用于将落砂后及冒口切割完成的工件输送至收集处，下料线6包括下料台及下 料辊道。同时，自动清整线中设有两个缓存台7，用来暂存等待进行下道工序的工件，以提 升整体工作效率。自动清整线外围设有外部安全护栏8及安全限位，降低操作工人因各种原 因造成的意外伤害。

本发明铸造毛坯件的自动清整线的清整流程如下：

1)操作工通过气吊将待加工毛坯件吊到上料辊道上，控制系统通过光电开关判断有工件 并发讯控制上料辊道向前输送工件至辊道末端的机器人抓取位置的定位台。有件光电信号触 发，发讯夹紧气缸夹紧，松开完成工件定位，上料台顶起产品，发讯机器人可以取件信号， 机器人取件。

2)铣毛刺装置内光电检测无工件时，夹具、滑台、操作门均在原位。机器人放件至铣毛 刺装置后发讯放件完成，夹具夹紧、操作门前进，滑台动力头旋转，前进至前位完成铣毛刺 工段。滑台后退、操作门打开、夹具放松，发讯可取件信号机器人取件。

3)机器人取件后，第一缓存台有件限位未触发，发讯机器人可放件，机器人放件并触发 有件限位。

4)落砂装置内光电测距信号检测可放件，机器人从第一缓存台取件并放入落砂装置内， 触发可压紧光电开关，气囊压紧。机器人抓爪放松退出落砂装置，安全门关闭进行落砂。

5)落砂装置运行至落砂结束后，安全门打开发讯可取件信号，机器人取件，压紧气囊打 开。

6)取件后第二缓存台有件限位未触发，发讯可放件，机器人放件并触发有件限位。

7)切冒口装置机光电开关检测工位无工件时，夹具、预压缸、放件台、锁紧缸均在原位。 发讯机器人可放件，机器人放件。放件后预压缸压紧后松开，夹具压紧，放件台上翻。放件 台上翻到位后锁紧缸锁紧，切割锯前进进行切冒口工序。切完后滑台后退，至原位后锁紧缸 打开，打开到位放件台下翻至原位，夹具打开发讯机器人可取件。

8)机器人取件后，下料台光电开关检测无工件，下料台的上升位感应，发讯机器人可放 件。机器人放件完成，发讯下料台下降至下降位感应，下料辊道自动运送工件至收集处。工 件离开，下料台光电工件检测无后，下料台上升至上升位。

9)重复以上动作。

根据上述流程，估算出在每一个路径上机器人所花费的时间，从而确定在单位时间内能 得到最多的完工产品的方案，具体估算时间如下表所示：

流程 时间(S) 机器人从原位运动到上料线抓取工件。 5 机器人将工件放置于铣毛刺装置中 6 机器人将铣完毛刺的工件放置在第一缓存台上 8 机器人将第一缓存台上的工件放置在落砂装置中 7 机器人将落砂装置中的工件放置在第二缓存台上 8 机器人将第二缓存台上的工件放置到切割装置中 8 机器人将切割装置中的工件下料到下料线上 8 机器人回到原位 6 总时间 56

综上所述，通过本发明的自动清整线能够有效降低工人劳动强度，减少操作工人数量降 低用工成本，提高劳动生产率；机器人及各装置上的夹具能够适用不同工件，具有较大适用 性，而且通过机器人取件放件使产品质量有着较高的重复性，较于人工操作大大提升了产品 的质量及稳定性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。