一种自动化冷铁放置系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及冷铁自动放置装置技术领域，尤其是涉及一种自动化冷铁放置系统。


背景技术：

[0002]
连体缸盖内腔复杂、壁厚不均匀、热结较多，缩松倾向较大，因此，在制芯过程中通常使用冷铁均衡温度场，以减小或消除热节，实现均衡凝固，降低缩松倾向。但目前，制芯设备多为封闭工作环境，需要操作人员进入制芯设备工作空间，往芯盒内放置冷铁，这种方式危险性高、效率低，严重制约冷铁工艺的批量化使用。
[0003]
因此，如何降低往芯盒内放置冷铁的危险性，提高效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种自动化冷铁放置系统，以降低往芯盒内放置冷铁的危险性，提高效率。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
[0006]
一种自动化冷铁放置系统，包括架体、冷铁胎具、驱动装置和冷铁取放装置；
[0007]
所述架体包括安全区和设备工作区域；
[0008]
所述冷铁胎具可滑移安装在所述架体上，所述驱动装置的驱动端与所述冷铁胎具连接，带动所述冷铁胎具在所述安全区和所述设备工作区域滑移，
[0009]
所述冷铁胎具上开设有用于放置冷铁的随型凹槽；
[0010]
当所述冷铁胎具运动到所述设备工作区域内时，所述冷铁取放装置能够夹取所述冷铁胎具上的冷铁并放置到芯盒的待放置位。
[0011]
在一个具体的实施方案中，所述驱动装置为无杆气缸；
[0012]
所述无杆气缸的缸体安装在所述架体上，横跨所述设备工作区域及所述安全区，所述冷铁胎具位于所述无杆气缸的上方，且固定在所述无杆气缸的滑块上，通过所述无杆气缸滑块的滑动能够带动所述冷铁胎具往返于所述安全区和所述设备工作区域。
[0013]
在另一个具体的实施方案中，所述自动化冷铁放置系统还包括限位开关；
[0014]
所述限位开关安装在所述架体上，位于所述设备工作区域，且所述限位开关与所述无杆气缸信号连接；
[0015]
当所述无杆气缸的滑块带动所述冷铁胎具碰到所述限位开关时，所述无杆气缸的滑块停止运动。
[0016]
在另一个具体的实施方案中，所述冷铁取放装置包括电磁铁和动力件；
[0017]
所述电磁铁安装在所述动力件上，所述动力件驱动所述电磁铁移动到所述冷铁胎具处，吸取所述冷铁，并输送到所述芯盒的待放置位。
[0018]
在另一个具体的实施方案中，所述冷铁取放装置还包括感应器；
[0019]
所述感应器安装在所述电磁铁上，当所述感应器与所述冷铁接触并接收到压力后，所述电磁铁通电，通过磁力将所述冷铁从所述冷铁胎具中吸出。
[0020]
在另一个具体的实施方案中，所述冷铁取放装置还包括外框和安装板；
[0021]
所述外框与动力件连接，所述安装板安装在所述外框上；
[0022]
所述电磁铁的个数为多个，均安装在所述安装板上。
[0023]
在另一个具体的实施方案中，所述自动化冷铁放置系统还包括砂芯夹板；
[0024]
所述砂芯夹板安装在所述外框内，用于夹取芯盒内的砂芯。
[0025]
在另一个具体的实施方案中，所述安装板上开设有用于吹扫所述芯盒的待放置位上的散砂的吹清口。
[0026]
在另一个具体的实施方案中，所述外框上设置有快换连接盘，用于与所述动力件连接。
[0027]
在另一个具体的实施方案中，所述安全区和所述设备工作区域之间设置有安全围栏。
[0028]
根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。
[0029]
在本实用新型的一个具体实施例中，自动化冷铁放置系统使用时，人工在安全区将冷铁放置到冷铁胎具的随型凹槽内，接着，驱动装置启动，带动冷铁胎具移动到设备工作区域内；最后，冷铁取放装置夹取冷铁胎具上的冷铁并放置到芯盒的待放置位。本实用新型公开的自动化冷铁放置系统避免了操作人员进入制芯设备工作空间，往芯盒内放置冷铁，降低了操作人员的危险性，提高了放置冷铁的效率。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1为本实用新型提供的冷铁胎具安装在架体上的结构示意图；
[0032]
图2为本实用新型提供的冷铁取放装置的结构示意图；
[0033]
图3为本实用新型提供的冷铁胎具的结构示意图；
[0034]
图4为图3的a-a结构示意图；
[0035]
图5为本实用新型提供的电磁铁吸取冷铁时的结构示意图；
[0036]
图6为本实用新型提供的自动化冷铁放置系统夹取砂芯时的结构示意图；
[0037]
图7为本实用新型提供的芯盒内固定冷铁时的结构示意图；
[0038]
图8为本实用新型提供的自动化冷铁放置系统放置冷铁到芯盒时的结构示意图。
[0039]
其中，图1-图8中：
[0040]
架体1、冷铁5、冷铁胎具2、冷铁取放装置4、驱动装置3、安全区101、设备工作区域102、随型凹槽201、限位开关6、电磁铁401、感应器402、外框403、安装板404、砂芯12、砂芯夹板7、吹清口405、快换连接盘8、安全围栏9、地脚螺栓10、导轨11、芯盒13、强磁铁14。
具体实施方式
[0041]
为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1-图8和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0042]
名词解释：
[0043]
制芯：使用射芯机将一定要求的砂子与树脂经一定的工序制成的一种形成一定几何形状，以此形成铸件型腔的铸型填充物。
[0044]
芯盒：制芯过程中使用的工艺装备，设计芯盒时需要根据砂芯的特点、生产批量和生产条件等因素来确定芯盒材料及结构形式。
[0045]
冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在铸件表面放置的金属块。
[0046]
胎具：为固定冷铁位置而制作的模型。
[0047]
如图1-8所示，本实用新型提供了一种自动化冷铁放置系统，其中，自动化冷铁放置系统包括架体1、冷铁胎具2、驱动装置3和冷铁取放装置4。
[0048]
架体1可以通过金属管焊接而成，也可以通过型材拼接而成。具体地，架体1包括安全区101和设备工作区域102，操作人员在安全区101内放置冷铁5，避免了操作人员进入制芯设备工作空间操作。
[0049]
为了便于调节架体1的高度，在架体1的底端连接有地脚螺栓10，通过拧动地脚螺栓10，实现架体1整体高度的升降调节。
[0050]
冷铁胎具2可滑移安装在架体1上，具体地，可以在架体1上设置导轨11，冷铁胎具2上开设与导轨11滑动连接的导槽；也可以是在架体1上开设滑槽，在冷铁胎具2上设置与滑槽滑动配合的滑轨，只要满足能够实现冷铁胎具2与架体1的可滑移安装均属于本实用新型的保护范围。
[0051]
驱动装置3的驱动端与冷铁胎具2连接，带动冷铁胎具2在安全区101和设备工作区域102滑移。需要说明的是，驱动装置3为任意能够带动冷铁胎具2运动的结构，例如，无杆气缸、液压缸、丝杠螺母或者齿轮齿条等结构。
[0052]
冷铁胎具2上开设有用于放置冷铁5的随型凹槽201，如图4所示，具体地，随型凹槽201的个数不限，根据需要可以设置任意个。
[0053]
当冷铁胎具2运动到设备工作区域102内时，冷铁取放装置4能够夹取冷铁胎具2上的冷铁5并放置到芯盒13的待放置位。
[0054]
具体地，芯盒13在制作过程中已在相应位置嵌入强磁铁14，靠芯盒13上的强磁铁14将冷铁5固定。
[0055]
自动化冷铁放置系统使用时，人工在安全区101将冷铁5放置到冷铁胎具2的随型凹槽201内，接着，驱动装置3启动，带动冷铁胎具2移动到设备工作区域102内；最后，冷铁取放装置4夹取冷铁胎具2上的冷铁5并放置到芯盒13的待放置位。本实用新型公开的自动化冷铁放置系统避免了操作人员进入制芯设备工作空间，往芯盒13内放置冷铁5，降低了操作人员的危险性，提高了放置冷铁5的效率。
[0056]
在一些实施例中，本实用新型具体公开了驱动装置3为无杆气缸，无杆气缸的缸体安装在架体1上，且无杆气缸横跨设备工作区域102及安全区101，冷铁胎具2位于无杆气缸的上方，且固定在无杆气缸的滑块上，通过无杆气缸滑块的滑动能够带动冷铁胎具2往返于安全区101和设备工作区域102。
[0057]
进一步地，本实用新型公开了自动化冷铁放置系统还包括限位开关6，限位开关6安装在架体1上，位于设备工作区域102，且限位开关6与无杆气缸信号连接，当无杆气缸的滑块带动冷铁胎具2碰到限位开关6时，无杆气缸的滑块停止运动。具体地，限位开关6的个数为2个，分别设置在无杆气缸的两侧，且位于无杆气缸的上方。只要任意一个限位开关6检测到冷铁胎具2，无杆气缸就停止运动。需要说明的是，限位开关6的个数可以根据需要增减。也可以设置其它距离传感器等代替限位开关6，当使用距离传感器时，距离传感器检测到冷铁胎具2和距离传感器的距离到达预设值时，无杆气缸停止运动。
[0058]
在一些实施例中，冷铁取放装置4包括电磁铁401和动力件，如图5所示，电磁铁401安装在动力件上，动力件驱动电磁铁401移动到冷铁胎具2处，吸取冷铁5，并输送到芯盒13的待放置位。
[0059]
具体地，通过电磁铁401的通断电实现对冷铁5的抓取及释放。需要说明的是，也可以通过真空吸附装置代替电磁铁401。
[0060]
进一步地，冷铁取放装置4还包括感应器402，感应器402安装在电磁铁401上，当感应器402与冷铁5接触并接收到压力后，电磁铁401通电，通过磁力将冷铁5从冷铁胎具2中吸出。感应器402的设置便于电磁铁401准确的将冷铁5从冷铁胎具2中吸出。
[0061]
更进一步地，冷铁取放装置4还包括外框403和安装板404，外框403与动力件可拆卸连接，安装板404安装在外框403上，电磁铁401的个数为多个，均安装在安装板404上。具体地，动力件可以是机械手等。
[0062]
为了便于砂芯12的夹取，本实用新型公开了自动化冷铁放置系统还包括砂芯夹板7，砂芯夹板7安装在外框403内，用于夹取芯盒13内的砂芯12。具体地，砂芯夹板7可以通过气缸或者液压缸等伸缩件可伸缩安装在外框403内，通过气缸或者液压缸等伸缩带动砂芯夹板7夹取砂芯12或者松开砂芯12。更具体地，砂芯夹板7面对面设置在外框403内。
[0063]
进一步地，本实用新型公开了安装板404上开设有用于吹扫芯盒13的待放置位上的散砂的吹清口405，通过吹清口405能够将放冷铁5位置的散砂吹干净。
[0064]
更进一步地，本实用新型公开了外框403上设置有快换连接盘8，用于与动力件连接。外框403通过快换连接盘8与机器人连接，可实现自动更换夹具，提高了工作效率，降低了工人劳动强度。
[0065]
在一些实施例中，安全区101和设备工作区域102之间设置有安全围栏9，避免操作人员误入设备工作区域102，进一步提高操作人员安全性。
[0066]
本实用新型公开的自动化冷铁放置系统中，还包括主运行控制器、胎具运行控制器和冷铁到位检测装置，冷铁5到位检测装置、胎具运行控制器、冷铁取放装置4及砂芯夹板7均与主运行控制器信号连接，冷铁到位检测装置与胎具运行控制器信号连接，胎具运行控制器与冷铁取放装置4信号连接，冷铁取放装置4与砂芯夹板7信号连接。
[0067]
冷铁到位检测装置负责检测冷铁5是否都准确放置在冷铁胎具2内，并通知主运行控制器。胎具运行控制器负责根据主控制器指令以及冷铁5到位检测装置的状态，输送冷铁胎具2到达设备工作区域102。冷铁取放装置4负责根据主运行控制器指令将到达设备工作区域102的冷铁5夹取并运送至芯盒13进行安装。砂芯夹板7用于对制芯完成的砂芯12进行取出，并放置到生产线备用。主运行控制器是整个系统的控制器，负责协调系统的正常运行，并与其它联动装置控制器通讯，从而实现自动化生产线的接入。
[0068]
本实用新型公开的自动化冷铁放置系统使用时，人工在安全围栏9外的冷铁胎具2上的随型凹槽201内放置冷铁5，可实现精准定位，如图1所示，通过更换冷铁胎具2，可实现不同产品不同位置放置冷铁5需求，适应范围广；放置完毕冷铁5后，人工按下自动化冷铁放置系统的开关，冷铁胎具2在无杆气缸的滑块带动下，沿导轨11进入设备工作区域102，碰到限位开关6后停止运动；接着，冷铁取放装置4在程序控制下进行夹取冷铁5，当感应器402与冷铁5接触并接收到压力后，启动电磁铁401，靠磁力将冷铁5从冷铁胎具2中吸取出来；冷铁5从冷铁胎具2里取走之后，通过程序控制，冷铁胎具2自动返回至人工放置冷铁5位置；按照程序设定，制芯设备完成制芯后，安全门打开，芯盒13从制芯设备里开出，此时，该冷铁取放装置4通过砂芯夹板7首先将砂芯12从芯盒13里夹取出来，如图6所示；然后通过吹清口405将放冷铁5位置的散砂吹干净，芯盒13在制作过程中已在相应位置嵌入强磁铁14，如图7所示，该冷铁取放装置4将冷铁5放到芯盒13指定位置后松开电磁铁401，靠芯盒13中的强磁铁14将冷铁5固定，如图8所示；放完冷铁5后，该冷铁取放装置4将砂芯12放到辊道线指定位置，然后开始下一循环。
[0069]
本实用新型具有如下优点：
[0070]
1）操作人员无需进入设备工作区域102内放置冷铁5，消除了安全隐患；
[0071]
2）设备可实现连续运作，生产效率得到了极大的提高，可满足批量工艺需求；
[0072]
3）冷铁胎具2及电磁铁401为单独零部件，可根据产品不同进行更换，极大的拓展了该系统的使用范围，适用性强；
[0073]
4）冷铁取放装置4通过快换连接盘8与机器人连接，可实现自动更换夹具，提高了工作效率，降低了工人劳动强度；
[0074]
5）自动化放置冷铁5位置精度高，提高了工艺稳定性。
[0075]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0076]
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

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