一种高效多工位铸造机及铸造方法与流程

本发明涉及低压铸造领域，具体而言，涉及一种高效多工位铸造机及铸造方法。

背景技术：

机械手在移动到放砂芯、合模、充型、下料、泡水的任何一个位置时候，其它的部件均处于等候的状态，机台的各工位有77％的时间在处于等候的状态，整个流程时间为52秒，用时最长的工序电炉充型，时间只有20秒，一天(24h)来计算，电炉有14.7h的时间在处于闲置保温状态，以电炉保温每小时30度电来计算，浪费441度电。如果需要换模具或者机械手需要保养，整个机台都要停顿，机台利用率就相当低，而且还影响生产。因此需要一款机台利用率高，铸造高效的多工位铸造机。

技术实现要素：

本发明提供了一种高效多工位铸造机及铸造方法，旨在改善多工位铸造机的机台利用率低的问题。

本发明是这样实现的：

一种高效多工位铸造机，包含：用于向注塑模具填充砂芯的第一工位、用于向注塑模具注入热熔材料的第二工位、用于放置从注塑模具移出的成型铸件的第三工位、用于浸泡模具的第四工位、以及机械手。所述机械手能够带动注塑模具依次经过第一工位、第二工位、第三工位和第四工位，并在注塑模具活动至相应工位时控制注塑模具相应动作以完成相应铸造步骤。所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位呈环形配置；所述机械手为2～4个，所述多工位铸造机还包含转动机构，所述转动机构能够在驱动所述机械手分别循环通过第一工位、第二工位、第三工位和第四工位；且所述转动机构每次转动，2～4个所述机械手均分别对应上述各工位之一。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，所述转动机构包括机架、转动安装于所述机架上的转动圆盘、用以驱动所述转动圆盘在水平面转动的驱动装置、位于转动圆盘下方且与转动圆盘固定连接的转动部；所述转动部的侧壁上还设有与所述机械手连接的延伸臂。

作为进一步改进，所述机械手包括固定于所述延伸臂上的升降驱动机构；连接于升降驱动机构并在升降驱动机构的驱动下做竖直升降运动的升降横梁；转动连接于升降横梁的翻转横梁，用于驱动翻转横梁绕其转动轴转动的翻转驱动机构；设于所述翻转横梁上并随翻转横梁转动的动模机械臂、定模机械臂；设于翻转横梁上的合模驱动机构，所述合模驱动机构用于驱动至少动模机械臂、定模机械臂中的其一沿翻转横梁移动以使动模机械臂、定模机械臂相互靠近；分别转动连接在动模机械臂、定模机械臂上的模具固定架；用于驱动所述模具固定架旋转的旋转驱动机构；设于模具固定架上，具有将成型铸件移出模具内的顶杆的顶出机构。

作为进一步改进，所述翻转横梁的两侧设有突出于翻转横梁的翻转横梁固定销，所述升降横梁上设有与翻转横梁固定销匹配的固定孔；所述翻转驱动机构为翻转液压缸，所述翻转液压缸的固定端转动连接于升降横梁，翻转液压缸的活动端转动连接于翻转横梁；翻转液压缸伸缩带动翻转横梁以翻转横梁固定销为轴进行翻转。

作为进一步改进，所述升降横梁的下方安装有轴承座，所述固定孔设于所述轴承座上，固定孔与翻转横梁固定销之间安装有轴承。

作为进一步改进，所述翻转横梁的至少一侧设有翻转液压缸固定销，所述翻转液压缸的活动端设有固定环，所述翻转液压缸固定销插设于固定环内并能在固定环内转动；所述翻转液压缸的固定端上设有翻转液压缸转动轴，升降横梁上设耳板，耳板上设有翻转液压缸安装孔，所述翻转液压缸转动轴销插设于翻转液压缸安装孔内并能在翻转液压缸安装孔内转动；所述翻转横梁固定销、翻转液压缸固定销和翻转液压缸转动轴两两平行设置。

作为进一步改进，所述第一工位、所述第二工位、所述第三工位和所述第四工位均匀环绕于所述转动圆盘的轴心设置，所述机械手为四个且与上述各工位一一对应。

作为进一步改进，所述第四工位包括：

石墨槽本体，所述石墨槽本体具有用于装载石墨水的第一水槽以及第二水槽；所述第一水槽与所述第二水槽分别用于装载前模或后模；

搅拌机构，所述搅拌机构用于搅拌所述第一水槽以及所述第二水槽中的石墨水，以使所述石墨水处于活动状态；

冷却机构，所述冷却机构用于降低所述第一水槽以及所述第二水槽内石墨水的温度。

作为进一步改进，还包括用于检测模具氧化物含量的检测机构，用于洗模的第五工位；所述第五工位相邻于第四工位以及第一工位设置，且位于第一工位、第二工位、第三工位、第四工位的所形成的环形圈外。

本发明还提供一种铸造方法，由如上所述的多工位铸造机执行。

s1,将四件动模与四件定模分别安装在机械手的模具固定架上。

s2，对应第一工位的机械手与第一工位相配合执行放砂芯工序；而后机械手进行合模工序。

s3，转动机构驱动所述机械手转动一次，对应第二工位的机械手与第二工位相配合执行充型工序；同时执行完成s2工序。

s4，转动机构驱动所述机械手转动一次，对应第三工位的机械手与第三工位相配合执行下料工序；同时执行完成s2、s3工序。

s5，转动机构驱动所述机械手转动一次，对应第四工位的机械手与第四工位相配合执行泡水工序；同时执行完成s2、s3、s5工序。

s6，反复执行s5工序。

s7，依次停止执行对应第一工位、第二工位、第三工位、第四工位的工序，停机。

本发明通过上述设计得到的多工位铸造机，利用圆周转盘式控制多个机械手，配合环形设置的第一至第四工位。将传统的低压铸造领域在一生产周期中，一个生产周期中“放砂芯、合模、充型、下料、泡水”仅能生产一份铸件，修改为将一生产周期分为四个需要工位配合的工序“放砂芯、充型、下料、泡水”，其中合模为放砂芯之后由机械手直接进行合模操作，无需与其他工位配合，可归于放砂芯工序中，以上四个工序可同时进行，当以上四个工序全部完成时，转动机构转动一次，即可生产出一铸件，因此，在本发明中，虽然总生产周期变长，但每一生产周期可生产出四份铸件，提供了机台的利用率，且充分利用了耗电最大且工序时间最久的第二工位，令其不被闲置。第二工位需要用到电炉室，以及升液管加热器均是耗能大的设备。从而在提高效率的同时减少电能损耗，降低二氧化碳排放量，节能环保。

此外，将第一工位至第四工位环形设置，有利于减少机台整体的占地面积，充分利用空间，节约场地资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一种高效多工位铸造机的第一视角的示意图；

图2是本发明实施例一种高效多工位铸造机的第二视角的示意图；

图3是图1中转动机构的结构示意图；

图4是图3中a1局部放大示意图；

图5为本发明实施例1的机械手在下料状态的结构示意图；

图6为本发明实施例1的机械手在泡水状态的结构示意图；

图7为本发明实施例1的机械手在合模状态的结构示意图；

图8为本发明实施例2的第四工位的结构示意图；

图9为图8的剖视示意图。

图标：

动模x1、定模x2、

第一工位11、第二工位12、第三工位13、第四工位14、第五工位15、机械手20、

升降驱动机构21、升降横梁22、翻转横梁23、翻转驱动机构24、动模机械臂25、定模机械臂26、合模驱动机构27、模具固定架28、旋转驱动机构29、顶出机构30、翻转横梁固定销31、轴承座32、耳板34、

转动机构50、转动圆盘51、驱动装置52、转动部53、延伸臂54、机架55、

石墨槽本体61、第一水槽62、第二水槽63、搅拌机构64、冷却机构65、第一搅拌机66、第二搅拌机67、搅拌主轴68、搅拌叶轮69。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

请参考图1至图7。一种高效多工位铸造机，包含：用于向注塑模具填充砂芯的第一工位11、用于向注塑模具注入热熔材料的第二工位12、用于放置从注塑模具移出的成型铸件的第三工位13、用于浸泡模具的第四工位14、以及机械手20。

所述机械手20能够带动注塑模具依次经过第一工位11、第二工位12、第三工位13和第四工位14，并在注塑模具活动至相应工位时控制注塑模具相应动作以完成相应铸造步骤。比如，与第一工位11相配合执行放砂芯作业，机械手20自动完成合模作业，与第二工位12相配合完成充型作业；与第三工位13配合完成组件的下料作业，与第四工位14相配合完成模具的泡水作业。

所述第一工位11、第二工位12、第三工位13和第四工位14呈环形配置。在本实施例中，所述机械手20共有4个，且与上述各工位一一对应。

所述多工位铸造机还包含转动机构50，所述转动机构50能够在驱动所述机械手20分别循环通过第一工位11、第二工位12、第三工位13和第四工位14；且所述转动机构50每次转动，4个所述机械手20均分别对应上述各工位之一。需要说明的是，当第一工位11、第二工位12、第三工位13和第四工位14顺时针分布时，转动机构50驱动机械手20顺时针转动，当第一工位11、第二工位12、第三工位13和第四工位14逆时针分布时，转动机构50驱动机械手20逆时针转动。

本发明通过上述设计得到的多工位铸造机，利用圆周转盘式控制多个机械手20，配合环形设置的第一至第四工位14。将传统的低压铸造领域在一生产周期中，一个生产周期中“放砂芯、合模、充型、下料、泡水”仅能生产一份铸件，修改为将一生产周期分为四个需要工位配合的工序“放砂芯、充型、下料、泡水”，其中合模为放砂芯之后由机械手20直接进行合模操作，无需与其他工位配合，可归于放砂芯工序中，以上四个工序可同时进行，当以上四个工序全部完成时，转动机构50转动一次，即可生产出一铸件，因此，在本发明中，虽然总生产周期变长，但每一生产周期可生产出四份铸件，提供了机台的利用率，且充分利用了耗电最大且工序时间最久的第二工位12，令其不被闲置。第二工位12需要用到电炉室，以及升液管加热器均是耗能大的设备。从而在提高效率的同时减少电能损耗，降低二氧化碳排放量，节能环保。

请参考图3与图4，所述转动机构50包括机架55、转动安装于所述机架55上的转动圆盘51、用以驱动所述转动圆盘51在水平面转动的驱动装置52、位于转动圆盘51下方且与转动圆盘51固定连接的转动部53。所述转动部53的侧壁上还设有与所述机械手20连接的延伸臂54。该延伸臂54可用于增加机械手20与转动圆盘51的转动轴心的距离，使得位于转动圆盘51下方的第一工位11至第四工位14可以有更宽裕的空间进行设置，避免将转动圆盘51设置过大而增加驱动阻力，浪费能量。

由于需要承担多个机械手20的驱动，需要强大的轴向转动力，因此，在本实施例中，转动圆盘51的外周圈设置为齿轮状，驱动装置52采用两个驱动电机，该驱动电机的输出轴设置有与转动圆盘51外周圈啮合的齿轮。

请参考图5至图7：所述机械手20包括升降驱动机构21、升降横梁22、翻转横梁23、翻转驱动机构24、合模驱动机构27、动模机械臂25、定模机械臂26、

升降驱动机构21的顶部与延伸臂54固定连接。升降横梁22连接于升降驱动机构21，且升降横梁22在升降驱动机构21的驱动下在竖直方向上做升降运动。

翻转横梁23转动连接于升降横梁22，并在翻转驱动机构24的驱动下绕翻转横梁23与升降横梁22连接的转动轴线转动。动模机械臂25、定模机械臂26设于所述翻转横梁23上，并能够随翻转横梁23转动。

翻转横梁23上安装有合模驱动机构27，在合模驱动机构27的作用下，至少一条机械臂能沿着翻转横梁23的长轴方向移动从而使两条机械臂之间的距离减小，使两条机械臂相互靠近或远离从而实现合模和开模。两条机械臂的端部分别安装有模具固定架28，分别用于安装铸造用的动模x1和定模x2。两个模具固定架28分别转动连接在两条机械臂的端部，在设于机械臂内的旋转驱动机构29的驱动下，模具固定架28能沿其转动轴发生转动，使动模x1或定模x2的开口方向改变，实现下料、泡水等操作。模具固定架28上还设有顶出机构30，顶出机构30具有能向模具固定架28外移动的顶杆，从而将成型铸件顶出模具。

请参考图6，所述翻转横梁23的两侧设有突出于翻转横梁23的翻转横梁固定销31，所述升降横梁22上设有与翻转横梁固定销31匹配的固定孔；所述翻转驱动机构24为翻转液压缸，所述翻转液压缸的固定端转动连接于升降横梁22，翻转液压缸的活动端转动连接于翻转横梁23；翻转液压缸伸缩带动翻转横梁23以翻转横梁固定销31为轴进行翻转。

进一步的，所述升降横梁22的下方安装有轴承座32，所述固定孔设于所述轴承座32上，固定孔与翻转横梁固定销31之间安装有轴承。

其中，所述翻转横梁23的至少一侧设有翻转液压缸固定销，所述翻转液压缸的活动端设有固定环。所述翻转液压缸固定销插设于固定环内并能在固定环内转动。

所述翻转液压缸的固定端上设有翻转液压缸转动轴，升降横梁22上设耳板34，耳板34上设有翻转液压缸安装孔，所述翻转液压缸转动轴销插设于翻转液压缸安装孔内，并能在翻转液压缸安装孔内转动；所述翻转横梁固定销31、翻转液压缸固定销和翻转液压缸转动轴两两平行设置。当然，翻转驱动机构24也可以为翻转气缸，此处不再赘述。

请参考图1，在本实施中，还包括用于检测模具氧化物含量的检测机构，用于洗模的第五工位15。所述第五工位15相邻于第四工位14以及第一工位11设置，且位于第一工位11、第二工位12、第三工位13、第四工位14的所形成的环形圈外。当模具被长时间使用后，其氧化含量会增加，当其增加到一定程度时，利用第五工位15进行洗模。

本发明还提供一种铸造方法，由如上所述的多工位铸造机执行。

s1,将四件动模与四件定模分别安装在机械手20的模具固定架28上。

s2，对应第一工位11的机械手20与第一工位11相配合执行放砂芯工序；而后机械手20进行合模工序。

s3，转动机构50驱动所述机械手20转动一次，对应第二工位12的机械手20与第二工位12相配合执行充型工序；同时执行完成s2工序。

s4，转动机构50驱动所述机械手20转动一次，对应第三工位13的机械手20与第三工位13相配合执行下料工序；同时执行完成s2、s3工序。

s5，转动机构50驱动所述机械手20转动一次，对应第四工位14的机械手20与第四工位14相配合执行泡水工序；同时执行完成s2、s3、s5工序。

s6，反复执行s5工序。

s7，依次停止执行对应第一工位11、第二工位12、第三工位13、第四工位14的工序，停机。

进一步的，设定放砂芯作业时间为12s，合模作业时间为8s；充型作业时间为20s，下料作业时间为6s，泡水作业时间为6s。从而高效率生产。

采用本铸造方法对机台的利用率高，且生产速度快。

实施例2：

请参考图8至图9。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和实施例1基本相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。

在本实施例中，所述第一工位11、所述第二工位12、所述第三工位13和所述第四工位14均匀环绕于所述转动圆盘51的轴心设置，所述机械手20为3个，于初始状态时，分别与第一工位11、第三工位13、第四工位14相对应，且所述转动机构50每次转动，3个所述机械手20均分别对应上述各工位之一。

因此与实施例1不同之处在于，实施例1每个生产周期可以生产4个成型铸件，本实施例每个周期可生产3个铸件。

在本实施例中，所述第四工位14包括：石墨槽本体61、搅拌机构64和冷却机构65。

所述石墨槽本体61具有用于装载石墨水的第一水槽62以及第二水槽63。第一水槽62以及第二水槽63通过一侧壁板隔开，使得所述第一水槽62与所述第二水槽63分别用于装载动模x1或定模x2。从而避免在模具泡水冷却的过程中，动模x1和定模x2相互干扰，或者仅能以先后顺序泡水，影响工作效率。

其中，所述搅拌机构64用于搅拌所述第一水槽62以及所述第二水槽63中的石墨水，以使所述石墨水处于活动状态。所述冷却机构65用于降低所述第一水槽62以及所述第二水槽63内石墨水的温度。

本石墨槽提供了用于装载石墨水的第一水槽62以及第二水槽63。通过冷却机构65和石墨水结合，利用石墨水的良好的化学稳定性，耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，加速模具的冷却。同时，通过搅拌机构64，使石墨水处于流动状态，充分与模具表面接触，使模具能够粘上石墨粉；而模具的砂型型腔表面在石墨粉的作用下，可以防止铸件粘砂，可以减少铸件表面的夹砂和冲砂，有利于产品的顺利脱模。

此外，采用第一水槽62以及第二水槽63的方式，可以将动模和定模分别放置，避免其相互干扰，降低冷却效果和模具表面粘石墨粉的效果。从而进一步是模具表面粘石墨粉更多更均匀，更有利于帮助产品的顺利脱模。

请参考图8与图9，所述搅拌机构64包括固定设置于所述第一水槽62外侧壁的第一搅拌机66，以及固定设置于所述第二水槽63外侧壁的第二搅拌机67。第一搅拌机66和第二搅拌机67均具有搅拌机本体、驱动电机、搅拌主轴68和搅拌叶轮69。其中，搅拌机本体通过焊接或铆接固定设置在石墨槽本体61的外侧壁上，从而节约水槽内的内部空间。

对应的，所述第一水槽62侧壁和所述第二水槽63侧壁均设有供所述第一搅拌机66以及所述第二搅拌机67的搅拌主轴68穿过的第一通孔。所述第一搅拌机66以及所述第二搅拌机67的搅拌主轴68通过该第一通孔伸入第一水槽62或第二水槽63内，其末端连接有搅拌叶轮69。因此，当搅拌机工作时，搅拌叶轮69能够充分搅动石墨水，加速模具的冷却并且令石墨水更多次与模具相摩擦，留下石墨粉粘在模具表面，从而令产品更顺利的脱模。

所述搅拌主轴68倾斜朝下从所述第一通孔穿入槽内，为了安装方便，或提升搅拌叶轮69的稳定性和耐用性，所述搅拌主轴68与所述搅拌叶轮69所在的平面相垂直。因此，所述搅拌主轴68与水平面的夹角的优选范围为30～50°，通过如此设置让搅拌叶轮69与水平面形成对应的40～60°夹角，使得当搅拌叶轮69旋转时，不仅可以带动竖向方向的石墨水液体流动，还可以带动横向方向的石墨水液体流动，有助于将流动的石墨水搅动至模具表面，与模具更多的接触。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。