用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具的制作方法
【專利摘要】用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具為組合式的卡爪形式以適應搖枕和側架的混線生產，并且搖枕卡爪通過平行氣爪的移動具有浮動夾持功能，避免了夾持過程中兩套夾持卡爪對被夾持的鑄型砂芯的過定位，即保證了鑄型砂芯的穩定抓取，又避免了因為過定位等原因導致的對鑄型砂芯的損壞。側架和方塊芯卡爪通過側架和方塊芯卡爪的膜片式氣缸夾緊模塊具有緩沖作用和復位功能。該組合卡具是利用壓縮空氣驅動各卡爪運動，可以自動完成鑄型砂芯的抓取、放置過程，搖枕卡爪上安裝有搖枕橡膠彈性卡爪墊以降低對鑄型砂芯的表面損傷。
【專利說明】用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具
【技術領域】
[0001]本發明屬于工業用于鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具領域，具體涉及一種鑄造工業用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具。
【背景技術】
[0002]為適應鐵路貨物運輸重載提速和快速發展的需要，鐵路貨車所使用的搖枕側架在生產制造過程中采用整體芯工藝進行鑄造生產，具體是:將搖枕側架的內腔設計為上、下兩片砂芯，通過混砂機澆注完成鑄型砂芯的加砂，然后將上芯翻轉，在與下芯組合在一起形成搖枕側架整體芯砂芯(以下簡稱整體芯)。整體芯工藝可實現搖枕側架鑄件的整體砂芯，避免在搖枕側架鑄件各部位因砂芯上、下兩片砂芯分段、而出現鑄件澆注后的中間部位劈縫、臺階等缺陷，消除原始和潛在的裂紋源，保證了搖枕側架鑄件使用的可靠性。但目前采用的整體芯人工下芯工藝，存在下芯精度不高的問題，造成鑄件各部位砂芯之間存在錯芯，容易造成飛邊、毛刺、多肉、臺階等缺陷，同時也存在鑄件中的橫向劈縫問題，因此容易給鐵路貨物運輸行車帶來潛在的安全隱患。由于整體芯的體積大、尺寸長且薄、形狀復雜、重量較大(搖枕整體芯重約220kg、側架整體芯重約180kg)、強度較低，采用的人工下芯工藝，勞動強度很大、工作效率也不高，往往容易出現鑄型砂芯因人工下芯、搬運及吊裝等原因的損壞現象，嚴重影響造型生產線的生產效率。隨著科技的進步，各行各業的自動化程度越來越高，在鑄造行業為了很好的進行自動化作業，特別是鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯工藝采用機器人自動下芯是很有必要的，但機器人自動下芯對其組合卡具的設計要求是很高的，如果卡具設計不合理，由于鑄型砂芯的形位誤差，以及搖枕整體芯、側架整體芯下芯工藝要求不同，很難自動抓取，或者直接導致鑄型砂芯的損壞。
【發明內容】
[0003]發明的目的:為解決上述問題，本發明針對現有技術的不足，提供了一種鑄造工業用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具。
[0004]技術方案:為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明包括卡具夾具體、卡具與機器人連接法蘭、側架方塊芯卡爪、側架左卡爪A、側架左卡爪B、搖枕卡爪連接板1、搖枕卡爪限位板、搖
枕卡爪A、搖枕卡爪B、搖枕卡爪A橡膠彈性卡爪墊、搖枕卡爪B橡膠彈性卡爪墊、搖枕卡爪連接板II干行氣爪、側架左卡爪膜片式氣缸夾緊模塊、側架方塊芯卡爪膜片式氣缸夾緊模塊、側架左卡爪連接螺栓、平行氣爪連接螺栓、側架方塊芯卡爪連接螺栓、搖枕卡爪連接螺栓、搖枕卡爪限位板連接螺栓、搖枕卡爪連接板連接螺栓、側架卡爪膜片式氣缸夾緊模塊連接螺栓、側架右卡爪膜片式氣缸夾緊模塊、側架右卡爪、三維激光掃描定位儀、側架右卡爪連接螺栓、三維激光掃描定位儀連接板連接螺栓、三維激光掃描定位儀連接板所組成。
[0005]所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明的搖枕整體芯下芯工藝流程是:搖枕整體芯及托板經輸送輥道輸送到機器人取芯位置，機器人得到到位信號后，通過自動調用掃描程序使得組合卡具上的三維激光掃描定位儀對搖枕整體芯進行掃描定位，根據三維激光掃描定位儀測量的真實搖枕整體芯位置信息，機器人調整相應的動作姿態，通過組合卡具上的兩個搖枕卡爪抓取搖枕整體芯并自動下芯，搖枕整體芯取走后托板通過輥道自動退回，機器人下芯完成后給系統完成信號，機器人組合卡具退回原位，等待下一個搖枕整體芯及托板到位。
[0006]所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明的側架整體芯下芯工藝流程是:側架砂芯、方塊芯及托板經輸送輥道輸送到機器人取芯位置，機器人得到到位信號后，通過自動調用掃描程序使得組合卡具上的三維激光掃描定位儀對側架砂芯進行掃描定位，根據三維激光掃描定位儀測量的真實側架砂芯位置信息，機器人調整相應的動作姿態，首先通過組合卡具上的側架左卡爪、側架右卡爪抓取側架砂芯并自動下芯，然后通過組合卡具上的側架方塊芯卡爪抓取側架方塊芯并自動下芯到側架砂芯中間側架方塊芯部位，側架砂芯和方塊芯取走后，托板通過輥道自動退回，機器人下芯完成后給系統完成信號，機器人組合卡具退回原位，等待下一個側架砂芯和方塊芯及托板到位。
[0007]所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明的組合卡具組成是在卡具夾具體后側中間部位安裝有卡具與機器人連接法蘭實現與機器人的連接。卡具夾具體上部位安裝有兩個搖枕卡爪抓取搖枕整體芯并自動下芯，卡具夾具體下部位和兩側部位分別安裝有各兩個側架卡爪抓取側架砂芯并自動下芯，卡具夾具體前部位安裝有側架方塊芯卡爪抓取側架方塊芯并自動下芯，使得組合卡具同時適應搖枕及側架、方塊芯的抓取和下芯，卡具夾具體邊側前部位安裝有三維激光掃描定位儀通過線激光掃描測量鑄型砂芯的幾何特征模型得到砂芯三維點云位置數據，在通過與標準模型的匹配，分析出當前鑄型砂芯與標準鑄型砂芯的位置差別。經過分析計算后克服了砂芯表面缺陷和粗糙對測量數據的影響，得到的位置數據精確度極高，能夠確保掃描定位精度在±0.05_以內，從而實現對搖枕、側架鑄型整體芯機器人下芯的自動抓取和下芯的工藝控制要求。
[0008]作為優化:本發明所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具為組合式的卡爪形式以適應搖枕和側架的混線生產，并且搖枕卡爪通過平行氣爪的移動具有浮動夾持功能，浮動夾持功能的引入，避免了夾持過程中兩套夾持卡具對被夾持的鑄型砂芯的過定位，即保證了鑄型砂芯的穩定抓取，又避免了因為過定位等原因導致的對鑄型砂芯的損壞。側架和方塊芯卡爪通過側架和方塊芯卡爪的膜片式氣缸夾緊模塊具有緩沖作用和復位功能。該組合卡具是利用壓縮空氣驅動各卡爪運動，可以自動完成鑄型砂芯的抓取、放置過程。搖枕卡爪上安裝有搖枕橡膠彈性卡爪墊以降低對鑄型砂芯的表面損傷。且搖枕卡爪均具有浮動夾持功能，側架和方塊芯卡爪具有緩沖作用和復位功能，可以補償鑄型砂芯表面的形狀誤差，增大卡具與鑄型砂芯的接觸表面積，降低對鑄型砂芯的表面損傷。
[0009]有益效果:本發明所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具結構設計簡單、安裝拆卸方便迅速、夾緊可靠，卡具具有同步運行性，能夠實現精確定位，具有浮動夾持功能，能夠補償各種定位誤差，夾持力大小可通過氣動裝置平滑調節，抓取鑄型砂芯時快速平穩移動，確保對砂芯無損壞。使用過程中安全可靠，可在高溫、振動、腐蝕等惡劣環境下進行工作提高了生產效率和工作效率，適合搖枕和側架的混線生產工況要求的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的機器人組合卡具主視圖；
圖2是本發明的機器人組合卡具俯視圖；
圖3是本發明的機器人組合卡具側視圖；
圖4是本發明的機器人組合卡具仰視圖。
【具體實施方式】
[0011]如附圖1、附圖2、附圖3、附圖4所示的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具。
[0012]所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明包括卡具夾具體1、卡具與機器人連接法蘭2、側架方塊芯卡爪3、側架左卡爪A 4、側架左卡爪B 5、搖枕卡爪連接板I 6、搖枕卡爪限位板7、搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B 9、搖枕卡爪A橡膠彈性卡爪墊10、搖枕卡爪B橡膠彈性卡爪墊11、搖枕卡爪連接板II 12、平行氣爪13、側架左卡爪膜片式氣缸夾緊模塊14、側架方塊芯卡爪膜片式氣缸夾緊模塊15、側架左卡爪連接螺栓16、平行氣爪連接螺栓17、側架方塊芯卡爪連接螺栓18、搖枕卡爪連接螺栓19、搖枕卡爪限位板連接螺栓20、搖枕卡爪連接板連接螺栓21、側架卡爪膜片式氣缸夾緊模塊連接螺栓22、側架右卡爪膜片式氣缸夾緊模塊23、側架右卡爪24、三維激光掃描定位儀25、側架右卡爪連接螺栓26、三維激光掃描定位儀連接板連接螺栓27、三維激光掃描定位儀連接板28所組成。
[0013]所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征是本發明的組合卡具組成是在卡具夾具體I后側中間部位安裝有卡具與機器人連接法蘭2實現與機器人的連接。卡具夾具體I上部位安裝有搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B 9，卡具夾具體I下部位安裝有側架左卡爪A 4、側架左卡爪B 5，和兩側邊部位安裝有側架右卡爪。卡具夾具體I前部邊側位安裝有側架方塊芯卡爪3使得組合卡具同時適應搖枕及側架、方塊芯的抓取和下芯。卡具夾具體I邊側前部位安裝有三維激光掃描定位儀25、通過三維激光掃描定位儀連接板28與卡具夾具體I連接。
[0014]所述的卡具夾具體I上部位安裝有搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B 9，其特征是本發明的搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B 9通過搖枕卡爪連接板I 6、搖枕卡爪限位板7、搖枕卡爪連接板II 12分別安裝在平行氣爪13上，搖枕卡爪A 8浮動、搖枕卡爪B 9固定，浮動搖枕卡爪A 8、平行氣爪13通過已有技術的氣動控制裝置利用壓縮空氣驅動，同時相反或相對移動。
[0015]所述的搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B 9，其特征是本發明的搖枕卡爪A 8、搖枕卡爪B9上通過粘接安裝有搖枕卡爪A橡膠彈性卡爪墊10、搖枕卡爪B橡膠彈性卡爪墊11。
[0016]所述的卡具夾具體I下部位安裝有側架左卡爪A 4、側架左卡爪B 5，和兩側邊部位安裝有側架右卡爪，其特征是本發明的側架左卡爪A 4上安裝有側架左卡爪膜片式氣缸夾緊模塊14，側架左卡爪B 5上安裝有側架左卡爪膜片式氣缸夾緊模塊14，側架右卡爪上安裝有側架右卡爪膜片式氣缸夾緊模塊23通過已有技術的氣動控制裝置利用壓縮空氣驅動，同時相反或相對移動。
[0017]所述的卡具夾具體I前部邊側位安裝有側架方塊芯卡爪3，其特征是本發明的側架方塊芯卡爪3上安裝有側架方塊芯卡爪膜片式氣缸夾緊模塊15通過已有技術的氣動控制裝置利用壓縮空氣驅動，同時相反或相對移動。
[0018]所述的卡具夾具體I邊側前部位安裝有三維激光掃描定位儀25，其特征是本發明的三維激光掃描定位儀25通過三維激光掃描定位儀連接板28)與卡具夾具體I連接。
[0019]所述的機器人組合卡具中的平行氣爪、膜片式氣缸夾緊模塊均是液壓氣動【技術領域】的通用技術，在此不做詳細敘述。
【權利要求】
1.用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征在于:本發明包括卡具夾具體(I)、卡具與機器人連接法蘭(2)、側架方塊芯卡爪(3)、側架左卡爪A (4)、側架左卡爪B (5)、搖枕卡爪連接板I (6)、搖枕卡爪限位板(7)、搖枕卡爪A (8)、搖枕卡爪B(9)、搖枕卡爪A橡膠彈性卡爪墊(10)、搖枕卡爪B橡膠彈性卡爪墊(11)、搖枕卡爪連接板II (12)、平行氣爪(13)、側架左卡爪膜片式氣缸夾緊模塊(14)、側架方塊芯卡爪膜片式氣缸夾緊模塊(15)、側架左卡爪連接螺栓(16)、平行氣爪連接螺栓(17)、側架方塊芯卡爪連接螺栓(18 )、搖枕卡爪連接螺栓(19 )、搖枕卡爪限位板連接螺栓(20 )、搖枕卡爪連接板連接螺栓(21)、側架卡爪膜片式氣缸夾緊模塊連接螺栓(22)、側架右卡爪膜片式氣缸夾緊模塊(23)、側架右卡爪(24)、三維激光掃描定位儀(25)、側架右卡爪連接螺栓(26)、三維激光掃描定位儀連接板連接螺栓(27)、三維激光掃描定位儀連接板(28)所組成。
2.如權利要求1所述的用于鐵路貨車搖枕側架鑄型整體芯下芯的機器人組合卡具，其特征在于:在卡具夾具體(I)后側中間部位安裝有卡具與機器人連接法蘭(2)實現與機器人的連接；卡具夾具體(I)上部位安裝有搖枕卡爪A (8)、搖枕卡爪B (9)，卡具夾具體(I)下部位安裝有側架左卡爪A (4)、側架左卡爪B (5)，和兩側邊部位安裝有側架右卡爪；卡具夾具體(I)前部邊側位安裝有側架方塊芯卡爪(3)使得組合卡具同時適應搖枕及側架、方塊芯的抓取和下芯；卡具夾具體(I)邊側前部位安裝有三維激光掃描定位儀(25)、通過三維激光掃描定位儀連接板(28)與卡具夾具體(I)連接。
【文檔編號】B22C9/10GK103878315SQ201410110301
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】常少文, 王雨江 申請人:遼寧沈車鑄業有限公司