一种新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂

1.一种新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：包括工作臂(14)、第一浇勺(12)、第二浇勺(1)以及第二浇勺驱动机构；
所述工作臂(14)包括链轮轴(11)和套在所述链轮轴(11)中段的链轮(10)，所述链轮轴(11)的一端通过销钉固定连接所述第一浇勺(12)，所述链轮轴(11)的另一端和所述第二浇勺驱动机构的外壳(21)通过键和紧固螺母(7)进行周向定位和轴向定位；
所述第二浇勺驱动机构包括外壳(21)、伺服电机(20)、小齿轮(18)、大齿轮(6)、丝杠(2)、滚珠螺母(4)、连接板(3)；所述外壳(21)内的伺服电机(20)通过楔键与所述小齿轮(18)连接，所述小齿轮(18)与下端所述大齿轮(6)啮合，所述大齿轮(6)通过楔键与所述丝杠(2)连接，所述丝杠(2)上套有滚珠螺母(4)，所述滚珠螺母(4)的法兰端通过螺栓固定连接所述连接板(3)的一端；所述连接板(3)的另一端与所述第二浇勺(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述工作臂(14)上水平相对应的位置开有两个过孔，所述两个过孔分别内置两个深沟球轴承(8)，所述链轮轴(11)的轴端两侧贯穿所述两个深沟球轴承(8)，所述链轮(10)靠近第二浇勺驱动机构一侧有一套筒(9)，所述套筒(9)套在所述链轮轴(11)上，所述链轮轴(11)是通过所述链轮轴(11)两侧的轴肩同密封盖(13)进行轴向固定。
3.根据权利要求1所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述丝杠(2)的一端通过角接触球轴承(19)和紧固螺母固定在前支座(5)上，所述丝杠(2)的另一端通过深沟球轴承和密封盖固定在后支座(22)上。
4.根据权利要求1所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述工作臂(14)和所述第二浇勺驱动机构之间有一个小短轴(17)，所述小短轴(17)靠近第二浇勺驱动机构一端与所述外壳(21)分别通过键和紧固螺母进行周向定位和轴向定位，所述小短轴(17)靠近所述工作臂(14)的一端由推力球轴承(15)固定连接，所述推力球轴承(15)由固定板(16)固定在所述工作臂(14)的弧形孔(23)内。
5.根据权利要求1或3所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述丝杠(2)的有效长度根据熔铝炉的内径和模具两浇口间距范围确定。
6.根据权利要求3所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述前支座(5)和所述后支座(22)通过螺钉固定连接在所述外壳(21)上。
7.根据权利要求1所述的新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，其特征在于：所述工作臂(14)上通过螺栓固定有液面检测装置(24)。

一种新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂\n技术领域\n[0001] 本发明涉及铸造机械设备，尤其是涉及一种用于重力铸造给汤机的双浇勺机械臂。\n背景技术\n[0002] 目前，金属型重力铸造由于设备较简单，模具及设备投入相对较少，铸造工艺相对简单，被广泛用于各种有色铸件的生产。然而，对重力铸造模具进行金属浇注的工作多是由人工完成，浇注工作是重体力、高危险工种，而且铸造车间噪音大、粉尘多，工作环境十分恶劣，长期在铸造车间从事金属浇注工作的工人患尘肺病等职业病的概率较大，为减轻工人的劳动强度以及节约人力成本，需要采用重力铸造机器人来代替人工进行金属液的浇注工作。目前用于压铸浇注作业的成熟的产品是五连杆给汤机，此种给汤机可用单只浇勺从熔液炉中取金属液并将其浇入压铸模具的压室。重力铸造与压铸的工艺不同，具体体现在采用重力铸造工艺铸造长度较大的铸件时需在模具上设置两个浇口，而且当铸件大小不同时相应的模具两浇口间距也不同，因此浇注机器人需将金属液经间距经常变化的双浇口同时浇入模具，这对机器人的要求很高，有企业对此做了研究。\n[0003] 申请号为201120359585.8，名称为“机器人双浇包浇注臂”的实用新型专利提出了采用两个伺服电机分别通过两个减速器和链条链轮机构带动两个浇勺，两个浇勺之间的距离可以通过调整浇勺在调节板上的安装位置来改变，这种浇注臂存在的最大问题是在对某一具体模具浇注时，两浇勺间距调整至与两浇口间距相同后不再改变，直至下一次更换模具再手工调整浇勺在调节板上的位置，而且当两浇口距离过大时，两个浇勺的距离也要随之增大，需要大尺寸的熔液炉与之配套，否则会造成浇注臂在取金属液时与熔液炉发生干涉。\n[0004] 此外，德国的KUKA、ABB等公司所生产的多自由度工业机器人可完成双浇口重力铸造工作，但多是作为自动铸造生产线使用，其价格高昂，远远超出一般中小企业的承受范围，而且浇注时双浇勺距离固定，更换模具时必须对工业机器人改造，其柔性差，只能用于大规模生产。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供一种新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，使机械臂可以配套使用小尺寸的熔液炉并在工作时与其不发生干涉，并使机械臂的两浇勺在取金属液时两浇勺距离缩至最短，同时在将金属液浇入模具前，使两浇勺的距离自动调整至与两浇口间距相同。\n[0006] 本发明的技术思路是在五连杆给汤机工作臂单浇勺的基础上加入浇勺驱动机构和第二个浇勺，将两浇勺分别命名为第一浇勺和第二浇勺，在工作过程中，第二浇勺驱动机构可带动第二浇勺在水平方向移动，同时还可以由工作臂的链轮带动第一浇勺和第二浇勺驱动机构并进而带动第二浇勺完成取液时浇勺的偏转，因此本发明的机械臂可适用于浇口间距不同的多种模具的情况。\n[0007] 本发明的具体技术方案为：包括工作臂、第一浇勺、第二浇勺和第二浇勺驱动机构；其中工作臂包括链轮轴和套在所述链轮轴中段的链轮，所述工作臂中链轮轴的一端通过销钉固定连接所述第一浇勺，所述工作臂中链轮轴的另一端和所述第二浇勺驱动机构的外壳通过键和紧固螺母进行周向定位和轴向定位；所述第二浇勺驱动机构包括外壳、伺服电机、小齿轮、大齿轮、丝杠、滚珠螺母、连接板；所述伺服电机通过楔键与所述小齿轮连接，所述小齿轮与下端所述大齿轮啮合，所述大齿轮通过楔键与所述丝杠连接，所述丝杠上套有滚珠螺母，所述滚珠螺母的法兰端通过螺栓固定连接所述连接板的一端；所述连接板的另一端与所述第二浇勺固定连接。\n[0008] 为保持链轮轴以及第二浇勺驱动机构的刚度，在第二浇勺驱动机构的外壳上方设置一小短轴，小短轴一端与外壳通过键和紧固螺母进行周向定位和轴向定位，另一端与推力球轴承固定连接，推力球轴承则由固定板固定在工作臂的弧形孔内，因此当机械臂工作时，链轮带动链轮轴转动，链轮轴同时带动第一浇勺和第二浇勺驱动机构转动，小短轴则跟随第二浇勺驱动机构以链轮轴的轴线为中心转动。\n[0009] 丝杠的有效长度根据熔铝炉的内径和模具两浇口间距综合确定。丝杠的有效长度直接决定了第二浇勺驱动机构的大小，在保证模具两浇口间距范围在两浇勺间距变化范围内的情况下，第二浇勺驱动机构越小越好，即丝杠的有效长度越短越好。丝杠的有效长度越小，第二浇勺驱动机构就越小，机械臂工作时两浇勺最小间距也就越小，也就可以配套使用的尺寸更小的熔液炉，生产成本也就越小。\n[0010] 工作臂上通过螺栓固定有液面检测装置。机械臂从熔液炉中取金属液时，液面检测装置可以通过检测其与液面的距离控制两个浇勺进入金属液的深度。\n[0011] 本发明具有如下有益效果：\n[0012] 1)可与小尺寸熔液炉配套使用，解决了不可调距双浇勺装置与小尺寸熔液炉的干涉问题，节约了生产空间，减小了生产成本；\n[0013] 2)可实现对双浇口间距不同的模具的浇注；\n[0014] 3)将本发明的机械臂安装在五连杆给汤机上，即可用于重力铸造双浇口浇注场合；\n[0015] 4)本发明结构简单，维修方便，寿命高。\n附图说明\n[0016] 图1重力铸造给汤机双浇勺机械臂的A-A剖面图。\n[0017] 图2重力铸造给汤机双浇勺机械臂的B-B剖面图。\n[0018] 图中：第二浇勺1，丝杠2，连接板3，滚珠螺母4，前支座5，大齿轮6，紧固螺母7，深沟球轴承8，套筒9，链轮10，链轮轴11，第一浇勺12，密封盖13，工作臂14，推力球轴承15，固定板16，小短轴17，小齿轮18，角接触球轴承19，伺服电机20，外壳21，后支座22，弧形孔23，液面检测装置24。\n具体实施方式\n[0019] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。\n[0020] 如图1至图2所示，一种新型重力铸造给汤机双浇勺机械臂，包括工作臂14、第一浇勺12、第二浇勺1和第二浇勺驱动机构；其中工作臂14包括链轮轴11和套在所述链轮轴11中段的链轮10，工作臂14上的水平相对应的位置开有两个过孔，两个过孔分别内置两个深沟球轴承8中，链轮轴11的轴端两侧贯穿所述两个深沟球轴承8，所述链轮10靠近第二浇勺驱动机构一侧有一套筒9，所述套筒9套在所述链轮轴11上，所述链轮轴11是通过链轮轴11两侧的轴肩同密封盖13进行轴向固定。工作臂14中链轮轴11的一端通过销钉固定连接所述第一浇勺12，而工作臂14中链轮轴(11)的另一端和第二浇勺驱动机构的外壳21通过键和紧固螺母7进行周向定位和轴向定位。\n[0021] 上述第二浇勺驱动机构包括外壳21、伺服电机20、小齿轮18、大齿轮6、丝杠2、滚珠螺母4、连接板3；其中伺服电机20通过楔键与所述小齿轮18连接，所述小齿轮18与下端大齿轮6啮合，所述大齿轮6通过楔键与丝杠2连接，所述丝杠2上套有滚珠螺母4，所述滚珠螺母4的法兰端通过螺栓固定连接连接板3的一端；所述连接板3的另一端与第二浇勺1固定连接。\n在所述的丝杠2中，丝杠2的一端通过角接触球轴承19和紧固螺母固定在所述前支座5上，丝杠2的另一端通过深沟球轴承和密封盖固定在后支座22上，丝杠2的有效长度根据熔铝炉的内径和模具两浇口间距范围确定，上述的前支座5和后支座22则通过螺钉固定连接在外壳\n21上。\n[0022] 所述工作臂14和第二浇勺驱动机构之间有一个小短轴17，所述小短轴17靠近第二浇勺驱动机构一端与外壳21分别通过键和紧固螺母进行周向定位和轴向定位，所述小短轴\n17靠近工作臂14的一端由推力球轴承15固定连接，所述推力球轴承15由固定板16固定在工作臂14的弧形孔23内。所述工作臂14上通过螺栓固定有液面检测装置24。\n[0023] 工作原理：重力铸造机就位后，机械臂动作至熔液炉的上方，给汤机开始取液，机械臂的伺服电机20得到程序信号开始动作，带动小齿轮18和大齿轮6转动，大齿轮6通过键带动丝杠2转动并带动滚珠螺母4沿丝杠2移动，连接板3和第二浇勺1在滚珠螺母4的带动下移动至最左端，然后在链轮10的带动下，第一浇勺12、第二浇勺驱动机构和第二浇勺1偏转一个角度，同时小短轴17随着第二浇勺驱动机构一起转动，以便保持系统刚度，然后机械臂向下运动，到达一定深度时，液面检测装置24给系统信号，机械臂停止向下运动并向上运动，运行至一定高度后停止运动，链轮10转动并带动第一浇勺12、第二浇勺驱动机构和第二浇勺1回转至水平位置，取液结束，然后机械臂运动至模具上方，其中第一浇勺12位于一个浇口上方，第二浇勺1在第二浇勺驱动机构的驱动下运动至另一浇口上方，链轮10开始转动并带动第一浇勺12、第二浇勺驱动机构和第二浇勺1偏转，金属液开始倒入模具，倒完金属液后，机械臂回到初始位置并准备下一次浇注。