一种耐火密封垫自动安装装置及安装方法与流程

本发明属于翻砂铸件，具体涉及一种耐火密封垫自动安装装置及安装方法。

背景技术：

1、翻砂是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量的60％左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了避免铸件产生气孔的缺陷，在铸件制作过程中一般会使用根据砂芯外形随形设计的耐火密封垫来阻碍铁水流通，从而形成排气通道，避免铸件中砂芯与铁水接触导致铸件粘砂缺陷。

2、现有技术一般通过人工操作的方式将耐火密封垫压装在砂芯上指定的耐火密封垫安装工位上，该过程中存在较多的人为不利因素，导致耐火密封垫的安装精度、平整度均有待提升，且人工安装过程对耐火密封垫与砂芯之间的压力大小的控制只能依据工人操作经验，很有可能导致因为压力较小使密封垫与砂芯连接不稳，或者因为压力过大破坏砂芯的主体结构。另一方面，通过人工安装耐火密封垫，操作繁琐、安装效率较低，不利与铸件的批量化生产。

技术实现思路

1、本发明提供了一种耐火密封垫自动安装装置及安装方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种耐火密封垫自动安装装置，包括用于控制所述自动安装装置的机器人，所述自动安装装置包括底座以及间隔排布在底座上的若干个取垫机构，所述底座上设有用于驱动所述取垫机构完成耐火密封垫抓取、压装动作的驱动机构，还包括用于控制所述机器人、取垫机构以及驱动机构的plc控制系统，所述取垫机构包括间隔设置在底座上的若干个放垫阻板，所述放垫阻板上设有若干个插孔，所述底座上设有若干与放垫阻板配合的取垫组件，所述取垫组件上设有若干与插孔配合的取垫针，所述驱动机构驱动取垫组件滑动以使取垫针具有贯穿插孔、且延伸至插孔之外的第一位置以及使取垫针具有位于放垫阻板靠近取垫组件一侧的第二位置。

4、优选地，所述取垫组件包括取垫部，所述取垫针与取垫部可拆连接，所述取垫部与底座滑动连接。

5、优选地，所述取垫组件包括取垫壳体以及取垫部，所述取垫壳体内设有滑动腔，所述取垫部滑动连接在滑动腔内，所述取垫部远离取垫针的一侧设有推杆，所述推杆贯穿取垫壳体并延伸至取垫壳体之外。

6、优选地，所述驱动部包括气缸座，所述气缸座上设有伸缩气缸，所述伸缩气缸具有伸缩端，所述伸缩端与取垫部固定连接。

7、优选地，所述驱动机构包括伸缩气缸，所述底座上设有用于固定伸缩气缸的气缸座，所述伸缩气缸具有伸缩端，所述伸缩端端部与推杆位于取垫壳体外的一端之间通过卡槽、卡块连接件固定连接；

8、或者，所述驱动机构包括直线导轨，所述直线导轨上滑动连接有驱动块，所述推杆位于取垫壳体外的一端与驱动块之间通过卡槽、卡块连接件固定连接。

9、优选地，所述取垫针包括螺杆，所述螺杆端部设有尖刺部，所述取垫部上设有若干组与螺杆螺纹配合的螺纹孔，所述螺杆或者尖刺部上设有刻度标示线。

10、优选地，所述取垫部与推杆之间通过螺纹连接。

11、优选地，所述滑动腔内设有弹簧，所述弹簧两端分别与取垫部、滑动腔内壁固定连接。

12、一种耐火密封垫的安装方法，具体步骤如下：

13、s1、通过机器人抓取砂芯并将砂芯放入水基涂料池中，使砂芯表面浸润一层水基涂料层，完成后机器人将砂芯放置在辊道托盘之上；

14、s2、当砂芯放置在辊道托盘上之后，plc控制系统启动并判断件号、读取数据库内存储件号缸距信息；当辊道托盘上未放置砂芯时，plc控制系统关闭；

15、s3、plc控制系统根据件号缸距信息通过调整伺服电机对若干耐火密封垫自动安装装置的间距进行调整；

16、s4、调整完成后，plc控制系统控制机器人到耐火密封垫的上料工位；

17、s5、机器人到达设定的上料工位后，机器人内部io驱动气缸伸出，气缸带动安装朝向耐火密封垫移动以使取垫针插入最外侧耐火密封垫，对耐火密封垫进行抓取动作；

18、s6、机器人完成抓取耐火密封垫的操作后，回到原位，机器人输出信号至plc控制系统，取料完成；

19、s7、plc控制系统输出信号，允许机器人将耐火密封垫移动至压装工位；

20、s8、机器人到拍照位通过socket通讯，控制相机拍照，拍照完成机器人通讯，读取相机拍照抓取的xyr坐标数据；

21、s9、机器人将读取的相机xyr数据补偿到机器人组装耐火密封垫的压装位；

22、s10、机器人通过内部io控制驱动机构带动取垫针回收至插孔内侧，与此同时，机器人根据位置坐标数据移动放垫阻板至与砂芯耐火密封垫安装位相抵，当取垫针与耐火密封垫分离后放垫阻板将耐火密封垫压装在砂芯耐火密封垫安装位上；

23、s11、机器人移动至检测拍照位后，机器人通过socket通讯控制相机拍照；

24、s12、相机通过图像对比判断耐火密封垫安装是否合格，若合格，则辊道启动对砂芯放行，若不合格，辊道托盘停止放行，等待人工处理后再放行。

25、由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

26、1.本技术，通过plc控制系统控制驱动机构、机器人、取垫机构可以实现耐火密封垫的自动化抓取、转移以及安装，大大提升了耐火密封垫的安装效率，通过plc控制系统和机器人协同控制自动安装装置，使位于第一位置的取垫针向装载有耐火密封垫的上料机靠近，放垫阻板上设有相机，通过相机拍照可以识别取垫针所在位置是否与上料机上装载的耐火密封垫位置匹配，当取垫针位置与耐火密封垫位置匹配后，plc控制机器人将本安装装置水平移动，使放垫阻板与最外侧的耐火密封垫相抵，然后通过驱动机构驱动取垫机构带动取垫针自第二位置移动至第一位置，取垫针的尖端插入最外侧的耐火密封垫内，对最外侧的耐火密封垫进行抓取，抓取动作完成后，plc控制机器人带动与本安装装置与上料机分离并移动至砂芯上耐火密封垫安装位的前方，通过机器人控制放垫阻板水平移动将抓取的耐火密封垫压装至砂芯上耐火密封垫安装工位上，然后通过驱动机构驱动取垫机构带动取垫针自第一位置复位至第二位置，取垫针与耐火密封垫分离，随后机器人带动本安装装置移动至上料机旁边对最外侧的耐火密封垫进行抓取，与此同时，安装完耐火密封垫的砂芯随辊道线托盘移动至下一工位，进而实现砂芯耐火密封垫安装的自动化，大大提高了耐火密封垫安装的精度以及安装效率。

27、值得一提的是，在通过取垫针抓取待安装的耐火密封垫时，放垫阻板可以在抓取以及转运耐火密封垫的过程使耐火密封垫保持平整的姿态，避免耐火密封垫出现褶皱影响安装。

28、利用水基涂料与耐火密封垫的液态粘附性，将耐火密封垫固定粘附在砂芯指定位置，取消了粘结剂的使用，减少了铸件气源，减轻铸件气孔倾向。通过取垫针、放垫阻板接触耐火密封垫，完成耐火密封垫的抓取、转运与安装，可以避免除耐火密封垫以外的其他部位与砂芯表面的水基涂料层接触，从而避免碰触涂料导致涂料层破坏，影响铸件内腔质量。

29、2.作为本发明的一种优选实施方式，取垫针与取垫部之间可拆卸连接可以方便对取垫针进行更换和保养，需要说明的是，取垫部上可以根据常见型号的耐火密封垫安装位预留多个位置的安装孔，通过变化取垫针的安装位置以适应不同型号的砂芯。

30、3.作为本发明的一种优选实施方式，取垫壳体以及滑动腔的设置用于对取垫部进行限位导向，保证取垫部在第一位置与第二位置之间滑动过程的稳定性。通过推杆与驱动机构的输出端连接，驱动机构通过推杆带动取垫部在第一位置与第二位置之间滑动。所述取垫部与推杆之间通过螺纹连接，以便于对推杆以及取垫部单独拆卸，通过更换不同取垫部也可以适应不同型号的砂芯。通过弹簧的设置可以当驱动机构对推杆施加的力解除后，带动取垫部复位。

31、4.作为本发明的一种优选实施方式，机器人内部io控制伸缩气缸的伸缩端伸缩，伸缩端通过卡槽、卡块连接件带动在取垫壳体内滑动，推杆带动取垫部在第一位置与第二位置之间滑动。或者，机器人内部io通过控制驱动块在直线导轨上滑动，驱动块通过卡槽、卡块连接件驱动推杆移动，进而带动取垫部在第一位置与第二位置之间往复滑动。

32、5.作为本发明的一种优选实施方式，通过螺纹孔与螺杆配合的方式安装取垫针，在保证取垫针安装后的机械强度的同时，还可以大大减小取垫针安装的难度，通过刻度标示线的设置可以对尖刺部的伸出长度进行标识，保证尖刺部伸出的一致性。

技术特征：

1.一种耐火密封垫自动安装装置，包括用于控制所述自动安装装置的机器人，所述自动安装装置包括底座以及间隔排布在底座上的若干个取垫机构，所述底座上设有用于驱动所述取垫机构完成耐火密封垫抓取、压装动作的驱动机构，还包括用于控制所述机器人、取垫机构以及驱动机构的plc控制系统，所述取垫机构包括间隔设置在底座上的若干个放垫阻板，所述放垫阻板上设有若干个插孔，所述底座上设有若干与放垫阻板配合的取垫组件，所述取垫组件上设有若干与插孔配合的取垫针，所述驱动机构驱动取垫组件滑动以使取垫针具有贯穿插孔、且延伸至插孔之外的第一位置以及使取垫针具有位于放垫阻板靠近取垫组件一侧的第二位置。

2.根据权利要求1所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述取垫组件包括取垫部，所述取垫针与取垫部可拆连接，所述取垫部与底座滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述取垫组件包括取垫壳体以及取垫部，所述取垫壳体内设有滑动腔，所述取垫部滑动连接在滑动腔内，所述取垫部远离取垫针的一侧设有推杆，所述推杆贯穿取垫壳体并延伸至取垫壳体之外。

4.根据权利要求2所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述驱动部包括气缸座，所述气缸座上设有伸缩气缸，所述伸缩气缸具有伸缩端，所述伸缩端与取垫部固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述驱动机构包括伸缩气缸，所述底座上设有用于固定伸缩气缸的气缸座，所述伸缩气缸具有伸缩端，所述伸缩端端部与推杆位于取垫壳体外的一端之间通过卡槽、卡块连接件固定连接；

6.根据权利要求1所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述取垫针包括螺杆，所述螺杆端部设有尖刺部，所述取垫部上设有若干组与螺杆螺纹配合的螺纹孔，所述螺杆或者尖刺部上设有刻度标示线。

7.根据权利要求5所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述取垫部与推杆之间通过螺纹连接。

8.根据权利要求3所述的一种耐火密封垫自动安装装置，其特征在于，所述滑动腔内设有弹簧，所述弹簧两端分别与取垫部、滑动腔内壁固定连接。

9.一种耐火密封垫的安装方法，采用权利要求1-8任一项所述自动安装装置，其特征在于，具体步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种耐火密封垫自动安装装置及安装方法，属于翻砂铸件领域。本发明采用的技术方案为，一种耐火密封垫自动安装装置，包括用于控制所述自动安装装置的机器人，所述自动安装装置包括底座以及间隔排布在底座上的若干个取垫机构，所述底座上设有用于驱动所述取垫机构完成耐火密封垫抓取、压装动作的驱动机构；本发明通过PLC控制系统控制驱动机构、机器人、取垫机构可以实现耐火密封垫的自动化抓取、转移以及安装，大大提升了耐火密封垫的安装效率，在通过取垫针抓取待安装的耐火密封垫时，放垫阻板可以在抓取以及转运耐火密封垫的过程使耐火密封垫保持平整的姿态，避免耐火密封垫出现褶皱影响安装。

技术研发人员：王永吉,李菲,辛德军,高峰,马川,方超
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23