一種多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種型殼自動(dòng)化制造單元，特別是一種多功高效的烙模精密鑄造機(jī)械 手制殼單元，用于制備航天大型復(fù)雜烙模精密鑄件型殼。
【背景技術(shù)】
[0002] 航天烙模精密鑄件產(chǎn)品正向大型化、復(fù)雜化、整體化、批量化方向發(fā)展，為提高成 品率和工作效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度問題，研究開發(fā)多功高效的烙模精密鑄造機(jī)械手制 殼單元是一個(gè)重要的課題。2012年04月04日公開的中國(guó)專利（公開號(hào)CN102397985Ar精 密鑄造機(jī)器人自動(dòng)化制殼單元"中，公開了由1臺(tái)六自由度機(jī)器人為中屯、，周圍放置2臺(tái)淋 砂機(jī)和1臺(tái)沾漿機(jī)的制殼單元，其不足之處是無法滿足2種粘結(jié)劑、3種耐火材料制殼工藝 的要求，同時(shí)，該專利未對(duì)單元內(nèi)與運(yùn)動(dòng)軌跡相關(guān)的設(shè)備空間位置進(jìn)行詳細(xì)介紹。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明為面層、過渡層和加固層制殼過程中的沾漿、淋 砂提供了一個(gè)滿足2種粘結(jié)劑、3種耐火材料制殼工藝的高效的機(jī)械手制殼單元，且單元內(nèi) 設(shè)備空間位置布局合理，制造效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、流程優(yōu)化，避免了模組運(yùn)動(dòng)過程中軌跡發(fā) 生干設(shè)。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括1臺(tái)六軸機(jī)械手、2臺(tái)沾漿機(jī)和 3臺(tái)淋砂機(jī)；W所述六軸機(jī)械手為圓屯、，沿圓周放置裝夾平臺(tái)、2臺(tái)沾漿機(jī)和3臺(tái)淋砂機(jī)，沾 漿機(jī)和淋砂機(jī)均朝向六軸機(jī)械手抓取的鑄件，分別用于實(shí)現(xiàn)2種粘結(jié)劑的沾漿工藝和3種 耐火材料的淋砂工藝。 陽(yáng)0化]所述六軸機(jī)械手的最大回轉(zhuǎn)半徑為2700mm，所述沾漿機(jī)與六軸機(jī)械手的中屯、水平 距離為2100mm，淋砂機(jī)有效淋砂區(qū)域與六軸機(jī)械手的中屯、水平距離為2300mm。
[0006] 所述沾漿機(jī)的桶底部到地基平面的距離為120mm，所述淋砂機(jī)的承件空間中屯、到 地基平面的距罔為1860mm。
[0007] 所述沾漿機(jī)包括面層沾漿機(jī)和加固層沾漿機(jī)，所述淋砂機(jī)包括面層淋砂機(jī)、過渡 層淋砂機(jī)和加固層淋砂機(jī)；W裝卡平臺(tái)作為機(jī)械手1軸的0°方向，所述面層沾漿機(jī)、面層 淋砂機(jī)位于機(jī)械手1軸-180°~0°工作范圍內(nèi)，且面層沾漿機(jī)、面層淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái)的 中屯、線夾角分別為60°和45° ;所述過渡層淋砂機(jī)、加固層沾漿機(jī)、加固層淋砂機(jī)位于機(jī)械 手1軸0°~180°工作范圍內(nèi)，且過渡層淋砂機(jī)、加固層沾漿機(jī)、加固層淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái) 的中屯、線夾角分別為75。、60°、45°。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：采用圓形布局，充分利用了機(jī)械手1軸的-180°~180°的 運(yùn)動(dòng)范圍，在圓周上放置2臺(tái)沾漿機(jī)、3臺(tái)淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái)和設(shè)備維護(hù)通道，滿足2種粘結(jié) 劑、3種耐火材料制殼工藝要求，適用于面層、過渡層和加固層制殼過程中的沾漿、淋砂。依 據(jù)六軸機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)范圍，確定了沾漿機(jī)、淋砂機(jī)空間位置，保證了模組沾漿、淋砂運(yùn) 動(dòng)軌跡的實(shí)現(xiàn)，避免了發(fā)生干設(shè)。針對(duì)面層、過渡層和加固層制殼工藝流程，將設(shè)備合理布 局，實(shí)現(xiàn)了制殼效率最大化。本發(fā)明所述的一種多功高效的烙模精密鑄造機(jī)械手制殼單元， 用于制備航天大型復(fù)雜烙模精密鑄件型殼，具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、流程優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明的制殼單元的工藝流程； 陽(yáng)010] 圖2為本發(fā)明的機(jī)械手的六軸空間運(yùn)動(dòng)范圍；
[0011] 圖3為本發(fā)明的沾漿機(jī)與機(jī)械手的相對(duì)位置關(guān)系；
[0012] 圖4為本發(fā)明的淋砂機(jī)與機(jī)械手的相對(duì)位置關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施 例。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一為：所述機(jī)械手制殼單元W1臺(tái)六軸機(jī)械手為中屯、， 在圓周上放置2臺(tái)沾漿機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)模組2種粘結(jié)劑的沾漿工藝。在圓周上放置3臺(tái)淋砂 機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)模組3種耐火材料淋砂工藝。采用1臺(tái)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了面層、過渡層和加固層多 種制殼工藝的的沾漿、淋砂。 陽(yáng)01引本發(fā)明的技術(shù)解決方案之二為：沾漿機(jī)與機(jī)械手中屯、的水平距離為2100mm，淋砂 機(jī)有效淋砂區(qū)域距機(jī)械手中屯、的水平距離為2300mm，在機(jī)械手的最大回轉(zhuǎn)半徑2700mm范 圍內(nèi)，保證了水平方向模組運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)現(xiàn)，避免了運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生干設(shè)。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案之Ξ為：沾漿機(jī)桶底部到水平面（地基平面）的距離為 120mm，淋砂機(jī)承件空間中屯、到水平面的距離為1860mm，保證了高度范圍內(nèi)模組運(yùn)動(dòng)軌跡的 實(shí)現(xiàn)，避免了運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生干設(shè)。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案之四為：面層沾漿機(jī)、面層淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái)位于機(jī)械手1 軸-180° -0°工作范圍內(nèi)，設(shè)備中屯、線之間的夾角分別為60°、45°，縮短了沾漿、淋砂完 成后機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的行程，實(shí)現(xiàn)了面層制殼的效率最大化。過渡層、加固層耐火材料均采用 加固層粘結(jié)劑，且加固層數(shù)大于過渡層數(shù)，所W過渡層淋砂機(jī)、加固層沾漿機(jī)、加固層淋砂 機(jī)、裝卡平臺(tái)位于機(jī)械手1軸0-180°工作范圍內(nèi)，設(shè)備中屯、線之間夾角分別為75°、60°、 45°，既實(shí)現(xiàn)了流程優(yōu)化，又縮短了沾漿、淋砂完成后機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的行程，實(shí)現(xiàn)了過渡層、加 固層制殼的效率最大化。
[0018] 本發(fā)明的實(shí)施例如圖1所示，由機(jī)械手1，沾漿機(jī)2、3,淋砂機(jī)4、5、6,裝卡平臺(tái)7， 設(shè)備維護(hù)通道8、9組成。機(jī)械手1、沾漿機(jī)2、淋砂機(jī)4實(shí)現(xiàn)面層的沾漿、淋砂；機(jī)械手1、沾 漿機(jī)3、淋砂機(jī)5實(shí)現(xiàn)過渡層的沾漿、淋砂；機(jī)械手1、沾漿機(jī)3、淋砂機(jī)6實(shí)現(xiàn)加固層的沾漿、 淋砂。
[0019] 所述的機(jī)械手1為六軸機(jī)械手，最大回轉(zhuǎn)半徑為2700mm。
[0020] 所述的沾漿機(jī)2、3直徑為Φ1500mm，深度為1400mm。 陽(yáng)0川所述的淋砂機(jī)4、5、6有效淋砂面積為1400mmX1400mm，承件空間為 1800mm(L)X2000mm(W)X2200mm(H)。
[0022] 所述的烙模精密鑄造機(jī)械手制殼單元W1臺(tái)六軸機(jī)械手為回轉(zhuǎn)中屯、，在圓周上放 置沾漿機(jī)2、3、淋砂機(jī)4、5、6和裝卡平臺(tái)7。
[0023] 所述的沾漿機(jī)2、3中屯、與機(jī)械手1中屯、的距離為2100mm，淋砂機(jī)4、5、6有效淋砂 區(qū)域距機(jī)械手1中屯、的水平距離為2300mm。
[0024] 所述的沾漿機(jī)2、3桶底部到水平面的距離為120mm，淋砂機(jī)4、5、6承件空間中屯、到 水平面的距離為1860mm。
[0025] 所述的用于面層沾漿、淋砂的沾漿機(jī)2、淋砂機(jī)4、裝卡平臺(tái)7的中屯、線之間夾角分 別為60°、45° ;用于過渡層沾漿、淋砂的沾漿機(jī)3、淋砂機(jī)5、裝卡平臺(tái)7的中屯、線之間夾 角分別為75°、180° ;用于加固層沾漿、淋砂的沾漿機(jī)3、淋砂機(jī)6、裝卡平臺(tái)7的中屯、線之 間夾角分別為60。、45°。
[0026] 面層制殼流程在裝卡平臺(tái)7完成模組裝卡后，轉(zhuǎn)移至沾漿機(jī)2進(jìn)行沾漿。沾漿完成 后，移動(dòng)到淋砂機(jī)4進(jìn)行淋砂，最后將模組放置在裝卡平臺(tái)7上。過渡層制殼流程在裝卡平 臺(tái)7完成模組裝卡后，轉(zhuǎn)移至沾漿機(jī)3進(jìn)行沾漿。沾漿完成后，移動(dòng)到淋砂機(jī)5進(jìn)行淋砂， 最后將模組放置在裝卡平臺(tái)7上。加固層制殼流程在裝卡平臺(tái)7完成模組裝卡后，轉(zhuǎn)移至 沾漿機(jī)3進(jìn)行沾漿。沾漿完成后，移動(dòng)到淋砂機(jī)6進(jìn)行淋砂，最后將模組放置在裝卡平臺(tái)7 上。
[0027] 如表1所示，為本發(fā)明的所用機(jī)械手的六軸運(yùn)動(dòng)范圍，圖2中空間運(yùn)動(dòng)范圍13為 機(jī)械手1六軸綜合運(yùn)動(dòng)的空間極限狀態(tài)。
[0028] 表 1
[0029]
[0030] 如圖3所示，沾漿機(jī)2、3與機(jī)械手1中屯、的水平距離為2100mm，高度方向沾漿機(jī)桶 底部到水平面的距離為120mm，保證了沾漿、控漿軌跡的實(shí)現(xiàn)。
[0031] 如圖4所示，淋砂機(jī)4、5、6有效淋砂區(qū)域距機(jī)械手1中屯、的水平距離為2300mm，高 度方向承件空間中屯、到水平面的距離為1860mm，保證了淋砂軌跡的實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元，包括1臺(tái)六軸機(jī)械手、2臺(tái)沾漿機(jī) 和3臺(tái)淋砂機(jī)，其特征在于：以所述六軸機(jī)械手為圓心，沿圓周放置裝夾平臺(tái)、2臺(tái)沾漿機(jī)和 3臺(tái)淋砂機(jī)，沾漿機(jī)和淋砂機(jī)均朝向六軸機(jī)械手抓取的鑄件，分別用于實(shí)現(xiàn)2種粘結(jié)劑的沾 漿工藝和3種耐火材料的淋砂工藝。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元，其特征在于： 所述六軸機(jī)械手的最大回轉(zhuǎn)半徑為2700mm，所述沾漿機(jī)與六軸機(jī)械手的中心水平距離為 2100mm，淋砂機(jī)有效淋砂區(qū)域與六軸機(jī)械手的中心水平距離為2300mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元，其特征在于：所 述沾漿機(jī)的桶底部到地基平面的距離為120_，所述淋砂機(jī)的承件空間中心到地基平面的 距離為1860mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元，其特征在于：所 述沾漿機(jī)包括面層沾漿機(jī)和加固層沾漿機(jī)，所述淋砂機(jī)包括面層淋砂機(jī)、過渡層淋砂機(jī)和 加固層淋砂機(jī)；以裝卡平臺(tái)作為機(jī)械手1軸的0°方向，所述面層沾漿機(jī)、面層淋砂機(jī)位于 機(jī)械手1軸-180°~0°工作范圍內(nèi)，且面層沾漿機(jī)、面層淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái)的中心線夾 角分別為60°和45° ;所述過渡層淋砂機(jī)、加固層沾漿機(jī)、加固層淋砂機(jī)位于機(jī)械手1軸 0°~180°工作范圍內(nèi)，且過渡層淋砂機(jī)、加固層沾漿機(jī)、加固層淋砂機(jī)、裝卡平臺(tái)的中心 線夾角分別為75°、60°、45°。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種多功高效的熔模精密鑄造機(jī)械手制殼單元，以一臺(tái)六軸機(jī)械手為圓心，沿圓周放置裝夾平臺(tái)、2臺(tái)沾漿機(jī)和3臺(tái)淋砂機(jī)，沾漿機(jī)和淋砂機(jī)均朝向六軸機(jī)械手抓取的鑄件，分別用于實(shí)現(xiàn)2種粘結(jié)劑的沾漿工藝和3種耐火材料的淋砂工藝。本實(shí)用新型的設(shè)備空間位置及布局保證了模組沾漿、控漿、淋砂運(yùn)動(dòng)軌跡，避免了發(fā)生干涉。工作中利用機(jī)械手1軸的-180°～180°回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)型殼的面層、過渡層和加固層制殼過程中模組的沾漿、淋砂，具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、流程優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于航天大型復(fù)雜熔模精密鑄件的型殼制備。
【IPC分類】B22C9/04
【公開號(hào)】CN205008540
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520779048
【發(fā)明人】楊歡慶, 高懷勝, 紀(jì)艷卿, 王琳, 陳鵬榮
【申請(qǐng)人】西安航天發(fā)動(dòng)機(jī)廠
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日