CN108856697A - 汽油机铝活塞全自动铸造设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽油机铝活塞全自动铸造设备，包括：至少两个铸造主机，铸造主机包括：床身支座和安装于床身支座上的床身；中芯机构；回转机构；外模机构；顶模机构；取铸件及铸淬机械手；汽油机铝活塞全自动铸造设备还包括：至少两个过滤网输送装置，分别与对应的铸造主机的一侧相连；至少两个铸淬机构，分别与对应的铸造主机的另一侧相连，铸粹机构与过滤网输送装置相对；至少两个铝液保温炉，与铸造主机相邻设置；浇注机器人，设于两个铸造主机之间，与铝液保温炉相邻设置；液压站，与过滤网输送装置相邻设置。通过本发明的技术方案，实现了一机四模的全自动铸造，生产效率高，降低了生产成本，提升了安全性能。

Description

汽油机铝活塞全自动铸造设备

技术领域

本发明涉及铸造生产线设备技术领域，具体而言，涉及一种汽油机铝活塞全自动铸造设备。

背景技术

随着发动机严控的排放要求和强化程度的提升，各大汽车公司、发动机厂在设计上不断提高发动机的爆发压力和升功率，普通铝活塞越来越不能满足日益发展的设计要求，在这种背景下产生了高强材料轻量化铝活塞。

轻量化铝活塞是指在活塞设计制造过程中运用新型高强度铝合金材料，在传统活塞基础上设计减重腔，在保证质量的前提下减轻重量。

目前此种活塞随着汽车行业的发展越来越常见、需求量极高，但常用的生产方式是在手工模具浇注的生产模式，生产效率低，出品率低。

相关技术中，有的公司采用一种铝活塞两模铸造机，此种铸造机采用手工浇注，机械手取毛坯，一次浇注生产两只活塞毛坯的方式，存在以下技术缺陷：(1)浇注过程动作为操作者手工完成，因铝液重导致操作时间长，工人劳动强度大，设备循环周期长，设备为一机两模，生产效率低。(2)浇注为手工浇注，受人为因素影响较大，铝液重量得不到稳定控制，浇注速度时快时慢，产品尺寸不稳定，质量不稳定。(3)需要2人配合才能操作设备，单位产量人工成本高，一机两模，效率低下，制造费用昂贵，后续加工余量大，成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种汽油机铝活塞全自动铸造设备，包括：至少两个铸造主机，铸造主机包括：床身支座和安装于床身支座上的床身；中芯机构，安装于床身的中下部，与中心机构相邻的床身的边缘侧通过直角拐臂固定操作面板；回转机构，安装于床身的中下部，与中芯机构间隔设置；外模机构，安装于床身的顶部；顶模机构，安装于床身的顶部，与外模机构配合设置；取铸件及铸淬机械手，连接于床身的顶部；汽油机铝活塞全自动铸造设备还包括：至少两个过滤网输送装置，分别与对应的铸造主机的一侧相连；至少两个铸淬机构，分别与对应的铸造主机的另一侧相连，铸粹机构与过滤网输送装置相对；至少两个铝液保温炉，与铸造主机相邻设置；浇注机器人，设于两个铸造主机之间，与铝液保温炉相邻设置；液压站，与过滤网输送装置相邻设置，

本方案中，通过设置至少两个铸造主机、至少两个过滤网输送装置、至少两个铸淬机构、至少两个铝液保温炉、浇注机器人以及液压站，实现了一机四模的全自动铸造，生产效率高，降低了生产成本，提升了安全性能，实现了快速换模，减少了设备停机时间，由浇注机器人进行自动浇注，减少了因手工浇注而导致的质量不稳定现象，提升了铝活塞的铸造质量，而且加工余量小，成本低，减少了操作时间，降低了工人劳动强度，降低了设备循环周期，在浇注作业区工作环境较为恶劣，高温高辐射高粉尘污染严重，以浇注机器人代替传统人工浇注，既能在这种工况下连续工作，又能细化动作节拍，保障浇注工艺条件下的各动作的协调和平稳，减少铝液外溢现象，提升在浇注环节产品的成品率，还可以实现在浇注过程中自动向铝液中添加晶粒细化剂等可以细化铝液组织的材料，来确保活塞的金相纤维组织，通过铸造主机包括床身支座和安装于床身支座上的床身，中芯机构、回转机构、外模机构、顶模机构、取铸件及铸淬机械手，实现了铸造以及取铸件的全自动操作，进一步提升了生产效率，减少了人工成本，提升了安全性能，本发明提出的汽油机全自动铸造设备可以由1人操作2台设备，相对于现有的2人操作1台设备，单台产量人工成本大幅度降低，同时产品余量小、后期加工余量小，降低了产品的成本。

具体地，外模机构打开，顶模机构上升，中芯机构下降，取铸件及铸淬机械手移动至铸淬工位，中芯机构上升，过滤网输送装置松开过滤网，顶模机构下降，浇注机器人取液、定量和浇铸，保温凝固后形成铸件毛坯，取铸件及铸淬机械手取铸件毛坯，放置于铸淬机构上方，并退回取件工位等待，铸淬机构进行铸淬，并分类收集存放。

优选地，过滤网输送装置包括：配合设置的过滤网储存盒和储存盒支架；过滤网输送通道，与过滤网储存盒的过滤网出口相连；过滤网，过滤网的一端绕转轴缠绕在过滤网储存盒的转轴上，过滤网的另一端通过过滤网输送通道输送至过滤网剪切部；过滤网剪切部包括：安装底板，垂直于水平面设置；过滤网上下输送气缸，安装于安装底板上，过滤网上下输送气缸的运动方向与安装底板平行，过滤网上下输送气缸与过滤网相连，通过电磁阀调节过滤网的剪切大小；过滤网压紧气缸，安装于安装底板上，过滤网压紧气缸的运动方向与安装底板垂直；过滤网剪切气缸，安装于安装底板上，过滤网剪切气缸的运动方向与安装底板垂直；剪切刀，与过滤网剪切气缸相连，过滤网剪切气缸的活塞杆运动带动剪切刀将过滤网剪断。

本方案中，配合设置的过滤网储存盒和储存盒支架，能够储存过滤网，保障过滤网的自动导出，进而保障汽油机铝活塞全自动铸造设备中的过滤网的使用，通过与过滤网储存盒的过滤网出口相连的过滤网输送通道可以输送过滤网，过滤网的一端绕转轴缠绕在过滤网储存盒的转轴上，过滤网的另一端通过过滤网输送通道输送至过滤网剪切部，过滤网被剪切松开后，浇注机器人取液定量将铝液经过过滤网过滤后浇铸到模具中，减少了浇铸到模具中的铝液内的杂质，进一步提升了产品的质量，通过安装底板、过滤网上下输送气缸、过滤网压紧气缸、过滤网剪气缸以及剪切刀的相互配合可以实现过滤网的剪切，使得剪切后的过滤网的大小和面积更适用于铝液的过滤需求，而且自动剪切，进一步提升了生产效率，相对于传统铸造中采用人工放置过滤网，既提升了效率，保障了工艺要求，又解放了人力。

优选地，外模机构包括：配合设置的第一滑台和外模油缸，安装于床身上；第二滑台，安装于第一滑台上，第二滑台与外模油缸通过第一连杆相连；配合设置的外模和销芯油缸，安装于第二滑台上，销芯油缸通过第二连杆与模具销芯相连，其中，外模油缸通过连接件带动第二滑台以及外模进行开合外模动作，销芯油缸带动第二连杆推动模具销芯进行销芯开合动作。

本方案中，通过配合设置的第一滑台和外模油缸，安装于床身上，第二滑台、外模、销芯油缸以及模具销芯，实现了外模开合的自动控制以及模具销芯开合的自动控制，进一步有利于提升生产效率。

具体地，外模油缸通过连接件带动第二滑台以及外模进行开合外模动作，销芯油缸带动第二连杆推动模具销芯进行销芯开合动作。

优选地，顶模机构包括：顶模支架，安装于床身的顶部；配合设置的顶模进退气缸和水平导向杆座，固定连接于顶模支架上；水平导向杆，设置于水平导向杆座上，顶模进退气缸通过水平导向杆带动顶模进行进退运动；第一顶模上下油缸，固定于顶模支架上，第一顶模上下油缸的活塞杆连接第三连杆在导向机构的牵引下带动顶模进行上下开合动作；导向机构包括：油缸连杆导向座，设于第三连杆的底部，用于导向第三连杆；配合设置的水平调节块和竖直调整件，与油缸连杆导向座位于同一中心线上，用于调整第三连杆的角度；过滤网上下气缸，固定于顶模支架上；配合设置的气爪和夹爪板，与过滤网上下气缸相连，用于进行过滤网的夹持和放开动作。

本方案中，通过顶模支架、配合设置的顶模进退气缸和水平导向杆座、水平导向杆、第一顶模上下油缸、导向机构、水平调节块以及竖直调整件、过滤网上下气缸、气爪、夹爪板，可以自动控制顶模的运动以及过滤网的夹持和放开，进一步有利于提升生产效率。

优选地，中芯机构包括：中芯支架，固定于床身上；中芯油缸，设于中心支架的一端，中芯油缸通过中芯支架固定于床身上；导轨，与中芯油缸配合设置，导轨通过中芯支架固定于床身上；中芯托架，与中芯油缸的活塞杆相连，中芯油缸的活塞杆连接中芯托架带动内芯在导轨上进行上下运动；托架销轴，与中芯托架相连；配合设置的第一行程开关撞块和行程开关撞杆，与中芯托架相连，第一行程开关撞块随着内芯的上下运动而进行上下运动；第一行程开关，固定于第一行程开关支架上，第一行程开关支架与中芯支架相连，第一行程开关撞块和第一行程开关接触从而触发到位信号。

本方案中，通过中芯支架、中芯油缸、导轨、中芯托架，中芯油缸的活塞杆连接中芯托架带动内芯在导轨上进行上下运动，第一行程开关撞块随着内芯的上下运动而进行上下运动，第一行程开关撞块和第一行程开关接触从而触发到位信号，进一步有利于汽油机铝活塞全自动铸造的实现，提升了自动化水平和生产效率。

优选地，取铸件及铸淬机械手包括：机械手支架，连接于床身的顶部；取件气缸，安装于机械手支架上；取件夹爪臂，设于取件气缸的底部，与取件气缸通过气缸杆连接块以及销轴相连；定位销，设于机械手支架上，与取件夹爪臂位于同一侧，定位销与取件夹爪臂间隔设置，用于对取件夹爪臂的夹取位置进行定位。

本方案中，通过机械手支架、取件气缸以及取件夹爪臂配合，能够进行活塞毛坯的自动夹取和放开，通过定位销可以对夹取和放开位置进行定位，进一步提升了活塞毛坯放置位置的精确性，有利于提升生产效率。

优选地，回转机构包括：回转轴，与顶模机构、取铸件及铸淬机械手相连；第二顶模上下油缸，第二顶模上下油缸的活塞杆与回转轴相连，用于带动顶模机构和/或取铸件及铸淬机械手进行上下运动；配合设置的电机和减速机，与回转轴通过从动齿轮相连，带动回转轴做回转运动；第二行程开关撞块，与回转轴相连，第二行程开关撞块随着回转轴的进行上下运动；第二行程开关，固定于第二行程开关支架上，第二行程开关撞块和第二行程开关接触从而触发到位信号。

本方案中，通过回转轴与顶模机构、取铸件及铸淬机械手相连，可以在第二顶模上下油缸、电机、减速机、第二行程开关撞块、第二行程开关的配合下，根据铸造过程的不同，分别控制顶模机构、取铸件及铸淬机械手分别做顶模上下或铸件夹取放开操作，进一步提升了自动化程度，提升了生产效率。

优选地，铸淬机构包括：铸淬机构支架；翻转板，设于铸淬机构支架的顶部上方；拉盖板气缸，与翻转板相连，用于驱动翻转板的运动；活塞毛坯滑道，活塞毛坯滑道的一端与翻转板相邻设置，活塞毛坯滑道的另一端向斜下方延伸，且为远离铸造主机的方向；冷风管，设于翻转板的下方，冷风管的出风口朝向翻转板；风机，设于铸淬机构支架的底部，风机的出风口朝向冷风管或与冷风管相连；接料小车，设于翻转板的底部下方。

本方案中，通过铸淬机构支架、翻转板、拉盖板气缸、活塞毛坯滑道、冷风管、风机、接料小车接料小车的配合实现了自动铸淬操作，而且可以自动筛分铸件毛坯是否合格，分类收集存放，减少了后期操作流程，降低了成本，提升了自动化程度和生产效率。

具体地，取铸件及铸淬机械手取铸件毛坯，放置于铸淬机构上方，风机启动，通过冷风管吹风至活塞毛坯的表面进行铸淬，若活塞毛坯合格，则经毛坯滑道滑至工作台，收集存放，若活塞毛坯不合格，则拉盖板气缸的活塞杆收缩，拉动翻转板，活塞毛坯滑至接料小车，收集存放。

优选地，浇注机器人包括：配合设置的ABB六轴工业机器人和浇注第七轴，ABB六轴工业机器人和浇注第七轴通过机器人连接法兰相连；浇注第七轴包括第七轴电机、第七轴减速机、传动杆、直角齿轮箱、浇勺，第七轴电机与第七轴减速机直连，第七轴减速机通过减速机联轴器、轴承与传动杆的一端连接，传动杆的另一端通过轴承、齿轮箱联轴器与直角齿轮箱相连，直角齿轮箱的输出轴通过浇勺连接板、连接块与浇勺相连；传动杆外设传动轴外壳。

本方案中，采用浇注第七轴的第七轴电机旋转来控制浇勺的角度，能够精确控制铝液的重量，精度在1％以内，相对于人工浇注，一方面，精确度和稳定性更高，产品质量更稳定，另一方面，降低了人工成本，提升了安全性能。

优选地，还包括：配合设置的液压系统、气动系统、冷却系统、润滑系统、防护系统、电气控制系统、模具以及可编程控制器。

本方案中，通过配合设置的液压系统、气动系统、冷却系统、润滑系统、防护系统、电气控制系统、模具以及可编程控制器，实现了汽油机铝活塞全自动铸造的控制，而且控制过程中的参数可以根据实际需要进行调整。

通过以上技术方案，设置至少两个铸造主机、至少两个过滤网输送装置、至少两个铸淬机构、至少两个铝液保温炉、浇注机器人以及液压站，实现了一机四模的全自动铸造，生产效率高，降低了生产成本，提升了安全性能，由浇注机器人进行自动浇注，铝液重量控制精度在1％以内，减少了因手工浇注而导致的质量不稳定现象，提升了铝活塞的铸造质量，而且加工余量小，成本低，减少了操作时间，降低了工人劳动强度，降低了设备循环周期。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的汽油机铝活塞全自动铸造设备的结构示意图；图2示出了图1中的铸造主机的结构示意图；图3示出了图2中外模机构的结构示意图；图4示出了图3中外模机构的俯视示意图；图5示出了图2中顶模机构的结构示意图；图6示出了图5中顶模机构的左视示意图；图7示出了图2中中芯机构的结构示意图；图8示出了图2中取铸件及铸淬机械手的结构示意图；图9示出了图8中取铸件及铸淬机械手的左视示意图；图10示出了图2中回转机构的结构示意图；图11示出了图1中铸淬机构的结构示意图；图12示出了图1中过滤网输送装置的结构示意图；图13示出了图1中浇铸机器人的结构示意图；图14示出了图13中浇注第七轴的结构示意图，

其中，图1至图14中附图标记与部件之间的对应关系为：

Ⅰ铸造主机，Ⅱ过滤网输送装置，Ⅲ铸淬机构，Ⅳ铝液保温炉，Ⅴ浇注机器人，Ⅵ液压站，Ⅰ-1外模机构，Ⅰ-2顶模机构，Ⅰ-3取铸件及铸淬机械手，Ⅰ-4中芯机构，Ⅰ-5回转机构，1床身，2直角拐臂，3床身支座，4外模油缸，5第二滑台，6第一滑台，7销芯油缸，8边芯油缸，9外模行程撞杆，10外模行程撞块，11第一连杆，12第一弹簧，13外模油缸撞杆，14销芯拉块，15油缸支撑板，16外模撞块，17销芯行程撞块，18销芯行程撞杆，19第二连杆，20线路固定支架，21接近开关安装杆，22第一顶模上下油缸，23第三连杆，24油缸连杆导向座，25连接杆，26水平调节块，27第二弹簧，28竖直调整件，29顶模，30顶模前挡板，31竖直气缸开关支架，32竖直导向杆，33过滤网上下气缸，34导向铜套，35竖直气缸支架，36第三弹簧，37气爪，38夹爪板，39水平导向杆，40顶模支架，41撞杆，42水平导向杆座，43顶模进退气缸，44顶模底座下底板，45中芯油缸，46中芯支架，47导轨底板，48导轨，49中芯托架，50托架销轴，51第一行程开关，52行程开关撞杆，53第一行程开关撞块，54机械手支架，55取件气缸，56支撑架，57夹爪块，58定位销，59气缸杆联接块，60销轴，61定位块，62取件夹爪臂，63支撑块，64回转轴，65回转支架支脚，66从动齿轮，67第二行程开关撞块，68第二行程开关支架，69第二行程开关，70第二顶模上下油缸，71电机支架，72减速机，73电机，74拉盖板气缸，75活塞毛坯滑道，76滑道支架，77风机，78接料小车，79冷风管，80翻转板，81过滤网储存盒，82轴端盖，83储存盒支架，84过滤网输送通道，85过滤网，86过滤网剪切气缸，87剪切刀，88过滤网压紧气缸，89安装底板，90过滤网上下输送气缸，91ABB六轴工业机器人，92浇注第七轴，93第七轴电机，94第七轴减速机，95减速机联轴器，96轴承，97传动杆，98探针，99轴承，100齿轮箱联轴器，101直角齿轮箱，102浇勺，103浇勺连接板，104连接块，105传动轴外壳，106机器人连接法兰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的汽油机铝活塞全自动铸造设备，包括：两个铸造主机Ⅰ，铸造主机Ⅰ包括：床身支座3和安装于床身支座3上的床身1；中芯机构Ⅰ-4，安装于床身1的中下部，与中心机构相邻的床身1的边缘侧通过直角拐臂2固定操作面板；回转机构Ⅰ-5，安装于床身1的中下部，与中芯机构Ⅰ-4间隔设置；外模机构Ⅰ-1，安装于床身1的顶部；顶模机构Ⅰ-2，安装于床身1的顶部，与外模机构Ⅰ-1配合设置；取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3，连接于床身1的顶部；汽油机铝活塞全自动铸造设备还包括：两个过滤网输送装置Ⅱ，分别与对应的铸造主机Ⅰ的一侧相连；两个铸淬机构Ⅲ，分别与对应的铸造主机Ⅰ的另一侧相连，铸粹机构与过滤网输送装置Ⅱ相对；两个铝液保温炉Ⅳ，与铸造主机Ⅰ相邻设置；浇注机器人Ⅴ，设于两个铸造主机Ⅰ之间，与铝液保温炉Ⅳ相邻设置；液压站Ⅵ，与过滤网输送装置Ⅱ相邻设置，

本实施例中，通过设置两个铸造主机Ⅰ、两个过滤网输送装置Ⅱ、两个铸淬机构Ⅲ、两个铝液保温炉Ⅳ、浇注机器人Ⅴ以及液压站Ⅵ，实现了一机四模的全自动铸造，生产效率高，降低了生产成本，提升了安全性能，实现了快速换模，减少了设备停机时间，由浇注机器人Ⅴ进行自动浇注，减少了因手工浇注而导致的质量不稳定现象，提升了铝活塞的铸造质量，而且加工余量小，成本低，减少了操作时间，降低了工人劳动强度，降低了设备循环周期，在浇注作业区工作环境较为恶劣，高温高辐射高粉尘污染严重，以浇注机器人代替传统人工浇注，既能在这种工况下连续工作，又能细化动作节拍，保障浇注工艺条件下的各动作的协调和平稳，减少铝液外溢现象，提升在浇注环节产品的成品率，还可以实现在浇注过程中自动向铝液中添加晶粒细化剂等可以细化铝液组织的材料，来确保活塞的金相纤维组织，通过铸造主机Ⅰ包括床身支座3和安装于床身支座3上的床身1，中芯机构Ⅰ-4、回转机构Ⅰ-5、外模机构Ⅰ-1、顶模机构Ⅰ-2、取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3，实现了铸造以及取铸件的全自动操作，进一步提升了生产效率，减少了人工成本，提升了安全性能，本发明提出的汽油机全自动铸造设备可以由1人操作2台设备，相对于现有的2人操作1台设备，单台产量人工成本大幅度降低，同时产品余量小、后期加工余量小，降低了产品的成本。

具体地，外模机构Ⅰ-1打开，顶模机构Ⅰ-2上升，中芯机构Ⅰ-4下降，取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3移动至铸淬工位，中芯机构Ⅰ-4上升，过滤网输送装置Ⅱ松开过滤网，顶模机构Ⅰ-2下降，浇注机器人Ⅴ取液、定量和浇铸，保温凝固后形成铸件毛坯，取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3取铸件毛坯，放置于铸淬机构Ⅲ上方，并退回取件工位等待，铸淬机构Ⅲ进行铸淬，并分类收集存放。

如图3和图4所示，外模机构Ⅰ-1包括：配合设置的第一滑台6和外模油缸4，安装于床身1上；第二滑台5，安装于第一滑台6上，第二滑台5与外模油缸4通过第一连杆11相连；配合设置的外模和销芯油缸7，安装于第二滑台5上，销芯油缸7通过第二连杆19与模具销芯相连，其中，外模油缸4通过连接件带动第二滑台以及外模进行开合外模动作，销芯油缸7带动第二连杆19推动模具销芯进行销芯开合动作。

本实施例中，通过配合设置的第一滑台6和外模油缸4，安装于床身1上，第二滑台5、外模、销芯油缸7以及模具销芯，实现了外模开合的自动控制以及模具销芯开合的自动控制，进一步有利于提升生产效率。

具体地，外模油缸4通过连接件带动第二滑台以及外模进行开合外模动作，销芯油缸7带动第二连杆19推动模具销芯进行销芯开合动作。

另外，如图3所示，还设有边芯油缸8安装于销芯油缸7的下方，第二滑台5、外模油缸4均是对称设置两个，外模行程撞杆9设于外模油缸4与第二滑台5之间，外模行程撞块10套设于外模行程撞杆9上，如图4所示，第一连杆11与外模油缸撞杆13的连接处设有第一弹簧12，外模油缸撞杆13连接有外模撞块16，油缸支撑板15设于外模油缸4的下方，销芯油缸7与第二连杆19处配合设置有销芯拉块14，销芯行程撞块17，销芯行程撞杆18。

如图5和图6所示，顶模机构Ⅰ-2包括：顶模支架40，安装于床身1的顶部；配合设置的顶模进退气缸43和水平导向杆座42，固定连接于顶模支架40上；水平导向杆39，设置于水平导向杆座42上，顶模进退气缸43通过水平导向杆39带动顶模29进行进退运动；第一顶模上下油缸22，固定于顶模支架40上，第一顶模上下油缸22的活塞杆连接第三连杆23在导向机构的牵引下带动顶模29进行上下开合动作；导向机构包括：油缸连杆导向座24，设于第三连杆23的底部，用于导向第三连杆23；配合设置的水平调节块26和竖直调整件28，与油缸连杆导向座24位于同一中心线上，用于调整第三连杆23的角度；过滤网上下气缸33，固定于顶模支架40上；配合设置的气爪37和夹爪板38，与过滤网上下气缸33相连，用于进行过滤网85的夹持和放开动作。

本实施例中，通过顶模支架40、配合设置的顶模进退气缸43和水平导向杆座42、水平导向杆39、第一顶模上下油缸22、导向机构、水平调节块26以及竖直调整件28、过滤网上下气缸33、气爪37、夹爪板38，可以自动控制顶模29的运动以及过滤网85的夹持和放开，进一步有利于提升生产效率。如图5所示，顶模机构Ⅰ-2还设有线路固定支架20，接近开关安装杆21，油缸连杆导向座24与水平调节块26之间通过连接杆25相连，水平调节块26下方设有第二弹簧27，还设有顶模前挡板30、依次设有竖直气缸开关支架31、竖直导向杆32，导向铜套34，竖直气缸支架35有利于实现顶模29的水平以及竖直导向，竖直导向杆32上设有第三弹簧36，如图6所示，还设有撞杆41，顶模底座下底板44。

如图7所示，中芯机构Ⅰ-4包括：中芯支架46，固定于床身1上；中芯油缸45，设于中心支架的一端，中芯油缸45通过中芯支架46固定于床身1上；导轨48，与中芯油缸45配合设置，导轨48通过中芯支架46固定于床身1上；中芯托架49，与中芯油缸45的活塞杆相连，中芯油缸45的活塞杆连接中芯托架49带动内芯在导轨48上进行上下运动；托架销轴50，与中芯托架49相连；配合设置的第一行程开关撞块53和行程开关撞杆52，与中芯托架49相连，第一行程开关撞块53随着内芯的上下运动而进行上下运动；第一行程开关51，固定于第一行程开关51支架上，第一行程开关51支架与中芯支架46相连，第一行程开关撞块53和第一行程开关51接触从而触发到位信号。

本实施例中，通过中芯支架46、中芯油缸45、导轨48、中芯托架49，中芯油缸45的活塞杆连接中芯托架49带动内芯在导轨48上进行上下运动，第一行程开关撞块53随着内芯的上下运动而进行上下运动，第一行程开关撞块53和第一行程开关51接触从而触发到位信号，进一步有利于汽油机铝活塞全自动铸造的实现，提升了自动化水平和生产效率。如图7所示，导轨48下设有导轨底板47。

如图8和图9所示，取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3包括：机械手支架54，连接于床身1的顶部；取件气缸55，安装于机械手支架54上；取件夹爪臂62，设于取件气缸55的底部，与取件气缸55通过气缸杆连接块以及销轴60相连；定位销58，设于机械手支架54上，与取件夹爪臂62位于同一侧，定位销58与取件夹爪臂62间隔设置，用于对取件夹爪臂62的夹取位置进行定位。

本实施例中，通过机械手支架54、取件气缸55以及取件夹爪臂62配合，能够进行活塞毛坯的自动夹取和放开，通过定位销58可以对夹取和放开位置进行定位，进一步提升了活塞毛坯放置位置的精确性，有利于提升生产效率。另外，如图8和图9所示，还在机械手支架54下方设有支撑架56，并连接有夹爪块57，取件气缸55与取件夹爪臂62通过气缸杆联接块59相连，定位销58上方还设有定位块61。

如图10所示，回转机构Ⅰ-5包括：回转轴64，与顶模机构Ⅰ-2、取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3相连；第二顶模上下油缸70，第二顶模上下油缸70的活塞杆与回转轴64相连，用于带动顶模机构Ⅰ-2和/或取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3进行上下运动；配合设置的电机73和减速机72，与回转轴64通过从动齿轮66相连，带动回转轴64做回转运动；第二行程开关撞块67，与回转轴64相连，第二行程开关撞块67随着回转轴64的进行上下运动；第二行程开关69，固定于第二行程开关支架68上，第二行程开关撞块67和第二行程开关69接触从而触发到位信号。

本实施例中，通过回转轴64与顶模机构Ⅰ-2、取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3相连，可以在第二顶模上下油缸70、电机73、减速机72、第二行程开关撞块67、第二行程开关69的配合下，根据铸造过程的不同，分别控制顶模机构Ⅰ-2、取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3分别做顶模上下或铸件夹取放开操作，进一步提升了自动化程度，提升了生产效率。如图10所示，回转轴64上连接有支撑块63，下连接有回转支架支脚65，与电机73配合设置有电机支架71。

如图11所示，铸淬机构Ⅲ包括：铸淬机构支架；翻转板80，设于铸淬机构支架的顶部上方；拉盖板气缸74，与翻转板80相连，用于驱动翻转板80的运动；活塞毛坯滑道75，活塞毛坯滑道75的一端与翻转板80相邻设置，活塞毛坯滑道75的另一端向斜下方延伸，且为远离铸造主机Ⅰ的方向；冷风管79，设于翻转板80的下方，冷风管79的出风口朝向翻转板80；风机77，设于铸淬机构Ⅲ支架的底部，风机77的出风口朝向冷风管79或与冷风管79相连；接料小车78，设于翻转板80的底部下方。

本实施例中，通过铸淬机构支架、翻转板80、拉盖板气缸74、活塞毛坯滑道75、冷风管79、风机77、接料小车78接料小车78的配合实现了自动铸淬操作，而且可以自动筛分铸件毛坯是否合格，分类收集存放，减少了后期操作流程，降低了成本，提升了自动化程度和生产效率。如图11，活塞毛坯滑道85下方设有滑道支架76，维持活塞毛坯滑道85的坡度。

具体地，取铸件及铸淬机械手Ⅰ-3取铸件毛坯，放置于铸淬机构Ⅲ上方，风机77启动，通过冷风管79吹风至活塞毛坯的表面进行铸淬，若活塞毛坯合格，则经毛坯滑道滑至工作台，收集存放，若活塞毛坯不合格，则拉盖板气缸74的活塞杆收缩，拉动翻转板80，活塞毛坯滑至接料小车78，收集存放。

如图12所示，过滤网输送装置Ⅱ包括：配合设置的过滤网储存盒81和储存盒支架83；过滤网输送通道84，与过滤网储存盒81的过滤网85出口相连；过滤网85，过滤网85的一端绕转轴缠绕在过滤网储存盒81的转轴上，过滤网85的另一端通过过滤网输送通道84输送至过滤网85剪切部；过滤网85剪切部包括：安装底板89，垂直于水平面设置；过滤网上下输送气缸90，安装于安装底板89上，过滤网上下输送气缸90的运动方向与安装底板89平行，过滤网上下输送气缸90与过滤网85相连，通过电磁阀调节过滤网85的剪切大小；过滤网压紧气缸88，安装于安装底板89上，过滤网压紧气缸88的运动方向与安装底板89垂直；过滤网剪切气缸86，安装于安装底板89上，过滤网剪切气缸86的运动方向与安装底板89垂直；剪切刀87，与过滤网剪切气缸86相连，过滤网剪切气缸86的活塞杆运动带动剪切刀87将过滤网85剪断。

本实施例中，配合设置的过滤网储存盒81和储存盒支架83，能够储存过滤网85，保障过滤网85的自动导出，进而保障汽油机铝活塞全自动铸造设备中的过滤网85的使用，通过与过滤网储存盒81的过滤网85出口相连的过滤网输送通道84可以输送过滤网85，过滤网85的一端绕转轴缠绕在过滤网储存盒81的转轴上，过滤网85的另一端通过过滤网输送通道84输送至过滤网85剪切部，过滤网85被剪切松开后，浇注机器人Ⅴ取液定量将铝液经过过滤网85过滤后浇铸到模具中，减少了浇铸到模具中的铝液内的杂质，进一步提升了产品的质量，通过安装底板89、过滤网上下输送气缸90、过滤网压紧气缸88、过滤网85剪气缸以及剪切刀87的相互配合可以实现过滤网85的剪切，使得剪切后的过滤网85的大小和面积更适用于铝液的过滤需求，而且自动剪切，进一步提升了生产效率，，相对于传统铸造中采用人工放置过滤网，既提升了效率，保障了工艺要求，又解放了人力。如图12，过滤网储存盒81上还设有轴端盖82，有利于开合补料。

如图13和图14所示，浇注机器人Ⅴ包括：配合设置的ABB六轴工业机器人91和浇注第七轴92，ABB六轴工业机器人91和浇注第七轴92通过机器人连接法兰106相连；浇注第七轴92包括第七轴电机93、第七轴减速机94、传动杆97、直角齿轮箱101、浇勺102，第七轴电机93与第七轴减速机94直连，第七轴减速机94通过减速机联轴器95、轴承96、99与传动杆97的一端连接，传动杆97的另一端通过轴承96、齿轮箱联轴器100与直角齿轮箱101相连，直角齿轮箱101的输出轴通过浇勺连接板103、连接块104与浇勺102相连；传动杆97外设传动轴外壳105。

本实施例中，采用浇注第七轴92的第七轴电机93旋转来控制浇勺102的角度，能够精确控制铝液的重量，精度在1％以内，相对于人工浇注，一方面，精确度和稳定性更高，产品质量更稳定，另一方面，降低了人工成本，提升了安全性能，如图14所示，还安装有探针98。

汽油机活塞全自动铸造设备还包括：配合设置的液压系统、气动系统、冷却系统、润滑系统、防护系统、电气控制系统、模具以及可编程控制器。

本发明的自动循环过程的工艺流程为(该循环过程以毛坯凝固状态为起始状态)：销芯退→外模开→顶模上→边芯退→中芯下→机械手进→机械手下→机械手夹→机械手上→机械手至铸淬工位→中芯上→边芯上→过滤网夹爪松开过滤网→顶模下→浇注机器人取液、定量→浇注(吹浇勺表面氧化皮→浇勺烘烤)→铸件保温凝固→机械手上→机械手进至铸淬位置→机械手松→机械手退→机械手至取件工位等待。

Claims (10)

1.一种汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，包括：

至少两个铸造主机，

所述铸造主机包括：

床身支座和安装于所述床身支座上的床身；

中芯机构，安装于所述床身的中下部，与所述中心机构相邻的所述床身的边缘侧通过直角拐臂固定操作面板；

回转机构，安装于所述床身的中下部，与所述中芯机构间隔设置；

外模机构，安装于所述床身的顶部；

顶模机构，安装于所述床身的顶部，与所述外模机构配合设置；

取铸件及铸淬机械手，连接于所述床身的顶部；

所述汽油机铝活塞全自动铸造设备还包括：

至少两个过滤网输送装置，分别与对应的所述铸造主机的一侧相连；

至少两个铸淬机构，分别与对应的所述铸造主机的另一侧相连，所述铸粹机构与所述过滤网输送装置相对；

至少两个铝液保温炉，与所述铸造主机相邻设置；

浇注机器人，设于两个所述铸造主机之间，与所述铝液保温炉相邻设置；

液压站，与所述过滤网输送装置相邻设置，

其中，所述外模机构打开，所述顶模机构上升，所述中芯机构下降，所述取铸件及铸淬机械手移动至铸淬工位，所述中芯机构上升，所述过滤网输送装置松开过滤网，所述顶模机构下降，所述浇注机器人取液、定量和浇铸，保温凝固后形成铸件毛坯，所述取铸件及铸淬机械手取所述铸件毛坯，放置于所述铸淬机构上方，并退回取件工位等待，所述铸淬机构进行铸淬，并分类收集存放。

2.根据权利要求1所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述过滤网输送装置包括：

配合设置的过滤网储存盒和储存盒支架；

过滤网输送通道，与所述过滤网储存盒的过滤网出口相连；

过滤网，所述过滤网的一端绕转轴缠绕在所述过滤网储存盒的转轴上，所述过滤网的另一端通过所述过滤网输送通道输送至过滤网剪切部；

所述过滤网剪切部包括：

安装底板，垂直于水平面设置；

过滤网上下输送气缸，安装于所述安装底板上，所述过滤网上下输送气缸的运动方向与所述安装底板平行，所述过滤网上下输送气缸与所述过滤网相连，通过电磁阀调节所述过滤网的剪切大小；

过滤网压紧气缸，安装于所述安装底板上，所述过滤网压紧气缸的运动方向与所述安装底板垂直；

过滤网剪切气缸，安装于所述安装底板上，所述过滤网剪切气缸的运动方向与所述安装底板垂直；

剪切刀，与所述过滤网剪切气缸相连，所述过滤网剪切气缸的活塞杆运动带动所述剪切刀将所述过滤网剪断。

3.根据权利要求2所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述外模机构包括：

配合设置的第一滑台和外模油缸，安装于所述床身上；

第二滑台，安装于所述第一滑台上，所述第二滑台与所述外模油缸通过第一连杆相连；

配合设置的外模和销芯油缸，安装于所述第二滑台上，所述销芯油缸通过第二连杆与模具销芯相连，

其中，外模油缸通过所述连接件带动所述第二滑台以及所述外模进行开合外模动作，所述销芯油缸带动所述第二连杆推动所述模具销芯进行销芯开合动作。

4.根据权利要求3所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述顶模机构包括：

顶模支架，安装于所述床身的顶部；

配合设置的顶模进退气缸和水平导向杆座，固定连接于所述顶模支架上；

水平导向杆，设置于所述水平导向杆座上，所述顶模进退气缸通过所述水平导向杆带动顶模进行进退运动；

第一顶模上下油缸，固定于所述顶模支架上，所述第一顶模上下油缸的活塞杆连接第三连杆在导向机构的牵引下带动顶模进行上下开合动作；

所述导向机构包括：

油缸连杆导向座，设于所述第三连杆的底部，用于导向所述第三连杆；

配合设置的水平调节块和竖直调整件，与所述油缸连杆导向座位于同一中心线上，用于调整所述第三连杆的角度；

过滤网上下气缸，固定于所述顶模支架上；

配合设置的气爪和夹爪板，与所述过滤网上下气缸相连，用于进行所述过滤网的夹持和放开动作。

5.根据权利要求4所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述中芯机构包括：

中芯支架，固定于所述床身上；

中芯油缸，设于所述中心支架的一端，所述中芯油缸通过所述中芯支架固定于所述床身上；

导轨，与所述中芯油缸配合设置，所述导轨通过所述中芯支架固定于所述床身上；

中芯托架，与所述中芯油缸的活塞杆相连，所述中芯油缸的活塞杆连接所述中芯托架带动内芯在所述导轨上进行上下运动；

托架销轴，与所述中芯托架相连；

配合设置的第一行程开关撞块和行程开关撞杆，与所述中芯托架相连，所述第一行程开关撞块随着所述内芯的上下运动而进行上下运动；

第一行程开关，固定于第一行程开关支架上，所述第一行程开关支架与所述中芯支架相连，所述第一行程开关撞块和所述第一行程开关接触从而触发到位信号。

6.根据权利要求5所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述取铸件及铸淬机械手包括：

机械手支架，连接于所述床身的顶部；

取件气缸，安装于所述机械手支架上；

取件夹爪臂，设于所述取件气缸的底部，与所述取件气缸通过气缸杆连接块以及销轴相连；

定位销，设于所述机械手支架上，与所述取件夹爪臂位于同一侧，所述定位销与所述取件夹爪臂间隔设置，用于对所述取件夹爪臂的夹取位置进行定位。

7.根据权利要求6所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述回转机构包括：

回转轴，与所述顶模机构、所述取铸件及铸淬机械手相连；

第二顶模上下油缸，所述第二顶模上下油缸的活塞杆与所述回转轴相连，用于带动所述顶模机构和/或所述取铸件及铸淬机械手进行上下运动；

配合设置的电机和减速机，与所述回转轴通过从动齿轮相连，带动所述回转轴做回转运动；

第二行程开关撞块，与所述回转轴相连，所述第二行程开关撞块随着所述回转轴的进行上下运动；

第二行程开关，固定于第二行程开关支架上，所述第二行程开关撞块和所述第二行程开关接触从而触发到位信号。

8.根据权利要求7所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述铸淬机构包括：

铸淬机构支架；

翻转板，设于所述铸淬机构支架的顶部上方；

拉盖板气缸，与所述翻转板相连，用于驱动所述翻转板的运动；

活塞毛坯滑道，所述活塞毛坯滑道的一端与所述翻转板相邻设置，所述活塞毛坯滑道的另一端向斜下方延伸，且为远离所述铸造主机的方向；

冷风管，设于所述翻转板的下方，所述冷风管的出风口朝向所述翻转板；

风机，设于所述铸淬机构支架的底部，所述风机的出风口朝向所述冷风管或与所述冷风管相连；

接料小车，设于所述翻转板的底部下方，

其中，所述取铸件及铸淬机械手取所述铸件毛坯，放置于所述铸淬机构上方，所述风机启动，通过所述冷风管吹风至所述活塞毛坯的表面进行铸淬，若所述活塞毛坯合格，则经所述毛坯滑道滑至工作台，收集存放，若所述活塞毛坯不合格，则所述拉盖板气缸的活塞杆收缩，拉动所述翻转板，所述活塞毛坯滑至所述接料小车，收集存放。

9.根据权利要求8所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，所述浇注机器人包括：

配合设置的ABB六轴工业机器人和浇注第七轴，所述ABB六轴工业机器人和所述浇注第七轴通过机器人连接法兰相连；

所述浇注第七轴包括第七轴电机、第七轴减速机、传动杆、直角齿轮箱、浇勺，所述第七轴电机与所述第七轴减速机直连，所述第七轴减速机通过减速机联轴器、轴承与所述传动杆的一端连接，所述传动杆的另一端通过轴承、齿轮箱联轴器与所述直角齿轮箱相连，所述直角齿轮箱的输出轴通过浇勺连接板、连接块与所述浇勺相连；

所述传动杆外设传动轴外壳。

10.根据权利要求9所述的汽油机铝活塞全自动铸造设备，其特征在于，还包括：

配合设置的液压系统、气动系统、冷却系统、润滑系统、防护系统、电气控制系统、模具以及可编程控制器。