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CN113941701A - 基于rfid的多品种砂箱自动落砂系统 - Google Patents

基于rfid的多品种砂箱自动落砂系统 Download PDF

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CN113941701A
CN113941701A CN202010690336.0A CN202010690336A CN113941701A CN 113941701 A CN113941701 A CN 113941701A CN 202010690336 A CN202010690336 A CN 202010690336A CN 113941701 A CN113941701 A CN 113941701A
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张同先
陆强
陈腊松
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Kehua Holdings Co ltd
Liyang Lianhua Machinery Manufacture Co ltd
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Kehua Holdings Co ltd
Liyang Lianhua Machinery Manufacture Co ltd
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Abstract

一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，包括辊道转运小车、机动辊道、阶梯机动辊道、解箱机械手、三台并联的落砂机、取铸件机械手、倾翻机动辊道、浇注底板转运车、砂箱转运小车。解箱机械手的夹紧卡爪能上升、下降、夹持多种高度尺寸的砂箱，解箱机械手大车能行走并能多工位停靠。三台并联的落砂机的其中两台落砂机台面上设有限制砂箱水平窜动的定位凸台，保证砂箱只能在垂直于地面的方向振动，同时保证解箱机械手夹紧卡爪夹持砂箱的位置保持一致。落砂后的铸件，采用取铸件机械手抓取、移动、放置，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手。本方案对砂箱抓取、移动、放置、铸件抓取转移，全程实现机械化。

Description

基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统
技术领域
本发明涉及铸造机械砂箱落砂成套设备，具体涉及一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统。
背景技术
目前铸造企业在砂箱落砂清理工部，绝大部分采用车间行车和工人辅助相结合，把砂箱吊运到振动落砂机台面上进行振动落砂，等到砂块和铸件与砂箱分离，再通过人工把砂箱和铸件用车间行车吊挂转运到下一个工部。在这个砂箱落砂的过程中，由于铸造车间工作环境温度高，车间粉尘严重超标，噪音非常大，工人劳动强度大，所以对操作工人的身体健康非常有害，粉尘非常容易通过口鼻进入人体，造成肺部感染而形成职业病，噪音大会造成工人听力下降甚至造成耳鸣甚至耳聋，操作也非常不安全，容易造成工伤事故。
针对以上问题，急需要发明一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，解决多品种砂箱自动落砂工艺问题，实现落砂过程无人操作，全部用机器代替人工操作，铸件转移采用取件机械手，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手，完成铸件的抓取过程。实现机械化、有条件的进行流水线生产、减轻工人劳动强度、治理污染和不断改善劳动条件，实现高效、安全、快速生产的目的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统。采用三台振动落砂机并联方式，解箱机械手把整箱砂箱从阶梯机动辊道上抓取、移动、放置在振动落砂机(二)台面上，通过解箱机械手把砂箱的上砂箱和下砂箱分离，把上砂箱抓取、移动、放置在振动落砂机(一)台面上振动落砂，最后解箱机械手把落砂后的上砂箱和下砂箱抓取、移动、放置在原来阶梯机动辊道上。在下砂箱振动落砂后的铸件，采用取件机械手抓取、移动、放置在指定位置，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手。本方案对砂箱抓取、移动、放置、铸件抓取转移，全程实现机械化。
实现上述目的的技术方案是：一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，包括有在浇注后需要落砂的砂箱及浇注底板通过辊道转运小车纵向向下的输送，到达机动辊道(一)位置，辊道转运小车的托辊转动将浇注底板及砂箱横向向左输送进入机动辊道(一)，再经过机动辊道(一)横向向左输送，到达阶梯机动辊道位置，在此工位浇注底板及砂箱暂停输送。此时在阶梯机动辊道正上方的解箱机械手的夹紧卡爪下降、夹住砂箱，然后夹紧卡爪及砂箱上升到设定高度，解箱机械手大车行走到落砂机(二)位置，夹紧卡爪下降将砂箱放置在落砂机(二)台面上振动落砂，然后解箱机械手抓取上砂箱并上升到设定高度，大车行走到落砂机(一)位置，夹紧卡爪下降将上砂箱放置在落砂机(一)台面上振动落砂。在落砂机(二)台面上振动的下砂箱经过一定时间的振动落砂，铸件逐渐从砂块中分离出来，取件机械手动作把落砂机(二)台面上的下砂箱里的铸件抓取放在振动的落砂机(三)台面上，继续清理铸件表面及凹坑部位的砂子，待铸件表面的砂子清理符合要求后，取件机械手再次动作把铸件抓取放在右边的倾翻机动辊道预先设定的托盘上，倾翻机动辊道的托辊转动，将装有铸件的托盘纵向向下输送进入机动辊道(二)上，通过机动辊道(二)纵向向下输送，铸件进入下一个工序。在阶梯机动辊道上被取走砂箱的浇注底板，在阶梯机动辊道托辊转动时横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道，倾翻阶梯机动辊道翻转将浇注底板上的浮砂倒入砂斗吊走。浇注底板在倾翻阶梯机动辊道托辊转动时横向向左输送进入浇注底板转运车，浇注底板转运车纵向向上运行，将浇注底板运送到合箱造型区，进行造型合箱循环。在落砂机(二)振动落砂的下砂箱及在落砂机(一)振动落砂的上砂箱落砂完毕后，解箱机械手快速动作，分别将上砂箱和下砂箱抓取放置在阶梯机动辊道上，通过阶梯机动辊道托辊的转动将上砂箱和下砂箱横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道，倾翻阶梯机动辊道托辊的转动将上砂箱和下砂箱输送进入砂箱转运小车，砂箱转运小车纵向向上运行，分别将上砂箱和下砂箱运送到造型区，进行循环造型。落砂机振动落砂时产生的粉尘，通过除尘罩排放进入除尘器进行除尘排放。
进一步，在所述的辊道转运小车具有沿地面纵向铺设的轨道行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以上下往复循环行走，托辊转动时能够输送浇注底板和砂箱。所述的机动辊道(一)横向布置，机动辊道(一)中心线与辊道转运小车下行终点时辊道中心线对齐，托辊转动时能够输送浇注底板和砂箱。所述的阶梯机动辊道与机动辊道(一)横向同中心线对齐布置，阶梯机动辊道由于托辊是阶梯形状，具备独立输送浇注底板和砂箱功能。辊道转运小车、机动辊道(一)、阶梯机动辊道的托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送浇注底板和砂箱。
进一步，所述的解箱机械手左边是多立柱作为支腿纵向布置，顶部设置横梁结构，在横梁上平面铺设钢轨，供大车两个车轮行走，在左边车轮座上平面设置大车左边横梁；解箱机械手右边是在地面铺设钢轨，供大车右边两个车轮行走，在右边两个车轮座上平面设置两立柱，在两立柱上平面设置大车右边横梁。左边横梁和右边横梁刚性连接形成大车车体。解箱机械手左边两个车轮在左边高空钢轨行走，右边两个车轮在右边地面铺设钢轨行走，左右两边车轮均设有专门的减速机驱动。在大车车体设置砂箱夹紧机构和升降机构，工作时夹紧机构可以夹持多种不同高度的砂箱，升降机构在夹紧机构夹持砂箱后可以上升和下降，大车车体行走时可以停靠四个工位，满足工艺要求。
进一步，所述的落砂机采用三台并联模式，分别取名叫落砂机(一)、落砂机(二)、落砂机(三)。每台落砂机主要由机体、底座、弹簧及振动电机组成。机体全部采用焊接结构，机体焊接后经回火处理，消除焊接应力。参振机体由二排隔振弹簧支撑在底座上。底座全部采用焊接结构，通过地脚螺栓紧固在基础上。每台落砂机用一对振动电机水平对称固定在机体的两侧壁，振动电机反向同步运转。振动电机的二端各有一对偏心块，改变两偏心块的夹角，即可调节振动电机的激振力，激振力越大对应的落砂机的振幅也越大。根据实际生产的需要，将激振力和振幅调整至最适宜的范围。
进一步所述的落砂机(一)、落砂机(二)的台面上设有限制砂箱水平窜动的定位凸台，保证砂箱只能在垂直于地面的方向振动，同时保证解箱机械手夹紧卡爪夹持砂箱的位置保持一致。
进一步，所述的取件机械手的机械臂具有抓取覆盖到落砂机(二)、落砂机(三)台面范围，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手。
进一步，所述的倾翻机动辊道纵向布置，具有翻转功能，当铸件托盘随辊道运行到倾翻机动辊道时，倾翻机动辊道翻转把铸件托盘翻转到一定角度，倒掉铸件托盘里的浮砂。倾翻机动辊道托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向下输送托盘和铸件。所述的机动辊道(二)与倾翻机动辊道同中心线纵向布置，机动辊道(二)托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向下输送托盘和铸件。
进一步，所述的倾翻阶梯机动辊道与阶梯机动辊道同中心线横向布置，具有翻转功能，当浇注底板从阶梯机动辊道输送到倾翻阶梯机动辊道时，倾翻阶梯机动辊道翻转把浇注底板翻转到一定角度，倒掉浇注底板上的浮砂。倾翻阶梯机动辊道托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送托盘和铸件。
进一步，所述的浇注底板转运车具有沿地面纵向铺设的轨道行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以上下往复循环行走；托辊转动时能够输送浇注底板，托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送浇注底板。
进一步，所述的砂箱转运小车与浇注底板转运车同轨道纵向布置，具有纵向行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以往复循环行走；托辊转动时能够输送砂箱，托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送砂箱。
基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，采用三台振动落砂机并联方式，解箱机械手把整箱砂箱从阶梯机动辊道上抓取、移动、放置在中间振动落砂机(二)台面上，通过解箱机械手把砂箱的上砂箱和下砂箱分离，把上砂箱抓取、移动、放置在振动落砂机(一)台面上振动落砂，最后解箱机械手把落砂后的上砂箱和下砂箱抓取、移动、放置在阶梯机动辊道。在下砂箱振动落砂后的铸件，采用取件机械手抓取、移动、放置在指定位置，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手。本方案对砂箱抓取、移动、放置、铸件抓取转移，全程实现机械化。
附图说明
图1是多品种砂箱自动落砂系统平面布置图。
图2是多品种砂箱自动落砂系统A-A剖面图。
图3是多品种砂箱自动落砂系统B-B剖面图。
图4是多品种砂箱自动落砂系统C向视图。
1、辊道转运小车 2、机动辊道 3、阶梯机动辊道 4、解箱机械手 5、落砂机（一） 6、落砂机（二） 7、落砂机（三） 8、取件机械手 9、倾翻机动辊道 10、机动辊道 11、倾翻阶梯机动辊道 12、浇注底板转运车 13、砂箱转运小车 14、除尘罩。
具体实施方式
结合附图对发明的具体实施方式进行说明。
如附图1、附图2、附图3，新型的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，包括在浇注后需要落砂的砂箱及浇注底板通过辊道转运小车1纵向向下的输送，到达机动辊道2位置，辊道转运小车1的托辊转动将浇注底板及砂箱横向向左输送进入机动辊道2，再经过机动辊道2横向向左输送进入阶梯机动辊道3位置，在此工位浇注底板及砂箱暂停输送。此时在阶梯机动辊道3正上方的解箱机械手4的夹紧卡爪下降、夹住砂箱，然后夹紧卡爪及砂箱上升到设定高度，解箱机械手4大车行走到落砂机6位置，解箱机械手4的夹紧卡爪下降将砂箱放置在落砂机6台面上振动落砂，然后解箱机械手4抓取上砂箱并上升到设定高度，解箱机械手4大车行走到落砂机5位置，夹紧卡爪下降将上砂箱放置在落砂机5台面上振动落砂。在落砂机6台面上振动的下砂箱经过一定时间的振动落砂，铸件逐渐从砂块中分离出来，取件机械手8动作把落砂机6上的下砂箱里的铸件抓取放在振动的落砂机7上，继续清理铸件表面及凹坑部位的砂子，待铸件表面的砂子清理符合要求后，取件机械手8再次动作把铸件抓取放在右边的倾翻机动辊道9预先设定的托盘上，倾翻机动辊道9的托辊转动，将装有铸件的托盘纵向向下输送进入机动辊道10上，通过机动辊道10纵向向下输送，铸件进入下一个工序。在阶梯机动辊道3上被取走砂箱的浇注底板，在阶梯机动辊道3托辊转动时横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道11，倾翻阶梯机动辊道11翻转将浇注底板上的浮砂倒入砂斗吊走。浇注底板在倾翻阶梯机动辊道11托辊转动时横向向左输送进入浇注底板转运车12，浇注底板转运车12纵向向上运行，将浇注底板运送到合箱造型区，进行造型合箱循环。在落砂机6振动落砂的下砂箱及在落砂机5振动落砂的上砂箱落砂完毕后，解箱机械手4快速动作，分别将上砂箱和下砂箱抓取放置在阶梯机动辊道3上，通过阶梯机动辊道3托辊的转动将上砂箱和下砂箱横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道11，通过倾翻阶梯机动辊道11 托辊的转动将上砂箱和下砂箱输送进入砂箱转运小车13，砂箱转运小车13纵向向上运行，分别将上砂箱和下砂箱运送到造型区，进行循环造型。落砂机振动落砂时产生的粉尘，通过除尘罩14排放进入除尘器进行除尘排放。
本基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，采用三台振动落砂机并联方式，使用解箱机械手把整箱砂箱从阶梯机动辊道上抓取、移动、放置在振动落砂机台面上。再通过解箱机械手把落砂后的上砂箱和下砂箱抓取、移动、放置在原来的阶梯机动辊道上。落砂后的铸件，采用取件机械手抓取、移动、放置，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手。本方案对砂箱抓取、移动、放置、铸件抓取转移，全程实现机械化。

Claims (10)

1.一种基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，包括在浇注后需要落砂的砂箱及浇注底板通过辊道转运小车(1)纵向向下的输送，到达机动辊道(2)位置，辊道转运小车(1)的托辊转动将浇注底板及砂箱横向向左输送进入机动辊道(2)，再经过机动辊道(2)横向向左输送到达阶梯机动辊道(3)位置，在此工位浇注底板及砂箱暂停输送，此时在阶梯机动辊道(3)正上方的解箱机械手(4)的夹紧卡爪下降、夹住砂箱，然后夹紧卡爪及砂箱上升到设定高度，解箱机械手(4)大车行走到落砂机(6)位置，夹紧卡爪下降将砂箱放置在落砂机(6)台面上振动落砂，然后解箱机械手(4)抓取上砂箱并上升到设定高度，解箱机械手(4)大车行走到落砂机(5)位置，夹紧卡爪下降将上砂箱放置在落砂机(5)台面上振动落砂，在落砂机(6)台面上振动的下砂箱经过一定时间的振动落砂，铸件逐渐从砂块中分离出来，取件机械手(8)动作把落砂机(6)上的下砂箱里的铸件抓取放在振动的落砂机(7)上，继续清理铸件表面及凹坑部位的砂子，待铸件表面的砂子清理符合要求后，取件机械手(8)再次动作把铸件抓取放在右边的倾翻机动辊道(9)预先设定的托盘上，倾翻机动辊道(9)的托辊转动，将装有铸件的托盘纵向向下输送进入机动辊道(10)上，通过机动辊道(10)纵向向下输送，铸件进入下一个工序，在阶梯机动辊道(3)上被取走砂箱的浇注底板，在阶梯机动辊道(3)托辊转动时横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道(11)，倾翻阶梯机动辊道(11)翻转将浇注底板上的浮砂倒入砂斗吊走，浇注底板在倾翻阶梯机动辊道(11)托辊转动时横向向左输送进入浇注底板转运车(12)，浇注底板转运车(12)纵向向上运行，将浇注底板运送到合箱造型区，进行造型合箱循环，在落砂机(6)振动落砂的下砂箱及在落砂机(5)振动落砂的上砂箱落砂完毕后，解箱机械手(4)快速动作，分别将上砂箱和下砂箱抓取放置在阶梯机动辊道(3)上，通过阶梯机动辊道(3)托辊的转动将上砂箱和下砂箱横向向左输送进入倾翻阶梯机动辊道(11)，通过倾翻阶梯机动辊道(11) 托辊的转动将上砂箱和下砂箱输送进入砂箱转运小车(13)，砂箱转运小车(13)纵向向上运行，分别将上砂箱和下砂箱运送到造型区，进行循环造型，落砂机振动落砂时产生的粉尘，通过除尘罩(14)排放进入除尘器进行除尘排放。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的辊道转运小车(1)具有沿地面纵向铺设的轨道行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以上下往复循环行走；托辊转动时能够输送浇注底板和砂箱，所述的机动辊道(2)横向布置，机动辊道(2)辊道中心线与辊道转运小车(1)下行终点时辊道中心线对齐，机动辊道(2) 托辊转动时能够输送浇注底板和砂箱，所述的阶梯机动辊道(3)与机动辊道(2)横向同中心线对齐布置，阶梯机动辊道(3)由于托辊是阶梯形状，具备独立输送浇注底板和砂箱功能，辊道转运小车(1)、机动辊道(2)、阶梯机动辊道(3)的托辊转动均有专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送浇注底板和砂箱。
3.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的解箱机械手(4)左边是多立柱作为支腿纵向布置，顶部设置横梁结构，在横梁上平面铺设钢轨，供大车两个车轮行走，在左边车轮座上平面设置大车左边横梁；解箱机械手(4)右边是在地面铺设钢轨，供大车右边两个车轮行走，在右边两个车轮座上平面设置两立柱，在两立柱上平面设置大车右边横梁，左边横梁和右边横梁刚性连接形成大车车体，解箱机械手(4)左边两个车轮在左边高空钢轨行走，右边两个车轮在右边地面铺设钢轨行走，左右两边车轮均设有专门的减速机驱动，在大车车体设置砂箱夹紧机构和升降机构，工作时夹紧机构可以夹持多种不同高度的砂箱，升降机构在夹紧机构夹持砂箱后可以上升和下降，大车车体行走时可以停靠四个工位，满足工艺要求。
4.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的落砂机(5)、落砂机(6)、落砂机(7)采用三台并联模式，每台落砂机主要由机体、底座、弹簧及振动电机组成，机体全部采用焊接结构，机体焊接后经回火处理，消除焊接应力，参振机体由二排隔振弹簧支撑在底座上，底座全部采用焊接结构，通过地脚螺栓紧固在基础上，每台落砂机用一对振动电机水平对称固定在机体的两侧壁，振动电机反向同步运转，振动电机的二端各有一对偏心块，改变两偏心块的夹角，即可调节振动电机的激振力，激振力越大对应的落砂机的振幅也越大，根据实际生产的需要，将激振力和振幅调整至最适宜的范围。
5.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：进一步所述的落砂机(5)、落砂机(6)的台面上设有限制砂箱水平窜动的定位凸台，保证砂箱只能在垂直于地面的方向振动，同时保证解箱机械手(4)夹紧卡爪夹持砂箱的位置保持一致。
6.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的取件机械手的机械臂具有抓取覆盖到落砂机(6) 、落砂机(7)台面范围，取件机械手采用有空调的操控驾驶室，保证操作人员在舒适的环境中操控取件机械手(8)。
7.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的倾翻机动辊道(9)纵向布置，具有翻转功能，当铸件托盘随辊道运行到倾翻机动辊道(9)时，倾翻机动辊道(9)翻转把铸件托盘翻转到一定角度，倒掉铸件托盘里的浮砂，所述的机动辊道(10)与倾翻机动辊道(9)同中心线纵向布置，倾翻机动辊道(9)、机动辊道(10)托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向下输送托盘和铸件。
8.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的倾翻阶梯机动辊道(11)与阶梯机动辊道(3)同中心线横向布置，具有翻转功能，当浇注底板从阶梯机动辊道(3)输送到倾翻阶梯机动辊道(11)时，倾翻阶梯机动辊道(11)翻转把浇注底板翻转到一定角度，倒掉浇注底板上的浮砂，倾翻阶梯机动辊道(11) 由于托辊是阶梯形状，具备独立输送浇注底板和砂箱功能，托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送托盘和铸件。
9.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的浇注底板转运车(12)具有沿地面纵向铺设的轨道行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以上下往复循环行走；托辊转动时能够输送浇注底板，托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送浇注底板。
10.根据权利要求1所述的基于RFID的多品种砂箱自动落砂系统，其特征是：所述的砂箱转运小车(13)与浇注底板转运车(12)同轨道纵向布置，具有纵向行走的功能，行走车轮由专门的减速机驱动，可以上下往复循环行走；托辊转动时能够输送砂箱，托辊转动由专门的减速机驱动，可以实现正反转动，本图实现向左输送砂箱。
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