一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构及方法，该机构包括高清相机、智能机械臂、抽负压装置、固定安装在智能机械臂上的加热管和刮刀回收装置；所述高清相机由相机和镜头组成，位于冷冻砂型正上方，一端连接图像转换器，高清相机将采集到的砂型表面图像传输到图像转换器，图像转换器根据砂型表面图像建立砂型表面三维模型，并将砂型三维模型传输到电脑上；所述刮刀回收装置位于加热管运动方向左侧，内一侧开设U型槽，U型槽通过连接弯通管、直管和塑料软管与抽负压装置相连。本发明专利技术通过机器视觉识别—加热管融化切屑—刮刀装置回收切屑的设计，可以显著改善砂型表面精度，进而提高浇铸件整体表面精度，提升铸件综合性能。件综合性能。件综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构及方法


[0001]本专利技术涉及冷冻砂型加工领域，具体涉及一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构及方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展和科学技术的进步，铸造技术也在快速发展。无模铸造与传统的快递成型工艺相结合，通过3D打印的方式制作浇注模具。目前主要有PCM工艺、SLS工艺、3DP工艺，但这些工艺目前针对快速开发和单件小批量零部件生产存在成本高、效率低；其中生产工艺中使用的有机树脂或者其他溶液作为粘结剂，在打印和浇注时会产生有害气体，且废砂回收难，容易污染环境。
[0003]冷冻砂型的无模铸造成形技术采用水或者溶液作为粘结剂，将型砂与粘结剂按照一定比例进行均匀混合，在零度以下进行凝固成坯，再由数控机床进行加工得到铸型。这种方法采用水或者水溶液作为粘结剂，在浇注时不会产生有害气体，同时大大减小浇注时的发气量，提高了铸件的整体性能。水和水溶液价格低廉，废砂回收简单，更符合绿色发展需要。在冷冻砂型进行切削加工时，切削砂型时会产生砂型废屑。由于冷冻砂型具备一定的冷冻温度，使得这些废屑会以固液态重新黏附在砂型表面，形成一个个凸起的废屑堆，浇注时会严重影响铸件表面精度，使铸件达不到使用要求。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构及方法，通过机器视觉识别—加热管融化切屑—刮刀装置回收切屑的方式，可以显著改善砂型表面精度，进而提高浇铸件整体表面精度，提升铸件综合性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，包括高清相机、智能机械臂、抽负压装置、固定安装在智能机械臂上的加热管和刮刀回收装置；所述高清相机由相机和镜头组成，位于冷冻砂型正上方，一端连接图像转换器，高清相机将采集到的砂型表面图像传输到图像转换器，图像转换器根据砂型表面图像建立砂型表面三维模型，并将砂型三维模型传输到电脑上；所述刮刀回收装置位于加热管运动方向左侧，内一侧开设U型槽，U型槽通过连接弯通管、直管和塑料软管与抽负压装置相连。
[0007]作为本方案的进一步地设计，刮刀回收装置与加热管为固定安装，且刮刀回收装置距离加热管约1～2cm。
[0008]作为本方案的进一步地设计，所述刮刀回收装置的底部材料为硬质塑料，防止废屑遇到冷刮板产生冷冻黏结。刮刀回收装置刮刀回收装置开口处斜度为10
°
，促使融化的废屑可以更好的进入刮刀回收装置，刮刀回收装置中镶嵌有用于将收集的废屑集中到U型槽处的挡板，挡板向U型槽倾斜设置，砂型废屑通过挡板流进U型槽。
[0009]作为本方案的进一步地设计，所述刮板回收装置紧贴冷冻砂型表面，加热管距冷
冻砂型表面1～2cm，保证加热管能够准确融化砂型表面的砂型废屑而不破坏冷冻砂型。
[0010]作为本方案的进一步地设计，U型槽通过螺纹连接弯通管，弯通管通过螺纹连接直管，直管通过旋转卡口连接塑料软管。
[0011]作为本方案的进一步地设计，高清相机的侧端对称分布安装有两组固定块，且固定块通过凹槽与卡块构成卡合结构，卡块通过螺纹连接在机架上。
[0012]本专利技术还提供了一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复方法，基于所述的修复装置实现，包括以下步骤：
[0013]步骤1：将冷冻砂型倾斜5
°
，调好高清相机距离冷冻砂型表面的距离；
[0014]步骤2：通过高清相机采集冷冻砂型的表面图像，将冷冻砂型的表面图像传输到图像转换器，经图像转换器根据冷冻砂型的表面建立砂型表面三维模型，并将砂型三维模型传输到电脑上；
[0015]步骤3：电脑根据接收到的砂型三维模型实现智能机械臂移动路径的规划，带动加热管实现砂型废屑的融化操作；
[0016]步骤4：当砂型废屑融化以后，开启抽负压装置，智能机械臂继续向前移动，刮刀回收装置刮起砂型表面融化的砂型废屑，砂型废屑经过抽负压装置中的挡板流进U型槽，砂型废屑经过抽负压装置排出冷冻砂型外。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1)通过加热装置温度控制和精准移动，可以有效的消除废屑形成凸起的废屑堆；
[0019]2)通过机器视觉识别装置，可以有效地识别砂型表面模型；
[0020]3)通过抽负压装置可以对刮刀刮取的废屑进行排出，有效的避免废屑的再次黏附；
[0021]4)刮刀回收装置底层选用硬质塑料，防止刮刀回收装置与砂型产生粘结；
[0022]5)刮刀回收装置位置较低区域设置有U型槽、并设置有向U型槽倾斜的挡板，有利于废屑的排出；
[0023]6)U型槽与弯通管连接，有利于清屑结束后对刮刀回收装置的清洗以及避免管道接触砂型而破坏砂型；
[0024]7)通过将砂型倾斜5
°
，有利于废屑融化后更好进入刮刀回收装置。
[0025]8)通过塑料软管与直管的连接，可以避免软管直接使用刮坏砂型表面，同时能够避免抽负压装置的移动。
附图说明
[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0027]图1为本专利技术实施例一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构的结构示意图。
[0028]图2为刮刀回收装置示意图。
[0029]图3为机器视觉识别系统结构示意图。
[0030]图4为U型槽和挡板的示意图。
[0031]图5为图3中A处放大结构示意图。
[0032]图中：1
‑
高清相机；2
‑
加热装置；3
‑
砂型废屑；4
‑
刮板回收装置；5
‑
冷冻砂型；6
‑
智能机械臂；7
‑
塑料软管；8
‑
抽负压装置；9
‑
固定块；10
‑
卡块；11
‑
U型槽；12
‑
直管；13
‑
挡板；14
‑
基架；15
‑
图像转换器；16
‑
弯通管。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0034]如图1
‑
图3所示，本专利技术实施例的一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，包括高清相机1、智能机械臂6、抽负压装置8、固定安装在智能机械臂6上的加热管2和刮刀回收装置5；所述高清相机1由相机和镜头组成，位于冷冻砂型3正上方，一端连接图像转换器15，高清相机1将采集到的砂型表面图像传输到图像转换器15，图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，其特征在于：包括高清相机(1)、智能机械臂(6)、抽负压装置(8)、固定安装在智能机械臂(6)上的加热管(2)和刮刀回收装置(5)；所述高清相机(1)由相机和镜头组成，位于冷冻砂型(3)正上方，一端连接图像转换器(15)，高清相机(1)将采集到的砂型表面图像传输到图像转换器(15)，图像转换器(15)根据砂型表面图像建立砂型表面三维模型，并将砂型三维模型传输到电脑上；所述刮刀回收装置(5)位于加热管(2)运动方向左侧，内一侧开设U型槽(11)，U型槽(11)通过连接弯通管(16)、直管(12)和塑料软管(7)与抽负压装置(8)相连。2.如权利要求1所述的一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，其特征在于：刮刀回收装置(5)与加热管(2)为固定安装，且刮刀回收装置距离加热管(2)1～2cm。3.如权利要求1所述的一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，其特征在于：刮刀回收装置(5)的底部材料为硬质塑料，防止废屑遇到冷刮板产生冷冻黏结。4.如权利要求1所述的一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，其特征在于：刮刀回收装置(5)开口处斜度为10
°
，刮刀回收装置(5)中镶嵌有用于将收集的废屑集中到U型槽处的挡板(13)，挡板(13)向U型槽(11)倾斜设置，砂型废屑(4)通过挡板(13)流进U型槽(11)。5.如权利要求1所述的一种基于机械臂的冷冻切削缺陷识别修复机构，其特征在于：所述刮板回收装置(5)紧贴冷冻砂型(3)表面，加热管(2)距冷冻砂型(3)表面1～2cm，保证加热管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩秦，单忠德，胡央央，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：