一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，包括六轴机器人

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备


[0001]本专利技术涉及工业机器人与铸造打磨
，尤其涉及一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备
。

技术介绍

[0002]铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注
、
压射
、
吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件，汽车的很多零件例如：发动机的缸体，缸盖，活塞，飞轮壳以及部分外壳
、
变速箱的外壳
、
底盘等都需要通过制成铸件后再组装车用成品
。
铸件铸造过程中，由于工艺的需要，铸造件的本体除包含工件本身的形状和规格外，还有一些“多余”的结构部分，这部分就通常被称为浇冒口，浇冒口是金属在铸造工艺中所必然产生“多余”部分，在完成金属铸造成型工艺后，浇冒口就是首先要清除的部分
。
[0003]现有的铸造浇冒口切割工艺主要使用打磨设备进行铸造浇冒口去毛边，但存在铸件的位置打磨困难，导致加工精度低，产品质量差，无法满足加工的精度要求的问题，而且打磨设备高度磨损，损耗大，需要频繁更换，导致加工成本增加
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，以解决上述问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，包括六轴机器人
、
变位机
、
工件夹持装置
、
切割末端执行器
、
中控机
、
三维力控传感器以及
3D
视觉识别相机；
[0007]所述六轴机器人包括机械臂以及连接在机械臂一端的可转动的主轴，主轴能够与切割末端执行器连接，对工件进行切割；所述变位机设置于所述六轴机器人的一侧；
[0008]所述工件夹持装置固定在变位机上侧，工件夹持装置装夹待加工工件后，变位机驱动工件夹持装置绕
X
轴和
Y
轴转动；
[0009]所述切割末端执行器包括切割装置和等离子气刨机；
[0010]所述等离子气刨机
、
切割装置
、
中控机以及
3D
视觉识别相机设于六轴机器人的同侧或不同侧；
[0011]所述
3D
视觉识别相机用于对工件进行扫描
、
测距并产生三维点云图，并将其与三维数模进行重合对比，切换切割末端执行器对工件铸造余料的杂质识别并进行加工；
[0012]所述中控机用于对六轴机器人
、
变位机的运动进行控制；
[0013]所述切割装置用于切割工件，实现工件
1mm
残余切割剩余；所述等离子气刨机用于在通过
3D
视觉识别相机测量对比后，对工件
1mm
以下残余进行加工，在工件上形成平面；
[0014]所述三维力控传感器安装在主轴与切割末端执行器之间，用于对加工力进行实时响应，通过控制力的大小进而控制主轴进给速度，对设备进行保护
。
[0015]进一步的，所述工件夹持装置包括底板
、
若干液压缸
、
若干支架以及若干连杆；
[0016]所述底板沿水平方向设置，若干所述液压缸和若干支架均匀布设在所述底板上，所述连杆的中部下侧与所述支架铰接，所述连杆的一端与所述液压缸铰接，另一端能够由液压缸驱动下降，对安装在底板上的工件压紧
。
[0017]进一步的，所述变位机包括支座
、
两端通过变位盘与支座铰接的且水平设置的操作桥以及竖向设置在操作桥上的转轴，所述转轴能够由第一驱动装置驱动沿
Y
轴方向转动，所述操作桥能够由第二驱动装置驱动绕
X
轴转动；所述工件夹持装置的底板固定在所述转轴上侧
。
[0018]进一步的，所述等离子气刨机上设有防尘结构；所述防尘结构包括防尘罩
、
支撑架
、
驱动电机以及连接轴；所述连接轴沿水平方向可转动的安装在所述支撑架上，所述防尘罩通过连接件固定于所述连接轴上，当等离子气刨机不工作时，所述驱动电机通过驱动连接轴和连接件驱动所述防尘罩绕所述连接轴轴线方向转动，并驱动至等离子气刨机刨炬的上侧
。
[0019]进一步的，还包括快换盘；所述切割末端执行器的一侧连接有所述快换盘，且与所述快换盘的工具侧固定连接；
[0020]与所述六轴机器人主轴连接的三维力控传感器远离所述主轴的一端设有所述快换盘，且其与所述快换盘的机器人侧固定连接；所述主轴通过与其连接的所述快换盘以及与所述切割末端执行器连接的快换盘实现与所述切割末端执行器的连接；
[0021]所述
3D
视觉识别相机一侧固定有所述快换盘，且与所述快换盘的工具侧固定连接；机械臂驱动主轴运动至
3D
视觉识别相机所在工位，所述主轴通过与主轴连接的所述快换盘以及与所述
3D
视觉识别相机连接的快换盘与
3D
视觉识别相机连接
。
[0022]进一步的，所述变位盘上设有插销槽，所述支座上设有定位销，当变位盘在第二驱动装置驱动下转动至目标位置后，所述定位销插入至所述插销槽内，将变位盘固定
。
[0023]进一步的，还包括水冷箱，所述水冷箱设于所述中控机下侧，用于对所述等离子气刨机进行冷却降温
。
[0024]进一步的，六轴机器人
、
变位机
、
工件夹持装置
、
切割末端执行器
、
中控机
、
三维力控传感器
、
快换盘以及
3D
视觉识别相机均设于密封的安全房内，所述安全房侧面设有电控门，各装置之间均设有所述电控门和隔板，所述中控机控制所述电控门的开启与关闭
。
[0025]进一步的，还包括除尘装置，所述除尘装置设置在所述安全房外，并与所述工件夹持装置周围一侧的所述隔板连接
。
[0026]进一步的，所述变位机底部设有废料箱
。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术中公开的一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，通过
3D
视觉实现
3D
云点与三维数模进行重合对比，对杂质进行智能识别，采用切割装置和等离子气刨机结合的方式，利用等离子气刨代替打磨对工件进行处理，不仅解决了铸钢件打磨困难，保证工件铸造浇冒口切割精度和切割质量，而且降低了铸造浇冒口打磨的成本，保证了经济效益
。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，其特征在于，包括六轴机器人
(1)、
变位机
(2)、
工件夹持装置
(3)、
切割末端执行器
、
中控机
(4)、
三维力控传感器
(5)
以及
3D
视觉识别相机
(6)
；所述六轴机器人
(1)
包括机械臂
(11)
以及连接在机械臂一端的可转动的主轴
(12)
，主轴能够与切割末端执行器连接，对工件进行切割；所述变位机
(2)
设置于所述六轴机器人
(1)
的一侧；所述工件夹持装置
(3)
固定在变位机
(2)
上侧，工件夹持装置
(3)
装夹待加工工件后，变位机
(2)
驱动工件夹持装置
(3)
绕
X
轴和
Y
轴转动；所述切割末端执行器包括切割装置
(7)
和等离子气刨机
(8)
；所述等离子气刨机
(8)、
切割装置
(7)、
中控机
(4)
以及
3D
视觉识别相机
(6)
设于六轴机器人
(1)
的同侧或不同侧；所述
3D
视觉识别相机
(6)
用于对工件进行扫描
、
测距并产生三维点云图，并将其与三维数模进行重合对比，切换切割末端执行器对工件铸造余料的杂质进行加工；所述中控机
(4)
用于对六轴机器人
(1)、
变位机
(2)
的运动进行控制；所述切割装置用于切割工件，实现工件
1mm
残余切割剩余；所述等离子气刨机用于在通过
3D
视觉识别相机测量对比后，对工件
1mm
以下残余进行加工，在工件上形成平面；所述三维力控传感器
(5)
安装在主轴与切割末端执行器之间，用于对加工力进行实时响应，通过控制力的大小进而控制主轴进给速度，对设备进行保护
。2.
根据权利要求1所述的一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，其特征在于，所述工件夹持装置
(3)
包括底板
(31)、
若干液压缸
(32)、
若干支架
(33)
以及若干连杆
(34)
；所述底板
(31)
沿水平方向设置，若干所述液压缸
(32)
和若干支架
(33)
均匀布设在所述底板
(31)
上，所述连杆
(34)
的中部下侧与所述支架
(33)
铰接，所述连杆
(34)
的一端与所述液压缸
(32)
铰接，另一端能够由液压缸
(32)
驱动下降，对安装在底板
(31)
上的工件压紧
。3.
根据权利要求2所述的一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，其特征在于，所述变位机
(2)
包括支座
(21)、
两端通过变位盘
(22)
与支座铰接的且水平设置的操作桥
(23)
以及竖向设置在操作桥上的转轴
(24)
，所述转轴
(24)
能够由第一驱动装置
(25)
驱动沿
Y
轴方向转动，所述操作桥
(23)
能够由第二驱动装置
(26)
驱动绕
X
轴转动；所述工件夹持装置的底板
(31)
固定在所述转轴
(24)
上侧
。4.
根据权利要求1所述的一种基于工业机器人的铸造浇冒口切割智能装备，其特征在于，所述等离子气刨机
(8)
上设有防...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆禹丞，赵博，李炳萱，秦兆伯，于健，关颖，陈广泰，付继连，杨俊峰，李家威，李景阳，王阳，
申请(专利权)人：中车科技创新北京有限公司中车齐齐哈尔车辆有限公司中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：