一种铝活塞浇注机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种铝活塞浇注机器人，该浇注机器人采用平行四连杆机构，包括横梁、Ｚ轴伺服电机、Ｘ轴伺服电机、Ｙ轴伺服电机和Ａ轴伺服电机，Ｚ轴伺服电机安装在横梁直线导轨副的十字滑台上，并与横梁之间设有齿轮齿条传动机构；Ｘ轴伺服电机安装在十字滑台的直线导轨副上并与滑台之间设有齿轮齿条传动机构；Ｙ轴伺服电机安装在浇注机箱体上并与主摆臂相连，Ａ轴伺服电机安装在浇注机箱体上并与竖直摆臂上的浇勺连接；主摆臂和副摆臂均与竖直摆臂相连，主摆臂与副摆臂之间设有连杆，主摆臂、副摆臂、竖直摆臂和连杆形成平行四连杆机构。本实用新型专利技术具有四个自由度，能够满足铝活塞毛坯铸造正向或反向倾转随动浇注工艺要求，结构简单，成本低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铝活塞毛坯铸造的铝活塞浇注机器人。
技术介绍
目前，铝活塞生产厂家在铸造铝活塞毛坯时普遍采用手工浇注的铸造方式，这种 工艺受人为因素影响较大，常常造成铝活塞毛坯铸造质量的波动，废品率较高。虽有部分厂 家采用铝活塞浇注机器人，但是现有的浇注机器人通常设计有3个自由度，只能用于轻型 轿车活塞毛坯的铸造，也有用于浇注的高端通用机器人，可以提供6个自由度，能完成各种 动作，但成本高、结构复杂。
技术实现思路
本技术针对现有铝活塞浇注机器人技术存在的问题，提供一种能够满足铝活 塞毛坯铸造正向或反向倾转随动浇注工艺要求，结构简单、成本低的铝活塞浇注机器人。 本技术采用以下技术解决方案 该铝活塞浇注机器人采用平行四连杆机构，包括支架、横梁、Z轴伺服电机、X轴伺 服电机、Y轴伺服电机、A轴伺服电机、主摆臂、副摆臂、竖直摆臂、连杆和浇勺，支架上固定 有横梁，横梁上安装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有十字滑台，Z轴伺服电机安装在 十字滑台上并与一减速机连接，减速机与横梁之间设有齿轮齿条传动机构；十字滑台上安 装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有一滑台，X轴伺服电机安装在该滑台上并与一减速 机连接，该减速机与滑台之间设有齿轮齿条传动机构；Y轴伺服电机安装在浇注机箱体上 并与一减速机连接，该减速机的输出轴通过蜗轮蜗杆机构与主摆臂的一端相连，主摆臂的 另一端与竖直摆臂相连，副摆臂的一端铰接在浇注机箱体上，另一端也与竖直摆臂相连，主 摆臂与副摆臂之间设有连杆，主摆臂、副摆臂、竖直摆臂和连杆形成平行四连杆机构；A轴 伺服电机安装在浇注机箱体上并与一减速机连接，该减速机的输出轴通过蜗轮蜗杆机构与 安装在浇注机箱体上的蜗轮轴连接，该蜗轮轴再通过链轮链条传动与连接轴连接，连接轴 通过链轮链条传动与竖直摆臂下端盖上的链轮连接，链轮上连接有浇勺。 主摆臂上设有重力平衡块。 本技术的铝活塞浇注机器人具有四个自由度，能够满足铝活塞毛坯铸造工艺 要求，可实现铝活塞毛坯铸造的浇注自动化，结构简单，成本又低，减少了人为因素对铝活 塞毛坯浇注过程的影响，毛坯质量稳定，提高了生产效率，减轻了工人劳动强度。附图说明图1是本技术铝活塞浇注机器人的结构示意图。 图2是图1的左视图。 图3是Y轴和A轴控制部分的结构示意图。 图4是图3的左视图。34、减速机，5、电机座，6、齿轮，7、齿 条，8、直线导轨副，9、支架，10、横梁，11、直线导轨副，12、十字滑台，13、电机座，14、滑台， 15、减速机，16、X轴伺服电机，17、重力平衡块，18、浇注机箱体，19、电机座，20、减速机，21、A 轴伺服电机，22、主摆臂，23、连杆，24、副摆臂，25、竖直摆臂，26、电机座，27、减速机，28、 Y轴 伺服电机，29、浇勺，30、Z向齿条，31、齿轮，32、蜗杆，33、联轴器，34、蜗杆，35、联轴器，36、链 轮，37、链轮，38、蜗轮，39、蜗轮轴，40、链轮，41、链条，42、蜗轮，43、蜗轮轴，44、链条，45、链 轮，46、下端盖，47、浇勺联接块。具体实施方式如图1和图2所示，本技术的铝活塞浇注机器人包括Z轴伺服电机3、 X轴伺 服电机16、 Y轴伺服电机28和A轴伺服电机21，这四个伺服电机带动浇勺29沿四个自由 度运动，实现浇勺29选择铸造机及保温炉、随动、运送铝液、舀取定量及浇注铝液等动作， 来替代人工浇注，以减少人为因素对铝活塞铸造质量的影响。 支架9上固定有横梁10。横梁10上安装有两根直线导轨副ll，直线导轨副11上 安装有十字滑台12。 Z轴伺服电机3与减速机4连接，并通过电机座5固定在十字滑台12 上。减速机4的输出轴上安装有齿轮31，齿轮31与固定在横梁10上的Z向齿条30啮合。 十字滑台12上安装有两根直线导轨副8，直线导轨副8上安装有滑台14。 X轴伺服电机16 与减速机15连接，并通过电机座13固定在滑台14上。减速机15的输出轴上固定有齿轮 6，齿轮6与固定在滑台14上的齿条7啮合。参见图3和图4， Y轴伺服电机28与减速机27 连接，并通过电机座26固定在浇注机箱体18上。减速机27的输出轴通过联轴器35与蜗 杆34相连，蜗杆34通过平键与蜗轮42啮合。蜗轮42通过蜗轮轴43与主摆臂22相连，主 摆臂22上设有重力平衡块17，主摆臂22通过连接轴2与竖直摆臂25相连，竖直摆臂25通 过连接轴1与副摆臂24相连，连杆23与主摆臂22和副摆臂24相连，主摆臂22和副摆臂 24之间连接有连杆23，主摆臂22、副摆臂24、竖直摆臂25和连杆23形成平行四连杆机构。 A轴伺服电机21与减速机20连接，并通过电机座19固定在浇注机箱体18上。减速机20 的输出轴通过联轴器33与蜗杆32相连，蜗杆32安装在浇注机箱体18上，蜗杆32与蜗轮 38啮合，蜗轮38安装在蜗轮轴39上，蜗轮轴39安装在浇注机箱体18上，其上还通过平键 联接有链轮40，链轮40通过链条41与链轮36连接，链轮36和链轮37通过平键联接在连 接轴1上，链轮37通过链条44与链轮45连接，链轮45固定在下端盖46上，下端盖46固 定在竖直摆臂25上，链轮45通过浇勺联接块47与浇勺29相连。 本技术铝活塞浇注机器人的工作过程是 Z轴伺服电机3经过减速机4减速后，带动电机座5、十字滑台12、浇注机箱体18、 主摆臂22、副摆臂24、竖直摆臂25及浇勺29等组件沿Z向移动，移动距离3290mm ;X轴伺 服电机16经过减速机15减速后，带动电机座13、滑台14、浇注机箱体18、主摆臂22、副摆 臂24、竖直摆臂25及浇勺29等组件沿X向移动，移动距离400mm ;Y轴伺服电机28经过减 速机27和蜗杆34、蜗轮42两级减速后，经蜗轮轴43带动主摆臂22、副摆臂24、竖直摆臂 25及浇勺29等组件在竖直20° 190°之间回转；A轴伺服电机21经过减速机20和蜗杆 32、蜗轮38两级减速后，带动蜗轮轴39转动，经蜗轮轴39上的链轮40、链条41和链轮36 传动给连接轴1，再经过链轮37、链条44传动给链轮45，带动浇勺29转动。在Z轴伺服电机3、X轴伺服电机16、 Y轴伺服电机28和A轴伺服电机21的驱动下，浇勺29沿四个自由度运动，实现选择铸造机及保温炉、随动、运送铝液、舀取定量及浇注铝液等动作。 本技术的电气控制系统为PLC控制系统，即采用可编程控制器(PLC)来控制各伺服电机的动作。在竖直摆臂25上安装有两根探针，探针上有接线柱。当两根探针同时进入铝液时，探针之间导通，向PLC系统发讯，以便控制浇勺进入铝液中的位置。PLC控制系统控制浇勺旋转的角度来完成铝液的定量。 本技术铝活塞浇注机器人的自动浇注工艺流程是(以烘烤浇勺为起始状 态) 烘烤浇勺，等待舀取指令(铝液保温炉上方)一舀取铝水一定量铝水一Z轴伺服 电机带动浇勺移至铸造机一Y轴伺服电机带动浇勺移至模具浇口 一 A轴伺服电机带动浇勺 转动，浇注铝液至模具型腔一铝液接触到探针，发信一铸造机开始复位倾转一X轴、Y轴、A 轴伺服电机带动浇勺随动浇注一清扫铝皮一浇注机沿Z轴移至铝液保温炉一Y轴伺服电机 带动浇勺移至铝液保温炉上方，烘烤浇勺一循环结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝活塞浇注机器人，采用平行四连杆机构，包括支架、横梁、Ｚ轴伺服电机、Ｘ轴伺服电机、Ｙ轴伺服电机、Ａ轴伺服电机、主摆臂、副摆臂、竖直摆臂、连杆和浇勺，支架上固定有横梁，其特征在于：横梁上安装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有十字滑台，Ｚ轴伺服电机安装在十字滑台上并与一减速机连接，减速机与横梁之间设有齿轮齿条传动机构；十字滑台上安装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有一滑台，Ｘ轴伺服电机安装在该滑台上并与一减速机连接，该减速机与滑台之间设有齿轮齿条传动机构；Ｙ轴伺服电机安装在浇注机箱体上并与一减速机连接，该减速机的输出轴通过蜗轮蜗杆机构与主摆臂的一端相连，主摆臂的另一端与竖直摆臂相连，副摆臂的一端铰接在浇注机箱体上，另一端也与竖直摆臂相连，主摆臂与副摆臂之间设有连杆，主摆臂、副摆臂、竖直摆臂和连杆形成平行四连杆机构；Ａ轴伺服电机安装在浇注机箱体上并与一减速机连接，该减速机的输出轴通过蜗轮蜗杆机构与安装在浇注机箱体上的蜗轮轴连接，该蜗轮轴再通过链轮链条传动与连接轴连接，连接轴通过链轮链条传动与竖直摆臂下端盖上的链轮连接，链轮上连接有浇勺。

【技术特征摘要】
一种铝活塞浇注机器人，采用平行四连杆机构，包括支架、横梁、Z轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、A轴伺服电机、主摆臂、副摆臂、竖直摆臂、连杆和浇勺，支架上固定有横梁，其特征在于横梁上安装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有十字滑台，Z轴伺服电机安装在十字滑台上并与一减速机连接，减速机与横梁之间设有齿轮齿条传动机构；十字滑台上安装有直线导轨副，该直线导轨副上安装有一滑台，X轴伺服电机安装在该滑台上并与一减速机连接，该减速机与滑台之间设有齿轮齿条传动机构；Y轴伺服电机安装在浇注机箱体上并与一减速机连接，该减速机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国华，贾红梅，朱俊奎，牟俊东，王龙昌，孙洪霞，胡月俊，张健健，
申请(专利权)人：山东滨州渤海活塞股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]