一种自动化浇铸机的制作方法

1.本发明涉及浇铸设备的技术领域，特别涉及一种金属自动化浇铸机，可应用于例如铸钢、铸铁、铝合金、球墨铸铁、白口铸铁等的浇铸。


背景技术：

2.传统的金属铸造行业属于劳动密集型行业，其劳动强度大、工作环境恶劣、操作的难度大且危险系数较高。
3.为了解决这一问题，提高铸造过程中的自动化程度，现有技术提出了多种自动化浇铸机，但是现有的自动化浇铸机大多是关注于浇包的自动翻转控制，而忽略由于浇铸完成后铸型和铸件重量较大，无法快速移出浇铸工位而导致浇铸工作无法快速连续的进行。
4.基于上述问题，本发明提出一种自动化浇铸机，可以用于金属的浇铸，配合现有的浇包使用，极大的提高生产效率、降低人力成本、改善工作环境。


技术实现要素：

5.本发明提供一种自动化浇铸机，其可以实现铸型空间位置的调节以及运输，能够将待浇铸的铸型运送至浇铸工位，调整铸型的位置确保铸型浇口对准浇包的倾倒口，并且能够将浇铸完成的铸型和铸件运送离开浇铸工位，以便于下一个待浇铸铸型及时到位浇铸，从而提高浇铸过程的自动化程度和生产效率。
6.下面详细介绍实现本发明技术目的的技术手段。
7.本发明提供一种自动化浇铸机，包括横向轨道以及沿横向轨道移动的横向行走机构，横向行走机构上设置有纵向轨道，纵向行走机构沿纵向轨道移动，纵向行走机构上设置有回转台，回转台上安装有立柱，立柱另一端与机械臂铰接，第一油缸的两端分别连接在立柱和机械臂上以控制机械臂相对立柱张开的角度，机械臂另一端铰接有立板，第二油缸的两端分别连接在机械臂和立板上以控制立板相对机械臂张开的角度，立板的前端设置有支撑架。
8.横向行走机构能够进行横向的行走移动，纵向行走机构能够进行纵向的行走移动，回转台能够带动机械臂在360
°
范围内转动，从而，可以控制支撑架横向移动、纵向移动、360
°
范围回转；第一油缸能够控制机械臂围绕立柱旋转，第二油缸能够控制立板围绕机械臂旋转，在第一油缸、第二油缸控制下可以实现支撑架的升降以及角度的调整，即本发明的浇铸机使其支撑架具有5个运动自由度，可以实现待浇铸铸型在横向位置、纵向位置、周向位置、高度、角度的调整，进而，实现待浇铸铸型浇口与浇包倾倒口的快速对中，该浇铸机能够对待浇铸铸型以及浇铸完成的铸型进行运输，在浇铸完成后能够及时将浇铸完成的铸型移开浇铸工位，并将下一个待浇铸铸型送入工位进行浇铸，极大的提高了浇铸生产的连续性以及自动化水平，加快了生产节奏，提高了生产效率。
9.作为对上述自动化浇铸机的进一步改进，所述支撑架上设置有添加剂落料机构和保护气体喷吹机构；在浇铸过程中，添加剂落料机构可以添加如孕育剂、在线细化剂等添加
剂，实现在线孕育或者在线细化等效果，而保护气体喷吹机构用于喷吹保护气体，在浇铸过程中由于金属液温度较高，极易氧化，造成铸造缺陷。通过保护气体喷吹机构喷吹保护气体，可以对浇铸的金属液形成保护，以避免浇铸过程中金属液的氧化，改善铸造质量。
10.作为上述方案的进一步改进，所述添加剂落料机构和保护气体喷吹机构的高度均是可调节的，这样，可以对于不同高度的铸型具有更好的适应性，提高自动化浇铸机的应用范畴。
11.作为进一步的改进，所述保护气体喷吹机构的出口低于添加剂落料机构的出口，保护气体喷吹机构由下向上喷吹保护气体，添加剂落料机构由上向下释放添加剂，保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围。这样，保护气体喷吹机构的出口和添加剂落料机构的出口连线所构成的空间形成金属液浇入的通道，添加剂落料机构将添加剂从金属液的上方加入，有利于添加剂在其重力作用以及金属液涡流裹挟的作用下在金属液中分布均匀，保护气体喷吹机构从金属液的下方喷吹出保护气体对金属液进行保护，避免金属液遇空气氧化。而添加剂在刚刚喷入金属液时反应剧烈，容易发生氧化现象，因此，设定保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围，从而保证添加剂在落料后以及进入金属液过程中均被保护气体保护，避免了添加剂喷入金属液时的氧化。
12.对于采用这种结构布置时，保护气体喷吹机构中喷吹密度小于空气的保护气体是特别优选的，例如氮气，这样，在保护气体喷吹过程中，密度较小的保护气体会自然的上浮，对金属液形成保护，而不必过分依赖于保护气体喷吹机构的喷吹压力，一方面降低了喷吹能耗，另一方面也避免了喷吹压力过大而造成金属液中气体夹杂现象。
13.作为对上述自动化浇铸机的另一方面改进，所述保护气体喷吹机构的出口高于添加剂落料机构的出口，保护气体喷吹机构由上向下喷吹保护气体，添加剂落料机构由上向下释放添加剂，保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围。这样，添加剂落料机构将添加剂从金属液的上方加入，有利于添加剂在其重力作用以及金属液涡流裹挟的作用下在金属液中分布均匀，保护气体喷吹机构从金属液的上方喷吹出保护气体对金属液进行保护，避免金属液遇空气氧化。而添加剂在刚刚喷入金属液时反应剧烈，容易发生氧化现象，因此，设定保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围，从而保证添加剂在落料后以及进入金属液过程中均被保护气体保护，避免了添加剂喷入金属液时的氧化。
14.对于采用这种结构布置时，保护气体喷吹机构中喷吹密度大于空气的保护气体是特别优选的，例如氩气，这样，在保护气体喷吹过程中，密度较大的保护气体会自然的下沉，对金属液形成保护，而不必过分依赖于保护气体喷吹机构的喷吹压力，一方面降低了喷吹能耗，另一方面也避免了喷吹压力过大而造成金属液中气体夹杂现象。
15.上述各个技术方案中涉及的保护气体喷吹机构、添加剂落料机构均是常见的，例如喷嘴型落料/喷吹机构，优选的，添加剂落料机构采用渐缩型喷嘴，而保护气体喷吹机构采用渐扩型喷嘴；对于添加落料机构和保护气体喷吹机构，其均包括给料机构/供气机构，给料控制机构/供气流量控制机构，管路等等，这些技术手段对于本领域普通技术人员来说均是已知的。上述给料/供气机构、给料控制机构/供气流量控制机构的布置位置不做特殊限行，可以布置在自动化浇铸机的支撑架上，也可以是单独布置在横向轨道上随自动化浇铸机同步移动，还可以固定设置在浇铸工位上，并采用可拆卸的管路与添加剂落料机构和
保护气体喷吹机构连接，当自动浇铸机在运送铸型时，将管路拆卸断开，当准备浇铸时，将管路连接。
16.添加剂落料机构和保护气体喷吹机构的高度可调节可以采用公知的如电控调节，也可以采用手动调节，作为应用举例，电控调节可以采用电推杆、液压杆等机构进行调节控制，人工调节可以将带有锁定螺栓的套管套设到立杆上，实现高度的调节和位置的锁定。
17.作为本发明的另一个方面，本发明还提供了上述自动化浇铸机在金属浇铸中的应用，所述金属包括但不限于铸钢、铸铁、铝合金、球墨铸铁、白口铸铁等，本发明的自动化浇铸机，可以有效改善浇铸作业环境，提高浇铸生产效率，在浇铸过程中可以依据实施生产需求喷吹保护气体和/或加入添加剂，进一步提高了该自动化浇铸机的适用范畴和自动化水平。
18.本发明的有益技术效果如下。
19.1、通过机构配合设置，使得本发明的自动化浇铸机支撑架具有5个运动自由度，可以实现待浇铸铸型在横向位置、纵向位置、周向位置、高度、角度的调整，进而，实现待浇铸铸型浇口与浇包倾倒口的快速对中，该浇铸机能够对待浇铸铸型以及浇铸完成的铸型进行运输，在浇铸完成后能够及时将浇铸完成的铸型移开浇铸工位，并将下一个待浇铸铸型送入工位进行浇铸，极大的提高了浇铸生产的连续性以及自动化水平，加快了生产节奏，提高了生产效率。
20.2、设置有保护气体喷吹机构，由于金属液温度较高，在浇铸时易被氧化而造成铸造夹杂缺陷，通过保护气体喷吹机构喷吹保护气体，可以对浇铸的金属液形成保护，以避免浇铸过程中金属液的氧化，改善铸造质量。
21.3、设置有添加剂落料机构，金属液在铸造过程中经常需要进行在线随流处理，例如在线细化、随流孕育等，通过添加剂落料机构释放添加剂，可以精确控制添加剂向金属液中的给入量并且提高了在线随流处理的自动化水平，提高了铸造工作效率。
22.4、设置了保护气体喷吹机构、添加剂落料机构以及喷吹气体之间的关系。添加剂落料机构始终是由上向下落料，利用添加剂的重力和金属液的涡流裹挟实现添加剂的均匀添加，而保护气体喷吹装置可以是由下向上喷吹的，使保护气体喷吹机构的出口低于添加剂落料机构的出口并且使保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的喷吹范围，此时选用密度低于空气的保护气体进行喷吹，保护气体会自动上浮，对金属液和添加剂形成保护；而保护气体喷吹装置也可以是由上向下喷吹的，保护气体喷吹机构的出口高于添加剂落料机构的出口并且使保护气体喷吹机构的喷吹范围覆盖添加剂落料机构的喷吹范围，此时选用密度高于空气的保护气体进行喷吹，保护气体会自动下沉，对金属液和添加剂形成保护。这样的布置，一方面降低了喷吹能耗，另一方面也避免了喷吹压力过大而造成金属液中气体夹杂现象，提高了保护气体的保护效果而又没有对金属液浇铸带来影响。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例1提供的自动化浇铸机示意图；
25.图2为图1中a位置的右视图；
26.图3为图1的浇铸机在浇铸时a位置的放大图；
27.图4为本发明实施例2提供的自动化浇铸机示意图；
28.图5为图4中b位置的右视图；
29.图6为图4的浇铸机在浇铸时b位置的放大图。
30.附图标记：
31.1-横向导轨；2-横向行走机构；3-第一滚轮；4-纵向轨道；5-纵向行走机构；6-第二滚轮；7-回转台；8-立柱；9-第一油缸；10-机械臂；11-立板；12-第二油缸；13-支撑架；14-第一立杆；15-第一滑套；16-第一横杆；17
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第二滑套；18-渐缩喷嘴；19-第二立杆；20-第三滑套；21-第二横杆；22
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第四滑套；23-渐扩喷嘴；24-添加剂；25-氮气；26-金属液；27-第五滑套； 28-第三横杆；29-第六滑套；30-第四横杆；31-氩气。
具体实施方式
32.为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体的实施例做进行进一步说明。
33.实施例1
34.如图1-2所示，本实施例提供一种自动化浇铸机，包括横向轨道1和横向行走机构2，横向行走机构2下部设置有第一滚轮3，第一滚轮3能够带动横向行走机构2沿横向轨道1移动。
35.横向行走机构2上设置有纵向轨道4，纵向行走机构5下部设置有第二滚轮6，第二滚轮6能够带动纵向行走机构5沿纵向轨道4移动。
36.纵向行走机构5上设置有能够360
°
旋转的回转台7，回转台7上安装有立柱8，立柱8另一端与机械臂10铰接，第一油缸9的两端分别连接在立柱8和机械臂10上以控制机械臂10相对立柱8张开的角度，机械臂10 另一端铰接有立板11，第二油缸12的两端分别连接在机械臂10和立板11 上以控制立板11相对机械臂10张开的角度，立板11的前端设置有支撑架 13。
37.在支撑架13上靠近立板11的一端设置有添加剂落料机构，远离立板 11的一端设置有保护气体喷吹机构；添加剂落料机构由上向下释放添加剂，保护气体喷吹机构由下向上喷吹保护气体。
38.添加剂落料机构包括料箱、给料机、给料管路、第一立杆14、第一滑套15、第一横杆16、第二滑套17、渐缩喷嘴18、第五滑套27、第三横杆28。料箱、给料机、给料管路均布置在浇铸工位上且依次相连，给料管路可拆卸的与渐缩喷嘴18连接，第一立杆14、第一横杆16、第三横杆28彼此垂直。第一滑套15带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第一立杆14上，第一横杆16与第一滑套15固定连接；第二滑套17带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第一横杆16上，第三横杆28与第二滑套17固定连接；第五滑套27带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第三横杆28上；渐缩喷嘴18安装在第五滑套27上；这样，渐缩喷嘴18的高低、前后、左右位置均是可调节的，并且各个渐缩喷嘴18之间的间距也是可以调节的，从而可以灵活的调整添加剂的落料范围。
39.保护气体喷吹机构包括储气罐、气泵、供气管路、第二立杆19、第三滑套20、第二横杆21、第四滑套22、渐扩喷嘴23、第六滑套29、第四横杆30。储气罐、气泵、供气管路均布置在浇铸工位上且依次相连，供气管路可拆卸的与渐扩喷嘴23连接，第二立杆19、第二横杆21、第四横杆30 彼此垂直。第三滑套20带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第二立杆19上，第二横杆21与第三滑套20固定连接；第四滑套22带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第二横杆21上，第四横杆30与第四滑套22固定连接；第六滑套29带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第四横杆30上；渐扩喷嘴23安装在第六滑套29上；这样，渐扩喷嘴23的高低、前后、左右位置均是可调节的，并且各个渐扩喷嘴23之间的间距也是可以调节的，从而可以灵活的调整保护气体喷吹的范围。
40.第一立杆14和第二立杆19均是圆形立杆，可以允许第三横杆28和第四横杆30分别围绕第一立杆14和第二立杆19转动，这样，在向支撑架上放入待浇铸铸型或者取出浇铸完成的铸型时，将第三横杆28和第四横杆30 向外旋转，使其离开支撑架13的竖直投影区域，为铸型的取放提供足够的操作空间，提高生产效率。
41.上述自动化浇铸机在使用时，首先将渐缩喷嘴18与给料管路拆开、将渐扩喷嘴23与供气管路拆开，将第三横杆28和第四横杆30向外旋转，使其离开支撑架13的竖直投影区域，操作横向行走机构2将自动化浇铸机移动至待浇铸铸型大概位置，然后操作纵向行走机构5、回转台7、第一油缸 9、第二油缸12将支撑架13对准铸型，通过人工搬运或机械吊装、叉升将铸型移动至支撑架13上，然后操作横向行走机构2将自动化浇铸机移动至浇包大概位置，操作纵向行走机构5、回转台7、第一油缸9、第二油缸12 将支撑架13上的铸型的浇口对准浇包的倾倒口，将渐缩喷嘴18、渐扩喷嘴 23与对应的管路连接，之后开始倒包浇铸同时开启添加剂落料机构和保护气体喷吹机构进行添加剂的加入和气体保护浇铸。
42.如图3所示，渐缩喷嘴18和渐扩喷嘴23的连线所构成的空间形成金属液26浇入的通道，渐缩喷嘴18将添加剂24从金属液26的上方加入，有利于添加剂24在其重力作用以及金属液26涡流裹挟的作用下在金属液 26中分布均匀，渐扩喷嘴23从金属液26的下方喷吹出氮气25对金属液 26进行保护，避免金属液26遇空气氧化，密度较小的氮气25会在空气中自然上浮，对金属液26形成保护，而不必过分依赖于保护气体喷吹机构的喷吹压力，一方面降低了喷吹能耗，另一方面也避免了喷吹压力过大而造成金属液26中气体夹杂现象；而添加剂24在刚刚喷入金属液26时反应剧烈，容易发生氧化现象，因此，设渐扩喷嘴23的氮气25喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围，从而保证添加剂24在落料后以及进入金属液26 过程中均被保护氮气25，避免了添加剂24喷入金属液26时的氧化。
43.当浇铸完成后，将渐缩喷嘴18与给料管路拆开、将渐扩喷嘴23与供气管路拆开，将第三横杆28和第四横杆30向外旋转，使其离开支撑架13 的竖直投影区域，操作横向行走机构2将浇铸完成的铸型移动至存放区域，具体的位置可以通过纵向行走机构5、回转台7、第一油缸9、第二油缸12 进行调整，然后通过人工搬运或机械吊装、叉升将铸型移出支撑架13，然后进入下一个铸型的搬运和浇铸工序。
44.实施例2
45.如图4-5所示，本实施例提供的自动化浇铸机，其包括横向轨道1和横向行走机构2，横向行走机构2下部设置有第一滚轮3，第一滚轮3能够带动横向行走机构2沿横向轨道1移动。
46.横向行走机构2上设置有纵向轨道4，纵向行走机构5下部设置有第二滚轮6，第二滚轮6能够带动纵向行走机构5沿纵向轨道4移动。
47.纵向行走机构5上设置有能够360
°
旋转的回转台7，回转台7上安装有立柱8，立柱8另一端与机械臂10铰接，第一油缸9的两端分别连接在立柱8和机械臂10上以控制机械臂10相对立柱8张开的角度，机械臂10 另一端铰接有立板11，第二油缸12的两端分别连接在机械臂10和立板11 上以控制立板11相对机械臂10张开的角度，立板11的前端设置有支撑架 13。
48.在支撑架13上靠近立板11的一端设置有添加剂落料机构和保护气体喷吹机构；添加剂落料机构由上向下释放添加剂，保护气体喷吹机构由上向下喷吹保护气体，并且保护气体喷吹机构的出口高于添加剂落料机构的出口，以防止添加剂落料过程被阻挡。
49.添加剂落料机构包括料箱、给料机、给料管路、第一立杆14、第一滑套15、第一横杆16、第二滑套17、渐缩喷嘴18、第五滑套27、第三横杆 28。料箱、给料机、给料管路均布置在浇铸工位上且依次相连，给料管路可拆卸的与渐缩喷嘴18连接，第一立杆14、第一横杆16、第三横杆28彼此垂直。第一滑套15带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第一立杆14上，第一横杆16与第一滑套15固定连接；第二滑套17带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第一横杆16上，第三横杆28与第二滑套17固定连接；第五滑套27带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第三横杆28上；渐缩喷嘴18安装在第五滑套27上；这样，渐缩喷嘴18的高低、前后、左右位置均是可调节的，并且各个渐缩喷嘴18之间的间距也是可以调节的，从而可以灵活的调整添加剂的落料范围。
50.保护气体喷吹机构包括储气罐、气泵、供气管路、第一立杆14(与添加剂落料机构共用)、第三滑套20、第二横杆21、第四滑套22、渐扩喷嘴 23、第六滑套29、第四横杆30。储气罐、气泵、供气管路均布置在浇铸工位上且依次相连，供气管路可拆卸的与渐扩喷嘴23连接，第一立杆14、第二横杆21、第四横杆30彼此垂直。第三滑套20带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第一立杆14上，第二横杆21与第三滑套20固定连接；第四滑套 22带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第二横杆21上，第四横杆30与第四滑套22固定连接；第六滑套29带有锁紧螺栓，其可滑动的安装在第四横杆30上；渐扩喷嘴23安装在第六滑套29上；这样，渐扩喷嘴23的高低、前后、左右位置均是可调节的，并且各个渐扩喷嘴23之间的间距也是可以调节的，从而可以灵活的调整保护气体喷吹的范围。
51.第一立杆14是圆形立杆，可以允许第三横杆28和第四横杆30围绕第一立杆14转动，这样，在向支撑架上放入待浇铸铸型或者取出浇铸完成的铸型时，将第三横杆28和第四横杆30向外旋转，使其离开支撑架13的竖直投影区域，为铸型的取放提供足够的操作空间，提高生产效率。
52.其工作过程与实施例1基本一致，此处不再赘述，实施例2与实施例1 的区别在于保护气体喷吹机构和添加剂落料机构以及喷吹气体有所不同，下面结合图6进行描述。
53.如图6所示，渐缩喷嘴18和渐扩喷嘴23均是由上向下喷吹，渐缩喷嘴18将添加剂24从金属液26的上方加入，有利于添加剂24在其重力作用以及金属液26涡流裹挟的作用下在金属液26中分布均匀，渐扩喷嘴23 从金属液26的下方喷吹出氩气31对金属液26进行保护，避免金属液26 遇空气氧化，密度较大的氩气31会在空气中自然下沉，对金属液26形成保护，而不必过分依赖于保护气体喷吹机构的喷吹压力，一方面降低了喷吹能耗，另一方面也
避免了喷吹压力过大而造成金属液26中气体夹杂现象；而添加剂24在刚刚喷入金属液26时反应剧烈，容易发生氧化现象，因此，设渐扩喷嘴23的氩气31喷吹范围覆盖添加剂落料机构的落料范围，从而保证添加剂24在落料后以及进入金属液26过程中均被保护氩气31，避免了添加剂24喷入金属液26时的氧化。
54.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
55.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。