[發明專利]混聯式可移動重載鑄造機器人

有效

• 申請號: 201710682225.3
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107243622B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 王成軍;郭永存;任潤潤;沈豫浙;鄭艷;李龍;楊洪濤;張軍;王鵬
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B22D37/00
• 分類號: B22D37/00
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

本發明公開了一種混聯式可移動重載鑄造機器人，包括四驅輪式移動平臺、回轉裝置、立柱組件、升降驅動裝置、并聯工作臂、末端執行器和雙目視覺系統。本發明的四驅輪式移動平臺采用四輪全向輪驅動實現長距離靈活穩定行走，利用后液壓支腿與可調液壓支腿實現駐點自平衡支撐，提高作業的支撐穩定性，機器人本體具有空間五個運動自由度；回轉裝置、升降驅動裝置可分別實現回轉和升降調節，四自由度并聯工作臂可對末端執行器進行姿態調節，可根據工作需要更換不同的末端執行器，滿足中大型鑄件的組芯、下芯、澆注和搬運等不同作業的需求，提高鑄件組芯、下芯和澆注作業的效率、質量和安全性，降低了操作人員的勞動強度和生產成本。

技術領域

本發明屬于鑄造機器人設備技術領域，特別涉及一種混聯式可移動重載鑄造機器人。

背景技術

工業機器人高度的柔性化能夠滿足現代化綠色鑄造生產中的各種特殊要求，鑄造生產采用機器人，不僅可把操作工人從繁重、單調的體力勞動中解放出來，節約勞動力，而且還是提高鑄件生產效率、制造精度和質量、實現鑄造生產機械化、自動化及文明化的重要手段。目前，采用先進適用的鑄造新技術，提高鑄造裝備自動化水平，特別是可移動機器人技術的應用，是鑄造企業實施綠色鑄造生產、實現可持續發展的關鍵舉措。因鑄造存在高溫、高粉塵、振動、油污、噪聲及電磁干擾的惡劣環境，且鑄件重量大，因此一般工業機器人無法滿足生產需要。鑄造機器人要能適應這樣的工作環境并正常運行，還存在眾多關鍵技術急需研究與突破。鑄造機器人不僅可用于壓鑄、精鑄生產中的鑄件搬運和傳送，還可用在砂型鑄造的造型、制芯、下芯、澆注、清理以及檢驗等工序中。尤其是在中大型鑄件的生產中，砂芯和鑄件的尺寸、重量都比較大，執行取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業難度大，要求高。迫切需要能夠滿足鑄件生產中取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業需求的高柔性、重負載型鑄造機器人。

目前，在鑄造生產中所使用的機器人大多是關節式串聯機器人，其優點是結構簡單、控制方便、工作空間大，但其精度較差、負載能力小，只能執行輕載作業任務。難以滿足中大型鑄件生產中的重載作業任務需求，作業精度和效率的提高受到限制。現有鑄造機器人的應用還僅局限于在固定工位上輔助完成較為簡單的鑄造作業任務，無法適應鑄造生產復雜作業環境下移動式精確作業要求。如生產中使用的串聯式澆注機器人，雖然結構簡單，成本較低，但由于自由度過少，應用場合單一，無法滿足多種場合的使用。普遍應用的鑄造機器人都是由普通機器人改制過來的。目前，很多中小型鑄件生產廠家在生產過程中進行取芯、組芯、下芯和澆注等作業時，多采用人海戰術，一個工位一個工作人員取芯、下芯、組芯和澆注熔體，工作人員還得來回跑動，顯得十分繁亂，同時工作效率低下。砂芯和鑄件的搬運作業多以人工輔助簡易吊裝設備為主，少數采用機器人的技術方案中也多為固定位置的串聯式機器人配裝氣動抓手進行作業，缺乏專業的可移動式的重載鑄造機器人。尤其在中大型鑄件的澆注作業過程中，仍然以人工為主，工人勞動強調大，體力消耗多、工作效率低。澆注時鐵水或鋼水需要用澆包轉到生產線上，對準澆注口把澆包中的鐵水或鋼水倒在澆注工件的澆注冒口中。目前，澆注鐵水或鋼水是由工人手抬或行車吊運沉重的澆包，從高頻電爐處接鐵水或鋼水，再把三、四百斤鐵水或鋼水與澆包移到澆注地點，兩人或多人配合，將澆包慢慢地傾斜，將澆包中的鐵水或鋼水傾倒在工件的澆注口中。此種方法有以下缺點：(1)受工人一次負重量的影響，澆注件的大小(重量)受到限制，一件鑄件要在很短的時間里澆注好，如果用二包或更多包的鐵水或鋼水澆注，由于工人的速度慢，則澆注出來的鑄件很容易存在鑄造缺陷等質量問題；(2)工人的勞動強度大，工作環境差。鐵水或鋼水的溫度高達1500℃左右，其工作環境溫度在40℃以上，工人的勞動強度大，容易疲勞；(3)工作環境危險，時刻要小心鐵水或鋼水飛濺，工作人員的人身安全保障存在隱患；(4)工作中運輸速度低，澆注速度慢；工作效率低，生產率低，增加了制造成本，延緩了制造進度。