[發明專利]三自由度的金屬熔煉鑄錠除渣成面裝置及其除渣方法

在審

• 申請號: 201910129002.3
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109848402A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陳鹿民;李一浩;趙峰;孫宇祥;唐曉璐;趙智勇;端木希睿;賀坤友
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: B22D43/00
• 分類號: B22D43/00;B22D7/12
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 馬鵬鷂

本發明涉及一種三自由度的金屬熔煉鑄錠除渣成面裝置及其除渣方法，本發明裝置包括底座、依次鉸接的機械大臂、機械小臂及機械小臂自由端鉸接的刮鏟，還包括履帶及固定在履帶上的鑄錠模具，所述的履帶通過機殼固定在地面上并在水平面內運動，所述的機械大臂、機械小臂和連接刮板的連接桿均在同一豎直平面內擺動，該豎直平面在履帶運動平面的投影向履帶的運動方向傾斜且與履帶的運動方向形成一定夾角；刮板在澆注金屬液后的鑄錠模具的上表面進行刮渣運動時，該刮渣運動的速度沿履帶運動的分速度正好與履帶的運動速度相同，該刮渣運動的速度垂直履帶運動的分速度正好沿鑄錠模具的長度方向，因此底座無需設置轉動裝置即可完成刮渣動作。

技術領域

本發明涉及金屬熔煉鑄錠設備的技術領域，特別涉及三自由度的金屬熔煉鑄錠除渣成面裝置及其除渣方法。

背景技術

在金屬熔煉鑄錠的生產過程中，連續澆鑄機以固定速度帶動澆壺運轉，澆壺中的金屬液流到鑄錠模具中冷卻成型，在成型前每條鑄錠模具中的金屬液表面會積聚氧化皮及浮渣，需要用刮板刮去,提高金屬錠的質量及光潔度，傳統生產中，上述刮除氧化皮及浮渣的動作主要仍由人工完成，生產效率相對較低，且由于金屬液溫度較高，容易燙傷操作者，安全性相對較差,因此現在大部分企業都采用多關節機械手來代替人工完成上述刮除氧化皮及浮渣的動作，但是這種機械臂的運動需要至少四個轉動自由度，參見說明書附圖5，類似這種機械臂在豎直面內的擺動，同時還需要底座存在水平的轉動自由度以適應機械臂在不同豎直面內擺動，兩個運動處于不同的平面內，形成一個空間坐標系，類似這種機械臂在的各個電機的控制程序編制時，由于各個臂都在空間坐標系內運動，這樣每個電機運動的控制參數運算比較復雜，就造成程序編制過程也比較復雜，這就造成用戶在使用這類機械臂進行除渣時，難于學習和應用，對使用者的學習能力和認知能力要求較高，這也是本領域工程人員丞待解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種三自由度的金屬熔煉鑄錠除渣成面裝置及其除渣方法。

具體內容如下：三自由度的金屬熔煉鑄錠除渣成面裝置，該裝置包括底座、鉸接在底座上的機械大臂、與機械大臂鉸接的機械小臂及機械小臂自由端鉸接的刮鏟，還包括履帶及固定在履帶上的鑄錠模具，所述的履帶通過機殼固定在地面上并在水平面內運動，其特征是：

所述的底座與機殼均固定在地面上且底座位于機殼的側面，在底座的上端與機械大臂的一端通過鉸接軸甲鉸接，該鉸接軸甲與機械大臂固定，在底座上固定一個電機甲、電機甲的輸出軸與鉸接軸甲同軸固定，所述的機械大臂的另一端與機械小臂的一端通過鉸接軸乙鉸接，該鉸接軸乙與機械小臂固定，在機械大臂上固定一個電機乙、電機乙的輸出軸與鉸接軸乙同軸固定，所述的刮鏟包括連接桿及固定在連接桿上的刮板，刮鏟的連接桿通過鉸接軸丙鉸接在機械小臂的另一端，該鉸接軸丙與連接桿固定，在機械小臂上固定一個電機丙、電機丙的輸出軸與鉸接軸丙同軸固定，所述的刮板的下邊沿與履帶的運動方向平行，且刮板的刮渣下邊沿的長度小于鑄錠模具的寬度，所述的機械大臂、機械小臂和連接桿均在同一豎直平面內擺動，該豎直平面在與履帶的運動方向的夾角為θ，所述的履帶的運動速度為V₂、刮板沿履帶上鑄錠模具的上表面的運動速度為V₁，V₁·cosθ =V₂。

優選的，所述的電機甲、電機乙和電機丙均為步進電機或者伺服電機。

優選的，所述的機殼的側面固定一個開口向下的集渣桶，該集渣桶與底座均位于機殼的同一側且與刮板的運動軌跡相對應。

優選的，所述的鑄錠模具呈長方體狀并橫向均勻固定在履帶上，鑄錠模具的長度方向垂直履帶的運動方向。

優選的，所述的刮板在機械大臂和機械小臂的驅動下的運動軌跡覆蓋履帶的寬度。

優選的，所述的鉸接軸甲的軸線所在的水平面與履帶上鑄錠模具上表面共面。