Манипулятор Советский патент 1992 года по МПК B25J11/00 B23Q7/04 B22D33/02 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для манипулирования литейными формами (опоками) в процессе их изготовления и заливки.

При компановке участка заливки форм в автоматических литейных линиях встречаются серьезные трудности Разбрызгивание горячего металла при заливки форм, переполнение литниковой чаши, прорыв жидкого металла в разъем форм и другие довольно частые отклонения от норм создают на участке заливки суровые условия эксплуатации. Поэтому заливочные участки практически не поддаются автоматизации.

Известны различные карусельные машины, предназначенные для перемещения литейных форм при их изготовлении, которые содержит карусель и расположенные неподвижно относительно нее механизмы.

Подобные машины не могут быть использованы на заливочных участках, т к требуют наличия неподвижных толкателей и транспортных средств в зоне заливки, что

снижает надежность работы участка, технику безопасности и увеличивает габариты участка заливки на автоматической литейной линии.

За прототип выбран автооператор, содержащий корпус, подъемно-поворотный стол с механизмом вертикального перемещения в виде силового цилиндра, зубчато- реечный механизм поворота стола, направляющую колонну и Г-образ- ные захваты на каждой позиции с механизмами их привода

Данная конструкция предназначена для переноса деталей с позиции на позицию В ней парные Г-образные захваты расположены вертикально и не создают доступа сверху к зажимаемой детали, что необходимо при заливке, а управление их работой осуществляется автономно при помощи сложной механической передачи Поэтому такой автооператор не может быть использован для переноса тяжелых форм с жидким металлом на заливочном участке

сл

х|

Ь.

ю

00

со

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы манипулятора при заливке форм.

Для осуществления поставленной цели в манипуляторе, содержащем основание, направляющую колонну, подъемно-повоот- ную платформу, установленную на колонне и снабженную механизмом вертикального перемещения в виде силового цилиндра, рабочая полость которого подключена к источнику давления, и зубчатым механизмом поворота, а также парные Г-образные захваты на каждой позиции с механизмами их привода, поршень силового цилиндра закреплен на верхней части колонны,а корпус его жестко связан с поворотной платформой, механизмы привода Г-образных захватов выполнены в виде радиально расположенных в платформе дополнительных силовых цилиндров рабочие полости которых связаны трубопроводами с рабочей полостью силового цилиндра подъема, при этом Г-образные захваты расположены в горизонтальной плоскости выступами вверх, связаны каждый с поршнем своего цилиндра и снабжены опорами в виде выступающих брусьев, расположенных на наружной стороне платформы и имеющих каждый дополнительную опорную поверхность для взаимодействия с перемещаемым объектом. Дополнительные силовые цилиндры имеют диаметральные размеры, рассчитанные на удельное давление воздуха меньшее, чем силовой цилиндр подъема платформы.

В известных технических решениях не обнаружены признаки, сходные с отличительными признаками заявленного изобретения.

На фиг.1 представлен вид в плане манипулятора; на фиг.2 - условный разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - поверхности взаимодействия формы и Г-образного захвата.

Манипулятор содержит (см.фиг.1, 2) основание 1, на котором размещена направляющая колонна 2, на которой установлена подъемно-поворотная платформа 3, состоящая из четырехгранного корпуса 4, в верхней части которого закреплен корпус силового цилиндра 5 для вертикального перемещения платформы 3. Поршень 6 этого цилиндра закреплен в верхней части колонны 2, в нижней ее части установлено зубчатое колесо 7 для поворота корпуса 4 через шестерню 8 от электропривода 9. На каждой из четырех граней корпуса 4 имеются выступающие опорные брусья - клыки 10, которые служат для создания полости между формами и корпусом 4 на случай ухода металла в разъеме и поэтому располагаются

за пределами собственно заливаемой формы и изготавливаются из чугуна или любой плохо свариваемой стали для легкого удаления скрапа, неизбежно налипающего при

заливке. Брусья 10 служат также опорой для парных Г-образных захватов 11 и имеют опорную поверхность 12 для взаимодействия с перемещаемыми формами. Захваты 11 расположены в горизонтальной плоскости

0 выступами вверх и связаны с пневмоцилин- драми 13. Рабочие Полости цилиндров 13 через трубопровод 14 соединены с цилиндром 5, который используется как коллектор для подачи сжатого воздуха к цилиндрам 13.

5 Таким образом, рабочие полости цилиндров 13 связаны с источником давления через рабочую полость цилиндра 5. В цилиндр 5 сжатый воздух из магистрали поступает по трубопроводу 15 от распределительного

0 трехходового клапана 16, пройдя предварительно редукционный клапан 17. Размер ци- линдров 13 выбирается из расчета обеспечения требуемого усилия зажимов при давлении сжатого воздуха значительно

5 более низком, чем требуется для подъема (вывешивания) манипулятора с зажатыми формами с помощью цилиндра 5.

Например, для надежного закрепления формы требуется усилие в 3 т, а для подъема

0 платформы 3 - 10 т. Зная, что в сети давление колеблется от 5 кГс/см2 и выше, задаемся целью срабатывания цилиндров 13 зажима при удельном давлении воздуха в 3 кГс/см , т.е. площадь каждого из двух ци5 линдров 13 зажима должна быть равна 500 см , а для подъема при давлении воздуха в 4,5 кГс/см площадь цилиндра 5 подъема должна быть равна 2225 см . Такое соотношение размеров цилиндров 5 и 13 позволя0 ет существенно упростить конструкцию манипулятора, сведя всю пневмосистему к однородному управлению.

Для защиты зубчатого колеса 7 от брызг горячего металла (при протекании формы)

5 служит лабиринтовая защита, состоящая из кольцевого кожуха 18, прикрепленного к корпусу 4 манипулятора, и неподвижного щикта 19.

Манипулятор устанавливается на зали0 вочном участке автоматической литейной линии возле стола 20 с рабочими позициями 21, 22,23, где 21 - исходная позиция поступления готовой формы 24; 22 - позиция заливки; 23 - позиция установки залитой

5 формы 25 на ветвь охлаждения линии.

Работает малипулятор следующим образом.

Изготовленная форма 24 транспортными средствами, например самоходным рольгангом, подается на исходную позицию

21 манипулятора. Включается клапан 16 и из магистрали через клапан 17 по трубопроводам 14 и 15 начинает поступать сжатый воздух в систему цилиндров 5 и 13. Вначале обеспечивается надежный зажим формы 24. При этом для захвата и закрепления формы на рабочих позициях манипулятора использован известный в обиходе принцип чапель- ника (см. фиг.З). Для этого у нижней опоки формы 24 со стороны, примыкающей к манипулятору, полки выполнены с отбортов- кой. Это позволяет Г-образному захвату 11 прижать форму 24 к опорной поверхности 12 брусьев 10 на корпусе 4, что способствует снижению нагрузки на захваты 11 при подъеме формы. По своей прочности захваты 11 рассчитаны с 5-кратным запасом.

После зажима формы 24 происходит подъем (вывешивание) корпуса 4, т.е. как бы облегчение формы и резкое (на 90-95%) снижение удельного давления контакта формы 24 с опорной поверхностью стола 20 Степень вывешивания форм зависит от регулирования редукционного клапана 17.

Затем включается электропривод 9 и происходит поворот корпуса 4 на 90° с перемещением формы 24 на позицию 22 для заливки и опускание платформы 3.

Далее очередная изготовленная форма поступает на позицию 21 манипулятора, зажимается и переносится на позицию 22, с которой одновременно удаляется залитая форма 25, и переносится на позицию 23, с которой она удаляется на ветвь охлаждения линии.

Цикл работы манипулятора повторяется.

Испытания показали целесообразность работы манипулятора в режиме вывешивания, когда на 90-95% снижаются контактные удельные давления между формами и опорной поверхностью стола. Такой режим способствует существенному снижению

усилий, требуемых для перемещения форм и обеспечивает удаление скрапа и налипающей формовочной смеси с опорной поверхности стола 20 движущейся формой.

Одновременно исключается возможность проседания распаренной формы при случайных задержках ее на позиции заливки.

Все цилиндры манипулятора одностороннего действия, возврат их в исходное

положение осуществляется с помощью пружин. Однопроводное управление работой всех цилиндров значительно упрощает систему пневмопривода манипулятора.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий основание, направляющую колонну, подъемно-поворотную платформу, установленную на колонне и снабженную механизмом вертикального перемещения, выполненным в виде основного силового цилиндра, рабочая полость которого подключена к источнику давления, и зубчатой передачи, а также парные Г-образные захваты с механизмами их

привода, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности при выполнении операций по заливке форм, поршень силового цилиндра закреплен на верхней части колонны, а

корпус жестко связан с поворотной платформой, при этом механизмы привода Г-об- разных захватов выполнены в виде радиально расположенных в платформе дополнительных силовых цилиндров, рабочие

полости которых связаны с рабочей полостью основного силового цилиндра подъема, а сами Г-образные захваты расположены в горизонтальной плоскости выступами вверх и снабжены опорами в виде

выступающих брусьев, расположенных на наружной стороне платформы и имеющих каждый вертикальную опорную поверхность.

со оо оэ ч- «э г#

/ V.}yt)} JJJJJJl /гщ

«TV

f/

с

Использование1 в литейном производстве для манипулирования литейными формами в процессе их заливки. Когда литейная форма транспортными средствами подается на исходную позицию манипулятора, то в систему силовых цилиндров начинает поступать сжатый воздух из магистрали для обеспечения надежного зажима формы с помощью захватов, которые прижимают форму к вертикальной опорной поверхности брусьев 10. Затем происходит подъем платформы с зажатой формой и поворот манипулятора на рабочую позицию для заливки формы. 3 ил

V-f

Ч