一种面向大型精铸型壳的清洗系统及方法技术方案

本申请公开一种面向大型精铸型壳的清洗系统及方法，属于清洗设备技术领域，所述系统包括：存储转运单元、工装单元、注水排水单元和机械手单元；存储转运单元位于清洗区域之外，工装单元和注水排水单元位于机械手单元的操作范围内；存储转运单元用于完成型壳的存放和转运；工装单元用于固定型壳；注水排水单元用于灌注回收清洗液；机械手单元用于执行型壳搬运及清洗操作。通过本申请能提高型壳清洗效率。提高了清洗效果；增强了大型精密铸造型壳、尤其是具有复杂内腔的型壳的清洗洁净度，提高了整体浇铸质量。了整体浇铸质量。了整体浇铸质量。

【技术实现步骤摘要】
一种面向大型精铸型壳的清洗系统及方法


[0001]本申请属于清洗设备
，具体涉及一种面向大型精铸型壳的清洗系统及方法。

技术介绍

[0002]熔模铸造也称失蜡法铸造，是一种先根据产品制作相对应的蜡模，然后在蜡模表面包裹多层防火材料进行制壳，通过脱蜡、焙烧，获得对应的型壳，再在型壳中浇筑金属液，冷却后清理掉陶瓷化的型壳得到目标产品的工艺。焙烧后得到的型壳，尤其是大型、复杂结构的型壳，其内部往往还有一定的残留物，包括蜡渣、粉料等。型壳内部的残留物会导致铸件出现夹砂、夹杂、灌不满等缺陷，极大地影响铸件成品的质量，提升后处理成本，甚至导致铸件报废。
[0003]对于一般的型壳而言，传统的人工清洗工艺方案是先通过胶塞封堵住型壳上处交口外的脱蜡口，然后灌注清洗液，通过人工摇晃，利用清洗液将型壳中的杂质完全带出，再将清洗液从型壳中倒出，完成清洗。然而，对于尺寸规模较大的产品，其型壳质量将达到1
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2吨，无法实现摇晃清洗操作。专利CN 115739803A公开了一种钛合金精密铸造型壳的清洗方法及清洗装置，设计了一种新型清洗液，并利用离心作用使清洗液冲刷初始型壳的内腔，实现对型壳的清洗。然而通过离心作用产生的液体流动倾向较为单一，难以实现对各方向的型壳通道进行有效冲刷。

技术实现思路

[0004]为了解决相关技术中对型壳清洗时难以实现对各方向的型壳通道进行有效冲刷的技术问题，本申请提供一种面向大型精铸型壳的清洗系统及方法，所述技术方案如下：
[0005]第一方面，提供一种面向大型精铸型壳的清洗系统，包括：存储转运单元、工装单元、注水排水单元和机械手单元；存储转运单元位于清洗区域之外，工装单元和注水排水单元位于机械手单元的操作范围内；存储转运单元用于完成型壳的存放和转运；工装单元用于固定型壳；注水排水单元用于灌注回收清洗液；机械手单元用于执行型壳搬运及清洗操作。
[0006]可选地，存储转运单元包括：仓储框架和转运AGV，仓储框架用于存放和中转型壳，并存储相应的物料状态信息；在开始清洗作业时，转运AGV从仓储框架的指定料位上获取待清洗模壳，并将其转移至工装单元上。
[0007]可选地，所述清洗系统还包括：移动平台，移动平台设置在机械手操作范围的边缘且位于工装单元下方，用于控制工装单元在AGV的运动区域和机械手单元的操作范围间往返。
[0008]可选地，工装单元包括笼式工装和封堵装置，封堵装置固定在笼式工装之上；
[0009]笼式工装包括：工装框架、第一快速动力接口、注水漏斗和连接器；封堵装置包括：底部封堵件和侧向封堵件；
[0010]工装框架底部设置有定位基准；连接器设置在工装框架上端中心，第一快速动力接口设置在连接器旁，注水漏斗设置在连接器旁且远离机械手单元的一侧；工装框架内部设置有支撑梁，支撑梁形成川字结构，用于与转运AGV对接；工装框架两侧设置有夹紧型壳的夹紧装置；夹紧装置伸出，夹紧型壳，底部封堵件通过气缸伸出，堵住型壳的底部脱蜡口；侧向封堵件根据型壳侧面的脱蜡口数量设置。
[0011]可选地，机械手单元包括：机械手和机械手夹具，机械手通过机械手夹具与工装单元连接，机械手夹具包括：夹爪本体、动力接口移动气缸、第二快速动力接口和夹爪；
[0012]夹爪能相对夹爪本体移动，对准连接器后，收回夹爪，能将工装单元与机械手夹具末端固定；
[0013]第二快速动力接口通过动力接口移动气缸伸出，与工装单元上的第一快速动力接口连接，为工装单元上的夹紧装置、底部封堵件和侧向封堵件提供动力；动力接口移动气缸连接第二快速动力接口与夹爪本体。
[0014]可选地，注水排水单元包括：注水装置和排水装置，
[0015]注水装置包括：注水装置框架和注水水管，注水装置框架上方设置有存放清洗液的水箱，下方设置有为水箱补充清洗液的过滤件和提升水泵；水箱设有投入式液位传感器，投入式液位传感器用于根据液位情况控制提升水泵启停；注水水管设置在水箱下方，注水水管末端设置有注水开关，用于控制注水启停，注水装置框架中部设置有翻转气缸，用于调节注水水管与工装单元的相对位置；在进行注水操作时，机械手单元将工装单元移动至指定位置，翻转气缸移动注水水管，对接笼式工装的注水漏斗；注水开关打开，水箱中的投入式液位传感器检测注水量；当注水量达到设定值后，翻转气缸移开注水水管；
[0016]在完成注水作业后，机械手单元控制工装单元按照设定运动轨迹摇晃；在完成摇晃作业后，机械手单元控制工装单元移动到排水装置上。
[0017]可选地，排水装置包括：排水装置框架和固定在排水装置框架上的水槽；
[0018]水槽设置有排水口和观察窗，水槽内部设置有过滤篮。
[0019]可选地，清洗液为无易燃易爆风险的可挥发液体。
[0020]可选地，所述清洗系统还包括对清洗好的型壳进行干燥处理的干燥单元。
[0021]第二方面，提供一种面向大型精铸型壳的清洗方法，包括：
[0022]存储转运单元将未清洗的型壳装载至工装单元的笼式工装上；然后机械手单元的机械手夹具的夹爪相对夹爪本体移动，对准连接器后固定笼式工装，并通过第二快速动力接口为笼式工装上的运动部件提供动力，夹紧装置固定型壳，封堵装置封堵型壳上的脱蜡口；此后，机械手单元将笼式工装移动至注水排水单元，通过注水装置将清洗液注入型壳；根据预设运动轨迹，机械手单元带动笼式工装晃动；之后，机械手单元通过第二快速动力接口控制封堵装置脱离，使型壳中的清洗液从脱蜡口排出到排水装置中；最后机械手单元将笼式工装移动回初始位置，解除夹紧装置，并断开第一快速动力接口及连接器，存储转运单元将清洗好的型壳转运至仓储框架上。
[0023]本申请的有益效果至少在于：
[0024]1.提出了一种自动化型壳清洗方案，提高了型壳清洗效率。
[0025]2.通过引入机械手，补充了型壳清洗过程中的缺失的摇晃清洗过程，完善了最终的清洗效果。
[0026]3.增强了大型精密铸造型壳、尤其是具有复杂内腔的型壳的清洗洁净度，提高了整体浇铸质量。
附图说明
[0027]图1是本申请提供的一种基于机械手的型壳清洗系统的结构示意图；
[0028]图2是本申请提供的工装单元结构示意图；
[0029]图3是本申请提供的排水装置结构示意图；
[0030]图4是本申请提供的注水装置结构示意图；
[0031]图5是本申请提供的机械手夹具结构示意图。
[0032]其中，1
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仓储框架、2
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转运AGV、3
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移动平台、4
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工装单元、5
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机械手单元、6
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排水装置、7
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注水装置、41
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工装框架、42
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定位基准、43
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支撑梁、44
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第一快速动力接口(执行端)、45
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向大型精铸型壳的清洗系统，其特征在于，包括：存储转运单元、工装单元、注水排水单元和机械手单元；存储转运单元位于清洗区域之外，工装单元和注水排水单元位于机械手单元的操作范围内；存储转运单元用于完成型壳的存放和转运；工装单元用于固定型壳；注水排水单元用于灌注回收清洗液；机械手单元用于执行型壳搬运及清洗操作。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，存储转运单元包括：仓储框架和转运AGV，仓储框架用于存放和中转型壳，并存储相应的物料状态信息；在开始清洗作业时，转运AGV从仓储框架的指定料位上获取待清洗模壳，并将其转移至工装单元上。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述清洗系统还包括：移动平台，移动平台设置在机械手操作范围的边缘且位于工装单元下方，用于控制工装单元在AGV的运动区域和机械手单元的操作范围间往返。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，工装单元包括笼式工装和封堵装置，封堵装置固定在笼式工装之上；笼式工装包括：工装框架、第一快速动力接口、注水漏斗和连接器；封堵装置包括：底部封堵件和侧向封堵件；工装框架底部设置有定位基准；连接器设置在工装框架上端中心，第一快速动力接口设置在连接器旁，注水漏斗设置在连接器旁且远离机械手单元的一侧；工装框架内部设置有支撑梁，支撑梁形成川字结构，用于与转运AGV对接；工装框架两侧设置有夹紧型壳的夹紧装置；夹紧装置伸出，夹紧型壳，底部封堵件通过气缸伸出，堵住型壳的底部脱蜡口；侧向封堵件根据型壳侧面的脱蜡口数量设置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，机械手单元包括：机械手和机械手夹具，机械手通过机械手夹具与工装单元连接，机械手夹具包括：夹爪本体、动力接口移动气缸、第二快速动力接口和夹爪；夹爪能相对夹爪本体移动，对准连接器后，收回夹爪，能将工装单元与机械手夹具末端固定；第二快速动力接口通过动力接口移动气缸伸出，与工装单元上的第一快速动力接口连接，为工装单元上的夹紧装置、底部封堵件和侧向封堵件提供动力；动力接口移动气缸连接第二快速动力接口与夹爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，张庆武，张鹏伟，殷晓伟，
申请(专利权)人：中航工程集成设备有限公司，
类型：发明
国别省市：