一种熔模铸造制壳夹具
技术领域
本发明涉及熔模铸造制壳技术领域，尤其涉及一种熔模铸造制壳夹具。
背景技术
目前，在熔模铸造过程中，先对加工好的熔模进行组树，也就是将多个熔模组焊在浇口棒上形成树状的熔模树组，浇口棒中间设有金属支撑杆，操作人员手握金属支撑杆能够提起熔模树组。当前制壳模组挂取是采用人工操作，没有连续自动化制壳挂取设备，制壳过程是重复的沾浆和撒砂过程，沾浆是指在熔模表面涂上带有粘结剂的涂料，在操作时是操作人员手握金属支撑杆将熔模树组放入到涂料容器内上下拉动和转动，以使涂料能够完全覆盖熔模外表面；熔模沾浆后再进行撒砂，操作时人工手持熔模树组伸入到淋砂机内，进行转动、倾斜等动作，使撒砂均匀，撒砂结束后进行烘干。重复上述操作多次，即可在熔模表面涂敷多层耐火材料，形成具有一定强度的型壳。
在制壳过程中，上述人工操作极其繁琐复杂，型壳质量受人为因素影响大，对工人的技能要求极高，劳动强度极大，生产效率低。因此，自动化制壳应运而生。
现阶段，行业内常用机械手制壳设备通常采用装夹治具进行挂载熔模组，并对熔模组进行夹紧，并采用电机作为驱动主齿轮转动提供旋转动力，主齿轮通过与装夹治具上的从动齿啮合转动，来实现模组的转动。现有技术中的制壳设备通常只能同步挂载两个模组进行制壳生产。当需要多个挂载多个模组时，再需要在现有的装夹治具旁增添所需装夹治具，而这些装夹治具相互之间需要通过从动齿盘进行啮合，由此以来，无法保证整个制壳设备上的装夹治具间的间距相等，即无法保证多个模组间距一致，如果要保持装夹治具间的间距一致，则需要在相邻两个装夹治具之间安装传动齿轮，由此以来，由于存在齿轮之间传动能力损耗，传动比不一致，从而导致各个装夹治具的转速不一致，进而无法保证制壳操作工艺的一致性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种熔模铸造制壳夹具，主要解决现有技术中制壳设备中各个装夹治具的转速不一致，无法保证制壳操作工艺一致性的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种熔模铸造制壳夹具，包括：
夹具支架，所述夹具支架具有第一侧及与所述第一侧相对的第二侧，所述第一侧上设置有用于与外部机械手连接的连接法兰；
伺服电机，固定设置在所述夹具支架的第一侧，所述伺服电机的输出轴上设置有主链轮；
N个抓手机构，其中N为大于等于2的正整数，所述抓手机构等间距固定设置在夹具支架上，其中，所述抓手机构包括气缸、从链轮及抓手杆体，所述气缸固定设置在夹具支架的第一侧，所述抓手杆体的一端与从链轮固定连接，另一端延伸出夹具支架的第二侧且与夹具支架转动连接，所述主链轮与从链轮之间通过链条传动连接，所述抓手杆体的另一端设置有用于对模组进行抓取的抓钩，所述抓手杆体内设置有用于对抓钩上的模组进行夹紧的夹紧轴，所述夹紧轴与所述气缸的活塞杆固定连接。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述夹具支架呈方形设置，各抓手机构水平等间距设置在夹具支架上，所述主链轮上设置有相互平行的第一主链轮和第二主链轮，所述从链轮上设置有相互平行的第一从链轮和第二从链轮，靠近伺服电机一侧的抓手机构上的第一从链轮与第一主链轮通过链条相连接，靠近伺服电机另一侧的抓手机构上的第二从链轮与第二主链轮通过链条相连接。
进一步，优选的，相邻两个抓手机构上第一从链轮之间通过链条相连接，或相邻两个抓手机构上的第二从链轮之间通过链条相连接。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述夹具支架呈环形设置，各抓手机构沿夹具支架的中心轴对称分布，所述主链轮及从链轮设置于同一平面内且通过链条传动连接。
在上述技术方案的基础上，优选的，相邻两个抓手机构之间设置有用于给链条提供张紧力的张紧装置，所述张紧装置包括转动座及张紧轮，所述转动座固定设置在夹具支架上，张紧轮转动设置在转动座上，且张紧轮上设置有与链条相啮合的齿牙。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述夹具支架的第二侧上固定设置有转动装置，所述抓手杆体与转动装置转动连接，所述转动装置包括与夹具支架的第二侧固定连接的轴承座，所述抓手杆体至少一部分设置在轴承座内，所述轴承座两个内端面上均设置有与抓手杆体进行转动连接的轴承，所述轴承座靠近从链轮一侧的端面上设置有轴承挡圈，所述抓手杆体穿过轴承挡圈并连接有锁紧螺母，所述抓手杆体上设置有与锁紧螺母相连接的外螺纹，锁紧螺母与轴承挡圈之间的抓手杆体上还套设有锁紧垫片。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述抓手杆体靠近气缸一端所在的轴线上设置有第一通孔，所述气缸的活塞杆插接于第一通孔内，抓手杆体靠近抓钩一端所在的轴线上设置有与第一通孔相连通的第二通孔，所述夹紧轴插接于第二通孔内且与所述气缸的活塞杆端部固定连接。
本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明公开了一种熔模铸造制壳夹具，配合机械手进行使用，通过设置多个抓手机构，多个抓手机构在治具支架上等间距排布，在进行制壳作业时，通过抓手杆体上的抓钩可以对待制壳的模组进行抓取，可以同时实现多个模组同时被抓取，保证了模组间距一致，并通过气缸的活塞杆伸长推动夹紧轴使模组在抓钩上进行夹紧，通过伺服电机的转动，驱动主链轮转动，并由链条传动来驱动从链轮的转动，链轮链条传动比准确，工作可靠，传递功率大，过载能力强，能够实现各模组在相应抓手机构转动方向及速率一致，在配合机械手使用下，能对模组实现自动沾浆、撒砂操作，彻底解放劳动力，降低生产成本，保证操作工艺的一致性，提高了熔模制壳的质量，同时多个模组并行作业，极大地提高了生产效率。
(2)相邻两个抓手机构之间的距离均相等，从而保证多个模组间距一致，工业机器人的机械手可在制壳线上可以直接摘挂多个模组，免除人力往复搬运，大幅降低劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明所公开的熔模铸造制壳夹具的第一实施例的立体结构图；
图2为本发明的所公开的伺服电机及主链轮的装配结构示意图；
图3为本发明所公开的抓手机构的立体结构示意图；
图4为本发明所公开的熔模铸造制壳夹具的第二实施例的立体结构图；
图5为本发明所公开的熔模铸造制壳夹具的第二实施例的平面结构图；
图6为本发明所公开的张紧机构的结构示意图；
图7为本发明所公开的抓手机构的平面剖视图；
图8为本发明所公开的抓手杆体的平面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例公开了一种熔模铸造制壳夹具，包括：
夹具支架1，用来与工业机器人及制壳生产线进行配合使用，具体的，夹具支架1为长方体，其目的是便于挂装多个模组。夹具支架1具有第一侧11及与第一侧11相对的第二侧12，第一侧11和第二侧12分别位于夹具支架1的长边侧。第一侧11上设置有用于与外部机械手连接的连接法兰13；通过连接法兰13可以将整个夹具支架1安装在工业机器人的机械手上。夹具支架1的第二侧12用于配合制壳生产线使用，具体的夹具支架1的第二侧12主要用来挂装制壳生产线上的模组，同时将第二侧12上的模组进行相应的制壳工艺处理。
伺服电机2，固定设置在夹具支架1的第一侧11，伺服电机2的输出轴上设置有主链轮21；通过设置伺服电机2，可以精确控制转速和转矩，为下文所述的抓手机构3旋转提供精确的旋转输出。
N个抓手机构3，其中N为大于等于2的正整数，抓手机构等间距固定设置在夹具支架上，其中，抓手机构3包括气缸31、从链轮32及抓手杆体33，气缸31固定设置在夹具支架1的第一侧11，抓手杆体33的一端与从链轮32固定连接，另一端延伸出夹具支架1的第二侧12且与夹具支架1转动连接，主链轮21与从链轮32之间通过链条4传动连接，抓手杆体33的另一端设置有用于对模组进行抓取的抓钩331，抓手杆体33内设置有用于对抓钩331上的模组进行夹紧的夹紧轴332，夹紧轴332与所述气缸31的活塞杆311固定连接。
采用上述技术方案，在进行熔模铸造制壳操作时，首先将连接法兰13与外部的工业机器人的机械手进行连接，通过抓手杆体33上的抓钩331对制壳线上的待制壳模组进行抓取，由于设置至少N个抓手机构3，其中N为大于等于2的正整数，因此可以同时实现多个模组同时被抓取。当模组挂载在抓钩331上后，同步启动各抓手机构3上的气缸31，通过气缸31的活塞杆311伸长推动夹紧轴332使模组在抓钩331上进行夹紧。通过伺服电机2的转动，驱动主链轮21转动，并由链条4传动来驱动从链轮32的转动，从链轮32在转动过程中带动抓手杆体33发生旋转，链轮链条传动比准确，工作可靠，传递功率大，过载能力强，由此实现各模组在相应抓手机构3转动方向及速率一致，在配合机械手使用下，能对模组实现自动沾浆、撒砂操作，彻底解放劳动力，降低生产成本，保证操作工艺的一致性，提高了熔模制壳的质量，同时多个模组并行作业，极大地提高了生产效率。
参照附图1所示，作为本发明的第一实施例，在本实施例中，夹具支架1呈方形设置，各抓手机构3水平等间距设置在夹具支架1上，主链轮21上设置有相互平行的第一主链轮211和第二主链轮212，从链轮32上设置有相互平行的第一从链轮321和第二从链轮322，靠近伺服电机2一侧的抓手机构3上的第一从链轮321与第一主链轮211通过链条4相连接，靠近伺服电机2另一侧的抓手机构3上的第二从链轮322与第二主链轮212通过链条4相连接。采用这样的技术方案，通过伺服电机2的转动，驱动主链轮21发生转动，主链轮21上的第一主链轮211及第二主链轮212分别与伺服电机2两侧的抓手机构3上的第一主链轮211及第二主链轮212通过链条4传动，这样以来，使得各个抓手机构3的旋转速度和旋转方向均保持一致，可以使各个模组的制壳工艺参数保持一致，提高型壳质量。
参照附图2和3进一步的，相邻两个抓手机构3上第一从链轮321之间通过链条4相连接，或相邻两个抓手机构3上的第二从链轮322之间通过链条4相连接。当本发明实施例采用两个以上抓手机构3时，利用上述链轮链条4传动方式，可以将多个抓手机构3串联起来，从而实现一个伺服电机2转动的同时，带动多个抓手机构3同方向同速率的旋转，从而在提高模组制壳效率的同时，保证操作工艺的一致性，提高产品的质量。
上述实施例一中，相邻两个抓手机构之间采用链条进行传动，使得各个链条传动比保持一致，传动更加有力，且不易打滑，保证了个抓手机构转动的速率一致。
参照附图4和5所示，作为本发明的第二实施例，夹具支架1呈环形设置，各抓手机构3沿夹具支架1的中心轴对称分布，所述主链轮21及从链轮32设置于同一平面内且通过链条4传动连接。
如图所示，抓手机构3设置有四个，四个抓手机构3沿夹具支架1中心轴对称均匀分布，四个抓手机构3上的从链轮32及伺服电机2上的主链轮21通过一根链条4进行传动连接。由此以来，在保证了抓手机构等间距设置的前提下，通过一根链条传动，平均传动比准确，工作可靠，效率高，使得各个抓手机构的转速和转向保持一致。
参照附图6所示，优选的，相邻两个抓手机构3之间设置有用于给链条4提供张紧力的张紧装置5，其中，张紧装置5包括转动座51及张紧轮52，转动座51固定设置在夹具支架1上，张紧轮52转动设置在转动座51上，且张紧轮52上设置有与链条4相啮合的齿牙521。采用上述技术方案，通过设置张紧轮52，可以提高相邻两个抓手机构3之间的链条4的张紧力，避免链条4从从链轮32上滑脱，通过张紧轮52上设置与链条4相啮合的齿牙521，可以进一步提高链条4与张紧轮52之间的张紧力。
参照附图7所示，在本实施例中，夹具支架1的第二侧12上固定设置有转动装置34，抓手杆体33与转动装置34转动连接，转动装置34包括与夹具支架1的第二侧12固定连接的轴承座341，抓手杆体33至少一部分设置在轴承座341内，轴承座341两个内端面上均设置有与抓手杆体33进行转动连接的轴承342，轴承座341靠近从链轮32一侧的端面上设置有轴承挡圈343，抓手杆体33穿过轴承挡圈343并连接有锁紧螺母344，抓手杆体33上设置有与锁紧螺母344相连接的外螺纹333，锁紧螺母344与轴承挡圈343之间的抓手杆体33上还套设有锁紧垫片345。采用上述技术方案，通过设置轴承座341，并使轴承座341与夹具支架1的第二侧12固定连接，方便抓手杆体33与轴承座341内的轴承342进行转动连接，轴承座341两个内端面均设置轴承342，可以提高抓手杆体33在轴承座341内的转动平衡，通过设置轴承挡圈343、锁紧垫片345及锁紧螺母344，可以使锁紧螺母344与抓手杆体33锁紧的同时，下压锁紧垫片345，并对轴承挡圈343进行挤压，使的轴承挡圈343抵接在轴承342的内圈上，从而使抓手杆体33和轴承342内圈保持转动。
参照附图8所示，抓手杆体33靠近气缸31一端所在的轴线上设置有第一通孔334，气缸31的活塞杆311插接于第一通孔334内，抓手杆体33靠近抓钩331一端所在的轴线上设置有与第一通孔334相连通的第二通孔335，夹紧轴332插接于第二通孔335内且与所述气缸31的活塞杆311端部固定连接。采用这样的技术方案，当需要对模组进行夹紧时，通过启动气缸31，启动驱动活塞杆311伸长，活塞杆311在第一通孔334内向第二通孔335移动，并推动夹紧轴332沿第二通孔335向抓钩331方向移动，从而对挂载在抓钩331上的模组进行夹紧。
本发明的工作原理是：机械手带动夹具支架1移动到制壳生产线的模组位置，运用抓钩331将模组抓取，同步启动各抓手机构3上的气缸31，通过气缸31的活塞杆311伸长推动夹紧轴332使模组在抓钩331上进行夹紧。通过伺服电机2的转动，驱动主链轮21转动，并由链条4传动来驱动从链轮32的转动，从链轮32在转动过程中带动抓手杆体33发生旋转，由此实现各模组在相应抓手机构3转动方向及速率一致，在配合机械手使用下，能对模组实现自动沾浆、撒砂操作，制壳操作完成后，机械手带动夹具支架1将模组放到指定位置，气缸31的活塞杆311带动夹紧轴332退回，松开模组。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
