铝锭铸造生产线及其打渣装置论文和设计-王伟

全文摘要

本实用新型提供了一种铝锭铸造生产线及其打渣装置，其中，打渣装置包括渣铲和用于安装渣铲的渣铲固定座，所述渣铲与渣铲固定座之间设有弹性件，还设有用于使渣铲与渣铲固定座相互靠近以使弹性件处于压缩状态的牵拉件，所述渣铲和\/或渣铲固定座上设有供牵拉件的对应端穿过的避让口，所述牵拉件与避让口的内壁之间具有供牵拉件与避让口相对偏摆的间隔。该铝锭铸造生产线工作时，如果打渣装置的渣铲在工作过程中碰到了其他物体，渣铲会在牵拉件及弹性件的作用下发生偏摆，从而避免对铸模、打渣装置以及机器人造成损坏，提高了铝锭铸造生产线的安全性。

主设计要求

1.一种铝锭铸造生产线的打渣装置，包括渣铲和用于安装渣铲的渣铲固定座，其特征在于：所述渣铲与渣铲固定座之间设有弹性件，还设有用于使渣铲与渣铲固定座相互靠近以使弹性件处于压缩状态的牵拉件，所述渣铲和\/或渣铲固定座上设有供牵拉件的对应端穿过的避让口，所述牵拉件与避让口的内壁之间具有供牵拉件与避让口相对偏摆的间隔。

设计方案

2.根据权利要求1所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：所述牵拉件与所述避让口沿弹性件的回弹方向挡止配合的挡止部位具有用于使牵拉件与避让口对中的倾斜引导面。

3.根据权利要求2所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：所述倾斜引导面包括设置在避让口处的内锥面，还包括设置在牵拉件的挡止部位的与所述避让口适配的外锥面。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：所述弹性件为螺旋弹簧，所述渣铲和渣铲固定座上设有用于对所述螺旋弹簧的端部沿螺旋弹簧径向进行定位的弹簧座。

5.根据权利要求4所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：所述牵拉件设置在螺旋弹簧的中心位置。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：渣铲与所述渣铲固定座之间设有两处以上并列布置的弹性件。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的铝锭铸造生产线的打渣装置，其特征在于：渣铲包括用于与渣铲固定座配合安装的渣铲固定部分,还包括与所述渣铲固定部分可拆连接、用于捞取浮渣的渣铲工作部分。

8.一种铝锭铸造生产线，包括机器人和在机器人驱动下动作的打渣装置，其特征在于：所述打渣装置为上述权利要求1-7中的任意一项所述的铝锭铸造生产线的打渣装置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及铝锭铸造领域，特别涉及一种铝锭铸造生产线及其打渣装置。

背景技术

铸造厂在铸造铝锭时，高温铝液经过船型溜槽流入铸模后，铝液中所含的杂质或铝液在浇注过程中产生的氧化物会漂浮在铝液的表面而形成浮渣，为了确保铝锭的质量，需要在铝液凝固前将浮渣清除，以避免冷却后浮渣与铝锭固化为一体，浮渣的清除操作就称之为打渣。目前，铸造厂主要是通过人工来打渣，但是人工打渣存在着如下诸多的缺点：第一，人工打渣劳动强度大，每块铸模都需要打渣；第二，人工打渣存在安全隐患，铝液温度在700℃以上，容易烫伤工人；第三，成本高，每天三班倒，每班至少需要一位操作工人。因此，采用机器人打渣装置来打渣则成为行业的发展趋势。

申请公布号为CN107243625A的中国发明专利申请公开了一种铝锭连续铸造生产线打渣机器人的打渣装置，该打渣装置主要包括固定架、渣铲组件和快换夹具。其中，渣铲组件又包括固定杆和沿固定杆长度方向依次间隔布置的四个渣铲座以及对应固定在每个渣铲座上的渣铲板，渣铲组件通过快换夹具固定在固定架下端，固定架的上端具有与机器人的固定法兰对应的安装法兰，通过螺栓连接实现安装架在机器人上的固定。在连接结构上，渣铲板与渣铲座之间、渣铲座与固定杆之间、渣铲组件与固定架之间以及固定架与机器人之间均是刚性固定连接。具体工作时，打渣装置随机器人以与铸模的移动速度相匹配的速度移动，同时，机器人带动打渣装置动作将铸模内的浮渣清除。

但是，实际生产中，带动铸模移动的输送链的速度是需要根据铸模的数量、铸模在输送链上布置的疏密程度以及单个铸模注满铝液所需时间进行调整的，自然的，机器人的速度也要根据输送链的速度进行调整，如果输送链与打渣装置(机器人)的速度不匹配出现误差，机器人的运动轨迹发生变化，连接在机器人上的打渣装置会与铸模发生碰撞，由于渣铲板与机器人之间为刚性连接，打渣装置与铸模碰撞后会可能导致铸模、打渣装置自身及机器人损坏，因此，这种打渣装置安全性低、生产使用中存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铝锭铸造生产线的打渣装置，以克服现有技术中铝锭铸造生产线的打渣装置的渣铲与固定座刚性连接而在打渣装置与铸模碰撞时容易导致铸模损坏、打渣装置和机器人损伤的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种解决上述技术问题的铝锭铸造生产线。

为实现上述目的，本实用新型铝锭铸造生产线的打渣装置采用如下技术方案：

铝锭铸造生产线的打渣装置，包括渣铲和用于安装渣铲的渣铲固定座，所述渣铲与渣铲固定座之间设有弹性件，还设有用于使渣铲与渣铲固定座相互靠近以使弹性件处于压缩状态的牵拉件，所述渣铲和\/或渣铲固定座上设有供牵拉件的对应端穿过的避让口，所述牵拉件与避让口的内壁之间具有供牵拉件与避让口相对偏摆的间隔。

本实用新型的有益效果在于：渣铲和渣铲固定座之间采用牵拉件进行牵拉以使设置在固定座和渣铲之间的弹性件处于压缩状态，牵拉件与避让口的内壁之间具有间隔，从而使得渣铲和渣铲固定座之间形成弹性活动连接结构。当该打渣装置的渣铲与铸模碰撞时，牵拉件与避让口内壁之间间隔的存在，使得牵拉件与避让口之间相对偏摆并依靠弹性件的弹性变形而缓冲碰撞，确保渣铲与铸模之间不会产生刚性的碰撞，从而避免渣铲与铸模碰撞时对铸模、打渣装置及机器人造成损伤。同时，预压缩的弹性件的设置又能够提供支撑力，保证渣铲在工作时保持较为稳定的状态而不会摆荡，从而能够稳定可靠地将铸模内铝液上漂浮的浮渣清除；而当渣铲与铸模之间的碰撞消失后，弹性件的弹力又能够促使渣铲快速恢复至初始工作位，达到设定的工作状态。

进一步地，所述牵拉件与所述避让口沿弹性件的回弹方向挡止配合的挡止部位具有用于使牵拉件与避让口对中的倾斜引导面。

有益效果：倾斜引导面引导牵拉件与避让口对中，提高了渣铲与固定座之间的安装精度，同时使得每次打渣装置与铸模碰撞而导致渣铲相对于固定座偏摆后，在弹性件的顶推作用下，牵拉杆每次都能恢复至相同的位置，进而带动渣铲也恢复至相同的位置。

进一步地，所述倾斜引导面包括设置在避让口处的内锥面，还包括设置在牵拉件的挡止部位的与所述避让口适配的外锥面。

有益效果：通过避让口处的内锥面与牵拉件上的外锥面配合，使得牵拉件在避让口内穿设时能够在锥面配合的引导下实现对中，同时，安装好之后，牵拉件与避让口之间面面配合，形成稳定可靠的支撑。

进一步地，所述弹性件为螺旋弹簧，所述渣铲和渣铲固定座上设有用于对所述螺旋弹簧的端部沿螺旋弹簧径向进行定位的弹簧座。

有益效果：设置弹簧座对螺旋弹簧进行径向定位，避免螺旋弹簧在打渣装置的使用过程中沿其径向偏离安装位而无法对渣铲施加均衡的弹力，确保打渣装置的渣铲偏摆后能够可靠地被螺旋弹簧顶推恢复至初始工作位，利用螺旋弹簧的弹性支撑力来实现对渣铲的定位。

进一步地，所述牵拉件设置在螺旋弹簧的中心位置。

有益效果：将牵拉件设置在螺旋弹簧的中心位置，使得螺旋弹簧对渣铲和渣铲固定座的施力点能够相对于牵拉件均匀布置，使得牵拉件与避让口相对偏摆时，螺旋弹簧的变形更加均匀。

进一步地，渣铲与所述渣铲固定座之间均设有两处以上并列布置的弹性件。

有益效果：渣铲与固定座之间设置两处以上并列布置的弹性件，能够为渣铲提供更大的支撑力，使得渣铲在工作时具有更加稳定的状态，尤其是在浮渣量较大的情况下，确保渣铲能够将大量浮渣铲出。而在打渣装置与铸模碰撞使渣铲偏摆后，更大的弹性支撑力能够使渣铲更加快速地恢复至初始工作位。

进一步地，渣铲包括用于与渣铲固定座配合安装的渣铲固定部分,还包括与所述渣铲固定部分可拆连接、用于捞取浮渣的渣铲工作部分。

有益效果：渣铲由可拆连接在一起的渣铲固定部分和渣铲工作部分组成，当渣铲工作部分由于长时间工作而损坏后，可以将渣铲工作部分拆卸下来更换，无需对结构较为复杂的渣铲固定部分与渣铲固定座之间的弹性连接结构进行拆卸，也无需对渣铲固定部分进行更换，方便了渣铲的更换。

本实用新型铝锭铸造生产线采用如下技术方案：

铝锭铸造生产线，包括机器人和在机器人驱动下动作的打渣装置，所述打渣装置包括渣铲和用于安装渣铲的渣铲固定座，所述渣铲与渣铲固定座之间设有弹性件，还设有用于使渣铲与渣铲固定座相互靠近以使弹性件处于压缩状态的牵拉件，所述渣铲和\/或渣铲固定座上设有供牵拉件的对应端穿过的避让口，所述牵拉件与避让口的内壁之间具有供牵拉件与避让口相对偏摆的间隔。

本实用新型的有益效果在于：铝锭铸造生产线的打渣装置的渣铲和渣铲固定座之间采用牵拉件进行牵拉以使设置在固定座和渣铲之间的弹性件处于压缩状态，牵拉件与避让口的内壁之间具有间隔，从而使得渣铲和渣铲固定座之间形成弹性活动连接结构。当该打渣装置的渣铲与铸模碰撞时，牵拉件与避让口内壁之间间隔的存在，使得牵拉件与避让口之间相对偏摆并依靠弹性件的弹性变形而缓冲碰撞，确保渣铲与铸模之间不会产生刚性的碰撞，从而避免渣铲与铸模碰撞时对铸模、打渣装置及机器人造成损伤。同时，预压缩的弹性件的设置又能够提供支撑力，保证渣铲在工作时保持较为稳定的状态而不会摆荡，从而能够稳定可靠地将铸模内铝液上漂浮的浮渣清除；而当渣铲与铸模之间的碰撞消失后，弹性件的弹力又能够促使渣铲快速恢复至初始工作位，达到设定的工作状态。

进一步地，所述牵拉件与所述避让口沿弹性件的回弹方向挡止配合的挡止部位具有用于使牵拉件与避让口对中的倾斜引导面。

进一步地，所述倾斜引导面包括设置在避让口处的内锥面，还包括设置在牵拉件的挡止部位的与所述避让口适配的外锥面。

进一步地，所述弹性件为螺旋弹簧，所述渣铲和渣铲固定座上设有用于对所述螺旋弹簧的端部沿螺旋弹簧径向进行定位的弹簧座。

有益效果：设置弹簧座对螺旋弹簧进行径向定位，避免螺旋弹簧在打渣装置的使用过程中沿其径向偏离安装位而无法对渣铲施加均衡的弹力，确保打渣装置的渣铲偏摆后能够可靠地被弹簧顶推恢复至初始工作位，利用螺旋弹簧的弹性支撑力来实现对渣铲的定位。

进一步地，所述牵拉件设置在螺旋弹簧的中心位置。

进一步地，渣铲与所述渣铲固定座之间均设有两处以上并列布置的弹性件。

进一步地，渣铲包括用于与渣铲固定座配合安装的渣铲固定部分,还包括与所述渣铲固定部分可拆连接、用于捞取浮渣的渣铲工作部分。

附图说明

图1为本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例1的部分结构示意图；

图2为本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例1的打渣装置的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例4的打渣系统的打渣装置的结构示意图；

图中：1.机器人；2.打渣装置；21.渣铲固定座；22.渣铲；23.安装法兰；24.螺栓；224.六角螺栓；25.螺旋弹簧；26.弹簧座；27.渣铲固定部分；28.渣铲工作部分；29.漏铝槽；30.连接螺栓；3.渣箱。

具体实施方式

本实用新型的铝锭铸造生产线的实施例1，如图1所示，包括浇铸系统(属于现有技术，图中未示出)和打渣系统，其中，打渣系统包括机器人1、安装在机器人1上的打渣装置2以及用于接收打渣装置2从铸模内铲出的浮渣的浮渣回收机构，浮渣回收机构具有用于接收浮渣的渣箱3。该铝锭铸造生产线在运行时，机器人1带动打渣装置2沿铸模输送链的移动方向与铸模同步运动，同时机器人1的操作臂又操动打渣装置2将铸模内的浮渣捞出，捞出的浮渣回收于浮渣回收机构的渣箱3中。

其中，打渣装置2的具体结构如图2和图3所示，打渣装置2包括渣铲22和用于安装渣铲的渣铲固定座21，渣铲固定座21与渣铲22之间设有弹性件，本实施例中弹性件为螺旋弹簧25。渣铲固定座21和渣铲22之间还设置有牵拉件，牵拉件用于在渣铲22和渣铲固定座21之间实现活动连接的同时，使得弹性件在渣铲22和渣铲固定座21之间处于压缩状态，对应地，渣铲22和渣铲固定座21上开设有供牵拉件穿过的避让口，牵拉件穿过避让口并穿设置在螺旋弹簧25的中心位置。在其他实施例中，弹性件可以为中部开设有供牵拉件穿过的穿孔的橡胶块等可以发生弹性形变的构件。牵拉件也可以不设置在弹性件的中心位置而设置在弹性件旁侧，此时，弹性件的两端通过销钉或者螺栓而对应地固定在渣铲和渣铲固定座上，也可以设置多个沿圆周布置的牵拉件围成一个笼形空间，并将弹性件设置在牵拉件围成的笼型空间内。

在配合关系上，避让口的直径大于牵拉件的外径尺寸从而使得避让口的内壁与牵拉件之间具有间隔，当渣铲22与铸模碰撞时，渣铲22和避让口内壁之间设置的间隔使得牵拉件与避让口产生相对偏摆并压缩弹性件，通过弹性件的弹性变形来缓冲渣铲与铸模之间的碰撞，避免对铸模、打渣装置及机器人造成损伤，与此同时，弹性件被进一步压缩。当渣铲22与铸模之间的碰撞接触解除后，渣铲22能够在弹性件的顶推作用下恢复至初始工作位。而在正常工作期间，处于压缩状态的弹性件在渣铲固定座21和渣铲22之间施加顶推力，使得渣铲22保持在工作位以在机器人的操动下对铸模内铝液上漂浮的浮渣进行清除。

如图3和图4所示，本实施例中牵拉件是头部为锥形的螺栓24，对应的，开设在渣铲22上的避让口的与螺栓24挡止配合的孔沿为锥形扩口结构，螺栓24头部的外锥面和避让口的内锥面构成了使牵拉件与避让口对中的倾斜引导面，当牵拉件与渣铲22上的避让口挡止配合时，倾斜引导面能够引导牵拉件与避让口对中。

对于渣铲固定座21的结构，本实施例中渣铲固定座21为横截面呈U型的槽状构件，其中，U型的渣铲固定座21的底面构成了用于开设避让口的基体，而渣铲固定座21的U型结构的上开口则构成了牵拉件安装操作口。在其他实施例中，渣铲固定座还可以为横截面呈L型的构件，L型构件包括水平部分和竖直部分，其中，水平部分构成了用于开设避让口的基体，当然，在结构强度满足使用要求的前提下，渣铲固定座还可以为板状结构。

渣铲22的结构则如图2和图3所示，本实施例中，渣铲为一体式结构，渣铲22的上部为矩形条状的安装部，安装部的上部水平弯折形成与渣铲固定座21的底部相对应的安装结构，避让口开设在渣铲22的安装结构上，渣铲22的下部则是与铸模内腔适配的工作部，具体的，工作部又包括与安装部连接的尺寸由上至下逐渐变大的上梯形部分和位于上梯形部分下部的尺寸由上至下逐渐变小的下梯形部分，为了方便打渣，渣铲22工作部的下梯形部分上还开有延伸至上梯形部分的漏铝槽29，漏铝槽29的设置使得渣铲在进行打渣时铝液不会被捞出。本实施例中每个渣铲22上开设四个漏铝槽29，在其他实施例中，漏铝槽的数量可以依据渣铲的宽度、浮渣的大小等工况而适应性地改进设置，可以多于也可以少于四个，也可以不设置漏铝槽，此时，只需减慢机器人操动打渣装置捞渣的速度即可保证铝液不会被捞出。

而关于打渣装置2上设置的渣铲22的数量，如图2所示，本实施例中一个打渣装置2上设置五个渣铲22，五个渣铲22沿渣铲固定座21的长度延伸方向依次间隔布置，各渣铲22之间的距离依铝锭铸造生产线上相邻铸模之间的距离而定，确保机器人1操动打渣装置2时能够同时实现对五个铸模进行打渣。同时，各渣铲22与所述渣铲固定座21之间均设有两个并列布置的弹性件，以在渣铲22和渣铲固定座21之间提供足够的支撑力。当然，在其他实施例中，打渣装置上渣铲设置的数量，可以多于也可以少于五个，在弹性件的弹力满足使用要求的前提下，每个渣铲与渣铲固定座之间可以仅设置一个弹性件，或以对称的结构设置三个以上弹性件。

打渣装置2还包括用于与机器人1对接安装的安装构件，本实施例中打渣装置的安装构件为固定在渣铲固定座21中部的安装法兰23，安装法兰23与机器人1自身的固定法兰对应开设螺栓连接孔，通过螺栓连接将打渣装置2固定在机器人1上。在其他实施例中，打渣装置的安装构件可以依据实际所使用的机器人的自身用于固定打渣装置的固定结构而适应性设置，如，当机器人用于固定打渣装置的固定结构为卡盘的情况下，可以将打渣装置的安装构件设置为固定在渣铲固定座上的固定柱，通过卡盘夹持固定柱来实现打渣装置在机器人上的安装。

本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例2，与实施例1的不同之处在于：本实施例中，仅在渣铲上开设避让口，此时，牵拉件与渣铲固定座的下端面可以活动连接或直接固定连接，当牵拉件与渣铲固定座的下端面之间活动连接时，可以采用铰接连接结构，在此结构下，当渣铲与铸模发生碰撞时，渣铲和牵拉件均可摆动，而当牵拉件与渣铲固定座的下端面之间固定连接时，可以将牵拉件的端部直接焊接在渣铲固定座的下端面上，也可以在渣铲固定座上开设螺纹孔，对应的，牵拉件端部开设螺纹，通过螺纹连接实现牵拉件在渣铲固定座上的固定，在此结构下，当渣铲与铸模发生碰撞时，渣铲能够相对于牵拉件摆动。

同样，也可以仅在渣铲固定座上开设避让口，此时，牵拉件与渣铲之间可以活动连接或者直接固定连接，当牵拉件与渣铲之间活动连接时，可以采用铰接连接结构，而当牵拉件与渣铲之间固定连接时，可以将牵拉件端部直接焊接在渣铲上，也可以在渣铲上开设螺纹孔，对应的，牵拉件端部开设螺纹，通过螺纹连接实现牵拉件与渣铲之间的固定，此时，渣铲能够随牵拉件一起相对于渣铲固定座摆动。

本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例3，与实施例1的不同之处在于：本实施例中，螺栓的头部与渣铲固定座上开设的避让口的孔沿挡止配合，此时，渣铲固定座上开设的避让口的与牵拉件挡止配合的孔沿为锥形扩口结构。当然，也可以仅在牵拉件上设置倾斜面来作为使牵拉件与避让口对中的倾斜引导面，此时，牵拉件依旧采用头部带有锥面的螺栓，而避让口的孔口处不开设锥形面；也可以仅在避让口上开设倾斜引导面，即，将避让口与牵拉件挡止配合的孔沿设置成锥形扩口结构，此时，牵拉件可以为普通的六角螺栓，螺栓的头部的最大径向尺寸小于避让口的扩口结构的最大尺寸。

本实用新型中铝锭铸造生产线的实施例4，与实施例1的不同之处在于：如图5所示，本实施例中，牵拉件为普通六角螺栓224，牵拉件与所述避让口沿弹性件的回弹方向挡止配合的挡止部不再设置倾斜引导面。为了确保弹性件在使用过程中位置不会发生偏移，在渣铲和渣铲固定座上设有用于对螺旋弹簧25的端部沿螺旋弹簧25的径向进行定位的弹簧座26，具体的，弹簧座26为套装在牵拉件上的法兰结构，弹簧座26的内壁面与牵拉件留有配合间隙，确保弹簧座26的设置不会影响牵拉件的偏摆。弹簧座26包括支撑在渣铲和渣铲固定座对应端面上的支撑部分以及套设在螺旋弹簧25内部与螺旋弹簧内表面配合的定位部分，支撑部分与对应的渣铲和渣铲固定座固定连接，连接方式可以采用焊接、螺栓连接或粘结等。

在其他实施例中，也可以依靠螺旋弹簧的端部顶推弹簧座的支撑部分而实现弹簧座沿牵拉件的轴向的定位。当然，弹簧座还可以是渣铲和渣铲固定座对应端面上的筒状突起，筒状突起的内腔的径向尺寸与螺旋弹簧的外径尺寸匹配，螺旋弹簧的端部插设在筒状突起的内腔内实现对螺旋弹簧径向的定位。也可以不设置弹簧座，而在渣铲和渣铲固定座上对应开设尺寸与螺旋弹簧适配的环槽，通过螺旋弹簧的端部在环槽内的没入而实现对弹簧的定位。

对于渣铲的结构，本实施例中，渣铲由分体的渣铲固定部分27和渣铲工作部分28组成，渣铲固定部分27和渣铲工作部分28之间通过连接螺栓30连接，当渣铲工作部分28因长时间使用而变形、烧蚀后，可以通过连接螺栓30的拆卸直接对渣铲工作部分28进行拆卸更换，而无需对渣铲与渣铲固定座21之间的连接结构进行拆卸，方便了渣铲的更换。

本实用新型所涉及的铝锭铸造生产线的打渣装置的实施例：该打渣装置的结构与上述铝锭铸造生产线的任一实施例中的打渣装置的结构相同，在此不予以赘述。

设计图

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设计方案

设计说明书

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