CN101509055B - 压淬机械手装置 - Google Patents

Abstract

一种压淬机械手装置。其包括底座、运料机构、拉料机构、升降台、高架轨道、水平转移机构、升降机构以及抓取机构；底座设置在地面；运料机构设置在底座上端；拉料机构安装在运料机构上端；升降台设置在底座的一侧下部；高架轨道的下端安装在地面；水平转移机构安装在高架轨道上，并且升降台的设置位置与水平转移机构的移动轨迹部分重合；升降机构安装在水平转移机构上；抓取机构则连接在升降机构下端。本发明的压淬机械手装置可利用其上的托送板顶住位于压淬保温炉内的第二个齿轮，同时利用单向爪将第一个齿轮拉出，因此压淬过程中每个齿轮的底部无需放置隔板，这样不仅可以减少部件的数量和降低生产费用，而且还能提高生产效率。

Description

压淬机械手装置

技术领域

本发明涉及一种热处理行业用机械设备，特别是一种齿轮压淬生产工序用压淬机械手装置。

背景技术

齿轮压淬是一种在齿轮生产中用于确保齿轮渗碳淬火后不失加工精度的有效手段，通常是在压淬保温炉中进行保温，然后通过机械手转移到淬火压床中来进行压淬。目前国内齿轮生产厂家主要采用两种方式进行齿轮压淬：人工或半自动操作方式、依靠特制工装自动操作方式。其中人工或半自动操作方式是使用简单的机械进行压淬，主要缺点是压淬全程需人工干预，因此操作人员的劳动强度大，工作效率低，并且产品质量不稳定。依靠特制工装自动操作方式的主要缺点是装料时每一个齿轮的底部均需设置一个由耐热钢制成的隔板，由于制作隔板和定期更换隔板都会增大额外费用，因此生产线耗能较大，并且不能自动适应不同直径的齿轮，所以无法实现完全的自动化生产。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能使压淬过程完全自动化，而且无需额外增加工装，能够降低生产成本、节省能源、提高工作效率和质量，并且可以降低劳动强度的压淬机械手装置。

为了达到上述目的，本发明提供的压淬机械手装置包括底座、运料机构、拉料机构、升降台、高架轨道、水平转移机构、升降机构以及抓取机构；其中底座设置在地面上；运料机构设置在底座的上端；拉料机构安装在运料机构的上端；升降台设置在底座的一侧下部；高架轨道的下端安装在地面上；水平转移机构以可水平移动的方式安装在高架轨道上，并且升降台的设置位置与水平转移机构的移动轨迹部分重合；升降机构以能够上下移动的方式安装在水平转移机构上；而抓取机构则连接在升降机构的下端。

所述的底座包括基体、竖直轨道和两条水平轨道；其中基体具有框架式结构，并且下端安装在地面上；竖直轨道垂直安装在基体的中部一侧；而两条水平轨道则沿基体的前后方向平行安装在基体的上端两侧。

所述的运料机构包括传动系统、基体、两条轨道、多个滚轮和托送板；其中传动系统固定在基体上；基体与传动系统相连；两条轨道沿基体的前后方向平行安装在基体的上端两侧；多个滚轮分成两组且相隔距离安装在基体的两侧外部，并且设置在底座上两条水平轨道的内部；而托送板则安装在基体的后端，并且直对压淬保温炉的炉门。

所述的拉料机构包括传动系统、基体、多个滚轮和单向爪；其中传动系统固定在运料机构的基体上；基体与传动系统相连；多个滚轮分成两组且相隔距离安装在基体的两侧外部，并且设置在运料机构上两条轨道的内部；而单向爪则安装在基体的后端，并且直对压淬保温炉的炉门。

所述的升降台包括传动系统、多个滚轮、基体和工作平台；其中传动系统固定在底座的基体上；基体与传动系统相连；多个滚轮沿上下方向相隔距离安装在基体的一侧，并且设置在底座上竖直轨道的内部；而工作平台则安装在基体的上端。

所述的高架轨道包括多个立柱、横梁、轨道、齿条、水平垫铁和垂直垫铁；其中多个立柱均呈L形，并且以上端朝前的方式相隔距离沿直线垂直安装在地面上；横梁水平连接在多个立柱的上端前侧边缘；轨道沿水平方向安装在横梁的前端面上；齿条水平安装在轨道的上部外侧；水平垫铁设置在横梁的上端面上；而垂直垫铁则安装在横梁的后端面上。

所述的水平转移机构包括伺服电机、齿轮、多个滚轮和基座；其中伺服电机安装在基座上，其输出轴与齿轮相连，而齿轮则与高架轨道上的齿条相啮合；多个滚轮分成三组安装在基座上，并且每一组能够分别在轨道的下部外侧面上、水平垫铁以及垂直垫铁的外表面上滚动。

所述的升降机构包括调速制动电机、齿轮、齿条、两条直线导轨、连接装置、基体和多个导轨滑块；其中调速制动电机设置在水平转移机构的基座上；齿轮安装在调速制动电机的输出轴上；多个导轨滑块分成两组并沿垂直方向安装在基座上；两条直线导轨沿垂直方向平行安装在基体上，并且以能够上下移动的方式贯穿两组导轨滑块的内部；齿条沿垂直方向设置在基体上，并且与齿轮相啮合；而连接装置则安装在基体的下端。

所述的抓取机构包括直流力矩电机、齿轮轴、两根齿条、两条直线导轨、四个导轨滑块、两个齿条导向装置、夹具和基座；其中基座的上端安装在连接装置上；直流力矩电机安装在基座上；两条直线导轨以平行的方式设置在基座的前后端；四个导轨滑块以可滑动的方式分别安装在两条直线导轨的两端；两个齿条导向装置安装在基座上；齿轮轴的上端连接在直流力矩电机的输出轴上，其下端的轴承设置于安装在基座上的轴承座内；夹具由两个位于基座两侧外部的安装座和多个压紧轮构成，并且两个安装座同时与四个导轨滑块相连；而两根齿条则以平行的方式连接在安装座上，每根齿条分别与一个齿条导向装置相接触，并且两根齿条同时与齿轮轴相啮合。

本发明提供的压淬机械手装置可利用其上的托送板顶住位于压淬保温炉内的第二个齿轮，同时利用单向爪将第一个齿轮拉出，因此压淬过程中每个齿轮的底部无需放置隔板，这样不仅可以减少部件的数量和降低生产费用，而且还能够提高生产效率。另外，由于本装置能够完全实现自动化，因此可以大幅度减轻操作人员的劳动强度和消除由人为因素而造成的质量问题。

附图说明

图1为本发明提供的压淬机械手装置正向结构示意图。

图2为本发明提供的压淬机械手装置结构俯视图。

图3为图1示出的压淬机械手装置中底座、运料机构、拉料机构和升降台正向结构示意图。

图4为图1示出的压淬机械手装置中底座、运料机构、拉料机构和升降台侧向结构示意图。

图5为图1中A-A向剖视图。

图6为图1示出的压淬机械手装置中水平转移机构和升降机构正向结构示意图。

图7为图1示出的压淬机械手装置中水平转移机构和升降机构侧向结构示意图。

图8为图1示出的压淬机械手装置中抓取机构正向结构示意图。

图9为图8中A-A向剖视图。

图10为图8中B-B向剖视图。

图11为压淬保温炉结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的压淬机械手装置进行详细说明。

如图1-图11所示，本发明提供的压淬机械手装置包括底座1、运料机构2、拉料机构3、升降台4、高架轨道5、水平转移机构6、升降机构7以及抓取机构8；其中底座1设置在地面上；运料机构2设置在底座1的上端；拉料机构3安装在运料机构2的上端；升降台4设置在底座1的一侧下部；高架轨道5的下端安装在地面上；水平转移机构6以可水平移动的方式安装在高架轨道5上，并且升降台4的设置位置与水平转移机构6的移动轨迹部分重合；升降机构7以能够上下移动的方式安装在水平转移机构6上；而抓取机构8则连接在升降机构7的下端。

所述的底座1包括基体9、竖直轨道10和两条水平轨道11；其中基体9具有框架式结构，并且下端安装在地面上；竖直轨道10垂直安装在基体9的中部一侧；而两条水平轨道11则沿基体9的前后方向平行安装在基体9的上端两侧。

所述的运料机构2包括传动系统12、基体13、两条轨道14、多个滚轮15和托送板16；其中传动系统12固定在基体9上；基体13与传动系统12相连；两条轨道14沿基体9的前后方向平行安装在基体13的上端两侧；多个滚轮15分成两组且相隔距离安装在基体13的两侧外部，并且设置在底座1上两条水平轨道11的内部；而托送板16则安装在基体13的后端，并且直对压淬保温炉51的炉门54。

所述的拉料机构3包括传动系统17、基体18、多个滚轮19和单向爪20；其中传动系统17固定在运料机构2的基体13上；基体18与传动系统17相连；多个滚轮19分成两组且相隔距离安装在基体18的两侧外部，并且设置在运料机构2上两条轨道14的内部；而单向爪20则安装在基体18的后端，并且直对压淬保温炉51的炉门54。

所述的升降台4包括传动系统21、多个滚轮22、基体57和工作平台58；其中传动系统21固定在底座1的基体9上；基体57与传动系统2 1相连；多个滚轮22沿上下方向相隔距离安装在基体57的一侧，并且设置在底座1上竖直轨道10的内部；而工作平台58则安装在基体23的上端。

所述的高架轨道5包括多个立柱23、横梁24、轨道25、齿条26、水平垫铁31和垂直垫铁32；其中多个立柱23均呈L形，并且以上端朝前的方式相隔距离沿直线垂直安装在地面上；横梁24水平连接在多个立柱23的上端前侧边缘；轨道25沿水平方向安装在横梁24的前端面上；齿条26水平安装在轨道25的上部外侧；水平垫铁31设置在横梁24的上端面上；而垂直垫铁32则安装在横梁24的后端面上。

所述的水平转移机构6包括伺服电机27、齿轮28、多个滚轮29和基座30；其中伺服电机27安装在基座30上，其输出轴与齿轮28相连，而齿轮28则与高架轨道5上的齿条26相啮合；多个滚轮29分成三组安装在基座30上，并且每一组能够分别在轨道25的下部外侧面上、水平垫铁3 1以及垂直垫铁32的外表面上滚动。

所述的升降机构7包括调速制动电机33、齿轮34、齿条35、两条直线导轨36、连接装置37、基体38和多个导轨滑块39；其中调速制动电机33设置在水平转移机构6的基座30上；齿轮34安装在调速制动电机33的输出轴上；多个导轨滑块39分成两组并沿垂直方向安装在基座30上；两条直线导轨36沿垂直方向平行安装在基体38上，并且以能够上下移动的方式贯穿两组导轨滑块39的内部；齿条35沿垂直方向设置在基体38上，并且与齿轮34相啮合；而连接装置37则安装在基体38的下端。

所述的抓取机构8包括直流力矩电机40、齿轮轴41、两根齿条42、两条直线导轨43、四个导轨滑块44、两个齿条导向装置45、夹具46和基座47；其中基座47的上端安装在连接装置37上；直流力矩电机40安装在基座47上；两条直线导轨43以平行的方式设置在基座47的前后端；四个导轨滑块44以可滑动的方式分别安装在两条直线导轨43的两端；两个齿条导向装置45安装在基座47上；齿轮轴41的上端连接在直流力矩电机40的输出轴上，其下端的轴承设置于安装在基座47上的轴承座内；夹具46由两个位于基座47两侧外部的安装座48和多个压紧轮49构成，并且两个安装座48同时与四个导轨滑块44相连；而两根齿条42则以平行的方式连接在安装座48上，每根齿条42分别与一个齿条导向装置45相接触，并且两根齿条42同时与齿轮轴41相啮合。

当多个齿轮50在压淬保温炉51的保温炉体56内经过渗碳处理后而需要取出时，首先使炉内升降台52提升，顶限位53定位处于最上端的第一个齿轮50，然后顶限位53上移，之后炉门54打开。在图中未示出的设置于本发明提供的压淬机械手装置中的电气控制系统控制下，运料机构2中的传动系统12将带动拉料机构3以及多个滚轮15在底座1上的两条水平轨道11内滚动，从而使基体13以及安装在基体13后端的托送板16向压淬保温炉51方向移动，直至托送板16穿过进出料口55并且端部顶住第二个齿轮50的外圆周面；然后，拉料机构3中的传动系统17将带动多个滚轮19在运料机构2上的两条轨道14内滚动，从而使基体18以及安装在基体18后端的单向爪20定位在第一个齿轮50的中心孔位置，然后在传动系统17的作用下使基体18、单向爪20带动第一个齿轮50向压淬保温炉51的外部方向移动，从而将第一个齿轮50置于运料机构2中托送板16的上表面。之后，在传动系统12的带动下使运料机构2向压淬保温炉51的外部方向移动，待单向爪20、托送板16以及第一个齿轮50退出进出料口55后，将炉门54关闭，以保持炉内的淬火温度和气氛不变。然后使运料机构2和拉料机构3继续后退，直至将第一个齿轮50置于工作平台58的上端面，之后使单向爪20松开第一个齿轮50并向压淬保温炉51的方向移动到初始位置。然后将水平转移机构6沿高架轨道5上的横梁24移动到工作平台58的正上方，同时在升降台4上传动系统21的带动下使工作平台58以及其上放置的第一个齿轮50上移到固定位置，之后利用抓取机构8中的直流力矩电机40带动齿轮轴41旋转，齿轮轴41继而带动两根齿条42进行直线运动，使夹具46上的两个安装座48相对向内移动，最后使两个安装座48上的多个压紧轮49紧贴在第一个齿轮50的外圆周面上而将其夹紧。然后使工作平台58下降至原位，同时水平转移机构6沿高架轨道5上的横梁24向图中未示出的淬火机床的方向进行直线运动，待到达淬火机床的上方时，利用调速制动电机33使升降机构7和抓取机构8同时下降，最后使夹具46松开第一个齿轮50而将其转移到淬火机床中，如此反复循环，直到取出所有的齿轮50。另外，升降台4中的工作平台58共有三个位置：上限位、中间位和下限位，通常工作平台58的初始位置是在中间位，即与托送盘16处于同一水平面。上限位是抓取机构8在抓取齿轮50时工作平台58的位置。下限位是用来卸位于多个齿轮50下部的料盘59的位置。

Claims (1)

1.一种压淬机械手装置，其特征在于：所述的压淬机械手装置包括底座(1)、运料机构(2)、拉料机构(3)、升降台(4)、高架轨道(5)、水平转移机构(6)、升降机构(7)以及抓取机构(8)；其中底座(1)设置在地面上；运料机构(2)设置在底座(1)的上端；拉料机构(3)安装在运料机构(2)的上端；升降台(4)设置在底座(1)的一侧下部；高架轨道(5)的下端安装在地面上；水平转移机构(6)以可水平移动的方式安装在高架轨道(5)上，并且升降台(4)的设置位置与水平转移机构(6)的移动轨迹部分重合；升降机构(7)以能够上下移动的方式安装在水平转移机构(6)上；而抓取机构(8)则连接在升降机构(7)的下端；所述的底座(1)包括底座基体(9)、竖直轨道(10)和两条水平轨道(11)；其中底座基体(9)具有框架式结构，并且下端安装在地面上；竖直轨道(10)垂直安装在底座基体(9)的中部一侧；而两条水平轨道(11)则沿底座基体(9)的前后方向平行安装在底座基体(9)的上端两侧；所述的运料机构(2)包括运料机构传动系统(12)、运料机构基体(13)、两条运料机构轨道(14)、多个运料机构滚轮(15)和托送板(16)；其中运料机构传动系统(12)固定在底座基体(9)上；运料机构基体(13)与运料机构传动系统(12)相连；两条运料机构轨道(14)沿底座基体(9)的前后方向平行安装在运料机构基体(13)的上端两侧；多个运料机构滚轮(15)分成两组且相隔距离安装在运料机构基体(13)的两侧外部，并且设置在底座(1)上两条水平轨道(11)的内部；而托送板(16)则安装在运料机构基体(13)的后端，并且直对压淬保温炉(51)的炉门(54)；所述的拉料机构(3)包括拉料机构传动系统(17)、拉料机构基体(18)、多个拉料机构滚轮(19)和单向爪(20)；其中拉料机构传动系统(17)固定在运料机构基体(13)上；拉料机构基体(18)与拉料机构传动系统(17)相连；多个拉料机构滚轮(19)分成两组且相隔距离安装在拉料机构基体(18)的两侧外部，并且设置在两条运料机构轨道(14)的内部；而单向爪(20)则安装在拉料机构基体(18)的后端，并且直对压淬保温炉(51)的炉门(54)；所述的升降台(4)包括升降台传动系统(21)、多个升降台滚轮(22)、升降台基体(57)和工作平台(58)；其中升降台传动系统(21)固定在底座基体(9)上；升降台基体(57)与升降台传动系统(21)相连；多个升降台滚轮(22)沿上下方向相隔距离安装在升降台基体(57)的一侧，并且设置在底座(1)上竖直轨道(10)的内部；而工作平台(58)则安装在升降台基体(57)的上端；所述的高架轨道(5)包括多个立柱(23)、横梁(24)、轨道(25)、高架轨道齿条(26)、水平垫铁(31)和垂直垫铁(32)；其中多个立柱(23)均呈L形，并且以上端朝前的方式相隔距离沿直线垂直安装在地面上；横梁(24)水平连接在多个立柱(23)的上端前侧边缘；轨道(25)沿水平方向安装在横梁(24)的前端面上；高架轨道齿条(26)水平安装在轨道(25)的上部外侧；水平垫铁(31)设置在横梁(24)的上端面上；而垂直垫铁(32)则安装在横梁(24)的后端面上；所述的水平转移机构(6)包括伺服电机(27)、水平转移机构齿轮(28)、多个水平转移机构滚轮(29)和水平转移机构基座(30)；其中伺服电机(27)安装在水平转移机构基座(30)上，其输出轴与水平转移机构齿轮(28)相连，而水平转移机构齿轮(28)则与高架轨道齿条(26)相啮合；多个水平转移机构滚轮(29)分成三组安装在水平转移机构基座(30)上，并且每一组能够分别在轨道(25)的下部外侧面上、水平垫铁(31)以及垂直垫铁(32)的外表面上滚动；所述的升降机构(7)包括调速制动电机(33)、升降机构齿轮(34)、升降机构齿条(35)、两条升降机构直线导轨(36)、连接装置(37)、升降机构基体(38)和多个升降机构导轨滑块(39)；其中调速制动电机(33)设置在水平转移机构基座(30)上；升降机构齿轮(34)安装在调速制动电机(33)的输出轴上；多个升降机构导轨滑块(39)分成两组并沿垂直方向安装在水平转移机构基座(30)上；两条升降机构直线导轨(36)沿垂直方向平行安装在升降机构基体(38)上，并且以能够上下移动的方式贯穿两组升降机构导轨滑块(39)的内部；升降机构齿条(35)沿垂直方向设置在升降机构基体(38)上，并且与升降机构齿轮(34)相啮合；而连接装置(37)则安装在升降机构基体(38)的下端；所述的抓取机构(8)包括直流力矩电机(40)、齿轮轴(41)、两根抓取机构齿条(42)、两条抓取机构直线导轨(43)、四个抓取机构导轨滑块(44)、两个齿条导向装置(45)、夹具(46)和抓取机构基座(47)；其中抓取机构基座(47)的上端安装在连接装置(37)上；直流力矩电机(40)安装在抓取机构基座(47)上；两条抓取机构直线导轨(43)以平行的方式设置在抓取机构基座(47)的前后端；四个抓取机构导轨滑块(44)以可滑动的方式分别安装在两条抓取机构直线导轨(43)的两端；两个齿条导向装置(45)安装在抓取机构基座(47)上；齿轮轴(41)的上端连接在直流力矩电机(40)的输出轴上，其下端的轴承设置于安装在抓取机构基座(47)上的轴承座内；夹具(46)由两个位于抓取机构基座(47)两侧外部的安装座(48)和多个压紧轮(49)构成，并且两个安装座(48)同时与四个抓取机构导轨滑块(44)相连；而两根抓取机构齿条(42)则以平行的方式连接在安装座(48)上，每根抓取机构齿条(42)分别与一个齿条导向装置(45)相接触，并且两根抓取机构齿条(42)同时与齿轮轴(41)相啮合。

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