CN103447342B - 红冲炉的自动送料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了红冲炉的自动送料装置，属于机电技术领域。它解决了现有的红冲炉送料时劳动强度大和安全性低的问题。本红冲炉的自动送料装置，包括上料机械手以及控制器，上料机械手包括水平设置的手臂、连接于手臂一端的夹爪、能驱动夹爪抓取或松开工件的夹爪驱动件、竖直设置且固连于手臂另一端处的传动轴以及均连接于传动轴处的传动轴驱动件与升降驱动件，传动轴驱动件的输出端与传动轴相连接且能驱动其绕自身轴线转动，升降驱动件能驱动手臂沿竖直方向上升或下降，夹爪驱动件、传动轴驱动件以及升降驱动件均与控制器相连接且该控制器能分别控制其工作。本红冲炉的自动送料装置具有自动化程度高、使用寿命长以及加工质量高的优点。

Description

红冲炉的自动送料装置

技术领域

本发明属于机电技术领域，涉及一种红冲炉，尤其涉及一种红冲炉的自动送料装置。

背景技术

随着社会前进，科技的发展，机械工业对机械零部件提出了新的机械强度要求，而提高机械零部件的机械强度，一般采用两种方法，一是改变零部件的材质，二是改变它的加工方法。红冲炉所运用的红冲工艺就是通过改变加工方法来提高零部件的力学性能的有效方法之一，其实际上是一种热挤压工艺，有着强大的生命力和良好的发展前景，得到了普遍的应用。

红冲工艺的具体加工方法是将黄铜棒或者铁棒加热到赤红以后，放入冲床的热冲模具中进行一次性挤压成型。工作的过程中需要操作人员将加热后的黄铜棒或铁棒等工件夹持到冲床处后才能进行加工。

但是，现有的以上加工方式需要大量的人工劳动力，不仅加工效率较低，且因黄铜棒或铁棒等工件均通过喷灯进行加热，使得操作人员在夹持工件时要承受其所带来的高温，劳动强度较高。此外，操作人员长期处于这种高温的工作环境中，极易疲劳，进而可能导致工作中疏忽或其他意外原因而对其自身安全造成威胁。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种能代替人工来完成工件夹持输送的红冲炉的自动送料装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种红冲炉的自动送料装置，包括一上料机械手以及控制器，其特征在于，所述的上料机械手包括呈长条状的水平设置的手臂、连接于手臂一端的夹爪、能驱动该夹爪抓取或松开工件的夹爪驱动件、竖直设置且固连于手臂另一端处的传动轴以及均连接于传动轴处的传动轴驱动件与升降驱动件，所述的传动轴驱动件的输出端与上述传动轴相连接且能驱动其绕自身轴线转动，所述的升降驱动件能驱动上述手臂沿竖直方向上升或下降，所述的夹爪驱动件、传动轴驱动件以及升降驱动件均与上述控制器相连接且该控制器能分别控制其工作。

使用本红冲炉的自动送料装置前，可根据实际使用场所的位置不同而相应地调整好手臂、夹爪和传动轴的位置。开始工作后，控制器控制传动轴驱动件驱动传动轴绕自身转轴转动，则与传动轴固连的手臂同样绕传动轴的轴线在水平面上摆动。当手臂摆动至对应的位置时传动轴停止转动，控制器控制升降驱动件驱动手臂沿竖直方向下降，控制夹爪驱动件驱动夹爪抓取工件。夹持抓取完成后，升降驱动件重新驱动手臂升起，传动轴驱动件驱动传动轴转动以使手臂摆动，至夹爪移动至红冲加工工位处时，手臂下降，夹爪松开，则工件落入加工工位，可供加工。重复以上步骤即可实现多个工件的加工，这里，控制器的控制可按照预先输入的程序在设定时间到达时完成相应的动作，或者通过外设的手动操作按键或摇杆进行手动操作。传动轴和手臂的设置方向与设置角度也可根据实际需要进行相应的调整。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的上料机械手还包括与上述传动轴侧部相连接的减震器以及分别位于减震器两端外侧的两个限位挡板，所述的减震器能在上述传动轴绕自身轴线正转或者反转至设定位置时与上述限位挡板相抵靠。传动轴正转或者反转至减震器分别与两个限位挡板相抵靠的位置时，夹爪的位置分别对应工件抓取工位和红冲加工工位。减震器的设置可在传动轴转动至两个极限位置时进行缓冲和减震，减少运动至停止时所产生的冲击力。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的传动轴驱动件为气缸，所述的传动轴上还套设并固连有一连接套，该连接套的外侧具有凸出的连接部一，所述的传动轴驱动件的活塞杆外端与所述的连接部一铰接。传动轴驱动件的活塞杆推出时，连接套受力并带动传动轴转动，活塞杆收回时，连接套受力并带动传动轴反向转动。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的连接套的外侧还具有凸出的连接部二，所述的减震器固连于一安装座上，所述的安装座一端与上述连接部二铰接。减震器通过安装座连接在连接套上，当传动轴转动时减震器和安装座随其同步动作至其端部与限位挡板相抵靠。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的连接部一与连接部二位于所述的连接套上的同一侧。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的夹爪包括与上述手臂固连的夹爪座以及两个夹爪件，两个夹爪件相对设置且其中部均铰接于上述夹爪座上，所述的夹爪件的前部具有用于夹持工件的夹持部，两个夹爪件的后部处设置有一拨杆，该拨杆的内端位于两个夹爪件之间且当拨杆的内端向夹爪件的后部方向运动时能推动两个夹爪件绕其铰接点转动并使两个夹持部相向运动，所述的拨杆的外端与上述夹爪驱动件相连接。夹爪驱动件能驱动拨杆的内端向夹爪件的后部方向运动或者反向运动，当拨杆的内端向夹爪件的后部方向运动时，两个夹爪件前部的夹持部相向运动并夹住工件，当拨杆的内端重新回到初始位置时，两个夹持部松开，工件在重力作用下脱落。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的升降驱动件为气缸，固连于上述传动轴与手臂之间，所述的升降驱动件的活塞杆与传动轴同轴线设置且其活塞杆外端以及气缸外壳分别与上述传动轴和手臂固连。升降驱动件连接在手臂和传动轴之间，当其活塞杆推出时，手臂上升，反之，手臂下降。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的自动送料装置还包括立柱、沿竖直方向设置于立柱侧面上的导轨、与上述传动轴轴向固连的底座以及高度驱动件，所述的高度驱动件与上述控制器相连接且其能驱动上述底座沿所述的导轨上下移动。根据手臂上的夹爪经升降驱动件控制所能降到的最低位置以及待夹持的工件所处的高度，可通过高度驱动件调整整个上料机械手的高度，以便于精确抓取工件。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的自动送料装置还包括用于输送工件的送料通道、设置于送料通道上方的能检测工件温度的温度传感器、挡板以及挡板驱动件，所述的温度传感器和挡板驱动件均与上述控制器相连接，且当温度传感器将检测到的工件温度达到设定值的信号发送给上述控制器时，所述的控制器能发送控制信号给上述挡板驱动件以控制其驱动上述挡板伸入送料通道并挡住工件。工件加热完成后被送入到送料通道中，温度传感器检测工件被加热后的温度，如温度未达到设定值则挡板驱动件和挡板均不动作，工件沿送料通道被送出；如温度达到设定值，则控制器控制挡板驱动件驱动挡板伸入到送料通道中并挡住工件，以便于上料机械手进行抓取。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的送料通道设置于一架体上侧，所述的挡板驱动件为气缸，所述的挡板设置于架体上送料通道处的一侧且其中部与所述架体铰接，上述挡板驱动件的活塞杆外端与挡板一端连接且当活塞杆推出时，所述的挡板能绕铰接点转动且其另一端伸入上述送料通道中。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的自动送料装置还包括一下料机械手，该下料机械手包括固定座、铰接于固定座上的摆动块、一端与摆动块轴向固连的连接轴、固连于连接轴另一端的用于接料的接料部、能驱动所述的摆动块绕铰接点转动的接料驱动件以及连接于摆动块处能驱动上述连接轴绕自身轴线转动的下料驱动件，所述的接料驱动件和下料驱动件均与上述控制器相连接。工件加工完成后，接料驱动件驱动摆动块绕其铰接点转动，则连接轴沿水平方向摆动至加工工位处，由接料部接住落下的工件后，接料驱动件驱动摆动块反向转动至初始位置处，下料驱动件驱动连接轴以及与连接轴固连的接料部转动180度，工件脱落，下料完成。

在上述的红冲炉的自动送料装置中，所述的下料驱动件为气缸，该下料驱动件的活塞杆与上述连接轴之间通过相互配合的齿条和齿轮对应连接。

与现有技术相比，本红冲炉的自动送料装置具有以下优点：

1、本红冲炉的自动送料装置通过上料机械手和下料机械手来完成加热后的工件的自动上料和自动下料，自动化程度和生产效率高，且降低了人工劳动成本。

2、本红冲炉的自动送料装置中的上料机械手处通过气缸进行驱动，且在其动作至极限位置时通过减震器进行减震，使得上料机械手在动作时噪声较小且不易受到冲击而损坏，使用寿命长。

3、本红冲炉的自动送料装置通过温度传感器检测加热后的工件温度，将未加热到设定温度的工件送出，不进入加工工位进行加工，降低了不合格产品产生的几率，保证了加工质量。

附图说明

图1是本红冲炉的自动送料装置中上料机械手的结构示意图。

图2是本红冲炉的自动送料装置的上料机械手的夹爪处的剖视结构示意图。

图3是本红冲炉的自动送料装置中下料机械手的结构示意图。

图中，1、手臂；2、夹爪；3、夹爪驱动件；4、传动轴；5、传动轴驱动件；6、升降驱动件；7、减震器；8、限位挡板；9、连接套；10、连接部一；11、连接部二；12、安装座；13、夹爪座；14、夹爪件；14a、夹持部；15、拨杆；16、固定座；17、摆动块；18、连接轴；19、接料部；20、接料驱动件；21、下料驱动件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本红冲炉的自动送料装置包括控制器、选料机构、上料机械手和下料机械手，选料机构的入口与加热炉的工件输出口相对设置，上料机械手能自选料机构的出料口处抓取工件并送至红冲加工的工位处，下料机械手能自红冲加工的工位处接住加工完成后的工件并输送到下料工位处。控制器能对选料机构、上料机械手和下料机械手进行自动控制。

具体地说，选料机构包括一架体、设置于架体上侧的用于输送工件的送料通道、设置于送料通道上方的能检测工件温度的温度传感器、挡板以及挡板驱动件。其中，挡板设置于架体上送料通道处的一侧且其中部与架体铰接，挡板驱动件为气缸，其活塞杆外端与挡板一端连接且当活塞杆推出时，挡板能绕铰接点转动且其另一端伸入到送料通道中并挡住工件。温度传感器和挡板驱动件均与控制器相连接，且当温度传感器将检测到的工件温度达到设定值的信号发送给控制器后，控制器能发送控制信号给挡板驱动件以控制其驱动挡板伸入送料通道并挡住工件。在本实施例中，送料通道处设置有一传送带，该传送带的入口与加热炉的工件输出口位置对应，其出口悬空，可在其出口下侧设置回收工件的料斗。

工件加热完成后被送入到送料通道的传送带处，经传送带向其出口处输送工件，温度传感器检测工件被加热后的温度，如温度未达到设定值则挡板驱动件和挡板均不动作，工件沿传送带被送出，落入回收工件的料斗内；如温度达到设定值，则控制器控制挡板驱动件驱动挡板伸入到送料通道中并挡住工件，以便于上料机械手进行抓取。

如图1所示，上料机械手包括呈长条状的水平设置的手臂1、连接于手臂1一端的夹爪2、能驱动该夹爪2抓取或松开工件的夹爪驱动件3、竖直设置且固连于手臂1另一端处的传动轴4以及均连接于传动轴4处的传动轴驱动件5与升降驱动件6。夹爪驱动件3、传动轴驱动件5以及升降驱动件6均为气缸且与控制器相连接，控制器能分别控制其工作。

其中，传动轴4上还套设并固连有一连接套9，该连接套9外的同一侧具有凸出的连接部一10和连接部二11，传动轴驱动件5的活塞杆外端与连接部一10铰接，当活塞杆推出时，连接套9受力并带动传动轴4转动，活塞杆收回时，连接套9受力并带动传动轴4反向转动。连接部二11则与一安装座12的一端铰接，安装座12上固连有两个呈圆柱状的减震器7，两个减震器7并列设置且侧部固连。减震器7两端的外侧分别设置有一限位挡板8，减震器7能在传动轴4绕自身轴线正转或者反转至设定位置时分别随安装座12运动至与两个限位挡板8相抵靠的位置处。这里，传动轴4受传动轴驱动件5驱动而正转或者反转至减震器7分别与两个限位挡板8相抵靠的位置时，夹爪2的位置分别对应选料机构上挡板处的工件抓取工位和红冲加工工位。减震器7的设置可在传动轴4转动至两个极限位置时进行缓冲和减震，减少运动至停止时所产生的冲击力。

如图2所示，夹爪2则包括与手臂1固连的夹爪座13以及两个夹爪件14，两个夹爪件14相对设置且其中部均铰接于夹爪座13上。夹爪件14的前部具有用于夹持工件的夹持部14a，两个夹爪件14的后部之间设置有一拨杆15。该拨杆15的内端位于两个夹爪件14之间，且其相对于两个夹爪件14处分别具有卡槽，两个夹爪件14的后部分别对应卡入到卡槽内。拨杆15内端的卡槽与两个夹爪件14的后部之间具有导向面，当拨杆15的内端向夹爪件14的后部方向运动时能向外推动两个夹爪件14分别绕其铰接点反向转动而使两个夹持部14a相向运动，拨杆15的外端与夹爪驱动件3的活塞杆相连接。当夹爪驱动件3驱动拨杆15的内端向夹爪件14的后部方向运动时，两个夹爪件14前部的夹持部14a相向运动并夹住工件，当拨杆15的内端重新回到初始位置时，两个夹爪件14的后部失去作用力，前端的夹持部14a松开，工件在重力作用下自然脱落。

升降驱动件6的活塞杆与传动轴4同轴线设置且其活塞杆外端以及气缸外壳分别与传动轴4和手臂1固连，当其活塞杆推出时，手臂1上升，反之，手臂1下降。

另外，为使上料机械手在升降驱动件6的作用下降到最低的位置时能夹持到选料机构的传送带上的工件，上料机械手处还设置有立柱、与传动轴4轴向固连的底座以及高度驱动件，立柱侧面上沿竖直方向设置有导轨。高度驱动件为气缸，与控制器相连接且其能驱动底座沿导轨上下移动。

本红冲炉的自动送料装置使用前，可根据实际使用场所的位置不同而相应地调整好上料机械手的位置。开始工作后，控制器控制传动轴驱动件5驱动传动轴4绕自身转轴转动，则与传动轴4固连的手臂1同样绕传动轴4的轴线在水平面上摆动。当手臂1上的夹爪2摆动至时挡板的上方时传动轴4停止转动，控制器控制升降驱动件6驱动手臂1沿竖直方向下降，控制夹爪驱动件3驱动夹爪2抓取工件。夹持抓取完成后，升降驱动件6重新驱动手臂1升起，传动轴驱动件5驱动传动轴4转动以使手臂1往回摆动，至夹爪2移动至红冲加工工位处时，手臂1下降，夹爪2松开，则工件落入加工工位，可供加工。

如图3所示，下料机械手包括固定座16、铰接于固定座16上的摆动块17、一端与摆动块17轴向固连的连接轴18、固连于连接轴18另一端的用于接料的接料部19、能驱动摆动块17绕铰接点转动的接料驱动件20以及连接于摆动块17处能驱动连接轴18绕自身轴线转动的下料驱动件21，接料驱动件20和下料驱动件21均为气缸且与控制器相连接。下料驱动件21的活塞杆与连接轴18之间通过相互配合的齿条和齿轮对应连接；接料驱动件20与固定座16铰接。

工件加工完成后，接料驱动件20驱动摆动块17绕其铰接点转动，则连接轴18沿水平方向摆动至加工工位处，由接料部19接住落下的工件后，接料驱动件20驱动摆动块17反向转动至初始位置处，下料驱动件21驱动连接轴18以及与连接轴18固连的接料部19转动180度，工件脱落，下料完成。

重复以上选料、上料和下料的步骤即可实现多个工件的自动送料以及加工，这里，控制器的控制可按照预先输入的程序在设定时间到达时或者检测到相应的信号时完成相应的动作，或者通过外设的手动操作按键或摇杆进行手动操作。上料机械手的传动轴4和手臂1的设置方向与设置角度也可根据实际需要进行相应的调整。此外，以上的若干个驱动件均为气缸，其送气管路上均设置有电磁阀，电磁阀与控制器相连接，则控制器通过控制电磁阀的开关即可控制气缸的动作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种红冲炉的自动送料装置，包括一上料机械手以及控制器，其特征在于，所述的上料机械手包括呈长条状的水平设置的手臂(1)、连接于手臂(1)一端的夹爪(2)、能驱动该夹爪(2)抓取或松开工件的夹爪驱动件(3)、竖直设置且固连于手臂(1)另一端处的传动轴(4)以及均连接于传动轴(4)处的传动轴驱动件(5)与升降驱动件(6)，所述的传动轴驱动件(5)的输出端与上述传动轴(4)相连接且能驱动其绕自身轴线转动，所述的升降驱动件(6)能驱动上述手臂(1)沿竖直方向上升或下降，所述的夹爪驱动件(3)、传动轴驱动件(5)以及升降驱动件(6)均与上述控制器相连接且该控制器能分别控制其工作，所述的上料机械手还包括与上述传动轴(4)侧部相连接的减震器(7)以及分别位于减震器(7)两端外侧的两个限位挡板(8)，所述的减震器(7)能在上述传动轴(4)绕自身轴线正转或者反转至设定位置时与上述限位挡板(8)相抵靠。

2.根据权利要求1所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的传动轴驱动件(5)为气缸，所述的传动轴(4)上还套设并固连有一连接套(9)，该连接套(9)的外侧具有凸出的连接部一(10)，所述的传动轴驱动件(5)的活塞杆外端与所述的连接部一(10)铰接。

3.根据权利要求2所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的连接套(9)的外侧还具有凸出的连接部二(11)，所述的减震器(7)固连于一安装座(12)上，所述的安装座(12)一端与上述连接部二(11)铰接。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的夹爪(2)包括与上述手臂(1)固连的夹爪座(13)以及两个夹爪件(14)，两个夹爪件(14)相对设置且其中部均铰接于上述夹爪座(13)上，所述的夹爪件(14)的前部具有用于夹持工件的夹持部(14a)，两个夹爪件(14)的后部处设置有一拨杆(15)，该拨杆(15)的内端位于两个夹爪件(14)之间且当拨杆(15)的内端向夹爪件(14)的后部方向运动时能推动两个夹爪件(14)绕其铰接点转动并使两个夹持部(14a)相向运动，所述的拨杆(15)的外端与上述夹爪驱动件(3)相连接。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的升降驱动件(6)为气缸，固连于上述传动轴(4)与手臂(1)之间，所述的升降驱动件(6)的活塞杆与传动轴(4)同轴线设置且其活塞杆外端以及气缸外壳分别与上述传动轴(4)和手臂(1)固连。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的自动送料装置还包括立柱、沿竖直方向设置于立柱侧面上的导轨、与上述传动轴(4)轴向固连的底座以及高度驱动件，所述的高度驱动件与上述控制器相连接且其能驱动上述底座沿所述的导轨上下移动。

7.根据权利要求1所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的自动送料装置还包括用于输送工件的送料通道、设置于送料通道上方的能检测工件温度的温度传感器、挡板以及挡板驱动件，所述的温度传感器和挡板驱动件均与上述控制器相连接，且当温度传感器将检测到的工件温度达到设定值的信号发送给上述控制器时，所述的控制器能发送控制信号给上述挡板驱动件以控制其驱动上述挡板伸入送料通道并挡住工件。

8.根据权利要求7所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的送料通道设置于一架体上侧，所述的挡板驱动件为气缸，所述的挡板设置于架体上送料通道处的一侧且其中部与所述架体铰接，上述挡板驱动件的活塞杆外端与挡板一端连接且当活塞杆推出时，所述的挡板能绕铰接点转动且其另一端伸入上述送料通道中。

9.根据权利要求1所述的红冲炉的自动送料装置，其特征在于，所述的自动送料装置还包括一下料机械手，该下料机械手包括固定座(16)、铰接于固定座(16)上的摆动块(17)、一端与摆动块(17)轴向固连的连接轴(18)、固连于连接轴(18)另一端的用于接料的接料部(19)、能驱动所述的摆动块(17)绕铰接点转动的接料驱动件(20)以及连接于摆动块(17)处能驱动上述连接轴(18)绕自身轴线转动的下料驱动件(21)，所述的接料驱动件(20)和下料驱动件(21)均与上述控制器相连接。