CN103895011A - 热锻造送料电动关节机械手及其操作方法 - Google Patents

热锻造送料电动关节机械手及其操作方法 Download PDF

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Abstract

一种热锻造送料电动关节机械手，包括：大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3；其特征在于：小臂旋转构件J2的伺服电机（6）轴装在大臂旋转构件J1的J1轴大臂（5）上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器（16）的箱体装在大臂旋转构件J1的驱动涡轮减速器（4）的箱体下方；其优点是：①、J3轴垂直于J1、J2平面，构成柱面空间坐标系，即三轴运动可实现空间任意点定位。②、机械手的运动轨迹均由软件编辑存储于PLC内，需要改变运行轨迹时，只需更改相应软件程序即可；③、电动机械手轴均为数字化的交流伺服电机，机械手手爪位置全部由数值标定，能高精度的重复定位任一点或多个工作点；也可减少快速定位时的冲击震动，根据需要自行调节送料节拍。

Description

热锻造送料电动关节机械手及其操作方法
技术领域
 本发明涉及热锻造自动化生产领域，具体地说是一种热锻造送料电动关节机械手及其操作方法。
背景技术
现代热锻加工速度快，人工送料劳动强度大，环境恶劣，送料一致性差，直接导致产品品质差、效率低。而传统的自动送料装置为气缸驱动的机械手，可以实现连续自动生产，但工作位置固定不宜调整（通过调整机械限位来改变位置），驱动的压缩空气为二次动力源（压缩空气为电机驱动的空压机产生）能耗高，送料一致性受气源影响（气压大时，速度快，冲击振动大，气压小时，速度慢，料丕温度下降多），料坯出现异常无法自动处理（气动机械手只能往返于模腔和取料点，没有额外异常处理点），所以气动机械手无法满足现代化的连续自动热锻生产。
发明内容
本发明的目的是研制一种能满足热锻自动化高效、准确、智能化的电动机械手及其操作方法。
本发明一种热锻造送料电动关节机械手，包括：大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3；小臂旋转构件J2的伺服电机6轴装在大臂旋转构件J1的J1轴大臂5上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器16的箱体装在大臂旋转构件J1的驱动涡轮减速器4的箱体下方。
    所述的大臂旋转构件J1，包括：固定于上下平台上的伺服电机1，伺服电机1轴上安装有驱动齿轮2，驱动齿轮2与齿轮3齿合，齿轮3上方安装有谐波减速器4，谐波减速器4与J1轴的大臂5相连。
所述的小臂旋转构件J2，包括：固定于J1轴大臂5末端的伺服电机6,伺服电机6轴上安装有驱动齿轮7，驱动齿轮7与齿轮8齿合，齿轮8下方安装有谐波减速器9，谐波减速器9与J2轴小臂10相连，J2轴小臂10的末端设置有夹持料丕的夹爪11。
所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括：固定于上下平台上的伺服电机12，伺服电机12轴上安装有同步带轮13，同步带轮13通过同步带14与同步轮15相连，同步轮15上方安装涡轮减速器16，涡轮减速器16轴上安装齿轮17，齿轮17与固定基板上的齿条18啮合。
本发明一种热锻造送料电动关节机械手，其操作方法为：
①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电；
②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态；
③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“X1”,严禁开机使用“X100”全速；
④、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处；
⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点”“J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“J1原点OK”“J2原点OK”“J3原点OK”，如未建立原点重复步骤④；
⑥、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点”“丢弃点”，记录相应位置数据。三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置OK”；
⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值（0-50mm）；⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环”“放环”“脱膜”“喷石墨”“石墨气”“吹气”“到达”的安定时间；
⑨、各参数设置完毕按“链板启动”开始送料，再按“装入启动”，机械手就开始自动运行，需要停止时按“装入停止”，完成一个送料循环后机械手退出自动运行状态；
⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。
所述的操作台是现有技术的组合。
本发明一种热锻造送料电动关节机械手及其操作方法的优点是：
①、J3轴垂直于J1、J2平面，构成柱面空间坐标系，即三轴运动可实现空间任意点定位。
②、机械手的运动轨迹均由软件编辑存储于PLC内，需要改变运行轨迹时，只需更改相应软件程序即可；
③、电动机械手轴均为数字化的交流伺服电机，机械手手爪位置全部由数值标定，能高精度的重复定位任一点或多个工作点；也可减少快速定位时的冲击震动，根据需要自行调节送料节拍。 
附图说明
    图1a.b为本发明结构示意图俯視图,主视图；
图2为本发明J1结构示意图；
图3为本发明J2结构示意图；
图4为本发明J3结构示意图。
具体实施方式
根据图1一图4所示，一种热锻造送料电动关节机械手，包括：大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3；小臂旋转构件J2的伺服电机6轴装在大臂旋转构件J1的J1轴大臂5上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器16的箱体装在大臂旋转构件J1的驱动涡轮减速器4的箱体下方。
    所述的大臂旋转构件J1，包括：固定于上下平台上的伺服电机1，伺服电机1轴上安装有驱动齿轮2，驱动齿轮2与齿轮3齿合，齿轮3上方安装有谐波减速器4，谐波减速器4与J1轴的大臂5相连。
所述的小臂旋转构件J2，包括：固定于J1轴大臂5末端的伺服电机6,伺服电机6轴上安装有驱动齿轮7，驱动齿轮7与齿轮8齿合，齿轮8下方安装有谐波减速器9，谐波减速器9与J2轴小臂10相连，J2轴小臂10的末端设置有夹持料丕的夹爪11。
所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括：固定于上下平台上的伺服电机12，伺服电机12轴上安装有同步带轮13，同步带轮13通过同步带14与同步轮15相连，同步轮15上方安装涡轮减速器16，涡轮减速器16轴上安装齿轮17，齿轮17与固定基板上的齿条18啮合。
本发明一种热锻造送料电动关节机械手，其操作方法为：
①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电；
②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态；
③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“X1”,严禁开机使用“X100”全速；
④、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处；
⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点”“J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“J1原点OK”“J2原点OK”“J3原点OK”，如未建立原点重复步骤④；
⑥、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点”“丢弃点”，记录相应位置数据。三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置OK”；
⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值（0-50mm）；⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环”“放环”“脱膜”“喷石墨”“石墨气”“吹气”“到达”的安定时间；
⑨、各参数设置完毕按“链板启动”开始送料，再按“装入启动”，机械手就开始自动运行，需要停止时按“装入停止”，完成一个送料循环后机械手退出自动运行状态；
⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。

Claims (5)

1.一种热锻造送料电动关节机械手，包括：大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3；其特征在于：小臂旋转构件J2的伺服电机（6）轴装在大臂旋转构件J1的J1轴大臂（5）上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器（16）的箱体装在大臂旋转构件J1的驱动涡轮减速器（4）的箱体下方。
2. 根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于：所述的大臂旋转构件J1，包括：固定于上下平台上的伺服电机（1），伺服电机（1）轴上安装有驱动齿轮（2），驱动齿轮（2）与齿轮（3）齿合，齿轮（3）上方安装有谐波减速器（4），谐波减速器（4）与J1轴的大臂（5）相连。
3.根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于：所述的小臂旋转构件J2，包括：固定于J1轴大臂（5）末端的伺服电机（6）,伺服电机（6）轴上安装有驱动齿轮（7），驱动齿轮（7）与齿轮（8）齿合，齿轮（8）下方安装有谐波减速器（9），谐波减速器（9）与J2轴小臂（10）相连，J2轴小臂（10）的末端设置有夹持料丕的夹爪（11）。
4.根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于：所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括：固定于上下平台上的伺服电机（12），伺服电机（12）轴上安装有同步带轮（13），同步带轮（13）通过同步带（14）与同步轮（15）相连，同步轮（15）上方安装涡轮减速器（16），涡轮减速器（16）轴上安装齿轮（17），齿轮（17）与固定基板上的齿条（18）啮合。
5.一种热锻造送料电动关节机械手的操作方法，其特征在于：步骤如下：
①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电；
②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态；
③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“X1”,严禁开机使用“X100”全速；
④、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处；
⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点”“J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“J1原点OK”“J2原点OK”“J3原点OK”，如未建立原点重复步骤④；
⑥、通过按键“前进”“后退”“左摆”“右摆”“上升”“下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点”“丢弃点”，记录相应位置数据；三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置OK”；
⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值（0-50mm）；⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环”“放环”“脱膜”“喷石墨”“石墨气”“吹气”“到达”的安定时间；
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⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。
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