CN104525820B - 一种单机多工位热锻机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单机多工位热锻机械手，包括底座、顶座、左右控制系统、上下控制系统、前后控制系统、松紧控制系统以及作为执行机构的夹持系统，上述4个控制系统中各自配备有相应的凸轮和传动装置，4个系统的凸轮同轴转动并各自通过传动装置传动至夹持系统，使得夹持系统顺序实现左右、上下、前后以及松紧4种运动。本发明借用机床主轴动力，采用纯机械式凸轮传动，实现一根轴驱动下的四自由度联动，只要根据需要调整好各凸轮的初始相对位置角就能够让机械手协调并顺序完成所需工作，适合工件级进自动化锻压加工，具有结构简单、成本低廉、稳定可靠的特点。

Description

一种单机多工位热锻机械手

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别是一种单机机械手。

背景技术

机械手在自动化加工机械中起重要的作用。现有的热锻机械手动力驱动一般都是电动或气动或液压，或是它们的结合，各自由度单独控制，所需中间部件较多，接线复杂，需要额外的动力供应、成本高、恶劣工况适应性差。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种单机多工位热锻机械手，用于解决现有的各自由度单独控制型的热锻机械手的结构复杂、适应性差的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种单机多工位热锻机械手，包括左右控制系统、上下控制系统、前后控制系统、松紧控制系统以及作为执行机构的夹持系统，上述4个控制系统中各自配备有相应的凸轮和传动装置，4个控制系统的凸轮同轴转动并各自通过传动装置传动至夹持系统，使得夹持系统同时实现左右、上下、前后以及松紧4种运动。

进一步的，在本发明中，包括底座和顶座，所述底座包括底板，所述4个控制系统设置在底座和顶座之间，并且4个控制系统通过在底座上水平设置的驱动轴同步转动，所述夹持系统滑套于顶座上；以底座上的底板为基准面设定左右方向、上下方向和前后方向，所述左右方向与驱动轴的轴向平行设置，所述上下方向垂直于底板设置，所述前后方向与左右方向、上下方向均垂直设置。

进一步的，在本发明中，所述底座包括底板，底板上安装有相应的支撑导向装置和动力驱动装置，分别为4个控制系统提供支撑导向和动力驱动，支撑导向装置包括导向横梁、驱动轴承座、上下顶杆导向座、前后松紧推杆导向座、前后松紧顶杆导向座和杠杆支撑座，动力驱动装置包括驱动轴和同步轮，所述驱动轴沿左右方向滚动支撑在驱动轴承座上，所述同步轮固定在驱动轴一端并与机床主轴皮带连接，驱动整个机械手动作；所述导向横梁有前后2个且分别通过两个支架支撑从而平行相对且等高地沿左右方向架在底板上，用于引导顶座沿左右方向运动；所述驱动轴承座有左右两个，用于配合支撑驱动轴；所述上下顶杆导向座固定在右侧的驱动轴承座上，上下顶杆导向座上设置有上下方向的引导孔用于引导上下顶杆沿上下方向运动；所述前后松紧推杆导向座和前后松紧顶杆导向座结构相同且一上一下地固定在前面导向横梁的右侧支架上，且前后松紧推杆导向座上设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后推杆和松紧推杆沿前后方向运动；同样地，所述前后松紧顶杆导向座上也设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后顶杆和松紧顶杆沿前后方向运动；所述杠杆支撑座有左右并排的2个且固定在底板上，杠杆支撑座位于前后松紧顶杆导向座上的引导孔的下方位置。

进一步的，在本发明中，所述顶座具有左右和上下2个方向的自由度，与所述底座配合用于衔接4个控制系统和夹持系统，所述顶座包括顶板，顶板下表面安装有相应方向的支撑导向装置，具体包括导槽、推柱、长导杆、导杆座和手臂滑座；所述导槽有前后两排，与底座上的2个导向横梁相互匹配，目的是消除顶座上下运动的影响，使得无论顶座在上下方向位置如何变化，导槽都能有效卡在导向横梁上引导顶座沿左右方向运动而不致发生前后摇摆倾覆，并且便于安装拆卸；所述推柱上端固定在顶板上且下端插有导套，利用导套带动推柱进而带动整个顶座沿左右方向运动，同时考虑到顶座上下方向运动的影响，使得无论顶座在上下方向位置如何变化，导套都能有效作用到顶座上；所述长导杆通过导杆座固定在顶板上，且长导杆沿左右方向布置，用于与上下顶杆的上方滑套接触用，目的是消除顶座左右运动的影响，使得无论顶座在左右方向位置如何变化，上下顶杆都可以有效托举顶座做上下运动；所述手臂滑座固定在顶板上且设置有前后方向的导向孔。手臂滑座可以设置多组，且具体的设置组数与手臂数量适配，每组包括沿前后方向设置的2个滑座用于容纳手臂使得手臂可以沿前后方向运动，同时手臂滑座作为夹持系统和顶座之间的衔接环节，顶座通过手臂滑座可以直接带动夹持系统做左右和上下运动。

进一步的，在本发明中，所述左右控制系统包括柱状的左右凸轮，驱动轴穿过左右凸轮柱状的端面，在左右凸轮的侧面盘绕有连续的凸轮槽，凸轮槽的一端靠近左右凸轮的左端面，凸轮槽的另一端靠近左右凸轮的右端面，所述导套滑套在凸轮槽中用于带动顶座沿左右方向运动。左右凸轮可以选择常见的圆柱凸轮，是一个在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可以看作是将移动凸轮卷成圆柱体演化而成的，本专利中选择在圆柱凸轮的圆柱面上设置连续的凸轮槽可实现带动机械手沿左右方向运动的目的。

进一步的，在本发明中，所述上下控制系统包括上下凸轮，上下凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与上下凸轮配套的传动装置为上下顶杆；所述上下顶杆竖直设置，且上下顶杆的下端滑套在上下凸轮侧面的凸轮槽中，上下顶杆的上端滑套在顶座上的长导杆上，推动顶座做上下运动。

进一步的，在本发明中，所述夹持系统包括手臂、手爪推拉杆、连接短杆、手爪和手爪导杆，所述手臂滑套在顶座上的手臂滑座上并且手臂沿前后方向伸出顶座，所述手爪导杆垂直于手臂并固定在手臂的前端，所述手臂上固定有前后横梁用于推动手臂并带动夹持系统做前后运动，手臂前端沿手臂长度方向设置有滑槽，所述手爪推拉杆滑套在手臂上的滑槽内，手爪推拉杆的前端铰接两个连接短杆，手爪推拉杆的后端固定有松紧横梁用于推动手爪推拉杆做前后运动并带动所有手爪做松开和夹紧动作，两个连接短杆分别与两个手爪铰接，所述手爪均穿插在手爪导杆上。上述手臂、手爪推拉杆、连接短杆、手爪和手爪导杆组成一组夹持装置，整个夹持系统中可以设置多组这样的夹持装置，并且通过前后横梁横跨多组夹持装置将他们都连接起来，同时松紧横梁也横跨连接到每个夹持装置上，这样可以实现多组夹持装置一起运动，

进一步的，在本发明中，所述前后控制系统包括前后凸轮，前后凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与前后凸轮配套的传动装置包括前后顶杆、前后杠杆和前后推杆；所述前后顶杆沿前后方向设置，且前后顶杆的一端滑套在前后凸轮侧面的凸轮槽中；所述前后推杆沿前后方向滑套设置，前后推杆的一端设置有卡槽，并通过卡槽与前后横梁卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统左右和上下运动对前后推杆前后运动状态的影响，使得无论夹持系统在左右和上下方向如何变化，前后推杆都能有效作用到前后横梁进而推动夹持系统做前后运动，前后推杆上固定有滑块；所述前后杠杆一端相对底座铰接固定，前后杠杆上设置有沿前后杠杆杆体方向的导轨，前后顶杆的另一端和前后推杆上的滑块均滑套在前后杠杆上的导轨内。

进一步的，在本发明中，所述松紧控制系统包括松紧凸轮，松紧凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与前后控制系统的传动装置类似，与松紧凸轮配套的传动装置包括松紧顶杆、松紧杠杆和松紧推杆；所述松紧顶杆类似于前后顶杆也相对底板沿前后方向设置，且松紧顶杆的一端滑套在松紧凸轮侧面的凸轮槽中；所述松紧推杆类似于前后推杆，也是相对底座沿前后方向滑套设置，松紧推杆的一端也设置有卡槽并通过卡槽与松紧横梁卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统左右和上下运动对松紧推杆前后运动状态的影响，使得无论夹持系统在左右和上下方向如何变化，松紧推杆都能有效作用到松紧横梁进而推动手爪做松开和夹紧动作；松紧推杆上固定有滑块；所述松紧杠杆一端相对底座铰接固定，松紧杠杆上设置有沿松紧杠杆杆体方向的导轨，松紧顶杆的另一端和松紧推杆上的滑块均滑套在松紧杠杆上的导轨内。这里在具体设置时，松紧推杆上的滑块的安装位置距离前端的卡槽稍远些，使得松紧推杆的卡槽比前后推杆的卡槽稍靠前一些，目的是使两个卡槽相互错开地与相应的横梁卡接而不致发生相互干涉。

根据机械手的运动行程，合理设置本发明中各个凸轮的凸轮槽形状，便可控制机械手有序地进行左右、上下、前后以及松紧4种运动，完成加工过程中的任务。

有益效果：由于采用了所述的技术方案，本发明借用机床主轴动力，采用纯机械式凸轮传动，实现一根轴驱动下的四自由度联动，只要根据需要调整各凸轮的初始相对位置角就能够让机械手协调并顺序完成所需工作，适合工件级进自动化锻压加工，具有结构简单、成本低廉、稳定可靠的特点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为底座结构示意图；

图3为顶座结构示意图；

图4为初始位置时左右控制系统结构示意图；

图5为左右凸轮的柱面展开图；

图6为初始位置时上下控制系统结构示意图；

图7为上下凸轮的结构示意图；

图8为初始位置时前后控制系统结构示意图；

图9位前后凸轮的结构示意图；

图10为初始位置时松紧控制系统结构示意图；

图11为松紧凸轮的结构示意图；

图12为初始位置时夹持系统结构示意图；

图13为整机工作时夹持系统的运动位置转换示意图；

图14为整机工作的时序图。

图中：1—底座；2—顶座；3—左右控制系统；4—上下控制系统；5—前后控制系统；6—松紧控制系统；7—夹持系统；

1-1—底板；1-2—导向横梁；1-3—驱动轴承座；1-4—上下顶杆导向座；1-5—前后松紧推杆导向座；1-6—前后松紧顶杆导向座；1-7—杠杆支撑座；1-8—驱动轴；1-9—同步轮；

2-1—顶板；2-2—导槽；2-3—推柱；2-4—长导杆；2-5—导杆座；2-6—手臂滑座；

3-1—左右凸轮；3-2—导套；3-3—端盖；

4-1—上下凸轮；4-2—上下顶杆；

5-1—前后凸轮；5-2—前后顶杆；5-3—前后杠杆；5-4—前后推杆；

6-1—松紧凸轮；6-2—松紧顶杆；6-3—松紧杠杆；6-4—松紧推杆；

7-1—手臂；7-2—手爪推拉杆；7-3—连接短杆；7-4—手爪；7-5—手爪导杆；7-6—前后横梁；7-7—松紧横梁；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的热锻机械手，由底座1、顶座2、左右控制系统3、上下控制系统4、前后控制系统5、松紧控制系统6和夹持系统7组成。以底板1-1为基准面设定左右方向、上下方向和前后方向，左右方向与驱动轴1-8的轴向平行设置，上下方向垂直于底板1-1设置，前后方向与左右方向、上下方向均垂直设置，以夹持系统7在整个运动轨迹中处于本装置最左边、最下边和最后边时且手爪7-4处于松开状态时的位置为初始位置，从左侧看设定驱动轴1-8按顺时针方向转动。

如图2所示，为底座1的结构示意图，底座1由底板1-1、导向横梁1-2、驱动轴承座1-3、上下顶杆导向座1-4、前后松紧推杆导向座1-5、前后松紧顶杆导向座1-6、杠杆支撑座1-7、驱动轴1-8和同步轮1-9组成。底板1-1上安装有相应的支撑导向装置和动力驱动装置，分别为4个控制系统提供支撑导向和动力驱动；导向横梁1-2有前后2个且分别通过两个支架支撑从而平行相对且等高地沿左右方向架在底板1-1上，用于引导顶座2沿左右方向运动；驱动轴承座1-3有左右两个，用于配合支撑驱动轴1-8；上下顶杆导向座1-4固定在右侧的驱动轴承座1-3上，上下顶杆导向座1-4上设置有上下方向的引导孔用于引导上下顶杆4-2沿上下方向运动；前后松紧推杆导向座1-5和前后松紧顶杆导向座1-6结构相同且一上一下地固定在前面导向横梁1-2的右侧支架上，且前后松紧推杆导向座1-5上设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后推杆5-4和松紧推杆6-4沿前后方向运动；同样地，前后松紧顶杆导向座1-6上也设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后顶杆5-2和松紧顶杆6-2沿前后方向运动；杠杆支撑座1-7有左右并排的2个且固定在底板1-1上，杠杆支撑座1-7位于前后松紧顶杆导向座1-6上的引导孔的下方靠前位置，2个杠杆支撑座1-7之间用销轴连接用于支撑前后杠杆5-3和松紧杠杆6-3转动；驱动轴1-8沿左右方向滚动支撑在驱动轴承座1-3上；同步轮1-9花键连接在驱动轴1-8左侧伸出端，并与机床主轴皮带连接，驱动整个机械手动作。

如图3所示，为顶座2的结构示意图，顶座2由顶板2-1、导槽2-2、推柱2-3、长导杆2-4、导杆座2-5和手臂滑座2-6组成。顶座2具有左右和上下2个方向的自由度，与底座1配合用于衔接4个控制系统和夹持系统。顶板2-1下表面安装有相应方向的支撑导向装置；导槽2-2共4个，两两一组组成前后两排，与底座1上的2个导向横梁1-2相互匹配，导槽2-2设计成U型，目的是消除顶座2上下运动的影响，使得无论顶座2在上下方向位置如何变化，导槽都能有效卡在导向横梁1-2上引导顶座2沿左右方向运动而不致发生前后摇摆倾覆，并且便于安装拆卸；推柱2-3上端固定在顶板2-1上且下端插在导套3-2上，利用导套3-2带动推柱2-3进而带动整个顶座2沿左右方向运动，同时考虑到顶座2上下方向运动的影响，使得无论顶座2在上下方向位置如何变化，导套都能有效作用到顶座2上；长导杆2-4通过导杆座2-5固定在顶板2-1上，且长导杆2-4沿左右方向布置，用于与上下顶杆4-2的上方滑套接触用，目的是消除顶座2左右运动的影响，使得无论顶座2在左右方向位置如何变化，上下顶杆4-2都可以有效托举顶座2做上下运动；手臂滑座2-6固定在顶板2-1上，且共有5组，每组包括沿前后方向设置的2个滑座用于容纳手臂7-1使得手臂7-1可以沿前后方向运动，同时手臂滑座2-6作为夹持系统7和顶座2之间的衔接环节，顶座2通过手臂滑座2-6可以直接带动夹持系统7做左右和上下运动。

如图4所示，为左右控制系统3的结构示意图，左右控制系统3由左右凸轮3-1、导套3-2和端盖3-3组成。左右凸轮3-1呈空心柱状，左右凸轮3-1的左端面螺栓联接有端盖3-3，左右凸轮3-1连同端盖3-3与底座1上的驱动轴1-8花键连接，左右凸轮3-1的侧面盘绕有连续的凸轮槽，如图5所示，图5的上方代表整个装置的前方，图5的左右方向即为整个装置的左右方向，该凸轮的柱面展开图从上到下依次为右移段(60°)、左休止段(120°)、左移段(60°)和右休止段(120°)4段行程；导套3-2滑套在凸轮槽中，用于带动顶座2沿左右方向运动；初始位置时，导套3-2位于左休止段开始处。

如图6所示，为上下控制系统4的结构示意图，上下控制系统4由上下凸轮4-1和上下顶杆4-2组成。上下凸轮4-1的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，如图7所示为从整个装置的右侧看，上下凸轮4-1按照逆时针方向转动，图7的上方代表整个装置的上方，图7的右边代表整个装置的前方，凸轮槽包括上升段(40°)、上休止段(60°)、下降段(40°)、下休止段(220°)4段行程，与上下凸轮4-1配套的传动装置为上下顶杆4-2；上下顶杆4-2竖直设置，且上下顶杆4-2的下端滑套在上下凸轮4-1侧面的凸轮槽中，上端滑套在顶座2上的长导杆2-4上，推动顶座2做上下运动；初始位置时，上下顶杆4-2位于上升段开始处前80°的位置。

如图8所示，为前后控制系统5的结构示意图，前后控制系统5由前后凸轮5-1、前后顶杆5-2、前后杠杆5-3和前后推杆5-4组成。前后凸轮5-1的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，如图9所示为从整个装置的左侧看，前后凸轮5-1按照顺时针方向转动，图9的上方代表整个装置的上方，图9的左边代表整个装置的前方，凸轮槽包括前进段(40°)、前休止段(220°)、后退段(40°)、后休止段(60°)4段行程，与前后凸轮5-1配套的传动装置包括前后顶杆5-2、前后杠杆5-3和前后推杆5-4；前后顶杆5-2沿前后方向设置，且前后顶杆5-2的一端滑套在前后凸轮5-1侧面的凸轮槽中；前后推杆5-4沿前后方向滑套设置，前后推杆5-4的一端设置有卡槽，并通过卡槽与前后横梁7-6卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统7左右和上下运动对前后推杆5-4前后运动状态的影响，使得无论夹持系统7在左右和上下方向如何变化，前后推杆5-4都能有效作用到前后横梁7-6进而推动夹持系统7做前后运动，前后推杆5-4上固定有滑块；前后杠杆5-3一端相对底座1铰接固定，前后杠杆5-3上设置有沿前后杠杆5-3杆体方向的导轨，前后顶杆5-2的另一端和前后推杆5-4上的滑块均滑套在前后杠杆5-3上的导轨内；初始位置时，前后顶杆5-2位于前进段开始处。

如图10所示，为松紧控制系统6的结构示意图，松紧控制系统6由松紧凸轮6-1、松紧顶杆6-2、松紧杠杆6-3和松紧推杆6-4组成。松紧凸轮6-1的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，如图11所示为从整个装置的右侧看，松紧凸轮6-1按照逆时针方向转动，图11的上方代表整个装置的上方，图11的右边代表整个装置的前方，该凸轮槽包括前进段(40°)、夹紧段(40°)、夹紧休止段(140°)、松开段(40°)、后退段(40°)、松开休止段(60°)6段行程，松紧凸轮6-1的凸轮槽可由前后凸轮5-1的凸轮槽前休止段(220°)再分出三段得出，即夹紧段(40°)、夹紧休止段(140°)、松开段(40°)，其余行程段与前后凸轮5-1的凸轮槽结构尺寸完全相同且与前后凸轮5-1背靠背同相位角螺栓固定在一起，目的是利用两个凸轮槽的结构差异形成手爪推拉杆7-2相对于手臂7-1的前后运动，并借助这种相对运动关系使得整个夹持系统7前后运动与手爪7-4松开夹紧动作有序进行，背靠背螺栓联接的方式目的是便于两个凸轮调整到同相位角实现绑定同步，并且节省空间，与前后控制系统5的传动装置类似，与松紧凸轮6-1配套的传动装置包括松紧顶杆6-2、松紧杠杆6-3和松紧推杆6-4；松紧顶杆6-2与前后顶杆5-2结构尺寸完全相同，也是相对底板1-1沿前后方向设置，且松紧顶杆6-2的一端滑套在松紧凸轮6-1侧面的凸轮槽中；松紧推杆6-4类似于前后推杆5-4，也是相对底座1沿前后方向滑套设置，松紧推杆6-4的一端也设置有卡槽并通过卡槽与松紧横梁7-7卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统7左右和上下运动对松紧推杆5-4前后运动状态的影响，使得无论夹持系统7在左右和上下方向如何变化，松紧推杆5-4都能有效作用到松紧横梁7-7进而推动手爪7-4做松开和夹紧动作，与前后推杆5-4不同的是，松紧推杆6-4滑块的安装位置距离前端的卡槽稍远些，使得松紧推杆6-4的卡槽比前后推杆5-4的卡槽稍靠前一些，目的是使两个卡槽相互错开地与相应的横梁卡接而不致发生横梁在前后位置的相互干涉，其余结构尺寸完全相同；松紧杠杆6-3与前后杠杆5-3结构尺寸和设置方式完全相同。

如图12所示，为夹持系统7的结构示意图，夹持系统7由5组夹持装置和2个连接横梁组成，夹持装置包括手臂7-1、手爪推拉杆7-2、连接短杆7-3、手爪7-4和手爪导杆7-5，连接横梁包括前后横梁7-6和松紧横梁7-7。手臂7-1滑套在顶座2上的手臂滑座2-6上并且手臂7-1沿前后方向伸出顶座2，手臂7-1前端沿手臂7-1长度方向设置有滑槽；手爪推拉杆7-2滑套在手臂7-1上的滑槽内，手爪推拉杆7-2的一端铰接两个连接短杆7-3，两个连接短杆7-3分别与两个手爪7-4铰接，手爪推拉杆7-2的另一端与松紧横梁7-7铰接固定连接；两片手爪7-4且均穿插在手爪导杆7-5上；手爪导杆7-5垂直于手臂7-1并固定在手臂7-1伸出顶座2的一端；前后横梁7-6横跨并铰接固定在5组手臂7-1上，用于推动所有手臂7-1并带动夹持系统7做前后运动；松紧横梁7-7横跨并固定在5组手爪推拉杆7-2上，用于推动所有手爪推拉杆7-2做前后运动并带动所有手爪7-4做松开和夹紧动作；由于同相位连接，所以初始位置时，松紧顶杆6-2也位于前进段开始处。

工作过程：

如图14所示，锻压区为140°，送料区为220°，送料初始位置为210°，即距180°下死点30°的位置，循环步进方向为顺时针，顺序完成前进(40°)、夹紧(40°)、上升(40°)、右移(60°)、下降(40°)、松开(40°)、后退(40°)和左移(60°)8个动作。机床主轴通过同步带带动同步轮1-9转动，同步轮1-9带动驱动轴1-8上的四个凸轮开始同步转动。

前进：初始位置时，机床滑块正处于上行阶段，开始进入送料区。此时前后凸轮5-1和松紧凸轮6-1同时开始进入前进段，其余凸轮进入休止段，由于前后凸轮5-1和松紧凸轮6-1在前进段结构尺寸完全相同，所以经过各自的杠杆增加行程后，由各自的推杆推动各自的横梁前移相同的位移，使得夹持系统7在前移过程中手爪7-4始终保持松开状态不变，最终夹持系统7到达前方极限位置，也就是锻件正上方。

夹紧：随后前后凸轮5-1进入前休止段，手臂7-1保持不动，松紧凸轮6-1开始进入夹紧段，手爪7-4开始闭合夹紧工件。

上升：随后上下凸轮4-1开始进入上升段，推动上下顶杆4-2并带动顶座2进而带动夹持系统7上抬至上极限位置。

右移：随后左右凸轮3-1开始进入右移段，推动顶座2并带动夹持系统7右移至右极限位置，即下一工位正上方处。

下降：随后上下凸轮4-1开始进入下降段，夹持系统7下降至下极限位置，准备放下工件。

松开：随后松紧凸轮6-1开始进入松开段，手爪7-4打开，松开工件。

后退：随后前后凸轮5-1和松紧凸轮6-1都开始进入后退段，夹持系统7在后退过程中手爪7-4始终保持松开状态不变，最终夹持系统7到达后方极限位置。

左移：随后左右凸轮3-1开始进入左移段，夹持系统7左移至左极限位置，即又回到初始位置，开始下一轮循环，实现工件自动化移位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种单机多工位热锻机械手，其特征在于：包括左右控制系统(3)、上下控制系统(4)、前后控制系统(5)、松紧控制系统(6)以及作为执行机构的夹持系统(7)，上述4个控制系统中各自配备有相应的凸轮和传动装置，4个控制系统的凸轮同轴转动并各自通过传动装置传动至夹持系统(7)，使得夹持系统(7)同时实现左右、上下、前后以及松紧4种运动；

所述单机多工位热锻机械手包括底座(1)和顶座(2)，所述底座(1)包括底板(1-1)，所述4个控制系统设置在底座(1)和顶座(2)之间，并且4个控制系统通过在底座(1)上水平设置的驱动轴(1-8)同步转动，所述夹持系统(7)滑套于顶座(2)上；以底座(1)上的底板(1-1)为基准面设定左右方向、上下方向和前后方向，所述左右方向与驱动轴(1-8)的轴向平行设置，所述上下方向垂直于底板(1-1)设置，所述前后方向与左右方向、上下方向均垂直设置；

所述底板(1-1)上安装有支撑导向装置和动力驱动装置，分别为4个控制系统提供支撑导向和动力驱动；支撑导向装置包括导向横梁(1-2)、驱动轴承座(1-3)、上下顶杆导向座(1-4)、前后松紧推杆导向座(1-5)、前后松紧顶杆导向座(1-6)和杠杆支撑座(1-7)；动力驱动装置包括驱动轴(1-8)和同步轮(1-9)，所述驱动轴(1-8)沿左右方向滚动支撑在驱动轴承座(1-3)上，所述同步轮(1-9)固定在驱动轴(1-8)一端；所述导向横梁(1-2)有前后2个且分别通过两个支架支撑从而平行相对且等高地沿左右方向架在底板(1-1)上；所述驱动轴承座(1-3)有左右两个，用于配合支撑驱动轴(1-8)；所述上下顶杆导向座(1-4)固定在右侧的驱动轴承座(1-3)上，上下顶杆导向座(1-4)上设置有上下方向的引导孔；所述前后松紧推杆导向座(1-5)和前后松紧顶杆导向座(1-6)结构相同且一上一下地固定在前面导向横梁(1-2)的右侧支架上，且前后松紧推杆导向座(1-5)和前后松紧顶杆导向座(1-6)上均设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔；所述杠杆支撑座(1-7)有左右并排的2个且固定在底板(1-1)上，杠杆支撑座(1-7)位于前后松紧顶杆导向座(1-6)上的引导孔的下方位置。

2.根据权利要求1所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述顶座(2)包括顶板(2-1)，顶板(2-1)下表面安装有导槽(2-2)、推柱(2-3)、长导杆(2-4)、导杆座(2-5)和手臂滑座(2-6)；所述导槽(2-2)有前后两排，与底座(1)上的2个导向横梁(1-2)相互匹配；所述推柱(2-3)上端固定在顶板(2-1)上且下端插有导套(3-2)；所述长导杆(2-4)通过导杆座(2-5)固定在顶板(2-1)上，且长导杆(2-4)沿左右方向布置；所述手臂滑座(2-6)固定在顶板(2-1)上且设置有前后方向的导向孔。

3.根据权利要求2所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述左右控制系统(3)包括柱状的左右凸轮(3-1)，驱动轴(1-8)穿过左右凸轮(3-1)柱状的端面，在左右凸轮(3-1)的侧面盘绕有连续的凸轮槽，凸轮槽的一端靠近左右凸轮(3-1)的左端面，凸轮槽的另一端靠近左右凸轮(3-1)的右端面。

4.根据权利要求1所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述上下控制系统(4)包括上下凸轮(4-1)，上下凸轮(4-1)的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与上下凸轮(4-1)配套的传动装置为上下顶杆(4-2)；所述上下顶杆(4-2)竖直设置，且上下顶杆(4-2)的下端滑套在上下凸轮(4-1)侧面的凸轮槽中，上下顶杆(4-2)的上端滑套在顶座(2)上的长导杆(2-4)上。

5.根据权利要求1所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述夹持系统(7)包括手臂(7-1)、手爪推拉杆(7-2)、连接短杆(7-3)、手爪(7-4)和手爪导杆(7-5)，所述手臂(7-1)滑套在顶座(2)上的手臂滑座(2-6)上并且手臂(7-1)沿前后方向伸出顶座(2)，所述手爪导杆(7-5)垂直于手臂(7-1)并固定在手臂(7-1)的前端，所述手臂(7-1)上固定有前后横梁(7-6)，手臂(7-1)前端沿手臂(7-1)长度方向设置有滑槽，所述手爪推拉杆(7-2)滑套在手臂(7-1)上的滑槽内，手爪推拉杆(7-2)的前端铰接两个连接短杆(7-3)，手爪推拉杆(7-2)的后端固定有松紧横梁(7-7)，两个连接短杆(7-3)分别与两个手爪(7-4)铰接，所述手爪(7-4)均穿插在手爪导杆(7-5)上。

6.根据权利要求5所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述前后控制系统(5)包括前后凸轮(5-1)，前后凸轮(5-1)的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与前后凸轮(5-1)配套的传动装置包括前后顶杆(5-2)、前后杠杆(5-3)和前后推杆(5-4)；所述前后顶杆(5-2)沿前后方向设置，且前后顶杆(5-2)的一端滑套在前后凸轮(5-1)侧面的凸轮槽中；所述前后推杆(5-4)沿前后方向滑套设置，前后推杆(5-4)的一端设置有卡槽，并通过卡槽与前后横梁(7-6)卡接，前后推杆(5-4)上固定有滑块；所述前后杠杆(5-3)一端相对底座(1)铰接固定，前后杠杆(5-3)上设置有沿前后杠杆(5-3)杆体方向的导轨，前后顶杆(5-2)的另一端和前后推杆(5-4)上的滑块均滑套在前后杠杆(5-3)上的导轨内。

7.根据权利要求6所述的单机多工位热锻机械手，其特征在于：所述松紧控制系统(6)包括松紧凸轮(6-1)，松紧凸轮(6-1)的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与松紧凸轮(6-1)配套的传动装置包括松紧顶杆(6-2)、松紧杠杆(6-3)和松紧推杆(6-4)；所述松紧顶杆(6-2)相对底板(1-1)沿前后方向设置，且松紧顶杆(6-2)的一端滑套在松紧凸轮(6-1)侧面的凸轮槽中；所述松紧推杆(6-4)相对底座(1)沿前后方向滑套设置，松紧推杆(6-4)的一端设置有卡槽，并通过卡槽与松紧横梁(7-7)卡接，松紧推杆(6-4)上固定有滑块；所述松紧杠杆(6-3)一端相对底座(1)铰接固定，松紧杠杆(6-3)上设置有沿松紧杠杆(6-3)杆体方向的导轨，松紧顶杆(6-2)的另一端和松紧推杆(6-4)上的滑块均滑套在松紧杠杆(6-3)上的导轨内。