CN104759573B - 一种机器人夹持自动化模锻系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人夹持自动化模锻系统，包括程控模锻锤、工业机器人、上料传输链带、下料传输链带、手爪和脱模辅助装置等。生产过程工业机器人始终夹持工件，由手爪来缓解生产过程冲击力。上料传输链带具有工件定位、筛选功能。通过安装在模具上的脱模辅助装置来辅助工业机器人脱模。本发明尤其适合多模腔连续锻打的锻造生产，同时也适合单模腔生产，降低了工人劳动强度，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人模锻系统，尤其是一种一种机器人夹持自动化模锻系统，属于生产自动化领域。
背景技术
锻造零件在工业应用中非常广泛，锻造毛坯往往是机械零件加工的第一道工序。锻造毛坯的加工质量和生产效率直接影响到产品的合格率和生产效率。锻造生产是在金属灼热(温度甚至超过1000℃的高温)的情况下进行，锻造生产的粉尘和热辐射带来恶劣的工作环境，且国内的锻造生产绝大部分是由人工完成，人工长时间生产产生疲劳影响生产效率，同时带来生产事故。锻造劳动力短缺以及劳动力成本的增加促使机器人代替人工完成自动化锻造生产势在必行。
专利公开号为203695856U和102389938A的两个专利针对以上问题，提出了锻造生产自动化线，采用机器人在各个工序间转移工件。锻造的流程如下：机器人从传输带上拿到工件后，把工件放到锻造机模具上，机器人手爪离开锻造机的工作空间后锻造机开始锻打工件，锻打结束后机器人取走工件。由于机器人放置工件后离开锻造机的工作空间，无法对被锻工件再次精确夹持，粗精多模腔的模锻就是因为工件一次精确精锻无法到位，通过分次打击逐步变形而成，工件在后道工位放置不到位，会影响精锻的效果；同时，此类型的锻造自动化生产系统生产效率相对较低。因此，此类型生产系统只适用于只有一个模腔且锻造后工件具有相对规则形状以方便机器人抓取的工件。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种机器人夹持自动化模锻装置，解决现有自动化生产系统的生产效率不高问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种机器人夹持自动化模锻系统，解决现有问题。
本发明提供了一种机器人夹持模锻自动化系统，包括程控模锻锤、工业机器人、手爪、上传输链带、下传输链带、多模腔模具和脱模辅助装置；所述脱模辅助装置安装在多模腔模具上，所述手爪与所述工业机器人连接，所述上料传输链带和所述下料传输链带分别位于所述多模腔模具的两侧，在所述机器人夹持模锻自动化系统工作过程中，所述工业机器人带动所述手爪从所述上料传输链带取工件，将所述工件送至所述多模腔模具，由所述程控模锻锤对所述工件进行锻造后，所述工业机器人将所述工件送至所述下料传输链带，然后所述工业机器人带动所述手爪移至所述上料传输链带取下一个工件，进行下一个工件锻造。
进一步地，所述工业机器人通过数字输入/输出接口或总线与所述程控模锻锤进行通讯，向所述程控模锻锤发送指令或告知工作状态。
进一步地，所述工业机器人带动所述手爪从所述上料传输链带取工件、将所述工件送至所述多模腔模具锻造、锻造完成后将所述工件送至所述下料传输链带的过程中，所述手爪始终夹持工件。
进一步地，所述多模腔模具具有粗锻工位和精锻工位，锻造过程为先在所述粗锻工位完成粗锻后，经脱模辅助装置脱模，再移至所述精锻工位进行精锻。
进一步地，所述上料传输链带包括链带、支架、定位棒、红外温度传感器和传感器控制器，当所述红外温度传感器检测到外界的温度在窗口温度范围内时，经过延时后，工件完全到达所述定位棒，由所述传感控制器发出命令，通知所述工业机器人取工件，同时所述链带停止运动。
进一步地，所述多模腔模具具有模腔，每个所述模腔配置一个所述脱模辅助装置，每个所述脱模辅助装置包括放置工件的平板、位于所述平板下方的压缩弹簧、位于所述压缩弹簧两侧并穿过所述平板的高度调节螺栓、嵌套在所述压缩弹簧内的松紧调节螺栓；所述平板的上表面和所述多模腔模具的上表面在同一平面，所述平板的高度由所述高度调节螺栓调节，脱模力的大小由所述松紧调节螺栓调节。
进一步地，当所述程控模锻锤锻压工件时，所述工件发生形变充满所述多模腔模具的所述模腔；同时所述工件的端部下移使所述平板下移并且压缩所述压缩弹簧产生反弹力，当所述多模腔模具上升时，所述压缩弹簧产生的反弹力使所述工件脱模。
进一步地，所述手爪取工件时手爪呈刚性，实现夹紧工件；当进行锻压时所述手爪为柔性，实现缓冲冲击力。
进一步地，所述手爪具有多个方向力的缓冲作用，能够缓解锻造过程中各个方向产生的冲击力。
进一步地，所述手爪的冲击力的缓冲由缓冲气缸完成，所述手爪的夹紧由夹紧气缸完成。
本发明中工业机器人从上料传输链带取工件送到程控模锻锤，经过粗锻和精锻后，送到下料传输链带。锻造过程手爪始终夹持工件，能够缓冲锻造过程产生的冲击力。脱模辅助装置锻造结束后辅助工业机器人完成工件脱模。
本发明所述上料传输链带具有工件位置定位功能，能够适应不同尺寸的工件，以方便工业机械手抓取；同时具有窗口温度检测功能，通过窗口温度检测告知工业机器人是否有工件待取，以及工件温度是否符合锻造要求。
本发明专利所述的手爪具有多个方向力的缓冲作用，能够缓解锻造过程中各个方向产生的冲击力。手爪取工件时手爪为刚性，当进行锻压时利用气缸内气体的可压缩性实现冲击力的缓冲。
本发明专利所述的脱模辅助装置安装在程控模锻锤模具上，锻压时工件的一端由手爪抓牢，另一端放置在脱模辅助装置上，利用锻压过程中工件变形产生的弹簧反作用力实现辅助脱模功能。
本发明专利提供一种夹持锻打机器人自动化锻造系统，系统具有自动完成上料、下料、夹持锻造功能。系统代替人工锻造，消除了安全隐患，改善了人作业环境，同时提高了工作效率。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明实施例的机器人夹持自动化模锻系统示意图；
图2是本发明实施例的上料传输链带示意图；
图3是本发明实施例的机器人夹持自动化模锻系统的手爪示意图；
图4是本发明实施例的机器人夹持自动化模锻系统的脱模辅助装置示意图。
具体实施方式
如图1，本实施例提供了一种机器人夹持自动化模锻系统，包括程控模锻锤11、工业机器人12、手爪13、上料传输链带14、下料传输链带15和脱模辅助装置16，多模腔模具17、工件18。手爪13通过法兰安装到所述工业机器人12末端上，工业机器人12带动手爪13夹持工件的一端，完成在所述上料传输链带14取工件、程控模锻锤11在多模腔模具上进行粗锻和精锻，加工完成的工件送到下料传输带15下料工位。相对于工业机器人12，脱模辅助装置16安装在多模腔模具17的远离工业机器人12的一面。锻造时工件18的一端由手爪13抓取，另外一端放置在脱模辅助装置16上。上料传输链带14和下料传输链带15安装在多模腔模具17的两侧。工业机器人12和程控模锻锤11之间采用数字输入/输出接口或总线方式进行通讯，发送指令或告知对方工作状态。
自动化锻造过程如下：当上料传输链带14上有工件被定位，窗口温度检测装置发送检测温度结果给工业机器人12，温度高于下限温度表示有工件到工位，通知工业机器人12取工件，若温度高于上限温度，工业机器人12把工件送到程控模锻锤11进行锻造，若温度低于上限温度，工业机器人12把工件抛弃。
工业机器人12首先把工件送到多模腔模具17的粗锻工位，锻造后在脱模辅助装置16的辅助下脱模，把工件移到多模模具17的精锻工位进行锻造。精锻结束后工业机器人12把工件放到下料传输链带15上，完成一个工件的锻造，整个过程手爪始终夹持工件。
上料传输链带14结构示意图如图2所示，包括链带21、支架25、定位棒22、红外温度传感器23和传感器控制器24。当红外温度传感器23检测到外界的温度在窗口温度范围内时，经过一定的延时，待工件完全到达定位棒22时，通知工业机器人12取工件，同时链带21停止运动。控制命令由传感器控制器24发出。
脱模辅助装置16如图3所示，脱模辅助装置16安装在模具17上，每个模腔35配置一个脱模辅助装置，每个脱模辅助装置16包括放置工件的平板31、压缩弹簧32、平板31的高度调节螺栓34、压缩弹簧32的松紧调节螺栓33。平板31的上表面和模具17的上表面在同一平面，平板31的高度由高度调节螺栓34来调节。当程控模锻锤打下时，工件18发生形变充满模腔；同时工件的端部下移使平板31下移并且弹簧产生反弹力。当程控模段锤回升时，弹簧产生的反弹力使工件脱模，从而起到辅助脱模的功能。调节螺栓33可以调节脱模力的大小。
手爪的示意图如图4所示，手爪具有缓解冲击力功能。冲击力的缓解和夹紧力主要由冲击缓冲气缸41和夹紧气缸42完成。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，包括程控模锻锤、工业机器人、手爪、上料传输链带、下料传输链带、多模腔模具和脱模辅助装置；所述脱模辅助装置安装在多模腔模具上，所述手爪与所述工业机器人连接，所述上料传输链带和所述下料传输链带分别位于所述多模腔模具的两侧，在所述机器人夹持模锻自动化系统工作过程中，所述工业机器人带动所述手爪从所述上料传输链带取工件，将所述工件送至所述多模腔模具，由所述程控模锻锤对所述工件进行锻造后，所述工业机器人将所述工件送至所述下料传输链带，然后所述工业机器人带动所述手爪移至所述上料传输链带取下一个工件，进行下一个工件锻造；所述上料传输链带包括链带、支架、定位棒、红外温度传感器和传感器控制器，当所述红外温度传感器检测到外界的温度在窗口温度范围内时，经过延时后，工件完全到达所述定位棒，由所述传感控制器发出命令，通知所述工业机器人取工件，同时所述链带停止运动。
2.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述工业机器人通过数字输入/输出接口或总线与所述程控模锻锤进行通讯，向所述程控模锻锤发送指令或告知工作状态。
3.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述工业机器人带动所述手爪从所述上料传输链带取工件、将所述工件送至所述多模腔模具锻造、锻造完成后将所述工件送至所述下料传输链带的过程中，所述手爪始终夹持工件。
4.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述多模腔模具具有粗锻工位和精锻工位，锻造过程为先在所述粗锻工位完成粗锻后，经脱模辅助装置脱模，再移至所述精锻工位进行精锻。
5.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述多模腔模具具有模腔，每个所述模腔配置一个所述脱模辅助装置，每个所述脱模辅助装置包括放置工件的平板、位于所述平板下方的压缩弹簧、位于所述压缩弹簧两侧并穿过所述平板的高度调节螺栓、嵌套在所述压缩弹簧内的松紧调节螺栓；所述平板的上表面和所述多模腔模具的上表面在同一平面，所述平板的高度由所述高度调节螺栓调节，脱模力的大小由所述松紧调节螺栓调节。
6.如权利要求5所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，当所述程控模锻锤锻压工件时，所述工件发生形变充满所述多模腔模具的所述模腔；同时所述工件的端部下移使所述平板下移并且压缩所述压缩弹簧产生反弹力，当所述多模腔模具上升时，所述压缩弹簧产生的反弹力使所述工件脱模。
7.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述手爪取工件时手爪呈刚性，实现夹紧工件；当进行锻压时所述手爪为柔性，实现缓冲冲击力。
8.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述手爪具有多个方向力的缓冲作用，能够缓解锻造过程中各个方向产生的冲击力。
9.如权利要求1所述的一种机器人夹持模锻自动化系统，其特征在于，所述手爪的冲击力的缓冲由缓冲气缸完成，所述手爪的夹紧由夹紧气缸完成。
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