CN104828707B - 一种热处理自动上下料设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热处理自动上下料设备，包括立柱、平移机构、升降机构、吊臂等。本发明具有自动化程度高、定位精确、工件筐损耗低等优点。1#小车装载着零件到达预设位置后，平移机构移动到工件筐正上方，升降机构将吊臂降下，吊臂在气缸推动下，将抓取杆和抓钩套在工件筐上，然后在平移机构和升降机构的带动下，将工件筐移动到工作台，待热处理加工完毕后，将工件筐移动到2#小车。该热处理自动上下料设备能改善现有起重机吊装工件的不足，减少了工具的浪费，节约了生产成本，使设备操作者免受人身伤害，具有很好的实用价值。

Description

一种热处理自动上下料设备及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种热处理设备，尤其是涉及一种热处理自动上下料设备及其操作方法。

背景技术

空调压缩机的整框定子，需要对其进行热处理。当前作业流程是：由工作人员操作起重机用钢丝吊索从1#小车上搬运至工作台，经热处理后再由工作台搬运至2#小车。这种转运上下料方式存在着如下问题：工件需要放置在工件筐内，1#小车和2#小车是自动运行和自动定位，人工放置吊索时有放偏的情形(包括吊索在工件筐上放偏以及吊索在吊钩上放偏)，导致工件筐起吊后受力不均匀导致变形，经过一段时候后，变形过大，导致工件筐无法继续使用；工件的重量非常大，即使使用起重机助力，吊起后调整方向也很困难；现场环境温度约为50℃，经过热处理之后的工件及工件筐的温度≥80℃，操作人员在现场很容易被烫伤。这种部件起吊转运方式不仅造成了极大地浪费，而且对操作者人身安全造成威胁，因此研发一种自动化程度高、精确度高、现场无需操作人员的自动化上下料装置是很有必要的。

发明内容

本发明目的是提供一种热处理自动上下料设备及其操作方法，以解决现有人工吊装操作定位不精确、工件筐易变形损坏、工具浪费大、操作者容易受伤等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种热处理自动上下料设备，包括立柱、平移机构、升降机构、吊臂；所述立柱上跨置有横梁，横梁端部设置有距离传感器，横梁顶部设置有平移机构；横梁下方设置有工作台，工作台一侧设置有1#小车，工作台另一侧设置有2#小车；

所述平移机构，包括设置在横梁顶部的平移轨道、平移小车，平移轨道内侧设置有固定的平移齿条，平移轨道上设置有平移小车，平移小车左右两侧设置有行走轮，平移小车前后两侧设置有限位扣，限位扣端部设置有限位滚轮；平移小车上设置有平移驱动电机和升降机构，平移驱动电机的输出轴与第一减速器连接，第一减速器的输出轴上设置有平移驱动齿轮，平移驱动齿轮与平移齿条啮合；

所述升降机构，包括设置在平移小车顶部的升降驱动电机、竖直贯穿平移小车的升降柱，升降柱侧面设置有多个升降滑轨，平移小车的对应位置设置有升降滑轨限位槽；升降柱侧面设置有升降齿条，升降柱底部设置有吊臂；升降驱动电机的输出轴与第二减速器连接，第二减速器输出轴与传动箱连接，传动箱的输出轴与升降驱动轴连接，升降驱动轴两端设置有升降驱动轴固定座，升降驱动轴上套设有升降驱动齿轮，升降驱动齿轮与升降齿条啮合；

所述吊臂，包括底座、转轴、气缸；所述底座两端对称设置有转轴，转轴两端通过立板固定在底座上；转轴上对称设置有转向板、转向套，转向板上设置有滑轮槽；转轴中部附近设置有气缸，气缸的进气管上设置有电磁阀，气缸内设置有气动推杆，气动推杆端部设置有C型推板，C型推板两侧设置有滑轮，滑轮设置在转向板的滑轮槽内；C型推板底部设置有翼板，翼板底部设置有横向滑轨，翼板端部与连杆一端铰接，连杆另一端与滑板座连接，滑板座底部设置有纵向滑轨，滑板座两端对称设置有滑板，滑板与转轴连接，滑板上设置有与转轴相吻合的凹槽；相邻的两个滑板之间的转轴上设置有抓取杆座，抓取杆座可沿转轴轴向滑动，抓取杆座顶部与限位轴的一端铰接，限位轴的另一端与转向套铰接；抓取杆座底部设置有抓取杆，抓取杆内侧设置有限位板，抓取杆底部设置有抓钩；底座两侧对称设置有零件检测装置。

作为优选，所述零件检测装置，包括框体，框体内设置有空腔，空腔内设置有滑块，滑块上设置有压杆，压杆和滑块之间设置有复位弹簧，压杆底部设置有压板，框体侧面设置有位置传感器。

作为优选，所述热处理自动上下料设备，还包括控制器、伺服系统和实时监测设备，伺服系统与平移驱动电机、升降驱动电机连接，所述1#小车、2#小车、距离传感器、伺服系统、电磁阀、零件检测装置、实时监测设备均与控制器连接。

作为优选，所述热处理自动上下料设备附近还设置有围栏。

上述热处理自动上下料设备的操作方法，包括如下步骤：

a.启动热处理自动上下料设备，设备依次对工作台、1#小车、2#小车、实时监测设备的工作状态进行监测，当工作台就绪、2#小车就位且2#小车上有空位时，设备驱动1#小车就位；

b.设备检测1#小车最上层工件筐的位置，随后驱动平移机构、升降机构和吊臂抓取1#小车最上层的工件筐，将工件筐移动到工作台上方后放下，工作台自动进行热处理，继续检测1#小车是否还有未抓取的工件筐，当1#小车上有未抓取的工件筐，则重复执行抓取1#小车当前最上层工件筐的动作；当1#小车上没有未抓取的工件筐，则召唤下一辆1#小车；

c.当工作台热处理完毕后，驱动平移机构、升降机构和吊臂，将热处理后的的工件筐吊至2#小车上方后放下，设备对2#小车是否有空余位置进行检测，当2#小车未装满且工作台上仍有工件筐，则重复执行从工作台上抓取工件筐的动作，当2#小车未装满且工作台上无工件筐，则驱动1#小车就位，重复b步骤；当2#小车已装满，则召唤下一辆2#小车；

d.设备启动后以及在每召唤一辆2#小车后，没有检测到停止工作指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备会不断重复上述操作；当检测到停止指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备自动停机。

本发明具有自动化程度高、定位精确、工件筐损耗低等优点。1#小车装载着零件到达预设位置后，平移机构移动到工件筐正上方，升降机构将吊臂降下，吊臂在气缸推动下，将抓取杆和抓钩套在工件筐上，然后在平移机构和升降机构的带动下，将工件筐移动到工作台，待热处理加工完毕后，将工件筐移动到2#小车。该热处理自动上下料设备能改善现有起重机吊装工件的不足，减少了工具的浪费，现场不用人工操作，能避免设备操作者被烫伤，该设备节约了生产成本，提高了生产效率，具有很好的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是平移机构和升降机构的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的左视图；

图5是吊臂的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是热处理自动上下料设备的操作方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明的结构示意图，图2是平移机构和升降机构的结构示意图，图3是图2的俯视图，图4是图2的左视图，图5是吊臂的结构示意图，图6是图5的俯视图。

由图可知，该热处理自动上下料设备，包括立柱1、平移机构4、升降机构5、吊臂6、控制器7等。其立柱1上跨置有横梁2，横梁2端部设置有距离传感器3，横梁2顶部设置有平移机构4。横梁2下方设置有工作台20，工作台20一侧设置有1#小车，工作台另一侧设置有2#小车。

平移机构4，包括设置在横梁2顶部的平移轨道41、平移小车42，平移轨道41内侧设置有固定的平移齿条43，平移轨道41上设置有平移小车42，平移小车42左右两侧设置有行走轮44，平移小车42前后两侧设置有限位扣45，限位扣45端部设置有限位滚轮46。平移小车42上设置有平移驱动电机47和升降机构5，平移驱动电机47的输出轴与第一减速器48连接，第一减速器48的输出轴上设置有平移驱动齿轮49，平移驱动齿轮49与平移齿条43啮合。

升降机构5，包括设置在平移小车42顶部的升降驱动电机51、竖直贯穿平移小车42的升降柱52，升降柱52侧面设置有多个升降滑轨53，平移小车42的对应位置设置有升降滑轨限位槽420。升降柱52侧面设置有升降齿条54，升降柱52底部设置有吊臂6。升降驱动电机51的输出轴与第二减速器55连接，第二减速器55输出轴与传动箱56连接，传动箱56的输出轴与升降驱动轴57连接，升降驱动轴57两端设置有升降驱动轴固定座58，升降驱动轴57上套设有升降驱动齿轮59，升降驱动齿轮59与升降齿条54啮合。

吊臂6，包括底座601、转轴602、气缸607等。底座601两端对称设置有转轴602，转轴602两端通过立板603固定在底座601上。转轴602上对称设置有转向板604、转向套605，转向板604上设置有滑轮槽606；转轴602中部附近设置有气缸607，气缸607的进气管608上设置有电磁阀609，气缸607内设置有气动推杆610，气动推杆610端部设置有C型推板611，C型推板611两侧设置有滑轮612，滑轮612设置在转向板604的滑轮槽606内。C型推板611底部设置有翼板613，翼板613底部设置有横向滑轨614，翼板613端部与连杆615一端铰接，连杆615另一端与滑板座616连接，滑板座616底部设置有纵向滑轨617，滑板座616两端对称设置有滑板618，滑板618与转轴602连接，滑板618上设置有与转轴602相吻合的凹槽619。相邻的两个滑板618之间的转轴602上设置有抓取杆座620，抓取杆座620可沿转轴602轴向滑动，抓取杆座620顶部与限位轴621的一端铰接，限位轴621的另一端与转向套605铰接。抓取杆座620底部设置有抓取杆622，抓取杆622内侧设置有限位板623，抓取杆622底部设置有抓钩624。底座601两侧对称设置有零件检测装置625。零件检测装置625，包括框体626，框体626内设置有空腔627，空腔627内设置有滑块628，滑块628上设置有压杆629，压杆629和滑块628之间设置有复位弹簧630，压杆629底部设置有压板631，框体626侧面设置有位置传感器632。

热处理自动上下料设备还包括控制器7、伺服系统8和实时监测设备，伺服系统8与平移驱动电机47、升降驱动电机51连接。距离传感器3、伺服系统8、电磁阀609、位置传感器632、实时监测设备均与控制器7连接。热处理自动上下料设备附近还设置有围栏9。

本实施例中控制器可以采用三菱的FX-3U PLC控制器，伺服系统中的驱动器可以选用三菱J4伺服驱动器，平移驱动电机和升降驱动电机可以选用伺服电动机。

图7是热处理自动上下料设备的操作方法的流程图。由图可知，该热处理自动上下料设备的操作方法，包括如下步骤：

a.启动热处理自动上下料设备，设备依次对工作台、1#小车、2#小车、实时监测设备的工作状态进行监测，当工作台就绪、2#小车就位且2#小车上有空位时，设备驱动1#小车就位；

b.设备检测1#小车最上层工件筐的位置，随后驱动平移机构、升降机构和吊臂抓取1#小车最上层的工件筐，将工件筐移动到工作台上方后放下，工作台自动进行热处理，设备继续检测1#小车是否还有未抓取的工件筐，当1#小车上有未抓取的工件筐，则重复执行抓取1#小车当前最上层工件筐的动作；当1#小车上没有未抓取的工件筐，则召唤下一辆1#小车；

c.当工作台热处理完毕后，驱动平移机构、升降机构和吊臂，将热处理后的的工件筐吊至2#小车上方后放下，设备对2#小车是否有空余位置进行检测，当2#小车未装满且工作台上仍有工件筐，则重复执行从工作台上抓取工件筐的动作，当2#小车未装满且工作台上无工件筐，则驱动1#小车就位，重复b步骤；当2#小车已装满，则召唤下一辆2#小车；

d.设备启动后以及在每召唤一辆2#小车后，没有检测到停止工作指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备会不断重复上述操作；当检测到停止指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备自动停机。

吊臂进行抓取的操作时，吊臂的气缸内的气动推杆伸出，气动推杆会带动C型推板和翼板在横向滑轨上滑动，滑轮在滑轮槽内向前滑动，转轴逆时针转动，翼板会带动连杆使滑板座和抓取杆座向外移动，抓取杆和抓钩向外移动的同时也会跟着转轴转动，抓取杆紧贴工件筐，抓钩深入工件筐内，牢牢的勾住工件筐，然后吊臂在平移机构和升降机构的带动下移动到指定位置。当完成抓取动作后，吊臂提升气缸的气动推杆缩回，抓取杆和抓钩沿转轴顺时针转动，吊臂脱离工件筐，平移机构和升降机构复位，以便进行下一次抓取。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种热处理自动上下料设备，包括立柱、平移机构、升降机构、吊臂；所述立柱上跨置有横梁，横梁端部设置有距离传感器，横梁顶部设置有平移机构；横梁下方设置有工作台，工作台一侧设置有1#小车，工作台另一侧设置有2#小车；

所述平移机构，包括设置在横梁顶部的平移轨道、平移小车，平移轨道内侧设置有固定的平移齿条，平移轨道上设置有平移小车，平移小车左右两侧设置有行走轮，平移小车前后两侧设置有限位扣，限位扣端部设置有限位滚轮；平移小车上设置有平移驱动电机和升降机构，平移驱动电机的输出轴与第一减速器连接，第一减速器的输出轴上设置有平移驱动齿轮，平移驱动齿轮与平移齿条啮合；

所述升降机构，包括设置在平移小车顶部的升降驱动电机、竖直贯穿平移小车的升降柱，升降柱侧面设置有多个升降滑轨，平移小车的对应位置设置有升降滑轨限位槽；升降柱侧面设置有升降齿条，升降柱底部设置有吊臂；升降驱动电机的输出轴与第二减速器连接，第二减速器输出轴与传动箱连接，传动箱的输出轴与升降驱动轴连接，升降驱动轴两端设置有升降驱动轴固定座，升降驱动轴上套设有升降驱动齿轮，升降驱动齿轮与升降齿条啮合；

所述吊臂，包括底座、转轴、气缸；所述底座两端对称设置有转轴，转轴两端通过立板固定在底座上；转轴上对称设置有转向板、转向套，转向板上设置有滑轮槽；转轴中部附近设置有气缸，气缸的进气管上设置有电磁阀，气缸内设置有气动推杆，气动推杆端部设置有C型推板，C型推板两侧设置有滑轮，滑轮设置在转向板的滑轮槽内；C型推板底部设置有翼板，翼板底部设置有横向滑轨，翼板端部与连杆一端铰接，连杆另一端与滑板座连接，滑板座底部设置有纵向滑轨，滑板座两端对称设置有滑板，滑板与转轴连接，滑板上设置有与转轴相吻合的凹槽；相邻的两个滑板之间的转轴上设置有抓取杆座，抓取杆座可沿转轴轴向滑动，抓取杆座顶部与限位轴的一端铰接，限位轴的另一端与转向套铰接；抓取杆座底部设置有抓取杆，抓取杆内侧设置有限位板，抓取杆底部设置有抓钩；底座两侧对称设置有零件检测装置。

2.根据权利要求1所述的热处理自动上下料设备，其特征是所述零件检测装置，包括框体，框体内设置有空腔，空腔内设置有滑块，滑块上设置有压杆，压杆和滑块之间设置有复位弹簧，压杆底部设置有压板，框体侧面设置有位置传感器。

3.根据权利要求1所述的热处理自动上下料设备，其特征是所述热处理自动上下料设备，还包括控制器、伺服系统和实时监测设备，伺服系统与平移驱动电机、升降驱动电机连接，所述1#小车、2#小车、距离传感器、伺服系统、电磁阀、零件检测装置、实时监测设备均与控制器连接。

4.根据权利要求1所述的热处理自动上下料设备，其特征是所述热处理自动上下料设备附近还设置有围栏。

5.一种热处理自动上下料设备的操作方法，包括如下步骤：

a. 启动热处理自动上下料设备，设备依次对工作台、1#小车、2#小车、实时监测设备的工作状态进行监测，当工作台就绪、2#小车就位且2#小车上有空位时，设备驱动1#小车就位；

b.设备检测1#小车最上层工件筐的位置，随后驱动平移机构、升降机构和吊臂抓取1#小车最上层的工件筐，将工件筐移动到工作台上方后放下，工作台自动进行热处理，设备继续检测1#小车是否还有未抓取的工件筐，当1#小车上有未抓取的工件筐，则重复执行抓取1#小车当前最上层工件筐的动作；当1#小车上没有未抓取的工件筐，则召唤下一辆1#小车；

c.当工作台热处理完毕后，驱动平移机构、升降机构和吊臂，将热处理后的的工件筐吊至2#小车上方后放下，设备对2#小车是否有空余位置进行检测，当2#小车未装满且工作台上仍有工件筐，则重复执行从工作台上抓取工件筐的动作，当2#小车未装满且工作台上无工件筐，则驱动1#小车就位，重复b步骤；当2#小车已装满，则召唤下一辆2#小车；

d.设备启动后以及在每召唤一辆2#小车后，没有检测到停止工作指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备会不断重复上述操作；当检测到停止指令或实时监测设备发出的危险或故障信号时，设备自动停机。