CN106399725A - 一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，属于稀土冶炼设备技术领域。技术方案是：一轴平行机械臂完成坩埚纵向移动至坩埚冶炼炉（7）的炉口，三轴转盘机械臂完成坩埚实现夹取、搅拌功能；四轴立载机器人行走车横向移动，并将坩埚放置到六轴转动盘（12）上；二轴垂直升降装置（3）操纵坩埚在坩埚冶炼炉内提料；五轴模具运送车（6）输送模具和模具内的液体变固体产品；六轴转动盘（12）将坩埚液体倾倒在模具内。本发明通过联动，实现了对稀土冶炼过程的炉内搅拌，坩埚液体提取和液体倾倒入模具，以及一台机器人行走为多台冶炼炉服务，从而避免了高温工作台对工人带来的伤害，提高了工作效率，节能环保。

Description

一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备

技术领域

本发明涉及一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，属于稀土冶炼设备技术领域。

背景技术

目前，国内稀土冶炼行业设备大都是人工原始冶炼技术，这种技术用于简单的冶炼炉工具，全部采用人工作业，对工人站在高温1600℃左右的炉台上作业，还对人的身体安全带来极大的危险性，每人各守一台炉冶炼，人工用夹具夹上炉内坩埚倾倒高温液体，费时，费力，由于人工在长距离的钢夹夹持下难以将坩埚内液体倒净或洒在地上，造成了人工、物料的极大浪费和严重危害人的身体健康和生命。

发明内容

本发明目的是提供一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，提高生产效率，避免产品损失，同时降低对工人的伤害，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，包含机器人行走轨道机、一轴平行机械手臂、二轴垂直升降装置、三轴转盘机械臂、四轴立载机器人行走车、五轴模具运送车、坩埚冶炼炉、坩埚倾倒装置和六轴转动盘；沿机器人行走轨道机一侧布置多台坩埚冶炼炉，坩埚冶炼炉上设有六轴转动盘；四轴立载机器人行走车设置在机器人行走轨道机上，一轴平行机械手臂、二轴垂直升降装置和三轴转盘机械臂设置在四轴立载机器人行走车上，并与坩埚连接；二轴垂直升降装置完成坩埚高度调整，一轴平行机械臂完成坩埚纵向移动至坩埚冶炼炉的炉口，三轴转盘机械臂完成坩埚实现夹取、搅拌功能；四轴立载机器人行走车横向移动，并将坩埚放置到六轴转动盘上；二轴垂直升降装置操纵坩埚在坩埚冶炼炉内提料；三轴转盘机械臂进行搅拌坩埚内液体；四轴立载机器人行走车在机器人行走轨道机上往复行走，为多台坩埚冶炼炉完成相同工作；坩埚冶炼炉旁设有五轴模具运送车和坩埚倾倒装置，五轴模具运送车输送模具，坩埚倾倒装置与六轴转动盘联动，实现出炉的坩埚向模具内倾倒液体。

所述六轴转动盘上设有坩埚夹具、夹杆及搅拌杆、支杆夹紧器和夹紧气缸，坩埚夹具的一端装有转紧器，另一端装有半圆弧的夹头，通过两根相同的支杆与夹杆夹紧器、夹紧气缸、夹杆及搅拌杆连接在一起；夹杆及搅拌杆夹紧时，取出坩埚，放松时，三轴转盘机械臂开始搅拌；六轴转动盘实现夹杆及搅拌杆的旋转搅拌；夹紧气缸设置在支杆夹紧器上方，驱动夹杆及搅拌杆夹紧坩埚。

坩埚冶炼炉上设有炉壁加温台，轴模具运送车包括模具、隔热装置、模具夹具、防倾翻吊具装置、模具支架、模具支撑架、敲打装置、支臂、驱动轮、工作平台、链条、被动轮和模具传动器；

炉壁加温台，是坩埚冶炼炉的外炉壁，利用外炉壁余热对模具预加热，保证模具质量；将坩埚内的液体分批次倒入模具内成型，脱模出产品；

模具外设有隔热装置，隔绝模具的高温；模具夹具的作用是固定模具，可拆卸，实现模具更换；模具设有防倾翻吊具装置，防止模具内倒入液体后倾翻；模具支撑架一端通过模具支架连接模具，另一端连接链条，模具支撑架随链条行走拖动模具行走；链条尾部安装敲打装置，当模具翻转到90°角时，敲打装置的敲打锤敲打模具，使模具内的产品脱模；链条为环形，两端分别设有驱动轮和被动轮，链条通过支臂连接模具支撑架，驱动轮为模具提供翻转动力，运送模具；

链条设置在工作平台上；上述模具传动器是五轴模具运送车的动力轮，通过伺服电机和智能控制拖动链条、模具支撑架及支撑架上的模具运转。

坩埚冶炼炉设有炼炉平台、旋转台、排气孔、冶炼阴极棒；坩埚倾倒装置包含圆孔架、坩埚转盘支撑架、坩埚和动连杆。

冶炼炉平台是坩埚冶炼炉顶部的工作平台，是坩埚冶炼炉炉体的一部分，冶炼炉平台上放置坩埚倾倒装置；将坩埚放在坩埚冶炼炉内，进行坩埚冶炼，通过电加热棒冶炼稀土；旋转台是电加热棒一端的旋转臂，根据冶炼过程不断调整运行角度；排气孔是设置在坩埚冶炼炉旁的排风孔，是将在冶炼过程中的废气，经环保处理后放空；电加热棒为冶炼阴极棒，通过电流产生热能，对炉内稀土进行冶炼；圆孔架上放置坩埚，安装在坩埚转盘支撑架上，用于坩埚倾倒液体；坩埚放置在坩埚冶炼炉内，内部放置稀土；传动连杆安装在伺服电机上的传动连杆，一端连接电机，另一端连接圆孔架，驱动圆孔架上的坩埚倾倒液体。

本发明的有益效果是：通过联动，实现了对稀土冶炼过程的炉内搅拌，坩埚液体提取和液体倾倒入模具，以及一台机器人行走为多台冶炼炉服务，从而避免了高温工作台对工人带来的伤害，提高了工作效率，避免产品损失，节能环保。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例的三轴转盘机械臂搅拌提取结构示意图；

图3是本发明实施例的五轴模具运送车及坩埚冶炼炉结构示意图；

图4是本发明实施例六轴转动盘联动的坩埚倾倒装置结构示意图；

图5是本发明图3的A部放大结构示意图；

图中：机器人行走轨道机1、一轴平行机械手臂2、二轴垂直升降装置3、三轴转盘机械臂4、四轴立载机器人行走车5、五轴模具运送车6、坩埚冶炼炉7、坩埚倾倒装置8、坩埚夹具9、夹杆及搅拌杆10、支杆夹紧器11、六轴转动盘12、夹紧气缸13、炉壁加温台14、模具15、隔热装置16、模具夹具17、防倾翻吊具装置18、模具支架19、模具支撑架20、敲打装置21、支臂22、驱动轮23、工作平台24、链条25、被动轮26、模具传动器27、冶炼炉平台28、坩埚冶炼29、旋转台30、排气孔31、冶炼阴极棒32、圆孔架33、坩埚转盘支撑架34、坩埚35、传动连杆36。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，包含机器人行走轨道机1、一轴平行机械手臂2、二轴垂直升降装置3、三轴转盘机械臂4、四轴立载机器人行走车5、五轴模具运送车6、坩埚冶炼炉7、坩埚倾倒装置8和六轴转动盘12；沿机器人行走轨道机1一侧布置多台坩埚冶炼炉7，坩埚冶炼炉7上设有六轴转动盘12；四轴立载机器人行走车5设置在机器人行走轨道机1上，一轴平行机械手臂2、二轴垂直升降装置3和三轴转盘机械臂4设置在四轴立载机器人行走车5上，并与坩埚35连接；二轴垂直升降装置3完成坩埚高度调整，一轴平行机械臂完成坩埚纵向移动至坩埚冶炼炉7的炉口，三轴转盘机械臂完成坩埚实现夹取、搅拌功能；四轴立载机器人行走车横向移动，并将坩埚放置到六轴转动盘12上；二轴垂直升降装置3操纵坩埚在坩埚冶炼炉7内提料；三轴转盘机械臂4进行搅拌坩埚内液体；四轴立载机器人行走车在机器人行走轨道机1上往复行走，为多台坩埚冶炼炉7完成相同工作；坩埚冶炼炉7旁设有五轴模具运送车6和坩埚倾倒装置8，五轴模具运送车6输送模具，坩埚倾倒装置8与六轴转动盘12联动，实现出炉的坩埚向模具内倾倒液体。

所述六轴转动盘12上设有坩埚夹具9、夹杆及搅拌杆10、支杆夹紧器11和夹紧气缸13，坩埚夹具的一端装有转紧器，另一端装有半圆弧的夹头，通过两根相同的支杆与夹杆夹紧器11、夹紧气缸13、夹杆及搅拌杆10连接在一起；夹杆及搅拌杆夹紧时，取出坩埚，放松时，三轴转盘机械臂4开始搅拌；六轴转动盘12实现夹杆及搅拌杆的旋转搅拌；夹紧气缸13设置在支杆夹紧器11上方，驱动夹杆及搅拌杆10夹紧坩埚。

坩埚冶炼炉7上设有炉壁加温台14，轴模具运送车6包括模具15、隔热装置16、模具夹具17、防倾翻吊具装置18、模具支架19、模具支撑架20、敲打装置21、支臂22、驱动轮23、工作平台24、链条25、被动轮26和模具传动器27；

炉壁加温台14，是坩埚冶炼炉7的外炉壁，利用外炉壁余热对模具预加热，保证模具质量；将坩埚内的液体分批次倒入模具15内成型，脱模出产品；

模具15外设有隔热装置16，隔绝模具的高温；模具夹具17的作用是固定模具15，可拆卸，实现模具更换；模具15设有防倾翻吊具装置18，防止模具内倒入液体后倾翻；模具支撑架20一端通过模具支架19连接模具，另一端连接链条25，模具支撑架20随链条行走拖动模具15行走；链条尾部安装敲打装置21，当模具15翻转到90°角时，敲打装置21的敲打锤敲打模具15，使模具内的产品脱模；链条为环形，两端分别设有驱动轮23和被动轮26，链条通过支臂22连接模具支撑架20，驱动轮23为模具15提供翻转动力，运送模具；

链条25设置在工作平台24上；上述模具传动器27是五轴模具运送车6的动力轮，通过伺服电机和智能控制拖动链条、模具支撑架及支撑架上的模具运转。

坩埚冶炼炉7设有炼炉平台28、旋转台30、排气孔31、冶炼阴极棒32；坩埚倾倒装置8包含圆孔架33、坩埚转盘支撑架34、坩埚35和传动连杆36。

冶炼炉平台28是坩埚冶炼炉7顶部的工作平台，是坩埚冶炼炉7炉体的一部分，冶炼炉平台28上放置坩埚倾倒装置8；将坩埚35放在坩埚冶炼炉7内，进行坩埚冶炼29，通过电加热棒冶炼稀土；旋转台30是电加热棒一端的旋转臂，根据冶炼过程不断调整运行角度；排气孔31是设置在坩埚冶炼炉7旁的排风孔，是将在冶炼过程中的废气，经环保处理后放空；电加热棒为冶炼阴极棒32，通过电流产生热能，对炉内稀土进行冶炼；圆孔架33上放置坩埚35，安装在坩埚转盘支撑架34上，用于坩埚倾倒液体；坩埚放置在坩埚冶炼炉7内，内部放置稀土；传动连杆36安装在伺服电机上的传动连杆，一端连接电机，另一端连接圆孔架33，驱动圆孔架上的坩埚倾倒液体。

更具体的实施方式：

所述一轴平行机械手臂2纵向移动，将三轴转盘机械臂4移动至坩埚冶炼炉7口，三轴转盘机械臂4实现夹取、搅拌功能；横向移动，移动到炉体的边缘，并将坩埚放置到六轴转动盘12上；五轴模具运送车6输送模具和模具内的液体变固体产品；六轴转动盘12将坩埚液体倾倒在模具内。

所述二轴垂直升降装置3将提取的坩埚直线移动离开坩埚冶炼炉口；

所述三轴转盘机械臂3上部装有气动夹紧装置，用于夹取和上下提取坩埚冶炼炉中的坩埚；当气动夹紧装置放松后，实现第二种功能，搅拌坩埚内液体；当冶炼完成时，自动锁紧夹紧装置，将坩埚从坩埚冶炼炉内夹出；

所述四轴立载机器人行走车5在机器人行走轨道机1上行走，为多台坩埚冶炼炉完成上述相同任务；

所述五轴模具运送车6是将灌满模具的产品通过链条传动定时运转，并通过定时数分钟后将模具转动到轨道头部90度角时，产品通过安装在头部的敲打锤将产品倒出，再将产品运走；

所述六轴转动盘是由一个小于坩埚直径圆的翻转盘，两边装有转动轴和自动驱动电机，专门用于倾倒坩埚内的液体，通过溢流槽倾入模具内，并进行间断的重复的倾倒，完成数台模具的灌充；

链条上装有支臂，前端装有模具夹具，在链条转动时一并运行，支臂上装有隔热装置；模具在链条运行前放置在坩埚冶炼炉壁旁，通过传导热对模具进行预热，便于脱模；模具倾倒产品的敲打装置是放置在轨道机90度角同链条平行，通过气缸加弹簧的装置，定时敲打模具底部，使产品倒出；

支撑杆同放置模具支架的长度等大，并在模具支架与支杆间装有隔热材料装置；上下提料杆具备两种功能，上下提料功能和半圆旋转的搅拌功能，是一个两者兼备的装置，通过气动两杆型三动齿轮实现；脱模时控制链条方向；轨道翻转时，倾倒产品时，通过托轮装在头部的装置进行翻转；模具需提前预热，预热的方法是利用炉体壁上的余热，将模具放置在炉体旁，进行传导加热；在模具和坩埚夹具的使用过程中，增加耐热铝箔；在板式链条机的链轨上利用链节装有支杆模具套；在产品模具的支撑架上装有防倾翻吊具装置，保证运转时的平衡性；链条上装有双孔连接板驱动，一面同模具架上的空相匹配，另一面同在链条上装有结构件相匹配，结构上保证支架和模具产品正常运转时的平衡性。

Claims (5)

1.一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，其特征在于：包含机器人行走轨道机（1）、一轴平行机械手臂（2）、二轴垂直升降装置（3）、三轴转盘机械臂（4）、四轴立载机器人行走车（5）、五轴模具运送车（6）、坩埚冶炼炉（7）、坩埚倾倒装置（8）和六轴转动盘（12）；沿机器人行走轨道机（1）一侧布置多台坩埚冶炼炉（7），坩埚冶炼炉（7）上设有六轴转动盘（12）；四轴立载机器人行走车（5）设置在机器人行走轨道机（1）上，一轴平行机械手臂（2）、二轴垂直升降装置（3）和三轴转盘机械臂（4）设置在四轴立载机器人行走车（5）上，并与坩埚（35）连接；二轴垂直升降装置（3）完成坩埚高度调整，一轴平行机械臂完成坩埚纵向移动至坩埚冶炼炉（7）的炉口，三轴转盘机械臂完成坩埚实现夹取、搅拌功能；四轴立载机器人行走车横向移动，并将坩埚放置到六轴转动盘（12）上；二轴垂直升降装置（3）操纵坩埚在坩埚冶炼炉（7）内提料；三轴转盘机械臂（4）进行搅拌坩埚内液体；四轴立载机器人行走车在机器人行走轨道机（1）上往复行走，为多台坩埚冶炼炉（7）完成相同工作；坩埚冶炼炉（7）旁设有五轴模具运送车（6）和坩埚倾倒装置（8），五轴模具运送车（6）输送模具，坩埚倾倒装置（8）与六轴转动盘（12）联动，实现出炉的坩埚向模具内倾倒液体。

2.根据权利要求1所述的一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，其特征在于：所述六轴转动盘（12）上设有坩埚夹具（9）、夹杆及搅拌杆（10）、支杆夹紧器（11）和夹紧气缸（13），坩埚夹具的一端装有转紧器，另一端装有半圆弧的夹头，通过两根相同的支杆与夹杆夹紧器（11）、夹紧气缸（13）、夹杆及搅拌杆（10）连接在一起；夹杆及搅拌杆夹紧时，取出坩埚，放松时，三轴转盘机械臂（4）开始搅拌；六轴转动盘（12）实现夹杆及搅拌杆的旋转搅拌；夹紧气缸（13）设置在支杆夹紧器（11）上方，驱动夹杆及搅拌杆（10）夹紧坩埚。

3.根据权利要求1所述的一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，其特征在于：坩埚冶炼炉（7）上设有炉壁加温台（14），轴模具运送车（6）包括模具（15）、隔热装置（16）、模具夹具（17）、防倾翻吊具装置（18）、模具支架（19）、模具支撑架（20）、敲打装置（21）、支臂（22）、驱动轮（23）、工作平台（24）、链条（25）、被动轮（26）和模具传动器（27）；

炉壁加温台（14），是坩埚冶炼炉（7）的外炉壁，利用外炉壁余热对模具预加热，保证模具质量；将坩埚内的液体分批次倒入模具（15）内成型，脱模出产品；

模具（15）外设有隔热装置（16），隔绝模具的高温；模具夹具（17）的作用是固定模具（15），可拆卸，实现模具更换；模具（15）设有防倾翻吊具装置（18），防止模具内倒入液体后倾翻；模具支撑架（20）一端通过模具支架（19）连接模具，另一端连接链条（25），模具支撑架（20）随链条行走拖动模具（15）行走；链条尾部安装敲打装置（21），当模具（15）翻转到90°角时，敲打装置（21）的敲打锤敲打模具（15），使模具内的产品脱模；链条为环形，两端分别设有驱动轮（23）和被动轮（26），链条通过支臂（22）连接模具支撑架（20），驱动轮（23）为模具（15）提供翻转动力，运送模具；

链条（25）设置在工作平台（24）上；上述模具传动器（27）是五轴模具运送车（6）的动力轮，通过伺服电机和智能控制拖动链条、模具支撑架及支撑架上的模具运转。

4.根据权利要求1或2所述的一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，其特征在于：坩埚冶炼炉（7）设有炼炉平台（28）、旋转台（30）、排气孔（31）、冶炼阴极棒（32）；坩埚倾倒装置（8）包含圆孔架（33）、坩埚转盘支撑架（34）、坩埚（35）和动连杆（36）。

5.根据权利要求4所述的一种六轴联动稀土冶炼搅拌、提料成型机器人设备，其特征在于：冶炼炉平台（28）是坩埚冶炼炉（7）顶部的工作平台，是坩埚冶炼炉（7）炉体的一部分，冶炼炉平台（28）上放置坩埚倾倒装置（8）；将坩埚（35）放在坩埚冶炼炉（7）内，进行坩埚冶炼（29），通过电加热棒冶炼稀土；旋转台（30）是电加热棒一端的旋转臂，根据冶炼过程不断调整运行角度；排气孔（31）是设置在坩埚冶炼炉（7）旁的排风孔，是将在冶炼过程中的废气，经环保处理后放空；电加热棒为冶炼阴极棒（32），通过电流产生热能，对炉内稀土进行冶炼；圆孔架（33）上放置坩埚（35），安装在坩埚转盘支撑架（34）上，用于坩埚倾倒液体；坩埚放置在坩埚冶炼炉（7）内，内部放置稀土；传动连杆（36）安装在伺服电机上的传动连杆，一端连接电机，另一端连接圆孔架（33），驱动圆孔架上的坩埚倾倒液体。