CN110238340B - 智能装夹锻造系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻造设备技术领域，具体公开了一种智能装夹锻造系统，包括装夹单元、锻造单元和冷却单元，所述装夹单元包括基座、旋转机构和锻造机械手，所述旋转机构安装在基座上，旋转机构用于驱动锻造机械手以基座为中心作周向旋转；所述锻造单元包括锻压机和锻造台；所述冷却单元包括升降驱动元件和降温机构，升降驱动元件用于驱动降温机构作竖直运动，降温机构用于对锻造机械手进行冷却降温处理。本方案通过设置冷却单元对锻造机械手进行降温，无需采用人工喷水降温的方式，提高了锻造系统的自动化程度，降温速度快，更安全高效。
Description
技术领域
本发明属于锻造设备技术领域，具体公开了一种智能装夹锻造系统。
背景技术
锻造工艺包括对锻坯的加热、转移、镦粗、锻压、喷墨及冷却等生产过程。由于现场环境恶劣，危险系数高，生产时间长等因素，智能锻造生产线已经必不可少，使用工业机器人代替人工劳动力已经成为一种必然趋势。其中，锻造机械手是一种模仿人手动作，按预定程序工作的智能化操作装置，它能在高温、高压和粉尘等特殊环境中代替人进行操作，在锻造生产过程中用以夹持锻坯，完成连续上料、翻转、下料等危险性高、简单重复性、劳动强度高的工作，提高生产效率。
在实际生产过程中，锻造机械手会发生故障失灵等状况，此时需要工人及时进行检修，排出故障，以免延误生产进度。但是，此时的锻造机械手处于高温工作环境，特别是夹持部位，工人无法靠近，需要待生产现场及锻造机械手温度降下来之后，工人才方便对其进行检修，这样会花费大量的时间。目前的解决方式是工人先手持喷枪对锻造机械手喷水冷却，但是由于锻造机械手体积庞大，需要花费大量的水和很长时间才能将温度降下来，浪费水资源，且喷水冷却过程中，由于锻造机械手处于高温，向其喷水容易产生大量温度较高的水蒸汽，水蒸汽弥漫容易烫伤工人，所以人工喷水降温的方式比较危险。
发明内容
本发明的目的在提供一种智能装夹锻造系统，以解决如何快速、安全地对发生故障的锻造机械手进行降温冷却的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种智能装夹锻造系统，包括装夹单元、锻造单元和冷却单元，所述装夹单元包括基座和安装在基座上的锻造机械手；所述锻造单元包括锻压机和锻造台，锻造台包括底座和工作台，所述基座和底座相邻设置，所述工作台与底座转动连接；所述底座中设有柱形空腔，所述冷却单元设置在柱形空腔中；所述冷却单元包括升降驱动元件和降温机构，升降驱动元件用于驱动降温机构作竖直运动，降温机构用于对锻造机械手进行冷却降温处理。
本基础方案的工作原理和有益效果在于：当锻造机械手发生故障时，工作台转动使底座中的柱形空腔暴露，启动冷却单元中的升降驱动元件，驱动降温机构上升，对锻造机械手进行降温，待锻造机械手温度降下来之后，方便工人对其进行检修。与现有技术相比，本方案通过设置冷却单元对锻造机械手进行降温，无需采用人工喷水降温的方式，提高了锻造系统的自动化程度，降温速度快，更安全高效；同时，将冷却单元设置在锻造台中，通过空间的合理化运用，可节省空间，减小设备的占地面积。
进一步，所述降温机构包括固定座和升降座，固定座位于升降座的下方，升降驱动元件安装在固定座中，升降座的上端设有环形架，环形架的内壁设有若干周向均匀分布的喷枪，喷枪的喷口均朝向环形架的中心。
由于锻造机械手的夹持端直接与高温锻坯接触，且接触频繁，所以锻造机械手的夹持端温度长时间处于高温状态，也最容易出现故障问题；本方案中，升降座上升后，环形架可包围锻造机械手的夹持端，针对性对锻造机械手的夹持端进行降温处理，且环形架的内壁设有若干周向均匀分布的喷枪，可从多个方向对锻造机械手的夹持端进行降温，提高降温速度。
进一步，所述降温机构包括从下至上依次设置的固定座、升降座和滑动座，升降驱动元件安装在固定座中，升降座的上方设有环形滑槽，滑动座的底部设有滑块，滑块滑动连接在环形滑槽中，滑动座上安装有喷枪。
本方案中，升降座上升后，使滑动座沿着环形滑槽旋转，从而使喷枪围绕锻造机械手的夹持端旋转，对其进行降温，保证锻造机械手的夹持端得到全面降温。
进一步，所述升降座的底部设有集水口，所述固定座的底部设有出水口，集水口和出水口之间连接有水管。
在对锻造机械手进行降温处理的过程中，喷枪喷出的水会落到升降座中，然后通过集水口、水管和出水口，统一进行收集回收，从而实现水资源的回收和，节约用水。
进一步，所述固定座的底部设有用于带动固定座移动的行走机构，所述底座的侧壁设有两个开口，两个开口之间设有环形的行走轨道，行走轨道环绕装夹单元的基座设置。
本方案中，行走机构和行走轨道的设置，使得冷却单元可以环绕装夹单元移动，无论锻造机械手暂停在哪个位置，都能都对其进行冷却降温。
进一步，所述工作台铰接在底座上，底座旁设有接料箱。
当升降驱动元件驱动降温机构上升时，可以推动工作台翻转，从而使工作台上的锻坯自动落入底座旁的接料箱中，然后可将锻坯送回加热炉中，进行保温。
进一步，所述装夹单元还包括旋转机构，所述旋转机构安装在基座上，旋转机构用于驱动锻造机械手以基座为中心作周向旋转。本方案中，锻造机械手在旋转机构的驱动下，可以进行360°旋转，便于对锻坯进行抓取、上料和下料。
进一步，所述旋转机构包括与基座转动连接的旋转台和用于驱动旋转台转动的旋转电机，锻造机械手安装在旋转台上。本方案中，通过旋转台和旋转电机的设置，从而实现锻造机械手方位的转动。
进一步，所述锻造机械手包括角度可自由调整的机械臂和夹持机构，夹持机构包括夹爪和夹紧油缸。本方案中，夹紧油缸驱动夹爪动作，实现对锻坯的夹持。
进一步，所述机械臂包括相互铰接的大臂和小臂，大臂的上端与小臂的后端铰接，夹持机构安装在小臂的前端；所述旋转台上设有铰接座，大臂的下端铰接在铰接座上；旋转台上还设有用于驱动大臂摆动的伸缩驱动元件，伸缩驱动元件的驱动端与大臂铰接，伸缩驱动元件远离驱动端的一端与旋转台铰接。
附图说明
图1为本发明实施例一的立体图；
图2为本发明实施例一中冷却单元的纵向剖视图；
图3为图2所示的冷却单元中升降座上升时的状态示意图；
图4为本发明实施例二中冷却单元的纵向剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：基座11、旋转台12、大臂13、小臂14、夹爪15、伸缩驱动元件16、底座21、工作台22、开口23、接料箱3、升降驱动元件41、固定座42、出水口421、升降座43、集水口431、环形架44、喷枪45、行走机构46、滑动座47、环形滑槽48、滑块49、行走轨道5、水管6。
实施例一：
基本如附图1所示：
一种智能装夹锻造系统，包括装夹单元、锻造单元和冷却单元，装夹单元包括基座11、旋转机构和安装在基座11上的锻造机械手。旋转机构包括与基座11转动连接的旋转台12和用于驱动旋转台12转动的旋转电机(图中未示出)，旋转台12为圆柱形，旋转台12的上端面与基座11的上端面持平，旋转电机位于基座11中，旋转电机的输出端与旋转台12相连接，可驱动旋转台12自转。锻造机械手包括角度可自由调整的机械臂和夹持机构，夹持机构包括夹爪15和用于驱动夹爪15动作的夹紧油缸(图中未示出)，机械臂包括相互铰接的大臂13和小臂14，大臂13的上端与小臂14的后端铰接，夹持机构安装在小臂14的前端，旋转台12上设有铰接座，大臂13的下端铰接在铰接座上，旋转台12上还设有用于驱动大臂13摆动的伸缩驱动元件16，伸缩驱动元件16可以采用伸缩气缸或者伸缩油缸，伸缩驱动元件16的驱动端与大臂13铰接，伸缩驱动元件16远离驱动端的一端与旋转台12铰接。旋转台12转动时带动锻造机械手旋转，便于对锻坯进行抓取、上料和下料。
锻造单元包括锻压机(图中未示出)和锻造台，锻造台包括底座21和工作台22，基座11和底座21相邻设置，工作台22与底座21转动连接，工作台22铰接在底座21上，底座21旁设有接料箱3，当升降驱动元件41驱动降温机构上升时，可以推动工作台22翻转，从而使工作台22上的锻坯自动落入底座21旁的接料箱3中，可将锻坯送回加热炉中，进行保温；底座21中开设有上端开口的柱形空腔，冷却单元设置在柱形空腔中。
如图2和图3所示，冷却单元包括升降驱动元件41和降温机构，升降驱动元件41用于驱动降温机构作竖直运动，降温机构用于对锻造机械手进行冷却降温处理，具体的，降温机构包括固定座42和升降座43，固定座42位于升降座43的下方，固定座42中设有上端开口的柱形空腔，升降驱动元件41安装在固定座42中，升降驱动元件41可采用液压缸、气缸或者电动推杆中的一种；升降座43的上端设有环形架44，环形架44的内壁设有若干周向均匀分布的喷枪45，喷枪45的喷口均朝向环形架44的中心，升降座43的底部设有集水口431，固定座42的底部设有出水口421，集水口431和出水口421之间连接有水管6，在对锻造机械手进行降温处理的过程中，喷枪45喷出的水会落到升降座43中，然后通过集水口431、水管6和出水口421，统一进行收集回收，从而实现水资源的回收利用，节约用水。此外，固定座42的底部设有用于带动固定座42移动的行走机构46，行走机构46包括两组并排设置的行走轮；底座21的侧壁设有两个开口23，两个开口23的位置相对设置，两个开口23之间设有环形的行走轨道5，行走轨道5环绕装夹单元的基座11设置；行走机构46和行走轨道5的设置，使得冷却单元可以环绕装夹单元移动，无论锻造机械手暂停在哪个位置，都能都对其进行冷却降温。
具体实施过程如下：当锻造机械手发生故障时，启动冷却单元中的升降驱动元件41，驱动升降座43上升，升降座43上升会推动工作台22翻转呈垂直状态；升降座43上升后，环形架44可包围锻造机械手的夹持端，针对性对锻造机械手的夹持端进行降温处理，且环形架44的内壁设有若干周向均匀分布的喷枪45，可从多个方向对锻造机械手的夹持端进行降温，提高降温速度；待锻造机械手温度降下来之后，方便工人对其进行检修。与现有技术相比，本方案通过设置冷却单元对锻造机械手进行降温，无需采用人工喷水降温的方式，提高了锻造系统的自动化程度，降温速度快，更安全高效；同时，将冷却单元设置在锻造台中，通过空间的合理化运用，可节省空间，减小设备的占地面积。
实施例二：
如图4所示，本实施与实施例一的区别在于：降温机构包括从下至上依次设置的固定座42、升降座43和滑动座47，升降驱动元件41安装在固定座42中，升降座43的上方设有环形滑槽48，滑动座47的底部设有滑块49，滑块49滑动连接在环形滑槽48中，滑动座47上安装有喷枪45。
本方案中，升降座43上升后，使滑动座47沿着环形滑槽48旋转，从而使喷枪45围绕锻造机械手的夹持端旋转，对其进行降温，保证锻造机械手的夹持端得到全面降温。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (5)
1.智能装夹锻造系统，包括装夹单元、锻造单元和冷却单元，其特征在于：所述装夹单元包括基座和安装在基座上的锻造机械手；所述锻造单元包括锻压机和锻造台，锻造台包括底座和工作台，所述基座和底座相邻设置，所述工作台与底座转动连接；所述底座中设有柱形空腔，所述冷却单元设置在柱形空腔中；所述冷却单元包括升降驱动元件和降温机构，升降驱动元件用于驱动降温机构作竖直运动，降温机构用于对锻造机械手进行冷却降温处理；所述工作台铰接在底座上，底座旁设有接料箱；所述降温机构包括固定座和升降座，固定座位于升降座的下方，升降驱动元件安装在固定座中，升降座的上端设有环形架，环形架的内壁设有若干周向均匀分布的喷枪，喷枪的喷口均朝向环形架的中心；所述降温机构包括从下至上依次设置的固定座、升降座和滑动座，升降驱动元件安装在固定座中，升降座的上方设有环形滑槽，滑动座的底部设有滑块，滑块滑动连接在环形滑槽中，滑动座上安装有喷枪；所述升降座的底部设有集水口，所述固定座的底部设有出水口，集水口和出水口之间连接有水管；所述固定座的底部设有用于带动固定座移动的行走机构，所述底座的侧壁设有两个开口，两个开口之间设有环形的行走轨道，行走轨道环绕装夹单元的基座设置。
2.根据权利要求1所述的智能装夹锻造系统，其特征在于：所述装夹单元还包括旋转机构，所述旋转机构安装在基座上，旋转机构用于驱动锻造机械手以基座为中心作周向旋转。
3.根据权利要求2所述的智能装夹锻造系统，其特征在于：所述旋转机构包括与基座转动连接的旋转台和用于驱动旋转台转动的旋转电机，锻造机械手安装在旋转台上。
4.根据权利要求3所述的智能装夹锻造系统，其特征在于：所述锻造机械手包括角度可自由调整的机械臂和夹持机构，夹持机构包括夹爪和夹紧油缸。
5.根据权利要求4所述的智能装夹锻造系统，其特征在于：所述机械臂包括相互铰接的大臂和小臂，大臂的上端与小臂的后端铰接，夹持机构安装在小臂的前端；所述旋转台上设有铰接座，大臂的下端铰接在铰接座上；旋转台上还设有用于驱动大臂摆动的伸缩驱动元件，伸缩驱动元件的驱动端与大臂铰接，伸缩驱动元件远离驱动端的一端与旋转台铰接。
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