CN110487079A - 一种钛合金叶片锻造的可调节回转上下料装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，包括控制柜(105)，驱动机构，其设于所述控制柜(105)顶部圆形通孔处，包括伺服电机(106)、小齿轮(300)及齿环(301)，回转上下料机构，包括定位安装单元和可调定位单元，所述定位安装单元包括圆台(104)，所述圆台(104)为圆环状结构，可调定位单元包括定位块(102)和导槽(103)，实现钛合金叶片(200)的精确定位和上下料。本发明还公开了对应的上下料方法。本发明的上下料装置，能够根据工件长度对其回转上下料机构进行灵活调整，可以方便快捷的适应不同工件的定位，实现可调节回转上料台的精确控制，定位准确，结构简单，故障率低。
Description
技术领域
本发明属于非标自动化技术领域，更具体地，涉及一种钛合金叶片锻造的可调节回转上下料装置及方法。
背景技术
钛合金叶片在制备成型模锻锻造过程中难度较大，具体表现为如下几个方面，第一，若加热温度及保温时间不当，容易导致材料表面变脆，形成微裂纹，使材料的热稳定性下降；第二，钛合金材料的摩擦系数大，比较粘，金属流动性不好，特别是大型钛合金叶片多个部位不易充满，成型困难；第三，锻造过程中容易产生热效应，导致锻件亮线等缺陷的产生。
钛合金叶片锻造自动线，需要适用于多品种，多工序的工艺需求。一般采用人工上料的方式将工件放置在上料台上，由机器人从上料台上取料运送至高温转炉中，保温到一定时间，机器人再从转炉中取出工件，送至压机工作区域。在整个钛合金叶片锻造自动线中，上料台起到重要的作用，它需要将不同的工件正确的定位，以便于机器人正确的夹取，来保证自动线的正常运行。目前，并没有一种自动传输且可调节的装置进行一体式的上料、分料及下料操作。
发明内容
针对以上现有的技术缺陷或改进需求，本发明提供一种钛合金叶片锻造的可调节回转上下料装置及方法，能够根据工件长度对其回转上下料机构进行灵活调整，可以方便快捷的适应不同工件的定位，实现可调节回转上料台的精确控制，定位准确，结构简单，故障率低。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，包括：
控制柜，构成可调节回转上下料装置的主体支撑结构；
驱动机构，其设于所述控制柜顶部圆形通孔处，包括伺服电机、小齿轮及齿环，所述控制柜的圆形通孔外围设有U型安装架，伺服电机设于该U型安装架上，其输出轴与所述小齿轮齿合连接，所述齿环设于所述小齿轮外圆周上，且与其齿合连接；以及，
回转上下料机构，包括定位安装单元和可调定位单元，其中，所述定位安装单元包括圆台，所述圆台为圆环状结构，其内环直径与所述齿环的外环直径相同，该圆台固定安装于所述齿环上，且可随所述齿环同步转动，该圆台的外环处向上凸起形成圆台唇，该圆台唇用于支撑钛合金叶片，可调定位单元包括定位块和导槽，所述导槽用于为定位块提供定位安装与导向，实现钛合金叶片的精确定位和上下料。
进一步地，所述定位块和导槽成对设置，沿所述圆台圆周方向间隔10°～20°设置一组，同时实现多个钛合金叶片的精确定位和上下料。
进一步地，所述定位安装单元包括环形压板，该环形压板包括底端圆环和顶端端盖；
所述底端圆环的内径与所述圆台的内径相同，且其沿内环相下延伸形成圆台；
所述顶端端盖为圆形板，其直径大于所述底端圆环的内环直径，通过螺栓将其安装于所述底端圆环的顶端面上。
进一步地，所述可调定位单元包括第一V型槽和第二V型槽；
所述第一V型槽和第二V型槽结构相同，且与所述定位块和导槽匹配设置；
所述第一V型槽设于所述圆台的圆台唇上；
所述第二V型槽设于所述定位块的矩形台上。
进一步地，所述可调定位单元包括定位弹珠，该定位弹珠分为顶段和底段，分别设于所述定位块的通孔内部，其顶段和底段结构相同，且中间位置由弹簧连接。
进一步地，所述驱动机构包括齿轮间隙调整装置，该齿轮间隙调整装置包括矩形安装座和调节螺栓，所述矩形安装座由螺栓固定在控制柜顶端面下侧中心位置，调节螺栓沿径向水平穿过所述矩形安装座。
进一步地，所述控制柜下端面四角处设置有支撑架，顶端面上侧固定设有一圆环台，该圆环台顶端面内环处向下侧凹陷形成梯台。
进一步地，所述齿环整体为圆环状结构，其内径处设置有轮齿。
按照本发明的另一个方面，提供一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料方法，应用所述的钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置实现，包括上料和下料工序，其中所述上料工序包括如下步骤：
S11：将定位块通过定位弹珠调节到指定的位置，通过设置在控制柜内部的控制系统对伺服电机进行控制，驱使圆台转动；
S12：由机器人将钛合金叶片搬运到对应第一V型槽和第二V型槽上，完成一件钛合金叶片的放置，伺服电机再驱动圆台转动，机器人重复上述动作，实现钛合金叶片的连续上料。
进一步地，所述下料工序包括如下步骤：
S21：控制柜的控制系统控制伺服电机，驱动圆台旋转到指定的位置；
S22：机器人将钛合金叶片搬运到下一道工序，伺服电机再次运动将圆台旋转到指定的位置，机器人重复上述动作，实现钛合金叶片的连续下料。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1.本发明的可调节回转上下料装置，能够根据工件长度对其回转上下料机构进行灵活调整，可以方便快捷的适应不同工件的定位，实现可调节回转上料台的精确控制，定位准确，结构简单，故障率低。
2.本发明的可调节回转上下料装置，控制柜的内部设置有控制系统，该控制系统能够接受自动化生产线的指令，控制该可调节回转上料台旋转指定角度，让对应的钛合金叶片运转到特定位置，以便于机器人进行取料。
3.本发明的可调节回转上下料装置，调节螺栓一方面为伺服电机安装提供支撑，另一方面，通过该调节螺栓能够有效的调节小齿轮和齿环之间的齿轮间隙，提高该可调节回转上料台的精确性和可靠性。
4.本发明的可调节回转上下料装置，小齿轮与齿环相啮合，将伺服电机的驱动力传递到齿环，使该可调节回转上料台能够完成以10°～20°步进式旋转运动，提高该可调节回转上料台的稳定性和可靠性。
5.本发明的可调节回转上下料装置，导槽设置在圆台的顶端面靠近内环处，该导槽沿径向设置，且绕圆台中心轴每间隔10°～20°设置一个导槽，该导槽用于为定位块提供定位安装与导向，实现钛合金叶片的精确定位和上料。
附图说明
图1为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置立体模型示意图；
图2为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置主视图；
图3为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置A处局部放大图；
图4为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置钛合金叶片200主视图；
图5为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置钛合金叶片200俯视图；
图6为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置传动部分内部示意图；
图7为本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置可调定位装置内部示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：101-环形压板、102-定位块、103-导槽、104-圆台、105-控制柜、106-伺服电机、200-钛合金叶片、300-小齿轮、301-齿环、302-齿轮间隙调整装置、401-第一V型槽、402-第二V型槽、403-定位弹珠。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1和图2所示，该可调节回转上料台包括控制柜105、驱动机构和回转上下料机构。控制柜105除了用于安装控制装置外，同时还为驱动机构和回转上下料机构提供安装基底。由驱动机构为回转上下料机构提供旋转驱动，驱动该回转上下料机构旋转到指定的位置，以便于机器人从上料台上取料运送至高温转炉中。可调节回转上料台能够根据工件长度对其回转上下料机构进行灵活调整，可以方便快捷的适应不同工件的定位，实现可调节回转上料台的精确控制，定位准确，结构简单，故障率低。
如图1和图2所示，控制柜105为可调节回转上料台的主体支撑结构，该控制柜105下端面四角处设置有支撑架，用于提高该控制柜105的稳定性，其顶端面非中心位置沿径向开有椭圆形通孔，以便于驱动机构的安装。且在其顶端面上侧固定设置有一圆环台，该圆环台顶端面内环处向下侧凹陷形成梯台，以便于齿环301的安装。同时，在该控制柜105的内部设置有控制系统，该控制系统能够接受自动化生产线的指令，控制该可调节回转上料台旋转指定角度，叫对应得钛合金叶片200运转到特定位置，以便于机器人进行取料。如图4和图5所示，该钛合金叶片200可为不同尺寸的钛合金叶片200，其相对两端设置有圆柱型夹紧装置，以便于钛合金叶片200稳定放置，同时便于机器人的取货。
如图2和图6所示，驱动机构包括伺服电机106、小齿轮300、齿环301和齿轮间隙调整装置302。其中，齿轮间隙调整装置302包括矩形安装座和调节螺栓，矩形安装座由螺栓固定在控制柜105顶端面下侧中心位置，调节螺栓沿径向水平穿过矩形安装座，该调节螺栓一方面为伺服电机106安装提供支撑，另一方面，通过该调节螺栓能够有效的调节小齿轮300和齿环301之间的齿轮间隙，提高该可调节回转上料台的精确性和可靠性。伺服电机106安装在U型安装架上，该U型安装架通过安装螺母的方式将其固定在齿轮间隙调整装置302的调节螺栓上，以便于齿轮间隙调整装置302能够调节该伺服电机106的位置。伺服电机106安装在该U型安装架的中间位置，其电机轴位于控制柜105顶端面开的椭圆形通孔处，以便于小齿轮300的安装。同时，齿环301整体为圆环状结构，其内径处设置有轮齿，该齿环301设置在控制柜105圆环台的内环台阶处，且该齿环301能够相对于控制柜105圆环台绕中心轴转动。小齿轮300的齿轮轴穿过椭圆形通孔使用联轴器与伺服电机106的电机轴相连接，同时，该小齿轮300与齿环301相啮合，将伺服电机106的驱动力传递到齿环301，使该可调节回转上料台能够完成以15°做步进式旋转运动，提高该可调节回转上料台的稳定性和可靠性。
此外，如图1、图3和图7所示，回转上下料机构包括定位安装单元和可调定位单元。其中定位安装单元包括环形压板101和圆台104。圆台104整体为圆环状结构，其内环直径与齿环301内环直径相同，该圆台104通过靠近内环设置的螺栓孔以螺栓连接的方式将其固定安装在齿环301上，从而使该圆台104能够与齿环301同步转动。同时，在该圆台104的外环处相上凸起形成圆台唇，该圆台唇用于为钛合金叶片200提供支持。环形压板101包括底端圆环和顶端端盖，底端圆环的内径与圆台104相同，且其沿内环相下延伸形成圆台，该圆台高度与圆台唇高度相同，通过螺栓固定的方式设置在圆台104内环处。同时在该底端圆环的圆环处均匀设置有圆形通孔，该圆形通孔沿径向四个为一列，绕底端圆环中心轴每间隔10°～20°设置一列，用于配合定位弹珠403进行定位。顶端端盖整体为圆形板，其直径略大于底端圆环的内环直径，通过螺栓固定的方式将该顶端端盖安装在底端圆环的顶端面上。该环形压板101一方面能够为可调定位单元提供安装基底，另一方面，能够为该回转上下料机构提供防尘和保护，提高该可调节回转上料台的安全性和可靠性。
同时，可调定位单元包括定位块102、导槽103、第一V型槽401、第二V型槽402和定位弹珠403。其中，导槽103设置在圆台104的顶端面靠近内环处，该导槽103沿径向设置，且绕圆台104中心轴每间隔10°～20°设置一个导槽103，该导槽103用于为定位块102提供定位安装与导向，实现钛合金叶片的精确定位和上料。定位块102整体为矩形结构，该定位块102设置在导槽103上，每个导槽103上都设置有一个定位块102。该定位块102靠内径侧设置有自顶端面到底端面的通孔，该通孔直径略大于环形压板101上的通孔直径，用安装定位弹珠403，同时在其靠近通孔的位置设置有一节短的矩形凸台，用于和导槽103相配合，为该定位块102提供导向功能。同时，在该定位块102靠近圆台104中间部位的一端上设置有一矩形台，该矩形台用于为钛合金叶片200提供稳定的支撑，提高该可调节回转上料台的可靠性和稳定性。第一V型槽401和第二V型槽402为结构相同的V型槽，第一V型槽401设置在圆台104的圆台唇上，其分布于导槽103的分布相同，且于导槽103在同一径向上。第二V型槽402设置在定位块102的矩形台上，每个定位块102的矩形台上都设置有一个第二V型槽402。钛合金叶片200的两端分别放置在该第一V型槽401和第二V型槽402上，使该钛合金叶片200保持水平，便于机器人夹取，进一步地提高该可调节回转上料台的稳定性和可靠性。定位弹珠403分为顶段和底段两部分并设置在定位块102的通孔内部，其顶段和底段两段结构相同且中间位置由弹簧连接。同时，该顶段和底段整体都为圆柱状结构，其直径与定位块102的通孔相同，且在顶段的顶端和底段的底端都设置为半球形，半球形配合环形压板101上设置的圆形通孔和导槽103同时作用，通过弹簧的弹性力将该定位块102定位在指定位置，同时，在需要对定位块102位置进行调节时，可同将定位弹珠403的顶段向下压，之后将该定位块102向外或向内移动到指定位置，待定位弹珠403弹起后完成定位，该定位方式定位准确、结构简单并且其故障率低，能够有效的提高该可调节回转上料台的安全性和可靠性。
本发明实施例一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，工作原理及其具体实施步骤如下：
上料及定位：在进行上料及定位时，首先将其定位块102通过定位弹珠403将其调节到指定的位置，完成调节之后通过设置在控制柜105内部的控制系统对伺服电机106进行控制，从而驱使圆台104进行转动，之后由机器人将钛合金叶片200搬运到对应第一V型槽401和第二V型槽402上，完成一件钛合金叶片200的放置，之后伺服电机106再次驱动圆台104进行转动，机器人重复上述动作，通过重复上述流程完成可调节回转上料台的回转上料。
回转下料：在需要进行下料时，可通过设置在控制柜105内部的控制系统控制伺服电机106，通过伺服电机106的转动将圆台104旋转到指定的位置，之后，通过机器人将钛合金叶片200搬运到下一道工序。在完成一个钛合金叶片200搬运之后，伺服电机106再次运动将圆台104旋转到指定的位置，机器人重复上述动作，通过重复上述流程完成可调节回转上料台的回转下料。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，包括：
控制柜(105)，构成可调节回转上下料装置的主体支撑结构；
驱动机构，其设于所述控制柜(105)顶部圆形通孔处，包括伺服电机(106)、小齿轮(300)及齿环(301)，所述控制柜(105)的圆形通孔外围设有U型安装架，伺服电机(106)设于该U型安装架上，其输出轴与所述小齿轮(300)齿合连接，所述齿环(301)设于所述小齿轮(300)外圆周上，且与其齿合连接；以及，
回转上下料机构，包括定位安装单元和可调定位单元，其中，所述定位安装单元包括圆台(104)，所述圆台(104)为圆环状结构，其内环直径与所述齿环(301)的外环直径相同，该圆台(104)固定安装于所述齿环(301)上，且可随所述齿环(301)同步转动，该圆台(104)的外环处向上凸起形成圆台唇，该圆台唇用于支撑钛合金叶片(200)，可调定位单元包括定位块(102)和导槽(103)，所述导槽(103)用于为定位块(102)提供定位安装与导向，实现钛合金叶片(200)的精确定位和上下料。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述定位块(102)和导槽(103)成对设置，沿所述圆台(104)圆周方向间隔10°～20°设置一组，同时现实多个钛合金叶片(200)的精确定位和上下料。
3.根据权利要求1或2所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述定位安装单元包括环形压板(101)，该环形压板(101)包括底端圆环和顶端端盖；
所述底端圆环的内径与所述圆台(104)的内径相同，且其沿内环相下延伸形成圆台；
所述顶端端盖为圆形板，其直径大于所述底端圆环的内环直径，通过螺栓将其安装于所述底端圆环的顶端面上。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述可调定位单元包括第一V型槽(401)和第二V型槽(402)；
所述第一V型槽(401)和第二V型槽(402)结构相同，且与所述定位块(102)和导槽(103)匹配设置；
所述第一V型槽(401)设于所述圆台(104)的圆台唇上；
所述第二V型槽(402)设于所述定位块(102)的矩形台上。
5.根据权利要求2或4所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述可调定位单元包括定位弹珠(403)，该定位弹珠(403)分为顶段和底段，分别设于所述定位块(102)的通孔内部，其顶段和底段结构相同，且中间位置由弹簧连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述驱动机构包括齿轮间隙调整装置(302)，该齿轮间隙调整装置(302)包括矩形安装座和调节螺栓，所述矩形安装座由螺栓固定在控制柜(105)顶端面下侧中心位置，调节螺栓沿径向水平穿过所述矩形安装座。
7.根据权利要求1或2所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述控制柜(105)下端面四角处设置有支撑架，顶端面上侧固定设有一圆环台，该圆环台顶端面内环处向下侧凹陷形成梯台。
8.根据权利要求1或2所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置，其特征在于，所述齿环(301)整体为圆环状结构，其内径处设置有轮齿。
9.一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料方法，其特征在于，应用如权利要求1-8中任一项所述的钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料装置实现，包括上料和下料工序，其中所述上料工序包括如下步骤：
S11：将定位块(102)通过定位弹珠(403)调节到指定的位置，通过设置在控制柜(105)内部的控制系统对伺服电机(106)进行控制，驱使圆台(104)转动；
S12：由机器人将钛合金叶片(200)搬运到对应第一V型槽(401)和第二V型槽(402)上，完成一件钛合金叶片(200)的放置，伺服电机(106)再驱动圆台(104)转动，机器人重复上述动作，实现钛合金叶片(200)的连续上料。
10.根据权利要求9所述的一种钛合金叶片锻造自动线的可调节回转上下料方法，其特征在于，所述下料工序包括如下步骤：
S21：控制柜(105)的控制系统控制伺服电机(106)，驱动圆台(104)旋转到指定的位置；
S22：机器人将钛合金叶片(200)搬运到下一道工序，伺服电机(106)再次运动将圆台(104)旋转到指定的位置，机器人重复上述动作，实现钛合金叶片(200)的连续下料。
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