CN110586787A - 一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置 - Google Patents

一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置，包括：底座，所述底座底部配置有移动装置；旋转座，安装在底座上表面；升降装置，树立在旋转座上；上横梁，上横梁固定在升降装置的顶端，所述上横梁设置有若干个水平横杆，在各所述水平横杆远离升降装置的一端下表面设置有机械式抓取装置，且在所述水平横杆另一端设置有电动驱动装置，所述电动驱动装置和所述机械式抓取装置之间通过连接件传动；视觉探测装置，通过一立杆树立在底座一侧。本发明通过合理的机械结构布局和装置设计，与电气控制配合，实现了执行端完全机械化，新型设计避免了不耐高温的材料的使用，能够在较高温度下工作时，或者夹取较高温度的零件时，保证工作的安全和有效进行。

Description

一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及到一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置。
背景技术
随着我国装备制造业的不断发展，尤其是核电等特殊装备行业，对长轴类复杂零件的需求和要求都越来越高。这种长轴类复杂零件一般通过冲压成型，且由于结构复杂，往往需要多次冲压。长轴类零件进行冲压工作，首先要将长轴毛胚料在加热炉中加热到900摄氏度以上，再转移到规定的模具上进行冲压成型，在这个转移过程中往往使用机械手进行夹取与搬运操作。当前的夹取类机械手，执行端很多都是使用电机进行控制，也有很多机械手的执行端通过液压/气压/真空吸取等控制来施加力进行夹紧操作。
通过大量实例调查发现，当前通过电机/液压/气压/真空吸取等方式来进行执行端夹取操作的机械手，面对高温的工作环境，均具备一定的失效风险。加热炉温度最高可达数千摄氏度，加热的毛胚件的最低也有900摄氏度，受高温影响，机械手在夹取时，执行端的管路等难免会存在高温变形、融化、破损等风险，有可能会影响正常工作，甚至造成失效事故。
发明内容
本专利针对现有技术的上述不足和缺陷，提供了一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置。通过合理的机械结构布局和装置设计，与电气控制配合，实现了执行端完全机械化，新型设计避免了不耐高温的材料的使用，能够在较高温度下工作时，或者夹取较高温度的零件时，保证工作的安全和有效进行。
具体方案如下：
一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置，包括：
底座，所述底座底部配置有移动装置；
旋转座，安装在底座上表面；
升降装置，树立在旋转座上；
上横梁，上横梁固定在升降装置的顶端，所述上横梁设置有若干个水平横杆，在各所述水平横杆远离升降装置的一端下表面设置有机械式抓取装置，且在所述水平横杆另一端设置有电动驱动装置，所述电动驱动装置和所述机械式抓取装置之间通过连接件传动；
视觉探测装置，通过一立杆树立在底座一侧。
进一步的，所述移动装置为配置在所述底座底面四角的行驶轮。
进一步的，所述旋转座为旋转电机。
进一步的，所述升降装置为液压缸或者螺旋丝杠副。
进一步的，所述机械式抓取装置包括：
圆柱杆，所述圆柱杆的上端固定在所述水平横杆一端下表面，下端设置有夹爪，圆柱杆的外壁上设置有外螺纹；
旋转套筒，通过螺纹套置在所述圆柱杆上，旋转套筒与所述连接件相连；
压紧套筒，滑动套置在旋转套筒和夹爪之间的圆柱杆上，压紧套筒的内径大于圆柱杆外径且小于夹爪闭合后的宽度。
进一步的，电动驱动装置包括：
液压缸，固定在所述水平横杆另一端下表面，所述液压缸下端配置有液压推杆；
驱动电机，固定在液压推杆的底端，驱动电机的电机输出轴与所述连接件相连。
进一步的，所述连接件为皮带或者链条；
在旋转套筒和电机输出轴的外表面均配置有与皮带或者链条配合的齿槽。
进一步的，视觉探测装置包括有红外成像探头和摄像头。
进一步的，上横梁设置有一滑轨，所述水平横杆通过所述滑轨滑动安装在所述上横梁一侧。
进一步的，在所述底座上还设置有控制器，所述控制器内设置有无线信号传输装置；
所述控制器与移动装置、旋转座、升降装置、机械式抓取装置、电动驱动装置和视觉探测装置相连。
本发明的优点在于：
(1)将抓取机构安装在水平横杆的一端，而用于驱动抓取机构的电动驱动装置则设置在水平横杆的另一端，两者之间有一定距离并通过连接件传动，避免在抓取高温工件时，高温工件由于距离驱动组件较近从而容易对电动驱动装置造成损伤，有效保证了抓取过程中整个系统的安全运行；
(2)抓取机构采用纯机械式设计，结构简单，降低了在高温环境中作业出现问题的概率；
(3)机动型较强，可以自由升降和旋转，同时借助底座的移动装置可以整体移动，适应多种工作需求；
(4)借助视觉探测装置可以采集操作过程中的图像数据；
(5)各个水平横杆滑动安装在上横梁上，在实际操作中可以根据工件的规格调整水平横杆之间的距离，进而可以根据不同长轴类零件或毛胚的不同长度，调节各个水平横杆之间的距离以实现最佳的夹取操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置的立体图；
图2为长轴类复杂高温冲压件拾取装置的侧视图；
图3为水平横杆滑动安装在上横梁一侧的示意图；
图4为电动驱动装置的示意图；
图5为机械式抓取装置的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置，如图1所示，包括：
底座1，所述底座1底部配置有移动装置；
旋转座2，安装在底座1上表面；
升降装置3，树立在旋转座2上；
上横梁5，上横梁5固定在升降装置3的顶端，所述上横梁5设置有若干个水平横杆601，在所述水平横杆601远离升降装置3的一端下表面设置有机械式抓取装置，且在所述水平横杆601另一端设置有电动驱动装置，所述电动驱动装置和所述机械式抓取装置之间通过连接件传动；
视觉探测装置，通过一立杆9树立在底座1一侧。
本发明采用了上述的技术方案，将抓取机构设置为纯机械式且安装在水平横杆的一端，而用于驱动抓取机构的电动驱动装置则设置在水平横杆的另一端，两者之间有一定距离并通过连接件传动，避免在抓取高温工件时，高温工件由于距离驱动组件较近从而容易对电动驱动装置造成损伤，有效保证了抓取过程中整个系统的安全运行。本装置整体机动型较强，可以自由升降和旋转，同时借助底座的移动装置可以整体移动，适应多种工作需求。此外，本装置还配备了视觉探测装置，可以采集图像数据，为远程控制本装置的操作人员提供实时画面。
在一可选的实施例中，所述移动装置为配置在所述底座1底面四角的行驶轮8。优选的，行驶轮8由电机驱动，且前侧的两个行驶轮8通过一转向桥连接进而实现底座1在移动过程中的转向。
在一可选的实施例中，所述旋转座2为旋转电机。
在一可选的实施例中，所述升降装置3为液压缸或者螺旋丝杠副，上横梁5固定在升降装置3的液压推杆4顶端。
在一可选的实施例中，如图5所示，所述机械式抓取装置包括：
圆柱杆607，所述圆柱杆607的上端固定在所述水平横杆601一端下表面，下端设置有夹爪，圆柱杆607的外壁上设置有外螺纹；
旋转套筒608，通过螺纹套置在所述圆柱杆607上，二者呈螺纹配合，且具有自锁特性，旋转套筒608与所述连接件相连；
压紧套筒609，压紧套筒609内外壁均光滑，滑动套置在旋转套筒608和夹爪610之间的圆柱杆607上，压紧套筒609的内径大于圆柱杆607外径且小于夹爪闭合后的宽度。
如图5所示，优选的，每组夹爪由至少两个V型且开口相对的机械手指610和611组成，在压紧套筒609向下滑动时，压紧套筒609会将机械手指610和611收拢，进而抓取工件。压紧套筒609向上滑动夹爪松开放下工件。优选的，我们可以在机械手指610和611之间设置有弹簧612，有助于帮助夹爪在弹簧的作用下将夹爪撑开回归初始状态。
在一可选的实施例中，电动驱动装置包括有液压缸602、驱动电机604。液压缸602固定在所述水平横杆601另一端下表面，所述液压缸602下端配置有液压推杆603；驱动电机604固定在液压推杆603的底端，驱动电机604的电机输出轴605与所述连接件相连。
在一可选的实施例中，所述连接件为皮带或者链条。图示的连接件为传动链条606，在旋转套筒608和电机输出轴605的外表面均配置有与传动链条606配合的齿槽，避免在传动时产生滑移。
在一可选的实施例中，视觉探测装置包括有红外成像探头10和摄像头11。
在一可选的实施例中，在所述底座1上还设置有控制器7，所述控制器7内设置有无线信号传输装置；所述控制器7与移动装置、旋转座2、升降装置3、电动驱动装置和视觉探测装置相连。
在一可选的实施例中，上横梁5一侧设置有滑轨50，所述水平横杆601通过所述滑轨滑动安装在所述上横梁5一侧。如图1和图3所示，在上横梁5一侧滑动设置有3个水平横杆601，每个横杆601尾部与上横梁5呈滑动连接，可以根据不同长轴类零件或毛胚的不同长度，调节各个机械手6之间的距离以实现最佳的夹取操作。
本发明具体工作实施方式如下：
首先将待加工的长轴类冲压件毛胚加热至指定温度，然后加热炉打开，毛胚件等待被夹取转移。然后本装置通过摄像头11寻找加热炉，并通过控制器7控制行驶轮8转动，带动装置整体移动向加热炉及毛胚件，然后红外成像探头10通过红外成像，精确判断待夹取的高温毛胚件的位置，并将信号传给控制器7，控制器7驱动装置移动到合适的工作位置，开始夹取高温毛胚件。
首先液压推杆4在液压缸体内向下移动，带动上横梁5整体向下移动，同时旋转座2带动其上的所有部件进行一定角度的旋转，以方便在正确位置上夹取高温毛胚件。当机械手指610和611下降到高温毛胚件并将毛胚件包在手指内时，驱动电机604工作，电机输出轴605旋转，传动链条606也随之运动，带动旋转套筒608转动，从而使旋转套筒608沿轴向向下运动，慢慢碰到压紧套筒609并将迫使其向下移动，压紧套筒609向下移动，迫使机械手指610和611受到向里的挤压力，并逐渐向里收紧，从而夹住毛胚件，完成夹取工作。在这个过程中，随着旋转套筒608的向下移动，液压推杆603也带动驱动电机604向下运动，保证传动链条606始终处于水平工作状态。
随后液压推杆4向上移动，将毛胚件拿起，控制器7控制装置整体向冲压设备和模具处移动，通过摄像头11确定模具位置，并将毛胚件放置到模具上进行加工操作。待冲压加工全部完成后，机械手6再取出已加工好的零件，放置到指定位置，从而完成一次完整的工作。随后重复上述操作，进行下一个毛胚件的夹取转移和冲压加工操作。
在本装置中，液压相关的设备都距离执行端机械手指610和611比较远，通过链传动在较远的地方进行控制和操作，执行端所有设备都是耐高温的纯机械部件，因此可以有效的保证高温安全作业。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，包括：
底座(1)，所述底座(1)底部配置有移动装置；
旋转座(2)，安装在底座(1)上表面；
升降装置(3)，树立在旋转座(2)上；
上横梁(5)，上横梁(5)固定在升降装置(3)的顶端，所述上横梁(5)设置有若干个水平横杆(601)，在各所述水平横杆(601)远离升降装置(3)的一端下表面设置有机械式抓取装置，且在所述水平横杆(601)另一端设置有电动驱动装置，所述电动驱动装置和所述机械式抓取装置之间通过连接件传动；
视觉探测装置，通过一立杆(9)树立在底座(1)一侧。
2.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，所述移动装置为配置在所述底座(1)底面四角的行驶轮(8)。
3.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，所述旋转座(2)为旋转电机。
4.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，所述升降装置(3)为液压缸或者螺旋丝杠副。
5.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，所述机械式抓取装置包括：
圆柱杆(607)，所述圆柱杆(607)的上端固定在所述水平横杆(601)一端下表面，下端设置有夹爪，圆柱杆(607)的外壁上设置有外螺纹；
旋转套筒(608)，通过螺纹套置在所述圆柱杆(607)上，旋转套筒(608)与所述连接件相连；
压紧套筒(609)，滑动套置在旋转套筒(608)和夹爪(610)之间的圆柱杆(607)上，压紧套筒(609)的内径大于圆柱杆(607)外径且小于夹爪闭合后的宽度。
6.如权利要求5所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，电动驱动装置包括：
液压缸(602)，固定在所述水平横杆(601)另一端下表面，所述液压缸(602)下端配置有液压推杆(603)；
驱动电机(604)，固定在液压推杆(603)的底端，驱动电机(604)的电机输出轴(605)与所述连接件相连。
7.如权利要求6所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，所述连接件为皮带或者链条；
在旋转套筒(608)和电机输出轴(605)的外表面均配置有与皮带或者链条配合的齿槽。
8.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，视觉探测装置包括有红外成像探头(10)和摄像头(11)。
9.如权利要求1所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，上横梁(5)设置有一滑轨，所述水平横杆(601)通过所述滑轨滑动安装在所述上横梁(5)一侧。
10.如权利要求1-9任意一所述的长轴类复杂高温冲压件拾取装置，其特征在于，在所述底座(1)上还设置有控制器，所述控制器内设置有无线信号传输装置；
所述控制器与移动装置、旋转座(2)、升降装置(3)、电动驱动装置和视觉探测装置相连。
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