CN114162592B - 一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及取件方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及取件方法，属于热成形加工技术领域，解决了现有的热成形工艺中蒙皮类产品和模具取放需要较长时间的问题。一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，包括一个或多个取件单元，每个取件单元包括驱动系统、取件臂和连接管，所述驱动系统和取件臂安装在所述连接管上，所述驱动系统能够驱动所述取件臂抓取被取件产品。本发明的高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，利用耐高温的取件单元抓取被取件材料，节约热成形加工过程中对于蒙皮类产品的取放时间。

Description

一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及取件方法

技术领域

本发明属于热成形加工技术领域，特别涉及一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及取件方法。

背景技术

热成形加工作为一种重要的金属加工方式在航天航空领域发挥着重要作用，然而由于热成形需要在高温下对金属进行成形，导致了材料以及模具取放的困难。

现有的取件方法是先将高温材料及模具降温至接近室温，然后进行取放，但是这种方法加工效率低，冷却加工产品及模具时经常需要十几个小时，甚至二十几个小时，导致人力、设备被长时间占用，造成了严重浪费。

而广泛应用于航空、航天等工业部门的具有优异综合性能的蒙皮类产品，由于冷加工难成形，而多采用等温热成形法，等温热成形是将金属材料加热至再结晶温度以下，利用金属材料在高温下塑性提高、变形抗力降低的特点制造零件的一种压力加工技术。等温热成形产品出炉温度高，冷却加工产品需要更长的时间，给产品的取放带来了困难。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及取件方法，用以解决现有的热成形工艺中蒙皮类产品和模具取放需要等待较长时间的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，包括一个或多个取件单元，每个取件单元包括驱动系统、取件臂和连接管，所述驱动系统和取件臂安装在所述连接管上，所述驱动系统能够驱动所述取件臂抓取被取件产品。

进一步地，多个取件单元通过插接连接，形成取件装置。

进一步地，每个取件单元包括两组取件臂，两组所述取件臂分别设在所述连接管的两端。

进一步地，每组取件臂通过套环套在连接管外，所述取件臂与套环铰接。

进一步地，每组所述取件臂包括两个取件臂，两个所述取件臂能够相互开合。

进一步地，所述取件臂包括第一取件臂和第二取件臂，所述第一取件臂与连接管连接，所述第二取件臂与所述第一取件臂铰接。

进一步地，所述第一取件臂为圆弧形，所述第二取件臂包括水平段和竖直段。

进一步地，所述驱动系统包括第一电动推杆，所述第一电动推杆设有2个，位于所述连接管内且每个第一电动推杆与一组取件臂连接。

进一步地，所述驱动系统还包括第二电动推杆，所述第二电动推杆设在所述第一取件臂的下端且与所述第二取件臂连接。

进一步地，还包括定位螺母，每组所述取件臂的套环的两端各设有一个定位螺母。

进一步地，所述连接管的中段设有方管，所述方管套在所述连接管外。

进一步地，还包括吊环，所述吊环安装在所述方管上。

进一步地，还包括风冷层和隔热层，所述隔热层紧贴所述连接管的内壁设置，所述风冷层设在所述隔热层的内侧。

一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，使用上述技术方案所述的取件装置，包括以下步骤：

步骤1：将取件装置上的吊环连接在外接移动装置上；

步骤2：使用外接移动装置将取件装置移动需要取放产品处；

步骤3：通过取件装置的控制系统控制取件臂打开，抓取待取件材料；

步骤4：启动外接移动装置，将被取件产品移动到指定位置。

本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明的高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，利用耐高温的取件单元抓取被取件材料，节约热成形加工过程中对于蒙皮类产品的取放时间。

(2)本发明的高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，使用天车起重机配合取件装置，实现高温下蒙皮类产品的取放，节约热成形技工过程中蒙皮类产品的取放时间。

(3)本发明的取件臂包括第一取件臂和第二取件臂，且第二取件臂的水平段始终与地面保持水平，保证取件的可靠性。

(4)本发明的取件装置可采用多个取件单元相互插接形成，能够适应不同大小的产品的取件。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例取件单元的结构示意图；

图2为本发明实施例保护层的结构示意图；

图3为本发明实施例第一取件臂和第二取件臂的角度关系示意图。

附图标记：

1-连接管，2-取件臂，21-第一取件臂，22-第二取件臂，3-套环，4-定位螺母，5-吊环，6-方管，7-隔热层，8-风冷层。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个实施例，如图1至图3所示，公开了一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置(以下简称“取件装置”)，包括一个或多个取件单元，每个取件单元包括驱动系统、取件臂2、连接管1和吊环5，驱动系统、取件臂2和吊环5安装在连接管1上，驱动系统能够驱动取件臂2抓取被取件产品，取件单元通过吊环5连接在外接移动装置(如，天车起重机)上，从而在取件臂2抓取产品后移动产品至所需的位置。

本实施例中，通过取件单元抓取蒙皮类产品和模具，实现热成形加工过程中对于大尺寸蒙皮类产品板料和模具的快速取放，能够节约热成形加工过程中对于蒙皮类产品板料和高温模具的取放时间。

本实施例中，为了适应不同大小的蒙皮类产品，多个取件单元之间能够相互连接，形成取件装置。

示例性地，连接管1的一端设有横截面为多边形的多棱柱，另一端为空心圆柱，且空心圆柱内表面的截面与多棱柱相适配，使得多个取件单元能够相互插接，形成取件装置。相邻两个取件单元插接后不会相互转动，避免由于取件单元之间的相互转动而导致多个取件单元的取件臂2相互错位。

或者，连接管1的一端设有外螺纹，另一端设有内螺纹，使得多个取件单元能够两两螺纹连接，形成取件装置。螺纹连接保证了相互连接的取件单元的连接的可靠性，避免使用过程中脱落。

本实施例中，每个取件单元包括两组取件臂2，两组取件臂2分别设在连接管1的两端。

进一步地，每组取件臂2包括两个取件臂2，两个取件臂2之间能够相互开合，改变两个取件臂2之间的夹角，使得取件臂2能够抓取并夹紧被取件产品，且能够适应不同尺寸的被取件产品。

具体地，每组取件臂2通过套环3套在连接管1外，取件臂2与套环3铰接，取件臂2能够相对套环3转动。

进一步地，驱动系统包括第一电动推杆，第一电动推杆设有两个，位于连接管1内且每个第一电动推杆与一组取件臂2对应。

进一步地，第一电动推杆的推杆头伸出连接管1外且与取件臂2连接，从而带动取件臂相对套环3转动，实现取件臂2的开合。

进一步地，取件臂2包括第一取件臂21和第二取件臂22，第一取件臂21与套环3连接，第二取件臂22和第一取件臂21铰接，第二取件臂22能够相对第一取件臂21旋转。

进一步地，第一取件臂21为圆弧形，第二取件臂22包括水平段和竖直段，第一取件臂21的下端与水平段及竖直段的连接处铰接。

进一步地，驱动系统还包括第二电动推杆，第二电动推杆设在第一取件臂21的下端，第二电动推杆机构的推杆头与第二取件臂22连接，带动第二取件臂22相对第一取件臂21旋转。

本实施例中，为了便于取件装置的取件操作，第二取件臂22的水平段始终与地面水平。

本实施例中，第一取件臂21的开合角度为β，第二取件臂22随之旋转角度γ，为了保证第二取件臂22的水平段始终与对面水平，第一取件臂21取件时开合角度β和第二取件臂22旋转角度γ之间满足关系：β+γ＝90°，如图3所示。

本实施例中，第一取件臂21的开合角度β范围为0-90°，优选地，开合角度β范围为0-60°。设定连接管1的中心到第一取件臂21和第二取件臂22的连接点的距离为r，则被取件的蒙皮类产品的宽度方向最佳尺寸为

本实施例中，根据取件装置使用情况确定取件臂的尺寸和角度。

优选地，连接管1的中心到第一取件臂21和第二取件臂22的连接点的距离r为390mm，取件臂的厚度为8mm。取件时，单个取件单元的长度方向的最小取件尺寸为800mm，最大取件尺寸为1500mm，最大承重为400kg。

本实施例中，根据取件产品的重量和大小可以以上述取件单元为单位进行多个取件臂的串联取件。其叠加原则依据：重量为单个取件臂承重之和，长度方向的尺寸的取件范围为：(N-2)*最大取件尺寸+2*最小取件尺寸——N*最大取件尺寸；其中N为取件单元数。

本实施例中，取件臂的材料为45#钢，能够满足1000℃以下的取件环境，对于温度要求较高的场合，采用高温合金CH1140制作取件臂，能够满足2000℃以下的取件环境。

进一步地，为了适应不同长度的被取件产品，本实施例的取件臂2能够沿连接管1的长度方向滑动。

进一步地，为了固定定位好后的取件臂2，本实施例的取件装置还包括定位螺母4。

具体地，连接管1上设有外螺纹，每组取件臂的套环3的两端各设有一个定位螺母4，从而将取件臂2限制在两个定位螺母4之间。

本实施例中，定位螺母4在连接管1上的移动范围为0-380mm，取件臂在连接管1上的移动范围为0-200mm。

本实施例中，连接管1的中段设有方管6，方管6套在连接管1外，吊环5安装在方管6上，增加吊环5与取件装置连接的强度。

优选地，方管6长度为1400mm，方管6的横截面边长为400mm。

进一步地，本实施例的取件装置还设有控制系统，控制系统包括远端控制系统和近端控制系统，近端控制系统位于连接管1内，用于控制驱动系统的动作，远端控制系统可以是遥控器或上位机等，远端控制系统和近端控制系统通过无线网络或蓝牙等通信。

本实施例的取件装置使用时，操作人员通过远端控制系统与近端控制系统的通信，从而控制驱动系统的动作。

进一步地，为了保证近端控制系统不受高温的影响，本实施例的取件装置还设有保护层，保护层设在连接管1的内侧，保护层与连接管1等长，近端控制系统设在保护层内。

具体地，保护层包括风冷层8和隔热层7，隔热层7紧贴连接管1的内壁设置。本实施例中，隔热层7采用10mm厚的陶瓷纤维隔热材料制作。

进一步地，风冷层8设在隔热层7的内侧，风冷层8由厚度为90mm的空气循环管和换气扇组成，换气扇均匀分布于空气循环管中，换热速率符合傅里叶定律：

Q＝-λAd_t/dx

其中，Q为换热速率，单位为W；A为导热面积，即垂直于热流方向的截面积，本实施例中，指风冷层8的截面积，单位为m2；λ为导热速率，单位为W/(m·℃)；d_t/dx为沿x方向的温度梯度。本实施例中，由于为降温过程，故d_t/dx为负值。

实施例2

本发明的一个具体实施例，公开了一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，使用实施例1的取件装置，具体包括以下步骤：

步骤1：将取件装置上的吊环5连接在外接移动装置上：

取件之前，先将取件装置固定在外接移动装置上，本实施例中，取件装置上的吊环5通过链条连接在天车起重机的滑轮上。

步骤2：使用外接移动装置将取件装置移动需要取放产品处：

本实施例中，通过天车起重机将取件装置移动到需要取放的产品处，并将取件装置下降到能够取件的位置。

本实施例中，可以使用遥控器控制天车的运动，也可以通过驾驶员将天车驶向目标地点。

步骤3：通过远端控制系统控制取件臂2打开，抓取待取件材料：

远端控制系统与近端控制系统通信，进而控制驱动系统的动作，打开取件臂2，抓取待取件材料。

步骤4：启动外接移动装置，将被取件产品移动到指定位置：

取件臂2抓取被取件产品后，启动外接移动装置，将被取件产品移动到指定位置，完成取件。

本发明公开的一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置及方法，利用耐高温的取件单元抓取被取件材料，节约热成形加工过程中对于蒙皮类产品的取放时间；本发明的取件臂包括第一取件臂和第二取件臂，且第二取件臂的水平段始终与地面保持水平，保证取件的可靠性；本发明的取件装置可采用多个取件单元相互插接形成，能够适应不同大小的产品的取件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，其特征在于，使用高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，包括以下步骤：

步骤1：将取件装置上的吊环(5)连接在外接移动装置上；

步骤2：使用外接移动装置将取件装置移动需要取放产品处；

步骤3：通过取件装置的控制系统控制取件臂(2)打开，抓取待取件材料；

步骤4：启动外接移动装置，将被取件产品移动到指定位置；

所述高温下大尺寸蒙皮类产品取件装置，包括一个或多个取件单元，每个取件单元包括驱动系统、取件臂(2)和连接管(1)，所述驱动系统和取件臂(2)安装在所述连接管(1)上，所述驱动系统能够驱动所述取件臂(2)抓取被取件产品；连接管(1)的一端设有横截面为多边形的多棱柱，另一端为空心圆柱，且空心圆柱内表面的截面与多棱柱相适配，使得多个取件单元能够相互插接，形成取件装置；

根据取件产品的重量和大小以上述取件单元为单位进行多个取件臂的串联取件；其叠加原则依据：重量为单个取件臂承重之和，长度方向的尺寸的取件范围为：(N-2)*最大取件尺寸+2*最小取件尺寸——N*最大取件尺寸；其中N为取件单元数；

连接管(1)上设有外螺纹，每组取件臂(2)的套环(3)的两端各设有一个定位螺母(4)，从而将取件臂(2)限制在两个定位螺母(4)之间；

每个取件单元包括两组取件臂(2)，两组所述取件臂(2)分别设在所述连接管(1)的两端；每组所述取件臂(2)包括两个取件臂(2)，两个所述取件臂(2)能够相互开合；所述取件臂(2)包括第一取件臂(21)和第二取件臂(22)，所述第一取件臂(21)与连接管(1)连接，所述第二取件臂(22)与所述第一取件臂(21)铰接；

第一取件臂(21)为圆弧形，第二取件臂(22)包括水平段和竖直段，第一取件臂(21)的下端与水平段及竖直段的连接处铰接；

所述驱动系统还包括第二电动推杆，所述第二电动推杆设在所述第一取件臂(21)的下端且与所述第二取件臂(22)连接；所述第二电动推杆用于带动第二取件臂(22)相对第一取件臂(21)旋转；

第二取件臂(22)的水平段始终与地面水平，取件时第一取件臂(21)开合角度β和第二取件臂(22)旋转角度γ之间满足关系：β+γ＝90°；

开合角度β范围为0-60°；设定连接管(1)的中心到第一取件臂(21)和第二取件臂(22)的连接点的距离为r，则被取件的蒙皮类产品的宽度方向尺寸为

还包括风冷层(8)和隔热层(7)，所述隔热层(7)紧贴所述连接管(1)的内壁设置，所述风冷层(8)设在所述隔热层(7)的内侧；

风冷层(8)由厚度为90mm的空气循环管和换气扇组成，所述换气扇均匀分布于空气循环管中。

2.根据权利要求1所述的高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，其特征在于，所述驱动系统包括第一电动推杆，所述第一电动推杆设有2个，位于所述连接管(1)内且每个第一电动推杆与一组取件臂(2)连接。

3.根据权利要求2所述的高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，其特征在于，所述连接管(1)的中段设有方管(6)，所述方管(6)套在所述连接管(1)外。

4.根据权利要求3所述的高温下大尺寸蒙皮类产品取件方法，其特征在于，还包括吊环(5)，所述吊环(5)安装在所述方管(6)上。

Images