CN115537516A - 一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备 - Google Patents
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Abstract
一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其包括设备主体框架、防护罩、一层伺服模组机构、二层伺服模组机构、伸缩伺服模组机构、旋转伺服模组机构、提升伺服模组机构、整体提升机构和送料机构，所述设备主体框架的顶端安装有防护罩，设备主体框架内侧的顶部安装有一层伺服模组机构，设备主体框架的一侧安装有二层伺服模组机构，本发明一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特点是改善人员工作环境、保证职业安全、调高质量与效率，容错性强，是传统热处理工序由繁重的人工操作变为自动化生产的必要条件，对节约社会人力成本，降低自动化改造成本，稳定产品质量，提高生产效率具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及热处理领域，具体为一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备。
背景技术
传统热处理行业操作岗位体力劳动强度大，生产所面临的直接面对高温操作及溶液飞溅的安全问题。为了减少操作人员劳动强度及杜绝安全隐患、提升生产效率、改善工作环境，分厂提出通过自动化手段，实现机器替代人工操作。
而社会老龄化严重导致的劳动力短缺越发无法满足传统密集型工业的生产。节约社会人力资源就显得尤为重要。
盐浴炉温度较高800-1200℃之间，工作环境较差，工件和盛具重大约5Kg，人工操作频率高，体力劳动繁重，且要求盐浴炉到冷却槽转运时间最小满足3s要求，由于人工操作不能更好的控制加热时间、转运时间、冷却时间。操作者人工人处理是需穿着防烫服防毒面具工作，在高温环境、高频率工作中，容易造成人员烫伤，操作者吸入有害气体。会对人身造成伤害和质量的不同意性。可是如果专门制作一款可以打自动抓取，自动转运、自动放料的自动化设备，保证操作者职业健康、提高质量、与生产效率。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种结构简单、容错率高、空间占用小、适应性强，自动化操作方便以取代人工热处理到冷却的工序动作。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括设备主体框架、防护罩、一层伺服模组机构、二层伺服模组机构、伸缩伺服模组机构、旋转伺服模组机构、提升伺服模组机构、整体提升机构和送料机构，所述设备主体框架的顶端安装有防护罩，设备主体框架内侧的顶部安装有一层伺服模组机构，设备主体框架的一侧安装有二层伺服模组机构，二层伺服模组机构的一侧安装有伸缩伺服模组机构，伸缩伺服模组机构的底部安装有旋转伺服模组机构，旋转伺服模组机构的一侧安装有提升伺服模组机构，伸缩伺服模组机构的上方安装有送料机构，送料机构的一端设置有整体提升机构。
根据上述技术方案：所述设备主体框架由设备主框架、主框架定位销、主框架支座和地面加固板组成；设备主框架由主体方管焊接而成，地面加固板由板焊接成一个整体固定到地面，防止设备高速运动产生晃动。
根据上述技术方案：所述整体提升机构由整体提升框架、直线滑轨一、T型丝杠、同步驱动机构、X方向定位块、Y方向定位块、防脱机构和拖链组成，提升后为人工操作留出空间，整体提升框架与设备主框架采用螺栓连接；T型丝杠、拖链与设备主框架与一层框架螺栓连接；直线滑轨、X方向定位块、Y方向定位块、防脱机构螺栓连接在整体提升框架上；
同步驱动机构由电机、传动轴和联轴器组成；保证整体提升的同步性；防脱机构由电动推杆、定位销、铜套和销座组成：确保提升后整体提升机构放置脱落，对人身和设备造成伤害。
根据上述技术方案：所述一层伺服模组机构由一层框架、直线滑轨二、齿条一、一层参考点开关、伺服电机一和拖链一组成；行程2.2m，最大速度0.936m/s；增大X方向行走行程，与二层伺服模组机构共同运动，增加X方向行走速度；一层框架螺栓连接在直线滑轨、T型丝杠上，保证整体能够提升；直线滑轨二、齿条一、一层参考点开关、伺服电机一、拖链一螺栓连接在一层框架上。
根据上述技术方案：所述二层伺服模组机构由二层框架、直线滑轨三、齿条一、二层参考点开关、伺服电机二和拖链二组成；行程1.5m，最大速度0.936m/s；是X方向主要行走轴；二层框架螺栓连接在一层直线滑轨二上，一层可带动二层同步运动；直线滑轨三、齿条一、二层参考点开关、伺服电机二、拖链二螺栓连接在二层框架上。
根据上述技术方案：所述伸缩伺服模组机构由伸缩框架、直线滑轨三、齿轮齿条、伸缩参考点开关、伺服电机三和拖链三组成；行程0.9m，最大速度0.936m/s；是Y方向行走轴；直线滑轨三、齿轮齿条、伸缩参考点开关、伺服电机三、拖链三螺栓连接在伸缩框架；直线滑轨三与二层框架螺栓连接。
根据上述技术方案：所述旋转伺服模组机构由旋转框架、回转支承、齿轮、旋转参考点开关和伺服电机四组成；0-180度任意旋转，最大转速600°/s；是水平方向旋转轴；齿轮与伺服电机四采用键连接，驱动回转支承转动；伺服电机四与回转支承与伸缩框架螺栓连接；所述提升伺服模组机构由提升框架、直线滑轨四、滚珠丝杠、旋转参考点开关、伺服电机五、不锈钢管架和抓手组成；行程12.2m最大提升速度1.3m/s；是Z方向提升轴；可以根基不同工件情况柔性更换抓手，更换抓手方便，快速换产，抓手材质采用L，能够在高温热处理环境使用；直线滑轨四、滚珠丝杠、旋转参考点开关、伺服电机五螺栓连接在提升框架；不锈钢管架、抓手整体螺栓连接在滚珠丝杠上；提升框架与旋转框架采用螺栓连接。
根据上述技术方案：所述送料机构由送料框架、直线滑轨五、齿条二、到位开关、步进电机、拖链四和托盘组成；行程1 m，满足自动上下料功能，料框放在托盘上进行定位，上料后设备自动抓手；直线滑轨五、齿条二、到位开关螺栓连接在送料框架上，步进电机、拖链四、托盘与直线滑轨五螺栓连接；送料框架焊接在设备主体框架上。
有益效果：本发明一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特点是改善人员工作环境、保证职业安全、调高质量与效率，容错性强，是传统热处理工序由繁重的人工操作变为自动化生产的必要条件，对节约社会人力成本，降低自动化改造成本，稳定产品质量，提高生产效率具有重大意义。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明设备主体框架结构示意图；
图3是本发明整体提升机构结构示意图；
图4是本发明一层伺服模组机构结构示意图；
图5是本发明同步驱动机构结构示意图；
图6是本发明一层伺服模组机构结构示意图；
图7是本发明二层伺服模组机构结构示意图；
图8是本发明伸缩伺服模组机构结构示意图；
图9是本发明旋转伺服模组机构结构示意图；
图10是本发明提升伺服模组机构结构示意图；
图11是本发明送料机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-11对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
实施例一，由图1-11给出，本发明提供一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，包括设备主体框架1、防护罩2、一层伺服模组机构3、二层伺服模组机构4、伸缩伺服模组机构5、旋转伺服模组机构6、提升伺服模组机构7、整体提升机构8和送料机构9，设备主体框架1的顶端安装有防护罩2，设备主体框架1内侧的顶部安装有一层伺服模组机构3，设备主体框架1的一侧安装有二层伺服模组机构4，二层伺服模组机构4的一侧安装有伸缩伺服模组机构5，伸缩伺服模组机构5的底部安装有旋转伺服模组机构6，旋转伺服模组机构6的一侧安装有提升伺服模组机构7，伸缩伺服模组机构5的上方安装有送料机构9，送料机构9的一端设置有整体提升机构8。
设备主体框架1由设备主框架11、主框架定位销12、主框架支座13和地面加固板14组成；设备主框架11由主体方管焊接而成，地面加固板14由板焊接成一个整体固定到地面，防止设备高速运动产生晃动。
整体提升机构8由整体提升框架15、直线滑轨一16、T型丝杠17、同步驱动机构18、X方向定位块19、Y方向定位块20、防脱机构21和拖链22组成，提升后为人工操作留出空间，整体提升框架15与设备主框架采用螺栓连接；T型丝杠17、拖链22与设备主框架11与一层框架螺栓连接；直线滑轨16、X方向定位块19、Y方向定位块20、防脱机构21螺栓连接在整体提升框架15上；同步驱动机构18由电机23、传动轴24和联轴器25组成；保证整体提升的同步性；防脱机构21由电动推杆26、定位销27、铜套28和销座29组成：确保提升后整体提升机构放置脱落，对人身和设备造成伤害。
一层伺服模组机构3由一层框架30、直线滑轨二31、齿条一32、一层参考点开关33、伺服电机一34和拖链一35组成；行程2.2m，最大速度0.936m/s；增大X方向行走行程，与二层伺服模组机构共同运动，增加X方向行走速度；一层框架30螺栓连接在直线滑轨31、T型丝杠17上，保证整体能够提升；直线滑轨二31、齿条一32、一层参考点开关33、伺服电机一34、拖链一35螺栓连接在一层框架30上。
二层伺服模组机构4由二层框架36、直线滑轨三37、齿条一38、二层参考点开关39、伺服电机二40和拖链二41组成；行程1.5m，最大速度0.936m/s；是X方向主要行走轴；二层框架1螺栓连接在一层直线滑轨二31上，一层可带动二层同步运动；直线滑轨三37、齿条一38、二层参考点开关39、伺服电机二40、拖链二41螺栓连接在二层框架36上。
伸缩伺服模组机构5由伸缩框架42、直线滑轨三43、齿轮齿条44、伸缩参考点开关45、伺服电机三46和拖链三47组成；行程0.9m，最大速度0.936m/s；是Y方向行走轴；直线滑轨三43、齿轮齿条44、伸缩参考点开关45、伺服电机三46、拖链三47螺栓连接在伸缩框架42；直线滑轨三43与二层框架36螺栓连接。
旋转伺服模组机构6由旋转框架48、回转支承49、齿轮50、旋转参考点开关51和伺服电机四52组成；0-180度任意旋转，最大转速600°/s；是水平方向旋转轴；齿轮50与伺服电机四52采用键连接，驱动回转支承49转动；伺服电机四52与回转支承49与伸缩框架42螺栓连接；提升伺服模组机构7由提升框架53、直线滑轨四54、滚珠丝杠55、旋转参考点开关56、伺服电机五57、不锈钢管架58和抓手59组成；行程12.2m最大提升速度1.3m/s；是Z方向提升轴；可以根基不同工件情况柔性更换抓手59，更换抓手59方便，快速换产，抓手59材质采用316L，能够在高温热处理环境使用；直线滑轨四54、滚珠丝杠55、旋转参考点开关56、伺服电机五57螺栓连接在提升框架53；不锈钢管架58、抓手59整体螺栓连接在滚珠丝杠55上；提升框架53与旋转框架采用螺栓连接。
送料机构9由送料框架60、直线滑轨五61、齿条二62、到位开关63、步进电机64、拖链四65和托盘66组成；行程1 m，满足自动上下料功能，料框放在托盘66上进行定位，上料后设备自动抓手；直线滑轨五61、齿条二62、到位开关63螺栓连接在送料框架60上，步进电机64、拖链四65、托盘66与直线滑轨五61螺栓连接；送料框架60焊接在设备主体框架1上。
工作原理：本发明使用时，一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备主要PLC驱动整体设备联合运动，控制5个伺服电机机构联合运动实现工件抓取、盐浴炉高温加热、冷却槽冷却到工件放件功能，上下送料机构与控制系统联动，当放置工件后，按送料按钮，设备抓取工件；当热处理完成后，设备将工件放在送料机构上，送料机构自动运动到出料口；等待人工区间。
有益效果是：本发明一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特点是改善人员工作环境、保证职业安全、调高质量与效率，容错性强，是传统热处理工序由繁重的人工操作变为自动化生产的必要条件。对节约社会人力成本，降低自动化改造成本，稳定产品质量，提高生产效率具有重大意义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，包括设备主体框架（1）、防护罩（2）、一层伺服模组机构（3）、二层伺服模组机构（4）、伸缩伺服模组机构（5）、旋转伺服模组机构（6）、提升伺服模组机构（7）、整体提升机构（8）和送料机构（9），其特征在于：所述设备主体框架（1）的顶端安装有防护罩（2），设备主体框架（1）内侧的顶部安装有一层伺服模组机构（3），设备主体框架（1）的一侧安装有二层伺服模组机构（4），二层伺服模组机构（4）的一侧安装有伸缩伺服模组机构（5），伸缩伺服模组机构（5）的底部安装有旋转伺服模组机构（6），旋转伺服模组机构（6）的一侧安装有提升伺服模组机构（7），伸缩伺服模组机构（5）的上方安装有送料机构（9），送料机构（9）的一端设置有整体提升机构（8）。
2.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述设备主体框架（1）由设备主框架（11）、主框架定位销（12）、主框架支座（13）和地面加固板（14）组成；设备主框架（11）由主体方管焊接而成，地面加固板（14）由板焊接成一个整体固定到地面，防止设备高速运动产生晃动。
3.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述整体提升机构（8）由整体提升框架（15）、直线滑轨一（16）、T型丝杠（17）、同步驱动机构（18）、X方向定位块（19）、Y方向定位块（20）、防脱机构（21）和拖链（22）组成，提升后为人工操作留出空间，整体提升框架（15）与设备主框架采用螺栓连接；T型丝杠（17）、拖链（22）与设备主框架（11）与一层框架螺栓连接；直线滑轨（16）、X方向定位块（19）、Y方向定位块（20）、防脱机构（21）螺栓连接在整体提升框架（15）上；同步驱动机构（18）由电机（23）、传动轴（24）和联轴器（25）组成；保证整体提升的同步性；防脱机构（21）由电动推杆（26）、定位销（27）、铜套（28）和销座（29）组成：确保提升后整体提升机构放置脱落，对人身和设备造成伤害。
4.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述一层伺服模组机构（3）由一层框架（30）、直线滑轨二（31）、齿条一（32）、一层参考点开关（33）、伺服电机一（34）和拖链一（35）组成；行程2.2m，最大速度0.936m/s；增大X方向行走行程，与二层伺服模组机构共同运动，增加X方向行走速度；一层框架（30）螺栓连接在直线滑轨（31）、T型丝杠（17）上，保证整体能够提升；直线滑轨二（31）、齿条一（32）、一层参考点开关（33）、伺服电机一（34）、拖链一（35）螺栓连接在一层框架（30）上。
5.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述二层伺服模组机构（4）由二层框架（36）、直线滑轨三（37）、齿条一（38）、二层参考点开关（39）、伺服电机二（40）和拖链二（41）组成；行程1.5m，最大速度0.936m/s；是X方向主要行走轴；二层框架（1）螺栓连接在一层直线滑轨二（31）上，一层可带动二层同步运动；直线滑轨三（37）、齿条一（38）、二层参考点开关（39）、伺服电机二（40）、拖链二（41）螺栓连接在二层框架（36）上。
6.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述伸缩伺服模组机构（5）由伸缩框架（42）、直线滑轨三（43）、齿轮齿条（44）、伸缩参考点开关（45）、伺服电机三（46）和拖链三（47）组成；行程0.9m，最大速度0.936m/s；是Y方向行走轴；直线滑轨三（43）、齿轮齿条（44）、伸缩参考点开关（45）、伺服电机三（46）、拖链三（47）螺栓连接在伸缩框架（42）；直线滑轨三（43）与二层框架（36）螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述旋转伺服模组机构（6）由旋转框架（48）、回转支承（49）、齿轮（50）、旋转参考点开关（51）和伺服电机四（52）组成；0-180度任意旋转，最大转速600°/s；是水平方向旋转轴；齿轮（50）与伺服电机四（52）采用键连接，驱动回转支承（49）转动；伺服电机四（52）与回转支承（49）与伸缩框架（42）螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述提升伺服模组机构（7）由提升框架（53）、直线滑轨四（54）、滚珠丝杠（55）、旋转参考点开关（56）、伺服电机五（57）、不锈钢管架（58）和抓手（59）组成；行程12.2m最大提升速度1.3m/s；是Z方向提升轴；可以根基不同工件情况柔性更换抓手（59），更换抓手（59）方便，快速换产，抓手（59）材质采用316L，能够在高温热处理环境使用；直线滑轨四（54）、滚珠丝杠（55）、旋转参考点开关（56）、伺服电机五（57）螺栓连接在提升框架（53）；不锈钢管架（58）、抓手（59）整体螺栓连接在滚珠丝杠（55）上；提升框架（53）与旋转框架采用螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的一种热处理行业淬火炉自动生产单元设备，其特征在于，所述送料机构（9）由送料框架（60）、直线滑轨五（61）、齿条二（62）、到位开关（63）、步进电机（64）、拖链四（65）和托盘（66）组成；行程1 m，满足自动上下料功能，料框放在托盘（66）上进行定位，上料后设备自动抓手；直线滑轨五（61）、齿条二（62）、到位开关（63）螺栓连接在送料框架（60）上，步进电机（64）、拖链四（65）、托盘（66）与直线滑轨五（61）螺栓连接；送料框架（60）焊接在设备主体框架（1）上。
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