CN214349386U - 热模锻压力机步进梁机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热模锻压力机技术领域，提供了一种热模锻压力机步进梁机械手装置，包括一对步进梁组件和两对安装板；每个安装板上设置有Z向运动机构，每个Z向运动机构上设置有Y向运动机构；每个步进梁组件的两端沿X向滑动安装在与其相配合的一对安装板的Y向运动机构上；还包括驱动每个步进梁组件沿X向运动的X向驱动机构。本实用新型可实现夹紧工件、提升工件、移动工件、下落工件、松开工件、梁体返回等动作的循环运动，进而实现锻件毛坯在热模锻压力机的各模具工位间的流转。通过将Z向运动机构设置在安装板上，保证了Z向运动机构的运动高度可根据实际需要而设置，以满足将任意工件夹紧后需要移动的高度，提高了该装置的使用范围。

Description

热模锻压力机步进梁机械手装置

技术领域

本实用新型涉及热模锻压力机技术领域，尤其是一种热模锻压力机步进梁机械手装置。

背景技术

热模锻压力机是成批生产和大量生产黑色及有色金属体积模锻的专用锻压设备。目前，热模锻压力机主要是通过工业机器人或步进梁机械手代替人工夹持锻件坯料在各模具工位间转移，降低了工人的劳动强度。但是配备工业机器人的热模锻生产线大多只能夹持一个工件自动锻造，生产效率较低。

授权公告号为CN210619310U的专利中，公开了一种步进梁搬运装置，通过油缸驱动，可实现工件夹紧、松开、退回运动，但是这种步进梁搬运装置无法控制步进梁上下运动，那么当将工件夹紧后，也就无法控制工件上下运动，使得该步进梁搬运装置的使用范围具有局限性。

虽然该步进梁搬运装置的夹持组件采用可小角度摆动的凹形夹具，可在动力驱动下夹紧、抬升工件，但是这种夹持组件的主要目的是将工件夹紧的同时使工件与工作台分离，避免工件在移动过程中与工作台摩擦。并且由于安装空间的限制，这种夹持组件的结构和尺寸受到了限制，使得其对工件的抬升高度很小，无法满足某些工件需要抬升较大高度的要求，造成该步进梁搬运装置的使用范围较小。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热模锻压力机步进梁机械手装置，以提高该装置的使用范围。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：热模锻压力机步进梁机械手装置，包括一对沿X向设置的步进梁组件；还包括用于与每个步进梁组件相配合的一对安装板；每个所述安装板上设置有Z向运动机构，每个Z向运动机构上设置有Y向运动机构；每个所述步进梁组件的两端沿X向滑动安装在与其相配合的一对安装板的Y向运动机构上；还包括驱动每个步进梁组件沿X向运动的X向驱动机构。

进一步的，所述Z向运动机构包括沿Z向滑动安装在安装板上的Z向运动座，以及驱动Z向运动座沿Z向运动的Z向驱动机构。

进一步的，所述Z向驱动机构包括沿Z向设置的伺服电动缸；所述伺服电动缸的缸体与安装板连接，所述伺服电动缸的活塞杆与Z向运动座连接。

进一步的，所述Z向驱动机构还包括沿Z向设置的平衡气缸；所述平衡气缸的缸体与安装板连接，所述平衡气缸的活塞杆与Z向运动座连接。

进一步的，所述Y向运动机构包括沿Y向滑动安装在Z向运动座上的Y向运动座，以及驱动Y向运动座沿Y向运动的Y向驱动机构；所述步进梁组件的端部沿X向滑动安装在Y向运动座上。

进一步的，所述Y向驱动机构包括沿Y向设置、且转动安装在Z向运动座上的第一螺杆，套在第一螺杆上、且与第一螺杆螺纹连接的第一螺母，驱动第一螺杆转动的第一电机；所述第一螺母与Y向运动座连接。

进一步的，所述Y向运动座包括沿Y向滑动安装在Z向运动座上的滑动座，固定在滑动座上、且沿Y向延伸的连接臂，设置在安装板的一侧、且与连接臂的端部固定连接的支撑架；所述步进梁组件的端部沿X向滑动安装在支撑架上。

进一步的，所述X向驱动机构包括沿X向设置、且转动安装在其中一个Y向运动座上的第二螺杆，套在第二螺杆上、且与第二螺杆螺纹连接的第二螺母，驱动第二螺杆转动的第二电机；所述第二螺母与所述步进梁组件连接。

进一步的，所述步进梁组件包括沿X向设置的步进梁本体，所述步进梁本体的内侧具有沿其轴向间隔设置的至少两个夹爪；两个步进梁本体上的夹爪一一对应。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置，通过设置步进梁组件、Z向运动机构、Y向运动机构和X向驱动机构，在它们的相互配合下，实现夹紧工件、提升工件、移动工件、下落工件、松开工件、梁体返回等动作的循环运动，进而实现锻件毛坯在热模锻压力机的各模具工位间的流转。通过将Z向运动机构设置在安装板上，使得Z向运动机构的安装不受两个步进梁组件之间的安装空间的限制，保证了Z向运动机构的运动高度可根据实际需要而设置，以满足将任意工件夹紧后需要移动的高度，提高了该装置的使用范围。通过在步进梁本体上设置多个夹爪，工作时，可同时夹持多个锻件毛坯在热模锻压力机的模具工位上流转，实现压机一次锻造动作同时完成多个毛坯的锻造，成倍提高了锻造生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的热模锻压力机步进梁机械手装置的立体图；

图2是本实用新型实施例的热模锻压力机步进梁机械手装置的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的左视图。

图中附图标记为：1-步进梁组件，2-安装板，3-Z向运动机构，4-Y向运动机构，5-X向驱动机构，11-步进梁本体，12-夹爪，13-第三导向装置，14-连接座，31-Z向运动座，32-Z向驱动机构，33-第一导向装置，34-固定座，41-Y向运动座，42-Y向驱动机构，43-第二导向装置，51-第二螺杆，52-第二螺母，53-第二电机，321-伺服电动缸，322-平衡气缸，411-滑动座，412-连接臂，413-支撑架，421-第一螺杆，422-第一螺母，423-第一电机。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图1至图4是本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置的结构示意图。图1至图4中，X向、Y向和Z向为三个相互垂直的方向，其中X向和Y向为两个水平方向，Z向为竖直方向。

参见图1至图4，本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置，包括一对沿X向设置的步进梁组件1；还包括用于与每个步进梁组件1相配合的一对安装板2；每个所述安装板2上设置有Z向运动机构3，每个Z向运动机构3上设置有Y向运动机构4；每个所述步进梁组件1的两端沿X向滑动安装在与其相配合的一对安装板2的Y向运动机构4上；还包括驱动每个步进梁组件1沿X向运动的X向驱动机构5。

本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置，包括步进梁组件1、安装板2、Z向运动机构3、Y向运动机构4和X向驱动机构5。

参见图1、图3，两个步进梁组件1相对设置，且每个所述步进梁组件1的轴向沿X向设置。所述步进梁组件1包括沿X向设置的步进梁本体11，所述步进梁本体11的内侧具有沿其轴向间隔设置的至少两个夹爪12；两个步进梁本体11上的夹爪12一一对应。

所述步进梁本体11的内侧指的是该步进梁本体11朝向另一个步进梁本体11的那一侧，当将夹爪12安装在步进梁本体11的内侧后，就使得所有的夹爪12位于两个步进梁本体11之间。本实施例中，所述夹爪12为水平设置的板状结构，夹爪12的一端具有用于与坯料的侧面抵接配合的凹形夹持面，夹爪12的另一端用于与步进梁本体11的内侧连接。当然，所述夹爪12也可以为背景技术中的结构，也可以为授权公告号为CN206122611U的专利中的结构，还可以为其他结构，在此不做具体的限定。本实施例中，每个夹爪12在步进梁本体11上的安装位置和凹形夹持面的具体形状应根据热模锻压力机上的模具工位的位置和模具内腔的形状而设置，在此不做具体的限定。

例如，参见图1、图3，每个步进梁本体11上具有等间距设置的六个夹爪12，两个步进梁本体11上的夹爪12一一对应，并由相对应的两个夹爪12构成一组夹爪12；其中，左侧的三组夹爪12中每个夹爪12的凹形夹持面的形状为V形，右侧的三组夹爪12中每个夹爪12的凹形夹持面的形状为半圆形；当控制两个步进梁本体11相互靠近时，就可通过相对应的六组夹爪12同时将六个坯料夹紧。

参见图1、图3，每个步进梁组件1的一侧设置有与其相配合的一对安装板2。具体的，在平行于Y向的方向上，两个步进梁组件1设置在两对安装板2之间；并且与每个步进梁组件1相配合的两个安装板2分别设置在靠近该步进梁组件1端部的位置。

参见图1、图2、图4，每个安装板2竖向设置、且其表面垂直于X向设置。安装时，四个安装板2用于固定在热模锻压力机上，以对热模锻压力机步进梁机械手装置进行位置固定。每个安装板2上设置有用于控制Y向运动机构4沿Z向运动的Z向运动机构3。优选的，所述Z向运动机构3设置在安装板2的外表面上；所述安装板2的外表面指的是该安装板2背向与其相对应的另一个安装板2的表面。

所述Z向运动机构3包括沿Z向滑动安装在安装板2上的Z向运动座31，以及驱动Z向运动座31沿Z向运动的Z向驱动机构32，所述Y向运动机构4设置在Z向运动座31上。

本实施例中，所述Z向运动座31为由型钢焊接而成的框架结构。当然，Z向运动座31还可以为其他结构，在此不做具体的限定。

所述Z向运动座31通过第一导向装置33设置在安装板2上。优选的，所述第一导向装置33为直线导轨。例如，所述第一导向装置33包括由第一导轨构成的承导件和由第一滑块构成的运动件组成；所述第一滑块滚动配合或滑动配合在第一导轨上，使第一滑块可在第一导轨上移动。

本实施例中，参见图1、图4，所述安装板2的外表上通过螺栓等固定连接件可拆卸地安装有两个沿Z向设置的第一导轨，每个第一导轨上安装有第一滑块，每个第一滑块均通过螺栓等固定连接件与Z向运动座31可拆卸地连接。作为另一种实施方式，所述第一导轨沿Z向设置、且与Z向运动座31固定连接，所述第一滑块与安装板2固定连接。

所述Z向驱动机构32用于驱动Z向运动座31沿Z向运动。所述Z向驱动机构32可以是气缸、油缸、电动推杆或电机+丝杠等，在此不做具体的限定。

本实施例中，所述Z向驱动机构32包括沿Z向设置的伺服电动缸321；所述伺服电动缸321的缸体与安装板2连接，所述伺服电动缸321的活塞杆与Z向运动座31连接。

参见图1、图2、图4，所述安装板2的外表面上、且位于Z向运动座31的下方安装有固定座34，所述伺服电动缸321竖向设置、且其缸体通过螺栓等固定连接件可拆卸地安装在固定座34上，所述伺服电动缸321的活塞杆向上延伸至固定座34的上方并与Z向运动座31连接。工作时，伺服电动缸321的伺服电机驱动活塞杆伸长，进而带动Z向运动座31向上运动；伺服电动缸321的伺服电机驱动活塞杆收缩，进而带动Z向运动座31向下运动。

所述Z向驱动机构32还包括沿Z向设置的平衡气缸322；所述平衡气缸322的缸体与安装板2连接，所述平衡气缸322的活塞杆与Z向运动座31连接。

参见图1、图2、图4，所述平衡气缸322竖向设置、且其缸体通过螺栓等固定连接件可拆卸地安装在固定座34上，所述平衡气缸322的活塞杆向上延伸至固定座34的上方并与Z向运动座31连接。工作时，同步控制伺服电动缸321和平衡气缸322的活塞杆伸长，进而带动Z向运动座31向上运动；同步控制伺服电动缸321和平衡气缸322的活塞杆收缩，进而带动Z向运动座31向下运动。例如，可以通过PLC控制器实现对伺服电动缸321和平衡气缸322的同步控制，使它们的活塞杆同时伸长或收缩，进而实现Z向运动座31的上下运动。通过设置平衡气缸322，可以平衡伺服电动缸321承受的载荷，降低在水平移动工件时伺服电机所承受的载荷，提高了伺服电动缸321的伺服电机的使用寿命。

参见图1至图4，每个Z向运动机构3上设置有控制步进梁组件1沿Y向运动的Y向运动机构4。所述Y向运动机构4包括沿Y向滑动安装在Z向运动座31上的Y向运动座41，以及驱动Y向运动座41沿Y向运动的Y向驱动机构42；所述步进梁组件1的端部沿X向滑动安装在Y向运动座41上。

本实施例中，所述Y向运动座41通过第二导向装置43设置在Z向运动座31上。优选的，所述第二导向装置43为直线导轨。例如，所述第二导向装置43包括由第二导轨构成的承导件和由第二滑块构成的运动件组成；所述第二滑块滚动配合或滑动配合在第二导轨上，使第二滑块可在第二导轨上移动。

本实施例中，参见图1、图4，所述Z向运动座31上通过螺栓等固定连接件可拆卸地安装有两个沿Y向设置的第二导轨，其中一个第二导轨位于另一个第二导轨的正下方，每个第二导轨上安装有第二滑块，每个第二滑块均通过螺栓等固定连接件与Y向运动座41可拆卸地连接。作为另一种实施方式，所述第二导轨沿Y向设置、且与Y向运动座41固定连接，所述第二滑块与Z向运动座31固定连接。

所述Y向驱动机构42用于驱动Y向运动座41沿Y向运动。所述Y向驱动机构42可以是气缸、油缸、电动推杆等，在此不做具体的限定。

本实施例中，所述Y向驱动机构42为丝杠调节机构。所述Y向驱动机构42包括沿Y向设置、且转动安装在Z向运动座31上的第一螺杆421，套在第一螺杆421上、且与第一螺杆421螺纹连接的第一螺母422，驱动第一螺杆421转动的第一电机423；所述第一螺母422与Y向运动座41连接。

所述第一螺杆421的轴向沿Y向设置、且其两端通过轴承结构安装在Z向运动座31上，以使第一螺杆421可绕自身轴线转动。所述第一电机423安装在Z向运动座31上、且其输出轴与第一螺杆421传动连接，用于驱动第一螺杆421绕自身轴线转动。工作时，启动第一电机423，第一电机423驱动第一螺杆421绕自身轴线转动，进而通过第一螺母422带动Y向运动座41在第二导向装置43的导向作用下沿Y向运动。

所述Y向运动座41可以为由型钢焊接而成的框架结构。当然，Y向运动座41还可以为其他结构，在此不做具体的限定。

本实施例中，参见图1、图4，所述Y向运动座41包括沿Y向滑动安装在Z向运动座31上的滑动座411，固定在滑动座411上、且沿Y向延伸的连接臂412，设置在安装板2的一侧、且与连接臂412的端部固定连接的支撑架413；所述步进梁组件1的端部沿X向滑动安装在支撑架413上。所述滑动座411通过第二导向装置43安装在Z向运动座31上，以使滑动座411可在第二导向装置43的导向作用下沿Y向运动。

所述步进梁组件1的端部沿X向滑动安装在与其相配合的一对安装板2的Y向运动机构4的Y向运动座41上。作为一种实施方式，所述步进梁本体11的端部可拆卸地安装有连接座14，所述连接座14通过第三导向装置13安装在Y向运动座41的支撑架413上。优选的，所述第三导向装置13为直线导轨。例如，所述第三导向装置13包括由第三导轨构成的承导件和由第三滑块构成的运动件组成；所述第三滑块滚动配合或滑动配合在第三导轨上，使第三滑块可在第三导轨上移动。

本实施例中，参见图1、图4，所述支撑架413的底部通过螺栓等固定连接件可拆卸地安装有两个沿X向设置的第三导轨，每个第三导轨上安装有第三滑块，每个第三滑块均通过螺栓等固定连接件等与连接座14可拆卸地连接。作为另一种实施方式，所述第三导轨沿X向设置、且与连接座14固定连接，所述第三滑块与支撑架413固定连接。

所述X向驱动机构5用于驱动步进梁组件1沿X向运动。所述X向驱动机构5可以是气缸、油缸、电动推杆等，在此不做具体的限定。

本实施例中，所述X向驱动机构5为丝杠调节机构。所述X向驱动机构5包括沿X向设置、且转动安装在其中一个Y向运动座41上的第二螺杆51，套在第二螺杆51上、且与第二螺杆51螺纹连接的第二螺母52，驱动第二螺杆51转动的第二电机53；所述第二螺母52与所述步进梁组件1连接。

所述第二螺杆51的轴向沿X向设置、且其两端通过轴承结构安装在支撑架413上，以使第二螺杆51可绕自身轴线转动。所述第二螺母52与第三滑块或连接座14相连接。所述第二电机53安装在支撑架413上、且其输出轴与第二螺杆51传动连接，用于驱动第二螺杆51绕自身轴线转动。工作时，启动第二电机53，第二电机53驱动第二螺杆51绕自身轴线转动，进而通过第二螺母52带动连接座14在第三导向装置13的导向作用下沿X向运动，进而带动步进梁本体11和夹爪12沿X向运动。

下面结合图1至图4对本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置的工作原理进行说明：

首先将四个安装板2与热模锻压力机固定连接，以对该热模锻压力机步进梁机械手装置的位置进行固定；然后通过控制Z向运动机构3、Y向运动机构4和X向驱动机构5调整六组夹爪12的位置，使六组夹爪12分别与热模锻压力机上的六个模具工位相对应；

当压机完成锻造动作后，PLC控制器发出夹紧动作指令，通过四个Y向驱动机构42的配合控制两个步进梁组件1相互靠近，进而通过六组夹爪12同时将模具工位处的六个坯料夹紧；然后PLC控制器发出上升动作指令，通过四个Z向驱动机构32的配合将六个坯料向上移动至设定高度；然后PLC控制器发出平移动作指令，通过两个X向驱动机构5或/和四个Y向驱动机构42的配合将六个坯料平移至预定模具工位的上方；然后PLC控制器发出下降动作指令，通过四个Z向驱动机构32的配合将六个坯料向下移动至初始高度；然后PLC控制器发出松开动作指令，通过四个Y向驱动机构42的配合控制两个步进梁组件1相互远离，进而使六个坯料落在相应的模具工位处；然后PLC控制器发出返回动作指令，通过两个X向驱动机构5或/和四个Y向驱动机构42的配合将两个步进梁组件1移动至初始位置处。

本实用新型实施例提供的热模锻压力机步进梁机械手装置，通过设置步进梁组件1、Z向运动机构3、Y向运动机构4和X向驱动机构5，在它们的相互配合下，实现步进梁组件1的上下、左右、前后的往复运动，进而实现夹紧工件、提升工件、移动工件、下落工件、松开工件、梁体返回等动作的循环运动，进而实现锻件毛坯在热模锻压力机的各模具工位间的流转。通过将Z向运动机构3设置在安装板2上，使得Z向运动机构3的安装不受两个步进梁组件1之间的安装空间的限制，保证了Z向运动机构3的运动高度可根据实际需要而设置，以满足将任意工件夹紧后需要移动的高度，大大提高了该装置的使用范围。通过在步进梁本体11上设置多个夹爪12，工作时，可同时夹持多个锻件毛坯在热模锻压力机的模具工位上流转，实现压机一次锻造动作同时完成多个毛坯的锻造，成倍提高了锻造生产效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.热模锻压力机步进梁机械手装置，包括一对沿X向设置的步进梁组件(1)；其特征在于，还包括用于与每个步进梁组件(1)相配合的一对安装板(2)；每个所述安装板(2)上设置有Z向运动机构(3)，每个Z向运动机构(3)上设置有Y向运动机构(4)；每个所述步进梁组件(1)的两端沿X向滑动安装在与其相配合的一对安装板(2)的Y向运动机构(4)上；还包括驱动每个步进梁组件(1)沿X向运动的X向驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Z向运动机构(3)包括沿Z向滑动安装在安装板(2)上的Z向运动座(31)，以及驱动Z向运动座(31)沿Z向运动的Z向驱动机构(32)。

3.根据权利要求2所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Z向驱动机构(32)包括沿Z向设置的伺服电动缸(321)；所述伺服电动缸(321)的缸体与安装板(2)连接，所述伺服电动缸(321)的活塞杆与Z向运动座(31)连接。

4.根据权利要求3所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Z向驱动机构(32)还包括沿Z向设置的平衡气缸(322)；所述平衡气缸(322)的缸体与安装板(2)连接，所述平衡气缸(322)的活塞杆与Z向运动座(31)连接。

5.根据权利要求2所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Y向运动机构(4)包括沿Y向滑动安装在Z向运动座(31)上的Y向运动座(41)，以及驱动Y向运动座(41)沿Y向运动的Y向驱动机构(42)；所述步进梁组件(1)的端部沿X向滑动安装在Y向运动座(41)上。

6.根据权利要求5所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Y向驱动机构(42)包括沿Y向设置、且转动安装在Z向运动座(31)上的第一螺杆(421)，套在第一螺杆(421)上、且与第一螺杆(421)螺纹连接的第一螺母(422)，驱动第一螺杆(421)转动的第一电机(423)；所述第一螺母(422)与Y向运动座(41)连接。

7.根据权利要求5所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述Y向运动座(41)包括沿Y向滑动安装在Z向运动座(31)上的滑动座(411)，固定在滑动座(411)上、且沿Y向延伸的连接臂(412)，设置在安装板(2)的一侧、且与连接臂(412)的端部固定连接的支撑架(413)；所述步进梁组件(1)的端部沿X向滑动安装在支撑架(413)上。

8.根据权利要求5、6或7所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述X向驱动机构(5)包括沿X向设置、且转动安装在其中一个Y向运动座(41)上的第二螺杆(51)，套在第二螺杆(51)上、且与第二螺杆(51)螺纹连接的第二螺母(52)，驱动第二螺杆(51)转动的第二电机(53)；所述第二螺母(52)与所述步进梁组件(1)连接。

9.根据权利要求1所述的热模锻压力机步进梁机械手装置，其特征在于，所述步进梁组件(1)包括沿X向设置的步进梁本体(11)，所述步进梁本体(11)的内侧具有沿其轴向间隔设置的至少两个夹爪(12)；两个步进梁本体(11)上的夹爪(12)一一对应。

Images