CN102335698A - 一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手。所述的机械手包括有驱动杆、主传动杆、连接杆、副传动杆、手爪柄、陶瓷手指、支架、反射罩、碳纤维加热管等主要部分。所述的机械手将手指设计成陶瓷手指,避免了手指与高温钢板接触局部温度降低速度快,幅度大;通过反射罩保护了零部件的工作环境,同时也减少了高温钢板的热量散失;利用碳纤维加热管加热,使高温钢板维持在特定温度范围内。
Description
技术领域
本发明专利是一种工业机械手,涉及高温钢板的抓取和转移,属于热冲压技术领域。
背景技术
汽车轻量化与安全性是汽车发展的两大主题。采用高强度钢结构件是汽车轻量化最有效的途径之一,在传统工艺下,很难获得合格的高强度钢结构件,因此热冲压技术被广泛研究并投入到实际生产。热冲压技术是将超高强度钢板加热到奥氏体化温度以上并充分保温,经模具淬火、成形后得到高精度、超高强度的热冲压件。然而高强度钢板从加热炉转移到模具中,是一个经历3-10s的高温钢板转移过程,该过程中钢板温度高,并且沉浸在常温空气氛围中。因此普通手指抓取式、吸盘式和磁力吸盘式机械手不能用于高温钢板的抓取和转移
普通的手指抓取式机械手在高温环境下不能长期稳定工作,而且会导致手指与高温钢板接触局部温度降低速度快,幅度大,影响热成形件的成形质量和性能;普通的磁力吸盘式机械手同样不能实现高温钢板的抓取和转移,因为奥氏体温度以上的高温钢板磁性消失;普通吸盘式机械手由于吸盘结构设计,不能用于高温工作环境,因此也不能用于高温钢板的抓取和转移。
发明内容
为了能实现高温钢板的抓取和转移,并减少钢板在该过程中的温降和该过程中氧化皮的产生,本发明专利提供一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手,该机械手设计成手指抓取式,但是手指采用陶瓷材料,并设计有反射罩和加热***。其设计思路是通过反射罩和加热***减少钢板在转移过程中的热量散失,采用陶瓷手指抓取高温钢板减少高温钢板局部热量散失,减少氧化皮的产生。通过布置在机械手、反射罩上的温度传感器能实时监测高温钢板在转移过程中的温度;布置在关键线路附近的高温报警器能防止温度过高,破坏机械手工作能力;布置在汽缸上的位置行程开关能,调节机械手的抓取范围,适应不同宽度钢板的抓取和转移。
本发明专利的上述目的实现方法结合附图说明如下:
一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手,主要有驱动杆(1)、主传动杆(4)、连接杆(8)、副传动杆(9)、手爪柄(3)、陶瓷手指(2)、支架(5)、反射罩(6)、碳纤维加热管(12)、高温报警器、限位开关以及其他连接件。
由外力(如:汽缸)带动驱动杆运动,驱动杆带动主传动杆转动,使固定在主传动杆上的连接杆转接头(7)转动,通过连接杆的传递,副传动杆与主传动杆同步转动,固定在主、副传动杆上的手爪柄与陶瓷手指转动,实现高温钢板的抓取;主、副传动杆通过轴承座(10)固定在支架(5)上;反射罩通过反射罩连接件(11)固定在支架上;驱动杆、连接杆转接头、手爪柄通过销钉固定在主、副传动杆上;手爪柄与陶瓷手指通过螺栓连接;反射罩采用高精技术抛光处理,提高反射率。
在接近、抓取和转移高温钢板的过程中,通过碳纤维加热管的热量输出,能使高温钢板维持在恒定温度范围内;反射罩的作用,一方面隔绝高温区域与机械手大部分零部件的热量传递,保护机械手工作环境温度;另一方面能反射高温钢板与碳纤维加热管的热量,减少高温钢板的热量损失,降低能源消耗。
附图说明
图1 具有保温功能的高温钢板抓取机械手等轴测图
图2 具有保温功能的高温钢板抓取机械手底部结构示意图
图中:1-驱动杆;2-陶瓷手指;3-手爪柄;4-主传动杆;5-支架;6-反射罩;7-连接杆转接头;8-连接杆;9-副传动杆;10-轴承座;11-反射罩连接件。
具体实施方式
下面结合附图实例进一步说明本发明的内容及具体实施方法。
由外力(如:汽缸)带动驱动杆(1)运动,汽缸的运动行程由限位开关控制,限位开关安装在支架(5)上,驱动杆(1)通过销钉固定在主传动杆(4)中部位置,带动主传动杆(4)转动,使固定在主传动杆(4)中部位置上的连接杆转接头(7)转动,连接杆(8)与连接杆转接头(7)连接,通过连接杆(8)的传递,副传动杆(9)与主传动杆(4)同步转动,固定在主传动杆(4)和副传动杆(9)上的手爪柄(3)转动,陶瓷手指(2)与手爪柄(3)连接,手爪柄(3)与陶瓷手指(2)共6套,平均布置在主传动杆(4)和副传动杆(9)上,实现高温钢板的抓取,连接杆转接头(7)与手爪柄(3)均通过销钉固定在主传动杆(4)和副传动杆(9)上;主传动杆(4)和副传动杆(9)通过轴承座(10)固定在支架(5)上;支架(5)由耐高温不锈方钢通过焊接构成;反射罩(6)通过反射罩连接件(11)固定在支架上,反射罩连接件(11)通过焊接连接固定在支架(5)上,通过螺栓螺母连接固定反射罩(6);碳纤维加热管(12)布置在反射罩(6)底部,通过非标件连接固定;手爪柄(3)与陶瓷手指(2)通过滑槽结构与螺栓连接,实现陶瓷手指(2)长短调节,调节范围为0-100mm;碳纤维加热管(12)与反射罩(6)设计距离为50mm,与钢板距离为80mm。
本发明所述的陶瓷手指(2),耐高温且能减少与高温钢板接触时局部温度降低速度快和幅度大。
本发明所述的反射罩(6),采用高精度抛光技术,反射率高,一方面能保护具有保温功能的高温钢板抓取机械手工作环境,另一方面能减少高温钢板温降,减少能源消耗。
本发明与现有技术相比,结构简单,使用方便,能实现钢板的抓取和转移,特别是能实现高温钢板的抓取和转移,能减少高温钢板在转移过程中的温度降低,提高热成形件的成形质量和性能。
Claims (4)
1.一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手,包括连接杆(1)、驱动杆(2)、主传动杆(3)、支架(6)、手爪柄(8)、陶瓷手指(10)、副传动杆(11)、反射罩(12)、碳纤维加热管(13),其中:所述驱动杆(2)固定在主传动杆(3)中部位置,所述的连接杆(1)与连接杆转接头(9)连接,所述的连接杆转接头(9)一端固定在与主传动杆(3)中部,另一端固定在副传动杆(11)中部位置,所述的手爪柄(8)布置在主传动杆(3)和副传动杆(11)上,所述的主传动杆(3)与副传动杆(11)的两端通过耐高温轴承(5)和轴承座(4)固定在支架(6)上部。
2.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手,其特征在于所述的陶瓷手指(10)与支架(6)之间设有了反射罩(12),所述的反射罩(12)固定在支架(6)下部。
3.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手,其特征在于设有了所述的碳纤维加热管(13),所述的碳纤维加热管(13)固定在反射罩(12)底面。
4.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手,其特征在于所述的连接杆转接头(9)一端直接与方钢连接,中部为楔形结构,另一端与连接杆(1)相连。
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