CN113118366A - 全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计 - Google Patents

Abstract

本发明公开全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，即本生产线主要包括8台锻造设备、8台机器人、4台中转料台及5个冷却池；通过机器人借助中转料台把热棒料根据不同工位在锻造设备之间全自动转移和输送；R2机器人与辊锻手直接对接，R7机器人既取锻件又取飞边；本发明既可对前轴转移与输送也可对曲轴转移与输送；全线采用精确定位并可进行来料检测的中转料台，采用总线控制方式实现全线全自动化生产，生产效率高，故障率低等优点。

Description

全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计

技术领域

本发明涉及全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，尤其应用于锻造领域中全程不需要人员参与，完全由机器人借助中转料台把热棒料根据不同工位在锻造设备之间全自动转移和输送的全自动化生产过程。

背景技术

随着产业转移的深入和我国高端装备制造业的发展，国内部分锻造企业通过吸收引进技术，加强研发合作和技术积累，在锻造技术工艺、锻造装备水平和锻造能力上取得了长足进步。目前国内的锻造(前轴和曲轴)生产线基本延续了上世纪80年代的德国技术，这种技术在全自动化方面具有以下3种缺陷：1)采用热模锻手和传送带进行锻件搬运和输送，其中锻件在压力机上的上料、下料和工位间移料采用热模锻手实现，压力机之间的锻件传输由传送带实现。但热模锻手是坐标式结构，自由度低，操作不灵活，故障率高；而传送带定位精度低，锻件输送时间长。因此，采用热模锻手和传送带的这种锻件搬运和输送方式，具有故障率高且生产效率低的缺点。2)设备间的信号传递采用点对点的模式，依赖人工判断是否进入下一个自动操作，全自动化程度低，生产效率低。3)模具冷却润滑采用人工喷涂方式，工作环境恶劣，产品质量不稳定。这种技术生产过程中需要人工参与、自动化程度低、生产效率低下、故障率高、产品质量难以提升，已经无法适应现在的市场需求。

而本发明解决了上述3种热模锻压力机的缺陷并具有以下4种技术优点：1)采用锻造专用机器人代替原自动化程度低的热模锻手，取消定位精度低且输送时间长的传送带，全线采用可精确定位并可进行来料检测的中转料台，采用总线控制方式实现全自动化生产，自动化程度高，生产效率高，故障率低。2)采用喷雾润滑机器人，喷雾方式灵活，喷涂量可控，可保证模具的冷却润滑效果，提高模具寿命，保证自动化生产的连续性。3)辊锻完的棒料直接通过辊锻机操作手(6)和R2机器人(7)实现空中对接取料，省去了锻件中转环节，减少了中间环节的故障率，缩短了生产节拍。4)R6机器人从切边机上同时取走飞边和锻件，与现有技术相比省去一台机器人，减少一个工位，这不仅提高运送锻件效率，还大大节约经济成本。

发明内容

本发明公开全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，即本生产线主要包括8台锻造设备、8台机器人、4台中转料台及5个冷却池；通过机器人借助中转料台把热棒料根据不同工位在锻造设备之间全自动转移和输送；R1、R2、R5、R6、R7机器人处于准备位的夹钳处布置冷却池，R1、R2机器人每抓热锻件一次冷却一次夹钳，R5、R6、R7、R8机器人每抓热锻件两次冷却一次夹钳。

辊锻机操作手夹持辊锻后的棒料向后退L＝4200mm，此时热棒料的中间位置正好停止在R2机器人的钳口处；R3操作机器人下设计带有四个滚轮的底座，R3机器人可沿生产线方向根据对热模锻压力机的操作需要自动退出或进入工作位置；热模锻压力机内的锻件模锻完后，喷雾机器人R4对全部模堂先喷气清理再喷雾冷却和润滑；R5机器人不仅在热模锻压力机上不同工位间移动锻件，还需要把模锻完的热锻件取走放到2#中转料台上，每夹持两次热锻件冷却一次夹钳；R6机器人从切边机上一次性完成取走飞边和锻件的功能，且飞边先落到R6机器人飞边架上，然后钳口再夹持锻件并同时离开；R6机器人离开切边压力机后，先把锻件放置到3#中转料台再把飞边送到飞边滑道进入飞边料箱，每夹持两次热锻件冷却一次夹钳；R1机器人、R2机器人、R3机器人的钳口相同，且钳口臂与夹持器本体平行，钳口形状适用于方形和圆形锻件截面。R5机器人钳口臂与夹持器本体平行，钳口两侧上下错位设计，每个钳口上方较下方尺寸长；R6机器人夹持器上方设计飞边架，下方设计夹钳，夹钳臂与夹持器本体垂直且使钳口张角大；R7机器人、R8机器人夹持器钳口设计夹角为130°的V型。

附图说明

图1是全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送平面布置总图；

图2是R3机器人底座图；

图3是R1、R2和R3机器人夹持器；

图4是R5机器人夹持器；

图5是R6机器人双重功能夹持器；

图6是R7-R8机器人夹持器；

具体实施方式

本实施例中图1是全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送平面布置总图，全线包括8台锻造设备即中频炉(1)、除鳞装置(2)、辊锻机(5)、辊锻机操作手(6)、万吨热模锻压力机(11)、切边压力机(16)、扭拐压力机(21)、校正压力机(25)；8台机器人即R1操作机器人(3)、R2操作机器人(7)、R3操作机器人(10)、R4喷雾润滑机器人(12)、R5操作机器人(13)、R6多功能机器人(17)、R7操作机器人(22)、R8操作机器人(26)；4台中转料台即1#中转料台(9)、2#中转料台(15)、3#中转料台(20)和4#中转料台(23)；冷却池包括R1机器人a冷却池(4)，R2机器人b冷却池(8)，R5机器人c冷却池(14)，R6机器人d冷却池(18’)，R7机器人e冷却池(24)。

热锻件转移与输送流程：棒料经中频炉(1)加热后，由R1机器人(3)夹持送入除鳞装置(2)，每夹持一次热棒料进入a冷却池(4)冷却一次夹钳；棒料经过除鳞装置(2)清除氧化皮后，经除鳞装置(2)的辊道将棒料输送到辊锻机操作手(6)的接料位；辊锻机操作手(6)夹持棒料后，在辊锻机(5)上进行辊锻完毕，辊锻机操作手(6)退到出料位；R2操作机器人(7)与辊锻机操作手(6)进行机手空中对接取料，R2操作机器人直接从辊锻机操作手夹取棒料中间部位后，放至1#中转料台(9)，R2机器人每夹持一次热棒料进入b冷却池(8)冷却一次夹钳；R3操作机器人(10)从1#中转料台(9)取料，然后从前窗口放入万吨热模锻压力机(11)的模腔进行2-3道次锻造成形，锻造完成后，由R5操作机器人(13)从万吨热模锻压力机后窗口将锻件取出并放至2#中转料台(15)，R5机器人每夹持两次热棒料进入c冷却池(14)冷却一次夹钳；在R5机器人(13)取出锻件的同时，R4喷雾润滑机器人(12)从万吨热模锻压力机侧窗口进入对模具进行清理及喷雾冷却润滑。在万吨级热模锻压力机(11)上进行2-3道次锻造成形时，R3操作机器人和R5操作机器人(13)还具有工位间移料的功能；R6操作机器人(17)从2#中转料台(15)夹取锻件放至切边压力机(16)进行切边，切边后，R6操作机器人(17)的钳口伸进切边压力机锻件位置上方，此时飞边从切边上模脱落到图5中R6机器人夹持器上面的飞边架(31)上，同时R6机器人夹持器下面的夹钳卡住锻件把飞边和锻件同时取走，离开切边压力机先把热锻件放置到3#中转料台(20)上，然后再把飞边放到飞边滑道(18)上，飞边顺着飞边滑道(18)进入飞边料箱(19)，此时R6机器人每夹持两次热锻件冷却一次夹钳。R7操作机器人(22)从3#中转料台(20)夹取锻件放至扭拐压力机(21)，扭拐完成，R7操作机器人再从扭拐压力机取出锻件放至4#中转料台(23)；R8操作机器人(26)从4#中转料台(23)夹取锻件放至校正压力机(25)；校正完毕，R8操作机器人(26)从校正压力机(25)取出锻件挂到控冷悬挂链上，R7机器人和R8机器人共用同一个e冷却池(24)，且每夹持两次锻件冷却一次夹钳。

图2是R3机器人底座图，标号27’是R3机器人(10)的固定凸台共有四个，成90°布置在减重圆孔四周，如图中位置所示，R3机器人通过螺栓固定在固定凸台(27’)上；R3机器人底座(31’)下面四角安装四个滚轮，R3机器人通过滚轮前进或后退进出工作工位。

图3是R1机器人、R2机器人和R3机器人夹持器；R1机器人、R2机器人和R3机器人的夹持器形状和尺寸一样，夹持器安装在机器人上，通过控制夹持器的驱动***使夹持器夹紧或松开锻件；标号27是R1、R2和R3机器人夹持器本体，标号28是R1、R2和R3机器人夹持器的钳口。钳口形状如图3所示，β＝90°，R＝50mm；钳口(28)臂与机器人夹持器本体(27)平行，R1、R2和R3机器人的夹持器钳口既可以夹持圆形截面也可以夹持方形截面。

图4是R5机器人夹持器，因R5机器人夹持带飞边的锻件，由于飞边是曲面不规则形状，所以夹持器钳口设计成带凹槽形状，钳口的凹槽上方较下方尺寸长，目的使夹持锻件过程中较长的部分有利于压住锻件，起到对锻件有固定的作用，防止搬运时锻件翻转；标号29为R5机器人夹持器本体，标号30为R5机器人夹持器钳口，钳口(30)臂与机器人夹持器本体(29)平行，其钳口的凹槽形状如图4所示。

图5是R6机器人多功能夹持器，R6机器人从2#中转料台(15)夹取锻件放入切边压力机，然后离开切边压力机，待切边完成后R6机器人钳口(33)伸入切边压力机锻件正上方，待飞边先落到R6机器人飞边架(31)上然后钳口(33)再夹持锻件(34)，锻件(34)即可是前轴也可是曲轴；R6机器人夹持飞边和锻件同时离开切边压力机(16)；R6机器人离开切边压力机先把锻件放置到3#中转料台(20)，再把飞边送到飞边滑道(18)进入飞边料箱(19)，每放两次冷却一次夹钳。由于R6机器人既需要夹持带飞边的锻件，又需要夹持切边后的锻件，因此钳口张角设计张口要大，钳口(33)的臂与R6机器人夹持器本体(32)在不夹持锻件的情况下垂直，且钳口(33)的臂设计较长些使钳口张角足够大，钳口形状如图5所示，此形状即可满足前轴也可满足曲轴的夹持。

图6是R7和R8机器人夹持器，R7和R8机器人夹持器结构相同，夹持切边后的锻件，因此钳口(36)设计为夹角α＝130°的V型，适合切边后的锻件夹持，钳口(36)的臂与R7和R8机器人夹持器本体(35)平行。

本发明适合前轴和曲轴全自动化锻造线机器人对锻件的转移和输送。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡以本发明权利要求所做的改变，都应属于本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.本发明公开全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，即本生产线主要包括8台锻造设备、8台机器人、4台中转料台及5个冷却池；通过机器人借助中转料台把热棒料根据不同工位在锻造设备之间全自动转移和输送；R1、R2、R5、R6、R7机器人处于准备位的夹钳处布置冷却池，R1、R2机器人每抓热锻件一次冷却一次夹钳，R5、R6、R7、R8机器人每抓热锻件两次冷却一次夹钳。

2.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，辊锻机操作手夹持辊锻后的棒料向后退L＝4200mm，此时热棒料的中间位置正好停止在R2机器人的钳口处。

3.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R3操作机器人下设计带有四个滚轮的底座，R3机器人可沿生产线方向根据对热模锻压力机的操作需要自动退出或进入工作位置。

4.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，热模锻压力机内的锻件模锻完后，喷雾机器人R4对全部模膛先喷气清理再喷雾冷却和润滑。

5.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R5机器人不仅在热模锻压力机上不同工位间移动锻件，还需要把模锻完的热锻件取走放到2#中转料台上，每夹持两次热锻件冷却一次夹钳。

6.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R6机器人从切边机上一次性完成取走飞边和锻件的功能，且飞边先落到R6机器人飞边架上，然后钳口再夹持锻件并同时离开；R6机器人离开切边压力机后，先把锻件放置到3#中转料台再把飞边送到飞边滑道进入飞边料箱，每夹持两次热锻件冷却一次夹钳。

7.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R1机器人、R2机器人、R3机器人的钳口相同，β＝90°，R＝50mm；且钳口臂与夹持器本体平行，钳口形状适用于方形和圆形锻件截面。

8.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R5机器人钳口臂与夹持器本体平行，钳口两侧上下错位设计，每个钳口上方较下方尺寸长。

9.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R6机器人夹持器上方设计飞边架，下方设计夹钳，夹钳臂与夹持器本体垂直且使钳口张角大。

10.如权利要求1所述的用于全自动化锻造线机器人对热锻件转移与输送的设计，其特征在于，R7机器人、R8机器人夹持器钳口设计夹角α＝130°的V型。

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