RU2760516C1 - Forging manipulator - Google Patents
Forging manipulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760516C1 RU2760516C1 RU2021113619A RU2021113619A RU2760516C1 RU 2760516 C1 RU2760516 C1 RU 2760516C1 RU 2021113619 A RU2021113619 A RU 2021113619A RU 2021113619 A RU2021113619 A RU 2021113619A RU 2760516 C1 RU2760516 C1 RU 2760516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forging
- rotation
- parallelogram mechanisms
- interlocked
- forging manipulator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/08—Accessories for handling work or tools
- B21J13/10—Manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
- F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
- F16H21/22—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric
- F16H21/26—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric with toggle action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, и в частности к манипуляторам для захвата и последующего перемещения заготовки в технологическом процессе ковки, и может найти применение в многопозиционных автоматических линиях и технологических центрах обработки металлов давлением.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to manipulators for gripping and subsequent movement of the workpiece in the forging process, and can be used in multi-position automatic lines and technological centers for processing metals by pressure.
Известен пространственный манипулятор, содержащий подвижную платформу с рабочим органом, кинематически связанную с опорным основанием через три подвижные стержневые опоры параллельной структуры и сферические шарниры (статья Мирзаев Р.А., Смирнов Н.А. «Исследование кинематики манипулятора параллельной структуры (дельта-механизм)» / Вестник Сибирского госуд. университета, 2012, Вып. 4, с. 46-50, рис. 1) - аналог.Known spatial manipulator containing a movable platform with a working body, kinematically connected to the support base through three movable rod supports of a parallel structure and spherical hinges (article Mirzaev R.A., Smirnov N.A. "Study of the kinematics of a parallel structure manipulator (delta mechanism) "/ Bulletin of the Siberian State University, 2012, Issue 4, pp. 46-50, Fig. 1) - analogue.
Недостатками известного манипулятора являются сложность конструкции и ограниченная до нуля узким конусом рабочая зона перемещения установленного рабочего органа (график на рис. 4 в указанной статье Мирзаева Р.А. и др. / Вестник СГАУ, 2012, Вып. 4).The disadvantages of the well-known manipulator are the complexity of the design and the working area of movement of the installed working body, limited to zero by a narrow cone (graph in Fig. 4 in the said article by R. Mirzaeva et al. / Bulletin of SSAU, 2012, Issue 4).
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является ковочный манипулятор, содержащий приводное исполнительное устройство для захвата и перемещения заготовки, выполненное в виде хобота, подвешенного на тягах к двум ползунам с их приводом через многозвенный рычажный механизм, реечный механизм и передачу гибкой связью через упругое звено (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. Издание второе. - Москва, «Машиностроение», 1987 г., стр. 158, рисунки а), б) со схемой манипулятора) - прототип.The closest in essence and the achieved effect to the proposed invention is a forging manipulator containing a drive actuator for gripping and moving the workpiece, made in the form of a trunk suspended on rods to two sliders with their drive through a multi-link lever mechanism, rack and pinion mechanism and transfer by flexible connection through an elastic link (Krainev AF Dictionary-reference book on mechanisms. Second edition. - Moscow, "Mashinostroenie", 1987, p. 158, figures a), b) with a manipulator circuit) - a prototype.
Недостатками указанного ковочного манипулятора являются сложность конструкции, а также ограниченная рабочая зона и низкая точность прямолинейного перемещения заготовки, что ограничивает области применения данного манипулятора в многопозиционных автоматических технологических линиях обработки металлов давлением на прессах.The disadvantages of the specified forging manipulator are the complexity of the design, as well as the limited working area and low accuracy of the rectilinear movement of the workpiece, which limits the scope of this manipulator in multi-position automatic technological lines for processing metals by pressure on presses.
В основу изобретения положена техническая задача, заключается в упрощении конструкции и обеспечении точного горизонтального позиционирования перемещаемой заготовки с увеличением ее рабочей зоны в многопозиционных автоматических линиях.The invention is based on a technical problem, which is to simplify the design and ensure accurate horizontal positioning of the movable workpiece with an increase in its working area in multi-position automatic lines.
Получение технического результата достигается за счет того, что приводное исполнительное устройство ковочного манипулятора выполнено в виде двух сблокированных между собой четырехзвенных кривошипно-шатунных параллелограммных механизмов, собираемых на основе цилиндрических шарниров с параллельными между собой осями вращения, в которой один из упомянутых параллелограммных механизмов установлен на поворотную платформу с горизонтальной осью вращения, а другой параллелограммный механизм сблокирован с рычажным устройством зажима заготовки.The technical result is achieved due to the fact that the actuating device of the forging manipulator is made in the form of two interlocked four-link crank-connecting rod parallelogram mechanisms assembled on the basis of cylindrical hinges with parallel axes of rotation, in which one of the mentioned parallelogram mechanisms is installed on a rotary a platform with a horizontal axis of rotation, and the other parallelogram mechanism is interlocked with the workpiece clamping lever.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4.The essence of the invention is illustrated by drawings in Fig. 1, fig. 2, fig. 3 and FIG. 4.
На фиг. 1 представлен общий вид ковочного манипулятора, в котором приводное исполнительное устройство для захвата и перемещения заготовки при ее обработке выполнено в виде двух сблокированных между собой четырехзвенных кривошипно-щатунных параллелограммных механизмов O1ABO2 и ABCD, собираемых в замкнутую кинематическую цепь на основе цилиндрических шарниров O1, O2, A, B, C, D и N, выполненных с параллельными между собой осями вращения соединяемых звеньев.FIG. 1 shows a general view of the forging manipulator, in which the actuating device for gripping and moving the workpiece during its processing is made in the form of two interlocked four-link crank-connecting rod parallelogram mechanisms O 1 ABO 2 and ABCD, assembled into a closed kinematic chain based on cylindrical hinges O 1 , O 2 , A, B, C, D and N, made with parallel axes of rotation of the connected links.
Один из параллелограммных механизмов O1ABO2 состоит из ведущего кривошипа 1, ведомого кривошипа 2, соединяющего их шатуна АВ и установлен посредством стойки O1O2 на поворотную платформу 4 с горизонтальной осью вращения «O3O4» с приводом от двигателя 5. Другой параллелограммный механизм ABCD состоит из шатунов 3, 6, 7 и 8, где шатун 3 является общим для обоих параллелограммных механизмов O1ABO2 и ABCD, а шатун 8 сблокирован с рычажным устройством зажима заготовки, выполненным в виде симметричного шестизвенного рычажного механизма с подвижным пневмоцилиндром 9, который содержит поршень 10 и кинематически связан с зажимными рычагами 11 и 12 через двойной цилиндрический шарнир М.One of the parallelogram mechanisms O 1 ABO 2 consists of a driving
Движение поршня 10 относительно пневмоцилиндра 9 в одну сторону (влево) обеспечивает зажим заготовки 13, а движение в другую сторону (вправо) приводит к ее освобождению. Поворотная платформа 4 с горизонтальной осью вращения установлена на дополнительную поворотную платформу 14 с вертикальной осью вращения «O5O6» с приводом от двигателя 15. Дополнительно параллелограммные механизмы O1ABO2 и ABCD кинематически связаны между собой через общий шатун 3 (длиной АВ) и ползун 16, установленный на вертикальной направляющей 17, которая сблокирована с общим шатуном 3, а ползун 16 через шарнир N соединен с шатуном 7.The movement of the
На фиг. 2 представлен вариант выполнения ковочного манипулятора, в котором параллелограммные механизмы O1ABO2 и QDCT кинематически связаны между собой через цилиндрические шарниры Q и Т, которые расположены на кривошипах 1 и 2 параллелограммного механизма O1ABO2 и образуют в нем трехшарнирные соединительные рычаги O1QA и O2TB с расположением соответственно шарниров О2, Q и A на одной прямой линии О1А, а шарниров O2, Т и В - на одной прямой линии O2B.FIG. 2 shows an embodiment of a forging manipulator, in which the parallelogram mechanisms O 1 ABO 2 and QDCT are kinematically connected to each other through cylindrical joints Q and T, which are located on
На фиг. 3 представлен вариант выполнения ковочного манипулятора, в котором параллелограммные механизмы O1ABO2 и ABCD кинематически связаны между собой через шарнирный ромб O1EDA с приводной вращательной кинематической парой О1, расположенной на поворотной платформе 4 с горизонтальной осью вращения.FIG. 3 shows an embodiment of a forging manipulator, in which the parallelogram mechanisms O 1 ABO 2 and ABCD are kinematically interconnected through a hinged rhombus O 1 EDA with a driven rotary kinematic pair O 1 located on a turntable 4 with a horizontal axis of rotation.
На фиг. 4 представлен вариант выполнения ковочного манипулятора, в котором кривошипно-шатунные параллелограммные механизмы O1O2AB и O7O8CD взаимно-перпендикулярно расположены и сблокированы между собой и с ведущим кривошипом 18 через четырехкратный цилиндрический шарнир G для координации одновременного перемещения четырех заготовок 19, 20, 21 и 22 в технологическом цикле ковки. При этом приводное исполнительное устройство манипулятора установлено внутри круговой многопозиционной технологической линии с последовательно расположенными по окружности рабочими позициями: загрузки (I), нагрева в печи (II), ковки (III) и выгрузки (IV).FIG. 4 shows an embodiment of a forging manipulator, in which the crank parallelogram mechanisms O 1 O 2 AB and O 7 O 8 CD are mutually perpendicular and interlocked with each other and with the
Дополнительно исполнительное устройство технологической линии с манипулятором снабжено шаговым приводом углового поворота с шагом, равным угловому расположению рабочих позиций I, II, III и IV в данном цикле ковки.Additionally, the actuator of the technological line with a manipulator is equipped with a stepping drive for angular rotation with a step equal to the angular arrangement of working positions I, II, III and IV in this forging cycle.
Работа представленного ковочного манипулятора заключается в следующем.The work of the presented forging manipulator is as follows.
Сообщаемое приводными двигателями вращение ведущего кривошипа параллелограммных механизмов в сочетании с вращением одной из поворотных платформ вокруг горизонтальной оси «O3-O4» и вращением другой поворотной платформы вокруг вертикальной оси «O5-O6» приводит к требуемому угловому повороту вокруг указанных горизонтальной и вертикальной осей, а также к поступательному перемещению заготовки вдоль этих осей с сохранением точного горизонтального позиционирования перемещаемой заготовки в увеличенном рабочем пространстве автоматической линии ковки.The rotation of the driving crank of the parallelogram mechanisms, which is imparted by the drive motors, in combination with the rotation of one of the turntables around the horizontal axis "O 3 -O 4 " and the rotation of the other turntable around the vertical axis "O 5 -O 6 " leads to the required angular rotation around the specified horizontal and vertical axes, as well as translational movement of the workpiece along these axes while maintaining accurate horizontal positioning of the moved workpiece in the increased working space of the automatic forging line.
Достигаемый в предлагаемом ковочном манипуляторе положительный эффект заключается в упрощении конструкции за счет выполнения исполнительного устройства на основе сблокированных между собой двух простых параллелограммных механизмов, обеспечивающих точное горизонтальное позиционирование при поступательном перемещении заготовки в расширенном рабочем пространстве, а также в повышении производительности многопозиционной автоматической линии ковки (фиг. 4) за счет параллельного совмещения отдельных технологических операций при одновременном перемещении нескольких заготовок.The positive effect achieved in the proposed forging manipulator is to simplify the design by performing an actuator based on two simple parallelogram mechanisms interlocked with each other, providing accurate horizontal positioning during translational movement of the workpiece in an expanded working space, as well as increasing the productivity of a multi-position automatic forging line (Fig. 4) due to the parallel combination of individual technological operations with the simultaneous movement of several workpieces.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113619A RU2760516C1 (en) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Forging manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113619A RU2760516C1 (en) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Forging manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760516C1 true RU2760516C1 (en) | 2021-11-25 |
Family
ID=78719483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021113619A RU2760516C1 (en) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Forging manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760516C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU996038A1 (en) * | 1981-07-10 | 1983-02-15 | Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения | Forging manipulator |
SU1085804A1 (en) * | 1982-10-24 | 1984-04-15 | Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Теплоэнергетического Приборостроения | Manipulator |
US4548544A (en) * | 1982-12-30 | 1985-10-22 | Prince Corporation | Robot apparatus particularly adapted for removing and handling die cast parts |
US5219410A (en) * | 1989-10-20 | 1993-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Device for transmitting movement between a solid and a member, in particular for a robot able to be moved on legs |
-
2021
- 2021-05-12 RU RU2021113619A patent/RU2760516C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU996038A1 (en) * | 1981-07-10 | 1983-02-15 | Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения | Forging manipulator |
SU1085804A1 (en) * | 1982-10-24 | 1984-04-15 | Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Теплоэнергетического Приборостроения | Manipulator |
US4548544A (en) * | 1982-12-30 | 1985-10-22 | Prince Corporation | Robot apparatus particularly adapted for removing and handling die cast parts |
US5219410A (en) * | 1989-10-20 | 1993-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Device for transmitting movement between a solid and a member, in particular for a robot able to be moved on legs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4604021A (en) | Lifting beam manipulator assembly for forging presses | |
CN108568833A (en) | Holder driver and clamper | |
KR100818840B1 (en) | Apparatus for bending and working long materials | |
RU2760516C1 (en) | Forging manipulator | |
SU558788A1 (en) | Manipulator | |
RU2758392C1 (en) | Spatial g-robot | |
CN113829332B (en) | Four-degree-of-freedom parallel robot mechanism with three movements and one rotation | |
CN213946469U (en) | Rotating device for manipulator | |
US2919010A (en) | Loading and unloading mechanism for production machines | |
RU2781602C1 (en) | Spatially flat platform spherical manipulator | |
RU2753064C1 (en) | Pivot mechanism | |
RU2758607C1 (en) | Platform manipulator | |
RU2753217C1 (en) | Parallel manipulator with three degrees of freedom | |
RU2824543C1 (en) | Spatial parallelogram tripod manipulator | |
SU738864A1 (en) | Industrial robot | |
CN212071942U (en) | A substandard product shifts arm for industrial product conveyer belt | |
CN217534557U (en) | Automatic snatch feed mechanism | |
JPH0435109Y2 (en) | ||
RU207790U1 (en) | Spatial mechanism with six degrees of freedom | |
SU1611729A1 (en) | Conveying manipulator | |
JPS637906B2 (en) | ||
RU2207461C1 (en) | Adjustable spatial leverage | |
JP2536562B2 (en) | Automatic setup change method and its equipment | |
SU1421522A1 (en) | Manipulator actuating member | |
SU1563969A1 (en) | Manipulator |