一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器及其使用方法

技术领域

本发明属于自动化锻造技术领域，涉及一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器及其使用方法。

背景技术

目前自动化生产线已逐渐应用于锻造行业，随着自动化锻造技术的不断发展和成熟，不少金属锻压企业尝试拓宽自动化锻造领域,以实现更多零件的自动化锻造技术。而自动化锻造过程中，现有的机器人末端执行器只满足于棒料坯料的生产和加工，面对形状复杂、重量偏大的坯料已无法满足使用要求，所以适用的机器人末端执行器决定了生产坯料的形状和大小，同时影响其生产过程中的稳定性及工件定位准确性，因此锻造机器人末端执行器的设计也成为了自动化锻造的一个难点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中机器人针对坯料形状复杂并且重量偏大的叶片，在自动化锻造过程中对于坯料不能进行有效的夹持和放置问题，提供一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器及其使用方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器，包括法兰架和执行器机架，法兰架的端部与执行器机架的端部相连接；

所述法兰架中设置有气缸，气缸中气缸活塞端部设置有气缸连接杆；所述执行器机架中设置有下连杆、转杆和上连杆，气缸连接杆通过滑块连接轴分别连接下连杆的输入端和第一轴的一端，滑块连接轴的两端分别装有第一滑动件，第一滑动件安装在执行器机架的导轨上，带动气缸连接杆、下连杆的输入端和第一轴同步做水平往复运动，第一轴的另一端伸出执行器机架连接后夹钳座；

下连杆的输出端与转杆的一端连接，转杆的对称中心固定在执行器机架内部，转杆的另一端依次连接上连杆的输入端和第二轴，第二轴的端部伸出执行器机架后连接前夹钳座，上连杆的输出端与第二轴之间通过滑块连接轴连接，滑块连接轴的两端分别装有第二滑动件，第二滑动件安装在执行器机架的导轨上，带动上连杆的输出端和第二轴同步做水平往复运动。

本发明的进一步改进在于：

所述第一轴包括下轴连接块和下轴，下轴的一端位于执行器机架内部与下轴连接块连接，另一端伸出执行器机架与后夹钳座连接。

所述下轴连接块和下轴之间通过螺纹连接，所述下轴与后夹钳座之间通过螺纹连接。

所述第二轴包括上轴连接块和上轴，上轴的一端位于执行器机架内部与上轴连接块连接，另一端伸出执行器机架与前夹钳座连接。

所述上轴连接块与上轴之间通过螺纹连接，所述上轴与前夹钳座之间通过螺纹连接。

所述气缸上开设有第一气门和第二气门，所述第一气门和第二气门通过气缸活塞分隔开。

所述第一气门和第二气门分别通过气路穿过法兰架后连接压缩空气气源。

所述气缸活塞与气缸连接杆之间通过螺纹连接。

一种大型叶片自动化锻造机器人，采用如前项任一项所述的大型叶片自动化锻造机器人端拾器。

一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器的使用方法，包括以下步骤：

系统接收到闭合夹持信号时，接通第一气门，通过第一气门向气缸中进行输气，气缸活塞向远离第一气门的方向移动，气缸活塞通过气缸连接杆带动下轴连接块和气缸活塞做同向运动，下轴连接块带动下轴和后夹钳座向前运动；同时气缸连接杆带动下连杆向前运动，使得转杆绕其中心做顺时针转动，通过上连杆和滑块带动上轴连接块向后运动，上轴连接块带动上轴和前夹钳座向后运动，前夹钳座和后夹钳座相向做直线运动，最终使端拾器处于闭合状态；

系统接收到打开信号时，接通第二气门，通过第二气门向气缸中进行输气，气缸活塞向靠近第一气门的方向移动，气缸活塞通过气缸连接杆带动下轴连接块和气缸活塞做同向运动，下轴连接块带动下轴和后夹钳座向后运动；同时气缸连接杆带动下连杆向后运动，使得转杆绕其中心做逆时针转动，通过上连杆和滑块带动上轴连接块向前运动，上轴连接块带动上轴和前夹钳座向前运动，前夹钳座和后夹钳座相背做直线运动，最终使端拾器处于打开状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器，通过控制气缸活塞的前后运动，从而带动执行器机架内部的机械结构来完成夹钳的打开与闭合，在锻造过程上千度的高温环境下对形状复杂并且重量偏大的坯料有效的进行夹持和放置，提高了锻造生产过程中的稳定性。

进一步的，夹钳座上可以安装多种造型的实用夹钳，能够有效拓宽自动化锻造领域，实现多种形状复杂坯料的自动化锻造生产，夹钳更换方便，适用于产品种类多的锻造产线。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明的大型叶片自动化锻造机器人端拾器结构剖视图；

图2为本发明的大型叶片自动化锻造机器人端拾器结构示意图；

图3为本发明的大型叶片自动化锻造机器人端拾器前夹钳装配剖视图；

图4为本发明的大型叶片自动化锻造机器人端拾器后夹钳装配剖视图。

其中：1-法兰架，2-气缸，3-第一气门，4-第二气门，5-气缸连接杆，6-下连杆，7-转杆，8-上连杆，9-下轴连接块，10-上轴连接块，11-下轴，12-上轴，13-后夹钳座，14-前夹钳座，15-滑块，16-执行器机架。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-图2，分别为本发明的大型叶片自动化锻造机器人端拾器剖视图和结构示意图，包括法兰架1、气缸2、第一气门3、第二气门4、气缸连接杆5、下连杆6、转杆7、上连杆8、下轴连接块9、上轴连接块10、下轴11、上轴12、后夹钳座13、前夹钳座14、滑块15和执行器机架16；法兰架1的端部与执行器机架16的端部相连接，法兰架1中设置气缸2，气缸2上开设有第一气门3和第二气门4，第一气门3开设在靠近法兰架1的一端，第二气门4开设在远离法兰架1的一端，两者之间通过气缸活塞分隔开，第一气门3和第二气门4用于连接气路管道，穿过法兰架1顶部后连接至压缩空气气源，将压缩空气气源与气缸2连通，能够将压缩空气气源输出的气体传输至气缸2中，其中一个气门向活塞一侧通气的同时，活塞另一侧的气体从气缸2的另一气门排出，从而推动气缸2的活塞往复运动，气缸2中的气缸活塞在端部设置有气缸连接杆5，两者之间通过螺纹连接；执行器机架16中设置有下连杆6、转杆7和上连杆8，气缸连接杆5通过滑块连接轴分别连接下连杆6的一端和第一轴的一端，滑块连接轴的两端分别装有第一滑动件，第一滑动件为两个滑块，安装在执行器机架16的导轨上，带动气缸连接杆5、下连杆6的一端和第一轴的一端做水平往复运动，第一轴的另一端伸出执行器机架16连接后夹钳座13，第一轴包括下轴连接块9和下轴11，下轴11的一端位于执行器机架16内部，与下轴连接块9之间通过螺纹连接，另一端伸出执行器机架16与后夹钳座13通过螺纹连接。

下连杆6的另一端与转杆7的一端连接，转杆7的对称中心固定在执行器机架16内部，使转杆7能够绕对称中心做旋转运动，转杆7的另一端依次连接上连杆8和第二轴，转杆7与上连杆6和下连杆8的连接端同步做圆周运动，第二轴的端部伸出执行器机架16后连接前夹钳座14，上连杆8与第二轴之间通过滑块连接轴连接，滑块连接轴的两端分别装有第二滑动件，第二滑动件为两个滑块，第二滑动件安装在执行器机架16的导轨上，带动上连杆8的端部和第二轴做水平往复运动，第二轴包括上轴连接块10和上轴12，上轴12的一端位于执行器机架16内部，与上轴连接块10通过螺纹连接，另一端伸出执行器机架16，与前夹钳座14通过螺纹连接。

本发明一实施例公开了一种大型叶片自动化锻造机器人，采用如前所述的大型叶片自动化锻造机器人端拾器。

本发明一实施例公开了一种大型叶片自动化锻造机器人端拾器的使用方法，包括以下步骤：

系统接收到闭合夹持信号时：

接通第一气门3，通过第一气门3向气缸2中进行输气，气缸活塞向远离第一气门3的方向移动；

气缸活塞通过气缸连接杆5带动下轴连接块9和气缸活塞做同向运动，下轴连接块9带动下轴11和后夹钳座向前运动；

同时气缸连接杆5带动下连杆6向前运动，使得转杆7绕其中心做顺时针转动；

通过上连杆8和滑块15带动上轴连接块10向后运动，上轴连接块10带动上轴12和前夹钳座14向后运动；

前夹钳座14和后夹钳座13相向做直线运动，最终使端拾器处于闭合状态；

系统接收到打开信号时：

接通第二气门4，通过第二气门4向气缸2中进行输气，气缸活塞向靠近第一气门3的方向移动；

气缸活塞通过气缸连接杆5带动下轴连接块9和气缸活塞做同向运动，下轴连接块9带动下轴11和后夹钳座向后运动；

同时气缸连接杆5带动下连杆6向后运动，使得转杆7绕其中心做逆时针转动；

通过上连杆8和滑块15带动上轴连接块10向前运动，上轴连接块10带动上轴12和前夹钳座14向前运动；

前夹钳座14和后夹钳座13相背做直线运动，最终使端拾器处于打开状态。

本发明的具体工作过程为：

闭合夹持过程，系统接收到闭合夹持信号时，接通第一气门3，通过第一气门3向气缸2中进行输气，气缸活塞向远离第一气门3的方向移动，气缸活塞通过气缸连接杆5带动下轴连接块9和气缸活塞做同向运动，下轴连接块9带动下轴11和后夹钳座向前运动；同时气缸连接杆5带动下连杆6向前运动，使得转杆7绕其中心做顺时针转动，通过上连杆8和滑块15带动上轴连接块10向后运动，上轴连接块10带动上轴12和前夹钳座14向后运动，前夹钳座14和后夹钳座13相向做直线运动，最终使端拾器处于闭合状态。

打开过程，系统接收到打开信号时，接通第二气门4，通过第二气门4向气缸2中进行输气，气缸活塞向靠近第一气门3的方向移动，气缸活塞通过气缸连接杆5带动下轴连接块9和气缸活塞做同向运动，下轴连接块9带动下轴11和后夹钳座向后运动；同时气缸连接杆5带动下连杆6向后运动，使得转杆7绕其中心做逆时针转动，通过上连杆8和滑块15带动上轴连接块10向前运动，上轴连接块10带动上轴12和前夹钳座14向前运动，前夹钳座14和后夹钳座13相背做直线运动，最终使端拾器处于打开状态。

本发明中的大型叶片自动化锻造机器人端拾器，通过控制气缸活塞的前后运动，从而带动执行器机架内部的机械结构来完成夹钳的打开与闭合，在锻造过程通常为1000℃的高温环境下对形状复杂并且重量偏大的坯料有效的进行夹持和放置，提高了锻造生产过程中的稳定性。

本发明中的大型叶片自动化锻造机器人端拾器结构稳定，连接紧密，传动响应速度快，夹钳座可安装多种造型的实用夹钳。工业机器人安装该末端执行器，通过机器人控制系统控制气门的接通与关闭完成气缸的前后运动，从而带动执行器内部的机械结构来完成夹钳的打开与闭合，通过内部结构可以将活塞动力传递至夹钳，工作时只需要夹钳部位进入高温加热炉，避免烧坏气缸，同时机架内部装有压缩空气冷却系统，避免机架变形；该末端执行器的应用，可有效拓宽自动化锻造领域，实现多种形状复杂坯料的自动化锻造生产，在搬运重量较大坯料时也能保证其定位的准确性及精准的响应速度，夹钳更换方便，适用于产品种类多的锻造行业。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。