[發明專利]一種用于連續鍛打的多工位鍛壓機器人

無效

• 申請號: 200910071333.2
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101474657A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 劉彥武;曲東升;李娟;李長峰;孫立寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21J13/10
• 分類號: B21J13/10;B21J9/20
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉 婭

(一)技術領域

本發明屬于鍛壓技術領域及機器人技術領域，具體涉及一種用于連續鍛打的多工位鍛壓機器人，代替人力完成鍛壓生產過程中對高溫毛坯的取料、上料、翻轉、多工位轉化、下料等危險性高、簡單重復性、勞動強度高的工作，降低操作工人的勞動強度及危險性，同時通過機器人實現生產過程的自動化，提高生產率及鍛壓質量。

(二)背景技術

在國民經濟生產建設中，鍛壓是不可缺少的重要部分，它為各種機械產品和軍工裝備生產重要基礎零件。目前多數鍛壓設備處于手工運料或半手工送料的落后狀態，生產過程中一般都是由工人用鉗子將燒到1000多攝氏度的鍛壓坯料夾到鍛壓設備上，鍛壓過程中用鉗子翻轉工件，完成后再由人工用鉗子將工件取出，加工過程中需要反復夾取和翻轉工件，勞動強度也比較大，生產效率低，產品質量不穩定。由于鍛壓生產由人工主導加工過程，加工的質量取決于工人的熟練程度以及工人的認真程度，對于加工出的同一種零件一致性較差，影響了產品質量，同時生產效率也比較低。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現鍛壓過程中的工件在多工位之間的轉換、鍛壓過程中的動作控制及鍛打力度控制、每個工位上鍛壓過程中的連續操作，實用性強的用于連續鍛打的多工位鍛壓機器人。

本發明的目的是這樣實現的：它采用三個互垂直的直線運動單元及一個與最后一個直線運動單元同軸或平行的轉動運動單元的整體結構方式，它包括上下移動機構1、鍛壓機械手臂2、手爪3、左右移動機構4、機架5、鍛壓設備控制壓板6和鍛壓設備協調機構7，上下移動機構1安裝在左右移動機構4上，左右移動機構4安裝在機架5上，帶動上下移動機構1、鍛壓機械手臂2及手爪3左右移動，鍛壓機械手臂2安裝在上下移動機構1上，上下移動機構1帶動鍛壓機械手臂2及手爪3上下移動，鍛壓機械手臂2帶動手爪3前后移動及沿移動軸的回轉，鍛壓設備協調機構7安裝在機架5上，帶動鍛壓設備控制壓板6上下移動。

本發明還有這樣一些技術特征：

1、所述的鍛壓設備控制壓板6和鍛壓設備協調機構7包括至少一套，其套數與鍛壓模具數相同，每個鍛壓模具安裝于單獨一臺鍛壓設備上，每套鍛壓設備協調機構7和鍛壓設備控制壓板6對對應工位上的鍛壓設備進行協調控制，當在不同模具之間轉換工位時，鍛壓設備協調機構7和鍛壓設備控制壓板6控制所有鍛壓設備停止鍛打，在任意鍛壓工位鍛壓時，只有該工位上的鍛壓設備協調機構7和鍛壓設備控制壓板6控制對應的鍛壓設備連續鍛壓；

2、所述的上下移動機構1、鍛壓機械手臂2、手爪3、左右移動機構4及機架5是一套，而鍛壓設備控制壓板6和鍛壓設備協調機構7具有至少一套，其套數與鍛壓模具數相同。不同之處在于，部分鍛壓模具單獨安裝與一臺鍛壓設備上，部分模具共用一臺鍛壓設備上，當多個模具位于同一鍛壓設備上時，按照上述的協調機制動作，當模具單獨安裝于一臺鍛壓設備上時，采用基本方式的協調機制動作。

為了解決現有鍛壓生產中自動化程度低，操作人員勞動強度高、危險性高、生產效率低、生產質量不一致等問題，發明了一種用于連續鍛打的多工位鍛壓機器人，可完成鍛打過程中對工件的各種操作，同時可以實現與現有鍛壓設備動作之間的協調動作。在維持現有鍛壓設備不變的條件下，通過機器人的各自由度運動及與鍛壓設備的協調，代替人力完成鍛壓過程中的高勞動強度、高危險性、簡單重復性工作，提高生產效率及產品質量。

本發明的技術方案是這樣實現的：首先機器人根據外部信號控制左右移動機構4帶動機器人運動到取料工位，上下移動機構1向下運動使手爪3運動到取料高度，機器人手爪3抓取鍛壓毛坯，上下移動機構1向上運動，使毛坯離開料位，完成取料。左右移動機構4帶動機器人到達第一個鍛壓工位，上下移動機構1向下運動使手爪3上的毛坯運動到鍛壓模具上，完成上料。鍛壓設備協調機構7帶動鍛壓設備控制壓板6向下移動，控制鍛壓設備開始連續鍛打模具上的毛坯，在鍛打時間間隙鍛壓機械手臂2對毛坯連續快速翻轉，根據鍛打工藝要求，鍛壓設備協調機構7上下移動，控制鍛打力度，實現連續變力鍛壓。多次鍛打之后，完成第一個鍛壓工位上的鍛壓加工，鍛壓設備協調機構7運動到上端，控制鍛壓設備停止鍛打，上下移動機構1向上運動，使工件離開模具，左右移動機構4帶動機器人及工件到達下一個鍛壓工位，按照第一個鍛壓工位上的方式進行繼續鍛壓。鍛壓工位的多少根據鍛壓工藝要求決定，所有工位鍛壓完成之后，左右移動機構4帶動機器人及鍛壓成型的工件到達下料工位，手爪3張開，使工件落下，完成下料，此時機器人可以回到取料工位開始下一個工作循環。從而完成對工件的自動化連續多工位鍛打。

本發明的特點有：