專利名稱：一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，屬于熱沖壓成形領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱沖壓成形技術(shù)是將板料加熱到九百多度高溫，再迅速轉(zhuǎn)移到具有冷卻功能的模具上進行成形淬火，得到超高強度成形件的一種工藝。超高強鋼成型件近來年發(fā)展迅速，特別在汽車行業(yè)，具有減輕車重和提高安全性的雙重作用。在熱沖壓自動化生產(chǎn)線上，需要將加熱后的高溫鋼板從出料臺迅速由自動上料機器人轉(zhuǎn)移到?jīng)_壓機模具上，而機械手爪是機器人尤為關(guān)鍵的部分。傳統(tǒng)沖壓工藝的鋼板上料裝置主要采用吸盤吸取，由于吸取的是鋼板表面，因此可適用于不規(guī)則形狀，不同大小的坯料。對于熱沖壓上料來說，鋼板的溫度在950° C左右，目前國內(nèi)外的耐高溫真空吸盤和電磁鐵均不能滿足這個溫度要求，不能用于熱沖壓自動化上料。此外，高溫狀態(tài)的鋼板強度低，易變性，抓取鋼板的過程中要確保鋼板變形小，這就需要在鋼板周圍均勻分布，多點受力來抓取，同時盡量減少抓取高溫鋼板過程中與鋼板接觸的局部溫降。目前高溫鋼板抓取機械手較少，國外熱沖壓生產(chǎn)線上主要采用方法是用手指分布在鋼板周圍，通過抓和提的方式完成坯料抓取，這種方法對于矩形坯料鋼板來說較易實現(xiàn)，然而，對于異性、不規(guī)則坯料，手指的分布和同步運動較難實現(xiàn)。國外的解決方案都是針對坯料形狀做的專用機械手， 使用范圍較窄，成本高。國內(nèi)熱沖壓自動化技術(shù)起步晚，目前尚沒有成熟的高溫鋼板抓取機械手爪，也沒有能適用于一定尺寸范圍內(nèi)不同大小、不規(guī)則形狀鋼板的機械手爪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，目的是在熱沖壓過程中，把高溫鋼板從加熱爐出料臺轉(zhuǎn)移到模具型面，通過調(diào)整各手指旋轉(zhuǎn)支架在鋁型材上的安裝位置來適應(yīng)一定尺寸范圍內(nèi)的不規(guī)則鋼板的抓取。同時在轉(zhuǎn)移過程中，盡量減少高溫鋼板的變形和局部溫降。本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，綜合


如下
本發(fā)明提供一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，該手爪由若干組配對手指運動組件9構(gòu)成，配對手指運動組件9的數(shù)量和安裝位置根據(jù)具體坯料尺寸決定。手指連接件7的中段有一個旋轉(zhuǎn)銷，可以繞旋轉(zhuǎn)支架擺動。采用結(jié)構(gòu)緊湊的短氣缸充當(dāng)動力源，氣缸頭部安裝一個驅(qū)動銷，通過在手指連接件7上端滑槽內(nèi)的滑動，轉(zhuǎn)變氣缸驅(qū)動力的方向，來使手指連接件擺動。手指連接件7的下端有凹槽，用于安裝陶瓷手指時候的定位和固定，同時也可以保護脆性較強的陶瓷手指8。抓取鋼板之前，氣缸缸桿伸出，驅(qū)動銷向下運動帶動手指旋轉(zhuǎn)，可以將末端手指張開并抬起一定的高度。高溫鋼板通過熱沖壓輥底爐下料臺傳送到手爪下面并定位，氣缸收縮，帶動手指旋轉(zhuǎn)閉合，實現(xiàn)高溫鋼板的平衡抓取。運行到模具上面落料時，通過氣缸讓手指再次張開便可以使高溫鋼板平穩(wěn)精確的落到模具定位銷范圍內(nèi)。本發(fā)明提供一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，提出了一種在輥底爐出料臺抓取高溫鋼板的方法。特殊之處在于
I、通過調(diào)整各個配對手指運動組件中旋轉(zhuǎn)支架在鋁型材框架上的安裝位置，用來調(diào)節(jié)該段抓取的寬度，使其能夠適用于規(guī)則以及不規(guī)則形狀鋼板的抓取。2、通過定位銷在氣缸支架的滑動槽，限定氣缸的上端行程，用來控制手指連接件在閉合抓取鋼板的時候的末端位置，使手指在牢固抓取鋼板的同時，減少對鋼板的擠壓變形。通過氣缸座在氣缸支架上的安裝位置，來控制氣缸的下端行程，是工作過程中不撞擊鋁型材支架。3、抓取手指由不銹鋼連接件和陶瓷手指組合，不銹鋼連接件的凹槽可以使陶瓷手指固定的同時保護陶瓷手指，補償陶瓷材料的易脆性，同時陶瓷件和高溫鋼板接觸，對鋼板造成的局部溫降較小。4、若采用手指水平夾取的方式，需要先抬高機械手的高度，待高溫鋼板通過輥底爐出料臺滑送到機械手正下端時，機械手向下運動再水平夾取。而采用手指旋轉(zhuǎn)的方式，可以使手指的開口變大的同時抬高手指末端，不用抬高機械手高度，高溫鋼板便可通過。手指在旋轉(zhuǎn)閉合的過程中向中間和下兩個方向運動，便可實現(xiàn)高溫鋼板的抓取，省時方便。

圖1配對手指運動組件示意2機械手爪組裝3手指連接件圖4機械手爪柔性調(diào)節(jié)示意5抓取不規(guī)則鋼板示意圖
其中1.旋轉(zhuǎn)支架2.旋轉(zhuǎn)支架底座3.氣缸支架4.氣缸座5.氣缸 6.驅(qū)動銷7.手指連接件8.陶瓷手指9.配對手指運動組件10.鋁型材框架
II.不規(guī)則高溫鋼板坯料
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖所示進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及其具體實施方式
。如圖3所示，該手爪由若干組配對手指運動組件9構(gòu)成，配對手指運動組件9的數(shù)量和安裝位置根據(jù)具體坯料尺寸決定。如圖1所示，氣缸支架2固定在鋁型材框架上，氣缸支架上有長孔，便于安裝氣缸底座4，采用結(jié)構(gòu)緊湊的短氣缸充當(dāng)動力源，氣缸頭部安裝一個驅(qū)動銷，用來驅(qū)動手指的開合擺動。手指連接件7的中段有一個旋轉(zhuǎn)銷，嵌在旋轉(zhuǎn)支架1 和旋轉(zhuǎn)支架底座上的孔內(nèi)，氣缸連接件7可以通過旋轉(zhuǎn)銷擺動。手指連接件7的上端有一段滑槽，與氣缸連接的驅(qū)動銷正好可以通過在滑槽內(nèi)的滑動，轉(zhuǎn)變氣缸驅(qū)動力的方向，來使手指連接件擺動。手指連接件7的下端有凹槽，用于安裝陶瓷手指時候的定位和固定，同時也可以保護脆性較強的陶瓷手指8。抓取鋼板之前，氣缸缸桿伸出，驅(qū)動銷向下運動帶動手指旋轉(zhuǎn)，可以將末端手指張開并抬起一定的高度。高溫鋼板通過熱沖壓輥底爐下料臺傳送到手爪下面并定位，氣缸收縮，帶動手指旋轉(zhuǎn)閉合，實現(xiàn)高溫鋼板的平衡抓取。運行到模具上面落料時，通過氣缸讓手指再次張開便可以使高溫鋼板平穩(wěn)精確的落到模具定位銷范圍內(nèi)。該機械手柔性可調(diào)的功能主要通過以下方法來實現(xiàn)1.鋁型材框架的凹槽可以滿足任何位置的安裝，通過調(diào)節(jié)配對手指運動組件中旋轉(zhuǎn)支架在鋁型材框架上的安裝位置，用來調(diào)節(jié)抓取的寬度，各個配對手指運動組件相對獨立，在鋁型材主框架上的安裝位置也隨意可調(diào)?？梢愿鶕?jù)鋼板坯料的大小和形狀來確定配對手指運動組件的數(shù)量和安裝位置，使其能夠適用于規(guī)則以及不規(guī)則形狀鋼板的抓??；2.通過調(diào)整氣缸座在氣缸支架上的安裝位置，可以調(diào)節(jié)氣缸的行程范圍，以實現(xiàn)對手指張開角度。 以上是對一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手的具體說明，在具體的應(yīng)用中， 可以根據(jù)加工件的尺寸范圍確定各個件的尺寸和規(guī)格。在熱沖壓實際生產(chǎn)中，對于矩形和其他規(guī)則板料可以采用兩邊對稱分布手指的方式，較易實現(xiàn)。本發(fā)明對于熱沖壓過程中不規(guī)則高溫鋼板的上料中有極大的優(yōu)勢，此結(jié)構(gòu)控制和調(diào)節(jié)簡單，經(jīng)濟適用，應(yīng)用范圍廣，具有重大的實際意義。
權(quán)利要求
1.一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，其特征在于所述的機械手爪由配對手指運動組件(9)安裝在鋁型材框架(10)上組成；所述的配對手指運動組件(9)由旋轉(zhuǎn)支架 (1)、旋轉(zhuǎn)支架底座(2)、氣缸支架(3)、氣缸座(4)、氣缸(5)、驅(qū)動銷(6)、手指連接件(7)、 陶瓷手指(8 )組成；所述的手指連接件(7 )中段有一個突出的旋轉(zhuǎn)銷，嵌在旋轉(zhuǎn)支架(1)和旋轉(zhuǎn)支架底座(2)的沉孔內(nèi)，手指連接件可以繞其擺動；所述的氣缸(5)端部連接驅(qū)動銷 (6)，驅(qū)動銷可以在手指連接件(7)的滑槽內(nèi)滑動來驅(qū)動手指連接件(7)的擺動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，其特征在于氣缸支架(3)通過螺栓和鋁型材框架上的溝槽連接，安裝位置根據(jù)高溫鋼板坯料的長度可隨意調(diào)離
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，其特征在于旋轉(zhuǎn)支架底座(2)通過螺栓和鋁型材框架上的溝槽連接，安裝位置根據(jù)高溫鋼板坯料的寬度可隨意調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，其特征在于氣缸支架(3)有長圓孔，氣缸座(4)在長圓孔上的安裝位置可以調(diào)節(jié)，用來控制氣缸最下端的行程；氣缸支架上有凹槽，限定驅(qū)動銷運動的最高位置，從而控制手指的閉合角度，較少對高溫鋼板的擠壓變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，其特征在于采用陶瓷手指(8)和高溫鋼板接觸，手指連接件(7)采用不銹鋼材料，連接部分有一沉槽，陶瓷手指(8)和其相扣連接，可以補償陶瓷手指的易脆性，同時減少鋼板的局部溫降。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抓取高溫鋼板的柔性可調(diào)式機械手，該機械手由配對手指運動組件和鋁型材框架組成。配對手指運動組件由氣缸驅(qū)動，帶動驅(qū)動銷在手指連接件的滑槽內(nèi)滑動，從而給手指連接件提供動力。手指連接件的中段有旋轉(zhuǎn)銷，可以圍繞旋轉(zhuǎn)支架內(nèi)的沉孔擺動，來完成手指的張開和閉合運動。旋轉(zhuǎn)支架在鋁型材上的安裝位置可以根據(jù)該段鋼板的寬度來隨意調(diào)節(jié)，配對手指運動組件的數(shù)量和安裝位置也可以根據(jù)鋼板的長度來隨意調(diào)節(jié)。因此，該機械手可以用于熱沖壓過程中一定尺寸范圍內(nèi)鋼板的抓取和落料，特別是能適用于不規(guī)則鋼板。此外，本發(fā)明還采用了一定的控制措施，來減少高溫鋼板轉(zhuǎn)移過程中的局部溫降和變形。
文檔編號B21D43/11GK102430663SQ201110313359
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者單忠德, 姜超, 張振, 戎文娟, 李 杰 申請人:機械科學(xué)研究總院先進制造技術(shù)研究中心