阅读说明：本技术 间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手 (Vertical lifting type feeding and discharging manipulator of indirect thermal forming heating furnace ) 是由 李哲 杨树彬 邢宝峰 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手属于热冲压生产线自动上下料直角坐标机器人技术领域,具体涉及间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手。本发明提供一种能适应双厢式加热炉的间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手。本发明包括框架基础,其特征在于：框架基础上设置有升降机构,升降机构上设置有回转机构,回转机构上设置有伸缩臂,伸缩臂上设置有高温货叉；所述高温货叉包括底座,底座两端设置有货叉臂；底座前部,位于两货叉臂之间设置有中间货叉,中间货叉上方设置有防护板,防护板的两端分别与两货叉臂的中部相连；底座下方设置有与伸缩臂相连的导向滑块组件。(Indirect thermoforming heating furnace VTOL formula business turn over material manipulator belongs to the automatic unloading cartesian robot technical field of going up of hot stamping line, concretely relates to indirect thermoforming heating furnace VTOL formula business turn over material manipulator. The invention provides a vertical lifting type feeding and discharging manipulator of an indirect thermal forming heating furnace, which can adapt to a double-chamber heating furnace. The invention comprises a frame foundation, which is characterized in that: a lifting mechanism is arranged on the frame foundation, a swing mechanism is arranged on the lifting mechanism, a telescopic arm is arranged on the swing mechanism, and a high-temperature fork is arranged on the telescopic arm; the high-temperature pallet fork comprises a base, and pallet fork arms are arranged at two ends of the base; a middle fork is arranged between the two fork arms at the front part of the base, a protection plate is arranged above the middle fork, and two ends of the protection plate are respectively connected with the middle parts of the two fork arms; a guide slide block component connected with the telescopic arm is arranged below the base.)

间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手

技术领域

本发明属于热冲压生产线自动上下料直角坐标机器人技术领域，具体涉及间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手。

背景技术

此前，间接热冲压生产线是将工件放置在托盘上，从双层辊底炉底层一端滚入辊底炉，经过辊底炉加热，托盘带着工件从辊底炉中滚出，然后机械手将加热后的工件抓取后放入冲压机冲压，无料托盘提升，进入双层辊底炉上层循环回去。这样的工作模式，因为辊底炉为双层，一层加热，一层回收托盘，存在巨大能量损失，又因辊底炉有几十米长，十几米高，投资非常巨大。

在一些工件重量大（200kg左右），工作环境温度高（950℃）的工况中，进出料货叉往往需要具有较高的强度和耐高温能力。又由于加热炉的升级，由双层的辊底炉改进为立式高层厢式加热炉；可同时两台厢式加热炉相对设置，目前，市面上需要一种能适应全新的双厢式加热炉的进出料机械手。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种能适应双厢式加热炉的间接热成型加热炉垂直起降式进出料机械手。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括框架基础，其特征在于：框架基础上设置有升降机构，升降机构上设置有回转机构，回转机构上设置有伸缩臂，伸缩臂上设置有高温货叉；所述高温货叉包括底座，底座两端设置有货叉臂；底座前部，位于两货叉臂之间设置有中间货叉，中间货叉上方设置有防护板，防护板的两端分别与两货叉臂的中部相连；底座下方设置有与伸缩臂相连的导向滑块组件。

作为本发明的一种优选方案，所述货叉臂包括截面为矩形的支撑型材，支撑型材上方设置有风冷管。

进一步的，风冷管上方设置有连接梁，所述防护板底部设置有安装梁，安装梁与所述连接梁相互搭接；所述连接梁的长度小于支撑型材，连接梁的端面形成后定位面，所述支撑型材和风冷管的前端设置有前定位面。

进一步的，所述风冷管端部设置有出风孔组。

进一步的，所述中间货叉上设置有中部安装板，中部安装板上表面设置有中间定位块。

更进一步的，所述中间货叉两侧设置有隔热底板，隔热底板的端部与安装梁底部相连。

更进一步的，所述防护板由镜面不锈钢材料制成；所述防护板后侧，中部安装板的底部，以及隔热底板的底部均设置有隔热棉。

作为本发明的另一种优选方案，所述框架基础包括矩形排布的四根立柱，所述升降机构包括升降架，升降架两端均设置有升降伺服电机，升降伺服电机两侧的传动轴均与一升降齿轮相连，所述框架基础的四根立柱上均设置有与升降齿轮配合的齿条。

进一步的，所述框架基础和升降架之间设置有滑块滑轨组件，所述框架基础的四根立柱顶端均设置有定滑轮，经过定滑轮的钢丝绳两端分别连接配重块和升降架。

进一步的，所述升降架上设置有横移导轨，所述回转机构包括横移座，横移座上设置有回转座，横移座上设置有回转座的回转电机和横移座的横移电机，横移电机通过齿轮齿条组件与横移导轨相连。

更进一步的，所述伸缩臂的伸缩电机设置于回转座上，伸缩臂为二倍速伸缩臂，二倍速伸缩臂上设置有与所述导向滑块组件配合的导向滑轨。

本发明的有益效果：1、本发明通过回转机构带动高温货叉转动，实现高温货叉的上料工位取料，送入厢式加热炉中，再从厢式加热炉中取出，送到下料工位；从而大幅度提高了工艺节拍，而且本发明一套设备，配合两厢式加热炉工作，与现有的间接热冲压生产线相比还大幅度节约了整体生产设备所占用的空间。

2、本发明的高温货叉防护板，可有效阻挡炉内热空气向外扩散；将防护板设置为反光耐热的镜面不锈钢材料，可以对热辐射有较好的反射作用，进一步阻挡炉内热量向外扩散；从而很好的保护了驱动装置安装座内的驱动设备（包括电器元气件、电线、皮带等不耐热工件）。同时，本发明的高温货叉设置中部安装板和隔热底板，并在防护板后侧，中部安装板的底部，以及隔热底板的底部均设置有隔热垫，可将热量聚拢在货叉前端上部对驱动设备进行隔热保护，保证了驱动设备的长期稳定运行。

3、本发明的货叉臂设置为截面为矩形的支撑型材，配合风冷管，使用时，可向支撑型材和风冷管内同时吹入冷却风，形成三点位风冷结构；并且可使冷风渗透到整个货叉内部，保证整体货叉的温度一致。有效避免货叉因受高热或者受热不均而产生的整体或局部变形，避免工作强度降低和刚性差的情况发生（由于艺上的升级，导致高温货叉使用寿命低，高温货叉的空冷时间只有炉门打开到冲压机合模过程中的12秒，因此，现有的出料货叉在应对这样的工作状态时，会大幅度降低使用寿命）。

4、本发明的镜面不锈钢挡板在保护元器件的同时，通过镜面不锈钢反射热源，还保证了被抓取工件的局部保温功能。

5、由于被送取工件的种类不同，工件可使用托盘进行承载，本发明设置了前定位面、后定位面和，保证了机械手臂带载工件托盘运输和旋转时，能够稳定无窜动。

6、本发明在升降机构和回转机构之间设置了横移座等组件构成的横移机构，在本发明工作时，可以使回转机构旋转轴的中心偏移到一侧加热炉的附近，这样可以使设备在增加伸缩行程的同时，尽可能地减小末端负载对旋转机构的扭力产生倾翻的影响。使整体设备更加稳定可靠，最大限度的提高末端负载的极限。本发明设计的末端负载为200kg。

7、本发明使用二倍速伸缩臂，可大幅度提高生产效率，配合高温货叉的定位结构，工件和托盘高速运输稳定。

附图说明

图1是本发明的使用状态结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图2的侧视图。

图4是本发明去掉框架基础后的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4的侧视图。

图7是高温货叉的结构示意图。

图8是高温货叉的主视图。

图9是高温货叉的俯视图。

图10是高温货叉的侧视图。

图11是图7的局部放大图。

附图中1为导向滑块组件、2为高温货叉、3为底座、4为连接梁、5为防护板、6为安装梁、7为货叉臂、8为中间货叉、9为中间定位块、10为中部安装板、11为隔热底板、12为支撑型材、13为风冷管、14为前定位面、15为后定位面、16为厢式加热炉、17为框架基础、18为升降机构、19为伸缩臂、20为横移导轨、21为升降伺服电机、22为滑块滑轨组件、23为升降架、24为回转机构、25为配重块、26为立柱、27为定滑轮、28为托盘、29为伸缩电机、30为回转电机、31为回转座、32为横一点击、33为传动轴、34为横移座。

具体实施方式

本发明包括框架基础17，其特征在于：框架基础17上设置有升降机构18，升降机构18上设置有回转机构24，回转机构24上设置有伸缩臂19，伸缩臂19上设置有高温货叉2；所述高温货叉2包括底座3，底座3两端设置有货叉臂7；底座3前部，位于两货叉臂7之间设置有中间货叉8，中间货叉8上方设置有防护板5，防护板5的两端分别与两货叉臂7的中部相连；底座3下方设置有与伸缩臂19相连的导向滑块组件1。

作为本发明的一种优选方案，所述货叉臂7包括截面为矩形的支撑型材12，支撑型材12上方设置有风冷管13。

进一步的，风冷管13上方设置有连接梁4，所述防护板5底部设置有安装梁6，安装梁6与所述连接梁4相互搭接；所述连接梁4的长度小于支撑型材12，连接梁4的端面形成后定位面15，所述支撑型材12和风冷管13的前端设置有前定位面14。

进一步的，所述风冷管13端部设置有出风孔组。

进一步的，所述中间货叉8上设置有中部安装板10，中部安装板10上表面设置有中间定位块9。

更进一步的，所述中间货叉8两侧设置有隔热底板11，隔热底板11的端部与安装梁6底部相连。

更进一步的，所述防护板5由镜面不锈钢材料制成；所述防护板5后侧，中部安装板10的底部，以及隔热底板11的底部均设置有隔热棉。

作为本发明的另一种优选方案，所述框架基础17包括矩形排布的四根立柱26，所述升降机构18包括升降架23，升降架23两端均设置有升降伺服电机21，升降伺服电机21两侧的传动轴33均与一升降齿轮相连，所述框架基础17的四根立柱26上均设置有与升降齿轮配合的齿条。

进一步的，所述框架基础17和升降架23之间设置有滑块滑轨组件22，所述框架基础17的四根立柱26顶端均设置有定滑轮27，经过定滑轮27的钢丝绳两端分别连接配重块25和升降架23。

进一步的，所述升降架23上设置有横移导轨20，所述回转机构24包括横移座34，横移座34上设置有回转座31，横移座34上设置有回转座31的回转电机30和横移座34的横移电机，横移电机通过齿轮齿条组件与横移导轨20相连。

所述回转电机30可通过输出轴和齿轮组件控制回转座31转动。

更进一步的，所述伸缩臂19的伸缩电机29设置于回转座31上，伸缩臂19为二倍速伸缩臂，二倍速伸缩臂上设置有与所述导向滑块组件1配合的导向滑轨。

所述二倍速伸缩臂可使用专利号：CN201620255371.9，名称为：二倍速伸缩定位系统的结构。

本发明使用时，升降机构18的升降伺服电机21动作，通过传动轴33带动升降齿轮转动，升降齿轮与立柱26上的齿条配合实现升降架23的升降。升降架23移动至上料机械手（未图示）高度，高温货叉2伸出，由上料机械手将工件的托盘28放置于高温货叉2上；高温货叉2收回，回转机构24的回转电机30动作，带动高温货叉2转动90°，升降机构18将高温货叉2移动至厢式加热炉16指定位置；横移电机动作，带动横移座34朝向厢式加热炉16移动；与此同时，伸缩电机29动作，二倍速伸缩臂动作，将工件托盘28快速送入厢式加热炉16中；高温货叉2收回，回转机构24转动180°，升降机构18将高温货叉2送至另一侧厢式加热炉16指定位置，高温货叉2伸出，将加热完成的工件托盘28取出；高温货叉2收回，回转机构24转动90°，升降机构18动作，将高温货叉2送至冲压上料机械手（未图示）处进行卸料，完成卸料后，本发明返回初始状态。

本发明使用过程中，可将冷却空气同时吹入风冷管13和货叉臂7中；在风冷管13中的冷却空气为风冷管13降温后，从风孔组吹出，为本发明受热部份整体进行冷却。

由于货叉臂7前端为封闭，货叉臂7仅有后端一个开口，因此，冷却空气进入货叉臂7，并对货叉臂7进行冷却后，会再从货叉臂7的开口处返回、排出，从而大幅度降低货叉臂7的温度，保证货叉臂7的强度，避免受热后货叉臂7强度下降而发生变形；还可使用冷却空气吹气管（未图示），将吹气管直接插入货叉臂7内，冷却空气从货叉臂7最内部吹出，再从货叉臂7的开口处排出，能进一步提高冷却效果。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。