用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具的製作方法

2023-04-23 10:23:26

專利名稱：用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋁錠連續鑄造生產線的專業設備。
技術背景
現有的鋁錠連續鑄造生產線碼垛夾具有兩種一種是國內普遍應用於小噸位鋁錠連續鑄造生產線(生產能力<22t/h)堆垛機的專用夾具。夾具前進和後退由夾具小車帶動，動力是油缸；夾具上下則由一氣缸帶動。左右兩個氣缸通過連杆分別帶動左右對稱的夾爪，當鋁錠按序排好層後，專用夾具下降到位後左右對稱的夾爪分別在各自氣缸的作用下夾具閉合，完成第一層夾錠工作。然後堆垛機繼續工作，將夾住的鋁錠層從排列架上夾取上升並轉運到堆垛工位上部，夾具旋轉90°並下降到位後左右對稱的夾爪分別在各自氣缸的作用下夾具打開，完成碼垛，夾具旋轉由堆垛機上的旋轉氣缸完成。第二層夾錠碼垛工作同第一層動作一樣，只是夾具不旋轉90°。重複上述動作完成第三層到第十一層夾錠碼垛工作。這種夾具由於機構設計的不合理，夾具在上升、下降、旋轉、運行過程中容易出現散亂現象，尤其是夾取第一層大面全部向上四塊鋁錠時更容易出現散亂現象，碼垛後往往需要人工輔助二次排錠，從而無法確保鋁錠碼垛正常進行，甚至造成嚴重的安全事故；
第二種是國外普遍使用的碼垛機器人專用夾具。比較有代表性的是瑞士麥茨高奇的應用於塊抓機器人(每次抓取一塊鋁錠)的專用夾具。在鋁錠連續鑄造生產線的碼垛工位配有兩臺裝有專用夾具的機器人和垛錠移動叉車實現鋁錠的抓取和碼垛。這種專用夾具由於是每塊鋁錠單獨抓舉，同時還要實現鋁錠的翻轉搭接，這樣碼出來的鋁錠垛容易散錠， 嚴重影響生產線的可靠性，而且頻繁的抓舉使得夾具的壽命比較短。另外，一條生產線配備兩臺專用機器人、兩套夾具和垛錠移動叉車，成本高。發明內容
本發明的目的是提供一種用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具。
本發明是用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具，夾具本體是由底板12 和立柱16連接而成，立柱16在底板12下方，連接座17連接在底板12的上方，並且都處於正中位置，檢測氣缸13固定在底板12的下表面上，檢測氣缸13活塞杆的末端裝有檢測盤 37 ；固定板79、固定板77和固定板80分別連接在夾緊臂59、夾緊臂M和夾緊臂50的下端；夾緊板57與固定板79、固定板77、固定板80相互連接；固定軸60依次穿過夾緊臂59、 夾緊臂討和夾緊臂50中部的孔並且連接在一起；夾緊臂59、夾緊臂討和夾緊臂50之間等間距布置；固定板3、固定板34和固定板沈分別連接在夾緊臂4、夾緊臂33和夾緊臂25的下端；夾緊板36與固定板3、固定板34、固定板沈互相連接；固定軸6依次穿過夾緊臂4、 夾緊臂33和夾緊臂25中部的孔並且連接在一起；夾緊臂4、夾緊臂33和夾緊臂25之間等間距布置；鉸鏈座62、鉸鏈座56和鉸鏈座48等間距連接在立板74的外側面，鉸鏈座64、鉸鏈座39和鉸鏈座46等間距連接在立板19的外側面，實現夾具本體與前後夾爪的連接；軸 1穿過扶錠臂5下端的孔，夾緊滾輪63和夾緊滾輪2分別空套在軸1的兩端，並通過卡簧4實現軸向定位；夾緊滾輪63、夾緊滾輪2與軸1之間都是可動連接；鉸鏈座10連接在立板 11的外側面中間部位；扶錠臂5上端有一通孔，扶錠臂5通過鉸鏈軸9與鉸鏈座10連接； 軸觀穿過扶錠臂27下端的孔，夾緊滾輪47和夾緊滾輪四分別空套在軸觀的兩端，並通過卡簧實現軸向定位；夾緊滾輪47、夾緊滾輪四與軸觀之間都是可動連接；鉸鏈座21連接在立板20的外側面中間部位；扶錠臂27上端有一通孔，扶錠臂27通過鉸鏈軸22與鉸鏈座21連接，實現了左右扶錠爪與夾具本體的連接。整個夾具通過連接座17與機器人連接。
本發明創造相對現有技術，其有益效果是在沒有增加機構複雜程度和成本的條件下，方便地實現了自動夾取鋁錠並完成碼垛。保證了抓取鋁錠位置準確、動作可靠、碼垛整齊，確保了在碼垛生產時不會出現丟錠、散錠等問題，從而有效地提高了整機的生產效率， 完全實現了自動碼垛，確保碼出的鋁錠垛整齊、美觀、運輸時不散垛。


圖1是本發明創造的主視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是圖1的左視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本發明的夾具本體是由底板12和立板11、立板14、立板 18、立板19、立板20及立板74焊接而成。立柱16是由板；35、板32、板69和板70焊接而成。立柱16焊接在底板12下方，連接座17焊接在底板12的上方，並且都處於正中位置。
前夾爪是由夾緊臂59、夾緊臂M、夾緊臂50、夾緊板57、固定板79、固定板77、固定板80和固定軸60組成。固定板79、固定板77和固定板80分別焊接在夾緊臂59、夾緊臂M和夾緊臂50的下端。夾緊板57與固定板79、固定板77、固定板80通過螺栓組連接。 固定軸60依次穿過夾緊臂59、夾緊臂M和夾緊臂50中部的孔並且焊接在一起。夾緊臂 59、夾緊臂M和夾緊臂50之間等間距布置。
鉸鏈座62、鉸鏈座56和鉸鏈座48等間距焊接在立板74的外側面。夾緊臂59通過鉸鏈軸61和螺母58與鉸鏈座62鉸接，夾緊臂M通過鉸鏈軸52和螺母72與鉸鏈座56 鉸接，夾緊臂50通過鉸鏈軸51和螺母49與鉸鏈座48鉸接，實現夾具本體與前夾爪的連接。
後夾爪是由夾緊臂4、夾緊臂33、夾緊臂25、夾緊板36、固定板3、固定板34、固定板26和固定軸6組成。固定板3、固定板34和固定板沈分別焊接在夾緊臂4、夾緊臂33 和夾緊臂25的下端。夾緊板36與固定板3、固定板34、固定板沈通過螺栓組連接。固定軸6依次穿過夾緊臂4、夾緊臂33和夾緊臂25中部的孔並且焊接在一起。夾緊臂4、夾緊臂33和夾緊臂25之間等間距布置。
鉸鏈座64、鉸鏈座39和鉸鏈座46等間距焊接在立板19的外側面。夾緊臂4通過鉸鏈軸65和螺母66與鉸鏈座64鉸接，夾緊臂33通過鉸鏈軸40和螺母43與鉸鏈座39鉸接，夾緊臂25通過鉸鏈軸44和螺母45與鉸鏈座46鉸接，實現夾具本體與後夾爪的連接。
左扶錠爪由夾緊滾輪63、夾緊滾輪2、軸1和扶錠臂5組成。軸1穿過扶錠臂5下端的孔，夾緊滾輪63和夾緊滾輪2分別空套在軸1的兩端，並通過卡簧實現軸向定位。夾緊滾輪63、夾緊滾輪2與軸1之間都是可動連接。鉸鏈座10焊接在立板11的外側面中間部位。扶錠臂5上端有一通孔，扶錠臂5通過鉸鏈軸9與鉸鏈座10連接，實現了左扶錠爪與夾具本體的連接。
右扶錠爪由夾緊滾輪47、夾緊滾輪四、軸觀和扶錠臂27組成。軸觀穿過扶錠臂 27下端的孔，夾緊滾輪47和夾緊滾輪四分別空套在軸觀的兩端，並通過卡簧實現軸向定位。夾緊滾輪47、夾緊滾輪四與軸觀之間都是可動連接。鉸鏈座21焊接在立板20的外側面中間部位。扶錠臂27上端有一通孔，扶錠臂27通過鉸鏈軸22與鉸鏈座21連接，實現了右扶錠爪與夾具本體的連接。
氣缸67的尾座68固定在立柱16的板69上，另外一端通過氣缸連接頭75、鉸鏈軸41與夾緊臂33鉸接。氣缸73的尾座71固定在立柱16的板70上，另外一端通過氣缸連接頭76、鉸鏈軸55與夾緊臂M鉸接。氣缸38的尾座15固定在立柱16的板35上，另外一端通過氣缸連接頭8、鉸鏈軸7與扶錠臂5鉸接。氣缸30的尾座31固定在立柱16的板 32上，另外一端通過氣缸連接頭23、鉸鏈軸M與扶錠臂27鉸接。檢測氣缸13通過四個螺栓固定在底板12上，檢測氣缸13活塞杆的末端裝有檢測盤37。
整個夾具通過連接座17與機器人連接。
由於機器人的額定載荷上限為300kg，考慮到夾具的工作環境、抓舉鋁錠的重量以及夾具本身的剛度和強度，本夾具的重量嚴格限制在150kg以下，故將夾具的底板12、夾緊板36和夾緊板57設計為鏤空的形式。夾緊板36和夾緊板57在工作狀態時(即夾緊狀態時)與水平面呈85°角。
鋁錠78在層運輸機整錠工位排列好後，專用夾具在碼垛機器人的帶動下下降到抓取位置，前後夾爪在氣缸73和氣缸67的作用下閉合完成夾錠，左右扶錠爪在氣缸38和氣缸30的作用下扶住鋁錠層外側的鋁錠，
在初始狀態時，機器人處於原點位置，夾具在層運輸機整列工位的正上方，前後夾爪和左右扶錠爪處於張開狀態。當第一層鋁錠在整列工位排列整齊後，機器人帶動夾具下降到整列工位之後前後夾爪和左右扶錠爪在氣缸73、氣缸67、氣缸38和氣缸30的推動下動作將層鋁錠夾緊，然後機器人按照設定好的路徑動作將層鋁錠搬運到成品運輸機的垛位，前後夾爪和左右扶錠爪打開，檢測氣缸13帶動檢測盤37下降到第一層鋁錠的上表面， 檢測第一層鋁錠上表面的高度，為第二層鋁錠碼垛時夾具下降的高度提供依據。檢測完成後檢測氣缸13復位，機器人帶動夾具復位，完成第一層鋁錠的碼垛。在第一層碼垛的過程中，層運輸機同時進行下一層鋁錠整列排錠工作，機器人復位之後第二層鋁錠剛好排列完畢，機器人帶動夾具下降到整列工位之後將第二層鋁錠夾緊，然後機器人按照設定好的路徑動作，在將第二層鋁錠搬運到成品運輸機碼垛垛位的過程中機器人帶動夾具和第二層鋁錠轉動90°，將第二層鋁錠碼放在第一層鋁錠上面，然後前後夾爪和左右扶錠爪打開，檢測氣缸13帶動檢測盤37下降到第二層鋁錠的上表面，檢測第二層鋁錠上表面的高度，檢測完畢後檢測氣缸13復位，機器人帶動夾具復位，完成第二層鋁錠的碼垛。其餘各層重複上面的過程。
每垛鋁錠11層，其中第一層為4塊鋁錠，其餘各層為5塊鋁錠，偶數層需要轉動 90°，整個碼垛過程的動作均由系統PLC控制實現。
權利要求
1.用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具，夾具本體是由底板(1 和立柱 (16)連接而成，立柱(16)在底板(1 下方，連接座(17)連接在底板(1 的上方，並且都處於正中位置，其特徵在於檢測氣缸(1 固定在底板(1 的下表面上，檢測氣缸(13)活塞杆的末端裝有檢測盤(37)；第一固定板(79)、第二固定板(77)和第三固定板(80)分別連接在第一夾緊臂(59)、第二夾緊臂(54)和第三夾緊臂(50)的下端；第一夾緊板(57)與第一固定板(79)、第二固定板(77)、第三固定板(80)相互連接；第一固定軸(60)依次穿過第一夾緊臂(59)、第二夾緊臂(54)和第三夾緊臂(50)中部的孔並且連接在一起；第一夾緊臂(59)、第二夾緊臂(54)和第三夾緊臂(50)之間等間距布置；第四固定板(3)、第五固定板(34)和第六固定板06)分別連接在第四夾緊臂G)、第五夾緊臂(3 和第六夾緊臂0 的下端；第二夾緊板(36)與第四固定板(3)、第五固定板(34)、第六固定板06)互相連接；第二固定軸(6)依次穿過第四夾緊臂G)、第五夾緊臂(33)和第六夾緊臂05)中部的孔並且連接在一起；第四夾緊臂G)、第五夾緊臂(33)和第六夾緊臂05)之間等間距布置；第一鉸鏈座(62)、第二鉸鏈座(56)和第三鉸鏈座08)等間距連接在第一立板(74) 的外側面，第四鉸鏈座(64)、第五鉸鏈座(39)和第六鉸鏈座G6)等間距連接在第二立板(19)的外側面，實現夾具本體與前後夾爪的連接；第一軸(1)穿過第一扶錠臂( 下端的孔，第一夾緊滾輪(63)和第二夾緊滾輪(2)分別空套在第一軸(1)的兩端，並通過卡簧實現軸向定位；第一夾緊滾輪(63)、第二夾緊滾輪( 與第一軸(1)之間都是可動連接；第七鉸鏈座(10)連接在第三立板(11)的外側面中間部位；第一扶錠臂(5)上端有一通孔，第一扶錠臂( 通過第一鉸鏈軸(9)與第七鉸鏈座(10)連接；第二軸08)穿過第二扶錠臂 (27)下端的孔，第三夾緊滾輪G7)和第四夾緊滾輪09)分別空套在第二軸08)的兩端， 並通過卡簧實現軸向定位；第三夾緊滾輪(47)、第四夾緊滾輪09)與第二軸08)之間都是可動連接；第八鉸鏈座連接在第四立板OO)的外側面中間部位；第二扶錠臂(XT) 上端有一通孔，第二扶錠臂(XT)通過第二鉸鏈軸0 與第八鉸鏈座連接，實現了左右扶錠爪與夾具本體的連接；整個夾具通過連接座(17)與機器人連接。
2.根據權利要求1所述的用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具，其特徵在於夾具本體是由底板(1 和立柱(16)焊接而成，連接座(17)焊接在底板(1 的上方，檢測氣缸(1 通過四個螺栓固定在底板(1 的下表面，第一固定板(79)、第二固定板(77) 和第三固定板(80)分別焊接在第一夾緊臂(59)、第二夾緊臂(54)和第三夾緊臂(50)的下端；第一夾緊板(57)與第一固定板(79)、第二固定板(77)、第三固定板(80)通過螺栓組連接；第一固定軸(60)依次穿過第一夾緊臂(59)、第二夾緊臂(54)和第三夾緊臂(50)中部的孔並且焊接在一起；第四固定板(3)、第五固定板(34)和第六固定板06)分別焊接在第四夾緊臂G)、第五夾緊臂(33)和第六夾緊臂05)的下端；第二夾緊板(36)與第四固定板C3)、第五固定板(34)、第六固定板06)通過螺栓組連接；第二固定軸(6)依次穿過第四夾緊臂G)、第五夾緊臂(33)和第六夾緊臂05)中部的孔並且焊接在一起；第一鉸鏈座 (62)、第二鉸鏈座(56)和第三鉸鏈座08)等間距焊接在第一立板(74)的外側面，第四鉸鏈座(64)、第五鉸鏈座(39)和第六鉸鏈座G6)等間距焊接在第二立板(19)的外側面，第七鉸鏈座(10)焊接在第三立板(11)的外側面中間部位；第八鉸鏈座焊接在第四立板(20)的外側面中間部位。
3.根據權利要求1所述的用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具，其特徵在於底板(12)、第二夾緊板(36)和第一夾緊板(57)為鏤空的結構；第二夾緊板(36)和第一夾緊板(57)在工作狀態時，即夾緊狀態時與水平面呈85°角。
全文摘要
用於鋁錠連續鑄造生產線碼垛機器人的專用夾具，用於鋁錠連續鑄造生產線的成型鋁錠碼垛，檢測氣缸(13)固定在底板(12)的下表面上，檢測氣缸(13)活塞杆的末端裝有檢測盤(37)；整個夾具通過連接座(17)與機器人連接；鋁錠(78)在層運輸機整錠工位排列好後，專用夾具在碼垛機器人的帶動下下降到抓取位置，前後夾爪在氣缸(73)和氣缸(67)的作用下閉合完成夾錠，左右扶錠爪在氣缸(38)和氣缸(30)的作用下扶住鋁錠層外側的鋁錠。
文檔編號B65G61/00GK102502276SQ20111031325
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者任麗娜, 馮瑞成, 劉軍, 李鄂民, 羅德春, 芮執元, 趙偉平, 趙俊天, 辛舟, 郭俊鋒, 雷春麗, 魏興春 申請人:蘭州愛賽特機電科技有限公司, 蘭州理工大學