一種六軸聯動稀土冶煉攪拌、提料成型機器人設備的製作方法

2023-12-04 23:13:51 1

本發明涉及一種六軸聯動稀土冶煉攪拌、提料成型機器人設備，屬於稀土冶煉設備技術領域。

背景技術：

目前，國內稀土冶煉行業設備大都是人工原始冶煉技術，這種技術用於簡單的冶煉爐工具，全部採用人工作業，對工人站在高溫1600℃左右的爐臺上作業，還對人的身體安全帶來極大的危險性，每人各守一臺爐冶煉，人工用夾具夾上爐內坩堝傾倒高溫液體，費時，費力，由於人工在長距離的鋼夾夾持下難以將坩堝內液體倒淨或灑在地上，造成了人工、物料的極大浪費和嚴重危害人的身體健康和生命。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種六軸聯動稀土冶煉攪拌、提料成型機器人設備，提高生產效率，避免產品損失，同時降低對工人的傷害，解決背景技術中存在的上述問題。

本發明的技術方案是：

一種六軸聯動稀土冶煉攪拌、提料成型機器人設備，包含機器人行走軌道機、一軸平行機械手臂、二軸垂直升降裝置、三軸轉盤機械臂、四軸立載機器人行走車、五軸模具運送車、坩堝冶煉爐、坩堝傾倒裝置和六軸轉動盤；沿機器人行走軌道機一側布置多臺坩堝冶煉爐，坩堝冶煉爐上設有六軸轉動盤；四軸立載機器人行走車設置在機器人行走軌道機上，一軸平行機械手臂、二軸垂直升降裝置和三軸轉盤機械臂設置在四軸立載機器人行走車上，並與坩堝連接；二軸垂直升降裝置完成坩堝高度調整，一軸平行機械臂完成坩堝縱向移動至坩堝冶煉爐的爐口，三軸轉盤機械臂完成坩堝實現夾取、攪拌功能；四軸立載機器人行走車橫向移動，並將坩堝放置到六軸轉動盤上；二軸垂直升降裝置操縱坩堝在坩堝冶煉爐內提料；三軸轉盤機械臂進行攪拌坩堝內液體；四軸立載機器人行走車在機器人行走軌道機上往復行走，為多臺坩堝冶煉爐完成相同工作；坩堝冶煉爐旁設有五軸模具運送車和坩堝傾倒裝置，五軸模具運送車輸送模具，坩堝傾倒裝置與六軸轉動盤聯動，實現出爐的坩堝向模具內傾倒液體。

所述六軸轉動盤上設有坩堝夾具、夾杆及攪拌杆、支杆夾緊器和夾緊氣缸，坩堝夾具的一端裝有轉緊器，另一端裝有半圓弧的夾頭，通過兩根相同的支杆與夾杆夾緊器、夾緊氣缸、夾杆及攪拌杆連接在一起；夾杆及攪拌杆夾緊時，取出坩堝，放鬆時，三軸轉盤機械臂開始攪拌；六軸轉動盤實現夾杆及攪拌杆的旋轉攪拌；夾緊氣缸設置在支杆夾緊器上方，驅動夾杆及攪拌杆夾緊坩堝。

坩堝冶煉爐上設有爐壁加溫臺，軸模具運送車包括模具、隔熱裝置、模具夾具、防傾翻吊具裝置、模具支架、模具支撐架、敲打裝置、支臂、驅動輪、工作平臺、鏈條、被動輪和模具傳動器；

爐壁加溫臺，是坩堝冶煉爐的外爐壁，利用外爐壁餘熱對模具預加熱，保證模具質量；將坩堝內的液體分批次倒入模具內成型，脫模出產品；

模具外設有隔熱裝置，隔絕模具的高溫；模具夾具的作用是固定模具，可拆卸，實現模具更換；模具設有防傾翻吊具裝置，防止模具內倒入液體後傾翻；模具支撐架一端通過模具支架連接模具，另一端連接鏈條，模具支撐架隨鏈條行走拖動模具行走；鏈條尾部安裝敲打裝置，當模具翻轉到90°角時，敲打裝置的敲打錘敲打模具，使模具內的產品脫模；鏈條為環形，兩端分別設有驅動輪和被動輪，鏈條通過支臂連接模具支撐架，驅動輪為模具提供翻轉動力，運送模具；

鏈條設置在工作平臺上；上述模具傳動器是五軸模具運送車的動力輪，通過伺服電機和智能控制拖動鏈條、模具支撐架及支撐架上的模具運轉。

坩堝冶煉爐設有煉爐平臺、旋轉臺、排氣孔、冶煉陰極棒；坩堝傾倒裝置包含圓孔架、坩堝轉盤支撐架、坩堝和動連杆。

冶煉爐平臺是坩堝冶煉爐頂部的工作平臺，是坩堝冶煉爐爐體的一部分，冶煉爐平臺上放置坩堝傾倒裝置；將坩堝放在坩堝冶煉爐內，進行坩堝冶煉，通過電加熱棒冶煉稀土；旋轉臺是電加熱棒一端的旋轉臂，根據冶煉過程不斷調整運行角度；排氣孔是設置在坩堝冶煉爐旁的排風孔，是將在冶煉過程中的廢氣，經環保處理後放空；電加熱棒為冶煉陰極棒，通過電流產生熱能，對爐內稀土進行冶煉；圓孔架上放置坩堝，安裝在坩堝轉盤支撐架上，用於坩堝傾倒液體；坩堝放置在坩堝冶煉爐內，內部放置稀土；傳動連杆安裝在伺服電機上的傳動連杆，一端連接電機，另一端連接圓孔架，驅動圓孔架上的坩堝傾倒液體。

本發明的有益效果是：通過聯動，實現了對稀土冶煉過程的爐內攪拌，坩堝液體提取和液體傾倒入模具，以及一臺機器人行走為多臺冶煉爐服務，從而避免了高溫工作檯對工人帶來的傷害，提高了工作效率，避免產品損失，節能環保。

附圖說明

圖1是本發明實施例結構示意圖；

圖2是本發明實施例的三軸轉盤機械臂攪拌提取結構示意圖；

圖3是本發明實施例的五軸模具運送車及坩堝冶煉爐結構示意圖；

圖4是本發明實施例六軸轉動盤聯動的坩堝傾倒裝置結構示意圖；

圖5是本發明圖3的A部放大結構示意圖；

圖中：機器人行走軌道機1、一軸平行機械手臂2、二軸垂直升降裝置3、三軸轉盤機械臂4、四軸立載機器人行走車5、五軸模具運送車6、坩堝冶煉爐7、坩堝傾倒裝置8、坩堝夾具9、夾杆及攪拌杆10、支杆夾緊器11、六軸轉動盤12、夾緊氣缸13、爐壁加溫臺14、模具15、隔熱裝置16、模具夾具17、防傾翻吊具裝置18、模具支架19、模具支撐架20、敲打裝置21、支臂22、驅動輪23、工作平臺24、鏈條25、被動輪26、模具傳動器27、冶煉爐平臺28、坩堝冶煉29、旋轉臺30、排氣孔31、冶煉陰極棒32、圓孔架33、坩堝轉盤支撐架34、坩堝35、傳動連杆36。

具體實施方式

以下結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。

一種六軸聯動稀土冶煉攪拌、提料成型機器人設備，包含機器人行走軌道機1、一軸平行機械手臂2、二軸垂直升降裝置3、三軸轉盤機械臂4、四軸立載機器人行走車5、五軸模具運送車6、坩堝冶煉爐7、坩堝傾倒裝置8和六軸轉動盤12；沿機器人行走軌道機1一側布置多臺坩堝冶煉爐7，坩堝冶煉爐7上設有六軸轉動盤12；四軸立載機器人行走車5設置在機器人行走軌道機1上，一軸平行機械手臂2、二軸垂直升降裝置3和三軸轉盤機械臂4設置在四軸立載機器人行走車5上，並與坩堝35連接；二軸垂直升降裝置3完成坩堝高度調整，一軸平行機械臂完成坩堝縱向移動至坩堝冶煉爐7的爐口，三軸轉盤機械臂完成坩堝實現夾取、攪拌功能；四軸立載機器人行走車橫向移動，並將坩堝放置到六軸轉動盤12上；二軸垂直升降裝置3操縱坩堝在坩堝冶煉爐7內提料；三軸轉盤機械臂4進行攪拌坩堝內液體；四軸立載機器人行走車在機器人行走軌道機1上往復行走，為多臺坩堝冶煉爐7完成相同工作；坩堝冶煉爐7旁設有五軸模具運送車6和坩堝傾倒裝置8，五軸模具運送車6輸送模具，坩堝傾倒裝置8與六軸轉動盤12聯動，實現出爐的坩堝向模具內傾倒液體。

所述六軸轉動盤12上設有坩堝夾具9、夾杆及攪拌杆10、支杆夾緊器11和夾緊氣缸13，坩堝夾具的一端裝有轉緊器，另一端裝有半圓弧的夾頭，通過兩根相同的支杆與夾杆夾緊器11、夾緊氣缸13、夾杆及攪拌杆10連接在一起；夾杆及攪拌杆夾緊時，取出坩堝，放鬆時，三軸轉盤機械臂4開始攪拌；六軸轉動盤12實現夾杆及攪拌杆的旋轉攪拌；夾緊氣缸13設置在支杆夾緊器11上方，驅動夾杆及攪拌杆10夾緊坩堝。

坩堝冶煉爐7上設有爐壁加溫臺14，軸模具運送車6包括模具15、隔熱裝置16、模具夾具17、防傾翻吊具裝置18、模具支架19、模具支撐架20、敲打裝置21、支臂22、驅動輪23、工作平臺24、鏈條25、被動輪26和模具傳動器27；

爐壁加溫臺14，是坩堝冶煉爐7的外爐壁，利用外爐壁餘熱對模具預加熱，保證模具質量；將坩堝內的液體分批次倒入模具15內成型，脫模出產品；

模具15外設有隔熱裝置16，隔絕模具的高溫；模具夾具17的作用是固定模具15，可拆卸，實現模具更換；模具15設有防傾翻吊具裝置18，防止模具內倒入液體後傾翻；模具支撐架20一端通過模具支架19連接模具，另一端連接鏈條25，模具支撐架20隨鏈條行走拖動模具15行走；鏈條尾部安裝敲打裝置21，當模具15翻轉到90°角時，敲打裝置21的敲打錘敲打模具15，使模具內的產品脫模；鏈條為環形，兩端分別設有驅動輪23和被動輪26，鏈條通過支臂22連接模具支撐架20，驅動輪23為模具15提供翻轉動力，運送模具；

鏈條25設置在工作平臺24上；上述模具傳動器27是五軸模具運送車6的動力輪，通過伺服電機和智能控制拖動鏈條、模具支撐架及支撐架上的模具運轉。

坩堝冶煉爐7設有煉爐平臺28、旋轉臺30、排氣孔31、冶煉陰極棒32；坩堝傾倒裝置8包含圓孔架33、坩堝轉盤支撐架34、坩堝35和傳動連杆36。

冶煉爐平臺28是坩堝冶煉爐7頂部的工作平臺，是坩堝冶煉爐7爐體的一部分，冶煉爐平臺28上放置坩堝傾倒裝置8；將坩堝35放在坩堝冶煉爐7內，進行坩堝冶煉29，通過電加熱棒冶煉稀土；旋轉臺30是電加熱棒一端的旋轉臂，根據冶煉過程不斷調整運行角度；排氣孔31是設置在坩堝冶煉爐7旁的排風孔，是將在冶煉過程中的廢氣，經環保處理後放空；電加熱棒為冶煉陰極棒32，通過電流產生熱能，對爐內稀土進行冶煉；圓孔架33上放置坩堝35，安裝在坩堝轉盤支撐架34上，用於坩堝傾倒液體；坩堝放置在坩堝冶煉爐7內，內部放置稀土；傳動連杆36安裝在伺服電機上的傳動連杆，一端連接電機，另一端連接圓孔架33，驅動圓孔架上的坩堝傾倒液體。

更具體的實施方式：

所述一軸平行機械手臂2縱向移動，將三軸轉盤機械臂4移動至坩堝冶煉爐7口，三軸轉盤機械臂4實現夾取、攪拌功能；橫向移動，移動到爐體的邊緣，並將坩堝放置到六軸轉動盤12上；五軸模具運送車6輸送模具和模具內的液體變固體產品；六軸轉動盤12將坩堝液體傾倒在模具內。

所述二軸垂直升降裝置3將提取的坩堝直線移動離開坩堝冶煉爐口；

所述三軸轉盤機械臂3上部裝有氣動夾緊裝置，用於夾取和上下提取坩堝冶煉爐中的坩堝；當氣動夾緊裝置放鬆後，實現第二種功能，攪拌坩堝內液體；當冶煉完成時，自動鎖緊夾緊裝置，將坩堝從坩堝冶煉爐內夾出；

所述四軸立載機器人行走車5在機器人行走軌道機1上行走，為多臺坩堝冶煉爐完成上述相同任務；

所述五軸模具運送車6是將灌滿模具的產品通過鏈條傳動定時運轉，並通過定時數分鐘後將模具轉動到軌道頭部90度角時，產品通過安裝在頭部的敲打錘將產品倒出，再將產品運走；

所述六軸轉動盤是由一個小於坩堝直徑圓的翻轉盤，兩邊裝有轉動軸和自動驅動電機，專門用於傾倒坩堝內的液體，通過溢流槽傾入模具內，並進行間斷的重複的傾倒，完成數臺模具的灌充；

鏈條上裝有支臂，前端裝有模具夾具，在鏈條轉動時一併運行，支臂上裝有隔熱裝置；模具在鏈條運行前放置在坩堝冶煉爐壁旁，通過傳導熱對模具進行預熱，便於脫模；模具傾倒產品的敲打裝置是放置在軌道機90度角同鏈條平行，通過氣缸加彈簧的裝置，定時敲打模具底部，使產品倒出；

支撐杆同放置模具支架的長度等大，並在模具支架與支杆間裝有隔熱材料裝置；上下提料杆具備兩種功能，上下提料功能和半圓旋轉的攪拌功能，是一個兩者兼備的裝置，通過氣動兩桿型三動齒輪實現；脫模時控制鏈條方向；軌道翻轉時，傾倒產品時，通過託輪裝在頭部的裝置進行翻轉；模具需提前預熱，預熱的方法是利用爐體壁上的餘熱，將模具放置在爐體旁，進行傳導加熱；在模具和坩堝夾具的使用過程中，增加耐熱鋁箔；在板式鏈條機的鏈軌上利用鏈節裝有支杆模具套；在產品模具的支撐架上裝有防傾翻吊具裝置，保證運轉時的平衡性；鏈條上裝有雙孔連接板驅動，一面同模具架上的空相匹配，另一面同在鏈條上裝有結構件相匹配，結構上保證支架和模具產品正常運轉時的平衡性。