一种单机多工位热锻机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械自动化领域，特别是一种单机机械手。
【背景技术】
[0002]机械手在自动化加工机械中起重要的作用。现有的热锻机械手动力驱动一般都是电动或气动或液压，或是它们的结合，各自由度单独控制，所需中间部件较多，接线复杂，需要额外的动力供应、成本高、恶劣工况适应性差。
【发明内容】
[0003]要解决的技术问题:针对现有技术的不足，本发明提出一种单机多工位热锻机械手，用于解决现有的各自由度单独控制型的热锻机械手的结构复杂、适应性差的技术问题。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种单机多工位热锻机械手，包括左右控制系统、上下控制系统、前后控制系统、松紧控制系统以及作为执行机构的夹持系统，上述4个控制系统中各自配备有相应的凸轮和传动装置，4个控制系统的凸轮同轴转动并各自通过传动装置传动至夹持系统，使得夹持系统同时实现左右、上下、前后以及松紧4种运动。
[0006]进一步的，在本发明中，包括底座和顶座，所述底座包括底板，所述4个控制系统设置在底座和顶座之间，并且4个控制系统通过在底座上水平设置的驱动轴同步转动，所述夹持系统滑套于顶座上；以底座上的底板为基准面设定左右方向、上下方向和前后方向，所述左右方向与驱动轴的轴向平行设置，所述上下方向垂直于底板设置，所述前后方向与左右方向、上下方向均垂直设置。
[0007]进一步的，在本发明中，所述底座包括底板，底板上安装有相应的支撑导向装置和动力驱动装置，分别为4个控制系统提供支撑导向和动力驱动，支撑导向装置包括导向横梁、驱动轴承座、上下顶杆导向座、前后松紧推杆导向座、前后松紧顶杆导向座和杠杆支撑座，动力驱动装置包括驱动轴和同步轮，所述驱动轴沿左右方向滚动支撑在驱动轴承座上，所述同步轮固定在驱动轴一端并与机床主轴皮带连接，驱动整个机械手动作；所述导向横梁有前后2个且分别通过两个支架支撑从而平行相对且等高地沿左右方向架在底板上，用于引导顶座沿左右方向运动；所述驱动轴承座有左右两个，用于配合支撑驱动轴；所述上下顶杆导向座固定在右侧的驱动轴承座上，上下顶杆导向座上设置有上下方向的引导孔用于引导上下顶杆沿上下方向运动；所述前后松紧推杆导向座和前后松紧顶杆导向座结构相同且一上一下地固定在前面导向横梁的右侧支架上，且前后松紧推杆导向座上设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后推杆和松紧推杆沿前后方向运动；同样地，所述前后松紧顶杆导向座上也设置有2个左右并排的沿前后方向的引导孔分别用于引导前后顶杆和松紧顶杆沿前后方向运动；所述杠杆支撑座有左右并排的2个且固定在底板上，杠杆支撑座位于前后松紧顶杆导向座上的引导孔的下方位置。
[0008]进一步的，在本发明中，所述顶座具有左右和上下2个方向的自由度，与所述底座配合用于衔接4个控制系统和夹持系统，所述顶座包括顶板，顶板下表面安装有相应方向的支撑导向装置，具体包括导槽、推柱、长导杆、导杆座和手臂滑座；所述导槽有前后两排，与底座上的2个导向横梁相互匹配，目的是消除顶座上下运动的影响，使得无论顶座在上下方向位置如何变化，导槽都能有效卡在导向横梁上引导顶座沿左右方向运动而不致发生前后摇摆倾覆，并且便于安装拆卸；所述推柱上端固定在顶板上且下端插有导套，利用导套带动推柱进而带动整个顶座沿左右方向运动，同时考虑到顶座上下方向运动的影响，使得无论顶座在上下方向位置如何变化，导套都能有效作用到顶座上；所述长导杆通过导杆座固定在顶板上，且长导杆沿左右方向布置，用于与上下顶杆的上方滑套接触用，目的是消除顶座左右运动的影响，使得无论顶座在左右方向位置如何变化，上下顶杆都可以有效托举顶座做上下运动；所述手臂滑座固定在顶板上且设置有前后方向的导向孔。手臂滑座可以设置多组，且具体的设置组数与手臂数量适配，每组包括沿前后方向设置的2个滑座用于容纳手臂使得手臂可以沿前后方向运动，同时手臂滑座作为夹持系统和顶座之间的衔接环节，顶座通过手臂滑座可以直接带动夹持系统做左右和上下运动。
[0009]进一步的，在本发明中，所述左右控制系统包括柱状的左右凸轮，驱动轴穿过左右凸轮柱状的端面，在左右凸轮的侧面盘绕有连续的凸轮槽，凸轮槽的一端靠近左右凸轮的左端面，凸轮槽的另一端靠近左右凸轮的右端面，所述导套滑套在凸轮槽中用于带动顶座沿左右方向运动。左右凸轮可以选择常见的圆柱凸轮，是一个在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可以看作是将移动凸轮卷成圆柱体演化而成的，本专利中选择在圆柱凸轮的圆柱面上设置连续的凸轮槽可实现带动机械手沿左右方向运动的目的。
[0010]进一步的，在本发明中，所述上下控制系统包括上下凸轮，上下凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与上下凸轮配套的传动装置为上下顶杆；所述上下顶杆竖直设置，且上下顶杆的下端滑套在上下凸轮侧面的凸轮槽中，上下顶杆的上端滑套在顶座上的长导杆上，推动顶座做上下运动。
[0011]进一步的，在本发明中，所述夹持系统包括手臂、手爪推拉杆、连接短杆、手爪和手爪导杆，所述手臂滑套在顶座上的手臂滑座上并且手臂沿前后方向伸出顶座，所述手爪导杆垂直于手臂并固定在手臂的前端，所述手臂上固定有前后横梁用于推动手臂并带动夹持系统做前后运动，手臂前端沿手臂长度方向设置有滑槽，所述手爪推拉杆滑套在手臂上的滑槽内，手爪推拉杆的前端铰接两个连接短杆，手爪推拉杆的后端固定有松紧横梁用于推动手爪推拉杆做前后运动并带动所有手爪做松开和夹紧动作，两个连接短杆分别与两个手爪铰接，所述手爪均穿插在手爪导杆上。上述手臂、手爪推拉杆、连接短杆、手爪和手爪导杆组成一组夹持装置，整个夹持系统中可以设置多组这样的夹持装置，并且通过前后横梁横跨多组夹持装置将他们都连接起来，同时松紧横梁也横跨连接到每个夹持装置上，这样可以实现多组夹持装置一起运动，
[0012]进一步的，在本发明中，所述前后控制系统包括前后凸轮，前后凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与前后凸轮配套的传动装置包括前后顶杆、前后杠杆和前后推杆；所述前后顶杆沿前后方向设置，且前后顶杆的一端滑套在前后凸轮侧面的凸轮槽中；所述前后推杆沿前后方向滑套设置，前后推杆的一端设置有卡槽，并通过卡槽与前后横梁卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统左右和上下运动对前后推杆前后运动状态的影响，使得无论夹持系统在左右和上下方向如何变化，前后推杆都能有效作用到前后横梁进而推动夹持系统做前后运动，前后推杆上固定有滑块；所述前后杠杆一端相对底座铰接固定，前后杠杆上设置有沿前后杠杆杆体方向的导轨，前后顶杆的另一端和前后推杆上的滑块均滑套在前后杠杆上的导轨内。
[0013]进一步的，在本发明中，所述松紧控制系统包括松紧凸轮，松紧凸轮的侧面设置有沿侧面周线的凸轮槽，与前后控制系统的传动装置类似，与松紧凸轮配套的传动装置包括松紧顶杆、松紧杠杆和松紧推杆；所述松紧顶杆类似于前后顶杆也相对底板沿前后方向设置，且松紧顶杆的一端滑套在松紧凸轮侧面的凸轮槽中；所述松紧推杆类似于前后推杆，也是相对底座沿前后方向滑套设置，松紧推杆的一端也设置有卡槽并通过卡槽与松紧横梁卡接，这种卡接的连接方式目的是消除夹持系统左右和上下运动对松紧推杆前后运动状态的影响，使得无论夹持系统在左右和上下方向如何变化，松紧推杆都能有效作用到松紧横梁进而推动手爪做松开和夹紧动作；松紧推杆上固定有滑块；所述松紧杠杆一端相对底座铰接固定，松紧