热锻造送料电动关节机械手及其操作方法
【专利摘要】一种热锻造送料电动关节机械手，包括：大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3；其特征在于：小臂旋转构件J2的伺服电机（6）轴装在大臂旋转构件J1的J1轴大臂（5）上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器（16）的箱体装在大臂旋转构件J1的驱动涡轮减速器（4）的箱体下方；其优点是：①、J3轴垂直于J1、J2平面，构成柱面空间坐标系，即三轴运动可实现空间任意点定位。②、机械手的运动轨迹均由软件编辑存储于PLC内，需要改变运行轨迹时，只需更改相应软件程序即可；③、电动机械手轴均为数字化的交流伺服电机，机械手手爪位置全部由数值标定，能高精度的重复定位任一点或多个工作点；也可减少快速定位时的冲击震动，根据需要自行调节送料节拍。
【专利说明】热锻造送料电动关节机械手及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热锻造自动化生产领域，具体地说是一种热锻造送料电动关节机械手及其操作方法。
【背景技术】
[0002]现代热锻加工速度快，人工送料劳动强度大，环境恶劣，送料一致性差，直接导致产品品质差、效率低。而传统的自动送料装置为气缸驱动的机械手，可以实现连续自动生产，但工作位置固定不宜调整(通过调整机械限位来改变位置)，驱动的压缩空气为二次动力源(压缩空气为电机驱动的空压机产生)能耗高，送料一致性受气源影响(气压大时，速度快，冲击振动大，气压小时，速度慢，料丕温度下降多)，料坯出现异常无法自动处理(气动机械手只能往返于模腔和取料点，没有额外异常处理点)，所以气动机械手无法满足现代化的连续自动热锻生产。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是研制一种能满足热锻自动化高效、准确、智能化的电动机械手及其操作方法。
[0004]本发明一种热锻造送料电动关节机械手，包括:大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3 ;小臂旋转构件J2的伺服电机6轴装在大臂旋转构件Jl的Jl轴大臂5上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器16的箱体装在大臂旋转构件Jl的驱动涡轮减速器4的箱体下方。
[0005]所述的大臂旋转构件J1，包括:固定于上下平台上的伺服电机1，伺服电机I轴上安装有驱动齿轮2，驱动齿轮2与齿轮3齿合，齿轮3上方安装有谐波减速器4，谐波减速器4与Jl轴的大臂5相连。
[0006]所述的小臂旋转构件J2,包括:固定于Jl轴大臂5末端的伺服电机6，伺服电机6轴上安装有驱动齿轮7，驱动齿轮7与齿轮8齿合，齿轮8下方安装有谐波减速器9，谐波减速器9与J2轴小臂10相连，J2轴小臂10的末端设置有夹持料丕的夹爪11。
[0007]所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括:固定于上下平台上的伺服电机12，伺服电机12轴上安装有同步带轮13,同步带轮13通过同步带14与同步轮15相连，同步轮15上方安装涡轮减速器16，涡轮减速器16轴上安装齿轮17，齿轮17与固定基板上的齿条18啮合。
[0008]本发明一种热锻造送料电动关节机械手，其操作方法为:
①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电；
②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态；
③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“XI”，严禁开机使用“X100” 全速；
④、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处；
⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点” “J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“ Jl原点OK” “J2原点OK” “J3原点0K”，如未建立原点重复步骤④；
⑥、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点u‘丢弃点”，记录相应位置数据。三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置0K”；
⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值(0-50mm);⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环” “放环” “脱膜” “喷石墨” “石墨气” “吹气” “到达”的安定时间；
⑨、各参数设置完毕按“链板启动”开始送料，再按“装入启动”，机械手就开始自动运行，需要停止时按“装入停止”，完成一个送料循环后机械手退出自动运行状态；
⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。
[0009]所述的操作台是现有技术的组合。
[0010]本发明一种热锻造送料电动关节机械手及其操作方法的优点是:
①、J3轴垂直于Jl、J2平面，构成柱面空间坐标系，即三轴运动可实现空间任意点定位。
[0011]②、机械手的运动轨迹均由软件编辑存储于PLC内，需要改变运行轨迹时，只需更改相应软件程序即可；
③、电动机械手轴均为数字化的交流伺服电机，机械手手爪位置全部由数值标定，能高精度的重复定位任一点或多个工作点；也可减少快速定位时的冲击震动，根据需要自行调节送料节拍。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图la.b为本发明结构示意图俯視图，主视图；
图2为本发明Jl结构不意图；
图3为本发明J2结构示意图；
图4为本发明J3结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]根据图1 一图4所示，一种热锻造送料电动关节机械手，包括:大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3 ;小臂旋转构件J2的伺服电机6轴装在大臂旋转构件Jl的Jl轴大臂5上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器16的箱体装在大臂旋转构件Jl的驱动涡轮减速器4的箱体下方。
[0014]所述的大臂旋转构件J1，包括:固定于上下平台上的伺服电机1，伺服电机I轴上安装有驱动齿轮2，驱动齿轮2与齿轮3齿合，齿轮3上方安装有谐波减速器4，谐波减速器4与Jl轴的大臂5相连。[0015]所述的小臂旋转构件J2,包括:固定于Jl轴大臂5末端的伺服电机6，伺服电机6轴上安装有驱动齿轮7，驱动齿轮7与齿轮8齿合，齿轮8下方安装有谐波减速器9，谐波减速器9与J2轴小臂10相连，J2轴小臂10的末端设置有夹持料丕的夹爪11。
[0016]所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括:固定于上下平台上的伺服电机12，伺服电机12轴上安装有同步带轮13,同步带轮13通过同步带14与同步轮15相连，同步轮15上方安装涡轮减速器16，涡轮减速器16轴上安装齿轮17，齿轮17与固定基板上的齿条18啮合。
[0017]本发明一种热锻造送料电动关节机械手，其操作方法为:
①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电；
②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态；
③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“XI”，严禁开机使用“X100” 全速；
④、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处；
⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点” “J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“ Jl原点OK” “J2原点OK” “J3原点0K”，如未建立原点重复步骤④；
⑥、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点u‘丢弃点”，记录相应位置数据。三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置0K”；
⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值(0-50mm);⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环” “放环” “脱膜” “喷石墨” “石墨气” “吹气” “到达”的安定时间；
⑨、各参数设置完毕按“链板启动”开始送料，再按“装入启动”，机械手就开始自动运行，需要停止时按“装入停止”，完成一个送料循环后机械手退出自动运行状态；
⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。
【权利要求】
1.一种热锻造送料电动关节机械手，包括:大臂旋转构件J1，小臂旋转构件J2，手爪式垂直上下运动构件J3 ;其特征在于:小臂旋转构件J2的伺服电机(6)轴装在大臂旋转构件Jl的Jl轴大臂(5)上，手爪式垂直上下运动构件J3的驱动涡轮减速器(16)的箱体装在大臂旋转构件Jl的驱动涡轮减速器(4)的箱体下方。
2.根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于:所述的大臂旋转构件J1，包括:固定于上下平台上的伺服电机(1)，伺服电机(I)轴上安装有驱动齿轮(2)，驱动齿轮(2)与齿轮(3)齿合，齿轮(3)上方安装有谐波减速器(4)，谐波减速器(4)与Jl轴的大臂(5)相连。
3.根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于:所述的小臂旋转构件J2,包括:固定于Jl轴大臂(5)末端的伺服电机(6)，伺服电机(6)轴上安装有驱动齿轮(7 )，驱动齿轮(7 )与齿轮(8 )齿合，齿轮(8 )下方安装有谐波减速器(9 )，谐波减速器(9 )与J2轴小臂(10)相连，J2轴小臂(10)的末端设置有夹持料丕的夹爪(11)。
4.根据权利要求1所述的热锻造送料电动关节机械手，其特征在于:所述的手爪式垂直上下运动构件J3，包括:固定于上下平台上的伺服电机(12)，伺服电机(12)轴上安装有同步带轮(13),同步带轮(13)通过同步带(14)与同步轮(15)相连，同步轮(15)上方安装涡轮减速器(16)，涡轮减速器(16)轴上安装齿轮(17)，齿轮(17)与固定基板上的齿条(18)口四合。
5.一种热锻造送料电动关节机械手的操作方法，其特征在于:步骤如下: ①、旋转合上操作台上电源开关SA1，控制柜上电； ②、触摸屏上电后，进手动操作界面，按“手动确认”键进入手动操作状态； ③、按下速度设定“X10”设定机械手手动速度，也可选择更低速度“XI”，严禁开机使用“X100” 全速； ④、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到各轴原点标记处的正方向约2cm处； ⑤、依次按动“J1回原点”“J2回原点” “J3回原点”让机械手三个伺服轴依次建立机械坐标原点，原点建立后三个键显示变为为“ Jl原点OK” “J2原点OK” “J3原点OK”，如未建立原点重复步骤④； ⑥、通过按键“前进”“后退” “左摆” “右摆” “上升” “下降”将机械手移动到环丕抓取点，按“夹爪”键试抓环丕，位置对好后，按“取环点”按钮记下位置数据；同理依次移动机械手对好相应位置后按“放环点”“丢弃点”，记录相应位置数据；三个位置数据记录后，确认无误后一定要按下“位置确认”，完成机械手自动运行轨迹标定，标定成功后会显示“位置OK”； ⑦、按“取环点上升”钮下的数据框，设定取环上升距离值(0-50mm);⑧、按“自动画面”按钮进入自动操作画面，按“自动确认”进入自动操作状态，通过按白线框内数值可设定机械手“速度”值、“夹环” “放环” “脱膜” “喷石墨” “石墨气” “吹气” “到达”的安定时间； ⑨、各参数设置完毕按“链板启动”开始送料，再按“装入启动”，机械手就开始自动运行，需要停止时按“装入停止”，完成一个送料循环后机械手退出自动运行状态； ⑩、异常状态可按“复位停止”，机械手立即锁止，紧急状态可按红色圆形“急停”按钮，可将联线压力机、加热炉、石墨机构均锁止。
【文档编号】B21K27/00GK103895011SQ201410121503
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】余登峰 申请人:武汉协和齿环有限公司