一种全自动高温热处理循环系统的制作方法

本实用新型涉及工业自动化热处理技术领域，尤其涉及一种全自动高温热处理循环系统。

背景技术：

磁环是直流电机中一个重要的零部件，产生固定磁场(定子)，通电线圈(转子)在磁场才能运动。如果不用恒磁体，那就得用定子线圈来产生磁场，那样耗电量就会增大。

直流电机中的中很多工件在生产时需要进行高温处理，磁环就是其中的一个。现有技术中，在对工件进行高温处理时，大多是手工放进高温加热炉固定烘烤一段时间在取出，这样不仅生产效率低下，并且由于工件在高温加热炉内的位置不同，所受到的温度也不一样，导致烘烤的质量也不一样。

技术实现要素：

为了解决现有技术中，在工件进行高温处理大多是手工放进高温加热炉固定烘烤一段时间后在取出，导致生产效率低下问题，实用新型提供一种全自动高温热处理循环系统。

为解决上述技术问题，实用新型提供以下技术方案：

一种全自动高温热处理循环系统，包括装料室、机械手室、自动循环轨道和高温加热炉组成，所述装料室分别设置在机械手室的左右两侧，且装料室与机械手室通过真空阀门连接，所述机械手室的后端与自动循环轨道通过金属波纹管连接；所述自动循环轨道的一端沿高温加热炉的长度方向贯穿高温加热炉内部且与自动循环轨道的另一端形成闭环结构。

系统所有部件均安装在安装架台上。装料室与机械手室通过真空阀门连接，可控制它们之间的通断；机械手室与自动循环轨道通过金属波纹管连接；高温加热炉环绕在自动循环轨道的一段的外壁四周，对通过该段的工件进行加热。系统常温密封连接采用O形橡胶圈密封，高温密封连接采用紫铜密封圈密封，保证各连接处无泄漏。

系统工作时，首先开启装料室的门，人工将工件装入装料室，然后关闭装料室的门，然后通过机械手室内的机械手将工件放置到自动循环轨道的托盘上，托盘沿轨道循环运动，将工件送至加热炉内进行高温热处理。热处理完的工件被送入用户后续工艺设备内，空的托盘通过轨道循环至机械手放料工位，继续转运新的工件。

当机械手室左边的装料室内工件取完，机械手将自动转向机械手室右边的装料室继续取工件，此时关闭机械手室左边的装料室与机械手室之间的真空阀门，打开机械手室左边的装料室的门向内室内装工件，这样就可以实现连续生产。

进一步地，所述装料室包括第一室体、室门、支撑气缸、工件托盘、第一旋转机构、插板阀和第一抽真空气口，所述室门安装在第一室体的顶部，室门的两侧安装有用于开启或者关闭室门用的支撑气缸，所述第一室体的侧壁通过插板阀与机械手室相连，所述第一抽真空气口与第一室体的侧壁相连通，所述第一旋转机构设置在第一室体的底部，所述工件托盘设置在旋转机构上，所述工件托盘上设有若干用于放置工件的工位。

进一步地，所述室体的外侧壁上还设有用于向下压紧室门的压紧气缸，所述工件托盘的顶部设有工件限位板，所述工件限位板上开设有用于固定工件的工件限位孔。

进一步地，所述机械手室包括第二室体、盖板和三维机械手，所述盖板通过O形橡胶圈与第二室体的顶部密闭连接，第二室体的左右侧壁分别与两侧的装料室的第一室体相连通，第二室体的后侧壁与自动循环轨道相连通；所述三维机械手包括直线运动机构、第二旋转机构和升降运动机构，所述直线运动机构设置在第二室体内，所述直线运动机构包括直线模组、工件叉架和低压伺服电机，所述直线模组的左端与工件叉架连接，直线模组的右端与低压伺服电机连接；所述第二旋转机构包括转轴和伺服电机，所述转轴的顶部贯穿第二室体的底部与直线模组连接，所述转轴的底部与伺服电机连接；所述升降运动机构包括伺服电机和梯形螺杆，所述梯形螺杆的顶部和第二室体的底部连接，梯形螺杆的底部和伺服电机连接。

进一步地，所述自动循环轨道包括推杆A、推杆B、推杆C、高温送料机构A、高温送料机构B、矩形腔体和若干根轨道，所述轨道依次首尾连接形成闭合的矩形循环轨道，所述高温加热炉包括高温腔体，其中，所述机械手室的后端与设置在前面的轨道相接，设置在后面的轨道沿高温腔体的长度方向贯穿高温腔体，所述矩形腔体依次套设在所述轨道上，且所述高温腔体的两端分别与所述矩形腔体相接形成密闭的循环方腔；所述推杆A水平的安装在矩形循环轨道的右下角，所述推杆B竖直的安装在矩形循环轨道的左下角，所述推杆C水平的安装在矩形循环轨道的左上角；所述高温送料机构A沿高温腔体的宽度方向贯穿高温腔体竖直的设置在矩形循环轨道的右上角，所述高温送料机构B水平的设置在矩形循环轨道右侧的轨道上。

进一步地，所述高温送料机构A和高温送料机构B均包括直线模组、水冷送料杆和伺服电机，所述直线模组的一端与水冷送料杆连接，所述直线模组的另一端与伺服电机连接。

进一步地，所述高温腔体的左端为低温端，所述高温腔体的右端为高温端，所述高温腔体的低温端通过焊接波纹管与矩形腔体相连。

进一步地，所述自动循环轨道还包括托盘，所述轨道上设有若干卡槽，所述托盘设置在所述卡槽内。

进一步地，所述矩形腔体的左上角开设有用于抽真空用的第二抽真空气口。

进一步地，与高温腔体的低温端连接的矩形腔体上设有低温端水冷板，与高温腔体的高温端连接的矩形腔体上设有高温端水冷板。

实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

循环轨道上除推杆B处，其余部分紧密排布满托盘，托盘可沿轨道滑动。当机械手将工件放置到托盘后，依次推动推杆A使得托盘向左移动一个工位、高温送料机构A使得托盘向下移动一个工位、推杆C使得托盘向右移动一个工位、推杆B使得托盘向上移动一个工位，实现托盘循环运动，进而工件被连续放置到托盘上。

当轨道上放置的工件数量足够后，工件和托盘一起被送入加热炉内进行高温热处理。处理完的工件和托盘一起由高温送料机构A送至高温送料机构B处，再由高温送料机构B送至取料工位，取走工件后，高温送料机构B重新将空托盘送回轨道。从而实现工件的自动取放和高温热处理。

同时，为了实现工件在特殊气氛下的热处理。本实用新型还增加了真空系统、充气系统等结构。将所有部件安装在矩形腔体与高温腔体相接形成密闭的循环方腔内，通过第一抽真空气口和第二抽真空气口将整个循环系统抽至低真空，然后再通过充气系统向室体内充入规定的气体，并保持微正压，然后在进行热处理工艺，能增加产品的质量。

附图说明

图1是本实用新型的全自动高温热处理循环系统的结构示意图；

图2是本实用新型的全自动高温热处理循环系统立体图；

图3是本实用新型的全自动高温热处理循环系统的装料室的立体结构图；

图4是本实用新型的全自动高温热处理循环系统的机械手室的立体结构图；

图5是本实用新型的全自动高温热处理循环系统的自动循环轨道的结构示意图。

图中标记：1-金属波纹管，2-装料室，21-第一室体，22-室门，23-支撑气缸，24-工件托盘，25-工件限位板，251-工件限位孔，26-旋转机构，27-插板阀，28-第一抽真空气口，29-压紧气缸，3-机械手室，31-第二室体，32-盖板，33-直线运动机构，331-工件叉架，332-直线模组，333-低压伺服电机，34-旋转机构，341-转轴，342-伺服电机，35-升降运动机构，351-梯形螺杆，4-自动循环轨道，41-推杆A，42-推杆B，43-推杆C，44-高温送料机构A，441-水冷送料杆，45-高温送料机构B，46-矩形腔体，47-轨道，48-高温腔体，481-焊接波纹管，49-托盘，50-低温端水冷板，51-高温端水冷板，52-工件，5-高温加热炉，6-安装架台。

具体实施方式

下面结合实施例对实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于实用新型的保护范围。

实施例：

如图1-2所示，一种全自动高温热处理循环系统，包括装料室2、机械手室3、自动循环轨道4和高温加热炉5组成，所述装料室2分别设置在机械手室3的左右两侧，且装料室2与机械手室3通过真空阀门连接，所述机械手室3的后端与自动循环轨道4通过金属波纹管1连接；所述自动循环轨道4的一端沿高温加热炉5的长度方向贯穿高温加热炉5内部且与自动循环轨道4的另一端形成闭环结构。

系统所有部件均安装在安装架台6上。装料室2与机械手室3通过真空阀门连接，可控制它们之间的通断；机械手室3与自动循环轨道4通过金属波纹管1连接；高温加热炉5环绕在自动循环轨道4的一段的外壁四周，对通过该段的工件52进行加热。系统常温密封连接采用O形橡胶圈密封，高温密封连接采用紫铜密封圈密封，保证各连接处无泄漏。

系统工作时，首先开启装料室2的门，人工将工件52装入装料室2，然后关闭装料室2的门，开启真空泵系统对所有室体真空至5Pa左右，再关闭真空系统阀门，通过充气口向系统充入氮气，待所有室体压力高于大气压1000Pa左右，关闭所有充气阀门，开启高温加热炉5开始加热。然后通过机械手室3内的机械手将工件52放置到自动循环轨道4的托盘49上，托盘49沿轨道47循环运动，将工件52送至加热炉内进行高温热处理。热处理完的工件52被送入用户后续工艺设备内，空的托盘49通过轨道47循环至机械手放料工位，继续转运新的工件52。

当机械手室3左边的装料室2内工件52取完，机械手将自动转向机械手室3右边的装料室2继续取工件52，此时关闭机械手室3左边的装料室2与机械手室3之间的真空阀门，打开机械手室3左边的装料室2的门向内室内装工件52，这样就可以实现连续生产。

如图3所示，本实用新型的装料室2包括第一室体21、室门22、支撑气缸23、工件托盘24、第一旋转机构26、插板阀27和第一抽真空气口28，所述室门22安装在第一室体21的顶部，室门22的两侧安装有用于开启或者关闭室门22用的支撑气缸23，所述第一室体21的侧壁通过插板阀27与机械手室3相连，插板阀27可自动开启和关闭；插板阀27作为机械手通道，当抽取真空时和取工件52时，插板阀27处于开启状态，当向第一室体21内放置工件52时，关闭插板阀27,保证第一室体21与系统其它部件隔开，不影响整个系统的运行。

所述第一抽真空气口28与第一室体21的侧壁相连通，所述第一旋转机构26设置在第一室体21的底部，可360度自由旋转。第一旋转机构26顶部安装工件托盘24，用来放置工件52。本实施例中工件托盘24有31个工位，共放置30个工件52，其中零号工位空出，其余工位均放置一个工件52。当机械手取走一个工件52后，第一旋转机构26带动工件托盘24旋转一个工位，实现工件52的连续取放。同时装料室2各部件密封均采用O形橡胶圈密封。

第一抽真空气口28是装料室2抽真空与充正压气体用的入口，通过过渡三通分别与用户的真空系统和充气装置连接，可分别对装料室2进行抽真空和充正压气体操作。

本实用新型的室体的外侧壁上还设有用于向下压紧室门22的压紧气缸29，所述工件托盘24的顶部设有工件限位板25，所述工件限位板25上开设有用于固定工件52的工件限位孔251。室门22关闭后可通过压紧气缸29向下压紧，防止第一室体21内充正压时漏气。工件限位板25能使得工件52在放置在工件托盘24上时变得高效和简洁，当所有工件52都放置在工件托盘24上后，取走工件限位板25，关闭室门22，用压紧气缸29压紧室门22。

如图4所示，本实用新型的机械手室3包括第二室体31、盖板32和三维机械手，所述盖板32通过O形橡胶圈与第二室体31的顶部密闭连接，第二室体31的左右侧壁分别与两侧的装料室2的第一室体21相连通，第二室体31的后侧壁与自动循环轨道4相连通；所述三维机械手包括直线运动机构33、第二旋转机构34和升降运动机构35，所述直线运动机构33设置在第二室体31内，所述直线运动机构33包括直线模组332、工件叉架331和低压伺服电机333，所述直线模组332的左端与工件叉架331连接，直线模组332的右端与低压伺服电机333连接；所述直线模组332的数量有两只，两只直线模组332并列安装，由两只低压伺服电机333分别驱动做水平往复运动；所述第二旋转机构34包括转轴341和伺服电机342，所述转轴341的顶部贯穿第二室体31的底部与直线模组332连接，所述转轴341的底部与伺服电机342连接；第二旋转机构34采用伺服电机342直接驱动转轴341做旋转运动；所述升降运动机构35包括伺服电机342和梯形螺杆351，所述梯形螺杆351的顶部和第二室体31的底部连接，梯形螺杆351的底部和伺服电机342连接。工作时，通过机械手直线运动机构33的工件叉架331抓取其中一个装料室2内的工件52，然后第二旋转机构34进行旋转，使得直线运动机构33的工件叉架331把抓取的工件52放到自动循环轨道4上，然后继续旋转，使得使得直线运动机构33的工件叉架331旋转到机械手室3另外一边的装料室2内，并抓取另外一边的装料室2内的工件52，然后第二旋转机构34进行反向旋转，使得直线运动机构33的工件叉架331把抓取的工件52放到自动循环轨道4上，反复循环，通过机械手直线运动机构33、第二旋转机构34和升降运动机构35的配合动作，将装料室2内的工件52取放到自动循环轨道4上。

如图5所示，本实用新型的自动循环轨道4包括推杆A41、推杆B42、推杆C43、高温送料机构A44、高温送料机构B45、矩形腔体46和若干根轨道47，所述轨道47依次首尾连接形成闭合的矩形循环轨道47，所述轨道47有多段拼接而成。所述高温加热炉5包括高温腔体48，本实施中，高温腔体48为圆柱形结构，采用耐热不锈钢材质制作，腔体外壁由高温加热炉5包裹，通过腔体壁将热量传递给工件52，对其进行加热。

所述机械手室3的后端与设置在前面的轨道47相接，设置在后面的轨道47沿高温腔体48的长度方向贯穿高温腔体48，所述矩形腔体46依次套设在所述轨道47上，且所述高温腔体48的两端分别与所述矩形腔体46相接形成密闭的循环方腔；各个腔体外壁焊接水冷管，可通冷却水，防止温度过高。所述推杆A41水平的安装在矩形循环轨道47的右下角，所述推杆B42竖直的安装在矩形循环轨道47的左下角，所述推杆C43水平的安装在矩形循环轨道47的左上角；所述高温送料机构A44沿高温腔体48的宽度方向贯穿高温腔体48竖直的设置在矩形循环轨道47的右上角，所述高温送料机构B45水平的设置在矩形循环轨道47右侧的轨道47上，所述矩形循环轨道47右侧的轨道47上中间设有一个与托盘49大小相同的方轨，所述方轨与高温送料机构B45连接，并且在高温送料机构B45的驱动下做水平运动。本实施例中，推杆A41、推杆B42和推杆C43分别与腔体间采用焊接波纹管481密封，防止漏气，推杆均采用气缸驱动其伸出和缩回。

本实用新型的高温送料机构A44和高温送料机构B45均包括直线模组332、水冷送料杆441运动和伺服电机342，所述直线模组332的一端与水冷送料杆441连接，所述直线模组332的另一端与伺服电机342连接。本实用新型的高温腔体48的左端为低温端，所述高温腔体48的右端为高温端，所述高温腔体48的低温端通过焊接波纹管481与矩形腔体46相连。本实用新型的自动循环轨道4还包括托盘49，本实施例中，托盘49为石墨托盘49，耐高温性能好。所述轨道47上设有若干卡槽，所述托盘49设置在所述卡槽内。本实用新型的矩形腔体46的左上角开设有用于抽真空用的第二抽真空气口。与高温腔体48的低温端连接的矩形腔体46上设有低温端水冷板50，与高温腔体48的高温端连接的矩形腔体46上设有高温端水冷板51。

工作时，当机械手将工件52放置到托盘49后，循环轨道47上除推杆B42处，其余部分紧密排布满托盘49，托盘49可沿轨道47滑动。当机械手将工件52放置到托盘49后，依次推动推杆A41使得托盘49向左移动一个工位、高温送料机构A44使得托盘49向下移动一个工位、推杆C43使得托盘49向右移动一个工位、推杆B42使得托盘49向上移动一个工位，实现托盘49循环运动，进而工件52被连续放置到托盘49上。当轨道47上放置的工件52数量足够后，工件52和托盘49一起被送入高温腔体48内进行高温热处理。处理完的工件52和托盘49一起由高温送料机构A44送至高温送料机构B45处，再由高温送料机构B45通过方轨把载有工件52的托盘49送至取料工位，取走工件52后，高温送料机构B45通过方轨重新将空托盘49送回轨道47。如此循环，实现工件52的连续取放，且循环动作一次的时间为在1min。

在加热过程中，为防止高温辐射，在腔体低温端设置水冷板，在高温端设置水冷板。水冷板由导热良好的铜板制作，并在表面焊接水冷铜管，有效地带走加热炉的有害辐射热。

本实用新型的高温加热炉5采用分段式加热方式，从左至右分为四段加热，最高温度依次为200℃、400℃、600℃、800℃。本实施例中，通过高温加热炉5的轨道47长度可以放置15只托盘49，托盘49每隔1min移动一次，因此每只托盘49进出加热炉的时间为15min，即每只工件52的加热时间为15min。

本实用新型中的工件52是在轨道47上边运动边被加热，并且沿轨道47运动的工件52受到的热量是相同的，也保证了加热质量的一致性和稳定性。由上述表述可见，本实用新型可实现工件52连续自动循环取放和高温热处理，可用在自动化工业生产中。

以上所述仅为实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制实用新型，凡在实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。