专利名称：用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝锭连续铸造生产线的专业设备。
技术背景
现有的铝锭连续铸造生产线码垛夹具有两种一种是国内普遍应用于小吨位铝锭连续铸造生产线(生产能力<22t/h)堆垛机的专用夹具。夹具前进和后退由夹具小车带动，动力是油缸；夹具上下则由一气缸带动。左右两个气缸通过连杆分别带动左右对称的夹爪，当铝锭按序排好层后，专用夹具下降到位后左右对称的夹爪分别在各自气缸的作用下夹具闭合，完成第一层夹锭工作。然后堆垛机继续工作，将夹住的铝锭层从排列架上夹取上升并转运到堆垛工位上部，夹具旋转90°并下降到位后左右对称的夹爪分别在各自气缸的作用下夹具打开，完成码垛，夹具旋转由堆垛机上的旋转气缸完成。第二层夹锭码垛工作同第一层动作一样，只是夹具不旋转90°。重复上述动作完成第三层到第十一层夹锭码垛工作。这种夹具由于机构设计的不合理，夹具在上升、下降、旋转、运行过程中容易出现散乱现象，尤其是夹取第一层大面全部向上四块铝锭时更容易出现散乱现象，码垛后往往需要人工辅助二次排锭，从而无法确保铝锭码垛正常进行，甚至造成严重的安全事故；
第二种是国外普遍使用的码垛机器人专用夹具。比较有代表性的是瑞士麦茨高奇的应用于块抓机器人(每次抓取一块铝锭)的专用夹具。在铝锭连续铸造生产线的码垛工位配有两台装有专用夹具的机器人和垛锭移动叉车实现铝锭的抓取和码垛。这种专用夹具由于是每块铝锭单独抓举，同时还要实现铝锭的翻转搭接，这样码出来的铝锭垛容易散锭， 严重影响生产线的可靠性，而且频繁的抓举使得夹具的寿命比较短。另外，一条生产线配备两台专用机器人、两套夹具和垛锭移动叉车，成本高。发明内容
本发明的目的是提供一种用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具。
本发明是用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具，夹具本体是由底板12 和立柱16连接而成，立柱16在底板12下方，连接座17连接在底板12的上方，并且都处于正中位置，检测气缸13固定在底板12的下表面上，检测气缸13活塞杆的末端装有检测盘 37 ；固定板79、固定板77和固定板80分别连接在夹紧臂59、夹紧臂M和夹紧臂50的下端；夹紧板57与固定板79、固定板77、固定板80相互连接；固定轴60依次穿过夹紧臂59、 夹紧臂讨和夹紧臂50中部的孔并且连接在一起；夹紧臂59、夹紧臂讨和夹紧臂50之间等间距布置；固定板3、固定板34和固定板沈分别连接在夹紧臂4、夹紧臂33和夹紧臂25的下端；夹紧板36与固定板3、固定板34、固定板沈互相连接；固定轴6依次穿过夹紧臂4、 夹紧臂33和夹紧臂25中部的孔并且连接在一起；夹紧臂4、夹紧臂33和夹紧臂25之间等间距布置；铰链座62、铰链座56和铰链座48等间距连接在立板74的外侧面，铰链座64、铰链座39和铰链座46等间距连接在立板19的外侧面，实现夹具本体与前后夹爪的连接；轴 1穿过扶锭臂5下端的孔，夹紧滚轮63和夹紧滚轮2分别空套在轴1的两端，并通过卡簧4实现轴向定位；夹紧滚轮63、夹紧滚轮2与轴1之间都是可动连接；铰链座10连接在立板 11的外侧面中间部位；扶锭臂5上端有一通孔，扶锭臂5通过铰链轴9与铰链座10连接； 轴观穿过扶锭臂27下端的孔，夹紧滚轮47和夹紧滚轮四分别空套在轴观的两端，并通过卡簧实现轴向定位；夹紧滚轮47、夹紧滚轮四与轴观之间都是可动连接；铰链座21连接在立板20的外侧面中间部位；扶锭臂27上端有一通孔，扶锭臂27通过铰链轴22与铰链座21连接，实现了左右扶锭爪与夹具本体的连接。整个夹具通过连接座17与机器人连接。
本发明创造相对现有技术，其有益效果是在没有增加机构复杂程度和成本的条件下，方便地实现了自动夹取铝锭并完成码垛。保证了抓取铝锭位置准确、动作可靠、码垛整齐，确保了在码垛生产时不会出现丢锭、散锭等问题，从而有效地提高了整机的生产效率， 完全实现了自动码垛，确保码出的铝锭垛整齐、美观、运输时不散垛。
图1是本发明创造的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图1的左视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明的夹具本体是由底板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，连接座17焊接在底板12的上方，并且都处于正中位置。
前夹爪是由夹紧臂59、夹紧臂M、夹紧臂50、夹紧板57、固定板79、固定板77、固定板80和固定轴60组成。固定板79、固定板77和固定板80分别焊接在夹紧臂59、夹紧臂M和夹紧臂50的下端。夹紧板57与固定板79、固定板77、固定板80通过螺栓组连接。 固定轴60依次穿过夹紧臂59、夹紧臂M和夹紧臂50中部的孔并且焊接在一起。夹紧臂 59、夹紧臂M和夹紧臂50之间等间距布置。
铰链座62、铰链座56和铰链座48等间距焊接在立板74的外侧面。夹紧臂59通过铰链轴61和螺母58与铰链座62铰接，夹紧臂M通过铰链轴52和螺母72与铰链座56 铰接，夹紧臂50通过铰链轴51和螺母49与铰链座48铰接，实现夹具本体与前夹爪的连接。
后夹爪是由夹紧臂4、夹紧臂33、夹紧臂25、夹紧板36、固定板3、固定板34、固定板26和固定轴6组成。固定板3、固定板34和固定板沈分别焊接在夹紧臂4、夹紧臂33 和夹紧臂25的下端。夹紧板36与固定板3、固定板34、固定板沈通过螺栓组连接。固定轴6依次穿过夹紧臂4、夹紧臂33和夹紧臂25中部的孔并且焊接在一起。夹紧臂4、夹紧臂33和夹紧臂25之间等间距布置。
铰链座64、铰链座39和铰链座46等间距焊接在立板19的外侧面。夹紧臂4通过铰链轴65和螺母66与铰链座64铰接，夹紧臂33通过铰链轴40和螺母43与铰链座39铰接，夹紧臂25通过铰链轴44和螺母45与铰链座46铰接，实现夹具本体与后夹爪的连接。
左扶锭爪由夹紧滚轮63、夹紧滚轮2、轴1和扶锭臂5组成。轴1穿过扶锭臂5下端的孔，夹紧滚轮63和夹紧滚轮2分别空套在轴1的两端，并通过卡簧实现轴向定位。夹紧滚轮63、夹紧滚轮2与轴1之间都是可动连接。铰链座10焊接在立板11的外侧面中间部位。扶锭臂5上端有一通孔，扶锭臂5通过铰链轴9与铰链座10连接，实现了左扶锭爪与夹具本体的连接。
右扶锭爪由夹紧滚轮47、夹紧滚轮四、轴观和扶锭臂27组成。轴观穿过扶锭臂 27下端的孔，夹紧滚轮47和夹紧滚轮四分别空套在轴观的两端，并通过卡簧实现轴向定位。夹紧滚轮47、夹紧滚轮四与轴观之间都是可动连接。铰链座21焊接在立板20的外侧面中间部位。扶锭臂27上端有一通孔，扶锭臂27通过铰链轴22与铰链座21连接，实现了右扶锭爪与夹具本体的连接。
气缸67的尾座68固定在立柱16的板69上，另外一端通过气缸连接头75、铰链轴41与夹紧臂33铰接。气缸73的尾座71固定在立柱16的板70上，另外一端通过气缸连接头76、铰链轴55与夹紧臂M铰接。气缸38的尾座15固定在立柱16的板35上，另外一端通过气缸连接头8、铰链轴7与扶锭臂5铰接。气缸30的尾座31固定在立柱16的板 32上，另外一端通过气缸连接头23、铰链轴M与扶锭臂27铰接。检测气缸13通过四个螺栓固定在底板12上，检测气缸13活塞杆的末端装有检测盘37。
整个夹具通过连接座17与机器人连接。
由于机器人的额定载荷上限为300kg，考虑到夹具的工作环境、抓举铝锭的重量以及夹具本身的刚度和强度，本夹具的重量严格限制在150kg以下，故将夹具的底板12、夹紧板36和夹紧板57设计为镂空的形式。夹紧板36和夹紧板57在工作状态时(即夹紧状态时)与水平面呈85°角。
铝锭78在层运输机整锭工位排列好后，专用夹具在码垛机器人的带动下下降到抓取位置，前后夹爪在气缸73和气缸67的作用下闭合完成夹锭，左右扶锭爪在气缸38和气缸30的作用下扶住铝锭层外侧的铝锭，
在初始状态时，机器人处于原点位置，夹具在层运输机整列工位的正上方，前后夹爪和左右扶锭爪处于张开状态。当第一层铝锭在整列工位排列整齐后，机器人带动夹具下降到整列工位之后前后夹爪和左右扶锭爪在气缸73、气缸67、气缸38和气缸30的推动下动作将层铝锭夹紧，然后机器人按照设定好的路径动作将层铝锭搬运到成品运输机的垛位，前后夹爪和左右扶锭爪打开，检测气缸13带动检测盘37下降到第一层铝锭的上表面， 检测第一层铝锭上表面的高度，为第二层铝锭码垛时夹具下降的高度提供依据。检测完成后检测气缸13复位，机器人带动夹具复位，完成第一层铝锭的码垛。在第一层码垛的过程中，层运输机同时进行下一层铝锭整列排锭工作，机器人复位之后第二层铝锭刚好排列完毕，机器人带动夹具下降到整列工位之后将第二层铝锭夹紧，然后机器人按照设定好的路径动作，在将第二层铝锭搬运到成品运输机码垛垛位的过程中机器人带动夹具和第二层铝锭转动90°，将第二层铝锭码放在第一层铝锭上面，然后前后夹爪和左右扶锭爪打开，检测气缸13带动检测盘37下降到第二层铝锭的上表面，检测第二层铝锭上表面的高度，检测完毕后检测气缸13复位，机器人带动夹具复位，完成第二层铝锭的码垛。其余各层重复上面的过程。
每垛铝锭11层，其中第一层为4块铝锭，其余各层为5块铝锭，偶数层需要转动 90°，整个码垛过程的动作均由系统PLC控制实现。
权利要求
1.用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具，夹具本体是由底板(1 和立柱 (16)连接而成，立柱(16)在底板(1 下方，连接座(17)连接在底板(1 的上方，并且都处于正中位置，其特征在于检测气缸(1 固定在底板(1 的下表面上，检测气缸(13)活塞杆的末端装有检测盘(37)；第一固定板(79)、第二固定板(77)和第三固定板(80)分别连接在第一夹紧臂(59)、第二夹紧臂(54)和第三夹紧臂(50)的下端；第一夹紧板(57)与第一固定板(79)、第二固定板(77)、第三固定板(80)相互连接；第一固定轴(60)依次穿过第一夹紧臂(59)、第二夹紧臂(54)和第三夹紧臂(50)中部的孔并且连接在一起；第一夹紧臂(59)、第二夹紧臂(54)和第三夹紧臂(50)之间等间距布置；第四固定板(3)、第五固定板(34)和第六固定板06)分别连接在第四夹紧臂G)、第五夹紧臂(3 和第六夹紧臂0 的下端；第二夹紧板(36)与第四固定板(3)、第五固定板(34)、第六固定板06)互相连接；第二固定轴(6)依次穿过第四夹紧臂G)、第五夹紧臂(33)和第六夹紧臂05)中部的孔并且连接在一起；第四夹紧臂G)、第五夹紧臂(33)和第六夹紧臂05)之间等间距布置；第一铰链座(62)、第二铰链座(56)和第三铰链座08)等间距连接在第一立板(74) 的外侧面，第四铰链座(64)、第五铰链座(39)和第六铰链座G6)等间距连接在第二立板(19)的外侧面，实现夹具本体与前后夹爪的连接；第一轴(1)穿过第一扶锭臂( 下端的孔，第一夹紧滚轮(63)和第二夹紧滚轮(2)分别空套在第一轴(1)的两端，并通过卡簧实现轴向定位；第一夹紧滚轮(63)、第二夹紧滚轮( 与第一轴(1)之间都是可动连接；第七铰链座(10)连接在第三立板(11)的外侧面中间部位；第一扶锭臂(5)上端有一通孔，第一扶锭臂( 通过第一铰链轴(9)与第七铰链座(10)连接；第二轴08)穿过第二扶锭臂 (27)下端的孔，第三夹紧滚轮G7)和第四夹紧滚轮09)分别空套在第二轴08)的两端， 并通过卡簧实现轴向定位；第三夹紧滚轮(47)、第四夹紧滚轮09)与第二轴08)之间都是可动连接；第八铰链座连接在第四立板OO)的外侧面中间部位；第二扶锭臂(XT) 上端有一通孔，第二扶锭臂(XT)通过第二铰链轴0 与第八铰链座连接，实现了左右扶锭爪与夹具本体的连接；整个夹具通过连接座(17)与机器人连接。
2.根据权利要求1所述的用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具，其特征在于夹具本体是由底板(1 和立柱(16)焊接而成，连接座(17)焊接在底板(1 的上方，检测气缸(1 通过四个螺栓固定在底板(1 的下表面，第一固定板(79)、第二固定板(77) 和第三固定板(80)分别焊接在第一夹紧臂(59)、第二夹紧臂(54)和第三夹紧臂(50)的下端；第一夹紧板(57)与第一固定板(79)、第二固定板(77)、第三固定板(80)通过螺栓组连接；第一固定轴(60)依次穿过第一夹紧臂(59)、第二夹紧臂(54)和第三夹紧臂(50)中部的孔并且焊接在一起；第四固定板(3)、第五固定板(34)和第六固定板06)分别焊接在第四夹紧臂G)、第五夹紧臂(33)和第六夹紧臂05)的下端；第二夹紧板(36)与第四固定板C3)、第五固定板(34)、第六固定板06)通过螺栓组连接；第二固定轴(6)依次穿过第四夹紧臂G)、第五夹紧臂(33)和第六夹紧臂05)中部的孔并且焊接在一起；第一铰链座 (62)、第二铰链座(56)和第三铰链座08)等间距焊接在第一立板(74)的外侧面，第四铰链座(64)、第五铰链座(39)和第六铰链座G6)等间距焊接在第二立板(19)的外侧面，第七铰链座(10)焊接在第三立板(11)的外侧面中间部位；第八铰链座焊接在第四立板(20)的外侧面中间部位。
3.根据权利要求1所述的用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具，其特征在于底板(12)、第二夹紧板(36)和第一夹紧板(57)为镂空的结构；第二夹紧板(36)和第一夹紧板(57)在工作状态时，即夹紧状态时与水平面呈85°角。
全文摘要
用于铝锭连续铸造生产线码垛机器人的专用夹具，用于铝锭连续铸造生产线的成型铝锭码垛，检测气缸(13)固定在底板(12)的下表面上，检测气缸(13)活塞杆的末端装有检测盘(37)；整个夹具通过连接座(17)与机器人连接；铝锭(78)在层运输机整锭工位排列好后，专用夹具在码垛机器人的带动下下降到抓取位置，前后夹爪在气缸(73)和气缸(67)的作用下闭合完成夹锭，左右扶锭爪在气缸(38)和气缸(30)的作用下扶住铝锭层外侧的铝锭。
文档编号B65G61/00GK102502276SQ20111031325
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者任丽娜, 冯瑞成, 刘军, 李鄂民, 罗德春, 芮执元, 赵伟平, 赵俊天, 辛舟, 郭俊锋, 雷春丽, 魏兴春 申请人:兰州爱赛特机电科技有限公司, 兰州理工大学