一种立方氮化硼物料搬运设备及搬运控制方法与流程

1.本发明涉及立方氮化硼物料搬运技术领域，特别涉及一种立方氮化硼物料搬运设备。


背景技术：

2.立方氮化硼作为一种超硬材料被广泛应用到各个领域，常被用作制造超硬刀具的材料，广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。立方氮化硼经过高温高压下合成后含有六方氮化硼、叶蜡石、石墨、镁、铁等杂质，需要经过多道工艺去除杂质，其中碱处理工序就是去除立方氮化硼中的六方氮化硼杂质的过程。在此工艺中，需要操作人员将立方氮化硼含杂物料分装到料桶内，再按照一定比例倒入固态碱，每桶料总重量在40千克左右，再由操作工人将装好的料桶分别搬到加热炉台上进行高温加热，煮碱过程中料桶内物料温度达到近300摄氏度，煮碱完成后再由操作人员把每个带有高温的料桶从加热炉工作台面上搬下来，然后将料桶搬到室内运输车上运到抽风间进行加水降温处理，之后再将多达50公斤重的料桶搬到一米多高的料台上进行洗料工艺流程。洗料过程中需要将料桶向下翻转130度左右，使料桶口朝向水池台面进行立方氮化硼物料的水洗工序处理。如此每天需要反复操作数十次，劳动量较大，对操作人员有一定的体力要求，高强度作业容易对身体造成一定的损伤，高温接触料桶容易发生烫伤事故。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术存在的问题，本发明提供一种立方氮化硼物料搬运设备及搬运控制方法，旨在通过设计立方氮化硼物料搬运设备能减轻操作人员劳动强度，加强生产安全性，提高生产效率。
4.为达到上述目的所采取的技术方案是：一种立方氮化硼物料搬运设备，包括底座和底座上设有的升降组件，其特征在于，所述升降组件连接有进退组件，所述进退组件包括进退机构，所述进退机构包括第一工作臂和第二工作臂，所述升降组件的两端分别连接有第一工作臂和第二工作臂，所述第一工作臂和第二工作臂之间设有翻转组件。
5.所述升降组件包括升降动力机构和升降机构，所述升降动力机构包括升降电机和升降滑台模组，所述升降电机和升降滑台模组之间通过设置于升降电机一侧的滑台轴承连接，所述升降滑台模组上设有升降滑块。
6.所述升降机构包括升降滑座和第一立柱，所述升降滑座一侧的中心部位与升降滑块固定连接，所述升降滑座的两端套设有第一立柱，所述第一立柱的底部固定连接底座，所述升降滑座和第一立柱之间滑动连接，所述升降滑座的两端分别连接有第一工作臂和第二工作臂。
7.所述第一工作臂的上部连接有进退动力机构，所述第二工作臂的上部连接有滑台，所述滑台上设有第二进退滑块，所述第二进退滑块固定连接翻转组件的一端。
8.所述进退动力机构包括进退电机、滚珠丝杆滑台和进退联轴器，所述第一工作臂上部连接滚珠丝杆滑台，所述滚珠丝杆滑台杆与进退电机之间通过进退联轴器连接，所述滚珠丝杆滑台上设有第一进退滑块，所述第一进退滑块连接翻转组件的另一端。
9.所述翻转组件包括翻转动力机构和翻转机构，所述翻转动力机构包括翻转电机和齿形联轴器，所述第一进退滑块的一端固定连接有第一连接板，所述第一连接板的一侧设置有翻转电机，所述翻转电机的输出端连接齿形联轴器，所述齿形联轴器连接有第一吊耳座；所述翻转机构包括第二连接板和连接架，所述第二连接板与第二进退滑块固定连接，所述第二连接板转动连接有第二吊耳座，所述第一吊耳座与第二吊耳座相对设置，所述第一吊耳座与第二吊耳座之间通过连接架连接；所述第二吊耳座与第一吊耳座上均开设有凹槽，所述凹槽与料桶的桶耳相匹配，所述槽沟外宽里窄。
10.所述第二吊耳座与第一吊耳座的相对侧均固定连接有固定板，所述第一吊耳座上固定板的侧部固定连接有固定半抱箍的一端，所述固定半抱箍的另一端与第二吊耳座上的固定板固定连接，所述固定半抱箍在第一吊耳座和第二吊耳座之间形成的弧度与料桶相匹配；与固定半抱箍相配合设有活动半抱箍，所述活动半抱箍的两端分别与第一吊耳座与第二吊耳座的端部活动连接。
11.所述连接架上开设有安装槽，所述安装槽的内部插设有倒钩，所述连接架上螺纹连接有卡环旋钮，所述卡环旋钮的底部固定连接有卡环，所述倒钩的底部开设有固定孔，所述倒钩底部的外表面设置有弹簧，所述弹簧的底部固定连接于安装槽的内部，所述弹簧的顶部与固定安装于倒钩上的压板固定连接。
12.所述第一工作臂的外侧和第二工作臂的外侧均固定连接有导套，所述导套的内部均套设有第二立柱，第二立柱的底部与底座固定连接。
13.一种立方氮化硼物料搬运控制方法，使用立方氮化硼物料搬运设备，包括以下步骤：a：将料桶装入立方氮化硼含碱杂料后，使用立方氮化硼物料搬运设备将料桶搬运到加热炉窑，控制进退电机正转，进退电机带动第一工作臂上第一进退滑块前进，第二工作臂上的第二进退滑块便随着一起向前运动，使第二吊耳座和第一吊耳座分别伸入至料桶桶耳的下方，将料桶桶耳放置第二吊耳座与第一吊耳座后，控制升降电机正转，升降电机带动升降滑座上升，从而使得第一工作臂和第二工作臂分便随着升降滑座做上升运动，控制进退电机继续正转，将料桶运动至加热炉窑上方；b：将料桶放在对应的加热炉窑上时，从而使得升降电机反转，第一工作臂和第二工作臂随着升降滑块做下降运动，将料桶在对应的加热炉窑上放置后，继续下降使料桶桶耳从第二吊耳座与第一吊耳座中退出，拉动立方氮化硼物料搬运设备退回并将开始进行下一个料桶运往加热炉窑上，如此反复循环多次，将不同料桶在加热炉窑中进行加热煮碱；c：在煮碱结束后，使用立方氮化硼物料搬运设备取回料桶，升降电机正转，将第二吊耳座与第一吊耳座伸进料桶桶耳的下方位置，把带有高温的料桶从加热炉工作台面上吊运下来，放置一段时间进行自然降温，通过立方氮化硼物料搬运设备将料桶吊运到抽风间
进行降温处理；d：使用立方氮化硼物料搬运设备将料桶搬运到洗料台，将活动半抱箍贴在料桶桶身放置通过旋转第一固定旋钮和第二固定旋钮，将活动半抱箍的两端分别固定到第一吊耳座和第二吊耳座上，活动半抱箍将料桶向固定半抱箍方向挤压，活动半抱箍与固定半抱箍配合将料桶卡紧，再按下倒钩，使倒钩上侧与料桶的内表面相贴合，旋转卡环旋钮，将卡环旋进倒钩的固定孔中，在倒钩外表面的弹簧以及卡环的配合下将倒钩卡住，控制翻转电机正向运动，将料桶朝向洗料池里面翻转120-140度之间停止；e：在洗料完成后，启动翻转电机将料桶旋转回位，将料车移出，将升降电机反转使第一工作臂和第二工作臂下降，使料桶放置在地面上，在反转第一固定旋钮和第二固定旋钮将活动半抱箍取下，并反转卡环旋钮将空料桶取出，在空料桶取出后，立方氮化硼物料搬运设备将循环进行下一个桶料的洗料任务。
14.本发明所具有的有益效果为：1.实现了人与料桶的无接触式平稳控制功能，为操作工人提供了安全保障；降低了工人的劳动强度，提高了生产安全性，改善了工人的劳动条件，提升了工作效率；料车体积较小，操作灵活。
15.2.提出了一种电动机械物料搬运控制方法，代替人力完成立方氮化硼化碱工艺过程的物料搬运工作，使整个立方氮化硼化碱工艺过程都无需操作人员接触料桶，既环保又安全，避免了碱溶液对的人体的腐蚀和烫伤事故的发生；设计两种吊运方法，不但提升了工作效率并且降低了事故的发生。
16.3.通过第一吊耳座和第二吊耳座吊运料桶，将第一吊耳座和第二吊耳座设计为外宽里窄，凹槽上部较宽方便桶耳卡入凹槽内，凹槽底部较窄避免吊运过程中摆动；料桶在进行翻转时，使用活动半抱箍与固定半抱箍固定料桶，防止料桶在翻转过程中掉落和晃动；通过设有倒钩，在料桶倾斜时，倒钩卡在料桶口处提供支撑并且限位，防止料桶在翻转过程中掉落，起到保护作用，提升了料桶吊运的安全性。
附图说明
17.图1为本发明结构示意图；图2为本发明第一吊耳座结构示意图；图3为本发明齿形联轴器结构示意图；图4为本发明倒钩结构示意图；图5为本发明使用的料桶结构示意图；图6为本发明物料搬运控制方法流程图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明进一步描述。
19.如图1-5所示，本发明是一种立方氮化硼物料搬运设备，包括底座和底座上设有的升降组件，所述升降组件连接有进退组件，所述进退组件包括进退机构，所述进退机构包括第一工作臂和第二工作臂，所述升降组件的两端分别连接有第一工作臂7和第二工作臂8，所述第一工作臂7和第二工作臂8之间设有翻转组件。所述升降组件、进退组件和翻转组件
一起接入控制系统，控制系统连接操作面板32，通过操作面板，可实现小车的升降、进退、翻转功能。
20.如图1所示，为实现立方氮化硼物料搬运设备的升降功能，设有升降组件。所述升降组件包括升降动力机构和升降机构，升降动力机构连接升降机构，升降动力机构为升降机构提供动力。所述升降动力机构包括升降电机1和升降滑台模组3，所述升降滑台模组3为150mm宽双线轨重型精密滚珠丝杆滑台模组，升降滑台模组3为现有技术。所述述升降电机1和升降滑台模组3之间通过设置于升降电机1一侧的滑台轴承2连接，所述滑台轴承2采用平面轴承增加运动的平稳性和负载性，所述升降滑台模组3上设有的升降滑块4连接升降机构。
21.所述升降机构包括升降滑座6和第一立柱5，所述升降滑座6一侧的中心部位与升降滑块4固定连接，所述升降滑座6的两端套设有第一立柱5，所述第一立柱5的底部固定连接底座，所述升降滑座6和第一立柱5之间滑动连接，所述升降滑座6的两端分别连接有第一工作臂7和第二工作臂8。
22.工作时，升降电机1带动升降滑台模组3上的升降滑块4做上下运动，升降滑块4带动升降滑座6运动，升降滑座6套在两个第一立柱5上做升降运动，升降滑座6与第一工作臂7和第二工作臂8刚性牢固连接，第一工作臂7和第二工作臂8随着升降滑座6做升降运动。
23.如图1所示，为实现立方氮化硼物料搬运设备的进退功能。所述第一工作臂7的上部连接有进退动力机构，所述第二工作臂8的上部连接有滑台21，所述滑台21上设有第二进退滑块20，所述第二进退滑块20固定连接翻转组件的一端。
24.所述进退动力机构包括进退电机9、滚珠丝杆滑台11和进退联轴器10，所述第一工作臂7上部连接滚珠丝杆滑台11，滚珠丝杆滑台11为现有技术。滚珠丝杆滑台11的丝杆与进退电机9之间通过进退联轴器10连接，滚珠丝杆滑台11上设有第一进退滑块12，所述第一进退滑块12连接翻转组件的另一端。
25.工作时，进退电机9转动，带动第一工作臂7上的第一进退滑块12做直线运动，第一进退滑块12带动翻转组件的一端运动，翻转组件的另一端带动第二工作臂8上设有的第二进退滑块20在滑台21上运动。
26.如图1-2所示，通过翻转组件实现立方氮化硼物料搬运设备的翻转功能。所述翻转组件包括翻转动力机构和翻转机构，所述翻转动力机构包括翻转电机22和齿形联轴器，所述第一进退滑块12的一端固定连接有第一连接板13，所述第一连接板13的一侧设置有翻转电机22，所述翻转电机22的输出端连接齿形联轴器14，所述齿形联轴器14连接有第一吊耳座15。
27.所述齿形联轴器14包括外齿联轴器41和内齿联轴器42，翻转电机22的输出端固定连接外齿联轴器41，外齿联轴器41套在内齿联轴器42内并与内齿联轴器42固定连接，内齿联轴器42与第一吊耳座15固定连接。因齿形联轴器具有承载能力大，采用齿形联轴器可满足在低速重载条件下对料桶进行高精度翻转控制。
28.所述翻转机构包括连接架16和第二连接板19，所述第二进退滑块20固定连接第二连接板19，所述第二连接板19连接有第二吊耳座17，所述第二吊耳座17与第二连接板19之间通过转轴18连接，使第二吊耳座17相对第二连接板19做旋转运动。所述第二吊耳座17与第一吊耳座15相对设置，所述第二吊耳座17与第一吊耳座15之间通过连接架16连接。
29.所述第二吊耳座17与第一吊耳座15的侧部设有凹槽，所述凹槽与料桶的桶耳相匹配，所述凹槽外宽里窄，使料桶的桶耳很容易进入第二吊耳座17与第一吊耳座15内，方便进入嵌进凹槽内，避免吊运过程中摆动。
30.所述述第二吊耳座17与第一吊耳座15的相对侧均固定连接有固定板24，所述第一吊耳座15上固定板24的侧部固定连接有固定半抱箍25的一端，所述固定半抱箍25的另一端与第二吊耳17座上的固定板24固定连接，所述固定半抱箍25在第一吊耳座17和第二吊耳座18之间形成的弧度与料桶相匹配。
31.与固定半抱箍25相配合设有活动半抱箍29，具体的，所述第一吊耳座15与第二吊耳座17的同一端分别开设有第一固定孔和第二固定孔；所述第一吊耳座17的端部连接有活动半抱箍29的一端，所述活动半抱箍29的另一端与第二吊耳座18的端部活动连接，所述活动半抱箍29的一端通过第一固定旋钮23以及第一固定孔与第一吊耳座15螺纹连接，所述活动半抱箍29的另一端通过第二固定旋钮30以及第二固定孔与第二吊耳座17螺纹连接。
32.所述连接架上开设有安装槽，所述安装槽的内部插设有倒钩26，所述连接架16上螺纹连接有卡环旋钮27，所述卡环旋钮27的底部固定连接有卡环28，所述倒钩26的底部开设有固定孔，所述倒钩26底部的外表面设置有弹簧26-2，所述弹簧26-2的底部固定连接于安装槽的内部，所述弹簧26-2的顶部与固定安装于倒钩26上的压板26-1固定连接。
33.为进一步提高第一工作臂7和第二工作臂8升降的稳定性，所述第一工作臂7和第二工作臂8的外侧设有导套39。所述第一工作臂7和第二工作臂8的外侧均固定连接有导套39，导套39穿过第二立柱31，第二立柱31的底部与底座固定连接，所述两个第二立柱31相对设置。第一工作臂7和第二工作臂8可随着导套39在在立柱31上下滑动，起到支撑和导向作用。
34.为进一步提高立方氮化硼物料搬运设备的移动性，所述机台底座的下部安装有四个万向轮35，所述车轮上设有脚刹36，便于小车固定在某个位置不动，升降滑台两侧装有扶手33，通过扶手33与万向轮35的配合方便小车的移动。
35.如图6所示，一种立方氮化硼物料搬运控制方法，使用立方氮化硼物料搬运设备，包括以下步骤：a：将料桶装入立方氮化硼含碱杂料后，使用立方氮化硼物料搬运设备将料桶搬运到加热炉窑，控制进退电机正转，带动第一工作臂7上第一进退滑块12前进，第二工作臂8上的第二进退滑块20便随着一起向前运动，使第二吊耳座17和第一吊耳座15分别伸入至料桶桶耳的下方，控制升降电机正转，升降电机带动升降滑座6上升，从而使得第一工作臂7和第二工作臂8分便随着升降滑座6做上升运动，使得料桶的桶耳分别进入到第一吊耳座15以及第二吊耳座17的凹槽内，在第一工作臂7和第二工作臂8将料桶吊起一定高度后，控制进退电机正向运动，带动滚珠丝杆滑台3上的第一进退滑块12前进，第二进退滑块20随着第一进退滑块12一起向前运动，带动料桶运动至加热炉窑上方；b：将料桶放在对应的加热炉窑上时，控制升降电机反转，使的第一工作臂7和第二工作臂8随着升降滑块做下降运动，将料桶在对应的加热炉窑上放置后，继续下降使料桶桶耳从第二吊耳座17与第一吊耳座15中退出，拉动立方氮化硼物料搬运设备退回并将开始进行下一个料桶运往加热炉窑上，如此反复循环多次，将不同料桶在加热炉窑中进行加热煮碱；
c：在煮碱结束后，使用立方氮化硼物料搬运设备取回料桶，控制升降电机正转，将第二吊耳座17与第一吊耳座15伸进料桶桶耳的下方位置，把带有高温的料桶从加热炉工作台面上吊运下来，放置一段时间进行自然降温，通过立方氮化硼物料搬运设备将料桶吊运到抽风间进行降温处理；d：使用立方氮化硼物料搬运设备将料桶搬运到洗料台，将活动半抱箍29贴在料桶桶身放置通过旋转第一固定旋钮23和第二固定旋钮30，将活动半抱箍29的两端分别固定到第一吊耳座15和第二吊耳座17的端部，活动半抱箍29将料桶向固定半抱箍25挤压，活动半抱箍29与固定半抱箍25配合将料桶卡紧，再按下倒钩26，使倒钩26一侧与料桶的内表面相贴合，旋转卡环旋钮27，将卡环28快速旋进倒钩26的固定孔中，在倒钩26外表面的弹簧以及卡环28的配合下将倒钩26卡住，控制翻转电机正向运动，将料桶朝向洗料池里面翻转120-140度之间停止；e：在洗料完成后，控制翻转电机将料桶旋转回位，将料车移出，控制升降电机反转使第一工作臂7和第二工作臂8下降，使料桶放置在地面上，反向旋转第一固定旋钮23和第二固定旋钮30去掉活动半抱箍29，反转卡环旋钮27，使得卡环28从倒钩26上的固定孔内旋出，使得倒钩26在弹簧的作用下从安装槽内弹起，将空料桶取出，循环进行下一个桶料的洗料任务。
36.本发明实现了人与料桶的无接触式平稳控制功能，为操作工人提供了安全保障，降低了工人的劳动强度，提高了生产安全性，改善了工人的劳动条件，提升了工作效率，同时料车体积较小，操作灵活。
37.本发明提出了一种立方氮化硼搬运控制方法，代替人力完成立方氮化硼化碱工艺过程的物料搬运工作，使整个立方氮化硼化碱工艺过程都无需操作人员接触料桶，既环保又安全，避免了碱溶液对的人体的腐蚀和烫伤事故的发生。
38.本发明将第一吊耳座和第二吊耳座设计为外宽里窄，使桶耳很容易进入耳座，进入后桶耳就嵌进槽沟内，避免吊运过程中摆动。
39.本发明提出了一种翻转结构，料桶耳进入第一吊耳座和第一吊耳座后，使用活动半抱箍与固定半抱箍固定住桶身，并将倒钩卡到桶口边沿卡住，进一步抱紧稳固，防止料桶在翻转过程中掉落和晃动，起到保护作用，提升了料桶吊运的安全性。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
41.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
42.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。