一种铸造机专用机械手

申请号 CN201510615177.7 申请日 2015-09-24 公开(公告)号 CN106552925A 公开(公告)日 2017-04-05
申请人 张桂春; 发明人 张桂春;
摘要 一种 铸造 机专用机械手,具有3个 自由度 ,可以模拟人的大臂、小臂和 手腕 运动,其主体部分是一个单 支点 的平行四边形机构。3个驱动 电动机 都设置在固定祝架上,每个电动机只驱动1个运动,实现了驱动电动机与被驱动元件的运动学一一对应关系。在小臂端板上配置汤杯、取件器或 喷雾器 等执行元件后,即可成为给汤机、取件机或喷雾机,有利于立式挤 压铸 造机的自动化生产。
权利要求

1.一种铸造机专用机械手,其特征是:所述铸造机专用机械手,其手臂在平面内进出立式挤压铸造机时不与立柱发生干涉,其手部在配置了相应的执行元件后可以实现给汤、取件或喷雾3种功能。
2.根据权利要求1所述的一种铸造机专用机械手,其特征是:所述机械手的大臂和小臂各由1个电动机驱动,即有2个自由度,小臂和小臂端部的手可以按照预先设定的轨迹进出运动,不与立式挤压铸造机的4根立柱相碰。
3.根据权利要求1所述的一种铸造机专用机械手,其特征是:所述机械手手部具有多种用途,在配置相应的“执行元件”后即可成为给汤机、取件机或喷雾机,由安装在机架上的第三个电动机对执行元件提供运动和动,即第三个自由度。
4.根据权利要求1所述的一种铸造机专用机械手,其特征是:所述机械手的3个驱动电动机都集中在固定的机座上,手臂刚性好,结构简单;3个自由度造成的运动成解耦形式,运动调节和控制容易,运动精度高,造价低。
5.根据权利要求1所述的一种铸造机专用机械手,其特征是:述机械手的链传动电动机驱动初级链条与链轮,进一步带动次级链条与链轮,从而使次级链条与链轮上的执行器驱动链轮也绕z轴转动。
6.根据权利要求1所述的一种铸造机专用机械手,其特征是:所述机械手采用压缩空气为动力,在气缸的驱动下即可适应压铸喷涂的不同工位,简单可行实用,同时可以替代国外进口压铸喷涂机械手,降低设备投资成本,降低劳动强度。

说明书全文

一种铸造机专用机械手

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机械手,特别是一种铸造机专用机械手。

背景技术

[0002] 由于人们需要具有高机械性能且形状复杂的少无切削铸件,兼有挤压锻造和压铸造优点的挤压铸造技术成为当前发展的重要方向。目前,立式挤压铸造机已经成为我国一些生产压铸件如汽车零配件企业的急需设备,但与立式挤压铸造机相配套的外围设备的开发相对滞后。首先,与挤压铸造机配套的外围设备有给汤机、取件机和喷雾机,3种机械的运动原理和结构各不相同,给使用和维护带来诸多不便。如果3种配套机械同时使用,势必在立式挤压铸造机周围占用许多空间,加上其他必须配套的熔炉、铸件存放箱和喷雾液箱等设备,以及工作人员必须的操作空间,使场地安排变得十分困难。再有就是立式挤压铸造机的上下模具在4根大立柱之间,机械手手臂运动时往往因为与立柱发生干涉而无法使用。如改为人工操作,不仅效率低下,而且不安全,所以有必要研发一种性能更优异的机械手来解决上述问题。

发明内容

[0003] 本发明提供一种铸造机专用机械手,具有3个自由度,可以模拟人的大臂、小臂和手腕运动,其主体部分是一个单支点的平行四边形机构。3个驱动电动机都设置在固定祝架上,每个电动机只驱动1个运动,实现了驱动电动机与被驱动元件的运动学一一对应关系。在小臂端板上配置汤杯、取件器或喷雾器等执行元件后,即可成为给汤机、取件机或喷雾机,有利于立式挤压铸造机的自动化生产。
[0004] 本发明所采用的技术方案是:所述铸造机专用机械手,其手臂在平面内进出立式挤压铸造机时不与立柱发生干涉,其手部在配置了相应的执行元件后可以实现给汤、取件或喷雾3种功能。
[0005] 所述机械手的大臂和小臂各由1个电动机驱动,即有2个自由度,小臂和小臂端部的手可以按照预先设定的轨迹进出运动,不与立式挤压铸造机的4根立柱相碰;机械手手部具有多种用途,在配置相应的“执行元件”后即可成为给汤机、取件机或喷雾机,由安装在机架上的第三个电动机对执行元件提供运动和动力,即第三个自由度;该机械手的3个驱动电动机都集中在固定的机座上,手臂刚性好,结构简单;3个自由度造成的运动成解耦形式,运动调节和控制容易,运动精度高,造价低。
[0006] 所述机械手的链传动电动机驱动初级链条与链轮,进一步带动次级链条与链轮,从而使次级链条与链轮上的执行器驱动链轮也绕z轴转动。当链传动电动机静止时,大臂和小臂运动不会造成链条的附加运动,只有链传动电动机转动,才会引起执行器驱动链轮转动。
[0007] 我国铸造机上配备的直旋转机构还有采用两个液压油缸互动以实现旋转的。与本发明采用的齿轮齿条机构相比,增大了机构旋转自动控制的复杂性。同时,由于齿轮齿条机构刚性好,因此,其动作更加准确,更容易实现喷头旋转时的正确定位
[0008] 所述机械手采用压缩空气为动力,在气缸的驱动下即可适应压铸喷涂的不同工位,简单可行实用,同时可以替代国外进口压铸喷涂机械手,降低设备投资成本,降低劳动强度。
[0009] 本发明的有益效果是:具有3个自由度,可以模拟人的大臂、小臂和手腕运动,其主体部分是一个单支点的平行四边形机构。3个驱动电动杌都设置在固定祝架上,每个电动机只驱动1个运动,实现了驱动电动机与被驱动元件的运动学一一对应关系。在小臂端板上配置汤杯、取件器或喷雾器等执行元件后,即可成为给汤机、取件机或喷雾机,有利于立式挤压铸造机的自动化生产。附图说明
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 图1是本发明的铸造机专用机械手大小臂运动示意图。
[0012] 图2是本发明的机械手腕部运动原理及结构。
[0013] 图中:1一机架;2一短杆电动机;3一短秆;4—链传动电动机;5一大臀电动机;6一大臂;7一韧级链条及链轮;8一次级链条及链轮;9一长连杆;10一小臂;11一执行器驱动链轮;12一执行器;13一小臂板;14一大伞齿轮;15一端板;16—伞齿轮半轴;17一执行器驱动链轮轴。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015] 如图1,链传动电动机4驱动初级链条与链轮7,进一步带动次级链条与链轮8,从而使次级链条与链轮上的执行器驱动链轮11也绕z轴转动。当链传动电动机4静止时,大臂6和小臂10运动不会造成链条的附加运动,只有链传动电动机4转动,才会引起执行器驱动链轮11转动。
[0016] 机械手是模仿人的右臂,它也可以模仿人的左臂,形成另一种型的机械手。左右机械手可以以不同的角度进出立式压铸机,有利于外围设备的安排和布局。
[0017] 为了使大臂6的转角与短杆3的转角相互不干涉,设计时,应使大臂和短杆处于不同的层面。在初级链条及链轮7和次级链条及链轮8的链条上都要安排一个弹性节,以确保任何时候链条都处于张紧状态,运动时链条不会脱落,从而可以把机架1上链传动电动机4的运动正确转递到小臂前端的链轮轴17。
[0018] 如图2,a轴和小臂轴线重合,a轴和b轴构成水平面,c轴垂直于水平面。执行器驱动链轮轴17的轴线就与动坐标系的c轴一致。在链轮轴17的两侧外伸端上安装喷雾器,链轮轴17转动时喷雾器绕C轴转动,在上方的喷雾器管子向上模腔喷雾,在下方的喷雾器管子向下模腔喷雾,则机械手成为喷雾机。
[0019] 当伞齿轮半轴16安装在小臂10的前端时,也就是图2所示情况,伞齿轮半轴16绕a轴转动,在伞齿轮半轴16上安装铸件承接器,当伞齿轮半轴16转到承接器处于水平位置时,上模腔中的铸件落入承接器,当伞齿轮半轴16再转动半周时,铸件就会掉落到铸件输送带上,此时机械手成为取件机。
[0020] 在伞齿轮半轴16的伸出端设置小齿轮,在端板15上设置导槽和齿条,齿条与汤杯相连接。伞齿轮半轴16的转动可通过齿轮齿条带动汤杯沿轴c上下移动。当机械手端部运动到熔炉上方时,伞齿轮半轴16转动,带动汤杯下行浸入熔液面,通过电磁使汤杯底部的活塞打开,熔液进入汤杯后活塞关闭,伞齿轮半轴16反转汤杯上行出熔液面。等到机械手端部运动到下模腔上方时,在电磁铁作用下汤杯底部的活塞打开,汤杯中的熔液流到下模腔中,此时机械手成为给汤机。这种给液方式可以实现直接挤压铸造工艺。
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