一種單機多工位熱鍛機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械自動化領域，特別是一種單機機械手。
【背景技術】
[0002]機械手在自動化加工機械中起重要的作用。現有的熱鍛機械手動力驅動一般都是電動或氣動或液壓，或是它們的結合，各自由度單獨控制，所需中間部件較多，接線復雜，需要額外的動力供應、成本高、惡劣工況適應性差。
【發明內容】
[0003]要解決的技術問題:針對現有技術的不足，本發明提出一種單機多工位熱鍛機械手，用于解決現有的各自由度單獨控制型的熱鍛機械手的結構復雜、適應性差的技術問題。
[0004]技術方案:為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種單機多工位熱鍛機械手，包括左右控制系統、上下控制系統、前后控制系統、松緊控制系統以及作為執行機構的夾持系統，上述4個控制系統中各自配備有相應的凸輪和傳動裝置，4個控制系統的凸輪同軸轉動并各自通過傳動裝置傳動至夾持系統，使得夾持系統同時實現左右、上下、前后以及松緊4種運動。
[0006]進一步的，在本發明中，包括底座和頂座，所述底座包括底板，所述4個控制系統設置在底座和頂座之間，并且4個控制系統通過在底座上水平設置的驅動軸同步轉動，所述夾持系統滑套于頂座上；以底座上的底板為基準面設定左右方向、上下方向和前后方向，所述左右方向與驅動軸的軸向平行設置，所述上下方向垂直于底板設置，所述前后方向與左右方向、上下方向均垂直設置。
[0007]進一步的，在本發明中，所述底座包括底板，底板上安裝有相應的支撐導向裝置和動力驅動裝置，分別為4個控制系統提供支撐導向和動力驅動，支撐導向裝置包括導向橫梁、驅動軸承座、上下頂桿導向座、前后松緊推桿導向座、前后松緊頂桿導向座和杠桿支撐座，動力驅動裝置包括驅動軸和同步輪，所述驅動軸沿左右方向滾動支撐在驅動軸承座上，所述同步輪固定在驅動軸一端并與機床主軸皮帶連接，驅動整個機械手動作；所述導向橫梁有前后2個且分別通過兩個支架支撐從而平行相對且等高地沿左右方向架在底板上，用于引導頂座沿左右方向運動；所述驅動軸承座有左右兩個，用于配合支撐驅動軸；所述上下頂桿導向座固定在右側的驅動軸承座上，上下頂桿導向座上設置有上下方向的引導孔用于引導上下頂桿沿上下方向運動；所述前后松緊推桿導向座和前后松緊頂桿導向座結構相同且一上一下地固定在前面導向橫梁的右側支架上，且前后松緊推桿導向座上設置有2個左右并排的沿前后方向的引導孔分別用于引導前后推桿和松緊推桿沿前后方向運動；同樣地，所述前后松緊頂桿導向座上也設置有2個左右并排的沿前后方向的引導孔分別用于引導前后頂桿和松緊頂桿沿前后方向運動；所述杠桿支撐座有左右并排的2個且固定在底板上，杠桿支撐座位于前后松緊頂桿導向座上的引導孔的下方位置。
[0008]進一步的，在本發明中，所述頂座具有左右和上下2個方向的自由度，與所述底座配合用于銜接4個控制系統和夾持系統，所述頂座包括頂板，頂板下表面安裝有相應方向的支撐導向裝置，具體包括導槽、推柱、長導桿、導桿座和手臂滑座；所述導槽有前后兩排，與底座上的2個導向橫梁相互匹配，目的是消除頂座上下運動的影響，使得無論頂座在上下方向位置如何變化，導槽都能有效卡在導向橫梁上引導頂座沿左右方向運動而不致發生前后搖擺傾覆，并且便于安裝拆卸；所述推柱上端固定在頂板上且下端插有導套，利用導套帶動推柱進而帶動整個頂座沿左右方向運動，同時考慮到頂座上下方向運動的影響，使得無論頂座在上下方向位置如何變化，導套都能有效作用到頂座上；所述長導桿通過導桿座固定在頂板上，且長導桿沿左右方向布置，用于與上下頂桿的上方滑套接觸用，目的是消除頂座左右運動的影響，使得無論頂座在左右方向位置如何變化，上下頂桿都可以有效托舉頂座做上下運動；所述手臂滑座固定在頂板上且設置有前后方向的導向孔。手臂滑座可以設置多組，且具體的設置組數與手臂數量適配，每組包括沿前后方向設置的2個滑座用于容納手臂使得手臂可以沿前后方向運動，同時手臂滑座作為夾持系統和頂座之間的銜接環節，頂座通過手臂滑座可以直接帶動夾持系統做左右和上下運動。
[0009]進一步的，在本發明中，所述左右控制系統包括柱狀的左右凸輪，驅動軸穿過左右凸輪柱狀的端面，在左右凸輪的側面盤繞有連續的凸輪槽，凸輪槽的一端靠近左右凸輪的左端面，凸輪槽的另一端靠近左右凸輪的右端面，所述導套滑套在凸輪槽中用于帶動頂座沿左右方向運動。左右凸輪可以選擇常見的圓柱凸輪，是一個在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上作出曲線輪廓的構件，它可以看作是將移動凸輪卷成圓柱體演化而成的，本專利中選擇在圓柱凸輪的圓柱面上設置連續的凸輪槽可實現帶動機械手沿左右方向運動的目的。
[0010]進一步的，在本發明中，所述上下控制系統包括上下凸輪，上下凸輪的側面設置有沿側面周線的凸輪槽，與上下凸輪配套的傳動裝置為上下頂桿；所述上下頂桿豎直設置，且上下頂桿的下端滑套在上下凸輪側面的凸輪槽中，上下頂桿的上端滑套在頂座上的長導桿上，推動頂座做上下運動。
[0011]進一步的，在本發明中，所述夾持系統包括手臂、手爪推拉桿、連接短桿、手爪和手爪導桿，所述手臂滑套在頂座上的手臂滑座上并且手臂沿前后方向伸出頂座，所述手爪導桿垂直于手臂并固定在手臂的前端，所述手臂上固定有前后橫梁用于推動手臂并帶動夾持系統做前后運動，手臂前端沿手臂長度方向設置有滑槽，所述手爪推拉桿滑套在手臂上的滑槽內，手爪推拉桿的前端鉸接兩個連接短桿，手爪推拉桿的后端固定有松緊橫梁用于推動手爪推拉桿做前后運動并帶動所有手爪做松開和夾緊動作，兩個連接短桿分別與兩個手爪鉸接，所述手爪均穿插在手爪導桿上。上述手臂、手爪推拉桿、連接短桿、手爪和手爪導桿組成一組夾持裝置，整個夾持系統中可以設置多組這樣的夾持裝置，并且通過前后橫梁橫跨多組夾持裝置將他們都連接起來，同時松緊橫梁也橫跨連接到每個夾持裝置上，這樣可以實現多組夾持裝置一起運動，
[0012]進一步的，在本發明中，所述前后控制系統包括前后凸輪，前后凸輪的側面設置有沿側面周線的凸輪槽，與前后凸輪配套的傳動裝置包括前后頂桿、前后杠桿和前后推桿；所述前后頂桿沿前后方向設置，且前后頂桿的一端滑套在前后凸輪側面的凸輪槽中；所述前后推桿沿前后方向滑套設置，前后推桿的一端設置有卡槽，并通過卡槽與前后橫梁卡接，這種卡接的連接方式目的是消除夾持系統左右和上下運動對前后推桿前后運動狀態的影響，使得無論夾持系統在左右和上下方向如何變化，前后推桿都能有效作用到前后橫梁進而推動夾持系統做前后運動，前后推桿上固定有滑塊；所述前后杠桿一端相對底座鉸接固定，前后杠桿上設置有沿前后杠桿桿體方向的導軌，前后頂桿的另一端和前后推桿上的滑塊均滑套在前后杠桿上的導軌內。
[0013]進一步的，在本發明中，所述松緊控制系統包括松緊凸輪，松緊凸輪的側面設置有沿側面周線的凸輪槽，與前后控制系統的傳動裝置類似，與松緊凸輪配套的傳動裝置包括松緊頂桿、松緊杠桿和松緊推桿；所述松緊頂桿類似于前后頂桿也相對底板沿前后方向設置，且松緊頂桿的一端滑套在松緊凸輪側面的凸輪槽中；所述松緊推桿類似于前后推桿，也是相對底座沿前后方向滑套設置，松緊推桿的一端也設置有卡槽并通過卡槽與松緊橫梁卡接，這種卡接的連接方式目的是消除夾持系統左右和上下運動對松緊推桿前后運動狀態的影響，使得無論夾持系統在左右和上下方向如何變化，松緊推桿都能有效作用到松緊橫梁進而推動手爪做松開和夾緊動作；松緊推桿上固定有滑塊；所述松緊杠桿一端相對底座鉸接固定，松緊