一种入炉抓取热处理工件的机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种入炉抓取热处理工件的机器人，包括XYZ三维直角坐标位移本体、抓取机构、电控系统，所述XYZ三维直角坐标位移本体包括：行走机构，固定设置于所述机器人底部，用于实现机器人X向行走；升降机构，固定设置于行走机构上，用于提供Z向升降位移；横移机构，固定设置于所述升降机构的活动部上，用于提供Y向伸缩位移；所述抓取机构固定设置于横移机构的活动部上；所述电控系统固定设置于行走机构上且远离抓取机构，用于控制行走机构、升降机构、横移机构、抓取机构按设定参数动作，驱使所述抓取机构到达相应的空间位置进行工件抓放。本实用新型专利技术的机器人取放工件方便、可适用不同类型的加热炉、定位精度高、具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种入炉抓取热处理工件的机器人
本技术涉及一种抓取机器人，尤其涉及一种入炉抓取热处理工件的机器人。
技术介绍
热处理车间有一个显著的特点即环境温度高，夏天车间的温度可高达45°以上，而车间工人干活时，还要穿上防护服，身体升温更快。热处理车间的加热炉炉内温度都高达1300℃，炉门打开时，从炉中瞬间喷出的火焰可将2mm厚的铁板融化。考虑到热处理工艺对工件环境的要求，热处理车间通常不配备空调等降温设备，因此人的工作环境是十分的恶劣，急需使用机器人代替人从事简单重复的工作。传统的从加热炉中取料方式包括：台车炉中的工件通过台车输送至炉外，用天车或者其它转运工具将其转运走，需要制定一些特制的吊具，或者升降式机构将工件与台车脱离，其缺点包括：台车炉占地面积大；箱式炉中的工件一般通过特制吊具配合天车将工件吊离，其缺点是人的安全性不受保障，吊具制造时困难，工件取放时难免与加热炉发生刮擦，动作时间较长。目前热处理车间常用的机器人为轨道式叉车机器人，加热后的工件通过台车进入轨道式叉车机器人的底盘区域，再通过一定机构将工件落入到机器人底盘上，台车卸完工件后返回至炉内，机器人自动在钢轨上行走到指定的位置。这种机器人通常受加热炉类型的限制，操作繁琐效率低，并且被动的接受零件，定位精度也不高。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术旨在提供一种入炉抓取热处理工件的机器人，所述机器人的机械臂可直接伸入加热炉抓取工件，并能缩回机械臂精准的行走，将工件精准的放置在指定的位置，不受加热炉类型的限制，定位精度高，适应范围广。从而解决了目前利用轨道式叉车机器人取料时作业过程繁琐、定位精度不高、适应范围窄的问题。本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现：一种入炉抓取热处理工件的机器人，包括XYZ三维直角坐标位移本体、抓取机构、电控系统，所述XYZ三维直角坐标位移本体包括：行走机构，固定设置于所述机器人底部，用于实现机器人X向行走；升降机构，固定设置于所述行走机构上，用于提供Z向升降位移；横移机构，固定设置于所述升降机构的活动部上，用于提供Y向伸缩位移；所述抓取机构固定设置于所述横移机构的活动部上，用于直接伸入炉内抓取工件；所述电控系统固定设置于所述行走机构上且远离抓取机构，用于控制所述行走机构、升降机构、横移机构、抓取机构按设定参数动作，驱使所述抓取机构到达相应的空间位置进行工件抓取。进一步地，所述行走机构包括：平行设置的行走轨道；行走底盘；行走轮，通过行走轮安装座转动设置在所述行走底盘底部且可使所述行走底盘沿所述行走轨道往复行走；行走伺服电机，通过行走电机安装座固定设置在所述行走底盘上且远离所述抓取机构；行走齿条，沿长度方向固定设置在所述行走轨道上远离所述抓取机构的一侧；以及，行走驱动齿轮，固定设置在行走伺服电机的输出轴上且与所述行走齿条相啮合构成齿轮传动副。本方案的行走机构采用伺服电机及齿轮齿条驱动，可精确的将工件放置到指定位置，提高机器人末端的位移精度，行走伺服电机远离热源，可一定程度上使电机免受高温影响。进一步地，所述行走机构还包括：导向轮，通过导向轮安装板转动设置在所述行走底盘上且紧贴所述行走轨道侧边，并处于行走轨道上靠近所述抓取机构的一侧。本方案利用导向轮和行走轨道相配合，进一步提高机器人行走的稳定性和可靠性。进一步地，所述升降机构包括：升降机构立柱，竖直固定设置在所述行走机构上；升降齿条和升降导轨，相互平行地竖直固定设置在所述升降机构立柱上；升降伺服电机，通过升降电机安装座固定设置在所述横移机构的活动部上；升降驱动齿轮，固定设置在所述升降伺服电机的输出轴上且与所述升降齿条相啮合构成齿轮传动副；以及，升降滑块，固定设置在所述横移机构的活动部上且与所述升降导轨滑动配合构成直线运动副。本方案的升降机构采用伺服电机及齿轮齿条驱动，可精确的将工件放置到指定位置，提高机器人末端的位移精度和可靠性。进一步地，所述横移机构包括：第一横移臂；横移机构安装板，固定设置在所述升降机构的滑动部件上；第一横移导轨，沿长度方向固定设置在所述横移机构安装板上；第一横移滑块，沿长度方向固定设置在所述第一横移臂上且与所述第一横移导轨滑动配合构成直线运动副；第一横移齿条，沿长度方向固定设置在所述第一横移臂上；第一横移伺服电机，固定设置在所述横移机构安装板上；以及，第一横移齿轮，固定设置在所述第一横移伺服电机的输出轴上且与所述第一横移齿条相啮合构成齿轮传动副。本方案的横移机构采用伺服电机及齿轮齿条驱动，可精确的位移至指定位置，提高机器人末端的位移精度和可靠性。进一步地，所述横移机构还包括：第二横移臂；第二横移导轨，沿长度方向固定设置在所述第一横移臂上；第二横移滑块，沿长度方向固定设置在所述第二横移臂上且与所述第二横移导轨滑动配合构成直线运动副；第二横移齿条，沿长度方向固定设置在所述第一横移臂上；第二横移伺服电机，固定设置在所述第二横移臂上；以及，第二横移齿轮，安装在所述第二横移伺服电机的输出轴上且与所述第二横移齿条相啮合构成齿轮传动副。本方案采用两级横向机构，可减少机器人所占空间，在移动距离相同的情况下可大大缩短采用单根横移臂时的长度和所占空间，提高作业效率和作业环境适应性。进一步地，所述抓取机构包括:抓取用机械臂，被配置为由耐高温材料制备的中空矩形框架结构，固定设置在所述横移机构的前端；第一机械爪和第二机械爪，可开合地相对安装设置在所述抓取用机械臂前端；以及，抓取用电缸，固定设置在所述抓取用机械臂上，并与所述第一机械爪和第二机械爪驱动连接，用于驱动所述第一机械爪和第二机械爪张开或收拢。本方案的抓取用机械臂由一定厚度的耐高温材料，如耐高温不锈钢板制备而成的中空矩形框架结构，可短暂的承受高温炙烤，矩形框架中间为中空结构，该结构可减少外部热量传递给抓取用电缸的活塞杆，另外抓取用电缸是位于抓取用机械臂后端，从而远离高温区域，防止对抓取用电缸造成高温伤害。进一步地，所述抓取用机械臂的长度为加热炉深度的2/3倍以上。从而在机器人抓取工件时使抓取用电缸可以进一步远离高温区域，进一步降低对抓取用电缸造成高温伤害。进一步地，所述升降机构、横移机构的外表面均设置有隔热材料层。从而进一步减少高温对机器人的伤害，保证设备的正常、可靠运行，提高设备使用寿命。进一步地，所述电控系统包括电控柜、设置在所述电控柜内的控制电路，所述电控柜设置有下抽风上排风的通风结构，所述控制电路的各电子元件按照利于散热的设定间距布置在所述电控柜内。本方案的所述电控系统距离机器人本体有一定距离，柜体内具有良好的通风，通风方式为下抽风上排风，这样能够有效的将电控柜内产生的热量交换出去。电控柜内的电气元件布置以宽松为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种入炉抓取热处理工件的机器人，其特征在于，包括XYZ三维直角坐标位移本体、抓取机构(400)、电控系统(500)，/n所述XYZ三维直角坐标位移本体包括：/n行走机构(100)，固定设置于所述机器人底部，用于实现机器人X向行走；/n升降机构(200)，固定设置于所述行走机构(100)上，用于提供Z向升降位移；/n横移机构(300)，固定设置于所述升降机构(200)的活动部上，用于提供Y向伸缩位移；/n所述抓取机构(400)固定设置于所述横移机构(300)的活动部上，用于直接伸入炉内抓放工件；/n所述电控系统(500)固定设置于所述行走机构(100)上且远离抓取机构(400)，用于控制所述行走机构(100)、升降机构(200)、横移机构(300)、抓取机构(400)按设定参数动作，驱使所述抓取机构(400)到达相应的空间位置进行工件抓放。/n

【技术特征摘要】
1.一种入炉抓取热处理工件的机器人，其特征在于，包括XYZ三维直角坐标位移本体、抓取机构(400)、电控系统(500)，
所述XYZ三维直角坐标位移本体包括：
行走机构(100)，固定设置于所述机器人底部，用于实现机器人X向行走；
升降机构(200)，固定设置于所述行走机构(100)上，用于提供Z向升降位移；
横移机构(300)，固定设置于所述升降机构(200)的活动部上，用于提供Y向伸缩位移；
所述抓取机构(400)固定设置于所述横移机构(300)的活动部上，用于直接伸入炉内抓放工件；
所述电控系统(500)固定设置于所述行走机构(100)上且远离抓取机构(400)，用于控制所述行走机构(100)、升降机构(200)、横移机构(300)、抓取机构(400)按设定参数动作，驱使所述抓取机构(400)到达相应的空间位置进行工件抓放。


2.根据权利要求1所述的入炉抓取热处理工件的机器人，其特征在于，所述行走机构(100)包括：
平行设置的行走轨道(107)；
行走底盘(102)；
行走轮(109)，通过行走轮安装座(110)转动设置在所述行走底盘(102)底部且可使所述行走底盘(102)沿所述行走轨道(107)往复行走；
行走伺服电机(101)，通过行走电机安装座(108)固定设置在所述行走底盘(102)上且远离所述抓取机构(400)；
行走齿条(105)，沿长度方向固定设置在行走轨道(107)上远离所述抓取机构(400)的一侧；以及，
行走驱动齿轮(106)，固定设置在行走伺服电机(101)的输出轴上且与所述行走齿条(105)相啮合构成齿轮传动副。


3.根据权利要求2所述的入炉抓取热处理工件的机器人，其特征在于，所述行走机构(100)还包括：
导向轮(104)，通过导向轮安装板(103)转动设置在所述行走底盘(102)上且紧贴所述行走轨道(107)侧边，并处于行走轨道(107)上靠近所述抓取机构(400)的一侧。


4.根据权利要求1所述的入炉抓取热处理工件的机器人，其特征在于，所述升降机构(200)包括：
升降机构立柱(201)，竖直固定设置在所述行走机构(100)上；
升降齿条(203)和升降导轨(202)，相互平行地竖直固定设置在所述升降机构立柱(201)上；
升降伺服电机(205)，通过升降电机安装座(206)固定设置在所述横移机构(300)的活动部上；
升降驱动齿轮(204)，固定设置在所述升降伺服电机(205)的输出轴上且与所述升降齿条(203)相啮合构成齿轮传动副；以及，
升降滑块(207)，固定设置在所述横移机构(300)的活动部上且与所述升降导轨(202)滑动配合构成直线运动副。


5.根据权利要求1所述的入炉抓取热处理工件的机...

【专利技术属性】
技术研发人员：简金权，龙罡，江涛，张甲辉，
申请(专利权)人：中国机械设备工程股份有限公司，中机国际工程设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11