一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备

1.一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，包括主支撑架(4)、Z轴上下运动机构、主滑块体(2)、X轴运动机构、可换指机械手(5)、Z轴电机(1)、X轴电机(3)；
所述Z轴上下运动机构包括底架(23)、第一滚珠丝杠组(9)、直线导轨(8)以及直线导轨(8)上的导轨滑块(10)；底架(23)通过螺栓竖直固定于主支撑架(4)上，第一滚珠丝杠组(9)包括滚珠丝杠(91)和丝母(92)，并由Z轴电机(1)驱动第一滚珠丝杠组(9)的滚珠丝杠(91)；
所述X轴运动机构包括第二滚珠丝杠组(14)、圆导轨副(15)、第二滑块(24)；第二滚珠丝杠组(14)包括滚珠丝杠(141)和滚珠丝杠上的丝母(142)，由X轴电机(3)驱动第二滚珠丝杠组(14)的滚珠丝杠(141)；所述圆导轨副(15)包括一根圆导轨(151)以及位于该圆导轨(151)上的第一滑块(152)；X轴运动机构与Z轴上下运动机构通过主滑块体(2)滑动连接；
可换指机械手(5)包括圆滑杆(19)以及与圆滑杆(19)相连的连接梁(18)，并通过连接梁(18)和圆滑杆(19)与X轴运动机构滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，Z轴上下运动机构还包括第一弹性联轴器(6)、上轴承座(7)、下轴承座(11)；所述上轴承座(7)和下轴承座(11)固定于所述底架(23)上下两侧，底架(23)左右两侧分别固定一根竖直的所述直线导轨(8)；滚珠丝杠(91)通过上轴承座(7)和下轴承座(11)固定于底架(23)上，并通过第一弹性联轴器(6)与底架(23)一侧的Z轴电机(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，X轴运动机构还包括底板座(22)、第二弹性联轴器(12)、轴承座一(13)和轴承座二(16)；所述轴承座一(13)和轴承座二(16)分别固定于底板座(22)左右两侧，其余两侧分别固定一组所述圆导轨副(15)以及一个所述第二滑块(24)；滚珠丝杠(141)通过轴承座一(13)和轴承座二(16)固定于底板座(22)上，并通过第二弹性联轴器(12)与X轴运动机构一侧的X轴电机(3)连接。
4.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，所述可换指机械手(5)还包括机械手端头(20)，锁紧螺钉(17)；圆滑杆(19)两端通过所述锁紧螺钉(17)分别与连接梁(18)和机械手端头(20)实现紧固连接。
5.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，X轴运动机构与Z轴上下运动机构的滑动连接方式为：所述主滑块体(2)一端通过螺栓连接Z轴上下运动机构的导轨滑块(10)和第一滚珠丝杠组(9)的丝母(92)实现与Z轴上下运动机构的配合定位，另一端通过螺栓与X轴运动机构的底板座(22)连接固定。
6.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，所述可换指机械手(5)与X轴运动机构的滑动连接方式为：连接梁(18)与第二滚珠丝杠组(14)中的丝母(142)以及圆导轨副(15)中的第一滑块(152)连接，且圆滑杆(19)套入到所述第二滑块(24)内。
7.根据权利要求4所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，所述机械手端头(20)包括7根手指以及手指支撑架，每根手指均采用耐热钢Cr25Ni20材料喷涂高温绝热材料，单根手指为三角形形状，前端细，后端粗，所有尖角处进行倒圆；每根手指均焊接于手指支撑架上；所述手指支撑架通过锁紧螺钉(17)与圆滑杆(19)实现紧固连接。
8.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，所述Z轴电机竖直安装于Z轴上下运动机构顶部，并通过螺栓安装定位；所述X轴电机水平安装于X轴运动机构左右两侧中的任一侧上，并通过螺栓安装定位。
9.根据权利要求1所述的一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其特征在于，所述多层箱式加热炉用的快速上下料设备还包括配重块(21)，所述配重块(21)通过螺栓连接主支撑架(4)上中间横梁后端位置。

一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备\n技术领域\n[0001] 本发明涉及汽车零部件热冲压设备技术领域，尤其涉及高强度钢板热冲压生产线中的多层气氛保护箱式炉上下料设备，具体为一种多层箱式加热炉用的快速上下料工业设备。\n背景技术\n[0002] 现有的箱式炉上下料工业设备使用电机与齿轮齿条结构配合运动，运行速度较慢，且针对单层箱式加热炉使用；其夹具采用倒勾机械手指夹持方式抓起板料，该板料厚度在10mm以上。高强钢热冲压生产线使用板料厚度小，需要从加热炉中快速下料，且需要与多层箱式气氛保护加热炉配合使用，一般的箱式炉进出料设备无法实现。\n发明内容\n[0003] 针对上述问题，本发明提供了一种多层箱式加热炉用的快速上下料设备，其上下料速度快，可以为多层箱式炉中的任何一层在4s内快速上下料；采用电机驱动滚珠丝杠快速上下运动，重复定位精度高，运行震动小，抓举位置准确。可以为厚度在3mm以下的薄板进行多层箱式加热炉快速上下料。\n[0004] 本发明提出的一种多层箱式加热炉用的快速上下料工业设备，包括主支撑架(4)、Z轴上下运动机构、主滑块体(2)、X轴运动机构、可换指机械手(5)、Z轴电机(1)、X轴电机(3)；\n[0005] 所述Z轴上下运动机构包括底架(23)、第一滚珠丝杠组(9)、直线导轨(8)以及直线导轨(8)上的导轨滑块(10)；底架(23)通过螺栓竖直固定于主支撑架(4)上，第一滚珠丝杠组(9)包括滚珠丝杠(91)和丝母(92)，并由Z轴电机(1)驱动第一滚珠丝杠组(9)的滚珠丝杠(91)；\n[0006] 所述X轴运动机构包括第二滚珠丝杠组(14)、圆导轨副（15）、第二滑块(24)；第二滚珠丝杠组(14)包括滚珠丝杠(141)和滚珠丝杠上的丝母(142)，由X轴电机(3)驱动第二滚珠丝杠组(14)的滚珠丝杠(141)；所述圆导轨副(15)包括一根圆导轨(151)以及位于该圆导轨(151)上的第一滑块(152)；X轴运动机构与Z轴运动机构通过主滑块体(2)滑动连接；\n[0007] 可换指机械手(5)包括圆滑杆(19)以及与圆滑杆(19)相连的连接梁（18），并通过连接梁（18）和圆滑杆(19)与X轴运动机构滑动连接。\n[0008] 优选地，Z轴运动机构还包括第一弹性联轴器(6)、上轴承座(7)、下轴承座(11)；\n所述上轴承座(7)和下轴承座(11)固定于所述底架(23)上下两侧，底架(23)左右两侧分别固定一根竖直的所述直线导轨(8)；滚珠丝杠(91)通过上轴承座(7)和下轴承座(11)固定于底架（23）上，并通过第一弹性联轴器(6)与底架(23)一侧的Z轴电机(1)连接。\n[0009] 优选地，X轴运动机构还包括底板座(22)、第二弹性联轴器(12)、轴承座一(13)和轴承座二(16)；所述轴承座一(13)和轴承座二(16)分别固定于底板座(22)左右两侧，其余两侧分别固定一组所述圆导轨副(15)以及一个所述第二滑块(24)；滚珠丝杠(141)通过轴承座一(13)和轴承座二(16)固定于底板座(22)上，并通过第二弹性联轴器(12)与X轴运动机构一侧的X轴电机(3)连接。\n[0010] 优选地，所述可换指机械手(5)还包括机械手端头(20)，锁紧螺钉(17)；圆滑杆(19)两端通过所述锁紧螺钉(17)分别与连接梁（18）和机械手端头(20)实现紧固连接。\n[0011] 优选地，X轴运动机构与Z轴运动机构的滑动连接方式为：所述主滑块体(2)一端通过螺栓连接Z轴运动机构的导轨滑块(10)和第一滚珠丝杠组(9)的丝母（92）实现与Z轴运动机构的配合定位，另一端通过螺栓与X轴运动机构的底板座(22)连接固定。\n[0012] 优选地，所述可换指机械手(5)与X轴运动机构的滑动连接方式为：连接梁（18）与第二滚珠丝杠组(14)中的丝母(142) 以及圆导轨副(15)中的第一滑块(152)连接，且圆滑杆(19)套入到所述第二滑块(24)内。\n[0013] 优选地，所述机械手端头(20)包括7根手指以及手指支撑架，每根手指均采用耐热钢Cr25Ni20材料喷涂高温绝热材料，单根手指为三角形形状，前端细，后端粗，所有尖角处进行倒圆;每根手指均焊接于手指支撑架上;所述手指支撑架通过锁紧螺钉(17)与圆滑杆(19)实现紧固连接。\n[0014] 优选地，所述Z轴电机竖直安装于Z轴运动机构顶部，并通过螺栓安装定位；所述X轴电机水平安装于X轴运动机构左右两侧中的任一侧上，并通过螺栓安装定位。\n[0015] 优选地，所述多层箱式加热炉用的快速上下料设备还包括配重块（21），所述配重块(21)通过螺栓连接主支撑架(4)上中间横梁后端位置。\n[0016] 采用本发明后，其有益效果在于：\n[0017] 第一，端持板料重量小，可以采用圆滑杆自为导轨在X轴运动机构上面滑动，同时支撑机械手指端持板料。\n[0018] 第二，X轴支撑座采用圆导轨支撑并导向，大功率电机直接驱动滚珠丝杠组，滚珠丝杠组传动，滚珠丝杠与圆导轨同一水平面安装，降低了安装难度，省略了减速机结构，减小了滑动单元整体重量，更好的实现机械手快速运动。\n[0019] 第三，Z轴支撑座采用直线支撑并导向，大功率电机直接驱动滚珠丝杠组，滚珠丝杠组传动，省略了减速机结构，降低了整体重量，更好的实现滑动单元快速加减速上下运动。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明一个实施例的整体结构主视图。\n[0021] 图2为本发明一个实施例的整体结构左视图。\n[0022] 图3为本发明一个实施例的Z轴运动机构示意图。\n[0023] 图4为本发明一个实施例的X轴运动机构示意图。\n[0024] 图5为本发明一个实施例的可换指机械手示意图。\n具体实施方式\n[0025] 下面参考说明书附图描述根据本发明实施例的多层箱式加热炉用的快速上下料设备。\n[0026] 图1为本发明一个实施例的多层箱式加热炉用的快速上下料工业机器人的结构示意图。\n[0027] 如图1、图2所示，本实施例中的多层箱式加热炉用的快速上下料工业机器人，包括主支撑架4、配重块21、Z轴上下运动机构、主滑块体2、X轴运动机构、可换指机械手5、Z轴电机1、X轴电机3。\n[0028] Z轴上下运动机构竖直布置，固定于主支撑架4上，由Z轴电机1驱动Z轴上下运动机构中的滚珠丝杠组9；主滑块体2通过螺栓固定连接于Z轴上下运动机构的导轨滑块\n10以及滚珠丝杠组9中的丝母；X轴运动机构水平布置，通过螺栓固定连接于主滑块体2，与Z轴上下运动机构相互垂直，由X轴电机3驱动滚珠丝杠组14；X轴运动机构通过与圆导轨副15、第二滑块24等构件的滑动配合实现对可换指机械手5的滑动支撑。\n[0029] 具体情况如下：\n[0030] 如图3所示，Z轴运动机构包括底架23、弹性联轴器6、上轴承座7、第一滚珠丝杠组9、下轴承座11、直线导轨8以及导轨滑块10。底架23通过螺栓固定于主支撑架4的竖直支撑面上，底架23上下两侧分别固定（螺栓固定）所述上轴承座7和下轴承座11，左右两侧则分别固定一根竖直的直线导轨8，滚珠丝杠组9包括滚珠丝杠91和滚珠丝杠91上的丝母92。滚珠丝杠91同样位于竖直方向，与直线导轨8相互平行，两端通过上轴承座7和下轴承座11竖直固定于底架23上，顶端通过弹性联轴器6与底架23顶部的Z轴电机1连接，使用Z轴电机1驱动滚珠丝杠91。底架23左右两侧的两条直线导轨8相互平行，每条直线导轨8上布置2个与直线导轨8滑动配合的导轨滑块10，导轨滑块10和滚珠丝杠上的丝母92通过螺栓固定连接主滑块体2。\n[0031] 如图4所示，X轴运动机构包括底板座22、弹性联轴器12、轴承座一13、第二滚珠丝杠组14、圆导轨副15、轴承座二16以及第二滑块24。底板座22左右两侧分别固定（螺栓固定）所述轴承座一13和轴承座二16，前后两侧（水平方向上临近Z轴运动机构侧和远离Z轴运动机构侧）则分别固定一组圆导轨副15。此外，底板座22前后两侧还分别设置有与可换指机械手5的圆滑杆19相互配合的第二滑块24，以便将所述第二滑块14套入圆滑杆19中，配合可换指机械手5左右滑动。滚珠丝杠组14包括滚珠丝杠141和滚珠丝杠上的丝母142，滚珠丝杠141两端通过轴承座一13和轴承座二16水平固定于底板座22上，其中一端通过弹性联轴器12与X轴运动机构一侧（本实施例中为左侧）的X轴电机3连接，使用X轴电机3驱动滚珠丝杠141。底板座22前后两侧的每组圆导轨副15包括一根圆导轨151以及位于该圆导轨151上的第一滑块152，圆导轨副15中的圆导轨151位于水平方向，与滚珠丝杠组14中的滚珠丝杠141相互平行。底板座22通过螺栓固定连接于主滑块体2，实现X轴运动机构与Z轴运动机构的滑动连接，使得X轴运动机构能够在Z轴上上下移动，并间接带动可换指机械手5在Z轴上的上下移动。\n[0032] 如图5所示，可换指机械手5与X轴运动机构滑动连接，并位于X轴电机3的相反侧（本实施例中位于X轴运动机构的右侧），从可换指机械手5手指端开始，依次包括机械手端头20，锁紧螺钉17，圆滑杆19，连接梁18。机械手端头20端头端持板料，圆滑杆19两端伸出带有螺钉孔的细轴，分别插入连接梁18与机械手端头20对应位置，通过锁紧螺钉17锁紧，实现圆滑杆19与连接梁18和机械手端头20的紧固连接，例如可以通过松紧锁紧螺钉17更换或安装机械手端头20。连接梁18通过螺栓与X轴运动机构的滚珠丝杠组14中的丝母142以及圆导轨副15中的第一滑块152连接，同时基于套入到底板座22前后两侧第二滑块24内的圆滑杆19与该第二滑块24的配合，实现可换指机械手5与X轴运动机构的滑动连接，使得可换指机械手5在X轴上的左右移动。\n[0033] 本实施例中所述机械手端头20包括7根手指以及手指支撑架，每根机械手指均采用耐热钢Cr25Ni20材料喷涂高温绝热材料，单根手指为三角形形状，前段细，后端粗，所有尖角处进行倒圆;每根手指均焊接于手指支撑架上;所述手指支撑架通过锁紧螺钉17与圆滑杆19实现紧固连接。\n[0034] 配重块21和主支撑架4使用螺栓连接，例如所述配重块21可以通过螺栓连接主支撑架4上中间横梁后端位置。\n[0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。