一种用于高温锻件的机械手及其使用方法与流程

本发明属于机械手，尤其是涉及一种用于高温锻件的机械手及其使用方法。

背景技术：

1、高温锻件在锻造生产过程中，在高温锻造后，要用到高温锻件机械手进行抓取，然后将高温锻件转移到冷却区进行冷却。现有技术中的高温锻件的机械手，在夹取高温锻件转移时，存在以下缺陷：一：在夹持转移高温锻件并在此过程中对高温锻件降温时，没有充分转化利用高温锻件的高温烟气余热进行降温，造成了烟气的浪费；二：目前高温锻件的机械手，仅靠夹紧力对高温锻件进行夹紧固定，而在与高温锻件接触的一侧没有勾爪卡块限位，以及在夹持过程中对高温锻件底部没有限位阻挡作用，则容易导致高温锻件容易向下滑动甚至掉落，导致对高温锻件的夹持不够牢固可靠；三：在夹持高温锻件的过程中，高温锻件上冒出的高热烟气四处飘散，不仅容易造成车间环境的污染，而且容易导致车间环境的温度升高，影响工人的工作环境。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高温锻件的机械手及其使用方法，解决了现有技术中的高温锻件的机械手存在的没有充分转化利用烟气余热进行降温的问题；以及夹持不够牢固的问题，以及不能处理高温锻件上的高热烟气，容易导致车间环境的温度升高，影响工人的工作环境的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于高温锻件的机械手，包括机械手臂，机械手臂与夹持座连接，夹持座通过驱动件连接相互靠近或远离的第一夹持板和第二夹持板，夹持座中央底部设有吸风口，夹持座内在吸风口上部设有吸泵和冷凝器，夹持座内在冷凝器的出水端设有水道，水道底部设有多个漏水孔；

3、第一夹持板和第二夹持板在相面对的一侧均设有安装槽，安装槽内从上到下转动连接多个齿轮，每个齿轮上部均啮合连接一个第一齿条，第一齿条内部设有第一流道，齿条上下设有与第一流道相通的流孔；

4、第一夹持板和第二夹持板上方设有多个连通安装槽和漏水孔的第二流道，夹持座下方设有过孔板，过孔板用于将从漏水孔流出的冷凝水相对均散到高温锻件上，并且同时用于阻挡部分向上冒出的热气，并使热气冷凝成水；

5、第一夹持板内底部设有第一伸缩装置，第二夹持板上设有插入孔，第一伸缩装置的伸缩杆伸进插入孔内，第一伸缩装置的伸缩杆上设有多个漏孔，第二夹持板最下方的齿轮下方啮合连接有第二齿条，第二齿条底部设有可伸缩的限位杆，第一伸缩装置的伸缩杆上设有与限位杆对应的限位孔，第一伸缩装置伸出后，用于对高温锻件进行阻挡限位和支撑，并且在高温锻件下滑时，用于拉紧第一夹持板和第二夹持板的底部。

6、作为本发明的进一步改进，所述第一流道从远离高温锻件的一侧到靠近高温锻件的一侧逐渐向下倾斜设置。

7、作为本发明的进一步改进，所述过孔板通过支杆连在夹持座底部，并且第一夹持板和第二夹持板上设有避让过孔板的避让孔。

8、作为本发明的进一步改进，所述过孔板中部的截面形状为从上向下弯曲的弧形。

9、作为本发明的进一步改进，所述第一夹持板和第二夹持板均与夹持座滑动连接，且驱动件为驱动第一夹持板和第二夹持板移动的电动推杆。

10、作为本发明的进一步改进，所述第一齿条与第一夹持板或第二夹持板滑动连接。

11、作为本发明的进一步改进，所述第一齿条上设有能驱动其滑动的步进电机。

12、作为本发明的进一步改进，所述限位杆为电动推杆。

13、使用用于高温锻件的机械手的方法，包括如下步骤：

14、（1）夹紧：将第一夹持板和第二夹持板向外分开，并将第一夹持板和第二夹持板伸到高温锻件的两侧，控制第一夹持板和第二夹持板相互靠近，直至将高温锻件夹紧；之后，第一伸缩装置的伸缩杆伸出并插入到插入孔内；限位杆向下伸出插入到第一伸缩装置上的限位孔内；

15、（2）夹持转移和初步降温：机械手臂控制夹持座将高温锻件转移到冷却液内，在转移的过程中，冷凝器和吸泵打开，吸泵将高温锻件的热气向上吸附，冷凝器将吸附的热气冷凝成冷凝水，并从水道、漏水孔、第二流道、第一流道流向高温锻件或从水道、漏水孔、过孔板流向高温锻件进行降温，且冷凝水在降温高温锻件的过程中，受热逐渐气化成气体，气化的气体又向上进入到吸泵内再次冷凝成水，形成液化气化循环，且冷凝水在高温锻件上气化的过程中，能够吸热带走热量，进一步对高温锻件进行降温；而吸泵吸收热气的同时，吸力能够带动齿轮下侧向靠近高温锻件的一侧转动，齿轮转动从而向上带动高温锻件，避免高温锻件下滑；且在高温锻件如果产生一定的下滑后，下滑的高温锻件带动齿轮下侧向背离高温锻件的一侧转动，则齿轮转动后，会带动第一齿条靠近夹紧高温锻件，提高对高温锻件的加固力；

16、（3）冷却液中的散热、高温锻件表面硬度的检测：机械手臂带动夹持座在冷却液内不断甩动高温锻件，对高温锻件进行冷却；之后，第一伸缩装置的伸缩杆回缩，调整第一夹持板和第二夹持板分开，从而将高温锻件松开；然后打开步进电机，步进电机带动第一齿条不断来回移动，第一齿条来回移动的同时带动齿轮不断来回转动，从而搅动冷却液，便于将冷却液中的热气散出，促进高温锻件的降温散热；之后，操控驱动件移动第一夹持板，使第一夹持板上的齿轮与高温锻件接触，然后控制机械手臂不断上下移动夹持座，齿轮则边转动边上下移动，从而将热量带出液面，在此过程中，吸泵可将冷却液中带出的热量吸走，并转换为冷凝水流向冷却液内，促进高温锻件的降温，且同时，齿轮在高温锻件上不断来回移动和转动的过程，可以去除高温锻件上粘附灰尘，并且通过观察高温锻件上是否有划痕来对高温锻件的表面坚硬度进行初步检测；之后关闭步进电机、吸泵和冷凝器；

17、（4）重复步骤（1），将高温锻件夹紧，之后，机械手臂带动夹持座将高温锻件从冷却液中取出，然后转移到目的地。

18、通过使用用于高温锻件的机械手的方法，在将高温锻件夹持转移的过程中，不仅能够多方面提高对高温锻件的夹持力，而且能够对高温锻件进行循环降温，且能够避免烟气四溢，避免造成车间环境的污染或燥热；此外，在高温锻件在冷却液中冷却时，能够搅动冷却液，及时将冷却液中的热量散出，同时，在冷却液外侧，吸泵能够吸走产生的烟气和热量，多方面减少冷却液的升温，以提高对高温锻件的降热，另外还可以通过划动夹持座，从而检测高温锻件的表面硬度质量，使用一个装置和较少的步骤能够完成多方面功能。

19、相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

20、通过在夹持座上设吸风口，夹持座内设吸泵和冷凝器，在夹持座内设水道和漏水孔，在第一夹持板和第二夹持板上设安装槽，安装槽内设齿轮和与齿轮啮合的第一齿条；则在夹持高温锻件时，驱动第一夹持板和第二夹持板相互靠近，并将高温锻件夹紧，之后，第一伸缩装置的伸缩杆插进插入孔内，并且限位杆向下插入到限位孔内；则在夹持高温锻件的过程中，吸泵能够向上吸附高温锻件上的高热烟气，则冷凝器将高热烟气冷凝成冷凝水，冷凝水从水道流向漏水孔，漏水孔流下的冷凝水一部分从第二流道、流孔、第一流道流向高温锻件，另一部通过过孔板流向高温锻件，则冷凝水可以对高温锻件进行冷却，且在冷凝水与高温锻件接触冷却的过程中，不断受热气化，气化后的高温气体又向上吸附进吸泵内并转化成冷凝水并最终流下再对高温锻件进行降温，从而形成气化液化的循环，不断对高温锻件进行往复冷却，充分转化利用烟气余热进行降温，而且在冷凝水在高温锻件上气化的过程中，气化吸走高温锻件上的热量，对高温锻件的冷却效果较好；另外，在对高温锻件进行夹持夹紧时，吸泵向上吸附高热烟气的过程，一是吸泵本身对高温锻件有一个向上的吸力，二是向上流动的高热烟气对高温锻件有一个向上的拖动力，从而避免高温锻件下滑，提高对高温锻件的牢固度。

21、另外，吸泵吸附高温锻件的高热烟气，除了上述吸收热量将热气冷凝液化对高温锻件冷却，之后冷凝水再气化形成循环，以及对高温锻件产生向上的吸力阻止高温锻件下滑外，吸泵吸附高温热气还能减少高温锻件上的烟气四处飘溢，造成车间整体环境污染或燥热，提高工作环境舒适度。此外，在冷却液中冷却高温锻件时，吸泵还能够及时吸走冷却液中冒出的热量和烟气，避免冷却液温度极速升高，从而提高对高温锻件的冷却效果。

22、此外，齿轮的设置，一是齿轮的轮齿相当于限位卡块，用于卡撑高温锻件，如齿轮的轮齿插进高温锻件的凹陷处，高温锻件的凸出处插进齿轮的相邻的轮齿间隙内，从而能够卡夹高温锻件，避免仅依靠表面的摩擦力对高温锻件夹紧容易造成滑动的问题，夹持夹紧牢固度较高；二是，高温锻件上冒出的烟气能够充斥在齿轮的轮齿间隙内，并反向对高温锻件进行一定的压力夹持；从而从多方面提高对高温锻件的夹持固定力度，避免高温锻件滑脱。三是，在高温锻件产生下滑时，高温锻件带动齿轮下侧向远离高温锻件的一侧转动，则齿轮上侧带动第一齿条靠近高温锻件，从而使得第一齿条进一步夹紧高温锻件，则进一步夹紧高温锻件，即利用了高温锻件的下滑力通过齿轮的转化反向阻止高温锻件下滑；四是，齿轮和第一伸缩装置通过第二齿条相互配合，在高温锻件下滑使得齿轮转动后，齿轮通过第二齿条带动第一伸缩装置向靠近第二夹持板的一侧拽动，即在高温锻件下滑时，配合齿轮将下滑力转化为拉动力将第一夹持板和第二夹持板底部拽动靠近或有相互靠近趋势，从而更好的夹持固定高温锻件，避免第一夹持板和第二夹持板底部向外变形岔开，进一步夹紧固定高温锻件。五是，在冷却液中，齿轮相当于搅动轮，从而搅动搅拌冷却液，便于将冷却液中的热量散发出去；六是，可以划动高温锻件，从而检测高温锻件表面的硬度质量。

23、而对于第一伸缩装置，第一伸缩装置还能够在底部对高温锻件提供一定的限位支撑，避免高温锻件掉落。此外，在高温煅件向下压持第一伸缩装置时，第一伸缩装置中部的下压微量变形，会将两侧的第一夹持板和第二夹持板向中间拽动，提高夹紧力，且同时通过拽动第二齿条，使得与第二齿条对应的齿轮底部向靠近高温锻件的一侧转动，从而向上拖动高温锻件。

24、而对于过孔板，一是起到对冷凝水的均散和导流作用，从而将从漏水孔流下的一部分冷凝水均散导流到高温锻件的中部，从而能够均匀对高温锻件降温；二是，高热烟气在吸泵的吸力下上升遇到过孔板时，有一小部分热气直接遇到低温的过孔板直接冷凝成冷凝水，该部分冷凝水会直接向下滴到高温锻件上，加速冷凝液化效率，从而提高对高温锻件的降温效率。三是，过孔板能够充当过滤板，避免外部杂质灰尘能够进入到吸泵和冷凝器内，提高冷凝水的纯度的同时，减少吸泵和冷凝器的破坏。

25、2.通过将第一流道从远离高温锻件的一侧到靠近高温锻件的一侧逐渐向下倾斜设置，从而方便冷凝水向高温锻件流动。

26、3.通过将过孔板中部的截面形状为从上向下弯曲的弧形，从而方便将冷凝水向中部过渡导流。