一种圆棒料投料机械臂的制作方法

1.本实用新型应用于真空雾化制粉技术领域，涉及圆棒料连续加料的加料机构，具体是圆棒料投料用机械臂。


背景技术：

2.圆棒料感应气雾制粉设备是一种洁净雾化制粉设备，可适用于活性强的金属或合金材料（如钛合金）的雾化制粉。雾化前，雾化室真空预抽和惰性气体回填，构造洁净雾化环境。棒料母材底端通过感应圈，采用非接触的感应加热熔化。液态金属在重力作用下向底部汇聚（类似于熔池的效果），当液态金属表面张力不足以克服重力时，液态金属脱离成液滴，液滴在重力作用下自由落体，穿越高压雾化喷盘中心孔到达喷盘的雾化区。液滴在高压高速雾化气流冲击下迅速破碎、沉降，在沉降过程中逐渐冷却凝固成金属粉末。一根圆棒料雾化完后，破真空，开启舱门，卸下料头，更换新圆棒料，重复上述循环。在雾化过程中，母材只与惰性雾化气体接触，无氧化污染，金属粉末洁净，成分与圆棒料一致。
3.上述感应气雾制粉工艺的设备间歇式雾化，基本可以满足实验室中雾化实验要求，但无法满足工业批量生产的要求，所以，上述送料方式必须进行改进，将棒料一次性全部放入真空惰性气体环境中，圆棒料与料头的连接全部采用机械自动连接，在整个雾化生产过程中，不破坏真空度。为此，申请人研发了新型送料机构，全部棒料水平放置，与送料装置一起处于真空惰性环形下，先采用水平送料，然后翻转90
°
，将圆棒料垂直竖起，将竖起的圆棒料与感应熔化的料头对接。
4.公告号cn206215921u中连续送料器具有向下运动和自传功能，公布号cn111014681a和cn110181067a中图示的送料机构也是向下移动送料，公布号cn109382522a和cn114888297a为棒料竖直旋转向下送料，这些送料方式与上述垂直送料一致。公布号cn114951674a公开了旋转电极雾化制粉用连续进料机构、制粉设备和制粉方法，将竖直送料雾化制粉改为水平送料雾化制粉，在向雾化室送料之前设计了过渡料仓，保证送料自有氧状态到无氧状态的过渡。目前检索的专利申请中，没有检索到棒料竖直雾化、横向进料的送料装置。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题是：提供一种圆棒料投料机械臂，将水平圆棒料翻转为垂直状态，与定心夹具一起，实现与料头的准确连接，从而实现圆棒料的连续雾化。
6.本实用新型所采用的技术方案是：圆棒料投料机械臂包括定心夹具、伸缩机构和翻转机构；所述翻转机构包括翻转架和转轴，所述翻转架由辐板和支撑板连接，所述转轴与辐板固定连接。所述伸缩机构安装在支撑板上，所述定心夹具安装在伸缩机构的连接板上。
7.进一步，伸缩机构包括连接板、伸缩驱动杆、气缸ⅰ、支撑块、伸缩桁架。所述伸缩桁架为通过连杆销轴铰链接的连杆结构，该伸缩桁架上端通过铰链接的支撑块连接连接板，下端通过铰链接的支撑块连接支撑板。所述伸缩驱动杆与两个所述伸缩桁架的连杆销轴连
接。所述气缸ⅰ的缸杆与伸缩驱动杆连接，所述气缸ⅰ的缸体固定在支撑板上。为稳定伸缩桁架，调整连杆销轴轴向尺寸间隙，所述伸缩驱动杆与伸缩桁架铰链接的连杆销轴上安装调整块。为调整气缸ⅰ缸杆的伸缩位置，在缸杆尾端安装调整螺母作为气缸ⅰ调整机构。
8.进一步，所述伸缩机构包括导向套、导向杆，所述导向套固定安装在支撑板上，所述导向杆固定安装在连接板上，该导向杆插入导向套中，与导向套滑动连接，可为连接板的伸缩提供导向。
9.进一步，所述伸缩机构包括电机、螺杆、螺母，所述电机固定安装在支撑板的下面，输出轴与螺杆连接，所述螺杆与螺母螺纹连接，所述螺母与连接板固定连接。电机可带动螺杆旋转，带动螺母平移，实现连接板的伸缩。
10.进一步，所述定心夹具包括卡爪、固定板、夹具销轴、拉簧、气缸ⅱ；所述固定板与连接板固定连接，该固定板两端通过夹具销轴转动连接卡爪，在卡爪的驱动端上安装有拉簧和气缸ⅱ，所述气缸ⅱ能驱动该驱动端张开，所述拉簧能拉力驱动端缩回。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型安装在与雾化室连通的真空惰性环境下，圆棒料一次装料，全部雾化完成后破真空，实现连续雾化，满足连续生产的要求。本实用新型将水平圆棒料翻转为垂直状态，由雾化室中的夹具夹接，实现与料头的对心连接。
附图说明
12.图1为实施例1主视结构示意图；
13.图2为图1俯视结构示意图；
14.图3为图1的左视图；
15.图4为定心夹具结构示意图；
16.图5为实施例1翻转送料示意图；
17.图6为实施例2结构示意图；
18.图7为实施例3结构示意图；
19.图8为本实用新型接料工作示意图；
20.其中：1-定心夹具、2-圆棒料、3-连接板、4-伸缩驱动杆、5-气缸ⅰ、6-支撑块、7-伸缩桁架、8-支撑板、9-气缸ⅰ调整机构、10-辐板、11-转轴、12-连杆销轴、13-调整块、14-旋转定位块、15-平移定位块、16-导向套、17-导向杆、18-电机、19-螺杆、20-螺母、21-送料槽板；
21.101-卡爪、102-固定板、103-夹具销轴、104-拉簧、105-气缸ⅱ、106-安装孔。
具体实施方式
22.实施例1。
23.本实施例投料机械臂结构见附图1-3，附图1为本实施例结构主视图，附图2为俯视图，附图3为左视图。投料机械臂包括定心夹具1、伸缩机构和翻转机构。
24.所述翻转机构包括翻转架和转轴11，翻转架由辐板10和支撑板8固定连接、或焊接，或为一体结构，本实施例采用紧固件连接。转轴11与辐板10固定连接，可以是附图1所示的键连接、或附图2所示的焊接。当转轴11旋转时，辐板10同时旋转。
25.伸缩机构安装在翻转机构上，包括连接板3、伸缩驱动杆4、气缸ⅰ5、支撑块6、伸缩桁架7等。伸缩桁架7为通过连杆销轴12铰链接的连杆结构，如附图1所示。伸缩桁架7的上端
通过支撑块6连接连接板3，在连接板3上，安装定心夹具1，本实施例用紧固件将定心夹具1安装在连接板3的两端。伸缩桁架7的下端通过支撑块6连接支撑板8。为保证伸缩桁架7连杆结构的伸缩，伸缩桁架7与支撑块6通过连杆销轴12铰链接。为保证连接板3的稳定性，本实施例采用对称的两个伸缩桁架7，伸缩驱动杆4与两个伸缩桁架7的连杆销轴12连接，这样，两个伸缩桁架7在支撑块6和连杆销轴12的限定作用下，只能做伸缩移动。气缸ⅰ5的缸杆与伸缩驱动杆4连接，气缸ⅰ5的缸体固定在支撑板8上。当气缸ⅰ5的缸杆伸缩时，可带动伸缩驱动杆4运动，伸缩驱动杆4带动连杆结构的伸缩桁架7进行伸缩，实现连接板3及其上面的圆棒料2的伸缩平移。为约束伸缩桁架7，保证连杆运行的稳定性，伸缩驱动杆4与伸缩桁架7铰链接的连杆销轴12安装调整块13，用调整块13的厚度调整伸缩驱动杆4与伸缩桁架7在连杆销轴12上的间距，保证两者不能在连杆销轴12上产生轴向位移。
26.为调整气缸ⅰ5的伸缩距离，本实施例安装了气缸ⅰ调整机构9，通常情况下，气缸伸缩调节可采用控制器和电磁阀控制，为保证伸缩一致性，避免长时间使用产生偏差，本实施例采用机械结构，在缸杆的尾端安装调整螺母，采用螺纹微调螺母在缸杆上的位置，从而调整气缸的伸缩距离。也就是在缸杆的尾端加工螺纹，安装螺母。当缸杆伸出时，螺母与气缸的底部接触，限制了缸杆的伸出移动，保证了缸杆伸出的距离。
27.定心夹具1的结构见附图4，包括卡爪101、固定板102、夹具销轴103、拉簧104、气缸ⅱ105等。该定心夹具同日申请了实用新型专利，具体结构见申请材料，本技术重点说明其工作原理和工作过程。固定板102上加工有安装孔106，安装孔106用于与连接板3的紧固件连接，固定板102的两端通过夹具销轴103转动连接卡爪101，卡爪101的上部为夹持端，下部为驱动端，在驱动端上安装有拉簧104和气缸ⅱ105，气缸ⅱ105接通高压空气，向气缸ⅱ105中送入高压空气，气缸ⅱ的缸杆伸出，卡爪上部夹持端夹持圆棒料2，气缸ⅱ中的高压空气泄压，拉簧104的拉力将气缸ⅱ中的空气排出，同时卡爪回位，释放圆棒料2。为限定气缸ⅱ的移动，气缸ⅱ与固定板102固定连接，这样可以保证两个卡爪同时动作，旋转同样的角度，从而保证圆棒料的定心。
28.附图5为本实施例翻转送料工作示意图，定心夹具1承接圆棒料后，转轴11旋转，翻转架旋转，当翻转架接触旋转定位块14时，圆棒料2处于垂直，然后气缸ⅰ5伸出，伸缩驱动杆4带动伸缩桁架7伸出，当圆棒料2接触平移定位块15后，圆棒料定位，由雾化室中的夹具夹接圆棒料，投料机械臂完成投料操作。随后定心夹具1松开圆棒料，气缸ⅰ和伸缩桁架7缩回，翻转架旋回，准备承接下一根圆棒料。
29.实施例2。
30.本实施例是在实施例1的基础上的变更，伸缩机构由连杆机构改为导向机构，其结构如附图6所示。伸缩机构包括导向套16、导向杆17，导向套16固定安装在支撑板8上，导向杆17固定安装在连接板3上，导向杆17插入导向套16中，和导向套16滑动连接。气缸ⅰ5的缸杆固定连接连接板3，缸杆伸缩带动连接板3的移动，在连接板3移动过程中，导向杆17和导向套16起到导向定位作用。
31.实施例1中的连接板3由连杆机构的伸缩桁架7支撑，由于伸缩桁架7的稳定性差，投料机械臂接料时，圆棒料滚动接料产生的冲击会影响伸缩桁架7的晃动，及其中心位置，冲击通过伸缩桁架7和伸缩驱动杆4作用在气缸ⅰ上，会影响气缸ⅰ的密封性。本实施例通过导向杆17和导向套16避免了连接板3的位移，保证圆棒料顺利接料，同时，可利用导向套16
的高度对连接板3进行定位，圆棒料的冲击作用在导向套16上，而不作用在气缸ⅰ5上。另外，当圆棒料垂直时，实施例1中的圆棒料2、定心夹具1、连接板3、伸缩桁架7等的重量全部作用在气缸ⅰ5的缸杆上，本实施例中的圆棒料2、定心夹具1、连接板3的重量作用在导向杆17上，避免气缸ⅰ5的缸杆受力，保证了气缸ⅰ5的使用寿命。
32.实施例3。
33.本实施例是在实施例2的基础上的变更，将气缸ⅰ变更为电机18和螺杆机构，如附图7所示。气缸ⅰ长时间工作后，会存在密封不严的缺陷，由于整个投料机械臂安装在真空惰性气体环境中，若气缸ⅰ中的高压空气泄漏，会污染雾化室的惰性气体环境，恶化圆棒料雾化质量。
34.电机18固定安装在支撑板8的下面，螺杆19与螺母20螺纹连接，螺母20与连接板3固定连接，螺杆19与电机18的输出轴连接，与输出轴同步旋转。但电机旋转时，螺杆19旋转，螺母20带动连接板3在导向杆17和导向套18的导向作用下做伸缩移动。当圆棒料2处于垂直位置时，可实现圆棒料的平移。
35.在上述两个实施例中，平移定位块15和气缸ⅰ调整机构9均是限定圆棒料平移时的定位，两者作用相同，功能重叠，所以本实施例中的螺杆机构可以省去气缸ⅰ调整机构9，只采用平移定位块15实现圆棒料的定位。
36.本实用新型接料示意图见附图8，多个圆棒料2水平放置在与雾化室连通的物料仓内，该物料仓与雾化室一样，保持真空惰性环境。圆棒料2自物料仓底部的落料口落下，进入送料槽板21的凹槽内，如附图8左侧所示，然后送料槽板21旋转，送料槽板21的圆弧边支撑物料仓落料口的圆棒料不下落，凹槽内的圆棒料进入本实用新型上的定心夹具1内，然后定心夹具1加持圆棒料，翻转架旋转送料。
37.本实用新型安装在与雾化室连通的真空惰性环境下，圆棒料一次装料，全部雾化完成后破真空，实现连续雾化，满足连续生产的要求。本实用新型将水平圆棒料翻转为垂直状态，由雾化室中的夹具夹接，与料头对心连接，连续雾化。
38.目前，本实用新型的实施例2已经供货，在调试过程中，投料机械臂的动作、料头对接等达到预期目的，实验操作证明，本实用新型操作可靠，送料平稳，满足连续雾化生产的要求。