一种多工位棒料拉伸机器人以及拉伸方法与流程

1.本发明涉及金属材料拉伸技术领域，具体涉及一种多工位棒料拉伸机器人以及拉伸方法。


背景技术：

2.拉伸试验是用于检测式样承受轴向载荷时，收集其材料变形后的相关数据，主要用于测定材料的弹性变形量、拉伸强度、伸长量等其他性能指标，通过固定在拉伸装置的夹具上，对材料以预定的速度施加拉力，直至材料断裂。
3.传统检测过程中，由于金属材料具有一定的刚性，并且传统标准拉伸试样其检验段直径近似，拉伸至极限断裂的瞬间对装置有着强大的冲击力，对试样两端的夹具质量具有一定影响，需要与之对应的缓冲装置，对其进行保护。
4.现有技术的缓冲装置，仅仅通过弹簧变形达到缓冲，长期使用后，其变形性能不稳定，从而无法迅速达到缓冲效果。
5.传统拉伸试验装置其采用人工将试样放置在夹具中，并自行与夹具进行对准后，进行拉伸试验，同一装置一次仅可测量一个试样，不断夹取放下，大大增加的工作量。


技术实现要素：

6.发明目的：提供一种多工位棒料拉伸机器人以及拉伸方法，有效解决了现有技术存在的上述问题。
7.技术方案：一种多工位棒料拉伸机器人，包括：机架，沿所述机架横向直线移动的拉伸机构，固定在所述机架并与所述拉伸机构平行设置的工作台；与所述工作台固定连接并与所述拉伸机构相对运动形成拉伸区域的传输装置，所述传输装置包括固定在所述工作台下方两端的移动滑轨，沿所述移动滑轨对称活动连接的移动盘，以及沿所述移动盘周向均匀分布并活动连接的多个压紧组件。传输装置能够有效带动试样与拉伸机构相对，移动盘沿移动滑轨相对运动，并且其运动方向与拉伸机构移动方向垂直，用于传输试样，从而减少拉伸机构的停歇时间，在拉伸试验结束后快速进行下一个工作，从而有效提高工作效率，压紧组件沿移动盘四周设置，对其进行施加一定压力。从而对传输装置进行保护，保证拉伸试验的有效性。
8.在进一步实施例中，所述移动盘沿宽度方向延伸预定距离开设有第一卡槽，所述第一卡槽沿长度方向以预定角度递增阵列延伸，沿所述第一卡槽之间外延角以相同预定角度递增阵列延伸形成第二卡槽。卡槽沿不同方向进行延伸，从而保证夹持组件的相对位置，提高数据的准确性。第二卡槽设置于一对第一卡槽之中，合理利用移动盘有效面积，增加试样一次传输数量，从而提高工作效率，并且第一卡槽与第二卡槽的尺寸规格不同，用于对应不同规格尺寸的夹紧组件，从而有效提高拉伸试验的实用性。
9.在进一步实施例中，所述第二卡槽其宽度由边缘逐渐靠近移动盘中部形成三角，
所述第二卡槽长度小于第一卡槽。第一卡槽与第二卡槽长度形成的尺寸差，改变了卡槽之间的距离数值，从而有效避免了同时设置不同规格尺寸的夹紧组件的限制性，实现了同时夹持不同规格的试样，根据实际生产需求，第一卡槽设置为长条形，对应常用拉伸试样的尺寸，从而提高工作效率，并提高移动盘的合理利用率，三角形设置的第二卡槽，其宽度尺寸变化率高，并且根据夹持组件的大小，从而有效不同规格尺寸的试样同时提高工作效率。
10.在进一步实施例中，所述压紧组件包括与所述移动盘平行设置的底板，与所述底板垂直且对称固定连接的过渡板，沿所述过渡板中心转动连接的转动轴，与所述转动轴同轴转动连接的压杆，以及与所述转动轴同步转动并固定在所述压杆侧端的阻尼器。转动轴以预定高度设置在移动盘侧端，从带动压杆转动，移动盘位移完成之后，压杆对移动盘实施一定的压力从而有效防止在拉伸实验过程中，移动盘随意移动，影响试验工作，压杆采用细长形，从而有效防止其阻碍夹紧组件工作，阻尼器与压杆相邻设置，从而有效缓冲移动盘对压杆的反省冲击力同时实现对移动盘的有效压紧。
11.在进一步实施例中，所述压紧组件至少为两对，其中一对对称活动连接在所述移动滑轨上，并与所述移动盘同步运动，另一对对称固定连接在所述移动滑轨侧端。对称设置的移动盘沿移动滑轨移动，同时带动两侧的压紧组件同步运动，从而实现不同方向的有效压紧。
12.在进一步实施例中，所述第一卡槽与第二卡槽中部均固定设置有夹持装置，所述夹持装置大小与卡槽宽度成正比变化，所述夹持装置包括，固定在所述移动盘两侧的锁紧螺母，与所述锁紧螺母配合转动的传送杆，以及沿所述传送杆末端轴向并以预定角度范围内移动的夹持机构。传送杆由卡槽的一端延伸至另一端，传送杆的尺寸对应与不同的夹持力，而试样大小与卡槽以及夹持装置相匹配，从而保证其足够的夹持力。锁紧螺母固定在卡槽侧端同时与传送杆螺纹配合，从而锁紧螺母的移动行程与传送杆末端固定连接的夹持机构相同，夹持机构伸缩至实现对试样的有效夹持，同时带动锁紧螺母与移动盘贴合，使整体夹持装置固定在移动盘上，提高夹持装置的稳定性。
13.在进一步实施例中，所述夹持机构包括与所述传送杆固定连接的推杆，沿所述推杆周向对称转动连接的转动杆，以及固定连接在所述转动杆末端并与转动杆同步运动的夹具。夹持机构用于实现对试样的夹持，传送杆移动推动推杆并带动夹具内部延伸形成一定角度，转动杆与推杆通过铰接活动连接，转动杆与夹具通过卡扣方式连接，从而推杆带动夹具伸展形成预定角度，并延伸至预定距离，夹具中部形成“t”型槽与试样端部配合，试样与推杆端面接触，传送杆反向转动，夹持机构复位实现有效夹紧。螺纹传动有效实现夹持机构的微量位移，并实现锁紧。
14.在进一步实施例中，所述传送杆轴向延伸并与所述移动盘固定连接有锁紧扣，所述锁紧扣截面呈“h”型。所述传送杆内部沿轴向延伸预定距离并与所述夹持机构固定连接有缓冲组件。锁紧扣内部固定有金属材质的弹片与夹持装置贴合，从而有效防止夹持机构松动，金属弹片根据夹持机构的移动而产生变形从而保证持续的压紧力，并且其表面光滑，有效避免对夹持组件的磨损同时对其具有一定的预紧力。
15.在进一步实施例中，所述缓冲组件包括与所述夹持机构固定连接的伸缩杆，沿所述伸缩杆周向延伸并与所述传送杆过渡配合的第一限位块，与所述第一限位块同轴并与所述传送杆卡扣固定连接的第二限位块，以及沿所述第一限位块以及第二限位块端面相对延
伸并固定连接的弹性件。通过缓冲装置对夹持整体进行保护，伸缩杆与推杆固定连接，从而将作用力通过推杆传送至缓冲装置内，推杆推动伸缩杆移动，伸缩杆末端固定连接有与第二限位块过渡配合的排气开关，弹性件采用弹簧利用其伸缩性先对冲击力进行第一次缓冲后，伸缩杆带动排气开关沿第二限位块移动实现对空气的压缩，从而实现二次缓冲。
16.此外，本发明提供一种多工位棒料拉伸机器人的拉伸方法，具体包括如下步骤：s1、移动盘沿移动滑轨移动至机架外部；s2、电机启动，带动传送杆转动，夹持机构延伸至锁紧扣外端，将试样按需放置在移动盘的夹持装置内；s3、传送杆感应到试样，反转电机，夹持机构带动试样同步复位，实现夹紧;s4、依次将需要检测试样放置在夹持装置内后，移动移动盘至拉伸机构下方；s5、试样与拉伸机构相对应，拉伸机构沿滑轨下移对试样另一端实现夹持；s6、拉伸机构启动，对试样进行拉伸；s7、一个试样完成，移动移动盘将下一试样与拉伸机构相对应，继续重复上述步骤，直至拉伸试验结束。
17.有益效果：本发明涉及一种多工位棒料拉伸机器人以及拉伸方法，包括机架、拉伸机构、工作台以及传输装置四部分，其中拉伸机构沿横向移动与传输装置的纵向移动相互配合，实现对试样的夹持，从而进一步实现拉伸，传输装置通过可移动式的多工位的移动盘实现与拉伸机构相对位移，同时一次传输多个试样，从而有效提高工作效率，同时夹持装置均设置有缓冲组件，采用弹簧与空气压缩组合两次缓冲，有效缓解拉伸机构对夹持装置的反向作用力，进一步对夹持装置进行保护，同时移动盘分开工作时，有效防止拉伸机构影响夹持装置的稳定性，从而有效实现拉伸试验与夹持工作同步进行。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构关系图。
19.图2为本发明中传输装置连接关系示意图。
20.图3为本发明中夹持装置的整体结构图。
21.图4为本发明中夹持装置中夹持机构的整体结构图。图5为本发明中缓冲组件的结构示意图。
22.图中各附图标记为：工作台1、滑轨2、拉伸机构3、机架4 、传输装置5、转动轴601、压杆602、阻尼器603、底板604、移动盘701、第一卡槽702、第二卡槽703、移动滑轨704、夹持机构801、锁紧扣802、弹片803、锁紧螺母804、传送杆805、转动杆8011、推杆8012、夹具8013、伸缩杆901、第一限位块902、弹簧903、第二限位块904、排气开关905、密封块906。
具体实施方式
23.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
24.本发明涉及一种多工位棒料拉伸机器人以及拉伸方法，如图1至图5所示，包括机
架4 、拉伸机构3、工作台1以及传输装置5四部分，具体方案如下：机架4 ，沿所述机架4 横向直线移动的拉伸机构3，固定在所述机架4 并与所述拉伸机构3平行设置的工作台1；机架4 沿方向固定设置有滑轨2，使拉伸机构3夹持试样后沿滑轨2直线运动，工作台1用于放置并夹持试样，与拉伸机构3配合使用，从而实现拉伸试验。而传统的拉伸装置需要人工将试样放置在夹持装置中，拉伸装置上仅仅依靠一对相对设置的夹持装置进行工作，如此需要人工来回更换试样并再次夹持，并且现有技术中的拉伸装置完成一次拉伸试验需要一定时间，如此大大增加了工作量。
25.与所述工作台固定连接并与所述拉伸机构相对运动形成拉伸区域的传输装置，所述传输装置包括固定在所述工作台下方两端的移动滑轨，沿所述移动滑轨对称活动连接的移动盘，以及沿所述移动盘周向均匀分布并活动连接的多个压紧组件。传输装置能够有效带动试样与拉伸机构相对，移动盘沿移动滑轨相对运动，并且其运动方向与拉伸机构移动方向垂直，用于传输试样，从而减少拉伸机构的停歇时间，在拉伸试验结束后快速进行下一个工作，从而有效提高工作效率，通过移动盘带动试样传送至预定位置后，拉伸装置对其进行工作，传统拉伸工作时，对试样两端同时进行施加拉力，而本发明中移动盘与移动滑轨活动连接，拉伸机构工作时，移动盘没有足够的反向作用力与拉伸机构的拉力进行平衡，而导致整体传输装置脱离，致使拉伸试验失败，压紧组件沿移动盘四周设置，对其进行施加一定压力。从而对传输装置进行保护，保证拉伸试验的有效性。所述压紧组件包括与所述移动盘平行设置的底板，与所述底板垂直且对称固定连接的过渡板，沿所述过渡板中心转动连接的转动轴，与所述转动轴同轴转动连接的压杆，以及与所述转动轴同步转动并固定在所述压杆侧端的阻尼器。转动轴以预定高度设置在移动盘侧端，从带动压杆转动，移动盘位移完成之后，压杆对移动盘实施一定的压力从而有效防止在拉伸实验过程中，移动盘随意移动，影响试验工作，根据移动盘上设置的卡槽位置来看，压杆采用细长形，从而有效防止其阻碍夹紧组件工作，而细长形的压杆在转动轴的带动下撞击移动盘，容易导致其损坏，阻尼器与压杆相邻设置，从而有效缓冲移动盘对压杆的反省冲击力同时实现对移动盘的有效压紧。
26.移动盘上固定的试样在进行拉伸试验之前与拉伸机构不在相对位置，需要移动盘对其进行传输至预定位置后实施工作，所述压紧组件至少为两对，其中一对对称活动连接在所述移动滑轨上，并与所述移动盘同步运动，另一对对称固定连接在所述移动滑轨侧端。对称设置的移动盘沿移动滑轨移动，同时带动两侧的压紧组件同步运动，从而实现不同方向的有效压紧。
27.试样拉伸过程中，试样所受到的拉力方向相反，且作用在同一轴线位置，而部分材料在拉伸至预定位置时，相对的作用力发生偏斜，从而使试棒的作用力发生偏移，试样提前受偏移力断裂。移动盘移动带动试样一次与拉伸机构进行相对夹持，每更换一个试样，移动盘上的夹紧组件与拉伸机构的同轴位置需要根据试样轴线位置进行调节，所述移动盘沿宽度方向延伸预定距离开设有第一卡槽，所述第一卡槽沿长度方向以预定角度递增阵列延伸，沿所述第一卡槽之间外延角以相同预定角度递增阵列延伸形成第二卡槽。卡槽沿不同方向进行延伸，夹紧组件带动试样沿卡槽位置移动至任意位置后，增加试样的固定位置点，实现试样的位置微调，从而保证夹持组件的相对位置，提高数据的准确性。第二卡槽设置于一对第一卡槽之中，合理利用移动盘有效面积，增加试样一次传输数量，从而提高工作效率，并且第一卡槽与第二卡槽的尺寸规格不同，用于对应不同规格尺寸的夹紧组件，从而有
效提高拉伸试验的实用性。
28.卡槽中部用于放置夹紧组件，并且卡槽大小与夹紧组件大小成正比，实际试验过程中，根据拉伸试验标准，不同的产品对应有不同规格尺寸的试样，从而夹紧组件的大小规格不同，由此卡槽内部需要实现放置不同规格尺寸的夹持组件，从而实现相互配合实用，有效实现拉伸试验，所述第二卡槽其宽度由边缘逐渐靠近移动盘中部形成三角，拉伸试验过程中，夹持组件卡扣式设置在卡槽中，移动盘的尺寸限制夹紧组件之间的相对位置，所述第二卡槽长度小于第一卡槽。第一卡槽与第二卡槽长度形成的尺寸差，改变了卡槽之间的距离数值，使靠近移动盘中部的卡槽之间的间距较大，避免了相邻夹紧组件之间的相互干扰，同时第二开槽位于第二卡槽端部，在保证最小规格尺寸的夹紧组件的有效工作的同时不妨碍第二卡槽上夹紧组件的工作，从而有效避免了同时设置不同规格尺寸的夹紧组件的限制性，实现了同时夹持不同规格的试样，实际生产中，根据主要营业加工的产品类型单一，其拉伸试样的尺寸规格种类偏少，从而大部分工厂所加工的拉伸试样具有常用规格尺寸，根据实际生产需求，第一卡槽设置为长条形，对应常用拉伸试样的尺寸，从而提高工作效率，并提高移动盘的合理利用率，三角形设置的第二卡槽，其宽度尺寸变化率高，并且根据夹持组件的大小，从而有效不同规格尺寸的试样同时提高工作效率。
29.根据标准试样尺寸的规定，实际生活中，试样的大小规格并不相同，并且在拉伸试验中，有效的夹持对试验结果起着重要作用，而传统规格的夹持装置无法与本发明中的移动盘相匹配，所述第一卡槽与第二卡槽中部均固定设置有夹持装置，所述夹持装置大小与卡槽宽度成正比变化，所述夹持装置包括，固定在所述移动盘两侧的锁紧螺母，与所述锁紧螺母配合转动的传送杆，以及沿所述传送杆末端轴向并以预定角度范围内移动的夹持机构。传送杆由卡槽的一端延伸至另一端，传送杆的尺寸对应与不同的夹持力，而试样大小与卡槽以及夹持装置相匹配，从而保证其足够的夹持力。锁紧螺母固定在卡槽侧端同时与传送杆螺纹配合，从而锁紧螺母的移动行程与传送杆末端固定连接的夹持机构相同，夹持机构伸缩至实现对试样的有效夹持，同时带动锁紧螺母与移动盘贴合，使整体夹持装置固定在移动盘上，提高夹持装置的稳定性，所述夹持机构包括与所述传送杆固定连接的推杆，沿所述推杆周向对称转动连接的转动杆，以及固定连接在所述转动杆末端并与转动杆同步运动的夹具。夹持机构用于实现对试样的夹持，传送杆移动推动推杆并带动夹具内部延伸形成一定角度，转动杆与推杆通过铰接活动连接，转动杆与夹具通过卡扣方式连接，从而推杆带动夹具伸展形成预定角度，并延伸至预定距离，夹具中部形成“t”型槽与试样端部配合，试样与推杆端面接触，传送杆反向转动，夹持机构复位实现有效夹紧。螺纹传动有效实现夹持机构的微量位移，并实现锁紧。
30.作为一个优选方案，所述传送杆轴向延伸并与所述移动盘固定连接有锁紧扣，所述锁紧扣截面呈“h”型。所述传送杆内部沿轴向延伸预定距离并与所述夹持机构固定连接有缓冲组件。夹持机构随着传送杆的推动而产生位移，从而实现夹持效果，锁紧扣对夹持机构的伸张角度进行限位，从而保证夹持机构形成预定角度，实现有效夹持，为进一步提高夹持装置的夹持效果，锁紧扣内部固定有金属材质的弹片与夹持装置贴合，从而有效防止夹持机构松动，金属弹片根据夹持机构的移动而产生变形从而保证持续的压紧力，并且其表面光滑，有效避免对夹持组件的磨损同时对其具有一定的预紧力。
31.拉伸试验完成后，试样突然断裂对夹持组件产生一定的冲击力，长时间使用，对夹
持组件的稳定性以以及夹持力都具有影响，夹持机构不断受到冲击，转动部位通过细杆连接极易发生损坏，所述缓冲组件包括与所述夹持机构固定连接的伸缩杆，沿所述伸缩杆周向延伸并与所述传送杆过渡配合的第一限位块，与所述第一限位块同轴并与所述传送杆卡扣固定连接的第二限位块，第二限位杆内部中空，其外端面与传送杆固定连接，内端面与伸缩杆间隙配合，形成空气柱，以及沿所述第一限位块以及第二限位块端面相对延伸并固定连接的弹性件。通过缓冲装置对夹持整体进行保护，伸缩杆与推杆固定连接，从而将作用力通过推杆传送至缓冲装置内，推杆推动伸缩杆移动，伸缩杆末端固定连接有与第二限位块过渡配合的排气开关，弹性件采用弹簧利用其伸缩性先对冲击力进行第一次缓冲后，伸缩杆带动排气开关沿第二限位块移动实现对空气的压缩，从而实现二次缓冲。
32.此外，本发明提供一种多工位棒料拉伸机器人的拉伸方法，具体工作方式如下：系统控制将移动盘沿移动滑轨移动至机架外部，用于接收试样，电机启动，带动传送杆转动，传送杆推动推杆使其沿直线移动，位于推杆两侧的夹具沿锁紧扣内部移动，传送杆同时传递推力，其推力大于锁紧扣的夹持力，从而夹具推动锁紧扣并形成预定角度，以便于放置试样，直至夹持机构延伸至锁紧扣外端，将试样按需放置在移动盘的夹持装置内，传送杆连接有感应器，当感应到试样时，反转电机，夹持机构带动试样同步复位，实现夹紧，采用单独控制的夹持装置，有效提高其传动效率，并且便于控制。重复上述步骤，依次将需要检测试样放置在夹持装置内，放置完毕后将移动盘移动至拉伸机构下方，使试样与拉伸机构相对应，转动轴带动压杆在移动盘预定位置进行压紧，四周的夹紧装置同时压紧，从而有效防止移动盘随意移动。拉伸机构沿滑轨下移对试样另一端实现夹持，拉伸机构启动，对试样进行拉伸，拉伸数据记录结束后，将相关试样取下，继续移动移动盘将下一试样与拉伸机构相对应，继续重复上述步骤，直至拉伸试验结束。
33.在拉伸机构工作过程中，位于夹具底部的缓冲组件始终对拉伸机构的反向冲击力进行缓冲，具体工作方式如下：反向冲击力传递至夹持机构中的夹具上并传递至与之相邻传送杆，传送杆传递至伸缩杆，伸缩杆受力向下移动，并带动第一限位块推动弹簧实现第一次缓冲，伸缩杆同时带动伸缩杆末端的排气开关，使底部空气流通至上腔体内，空气阻力与伸缩杆的力相平衡，从而达到二次缓冲效果。
34.同时，本发明中的拉伸方法可通过相向运动的移动盘，实现拉伸工作的同时进行对试样的夹持，具体工作方式为：移动盘沿移动滑轨相向运动后，分别置于机架两侧，机械手将试样按顺序摆放在都在夹持装置内，直至一块移动盘放置完毕后，现将配置完毕的移动盘移动至拉伸机构下方，进行拉伸工作，与此同时对另一移动盘进行配置，从而有效提高拉伸工作效率，减少拉伸机构的停歇时间，并且夹持装置内固定连接的缓冲组件随时对整体装置进行保护，有效防止拉伸工作对夹持装置的稳定性影响。
35.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。