全自动料车及热处理生产线的制作方法

1.本发明属于金属热处理领域，涉及大、中型工件的热处理生产线布置，特别是涉及一种全自动料车。


背景技术：

2.热处理炉应用场景千差万别，不同的处理工件，不同的热处理工艺，不同的产品产量，往往应用不同的热处理设备。设备的合理选用，会带来更好的产品质量和生产效率。
3.目前，在一些配合箱式加热炉、回火炉等设备一起组成调质、回火热处理生产线上，工作环境较差，工件转移和工序控制上仍然需要人工操作，人工参与不仅工作效率低，而且增加了产品热处理质量的不一致性和不可控性，从一定程度上增加了生产成本，不适合应用于大中型工件的热处理。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种全自动料车及热处理生产线，以解决上述现有热处理生产线所存在的人工参与工作效率低、产品热处理质量不一致以及生产成本高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种全自动料车，包括：
7.车架，所述车架包括竖向支架和横向支架，所述竖向支架位于所述横向支架的一侧，所述横向支架垂直于所述竖向支架设置，且所述横向支架的一端连接于所述竖向支架的顶端；
8.料叉，所述料叉用于托载工件，其与一料叉驱动机构相连，所述料叉驱动机构安装于所述横向支架或所述竖向支架上，所述料叉驱动机构能够驱动所述料叉移动，以转移所述工件；
9.自动行走机构，所述自动行走机构包括上行走轮组和下行走轮组，所述下行走轮组安装于所述竖向支架的底端，所述上行走轮组安装于所述横向支架的另一端；所述上行走轮组配置有上行走轮驱动，所述下行走轮组配置有下行走轮驱动；
10.上导轨机构，所述上导轨机构包括上导轨和导轨支架，所述上导轨通过所述导轨支架支设于所述横向支架的另一侧，所述上导轨用于支撑并导引所述上行走轮组。
11.可选的，所述料叉驱动机构包括：
12.料叉平移调节机构，所述料叉平移调节机构设置于所述横向支架上，用于驱动所述料叉沿所述横向支架的延伸方向移动；
13.料叉升降调节机构，所述料叉升降调节机构连接于所述料叉平移调节机构上；所述料叉设置于所述料叉升降调节机构上，所述料叉升降调节机构用于驱动所述料叉沿所述竖向支架的延伸方向移动。
14.可选的，所述料叉平移调节机构包括：
15.横向滑轨，所述横向滑轨设置于所述横向支架上，且所述横向滑轨平行于所述横
向支架设置；
16.平移滑块，所述平移滑块滑动安装于所述横向滑轨上；所述料叉升降调节机构连接于所述平移滑块上；
17.平移驱动，所述平移驱动均设置于所述横向支架上，且所述平移驱动与所述平移滑块相连，以驱动所述平移滑块沿所述横向滑轨移动。
18.可选的，所述料叉升降调节机构包括：
19.竖向滑轨，所述竖向滑轨垂直于所述横向支架设置，且所述竖向滑轨的顶端连接于所述平移滑块；
20.升降滑块，所述升降滑块滑动安装于所述竖向滑轨上，所述料叉连接于所述升降滑块上；
21.升降驱动，所述升降驱动与所述升降滑块相连，以驱动所述升降滑块沿所述竖向滑轨移动。
22.可选的，所述平移驱动为齿轮齿条驱动机构；所述升降驱动为动滑轮驱动机构。
23.可选的，所述上行走轮驱动为上行走轮驱动电机。
24.可选的，所述下行走轮驱动为下行走轮驱动电机。
25.同时，本发明提出一种热处理生产线，包括箱式加热炉、淬火槽和如上所述的全自动料车，其中：
26.所述箱式加热炉和所述导轨支架设置于所述横向支架的同一侧，所述淬火槽位于所述箱式加热炉与所述竖向支架之间；所述淬火槽内填充有淬火液。
27.可选的，还包括控制系统，所述控制系统与所述箱式加热炉、所述料叉驱动机构通讯连接。
28.可选的，还包括激光测距组件，所述激光测距组件安装于所述竖向支架或所述横向支架上，所述激光测距组件与所述控制系统通讯连接。
29.可选的，还包括设备检测组件和报警组件，所述设备检测组件和所述报警组件均与所述控制系统通讯连接。
30.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
31.本发明提出的全自动料车，结构设计合理，车架包括竖向支架和垂直安装于竖向支架顶端的横向支架，形成一高跨车架并架设于由箱式加热炉、回火炉等热处理设备组成的系统上方，高跨车架具有行走机构，配合移动灵活的料叉能够替代人工进行热处理工艺中工件的转移，设计新颖，功能拓展，运行稳定可靠，降低了工人工作强度，为热处理生产线添砖加瓦，应用前景广阔，实用性强。
32.此外，本发明提出一种包含上述全自动料车的热处理生产线，料车及生产线中其它设备的运行都是自动运行，通过全自动化、全程可控的更新设计，解决了工件热处理工艺中人工参与的不可控性，保证了产品热处理质量的一致性，同时改善了工作环境，提高了工作效率，降低生产成本。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例所公开的包含全自动料车的热处理生产线的示意图。
35.其中，附图标记为：
36.100、全自动料车；
37.1、竖向支架；2、横向支架；3、料叉；4、工件；5、上行走轮组；6、下行走轮组；7、下行走轮驱动电机；8、上导轨；9、导轨支架；10、平移驱动；11、竖向滑轨；12、升降滑块；13、升降驱动；14、动滑轮驱动机构；
38.200、箱式加热炉；
39.300、淬火槽。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明的目的之一是提供一种全自动料车，以解决现有热处理生产线所存在的人工参与工作效率低、产品热处理质量不一致以及生产成本高的问题。
42.本发明的另一目的还在于提供一种具有上述全自动料车的热处理生产线。
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
44.实施例一
45.如图1所示，本实施例提供一种全自动料车100，主要包括车架、料叉3、自动行走机构和上导轨机构，车架包括竖向支架1和横向支架2，竖向支架1垂直于地面设置，且位于横向支架2的一侧，横向支架2垂直于竖向支架1设置，且横向支架2的一端连接于竖向支架1的顶端；料叉3用于托载工件4，其与一料叉驱动机构相连，料叉驱动机构安装于横向支架2或竖向支架1上，料叉驱动机构能够驱动料叉3移动，以转移工件4；自动行走机构包括上行走轮组5和下行走轮组6，下行走轮组6安装于竖向支架1的底端，上行走轮组5安装于横向支架2的另一端的下方，上行走轮组5配置有上行走轮驱动，下行走轮组6配置有下行走轮驱动，以实现上述上行走轮组5和下行走轮组6的自动运行。上导轨机构包括上导轨8和导轨支架9，上导轨8通过导轨支架9支设于横向支架2的另一侧，上导轨8用于支撑并导引上行走轮组5，即车架整体移动时，上行走轮组5沿上导轨8移动。上述方案中，全自动料车100采用一轮组(或称之为“一脚”)在上、一轮组(或称之为“一脚”)在下，且上行走轮组5和下行走轮组6均配置行走轮驱动，可同步运行，从而可以实现工件4快速转移等，节省转移时间，从而保证工艺质量。
46.本实施例中，料叉驱动机构具有包括料叉平移调节机构和料叉升降调节机构，料叉平移调节机构设置于横向支架2上，用于驱动料叉3沿横向支架2的延伸方向移动；料叉升降调节机构连接于料叉平移调节机构上，料叉3设置于料叉升降调节机构上，料叉升降调节机构用于驱动料叉3沿竖向支架1的延伸方向移动。上述料叉驱动机构可实现对料叉3升降
以及平移(该平移方向是与横向支架2平行的方向)调节，再配合车架本身的移动特性，实现了对料叉3的空间位置的调节，使用灵活，能够满足热处理生产线上工件的转移需求。
47.进一步地，本实施例中，料叉平移调节机构主要包括横向滑轨、平移滑块和平移驱动10，横向滑轨设置于横向支架2上，且横向滑轨平行于横向支架2设置；平移滑块滑动安装于横向滑轨上，料叉升降调节机构连接于平移滑块上；平移驱动10均设置于横向支架2上，且平移驱动10与平移滑块相连，以驱动平移滑块沿横向滑轨移动。进一步地，本实施例的料叉升降调节机构包括竖向滑轨11、升降滑块12和升降驱动13，竖向滑轨11垂直于横向支架2设置，且竖向滑轨11的顶端连接于平移滑块，升降滑块12滑动安装于竖向滑轨11上，料叉3连接于升降滑块12上，升降驱动13与升降滑块12相连，以驱动升降滑块12沿竖向滑轨11移动。
48.本实施例中的平移驱动10和升降驱动13均可采用链轮链条组件(配置有电机驱动)、丝杆滑块组件(配置有电机驱动)、动滑轮驱动机构(配置有电机驱动)、电动伸缩杆、液压缸、齿轮齿条组件(配置有电机驱动)等直线驱动机构中的任意一种。以平移驱动10采用齿轮齿条组件(配置有电机驱动)为例，齿轮齿条组件包括齿轮和齿条，齿条平行于横向支架2设置，平移滑块与齿条连接，齿轮与齿条啮合，齿轮连接一齿轮驱动电机，齿轮电机启动，能够驱动齿轮转动，进而驱动齿条沿横向支架2的延伸方向往复移动，从而带动平移滑块移动。相应的，以升降驱动13采用动滑轮驱动机构为例，动滑轮驱动机构包括驱动链条、第一动滑轮和第二动滑轮，第一动滑轮和第二动滑轮上下分布，且第一动滑轮位于第二动滑轮的下方，第一动滑轮与滑轮旋转电机连接，驱动链条的一端绕过第二定滑轮后与升降滑块12连接，当滑轮旋转电机驱动第一动滑轮转动时，驱动链条能够带动升降滑块12升降。
49.上述动滑轮驱动机构为一种倍速机构。相应的，当升降驱动13采用其他驱动机构时，比如齿轮齿条组件，也可设置大小齿轮啮合而成的变速机构，以达到放大电机输出转矩的效果。
50.本实施例中，上行走轮组5包含至少一个上行走轮，上行走轮驱动优选包括上行走轮驱动电机，上行走轮驱动电机的输出轴通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与上行走轮连接。当上行走轮设置一个时，上行走轮直接通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与上行走轮驱动电机连接；而当上行走轮设置两个以上时，其中一个上行走轮作为主动轮直接通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与上行走轮驱动电机连接，其余上行走轮可作为从动轮，通过链条传动组件或传动带传动组件等传动机构与主动轮传动连接。此处上行走轮组5的设置形式采用现有技术，在此不再赘述。同理，下行走轮驱动电机7的输出轴通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与下行走轮组6中的下行走轮连接。下行走轮组6的设置形式与上行走轮组5的一致，当上行走轮组5的下行走轮设置一个时，下行走轮直接通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与下行走轮驱动电机7连接；而当下行走轮设置两个以上时，其中一个下行走轮作为主动轮直接通过联轴器、链条传动组件或传动带传动组件等连接件与下行走轮驱动电机7连接，其余下行走轮可作为从动轮，通过链条传动组件或传动带传动组件等传动机构与主动轮传动连接。此处下行走轮组6的设置形式采用现有技术，在此不再赘述。
51.下面以对工件4依次进行加热、出炉以及淬火处理为例，对本实施例中全自动料车100的使用原理作具体说明。
52.如图1所示，全自动料车100的车架跨设于用于加热的箱式加热炉200以及用于淬火的淬火槽300的上方，工件4在箱式加热炉200中加热，加热完成后箱式加热炉200的炉门打开，料叉平移调节机构驱动料叉3前移到位(即朝向箱式加热炉200移动)，插入工件4的下方，之后料叉升降调节机构控制料叉3上升，将工件4托起后，料叉平移调节机构再驱动料叉3快速后退(即背离箱式加热炉200移动)，将工件4转移至淬火槽300的上方；然后料叉升降调节机构驱动料叉3及料叉3上的工件4快速下降至淬火槽300内，并使工件4被淬火液淹没，接着料叉升降调节机构驱动料叉3上下窜动，同时启动上行走轮组5和下行走轮组6带动料车整体前后摆动(此处的“前后”方向是指与由横向支架2和竖向支架1构成的平面垂直的方向)，从而使得淬火液在工件4表面充分且均匀地流动，更好的保证工件淬火质量。淬火完成后，料叉3在料叉升降调节机构的驱动下托住工件4上升，可控制上行走轮组5和下行走轮组6驱动料车转移至下一设备(工序)。上述是工件4的加热、出炉以及淬火过程，在淬火阶段，料叉升降调节机构驱动料叉3上下窜动，同时，除了配合料车整体的前后摆动之外，还可以启动料叉平移调节机构驱动料叉3左右移动(此处的“左右”方向是指与横向支架2平行的方向)，也可以驱动料叉3同时左右、前后摆动，具体操作方式可根据实际情况而定。另外，上述上行走轮组5行走于上导轨8上，上导轨8可以是直线轨道也可以是曲线轨道；相应的下行走轮组6可以直接行走于车间地面，也可以在车间地面设置与下行走轮组6相匹配的轨道。
53.本实施例提出的全自动料车100，可以配置行走激光测距组件以及相应的控制模块，行走激光测距组件安装于横向支架2或竖向支架1上，该行走激光测距组件采用现有的红外测距仪器，其与上述上行走轮组5和下行走轮组6的驱动，比如电机，均与控制模块通讯连接，控制模块采用现有的控制程序，可控制料车的全部动作均自动按照程序高精度运行，完成工件4在生产线设备车间内的转移作业；同时上述的料叉平移调节机构和料叉升降调节机构也均与该控制模块通讯连接，有助于料叉3托载工件4完成淬火等相关工序。另外，还可以根据实际需求在料车上安装检测部件(比如温度传感器等)、定位组件、报警组件及记录组件(比如摄像头、ccd相机等)，能够使得料车参与的热处理工序进行地更加可靠、可控。上述全自动料车100通过全自动化、全程可控的更新设计，解决了人工参与的不可控性，保证了产品热处理质量的一致性。同时改善了工作环境，提高了工作效率，降低生产成本。综上，本技术方案的全自动料车100设计新颖，功能拓展，运行稳定可靠，对于热处理生产线的应用添砖加瓦，具有广阔的应用前景，实用性强。
54.实施例二
55.本实施例提出一种热处理生产线，包括箱式加热炉200、淬火槽300和如实施例一中公开的全自动料车100，其中，箱式加热炉和导轨支架9设置于横向支架2的同一侧，淬火槽300位于箱式加热炉200与竖向支架1之间；淬火槽300内填充有淬火液。
56.本实施例中，还包括控制系统，控制系统与箱式加热炉200、料叉驱动机构均通讯连接。同时，还包括激光测距组件、设备检测组件和报警组件等，激光测距组件安装于竖向支架1或横向支架2上，激光测距组件与控制系统通讯连接；设备检测组件和报警组件均与控制系统通讯连接。
57.本实施例提出的热处理生产线，主要用于进行金属工件的加热调质、淬火以及回火等热处理工序，其中的箱式加热炉200用于进行金属工件的加热调质以及回火处理，淬火槽300则用于加热工件的淬火处理。下面基于上述热处理生产线，将工件4进行加热、出炉以
及淬火的工序过程作具体说明。
58.如图1所示，全自动料车100的车架跨设于用于加热的箱式加热炉200以及用于淬火的淬火槽300的上方，工件4在箱式加热炉200中加热，加热完成后箱式加热炉200的炉门打开，料叉平移调节机构驱动料叉3前移到位(即朝向箱式加热炉200移动)，插入工件4的下方，之后料叉升降调节机构控制料叉3上升，将工件4托起后，料叉平移调节机构再驱动料叉3快速后退(即背离箱式加热炉200移动)，将工件4转移至淬火槽300的上方；然后料叉升降调节机构驱动料叉3及料叉3上的工件4快速下降至淬火槽300内，并使工件4被淬火液淹没，接着料叉升降调节机构驱动料叉3上下窜动，同时启动上行走轮组5和下行走轮组6带动料车整体前后摆动(此处的“前后”方向是指与由横向支架2和竖向支架1构成的平面垂直的方向)，从而使得淬火液在工件4表面充分且均匀地流动，更好的保证工件淬火质量。淬火完成后，料叉3在料叉升降调节机构的驱动下托住工件4上升，可控制上行走轮组5和下行走轮组6驱动料车转移至下一设备(工序)。
59.上述生产线中的全自动料车100、箱式加热炉200以及淬火槽300等设备都是自动运行，具有完善的检测、定位及记录等功能；通过全自动化、全程可控的更新设计，解决了人工参与的不可控性，保证了产品热处理质量的一致性。同时改善了工作环境，提高了工作效率，降低生产成本。与现有技术相比，本技术方案的热处理生产线开拓了热处理设备，主要是箱式炉生产线的结构类型，尤其适合应用于大中型工件热处理的箱式炉生产线；其可以通过控制系统预设程序控制实现整个生产线的全自动运行，是热处理炉应用技术的一个进步。尤其是全自动料车100，其配合箱式加热炉200等设备组成热处理生产线，运行安全可靠；通过各级互锁、检测、报警等实现安全操作，劳动强度低，同时还可结合现有技术实现远程监控、手机监控等，以便时时掌握设备运行状况。上述生产线运行成本低，结合目前国家的产业升级转型趋势，具有广阔的市场空间。
60.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种全自动料车，其特征在于，包括：车架，所述车架包括竖向支架和横向支架，所述竖向支架位于所述横向支架的一侧，所述横向支架垂直于所述竖向支架设置，且所述横向支架的一端连接于所述竖向支架的顶端；料叉，所述料叉用于托载工件，其与一料叉驱动机构相连，所述料叉驱动机构安装于所述横向支架或所述竖向支架上，所述料叉驱动机构能够驱动所述料叉移动，以转移所述工件；自动行走机构，所述自动行走机构包括上行走轮组和下行走轮组，所述下行走轮组安装于所述竖向支架的底端，所述上行走轮组安装于所述横向支架的另一端；所述上行走轮组配置有上行走轮驱动，所述下行走轮组配置有下行走轮驱动；上导轨机构，所述上导轨机构包括上导轨和导轨支架，所述上导轨通过所述导轨支架支设于所述横向支架的另一侧，所述上导轨用于支撑并导引所述上行走轮组。2.根据权利要求1所述的全自动料车，其特征在于，所述料叉驱动机构包括：料叉平移调节机构，所述料叉平移调节机构设置于所述横向支架上，用于驱动所述料叉沿所述横向支架的延伸方向移动；料叉升降调节机构，所述料叉升降调节机构连接于所述料叉平移调节机构上；所述料叉设置于所述料叉升降调节机构上，所述料叉升降调节机构用于驱动所述料叉沿所述竖向支架的延伸方向移动。3.根据权利要求2所述的全自动料车，其特征在于，所述料叉平移调节机构包括：横向滑轨，所述横向滑轨设置于所述横向支架上，且所述横向滑轨平行于所述横向支架设置；平移滑块，所述平移滑块滑动安装于所述横向滑轨上；所述料叉升降调节机构连接于所述平移滑块上；平移驱动，所述平移驱动均设置于所述横向支架上，且所述平移驱动与所述平移滑块相连，以驱动所述平移滑块沿所述横向滑轨移动。4.根据权利要求3所述的全自动料车，其特征在于，所述料叉升降调节机构包括：竖向滑轨，所述竖向滑轨垂直于所述横向支架设置，且所述竖向滑轨的顶端连接于所述平移滑块；升降滑块，所述升降滑块滑动安装于所述竖向滑轨上，所述料叉连接于所述升降滑块上；升降驱动，所述升降驱动与所述升降滑块相连，以驱动所述升降滑块沿所述竖向滑轨移动。5.根据权利要求4所述的全自动料车，其特征在于，所述平移驱动为齿轮齿条驱动机构；所述升降驱动为动滑轮驱动机构。6.根据权利要求1～5任意一项所述的全自动料车，其特征在于，所述上行走轮驱动为上行走轮驱动电机。7.根据权利要求1～5任意一项所述的全自动料车，其特征在于，所述下行走轮驱动为下行走轮驱动电机。8.一种热处理生产线，其特征在于，包括箱式加热炉、淬火槽和如权利要求1～7任意一
项所述的全自动料车，其中：所述箱式加热炉和所述导轨支架设置于所述横向支架的同一侧，所述淬火槽位于所述箱式加热炉与所述竖向支架之间；所述淬火槽内填充有淬火液。9.根据权利要求8所述的热处理生产线，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统与所述箱式加热炉、所述料叉驱动机构通讯连接。10.根据权利要求9所述的热处理生产线，其特征在于，还包括激光测距组件，所述激光测距组件安装于所述竖向支架或所述横向支架上，所述激光测距组件与所述控制系统通讯连接。

技术总结
本发明公开一种全自动料车，包括车架、料叉、自动行走机构和上导轨机构，车架包括竖向支架和横向支架，横向支架垂直于竖向支架设置，料叉用于托载工件，其与一料叉驱动机构相连，料叉驱动机构安装于横向支架或竖向支架上，自动行走机构包括上行走轮组和下行走轮组，下行走轮组安装于竖向支架的底端，上行走轮组安装于横向支架的另一端，上导轨机构包括上导轨和导轨支架，上导轨通过导轨支架支设于横向支架的另一侧，用于支撑并导引上行走轮组。本发明的全自动料车，结构设计合理，能够替代人工进行热处理工艺中工件的转移，运行稳定可靠，降低了工人工作强度。本发明提出一种包含上述全自动料车的热处理生产线，实现了生产线全自动化运行。线全自动化运行。线全自动化运行。


技术研发人员：解连文 吴东青 魏长富
受保护的技术使用者：亚捷科技(唐山)股份有限公司
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/5/25