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本专利针对大规格锚链环弯环成形中送环套环及脱模操作机械化不足、人工劳动强度大等问题，提出一种集成X/Y/Z轴移动、回转和夹钳机构的六自由度辅助装置。通过自动化夹持、精准定位与多轴协同运动，实现锚链环的高效套环与脱模，明显降低人工干预，提升成形效率与作业安全性。
本发明涉及一种锚链制造机组弯环机的辅助装置，特别涉及一种将已制成的锚链节最末一个锚链环套进通过弯环机第一次弯曲的锚链环半成品中，并将经过弯环机两次弯曲成形的锚链环半成品脱离弯曲成形胎具的辅助装置及方法，属于电焊锚链制造专用设备技术领域。
锚链是用于船舶和海洋工程设备系泊的重要部件，关系到船舶航行安全和在海中作业的海洋工程设备安全。锚链由多个锚链环衔接而成，两个相邻锚链环的平面互相垂直。大规格锚链是指锚链环的纵向端头横截面直径规格为φ100mm～170mm的锚链。现代电焊锚链的制造是在由多台专用设备组成的锚链制造机组中完成的，在电焊锚链的制作的完整过程中，先后经过了加热机对棒料加热，弯环机将加热后的棒料进行两次弯曲成形，焊机进行闪光焊接，去刺机切除焊接毛刺和压档机压入横档等工序来完成的，这些专用设备成环形布置在圆盘形的输链机四周，制造完成的锚链环连接成长串垂直悬挂在输链机的输链架上。其中，弯环机将加热到800-900℃的圆钢经过两次弯曲制成成锚链环半成品，在弯环机对加热棒料进行第一次弯曲成拐杖形后，需用人工手持专用夹钳将悬挂在输链机上已制成的锚链节最末一个锚链环套进弯环机上的锚链环半成品的拐杖形钩部中，经过两次弯曲而成的锚链环半成品还需人工手持专用夹钳将其从弯曲成形胎具上脱模。由于大规格锚链环重量很重，如规格φ160mm锚链环重达328kg，需要三个操作工用三把专用夹钳同时夹住锚链环进行送环、套环和成形锚链环半成品的脱模操作；劳动强度大，工作效率低，且存在着被烫伤和压伤的安全隐患。
本发明的目的是提供一种能非常大程度上减轻操作工劳动强度且操作安全的大规格锚链环弯环成形辅助装置及使用方法。
一种大规格锚链环弯环成形辅助装置，包括位于底部的x轴和y轴移动装置，位于x轴和y轴移动装置之上的z轴升降装置，位于z轴升降装置之上的z轴回转装置以及位于z轴回转装置之上的夹钳回转装置，设置在夹钳回转装置前端的环体夹紧装置，所述x轴和y轴移动装置包含下层的y轴移动机构和上层的的x轴移动机构；所述y轴移动机构包括y轴底座、y轴移动小车和y轴驱动油缸，y轴底座固定在地面上，y轴移动小车两侧的车轮分别嵌入对应的y轴槽形导轨中，y轴驱动油缸两端分别与y轴底座一端和y轴移动小车一端连接；x轴移动机构包括x轴底座、x轴移动小车和x轴驱动油缸，x轴移动小车两侧的车轮分别嵌入对应的x轴槽形导轨中，x轴驱动油缸两端分别与x轴底座一端和x轴移动小车一端连接；所述z轴升降装置包含门形底座、升降台、z轴升降油缸和导向机构，门形底座底部和z轴升降油缸底部分别固定在x轴移动小车的顶面上，且z轴升降油缸垂直设置在门形底座中，z轴升降油缸上端与升降台内侧连接；导向机构分别设置在门形底座和升降台的四角上，包括导柱和导套，导柱上端固定在升降台角部上，导套固定在门形底座角部与导柱对应的位置上，导柱和导套间隙配合。
进一步的，所述z轴回转装置包含箱体、垂直回转轴、一对缸筒和活塞杆，所述箱体的底部固定在升降台的顶面上，一对缸筒端面相对地固定在箱体的两相对垂直侧面上，活塞杆两端分别设有活塞，所述活塞分别与对应的缸筒间隙配合；垂直回转轴的上下端分别通过轴承支撑在箱体的上下端中，垂直回转轴的上端端头伸出箱体上部。所述活塞杆中部设有齿条，垂直回转轴中部设有齿轮，齿条与齿轮啮合；活塞杆移动时，齿条随之移动，带动齿轮转动，从而使得垂直回转轴转动。
进一步的，所述夹钳回转装置包含矩形支座、液压马达、小齿轮和大齿轮，所述矩形支座底部固定在垂直回转轴的顶端上，液压马达固定在矩形支座一侧的垂直侧板外侧，液压马达输出轴伸进矩形支座内，小齿轮固定在液压马达输出轴上，大齿轮固定在环体夹紧装置中部上，小齿轮和大齿轮啮合。
进一步的，所述环体夹紧装置包含夹钳机构、拉杆、套筒、夹钳开合驱动油缸、第一支撑法兰和第二支撑法兰，夹钳开合驱动油缸一端固定在第一支撑法兰一侧上，第一支撑法兰另一侧固定在套筒一端端头上，第二支撑法兰一侧与夹钳机构连接，第二支撑法兰另一侧固定在套筒另一端端头上；套筒两端分别通过轴承座支撑在矩形支座的顶面上，大齿轮固定在套筒中部；套筒内的拉杆一端与夹钳开合驱动油缸活塞杆一端固定连接，拉杆另一端与夹钳机构铰接。
进一步的，所述夹钳机构包括一对v形块、一对夹钳体、四块摇板和中间支撑板，一对v形块的v形槽口相对地固定在一对夹钳体的一端上，夹钳体中部向内垂直延伸出铰接杆，一对夹钳体的铰接杆端头与中间支撑板的一端铰接，中间支撑板的另一端固定在第二支撑法兰一侧上；四块摇板分成两块一组，每组两块摇板一端分别与对应的夹钳体另一端铰接，每组两块摇板另一端分别与拉杆另一端铰接。
一种大规格锚链环弯环成形辅助装置的使用方法，包括以下送环套环和脱模两个工序，每个工序拥有相对应的步骤：
将悬挂在输链机上已制成的锚链节最末一个锚链环送进并套在在弯环机上已完成第一次弯曲的锚链环半成品拐杖形端头的钩部中；
1.1.1、启动夹钳回转装置，液压马达转动，带动小齿轮转动，通过与小齿轮啮合的大齿轮的转动带动夹钳机构转动90°至水平状态，夹钳机构纵向中心线垂直于锚链环半成品纵向中心线、启动x轴和y轴移动装置以及z轴升降装置，在x轴驱动油缸、y轴驱动油缸和z轴升降油缸各自的作用下，夹钳机构沿x轴方向或y轴方向挪动，并沿z轴升降，靠近锚链节的最末一个锚链环，并使夹钳机构的一对v形块位于最末一个锚链环的环体直臂的左右侧；
1.1.3、启动环体夹紧装置，夹钳开合驱动油缸活塞杆缩回，一对夹钳体闭合，一对v形块水平夹住锚链节的最末一个锚链环的环体直臂；
1.1.4、x轴和y轴移动装置动作，并在输链机锚链节升降装置的升降配合作用下，夹住锚链节的最末一个锚链环的夹钳机构沿x轴和y轴方向挪动，将最末一个锚链环下端从锚链环半成品钩部和弯环机弯曲成形胎具之间的空缺处送进锚链环半成品，并套在钩部中，完成送环和套环动作；
1.1.5、夹钳开合驱动油缸活塞杆外移，一对夹钳体闭张开；在x轴驱动油缸、y轴驱动油缸的作用下，夹钳机构沿x轴和y轴移动退出；
1.2.1、启动z轴回转装置，输入液压油通过活塞推动活塞杆移动，然后通过齿条带动齿轮转动90°，使得夹钳机构绕垂直回转轴轴心转动90°，夹钳机构纵向中心线垂直于环体夹紧装置的纵向中心线、启动x轴和y轴移动装置以及z轴升降装置，在x轴驱动油缸、y轴驱动油缸和z轴升降油缸各自的作用下，夹钳机构沿x轴方向或y轴方向挪动，并沿z轴升降，靠近锚链节的最末一个锚链环，并使夹钳机构的一对v形块位于最末一个锚链环的环体直臂的左右侧；
1.2.3、启动环体夹紧装置，夹钳开合驱动油缸活塞杆缩回，一对夹钳体闭合，一对v形块水平夹住锚链节的最末一个锚链环的环体直臂；
1.2.4、启动z轴回转装置，使得夹钳机构绕垂直回转轴轴心顺时针转动90°，夹钳机构纵向中心线垂直于环体夹紧装置的纵向中心线步骤动作，完成送环和套环动作，并使夹钳机构沿x轴和y轴移动退出；
2.1、启动动z轴回转装置，使得夹钳机构的纵向中心线处于垂直于环体夹紧装置纵向中心线的状态；夹钳开合驱动油缸活塞杆外移，一对夹钳体的钳口张开；
2.2、启动夹钳回转装置，液压马达转动，带动小齿轮转动，通过与小齿轮啮合的大齿轮的转动带动夹钳机构转动90°至夹钳机构的一对v形块处于上下垂直分布状态；
2.3、启动x轴和y轴移动装置，驱动夹钳机构沿x轴或y轴方向挪动，直至打开的夹钳体的一对v形块位于弯曲成形的锚链环半成品的直臂部分的上下侧；夹钳开合驱动油缸活塞杆缩回，一对夹钳体闭合，一对v形块上下夹紧弯曲成形的锚链环半成品的直臂部分；
2.4、启动z轴升降装置，z轴升降油缸活塞杆上升，夹钳机构上升，上拉弯曲成形的锚链环半成品直至弯曲成形的锚链环半成品脱离弯曲成形胎具，并使锚链环半成品底部高于弯曲成形胎具的顶面；
2.5、在x轴和y轴移动装置的作用下，夹钳机构夹着水平状态弯曲成形的锚链环半成品沿着x轴或y轴方向挪动，退至弯曲成形胎具的外侧；
2.6、夹钳回转装置动作，夹钳机构转动90°将水平状态的锚链环半成品翻转至垂直状态，并使锚链环半成品与悬挂在输链机上已制成的锚链节连成一线后，夹钳机构松开，完成经两次弯曲后的成形锚链环半成品脱离弯曲成形胎具的操作。
本发明的装置采用物理运动和液压传动相结合的方式，具有结构紧密相连、速度可调、过载保护、方法简便等优点，本发明的x轴和y轴移动装置、z轴升降装置、z轴回转装置、夹钳回转装置、环体夹紧装置具有纵横向移动，垂直移动和回转、夹钳回转和夹钳张合共六个自由度，实现了已制成的锚链节两个互相垂直方向的最末锚链环的送环和套环以及成形锚链环半成品的脱模的机械化作业，大幅度的降低了操作工的劳动强度，提高了工作效率和操作安全性，提高了锚链制造机组的装备技术水平。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
如图1和图2所示，本发明包括位于底部的x轴和y轴移动装置1，位于x轴和y轴移动装置1之上的z轴升降装置2，位于z轴升降装置2之上的z轴回转装置3以及位于z轴回转装置3之上的夹钳回转装置4，设置在夹钳回转装置4前端的环体夹紧装置5。x轴和y轴移动装置1包括下层的y轴移动机构11和上层的的x轴移动机构12，y轴移动机构11包括y轴底座111、y轴移动小车112和y轴驱动油缸113，y轴底座111固定在地面上，y轴移动小车112两侧的车轮分别嵌入对应的y轴槽形导轨114中，y轴驱动油缸113两端分别与y轴底座111一端和y轴移动小车112一端连接。x轴移动机构12包括x轴底座121、x轴移动小车122和x轴驱动油缸123，x轴移动小车122两侧的车轮分别嵌入对应的x轴槽形导轨124中，x轴驱动油缸123两端分别与x轴底座121一端和x轴移动小车122一端连接。在y轴驱动油缸113的驱动下，y轴移动小车112可沿y轴移动；在x轴驱动油缸123的驱动下，x轴移动小车122可沿x轴移动。
z轴升降装置2包括门形底座21、升降台22、z轴升降油缸23和导向机构24，门形底座21底部和z轴升降油缸23底部分别固定在x轴移动小车122的顶面上，且z轴升降油缸23垂直设置在门形底座21中，z轴升降油缸23上端与升降台22内侧连接。导向机构24分别设置在门形底座21和升降台22的四角上，包括导柱241和导套242，导柱241上端固定在升降台22角部上，导套242固定在门形底座21角部与导柱241对应的位置上，导柱241和导套242间隙配合。导向机构24使得夹钳的升降位置精确，便于夹钳夹持环体的直臂部分。
如图3和图4所示，z轴回转装置3包括箱体31、垂直回转轴32、一对缸筒33和活塞杆34，箱体31的底部固定在升降台22的顶面上，一对缸筒33端面相对地固定在箱体31的两相对垂直侧面上，活塞杆34两端分别设有活塞35，所述活塞35分别与对应的缸筒33间隙配合。垂直回转轴32的上下端分别通过轴承36支撑在箱体31的上下端中，垂直回转轴32的上端端头伸出箱体31上部。活塞杆34中部设有齿条341，垂直回转轴32中部设有齿轮321，齿条341与齿轮321啮合。活塞杆34移动时，齿条341随之移动，带动齿轮321转动，从而使得垂直回转轴32转动。
如图1所示，夹钳回转装置4包括矩形支座41、液压马达42、小齿轮43和大齿轮44，矩形支座41底部固定在垂直回转轴32的顶端上，液压马达42固定在矩形支座41一侧的垂直侧板411外侧，液压马达输出轴伸进矩形支座41内，小齿轮43固定在液压马达输出轴上，大齿轮43固定在环体夹紧装置5中部上，小齿轮43和大齿轮44啮合。液压马达42通过小齿轮43带动大齿轮44转动，从而使环体夹紧装置5转动。
环体夹紧装置5包括夹钳机构51、拉杆52、套筒53、夹钳开合驱动油缸54、第一支撑法兰55和第二支撑法兰56，夹钳开合驱动油缸54左端固定在第一支撑法兰55右侧上，第一支撑法兰55左侧固定在套筒53右端端头上，第二支撑法兰56左侧与夹钳机构51连接，右侧固定在套筒53左端端头上。套筒53两端分别通过轴承座57支撑在矩形支座41的顶面上，大齿轮44固定在套筒53中部。套筒53内的拉杆52右端与夹钳开合驱动油缸活塞杆541左端固定连接，拉杆52左端与夹钳机构51铰接。
夹钳机构51包括一对v形块511、一对夹钳体512、四块摇板513和中间支撑板514，一对v形块511的v形槽口相对地固定在一对夹钳体512的左端上，夹钳体512中部向内垂直延伸出铰接杆515，一对夹钳体512的铰接杆515端头与中间支撑板514左端铰接，中间支撑板514右端固定在第二支撑法兰56左侧上。四块摇板513分成两块一组，每组两块摇板513一端分别与对应的夹钳体512右端铰接，每组两块摇板513另一端分别与拉杆左端铰接。
如图5～图8所示，大规格锚链环弯环成形辅助装置的使用方法，包括送环套环和脱模两个工序，每个工序拥有相对应的步骤：
将悬挂在输链机上已制成的锚链节10最末一个锚链环101送进并套在在弯环机上已完成第一次弯曲的锚链环半成品20拐杖形端头的钩部201中；
1.1、最末一个锚链环101的环体平面平行于拐杖形的锚链环半成品20的长度方向
1.1.1、启动夹钳回转装置4，液压马达42转动，带动小齿轮43转动，通过与小齿轮43啮合的大齿轮44的转动带动夹钳机构51转动90°至水平状态，夹钳机构51纵向中心线纵向中心线、启动x轴和y轴移动装置1以及z轴升降装置2，在x轴驱动油缸123、y轴驱动油缸113和z轴升降油缸23各自的作用下，夹钳机构51沿x轴方向或y轴方向挪动，并沿z轴升降，靠近锚链节10的最末一个锚链环101，并使夹钳机构51的一对v形块511位于最末一个锚链环101的环体直臂的左右侧。
1.1.3、启动环体夹紧装置5，夹钳开合驱动油缸活塞杆541缩回，一对夹钳体512闭合，一对v形块511水平夹住锚链节10的最末一个锚链环101的环体直臂。
1.1.4、x轴和y轴移动装置1动作，并在输链机锚链节升降装置的升降配合作用下，夹住锚链节10的最末一个锚链环101的夹钳机构51沿x轴和y轴方向挪动，将最末一个锚链环101下端从锚链环半成品钩部201和弯环机弯曲成形胎具30之间的空缺处送进锚链环半成品，并套在钩部201中，完成送环和套环动作。
1.1.5、夹钳开合驱动油缸活塞杆541外移，一对夹钳体512张开；在x轴驱动油缸123、y轴驱动油缸113的作用下，夹钳机构51沿x轴和y轴移动退出。
1.2、最末一个锚链环101的环体平面垂直于拐杖形的锚链环半成品的长度方向
1.2.1、启动z轴回转装置4，输入液压油通过活塞35推动活塞杆34移动，然后通过齿条341带动齿轮321转动90°，使得夹钳机构51绕垂直回转轴32轴心转动90°，夹钳机构51纵向中心线的纵向中心线、启动x轴和y轴移动装置1以及z轴升降装置2，在x轴驱动油缸123、y轴驱动油缸113和z轴升降油缸23各自的作用下，夹钳机构51沿x轴方向或y轴方向挪动，并沿z轴升降，靠近锚链节10的最末一个锚链环101，并使夹钳机构51的一对v形块511位于最末一个锚链环101的环体直臂的左右侧。
1.2.3、启动环体夹紧装置，夹钳开合驱动油缸活塞杆缩回，一对夹钳体闭合，一对v形块水平夹住锚链节的最末一个锚链环的环体直臂；
1.2.4、启动z轴回转装置5，使得夹钳机构51绕垂直回转轴轴心顺时针转动90°，夹钳机构51纵向中心线所示，垂直于环体夹紧装置的纵向中心线步骤动作，完成送环和套环动作，并使夹钳机构沿x轴和y轴移动退出。
2.1、启动动z轴回转装置3，使得夹钳机构51的纵向中心线处于垂直于环体夹紧装置5纵向中心线的状态；夹钳开合驱动油缸活塞杆541外移，一对夹钳体512的钳口张开。
2.2、启动夹钳回转装置4，液压马达42转动，带动小齿轮43转动，通过与小齿轮43
啮合的大齿轮44的转动带动夹钳机构51转动90°至夹钳机构51的一对v形块处于上下垂直分布状态。
2.3、启动x轴和y轴移动装置，驱动夹钳机构沿x轴或y轴方向挪动，直至打开的夹钳体的一对v形块511位于弯曲成形的锚链环半成品20的直臂部分的上下侧；夹钳开合驱动油缸活塞杆541缩回，一对夹钳体512闭合，一对v形块511上下夹紧弯曲成形的锚链环半成品20的直臂部分。
2.4、启动z轴升降装置2，z轴升降油缸活塞杆231上升，夹钳机构51上升，上拉弯曲成形的锚链环半成品20，直至弯曲成形的锚链环半成品20脱离弯曲成形胎具30，并使锚链环半成品20底部高于弯曲成形胎具30的顶面。
2.5、在x轴和y轴移动装置1的作用下，夹钳机构51夹着水平状态弯曲成形的锚链环半成品20沿着x轴或y轴方向挪动，退至弯曲成形胎具30的外侧。
2.6、夹钳回转装置3动作，夹钳机构51转动90°将水平状态的锚链环半成品20翻转至垂直状态，并使锚链环半成品20与悬挂在输链机上已制成的锚链节10连成一线松开；完成两次弯曲后的成形锚链环半成品20脱离弯曲成形胎具30的工作循环。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
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