CN103328165A - 操纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操纵装置(14)，其用于尤其在压模机工作线的两台并列压模机(10、12)之间传输工件，所述操纵装置包括移动机构，其允许在所述压模机(10、12)之间的路径上进行三维移动，所述操纵装置的特征在于，辅助臂(40)通过支撑元件(38)附接到所述移动机构且连接到此移动机构，所述支撑元件允许所述辅助臂(40)围绕所述支撑元件(38)的垂直轴进行旋转运动，且允许所述辅助臂(40)相对于所述支撑元件(38)进行平移运动，且所述操纵装置的特征在于，工具支撑件(42)设于辅助臂(40)的外端上，所述工具支撑件(42)可围绕水平第一轴(A1)且围绕与所述第一轴(A1)垂直的第二轴(A2)旋转，所述工具支撑件(42)包括工具收纳件(70、72)，所述工具收纳件可围绕与所述第二轴(A2)垂直的第三轴(A3)旋转。

Description

操纵装置
技术领域
本发明涉及一种操纵装置，其用于尤其在压模机生产线内的两台并列压模机之间传送工件，所述操纵装置包括用于在两台压模机之间的路径上进行三维移动的移动机构。
背景技术
已知各种各样的操纵装置。其中一些操纵装置包括可枢转的操纵臂，其具有与之连接且可围绕水平轴枢转的至少两个分支。通过此枢转运动或折叠运动，可缩短或延长从操纵臂外端到操纵臂支撑件的距离。而且，可通过臂的两个分支围绕其水平枢转轴进行适当枢转运动来改变操纵臂外端的高度。
当在两台压模机之间传送工件时，必须考虑，两台压模机之间没有太大空间，且一台压模机的上冲压工具和下冲压工具之间的空间很浅。为此，将相对较大的工件从一台压模机传送到另一台压模机中是常见的问题。如果此情况中使用上述那种包括可折叠臂的操纵装置，则相邻压模机的支撑底座和操纵装置本身的支撑件会阻碍移动，因为在枢转运动期间，操纵臂外端沿圆弧路径移动，并接近压模机的底座。
而且，另一个问题有关此类操纵装置的结构，因为在传送工件期间，它们的移动相对比较耗时，且消耗许多能量。
除上述包括枢转臂的操纵装置外，也存在所谓的线性机器人，其具有相对简单的结构，在压模机之间执行相对简单的线性传送运动。但是，已知的线性机器人在工件移动过程中的自由度十分有限，因此，它们不适合在压模机生产线中使用。枢转臂操纵装置和线性机器人都有以下常见问题，即，操纵臂末端的工具支撑件的结构高度导致工件难以插入压模机内相对较浅的空间中。
发明内容
因此，本发明的一个目标是，提供上述那种操纵装置，但其允许工件移动时的自由度较大，且耗时、耗能较少。具体而言，应该可以在压模机之间的小空间中传送工件，且可以将操纵臂末端插入冲压工具之间的较浅空间中。
根据本发明，包括权利要求1所述的特征的操纵装置可实现此目标。
根据本发明，辅助臂通过支撑元件附接到移动机构，所述支撑元件允许辅助臂围绕支撑元件的垂直轴进行枢转运动，且允许辅助臂相对于支撑元件进行线性传送运动。结合相对于原操纵臂延伸辅助臂的选择，此转动能力提供较高灵活性。具体而言，可通过线性抽出(extraction)和收缩运动来缩短或延长操纵装置的工具支撑件和支撑底座之间的距离，而无需折叠操纵臂或使所述操纵臂以另一种操作方式移动。
在辅助臂末端，设有可围绕水平第一轴和围绕第二轴枢转的工具支撑件，其中所述第二轴垂直于第一轴。因此，工具支撑件可在空间内自由移动，从而为由工具支撑的工件提供相对自由的位置。此外，工具支撑件的工具收纳件可围绕与第二轴垂直的第三轴转动。因此，工具支撑件上的工具有额外自由度。
具体而言，可以通过围绕水平第一轴转动工具支撑件的第二轴以使工具支撑件的第二轴枢转成水平位置，且可以通过围绕第二轴转动也使工具收纳件定位到水平面中，这样，所有三条轴都位于同一水平面中。在此位置上，具有工具支撑件和工具收纳件的辅助臂的末端具有相对较低的总高度，且允许工件插入相对较浅的压模机空间中。此引入操作可主要由辅助臂支撑元件上的辅助臂的线性抽出来执行。
因为根据本发明的结构在从压模机拿走工件和将工件插入压模机时的组装高度具有优点，因此工件可在两台压模机之间的空间中自由转动和枢转，这是因为除辅助臂执行的朝向操纵装置支撑底座或远离操纵装置支撑底座的线性可移动性之外，工件在移动过程中还具有较大自由度。可消耗相对较少的时间和能量来执行相应移动。
优选地，工具支撑件收纳在用于围绕第二轴旋转的旋转支撑件中，而旋转支撑件本身固定在可围绕第一轴旋转的辅助臂的末端处。
工具收纳件优选设为棒状夹具，其中棒轴表示第三轴。
根据本发明的一项优选实施例，辅助臂的末端包括铰接的接合元件，其可围绕垂直轴枢转，且其末端支撑第三轴。
通过此铰接的接合元件，工具支撑件也可以可枢转方式固定在所述辅助臂的末端处用于移入压模机空间中的位置上，在此位置上，第一轴、第二轴和第三轴位于公共水平面中。围绕所述铰接的接合元件的轴在水平面内的此枢转可使所述辅助臂相对于引入方向以小角度倾斜。
优选地，所述铰接的接合元件为叉状，且从两侧收纳旋转支撑件。
根据本发明的另一项优选实施例，移动机构包括水平杆，在所述水平杆处，支撑元件沿所述杆的长度以可移动方式受到支撑，且所述支撑元件可沿垂直方向移动。
所述杆用于连接相邻压模机之间空间内的较长路径。在所述水平杆的各端之间，移动辅助臂的支撑元件，且所述支撑元件可进行上述移动，以将工件引入相应端位置，且从相应端位置拿走所述工件。
根据另一项优选实施例，操纵装置包括具有多个分支的可折叠臂，而辅助臂设于此可折叠臂的末端。
通过所述辅助臂，可至少部分补偿可折叠操纵臂的上述缺点，因为提供平坦辅助臂降低了所述操纵臂的折叠部分与压模机的支撑底座碰撞的危险性。
优选地，一个或多个电动机用于执行围绕第一轴、第二轴和/或围绕第三轴的旋转。
在下文中，结合以下附图描述本发明的优选实施例。
附图说明
图1至图3所示为根据本发明的操纵装置的一项优选实施例，其中所述操纵装置位于压模机生产线中；
图4为图1至图3所示操纵装置的详细透视图；
图5A和图5B为根据本发明的操纵装置的所示实施例的侧视图，其中所述操纵装置位于工具支撑件的不同位置上；以及
图6和图7为根据本发明的操纵装置的侧视图和一个透视图，其中所述操纵装置位于工具支撑件的另一个位置上。
具体实施方式
图1以示意性方式图示压模机生产线内的两台并列压模机10、12。在压模机之间，根据本发明的操纵装置14用于将工件16从第一压模机10传送到并列的第二压模机12中。压模机10包括冲压工具22的下半部分20顶部上的拿取位置18，第二压模机12包括其冲压工具28的下半部分26顶部上的收纳部分24。操纵装置14用于在第一压模机10内进行冲压操作之后，将工件16从拿取位置18拿走，并传送到第二压模机12的收纳位置24中。
为此，操纵装置14包括水平杆30，其在两台压模机10、12之间的空间内延伸。在杆30处，设有导轨32，在所述导轨上，水平滑架34可在杆30的两端之间移动。在水平滑架34处，设有可垂直移动的垂直滑架36，其包括位于其较低端的支撑元件38。此支撑元件38支撑辅助臂40，其可相对于支撑元件38沿辅助臂40的纵向移位，且可围绕支撑元件38的垂直轴枢转。
在辅助臂40的末端，以下文所述的方式设有工具支撑件42，所述工具支撑件42可倾斜，且可围绕不同轴转动。工具支撑件42支撑用于传输工件16的工具44。因为移动机构由水平杆30、水平滑架34和垂直滑架36构成，所以实际上工具支撑件42可到达拿取位置18和收纳位置24之间的压模机10、12之间的空间内的任何所需位置。
图1所示为中间位置，此图中，辅助臂40相对于杆30垂直放置；图2所示为辅助臂40的极端抽出位置(extremely extracted position)，此图中，工件16从第一压模机10拿走；图3所示为图2所示位置和图1所示位置之间的位置，此图中，辅助臂40在枢转成图1所示位置之前，朝支撑元件38部分收缩，但仍沿平行于杆30的纵向定向。在随后用于将工件16插入并列的压模机12中的移动中，辅助臂40进一步相对于支撑元件38沿相同转动方向枢转，以便到达工件16的收纳位置24。
从图2可看出，冲压工具22的两个半部之间的第一压模机10的冲压空间内的辅助臂40末端处的工具支撑件42所处的位置与图1和图3所示位置不同。鉴于将结合图4详细描述的结构，可如此改变工具支撑件的位置。
图4所示为固定在支撑元件38末端处的辅助臂40的抽出部分。辅助臂40的末端46承载铰接的接合元件48，其成叉状且可相对于辅助臂40的固定端46围绕垂直轴A0枢转。铰接的接合元件48的枢转空间被横向阻挡物50、52限定为横向，所述横向阻挡物由形成辅助臂40的中空外廓的垂直侧壁形成。为枢转铰接的接合元件48，设有电动机驱动装置，此处不再进一步阐释。
铰接的叉状接合元件48包括两条平行的平坦托架臂54、56。在这些托架臂54、56之间，收纳用于以可旋转方式支撑工具支撑件42的旋转支撑件58。旋转支撑件58本身以可枢转方式固定在铰接的接合元件48的托架臂54、56之间，且可围绕水平轴A1转动，所述水平轴A1垂直于工具支撑件42的旋转轴A2。下文中，旋转支撑件58的此旋转轴A1应称为第一轴A1，而工具支撑件42的旋转轴A2将称为第二轴。托架臂54、56之间旋转支撑件58的转动由设于托架臂54、56外侧处的电动机驱动装置62、64执行。为转动工具支撑件42，托架臂54、56之间的第二轴A2上设有另一个电动机驱动装置66。
工具支撑件42包括销68，其一端收纳于旋转支撑件58内。棒状工具收纳件70、72从销68剩余的自由端延伸，且棒状工具收纳件70、72的棒轴位于公共第三轴A3上，所述第三轴与第二轴A2垂直。工具收纳件70、72可在销68上围绕第三轴A3转动。所述转动由对应旋转驱动装置74、76执行，所述对应旋转驱动装置用于相对于销68转动各自的工具收纳件70、72。每个工具收纳件70、72承载用于举起工件16的工具的一部分。
虽然工具支撑件42可围绕第一轴A1且围绕第二轴A2转动，以便棒状工具收纳件70、72可处于空间中的所需位置，但是工件16可通过围绕第三轴A3旋转工具收纳件70、72来定位。这样，在工件16的移动过程中提供了很大的自由度。而且，工具支撑件42可处于图4所示的平坦位置，此图中，所有三条轴A1、A2和A3位于公共水平面内，且棒状工具收纳件70、72通过围绕第三轴A3转动来定位，以便工件本身处于水平位置。在此位置中，工件16也可被引入到压模机10、12的两个冲压工具之间的相对较浅的空间中。
工具支撑件42可从此位置移动到一个位置中，例如图5B所示的位置。图5A和图5B所示为根据本发明的操纵装置的当前实施例的侧视图，其中所述操纵装置位于工具支撑件42的不同位置上，即，根据图5A的位置，该位置已结合图2进行了描述；以及根据图5B的位置，对应于图1和图3。
当工具支撑件42从图5A所示位置围绕第一轴A1转动时，可到达图5B所示位置，在图5A中第二轴A2位于水平方向，转动后第二轴A2位于垂直方向。从图中可清楚看到，在图5B所示位置上，工具支撑件42的结构高度远大于根据图5A的先前结构高度。因此，优先选用图5A所示的平坦位置来将工件16引入压模机10、12中，或者从压模机拿走所述工件。在从图5A所示位置传送到图5B所示位置期间，因为棒状工具收纳件70、72可围绕第三轴A3转动，补偿了围绕第一轴A1的旋转，所以可保持工件16的水平定向。然后，作为工具收纳件70、72的棒轴的第三轴A3围绕水平第一轴A1枢转，同时这两条轴保持平行。
工具支撑件42的创新轴结构也提供其他应用。图6所示为如下情况，即第二轴A2位于水平平面中，且工具收纳件70、72以工件16处于垂直位置的方式围绕棒轴，主要围绕第三轴A3转动。此位置可用于必须从垂直位置拿走工件16且也必须将所述工件置于垂直位置的情况。在从一个位置传送到另一个位置期间，工件16可处于任何所需位置，具体取决于两台压模机所在位置之间的空间。
图6所示情况也在图7中以透视方式进行图示。可看出，棒状工具收纳件70、72相对于图4所示位置，围绕销68转动90°，以便到达工件16的垂直位置。

Claims (8)

1.一种操纵装置(14)，其用于尤其在压模机工作线的两台并列压模机(10、12)之间传输工件，所述操纵装置包括移动机构，其允许在所述压模机(10、12)之间的路径上进行三维运动，所述操纵装置的特征在于，辅助臂(40)通过支撑元件(38)附接到所述移动机构且连接到此移动机构，所述支撑元件允许所述辅助臂(40)围绕所述支撑元件(38)的垂直轴进行旋转运动，且允许所述辅助臂(40)相对于所述支撑元件(38)进行平移运动，且所述操纵装置的特征在于，工具支撑件(42)设于辅助臂(40)的外端上，所述工具支撑件(42)可围绕水平第一轴(A1)且围绕与所述第一轴(A1)垂直的第二轴(A2)旋转，所述工具支撑件(42)包括工具收纳件(70、72)，所述工具收纳件可围绕与所述第二轴(A2)垂直的第三轴(A3)旋转。
2.根据权利要求1所述的操纵装置，其特征在于，所述工具支撑件(42)收纳在用于围绕所述第二轴(A2)旋转的旋转支撑件(58)内，所述旋转支撑件(58)以可围绕所述第一轴(A1)枢转的方式固定在所述辅助臂(40)的末端处。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述工具收纳件(70、72)设为棒状夹具，其棒轴表示第三轴(A3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述辅助臂(40)的末端包括设于所述辅助臂(40)上的铰接的接合元件(48)，所述铰接的接合元件(48)可围绕垂直轴(A0)枢转，而所述第三轴(A3)被支撑在所述铰接的接合元件(48)的末端处。
5.根据权利要求4并结合权利要求2或3中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述铰接的接合元件(48)为叉状，且从两侧收纳所述旋转支撑件(58)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述移动机构包括水平杆(30)，在所述水平杆处，所述支撑元件(38)沿所述杆(30)的长度以可移动方式固定，且所述支撑元件可沿垂直方向移动。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述操纵装置(14)包括具有多个分支的可折叠臂，其中所述辅助臂(40)设于此臂的末端上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的操纵装置，其特征在于，一个或多个电动机用于围绕所述第一轴(A1)、所述第二轴(A2)和/或围绕所述第三轴(A3)进行枢转。
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