CN103358319A - 冲压用搬运机器人的直线七轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重量轻、刚度高、惯性小、移动速度快的冲压用搬运机器人的直线七轴，包括主臂、直线移动装置及端拾器安装板。主臂包括横截面呈矩形框体的主臂主体及分别连接在主臂主体的下端前、后侧的前、后撑板。直线移动装置包括一对侧面导轨、一对底面导轨、伺服电机、主带轮、一对导轮、一对付带轮、主皮带及付皮带；一对侧面导轨分别安装在主臂主体的前、后侧面上；一对底面导轨安装在主臂主体的下端面；伺服电机安装在一动力支座上，该动力支座以位于主臂主体的上方的方式安装在一对侧面导轨上并连接在主皮带上；主带轮安装在伺服电机上；一对导轮位于主带轮的左、右侧下方；端拾器安装板安装在一对底面导轨上并连接在付皮带上。

Description

冲压用搬运机器人的直线七轴

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种冲压用搬运机器人的直线七轴。

背景技术

工业机器人技术日趋完善，成本越来越低，使用也越来越普及，其高度的柔性化生产能力也愈加显示出其优越性，更多生产线开始配备以六轴机器人为搬运平台的自动化系统。

在机器人冲压自动化系统中，作为自动化输送系统的主要部分，六轴机器人主要完成板料的拆垛、各种压机间的自动上下料、板件的传送、翻转等工作，其优势在于成本较低，柔性化程度高，后期维护简便。

但采用此种搬运方式，工件在前后工序间必须旋转180°，机器人搬运轨迹较复杂。同时，随着冲压技术的发展，为了节省用地面积，串联式冲压线愈加紧凑，各工序的压机的间距愈来愈短，这使得机器人在各工序的压机之间的旋转搬运空间也随之减少，生产节拍受到很大影响，尤其在搬运侧围尺寸大的零件时就更显得捉襟见肘。

近年来，为了克服以上旋转六轴搬运机器人的诸多问题，市场上出现了直线七轴搬运机器人系统，其基本原理是在机器人第六轴的法兰盘上增加外部轴平移的倍速机构，实现工件在前后工序的压机间的平移，避免了以往工件因180°旋转而产生轨迹复杂、稳定性差等问题，同时有利于生产节拍的提升。但是，这些直线七轴搬运机器人由于七轴本体的结构不够紧凑且自重较大，因此难以实现快速高效的搬运。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种冲压用搬运机器人的直线七轴，它能够大大简化机器人的搬运轨迹，不仅可提高生产效率，还可节省空间。

本发明的目的是这样实现的：一种冲压用搬运机器人的直线七轴，连接在所述机器人的第六轴端部法兰与端拾器之间，所述直线七轴包括一主臂、一直线移动装置及一端拾器安装板，其中，所述主臂包括一横截面呈矩形框体的主臂主体及分别连接在主臂主体的下端前、后侧并呈横向U形的前、后撑板；所述直线移动装置包括一对侧面导轨、一对底面导轨、一伺服电机、一主带轮、一对导轮、一对付带轮、一主皮带及一付皮带；所述一对侧面导轨分别安装在所述主臂主体的前、后侧面上；所述一对底面导轨与所述一对侧面导轨平行地安装在所述主臂主体的下端面；所述伺服电机安装在一动力支座的后侧面上，该动力支座以位于所述主臂主体的上方的方式安装在所述一对侧面导轨上并与所述第六轴端部法兰连接；所述主带轮安装在插入所述动力支座内的所述伺服电机的输出轴上；所述一对导轮安装在所述动力支座内并对称地位于所述主带轮的左、右侧下方；所述一对付带轮分别通过一带轮座安装在所述主臂主体的左、右端面上；所述主皮带的中部绕在所述主带轮上，该主皮带的两侧向下并一一对应地绕过一对导轮的下部后向所述主臂主体的左、右端方向延伸，以使该主皮带的两头分别通过一主压板固定在所述主臂主体的近左、右端；所述付皮带的中部位于所述主臂主体的下方，该付皮带的两侧一一对应地向上绕过一对付带轮后以平行地位于所述主皮带的上方的方式向所述动力支座的方向延伸，以使该付皮带的两头分别固定在所述动力支座的左、右端底面上；所述端拾器安装板安装在所述一对底面导轨上并连接在所述付皮带上。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述主臂主体的内腔上下端面与内腔下端面之间通过两块呈八字形设置的筋板连接，使主臂主体的内腔具有三个空腔。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述主臂主体的上端面上开设一个矩形孔，主臂主体的下端面上开设多个矩形孔。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述前撑板的前侧面上和所述后撑板的后侧面上分别开设多个圆孔，所述后撑板的上端面上开设多个腰形孔。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述动力支座的下部前侧面的和下部后侧面上分别连接一侧板，该两块侧板的内侧面上分别设有与所述侧面导轨适配的滑槽。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述主臂主体的近左、右端的下端面上并位于所述付皮带的前、后侧一一对应地安装一缓冲机构。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述主压板通过一连接机构安装在主臂主体上，该连接机构包括两块分别安装在所述主臂主体的左/右端面上并位于所述带轮座的前、后侧的挡板及两个一一对应地安装在每块挡板上并螺纹连接在所述主压板上的调整螺栓。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述端拾器安装板的下端面上安装一与所述端拾器上的快换母接头相配的快换公接头。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述主臂采用航空铝材挤压成型；所述动力支座采用铸铝件。

上述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其中，所述直线七轴还包括一拖链装置，该拖链装置包括一拖链、一安置拖链的拖链槽及两个分别与拖链的两端连接的拖链支架，所述拖链槽安装在所述主臂的下部后侧，所述两个拖链支架一一对应地安装在所述端拾器安装板上和所述动力支座的后侧面上。

本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的技术方案，大大简化了机器人的搬运轨迹，即对工件采用直线平移式搬运而不是旋转180°的方式搬运，可缩短提高生产效率，还可节省空间；本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴还具有重量轻刚度高的特点，因此能减小惯性，增加搬运速度，而且结构紧凑、载荷能力大，适合侧围尺寸大的工件的高效传输。

附图说明

图1为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的工作状态图；

图2为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的后侧向立体图；

图3为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的仰视向立体图；

图4为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的正视图；

图5为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的俯视图；

图6为图5中的B-B向视图；

图7为图4中的A-A向视图；

图8为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴中主臂的立体图；

图9为本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴中主臂的横截面图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细地说明。

请参阅图1至图9，本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴200，连接在机器人的第六轴端部法兰100与端拾器300之间，该直线七轴200包括一主臂1、一直线移动装置、一端拾器安装板3、四套缓冲机构及一拖链装置。

主臂1（见图8和图9）采用航空铝材挤压成型，该主臂1包括一横截面呈矩形框体的主臂主体10及分别连接在主臂主体10的下端前、后侧并呈横向U形的前、后撑板11、12；为了增强主臂1的刚性，减少运动到端部时形变，提高运动精度，在主臂主体10的内腔上下端面与内腔下端面之间通过两块呈八字形设置的筋板13连接，使主臂主体10的内腔具有三个空腔；另外，主臂主体10的上端面上开设一个矩形孔14；主臂主体10的下端面上开设多个形状相同的矩形孔15；前撑板11的前侧面上和后撑板12的后侧面上分别开设多个圆孔16，后撑板12的上端面上开设多个腰形孔17，使主臂1的重量大大减轻，从而减小了主臂1运动时的惯性；前撑板11的前侧面中央还安装一刻度板6。

直线移动装置包括一对侧面导轨21、一对底面导轨22、一伺服电机23、一主带轮24、一对导轮25、一对付带轮26、一主皮带27及一付皮带28，其中：

一对侧面导轨21分别安装在主臂主体10的前、后侧面上；

一对底面导轨22与一对侧面导轨21平行地安装在主臂主体10的下端面；

伺服电机23连接减速机后安装在一动力支座29的后侧面上，该动力支座29的下部前侧面的和下部后侧面上分别连接一侧板291，该两块侧板291的内侧面上分别设有与侧面导轨21适配的滑槽，以使动力支座29位于主臂主体10的上方的方式安装在一对侧面导轨21上；两块侧板291与动力支座29的左右端面之间还安装加强板292；该动力支座29采用铸铝件并且上端面通过键290与第六轴端部法兰100连接；

主带轮24安装在插入动力支座29内的伺服电机23的输出轴上；

一对导轮25分别通过一中间轴安装在动力支座29内并对称地位于主带轮24的左、右侧下方；

一对付带轮26分别通过一带轮座260安装在主臂主体10的左、右端面上；

主皮带27的中部绕在主带轮24上，该主皮带27的两侧向下并一一对应地绕过一对导轮25的下部后向主臂主体10的左、右端方向延伸，以使该主皮带27的两头分别通过一主压板270固定在主臂主体10的近左、右端；该两块主压板270分别通过一连接机构安装在主臂主体10上，该连接机构包括两块分别安装在主臂主体10的左/右端面上并位于带轮座260的前、后侧的挡板271及一安装在挡板271上并螺纹连接在主压板270上的调整螺栓272，以调节主压板270的左、右位置。

付皮带28的中部位于主臂主体11的下方，该付皮带28的两侧一一对应地向上绕过一对付带轮26后以平行地位于主皮带27的上方的方式向动力支座29的方向延伸，以使该付皮带28的两头分别通过一付压板280固定在动力支座29的左、右端底面上。

端拾器安装板3安装在一对底面导轨22上并通过下压板30连接在付皮带28上；该端拾器安装板3的下端面上安装有与端拾器300上的快换母接头相配的快换公接头，使直线七轴200的整体高度能够尽可能小，并且结构紧凑。

四套缓冲机构一一对应地安装在主臂主体10的近左、右端的下端面上并位于付皮带28的前、后侧；每套缓冲装置包括一缓冲座41及一安装在缓冲座41上的橡胶缓冲块42。四套缓冲装置能够使端拾器安装板3在运动到主臂10的端部时得到缓冲，减小冲击。

拖链装置包括一拖链、一安置拖链的拖链槽50及两个分别与拖链的两端连接的拖链支架51、52，其中，拖链采用高速静音拖链，内部气管采用高柔气管，这些气管与动力支座29后侧面上的气管安装板53连接；拖链槽50安装在主臂1的下部后侧；两个拖链支架51、52一一对应地安装在端拾器安装板3上和动力支座29的后侧面上；其中，拖链支架52上还安装压线板54。

本发明的一种冲压用搬运机器人的直线七轴200在工作时，通过伺服电机23的驱动，使绕在主带轮24上的主皮带27运动，由于主皮带27的两头固定在主臂主体10上，因此只能带动动力支座29在一对侧面导轨21上移动，动力支座29的移动又拖动付皮带28移动，从而带动固定在付皮带28上的端拾器安装板3沿着一对底面导轨22移动，实现动力支座29与端拾器安装板3以反向的方式在主臂1上移动。端拾器安装板3又通过快换公接头与端拾器300上的快换母接头实现快速连接。端拾器300上的吸盘400通过吸气将板料工件500吸住实现直线平移式搬运。当端拾器安装板3移动到主臂1的左、右端时，缓冲机构能起到限位的作用。

拖链装置中的拖链用于承载直线七轴200上的电缆线、电源线、信号线及端拾器300上的气动元件的气管并随动力支座29和端拾器安装板3一起运动。

本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴，大大简化了机器人的搬运轨迹，即对工件采用直线平移式搬运而不是旋转180°的方式搬运，可缩短提高生产效率，还可节省空间。本发明的冲压用搬运机器人的直线七轴的所有零件为铝制，因此还具有重量轻刚度高的特点，因此能减小惯性，增加搬运速度，而且结构紧凑、载荷能力大，适合侧围尺寸大的工件的高效传输。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种冲压用搬运机器人的直线七轴，连接在所述机器人的第六轴端部法兰与端拾器之间，所述直线七轴包括一主臂、一直线移动装置及一端拾器安装板，其特征在于，

所述主臂包括一横截面呈矩形框体的主臂主体及分别连接在主臂主体的下端前、后侧并呈横向U形的前、后撑板；

所述直线移动装置包括一对侧面导轨、一对底面导轨、一伺服电机、一主带轮、一对导轮、一对付带轮、一主皮带及一付皮带；

所述一对侧面导轨分别安装在所述主臂主体的前、后侧面上；

所述一对底面导轨与所述一对侧面导轨平行地安装在所述主臂主体的下端面；

所述伺服电机安装在一动力支座的后侧面上，该动力支座以位于所述主臂主体的上方的方式安装在所述一对侧面导轨上并与所述第六轴端部法兰连接；

所述主带轮安装在插入所述动力支座内的所述伺服电机的输出轴上；

所述一对导轮安装在所述动力支座内并对称地位于所述主带轮的左、右侧下方；

所述一对付带轮分别通过一带轮座安装在所述主臂主体的左、右端面上；

所述主皮带的中部绕在所述主带轮上，该主皮带的两侧向下并一一对应地绕过一对导轮的下部后向所述主臂主体的左、右端方向延伸，以使该主皮带的两头分别通过一主压板固定在所述主臂主体的近左、右端；

所述付皮带的中部位于所述主臂主体的下方，该付皮带的两侧一一对应地向上绕过一对付带轮后以平行地位于所述主皮带的上方的方式向所述动力支座的方向延伸，以使该付皮带的两头分别固定在所述动力支座的左、右端底面上；

所述端拾器安装板安装在所述一对底面导轨上并连接在所述付皮带上。

2.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述主臂主体的内腔上下端面与内腔下端面之间通过两块呈八字形设置的筋板连接，使主臂主体的内腔具有三个空腔。

3.根据权利要求1或2所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述主臂主体的上端面上开设一个矩形孔，主臂主体的下端面上开设多个矩形孔。

4.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述前撑板的前侧面上和所述后撑板的后侧面上分别开设多个圆孔，所述后撑板的上端面上开设多个腰形孔。

5.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述动力支座的下部前侧面的和下部后侧面上分别连接一侧板，该两块侧板的内侧面上分别设有与所述侧面导轨适配的滑槽。

6.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述主臂主体的近左、右端的下端面上并位于所述付皮带的前、后侧一一对应地安装一缓冲机构。

7.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述主压板通过一连接机构安装在主臂主体上，该连接机构包括两块分别安装在所述主臂主体的左/右端面上并位于所述带轮座的前、后侧的挡板及两个一一对应地安装在每块挡板上并螺纹连接在所述主压板上的调整螺栓。

8.根据权利要求1所述的冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述端拾器安装板的下端面上安装一与所述端拾器上的快换母接头相配的快换公接头。

9.根据权利要求1至8所述的任意一种冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述主臂采用航空铝材挤压成型；所述动力支座采用铸铝件。

10.根据权利要求1至8所述的任意一种冲压用搬运机器人的直线七轴，其特征在于，所述直线七轴还包括一拖链装置，该拖链装置包括一拖链、一安置拖链的拖链槽及两个分别与拖链的两端连接的拖链支架，所述拖链槽安装在所述主臂的下部后侧，所述两个拖链支架一一对应地安装在所述端拾器安装板上和所述动力支座的后侧面上。

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