CN103567316B - 一种冲压专用穿梭板料输送机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种冲压专用穿梭板料输送机，其包括机架、安装在该机架上且能在垂直于重力方向的水平横向上移动的横向移动单元、若干吸盘、控制单元、伸缩臂。伸缩臂包括回转单元、伸缩单元、随动单元。回转单元包括第一电机、安装在横向移动单元上的安装盘、回转支撑件。回转支撑件共轴固定在第一电机上。伸缩单元包括旋转臂、连接臂、第一直线导轨、第二电机。旋转臂的一端转动连接于回转支撑件，另一端连接于连接臂，连接臂转动安装在安装盘上。第二电机安装在连接臂上且与第一直线导轨连接。随动单元包括旋转架、第三电机。第三电机安装在第一直线导轨内且与旋转架共轴连接，旋转架设置有安装若干真空吸盘的若干端拾器。

Description

一种冲压专用穿梭板料输送机

技术领域

本发明涉及一种输送机，特别涉及一种冲压专用穿梭板料输送机。

背景技术

我国汽车制造业年生产汽车覆盖件近亿件，国内汽车覆盖件生产厂家近千家。随着竞争日趋激烈，市场对高品质的汽车覆盖件的需求越来越大。影响汽车覆盖件质量的因素主要有压力机精度、模具精度、搬送移动碰撞影响等。过去汽车覆盖件生产厂家只重视压机和模具对制成品的影响，半成品移动搬送主要依靠人工实现，忽视了压机间半成品工件搬送移动碰撞对产品质量的影响。

已有板料输送采用人工输送，压机间至少需要2名工人搬送覆盖件半成品，由于工人搬运会导致板料的翘曲、碰撞，严重影响产品表面质量和冲压精度，据统计，汽车覆盖件板料搬送移动碰撞对产品质量影响达到30%，因此要求采用穿梭板料输送装置，实现自动输送，减少人工干预，保证产品最终质量。另一方面，压机是快速移动的工具机床，工人在压机间搬运板料存在较大事故隐患，通过穿梭板料输送装置减少工人操作，对改善工人劳动强度，避免工伤事故具有深远的意义。

穿梭板料输送机应能实现汽车覆盖件的抓取、长距离输送、落入下道模具型腔等连贯动作，抓取薄板覆盖件重量最大达到40kg，重复定位精度达到0.1mm。由于板料的大小不一样，压机间距不一样，压机的开口高度不一样，造成穿梭板料输送装置需要克服不同板料抓取、大范围的移动输送距离、板料移动转动空间适应压机开口高度等难点问题，确保板料快速安全可靠输送。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲压专用穿梭板料输送机，能实现汽车覆盖件板料的抓取、长距离输送、落入下道模具型腔的连贯动作，避免人工搬运碰撞危险，保证了产品质量。

本发明是这样实现的，一种冲压专用穿梭板料输送机，其包括机架、安装在该机架上且能在垂直于重力方向的水平横向上移动的横向移动单元、用于吸附该冲压专用穿梭板料的若干吸盘、控制该横向移动单元的控制单元、伸缩臂，该伸缩臂包括回转单元、伸缩单元、随动单元；其中，

该回转单元包括安装盘、回转支撑件、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第一电机，该安装盘、该第一电机安装在该横向移动单元上由该横向移动单元在该水平横向上带动移动，该回转支撑件共轴固定在该第一电机上由该第一电机在平行于该水平横向的平面上驱动旋转；

该伸缩单元包括旋转臂、连接臂、第一直线导轨、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第二电机，该旋转臂包括主动部、从动部、U形连接部，该主动部的一端转动连接于该回转支撑件，该主动部的另一端通过该U形连接部连接于该从动部的一端，该从动部的另一端连接于该连接臂，该连接臂转动安装在该安装盘上，该回转支撑件带动该主动部旋转，该主动部迫使该从动部带动该连接臂相对该安装盘旋转，该第二电机安装在该连接臂上由该连接臂带动旋转，该第一直线导轨与该第二电机连接由该第二电机驱动沿该第一直线导轨自身延伸的方向直线移动；

该随动单元包括旋转架、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第三电机，该第三电机安装在该第一直线导轨内，该旋转架共轴连接于该第三电机由该第三电机在垂直于该第一直线导轨的平面上驱动旋转，该旋转架设置有安装该若干真空吸盘的若干端拾器。

作为上述方案的进一步改进，该回转单元还配备有用于控制该回转支撑件的回转角度并能重复定位的角度编码器，该角度编码器电性连接于该控制单元。

作为上述方案的进一步改进，该连接臂采用四组滑块实现，该四组滑块对称布置在该安装盘上并相对该安装盘转动连接，该第二电机安装在该四组滑块上。

作为上述方案的进一步改进，该随动单元还配备有用于控制该旋转架的回转角度并能重复定位的角度编码器，该角度编码器电性连接于该控制单元。

作为上述方案的进一步改进，该横向移动单元包括机械臂、第二直线导轨、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第四电机，该第二直线导轨安装在该机架上，该机械臂卡合于该第二直线导轨且由该第四电机在沿该第二直线导轨延伸的方向驱动行走。

优选地，该第四电机采用同步带轮驱动该机械臂行走。

优选地，四个电机与该控制单元之间分别采用电缆连接。

进一步地，该电缆采用电缆拖链支撑成柔性条状。

本发明的冲压专用穿梭板料输送机采用伺服控制技术，能实现在不同开口压机间板料传输，主要特征包括：控制系统能具有四轴控制，三轴联动控制功能；气动执行单元实现吸盘以垂直板料法线方向吸取板料，避免板料吸取故障；回转单元实现板料在不同开口高度压机间的传输，已开发出产品，通过近半年考核，能满足生产需求，减少了人工需求，避免了安全事故，改善了产品质量，节省了输送时间，提高了制成品效率，实用效果良好；能实现汽车覆盖件板料的抓取、长距离输送、落入下道模具型腔等连贯动作，抓取薄板覆盖件重量最大达到40kg，重复定位精度达到0.1mm，避免人工搬运碰撞危险，保证了产品质量。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的冲压专用穿梭板料输送机的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1、图2、图3及图4，展现了本发明较佳实施方式提供的冲压专用穿梭板料输送机的具体结构。该冲压专用穿梭板料输送机包括机架1、横向移动单元2、控制单元（图未示）、若干吸盘3、伸缩臂4。

横向移动单元2安装在该机架1上，横向移动单元2能在垂直于重力方向的水平横向上移动。在本实施方式中，横向移动单元2的具体结构为：横向移动单元2包括机械臂21、第二直线导轨22、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第四电机25。第二直线导轨22安装在机架1上，机械臂21卡合于第二直线导轨22，机械臂21且由该第四电机25在沿第二直线导轨22延伸的方向驱动行走。该第四电机25采用同步带轮23驱动该机械臂21行走。横向移动单元2采用伺服电机驱动实现，重复定位精度达到0.03mm，能满足不同距离压机间板料的传输。

伸缩臂4包括回转单元、伸缩单元、随动单元。该回转单元包括安装盘5、回转支撑件6、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第一电机（图未示）。安装盘5、该第一电机安装在该横向移动单元2的机械臂21上，安装盘5、该第一电机由该横向移动单元2在该水平横向上带动移动。该回转支撑件6共轴固定在该第一电机上，该回转支撑件6由该第一电机在平行于该水平横向的平面上驱动旋转。优选地，该回转单元还配备有用于控制该回转支撑件6的回转角度并能重复定位的角度编码器（图未示），该角度编码器电性连接于该控制单元。回转单元由伺服电机带动回转支撑件6实现回转功能，回转角度范围-90°到+90°之间，回转单元上配备有高精度角度编码器，能精密控制回转角度，重复定位精度达到3弧秒，通过回转单元实现板料在不同开口高度压机间的传输。

该伸缩单元包括旋转臂、连接臂7、第一直线导轨8、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第二电机（图未示）。该旋转臂包括主动部9、从动部10、U形连接部11。该伸缩单元由伺服电机驱动实现，重复定位精度达到0.03mm，满足不同大小模具间板料的定位。

主动部9的一端转动连接于回转支撑件6，主动部9的另一端通过U形连接部11连接于从动部10的一端，从动部10的另一端连接于连接臂7，连接臂7转动安装在安装盘5上。回转支撑件6带动该主动部9旋转，该主动部9迫使该从动部10带动该连接臂7相对该安装盘5旋转，该第二电机安装在该连接臂7上由该连接臂7带动旋转，该第一直线导轨8与该第二电机连接由该第二电机驱动沿该第一直线导轨8自身延伸的方向直线移动。连接臂7采用四组滑块实现，该四组滑块对称布置在该安装盘5上并相对该安装盘5转动连接，该第二电机安装在该四组滑块上。第一直线导轨8沿滑块移动，实现精确导向，同时回转单元的回转支撑件6回转带动滑块回转，滑块带动第一直线导轨8回转。第一直线导轨8采用矩形中空结构，内部不仅可以安装滚珠丝杠伺服电机等传动装置（如下文介绍的第三电机13），还可以作为有关控制线路和控制气路的通道，将回转单元上的有关电缆、进气管等输送到随动单元的部件。

该随动单元包括旋转架12、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第三电机13。第三电机13安装在第一直线导轨8内，旋转架12共轴连接于第三电机13，旋转架12由第三电机13在垂直于第一直线导轨8的平面上驱动旋转，旋转架12设置有安装若干真空吸盘3的若干端拾器14。吸盘3用于吸附该冲压专用穿梭板料。在本实施方式中，该随动单元还配备有用于控制该旋转架12的回转角度并能重复定位的角度编码器（图未示），该角度编码器电性连接于该控制单元。该随动单元由伺服电机驱动精密滚珠丝杠，通过第一直线导轨8导向实现气爪（即吸盘3）靠近板料目标位置，移动距离可以通过伺服电机控制，重复定位精度达到0.03mm，弥补由于不同模具间距离差导致的定位精度误差。

四个电机与该控制单元之间分别采用电缆连接，在本实施方式中，采用电缆拖链24支撑成柔性条状，这样横向移动单元2在移动时不会搅乱电缆。电缆能随横向移动单元2有序移动，电缆从横向移动单元2逐步连接于其他单元的伺服电机。

吸盘3可采用气动执行单元（图未示）执行吸附或松开，吸盘3可组成阵列，阵列式吸盘组合可对板料施力均匀，旋转架12由伺服电机（即第三电机13）驱动实现气动吸盘3回转，回转角度范围-90°到+90°之间，实现吸盘3以垂直板料法线方向吸取板料，避免板料吸取故障。采用气动执行单元，可安装气动阀岛控制单元，气动阀岛控制单元由阀岛、电磁换向阀和气管等组成，提高了设备的可靠性。该控制单元的控制系统可由PLC为主控单元，具有四轴控制，三轴联动控制功能。冲压专用穿梭板料输送机的操作面板可由触摸屏和按钮组等组成。

本发明采用伺服控制技术，能实现在不同开口压机间板料传输，主要特征包括：穿梭板料输送机伸缩臂采用滑块固定，导轨移动方式，减少了结构空间；伸缩臂的第一直线导轨采用矩形中空结构，内部可以作为线路和气路通道；伸缩臂具有回转和伸缩功能，伸缩长度可以由伺服电机调整，回转角度范围为-90°到+90°之间。该穿梭板料输送机伸缩臂已应用在广汽轿车覆盖件冲压生产线上，通过近半年考核，能满足生产需求，减少了人工需求，避免了安全事故，改善了产品质量，节省了输送时间，提高了制成品效率，实用效果良好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冲压专用穿梭板料输送机，其包括机架、安装在该机架上且能在垂直于重力方向的水平横向上移动的横向移动单元、用于吸附该冲压专用穿梭板料的若干吸盘、控制该横向移动单元的控制单元，其特征在于：该冲压专用穿梭板料输送机还包括伸缩臂，该伸缩臂包括回转单元、伸缩单元、随动单元；其中，

该回转单元包括安装盘、回转支撑件、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第一电机，该安装盘、该第一电机安装在该横向移动单元上由该横向移动单元在该水平横向上带动移动，该回转支撑件共轴固定在该第一电机上由该第一电机在平行于该水平横向的平面上驱动旋转；

该伸缩单元包括旋转臂、连接臂、第一直线导轨、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第二电机，该旋转臂包括主动部、从动部、U形连接部，该主动部的一端转动连接于该回转支撑件，该主动部的另一端通过该U形连接部连接于该从动部的一端，该从动部的另一端连接于该连接臂，该连接臂转动安装在该安装盘上，该回转支撑件带动该主动部旋转，该主动部迫使该从动部带动该连接臂相对该安装盘旋转，该第二电机安装在该连接臂上由该连接臂带动旋转，该第一直线导轨与该第二电机连接由该第二电机驱动沿该第一直线导轨自身延伸的方向直线移动；

该随动单元包括旋转架、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第三电机，该第三电机安装在该第一直线导轨内，该旋转架共轴连接于该第三电机由该第三电机在垂直于该第一直线导轨的平面上驱动旋转，该旋转架设置有安装该若干吸盘的若干端拾器。

2.如权利要求1所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该回转单元还配备有用于控制该回转支撑件的回转角度并能重复定位的角度编码器，该角度编码器电性连接于该控制单元。

3.如权利要求1所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该连接臂采用四组滑块实现，该四组滑块对称布置在该安装盘上并相对该安装盘转动连接，该第二电机安装在该四组滑块上。

4.如权利要求1所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该随动单元还配备有用于控制该旋转架的回转角度并能重复定位的角度编码器，该角度编码器电性连接于该控制单元。

5.如权利要求1所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该横向移动单元包括机械臂、第二直线导轨、与该控制单元电性连接而受控于该控制单元的第四电机，该第二直线导轨安装在该机架上，该机械臂卡合于该第二直线导轨且由该第四电机在沿该第二直线导轨延伸的方向驱动行走。

6.如权利要求5所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该第四电机采用同步带轮驱动该机械臂行走。

7.如权利要求5所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：四个电机与该控制单元之间分别采用电缆连接。

8.如权利要求7所述的冲压专用穿梭板料输送机，其特征在于：该电缆采用电缆拖链支撑成柔性条状。