CN103658434A - 桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统 - Google Patents

Abstract

一种桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，包括有用于装载尖锹料片的料车，位于料车一侧，用于将料车上的尖锹料片送入冲压机进行冲裁的上料机械手，以及用于将经冲压机冲裁后的余料从所述的上料机械手上取出移走的下料机械手。本发明的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，可通过机械手模仿人类手臂的某些动作，自动上料和下料，实现锹片冲裁的自动化。并且用一个人可同时操作两台冲床。提高了生产效率，降低了人工成本，减少了事故发生。

Description

桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统

技术领域

本发明涉及一种自动上下料机械手系统。特别是涉及一种桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统。

背景技术

国内工厂桃形尖锹锹片冲裁过程中，为了节约用料，如图1所示，2个桃形尖锹布置在一块料片上，根部相对，桃尖向外，整个料片为平行四边形。目前，锹片冲压需要两个人以手工方式进行上料、下料，在第一个工人双手拿起一片料，送入冲床进行定位，第二个工人踩下踏板，进行冲压，冲完一个锹片后，第一个工人调转料片再进行定位，第二个工人再次踩下踏板，冲另一个锹片，冲完之后第一个工人取新料片，同时第二个工人把余料拿走。整个锹片冲压过程需2名工人协同作业，工人劳动强度大，生产效率低。并且，人工送料不仅生产效率低，费用高，而且存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够完全替代手工操作，实现了加工过程自动化的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统。

本发明所采用的技术方案是：一种桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，包括有用于装载尖锹料片的料车，位于料车一侧，用于将料车上的尖锹料片送入冲压机进行冲裁的上料机械手，以及用于将经冲压机冲裁后的余料从所述的上料机械手上取出移走的下料机械手。

所述的料车包括有：料车机架，所述的料车机架上固定设置有上料架，上料架的上端设置有上料气缸，所述上料气缸的活塞杆在上料气缸的下方伸出，所述的活塞杆端部固定连接有用于吸附尖锹料片的真空吸盘，所述料车机架的下部设置有由控制系统控制的上料电机，上料电机的输出端连接位于上料电机上面的减速器，所述减速器的输出轴连接一个主动齿轮，所述的主动齿轮与位于料车机架上的从动齿轮相啮合，所述的从动齿轮中心通过螺纹与设置在料车机架上的丝杠组件中的丝杠螺纹连接，所述的丝杠的上端贯穿从动齿轮的中心并固定连接送料板的中心，所述送料板的一侧固定连接沿长轴上下移动的直线轴承，送料板的另一侧套在已固定在所述料车机架上的导向柱上，用作直线轴承的导轨的长轴与所述的导向柱平行且对应设置。

所述的上料架上在对应于所述的真空吸盘处设置有用于向控制系统提供尖锹料片位置信号的传感器。

所述的上料机械手包括有：上料机架，所述上料机架的下部由下至上设置有由控制系统控制的取料伺服电机和与取料伺服电机输出轴相连的取料减速器，所述的取料减速器的输出轴连接设置在支撑套筒内的旋转轴，所述的支撑套筒垂直设置在所述的上料机架的上面，所述设置在支撑套筒内的旋转轴的顶固定端连接水平设置的旋转臂的一端，所述的旋转臂的另一端通过法兰连接由一个伺服电机和连接在所述该伺服电机输出端的一个减速器构成的尖锹料片旋转机构，所述构成尖锹料片旋转机构的减速器的输出轴连接用于夹持尖锹料片的尖锹料片装夹机构，所述的上料机架上还设置有支架，所述的支架上设置有无杆气缸，所述的无杆气缸上设置有在该无杆气缸的驱动下水平移动的支撑板，所述的支撑板上设置有气动手爪，所述气动手爪与所述的尖锹料片装夹机构所夹持的尖锹料片对应设置。

所述的尖锹料片装夹机构包括有：气缸板，所述气缸板一侧的下端面通过螺栓固定连接有用于吸附尖锹料片的旋片磁铁，所述气缸板该侧的上端面通过弹簧轴与连接在所述的减速器的输出轴上的弹簧座固定相连，所述的气缸板另一侧的端部上固定设置有双活塞杆气缸，所述双活塞杆气缸的下活塞杆固定连接水平设置的用于托起尖锹料片的托板，所述托板与所述的旋片磁铁对应设置。

所述的下料机械手包括有：下料机架，所述的下料机架的支架腿上设置有用于启动冲压机进行冲裁的气动踏板机构，所述的下料机架的上端面上设置一由控制系统控制的无杆气缸，所述的该无杆气缸的移动部分上设置有一支撑板，所述的该支撑板上设置有用于抓取余料的气动手爪。

所述的气动踏板机构包括有：一端固定在下料机架的一条支架腿上的第一支板，一端通过螺栓连接在所述第一支板另一端的第二支板，所述第二支板的中部固定在下料机架的另一条支架腿上，所述第二支板的另一端上侧设置有由控制系统控制的踏板气缸，所述的踏板气缸的活塞杆端部贯穿第二支板连接位于第二支板下侧的与所述的冲压机的脚踏踏板对应设置，并用于启动冲压机对尖锹料片进行冲裁的气动踏板。

本发明的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，可通过机械手模仿人类手臂的某些动作，自动上料和下料，实现锹片冲裁的自动化。并且用一个人可同时操作两台冲床。提高了生产效率，降低了人工成本，减少了事故发生。

附图说明

图1是本发明尖锹料片的示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是本发明中料车的整体的结构示意图；

图4是本发明的上料机械手的结构示意图；

图5是图4中所示的料片装夹机构的结构示意图；

图6是本发明的下料机械手的结构示意图。

图中

1；料车                                11：料车机架

12：上料架                             13：上料气缸

14：真空吸盘                           15：上料电机

16：减速器                             17：主动齿轮

18：从动齿轮                           19：丝杠

110：送料板                            111：直线轴承

112：导向柱                            113：长轴

114：传感器                                            2：上料机械手

21：上料机架                                           22：取料伺服电机

23：取料减速器                                         24：支撑套筒

25：旋转臂                                             26：法兰

27：伺服电机                                           28：减速器

29：尖锹料片装夹机构                                   210：支架

211：无杆气缸                                          212：支撑板

213：气动手爪                                          214：输出轴

215：旋转臂                                            291：弹簧座

292：弹簧轴                                            293：气缸板

294：弹簧                                              295：旋片磁铁

296：螺栓                                              297：双活塞杆气缸

298：下活塞杆                                          299：托板

3：下料机械手                                          31：下料机架

32：第一支板                                           33：无杆气缸

34：支撑板                                             35：气动手爪

36：踏板气缸                                           37：气动踏板

38：第二支板                                           4：冲压机

5：输送带                                              6：尖锹料片

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统做出详细说明。

如图2所示，本发明的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，包括有用于装载尖锹料片6的料车1，位于料车1一侧，用于将料车1上的尖锹料片6送入冲压机4进行冲压的上料机械手2，以及用于将经冲压机4冲压后的成品从所述的上料机械手2上取出移走的下料机械手3。

如图3所示，所述的料车1包括有：料车机架11，所述的料车机架11上固定设置有上料架12，上料架12的上端设置有上料气缸13，所述上料气缸13的活塞杆在上料气缸13的下方伸出，所述的活塞杆端部固定连接有用于吸附尖锹料片6的真空吸盘14，所述料车机架11的下部设置有由控制系统控制的上料电机15，上料电机15的输出端连接位于上料电机15上面的减速器16，所述减速器16的输出轴连接一个主动齿轮17，所述的主动齿轮17与位于料车机架11上的从动齿轮18相啮合，所述的从动齿轮18中心通过螺纹与设置在料车机架11上的丝杠组件中的丝杠19螺纹连接，所述的丝杠19的上端贯穿从动齿轮18的中心并固定连接送料板110的中心，所述送料板110的一侧固定连接沿长轴113上下移动的直线轴承111，送料板110的另一侧套在已固定在所述料车机架11上的导向柱112上，用作直线轴承111的导轨的长轴113与所述的导向柱112平行且对应设置。

所述的上料架12上在对应于所述的真空吸盘14处设置有用于向控制系统提供尖锹料片6位置信号的传感器114。

在本发明的料车1中，直线轴承111沿长轴113上下移动。在上料架12的上端安装传感器114的原因：尖锹料片6放到送料板110上，上料电机15和减速器16驱动主动齿轮17，带动从动齿轮18转动，使丝杠19推动送料板110及放在其上面的尖锹料片6沿着导向柱112及长轴113提升至指定高度，传感器114检测到尖锹料片6，发信号给控制系统，上料电机15和减速器16停止转动，最上层尖锹料片6到达真空吸盘14的行程范围内，真空吸盘14由上料气缸13推动下移，吸取尖锹料片6后提升，等待上料机械手2取料。

如图4所示，所述的上料机械手2包括有：上料机架21，所述上料机架21的下部由下至上设置有由控制系统控制的取料伺服电机22和与取料伺服电机22输出轴相连的取料减速器23，所述的取料减速器23的输出轴连接设置在支撑套筒24内的旋转轴215，所述的支撑套筒24垂直设置在所述的上料机架21的上面，所述设置在支撑套筒24内的旋转轴215的顶固定端连接水平设置的旋转臂25的一端，所述的旋转臂25的另一端通过法兰26连接由一个伺服电机27和连接在所述该伺服电机27输出端的一个减速器28构成的尖锹料片旋转机构，所述构成尖锹料片旋转机构的减速器28的输出轴214连接用于夹持尖锹料片6的尖锹料片装夹机构29，所述的上料机架21上还设置有支架210，所述的支架210上设置有无杆气缸211，所述的无杆气缸211上设置有在该无杆气缸211的驱动下水平移动的支撑板212，所述的支撑板212上设置有气动手爪213，所述气动手爪213的抓夹处与所述的尖锹料片装夹机构29所夹持的尖锹料片6对应设置。

如图5所示，所述的尖锹料片装夹机构29包括有：气缸板293，所述气缸板293一侧的下端面通过螺栓296固定连接有用于吸附尖锹料片6的旋片磁铁295，所述气缸板293该侧的上端面通过弹簧轴292与连接在所述的减速器28的输出轴214上的弹簧座291固定相连，所述的气缸板293另一侧的端部上固定设置有双活塞杆气缸297，所述双活塞杆气缸297的下活塞杆298固定连接水平设置的用于托起尖锹料片6的托板299，所述托板299与所述的旋片磁铁295对应设置。

在本发明的上料机械手2中，取料伺服电机22和取料伺服电机22驱动旋转臂25旋转到料车的真空吸盘14处，旋转臂25通过法兰26与由伺服电机27和连接在所述该伺服电机27输出端的一个减速器28构成的尖锹料片旋转机构相连。双活塞杆气缸297动作，夹紧尖锹料片6，旋片磁铁295得电进一步夹紧尖锹料片，上料机械手的旋转臂25旋转，将尖锹料片6送至冲压机4的工作台面指定位置，进行第一次冲裁，冲裁完毕后，伺服电机27和减速器28带动旋片磁铁295旋转180°，将尖锹料片6的另一端送至气动手爪213处。气动手爪213通过支撑板212固定在无杆气缸211的移动部分，气动手爪213夹紧尖锹料片6，旋片磁铁215松开将尖锹料片6，旋转臂25移开，准备去取下一片尖锹料片6。气动手爪213在无杆气缸211的作用下，将尖锹料片推送至冲压机台面指定位置，进行第二次冲裁，冲裁完毕后气动手爪213松开，并退回到初始位置，等待下料机械手3取余料。

如图6所示，所述的下料机械手3包括有：下料机架31，所述的下料机架31的支架腿上设置有用于启动冲压机4进行冲裁的气动踏板机构，所述的下料机架31的上端面上设置一由控制系统控制的无杆气缸33，所述的该无杆气缸33的移动部分上设置有一支撑板34，所述的该支撑板34上设置有用于抓取余料的气动手爪35。

所述的气动踏板机构包括有：一端固定在下料机架31的一条支架腿上的第一支板32，一端通过螺栓连接在所述第一支板32另一端的第二支板38，所述第二支板38的中部固定在下料机架31的另一条支架腿上，所述第二支板38的另一端上侧设置有由控制系统控制的踏板气缸36，所述的踏板气缸36的活塞杆端部贯穿第二支板38连接位于第二支板38下侧的与所述的冲压机4的脚踏踏板对应设置，并用于启动冲压机4对尖锹料片6进行冲裁的气动踏板37。

在本发明的下料机械手中，每踩踏气动踏板37一次，冲压机完成一次冲裁。第二次冲裁完毕之后，气动手爪35在无杆气缸33的作用下，推送至气动手爪35顶端。夹紧余料的边缘部分，气动手爪35回程运动，回到初始位置时气动手爪35松开，由于余料偏重，会自动下落到废料区。

本发明的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统的工作原理如下：

人工将尖锹料片6放在料车1上，将料车1放置现场调好的位置。主动齿轮17和从动齿轮18带动丝杠19转动使送料板110逐渐提升，安装在上料架12上端的传感器16感应到尖锹料片后，把信号传给控制系统，控制系统发出控制信号，上料电机15和减速器16停止工作，同时驱动上料气缸13动作，推动真空吸盘14下移，吸取尖锹料片6，真空吸盘14提升，支撑套筒24里的旋转轴215带动上料机械手中的旋转臂25旋转至尖锹料片6处，通过法兰26安装在旋转臂25上的由伺服电机27和连接在所述该伺服电机27输出端的一个减速器28构成的尖锹料片旋转机构中的双活塞杆气缸297、旋片磁铁295夹紧尖锹料片6，尖锹料片6通过上料机械手中的旋转臂25旋转，被送至冲压机工作台面指定位置，下料机械手中的踏板气缸36推动气动踏板37，冲压机进行第一次冲裁。冲裁完毕后，旋片磁铁295由伺服电机27和减速器28带动旋转180°，上料机械手中的气动手爪213夹紧尖锹料片，旋片磁铁295松开尖锹料片，旋转臂25移开。气动手爪213在无杆气缸211作用下，将尖锹料片6推送至冲压机台面指定位置，下料机械手中的踏板气缸36推动气动踏板37，进行第二次冲裁，冲裁完毕后气动手爪213松开，并退回到初始位置，下料机械手中的气动手爪35在无杆气缸33的作用下，推送至前端。夹紧余料的边缘部分，气动手爪35回程至初始位置松开，余料由重力作用自动下落到废料区。此过程循环进行。

Claims (7)

1.一种桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，包括有用于装载尖锹料片（6）的料车（1），位于料车（1）一侧，用于将料车（1）上的尖锹料片（6）送入冲压机（4）进行冲裁的上料机械手（2），以及用于将经冲压机（4）冲裁后的余料从所述的上料机械手（2）上取出移走的下料机械手（3）。

2.根据权利要求1所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的料车（1）包括有：料车机架（11），所述的料车机架（11）上固定设置有上料架（12），上料架（12）的上端设置有上料气缸（13），所述上料气缸（13）的活塞杆在上料气缸（13）的下方伸出，所述的活塞杆端部固定连接有用于吸附尖锹料片（6）的真空吸盘（14），所述料车机架（11）的下部设置有由控制系统控制的上料电机（15），上料电机（15）的输出端连接位于上料电机（15）上面的减速器（16），所述减速器（16）的输出轴连接一个主动齿轮（17），所述的主动齿轮（17）与位于料车机架（11）上的从动齿轮（18）相啮合，所述的从动齿轮（18）中心通过螺纹与设置在料车机架（11）上的丝杠组件中的丝杠（19）螺纹连接，所述的丝杠（19）的上端贯穿从动齿轮（18）的中心并固定连接送料板（110）的中心，所述送料板（110）的一侧固定连接沿长轴（113）上下移动的直线轴承（111），送料板（110）的另一侧套在已固定在所述料车机架（11）上的导向柱（112）上，用作直线轴承（111）的导轨的长轴（113）与所述的导向柱（112）平行且对应设置。

3.根据权利要求2所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的上料架（12）上在对应于所述的真空吸盘（14）处设置有用于向控制系统提供尖锹料片（6）位置信号的传感器（114）。

4.根据权利要求1所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的上料机械手（2）包括有：上料机架（21），所述上料机架（21）的下部由下至上设置有由控制系统控制的取料伺服电机（22）和与取料伺服电机（22）输出轴相连的取料减速器（23），所述的取料减速器（23）的输出轴连接设置在支撑套筒（24）内的旋转轴（215），所述的支撑套筒（24）垂直设置在所述的上料机架（21）的上面，所述设置在支撑套筒（24）内的旋转轴（215）的顶固定端连接水平设置的旋转臂（25）的一端，所述的旋转臂（25）的另一端通过法兰（26）连接由一个伺服电机（27）和连接在所述该伺服电机（27）输出端的一个减速器（28）构成的尖锹料片旋转机构，所述构成尖锹料片旋转机构的减速器（28）的输出轴（215）连接用于夹持尖锹料片（6）的尖锹料片装夹机构（29），所述的上料机架（21）上还设置有支架（210），所述的支架（210）上设置有无杆气缸（211），所述的无杆气缸（211）上设置有在该无杆气缸（211）的驱动下水平移动的支撑板（212），所述的支撑板（212）上设置有气动手爪（213），所述气动手爪（213）与所述的尖锹料片装夹机构（29）所夹持的尖锹料片（6）对应设置。

5.根据权利要求4所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的尖锹料片装夹机构（29）包括有：气缸板（293），所述气缸板（293）一侧的下端面通过螺栓（296）固定连接有用于吸附尖锹料片（6）的旋片磁铁（295），所述气缸板（293）该侧的上端面通过弹簧轴（292）与连接在所述的减速器（28）的输出轴（214）上的弹簧座（291）固定相连，所述的气缸板（293）另一侧的端部上固定设置有双活塞杆气缸（297），所述双活塞杆气缸（297）的下活塞杆（298）固定连接水平设置的用于托起尖锹料片（6）的托板（299），所述托板（299）与所述的旋片磁铁（295）对应设置。

6.根据权利要求1所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的下料机械手（3）包括有：下料机架（31），所述的下料机架（31）的支架腿上设置有用于启动冲压机（4）进行冲裁的气动踏板机构，所述的下料机架（31）的上端面上设置一由控制系统控制的无杆气缸（33），所述的该无杆气缸（33）的移动部分上设置有一支撑板（34），所述的该支撑板（34）上设置有用于抓取余料的气动手爪（35）。

7.根据权利要求6所述的桃形尖锹锹片自动上下料机械手系统，其特征在于，所述的气动踏板机构包括有：一端固定在下料机架（31）的一条支架腿上的第一支板（32），一端通过螺栓连接在所述第一支板（32）另一端的第二支板（38），所述第二支板（38）的中部固定在下料机架（31）的另一条支架腿上，所述第二支板（38）的另一端上侧设置有由控制系统控制的踏板气缸（36），所述的踏板气缸（36）的活塞杆端部贯穿第二支板（38）连接位于第二支板（38）下侧的与所述的冲压机（4）的脚踏踏板对应设置，并用于启动冲压机（4）对尖锹料片（6）进行冲裁的气动踏板（37）。

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