CN103949538A - 全自动冲压模机一体系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动冲压模机一体系统，包括机台、多组冲压模具和多工位机械手。该机台具有可升降活动的上模安装座板和固定不动的下模安装座板，该上、下模安装座板之间的空间分成多个冲压工位；每组冲压模具对应一个冲压工位，各组冲压模具由上模和下模组成，各上模固定于上模安装座板，各下模固定于下模安装座板，各上模随上模安装座板的升降活动而与对应的下模合模；所述多工位机械手设于多个冲压工位的两侧，可以自动传送每组模具加工后的物料。这样，从上料、多工位冲压和传输方面均实现全自动化生产，有效节省人工和提高生产效率。

Description

全自动冲压模机一体系统

技术领域

本发明涉及自动化设备领域技术，尤其是指一种全自动冲压模机一体系统。

背景技术

传统加工拉伸产品的工艺过程：先根据拉伸产品的要求，确定加工拉伸产品的拉伸工序并设计制造该拉伸产品的模具，每道工序需一套模具，由浅入深，并依次安装在普通的冲床上，逐次冲压才完成，上述传统加工过程的每道工序都是由手工操作完成。例如：某产品需要拉伸八次才可成型，在该拉伸产品的加工过程中，必须设计八套加工模具，并每套模具分别在不同的冲床才能完成每道工序。在上述拉伸产品的加工过程中，因加工该拉伸产品的工序多，模具多，占用设备、操作人员多，使得其加工复杂，其加工成本高，加工精度低。并且上述工序多部分需要人工操作，使得生产的效率低，安全性差，产品质量差。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种全自动冲压模机一体系统，其可以自动上料、在多工位上自动冲压成型工件、自动传输工件，实现全自动化生产，有效节省人工和提高生产效率。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种全自动冲压模机一体系统，包括

一机台，该机台具有可升降活动的上模安装座板和固定不动的下模安装座板，该上、下模安装座板之间的空间分成多个冲压工位；

多组冲压模具，每组冲压模具对应一个冲压工位，各组冲压模具由上模和下模组成，各上模固定于上模安装座板，各下模固定于下模安装座板，各上模随上模安装座板的升降活动而与对应的下模合模；

一多工位机械手，其位于多组冲压模具的两侧，该多工位机械手包括夹取装置、传动支架和推移机构；该夹取装置包括两条横杆、设置于两横杆上的多组机械手，每组机械手对应冲压机台的一个冲压工位；该传动支架包括可驱动两横杆沿X轴方向移动的X轴主动平移机构、X轴辅助平移机构，还包括可驱动两横杆沿Y轴方向移动的第一Y 轴平移机构、第二Y 轴平移机构，该X轴主动平移机构和第一Y 轴平移机构相接于两横杆的一端，该X轴辅助平移机构和第二Y 轴平移机构相接于两横杆的另一端；所述推移机构正对机台的第1冲压工位，该推移机构安装于第一Y 轴平移机构的底座板上随传动支架沿X轴方向平移。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

一、本发明成型五金件（马达盖）的工艺完全是一体的冲压拉伸方式，通过在同一机台上集合多个冲压工位，每个冲压工位上具有一组冲压模具，用多次冲压拉伸成型出马达盖，并且在机台上还配设了全自动的多工位机械手，可以自动上料、自动传输工件，这样只需要将料带送入机台，即能够自动生产出成品，无需人工操作，完全实现自动化，有效节省人工和提高生产效率。

二、由于本多工位机械手有传动支架、夹取装置和推移机构三大部分，该夹取装置和推移机构支承于传动支架上，当传动支架在不同方向的伺服马达驱动而沿X轴方向和Y轴方向平移时，推移机构同步将第1冲压工位的工件推向第2冲压工位，同时夹取装置上的多组机械手随之而动作，对应将冲压机台的第2冲压工位起的工件自动传送至下一冲压工位，这样，只要传动支架动作一次，即可实现多个冲压工位上的工件同时自动传送，传输过程安全可靠，自动化程度高，有效节省人力成本，这种多工位的传送治具所能提高生产效率是传统单工位机械手的10倍甚至几十倍。

三、由于在夹取治具中安装了第一电子感应装置，可以感知是否夹紧夹稳工件，当夹住工件时，机器继续动作，当没有夹到或夹不稳工件时，整机停机，有效保证机器和模具的安全，不会冲坏模具。

四、多工位机械手中不但采用2次元平移机械手，还采用2.5次元机械手抬高产品，在第6-11冲压工位，当两组冲压模具的下模位于不同高度，抬高夹取治具夹紧工件，在Y轴方向夹到一定力度后，能够自动沿Z轴方向抬高，以达到夹住产品后能从模内向上拔出产品的效果，使产品脱离模具后再向下一冲压工位送料，解决了产品拉伸后从模内难以脱离的技术问题。尤其是该抬高夹取治具在沿Z轴方向移动的整个过程靠夹紧工件提供的推力而动作，无需任何的气缸或马达提供的动力，结构简单，制作成本低，机械控制过程仅与2次元机械手相同，控制过程简单可靠，实用性强。

五、该机模一体系统中有多个冲压工位，每个冲压工位上对应有一组冲压模具，相邻的两组冲压模具之间彼此分离，并且各组冲压模具与上、下模安装座板之间抽屉式可拆安装。这样，采用抽屉式快换模结构，每次拆装时可以仅更换某个出现问题的冲压工位上的冲压模具，其它的模具无需更换，先将出现问题的模具拆下再维修，将备用的模具装上即可重新开机，不耽误生产时间，保证生产的连续性，有效优化模具保养维修的时间和方便性。

六、由于第7、8、9、10冲压工位的模具上设计了循环水冷却系统，在上模和下模合模状态下，可以触动开关阀接通泵水，水流从进水口进入下模、通过下模水流通道贯通整个下模、流向冲压模腔、而且通过上模水流通道贯通整个上模，最终从出水口流出。这样，一次性对上下模以及工件进行全面冷却，冷却范围大，水冷却通道结构设计简单，冷却速度快、冷却效果好。

七、由于相邻的两组冲压模具之间彼此分离，并且各组冲压模具与上、下模安装座板之间抽屉式可拆安装。这样，采用抽屉式快换模结构，每次拆装时可以仅更换某个出现问题的冲压工位上的冲压模具，其它的模具无需更换，先将出现问题的模具拆下再维修，将备用的模具装上即可重新开机，不耽误生产时间，保证生产的连续性，有效优化模具保养维修的时间和方便性。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的全自动冲压模机一体系统的组装立体示意图；

图2是本发明是图1中多组冲压模具安装于机台的主视图；

图3是本发明是图1中各组冲压模具可拆式设计的示意图；

图4是本发明是图1中多组冲压模具的分解图；

图5是本发明之实施例的全自动冲压模机一体系统加工工序流程图；

图6是本发明之实施例的成型冲顶孔模中设置循环水冷却系统的示意图；

图7是图6的分解图；

图8是图6的局部剖视图；

图9是图7的进一步分解图；

图10是本发明之实施例的多工位机械手的示意图；

图11是本发明之实施例的多工位机械手夹取工件的状态图；

图12是本发明之实施例的多工位机械手释放工件的状态图；

图13是图10的分解图；

图14是多工位机械手中2次元平移机械手的立体图；

图15是图14的俯视图；

图16是多工位机械手中2次元平移机械手的剖视图；

图17是2次元平移机械手中第二夹取治具的立体图；

图18是2次元平移机械手中第二夹取治具的剖视图；

图19是多工位机械手中2.5次元机械手的立体图；

图20是2.5次元机械手中第一抬高夹取治具的立体图；

图21是2.5次元机械手中第二抬高夹取治具的立体图；

图22是图21的分解图；

图23是2.5次元机械手中第二抬高夹取治具的释放工件状态下的示意图；

图24是2.5次元机械手中第二抬高夹取治具的夹取工件状态下上抬高的示意图。

请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有机台100、安装于机台上的多组冲压模具200和多工位机械手300。

其中：如图1-3所示，所述机台100具有上模安装座板101和下模安装座板102，该上、下模安装座板101、102位于两个不同的高度，下模安装座板102固定于机台100下方不动，上模安装座板101可活动安装于顶台100上方，由气缸驱动而上下活动。并且，该上、下模安装座板101、102之间的空间分成多个冲压工位。本实施例中，机台上具有11个冲压工位，每个冲压工位完成一道冲压工序，依次经过11道工序后成型出马达盖（如图5所示）。

如图2-4所示，与11个冲压工位相应，所述冲压模具200对应是11组，均安装于该上、下模安装座板101、102之间，每组冲压模具与各自的冲压工位相对应。当然，在该机台100上，所需设置模具数量不限于11组，对应不同的产品，可以依据工序的不同而增减模具的数量。

本实施例中，所述11组模具依次加工成型马达盖（即工件400），其包括位于第1冲压工位的开料模201、位于第2冲压工位的拉伸模202、位于第3冲压工位的成型冲顶孔模203、位于第4冲压工位的桶身整形翻顶孔压底模204、位于第5冲压工位的顶部成型模205、位于第6冲压工位的拉切模206、位于第7冲压工位的定位孔侧切模207、位于第8冲压工位的顶部腰孔冲字模208、位于第9冲压工位的散热孔侧切模209、位于第10冲压工位的小腰孔侧切模210、位于第11冲压工位的共用刺破模211。

所述各组冲压模具200彼此分离，独立的一组模具完成一道工序。本实施例中，各组冲压模具均由上模21和下模22组成，该上模21的顶端具有上模座21a，该下模22的底端有下模座22a，该上模座21a和下模座22a抽屉式推入上、下模安装座板101、102后，分别于上、下模座21a、22a与上、下模安装座板101、102之间锁定螺杆。从而可以实现各组冲压模具200的抽屉式快速拆装，每次拆装时可以仅更换某个出现问题的工位上的冲压模具，其它的模具无需更换，先将出现问题的模具拆下再维修，将备用的模具装上即可重新开机，不耽误生产时间，保证生产的连续性，有效优化模具保养维修的时间和方便性。

工作时，由于下模安装座板102固定于机台100不动，因此，固装于下模安装座板102的所有模具的下模22是定模。而上模安装座板101可在气缸的推动下升降活动，因此，固装于上模安装座板101的所有模具的上模21是动模。当各组模具的上模21和下模22合模时，即可对工件（马达盖）进行加工。

其中，在该全自动冲压模机一体系统的11个冲压工位中，其第7、8、9、10个冲压工位上的模具上设有循环水冷却系统24（见图1），可以同步对这些工位的模具和工件进行冷却处理。本实施例以第9冲压工位的冲压模具（即散热孔侧切模209）为例对该循环水冷却系统24进行说明。

如图6-9所示，第9冲压工位上的模具是散热孔侧切模209，其由上模21和下模22组成，该上模21是动模，下模22是定模，由上模21和下模22合模后形成一冲压模腔23。所述循环水冷却系统24贯穿上模21和下模22，并且可以冷却冲压模腔23中的工件。

如图8所示，该循环水冷却系统24包括设于下模22的进水口24a、设于上模21顶部的出水口24b、贯通于该进水口24a与冲压模腔23的下模水流通道24c、贯通于该出水口24b与冲压模腔23的上模水流通道24d，该下模座22a与上模座21a之间还设有一控制水流通断的开关阀24e。当上模21和下模22合模，该开关阀24e接通泵水，水流流经进水口24a、下模水流通道24c、冲压模腔23、上模水流通道24d和出水口24b；当上模21和下模22分离时，开关阀24e断开停止泵水。

具体而言，如图9所示，所述散热孔侧切模209的上模21包括上模座21a、第一上模板21b、第二上模板21c、第三上模板21d、凹凸模21e和圆定位销21f，该上模座21a、第一上模板21b、第二上模板21c、第三上模板21d、凹凸模21e和圆定位销21f由上至下拼合固定安装，并且该上模座21a、第一上模板21b、第二上模板21c、第三上模板21d、凹凸模21e和圆定位销21f的中心均开孔21g，各孔构成所述上模水流通道24d。

所述成型冲顶孔模203的下模22包括下模座22a、下模芯盒底盖22b、下模芯盒22c、凸模22d和下模芯盒顶盖22e，该下模座22a、下模芯盒底盖22b、下模芯盒22c、凸模22d和下模芯盒顶盖22e则下至上拼合固定安装，于该下模芯盒底盖22b、下模芯盒22c、凸模22d和下模芯盒顶盖22e的中心均设有开孔22f，以及于下模座22a的顶面设有贯通外部和中心的开槽22a1，各开孔22f与开槽22a1形成所述下模水流通道24c。所述下模座22a的两侧竖向向上安装两下定位管22g、对应之上模座21a的两侧竖向向下安装两上定位杆21h，该两上定位杆21h可活动插入两下定位管22g中定位上模21和下模22。

结合图8、9所示，所述冲压模腔23由上模21的凹凸模21e和下模22的凸模22d合模构成，该冲压模腔23位于上模21和下模22的中心，该进水口24a开设于下模22底部侧边，该下模水流通道24c呈直角接通于冲压模腔23和进水口24a；该出水口24b开设于上模21顶部，该上模水流通道24d从中心贯通上模21的出水口24b和冲压模腔23。

所述开关阀24e包括设于下模22的触动开关24e1和设于上模21的触动杆24e2，该触动杆24e2正对触动开关24e1，当上模21和下模22合模，该触动杆24e2接触触动开关24e1而通电泵水。本实施例中，于下模芯盒22c中设有一凹位22h，该凹位22h中安装所述触动开关24e1，并且于下模芯盒22c侧部设有一盖板22i，可以封位触动开关24e1，从而保护触动开关24e1，防止损坏和污染。

这样，在上模21和下模22合模状态下，可以触动开关阀24e接通泵水，水流从进水口24a进入下模22、通过下模水流通道24c贯通整个下模22、流向冲压模腔23、而且通过上模水流通道24d贯通整个上模21，最终从出水口24b流出，这样，一次性对上下模11、12以及工件进行全面冷却，冷却范围大，水冷却通道结构设计简单，冷却速度快、冷却效果好。

承上，如图10-13所示，所述多工位机械手300安装11个冲压工位的两侧，使多工位冲压模具中的工件400从一个冲压工位自动传送至下一冲压工位。

该多工位机械手300包括有夹取装置301、传动支架302和推移机构303。该传动支架302可沿X轴和Y轴方向移动。该夹取装置301安装于传动支架302上，随该传动支架302活动而夹取和释放工件400，以将上一冲压工位的工件400自动传送至一下工位。该推移机构303用于将第1冲压工位上的圆形片料推向第2冲压工位。

其中：所述夹取装置301包括两条横杆31、设置于两横杆31上的机械手。以设在两横杆31上左右正对的两个机械手为一组，当两横杆31彼此靠近时，左右两个机械手夹取工件400。当送至下一冲压工位时，使两横杆31彼此远离，释放工件400。本实施例中，由于全自动冲压模机一体系统100共有11个冲压工位。第1冲压工位的工件400是圆形片料，第2-11工位的工件400上是圆形壳。针于圆形片料平且薄的特性，第1冲压工位的工件400由推移机构303来完成推向第2冲压工位的动作，从第2冲压工位开始配设10对机械手，将相应的工件400依次送至下一冲压工位。其中，第2至第5冲压工位上的机械手是2次元平移机械手32，第6至第11冲压工位上的机械手是2.5次元机械手33，该2.5次元机械手33具有自动上抬高功能，在Y轴方向夹紧到一定力量后，2.5次元机械手33将沿Z轴方向自动抬高，以达到夹住产品后能从模内向上拔出产品。并且每组机械手中均安装有电子感应装置，若在中间有任何一个冲压工位因机械手没有抓牢产品，冲床会及时停机，以保证机器、模具安全。

如图13所示，所述传动支架302包括X轴主动平移机构34、X轴辅助平移机构35、第一Y 轴平移机构36、第二Y 轴平移机构37。该X轴主动平移机构34连接X轴驱动装置341，由该X轴驱动装置341驱使X轴主动平移机构34沿X轴方向平移；该X轴辅助平移机构35随X轴主动平移机构34的移动而同步沿X轴方向平移。该第一Y 轴平移机构36连接第一Y轴驱动装置361，该第二Y 轴平移机构37连接第二Y轴驱动装置371，由第第一和第二Y轴驱动装置361、371同步动作使第一和第二Y 轴平移机构36、37沿Y轴方向平移。

其中，该X轴主动平移机构34和X轴辅助平移机构35分别设于该两条横杆31的两端。

该X轴主动平移机构34靠近机台模具的第1冲压工位，其包括两X轴主动导轨342和两X轴主动导槽343。两X轴主动导轨342固定于机台上不动，两X轴主动导轨342纵向设置且彼此之间保持间距。该两X轴主动导槽343固定于第一Y 轴平移机构36的底部，当两X轴主动导槽343与两X轴主动导轨342配合形成两组滑动机构，可以使被支承的第一Y 轴平移机构36整体沿X轴方向平移。该X轴驱动装置341包括马达安装座341a、X轴伺服马达341b和X轴丝杆341c。该马达安装座341a固定于机台不动，所述X轴伺服马达341b安装于该马达安装座341a，并且X轴伺服马达341b的主轴穿过该马达安装座341a连接X轴丝杆341c。该X轴丝杆341c位于两X轴主动导轨342之间并且与两X轴主动导轨342平行设置。X轴丝杆341c的螺纹均是同一方向，于X轴丝杆341c上设置有一连动块341d，用于驱动两条横杆31整体沿X轴移动，于X轴丝杆341c的末端还设有限位块，以限定X轴丝杆341c的行程范围。

该X轴辅助平移机构35靠近最后一个冲压工位（第11冲压工位），其包括两X轴辅助导轨351和两X轴辅助导槽352。该两X轴辅助导轨351直接固定于两条横杆31的底部，与之配对的两X轴辅助导槽352安装于该两X轴辅助导轨351的底面。由该两X轴辅助导轨351和两X轴辅助导槽352形成的滑动机构可以不连接电机，其作为导向作用。在X轴伺服马达341b驱动时，使两条横杆31可以平移地沿X轴方向移动，同步带动该两X轴辅助导轨351相对两X轴辅助导槽352滑动，这样，可以确保两条横杆31沿X轴方向平移时平衡，连续性好，阻力小。

所述第一Y 轴平移机构36和第二Y 轴平移机构37分别设置于该两横杆31两端。

该第一Y 轴平移机构36承于X轴主动平移机构34上方，靠近该第1冲压工位。其包括一第一Y 轴导轨362和两第一Y 轴导槽363。该第一Y 轴导槽363和两第一Y 轴导轨362形成可沿Y轴方向滑动机构，以驱动两条横杆31在Y轴方向上平移。该第一Y 轴平移机构36的第一Y轴驱动装置361包括马达安装座361a、第一Y轴伺服马达361b和第一Y轴丝杆361c。该马达安装座361a的底部与一块长座板361d固接，长座板361d支承于X轴主动平移机构34的X轴主动导槽343上，与X轴主动导槽343固定连接。此外，该长座板361d上设有一凹位361e，该凹位361e与X轴丝杆341c的连动块341d固定相连，从而当X轴丝杆341c被X轴伺服马达341b驱动时，该长座板361d被带动而使整个第一Y 轴平移机构36沿X轴方向移动。所述第一Y轴伺服马达361b安装于该马达安装座361a，并且第一Y轴伺服马达361b的主轴穿过该马达安装座361a连接第一Y轴丝杆361c。该第一Y轴丝杆361c上设有两推动块361f，该两推动块固定于连接板，连接板固定于横杆31底部与第一Y 轴导槽363之间。该第一Y轴丝杆361c对应两条横杆31的螺纹反向，从而，第一Y轴丝杆361c转动两条横杆31会彼此靠近或彼此远离。

第二Y 轴平移机构37靠近最后一个冲压工位（第11冲压工位），其与第1冲压工位上的第一Y轴平移机构23结构基本相同，包括一第二Y 轴导轨372和两第二Y 轴导槽373；该第二Y轴驱动装置371包括马达安装座371a、第二Y轴伺服马达371b和第二Y轴丝杆371c，该马达安装座371a的底部与一块长座板371d固接。该第二Y 轴平移机构37的不同之处在于其长座板371d直接固定于机台上，而X轴主动导轨342和X轴主动导槽343的配合结构直接设在该第二Y 轴导轨372和第二Y 轴导槽373上方。由该第一Y 轴平移机构36和第二Y 轴平移机构37同步动作，有效控制两条横杆31会彼此靠近或彼此远离，保证滑动平稳，受力均匀。

所述推移机构303包括一连接座31和设于该连接座31顶部的两推动杆32。该连接座31垂直固定于第一Y 轴平移机构36的长座板361d中部，两推动杆32沿下料方向伸向第1冲压工位。因此，当长座板361d被推动向X轴方向移动时，同步带动顶部的两推动杆32向X轴方向移动，以将第1冲压工位上的圆形片料推向第2冲压工位，可以将圆形片料推向第2冲压工位进行拉伸。

如图14-18所示，所述2次元平移机械手32的结构至少由两组夹取治具构成，包括安装于其中一横杆31上的第一夹取治具321、安装于另一横杆31上的第二夹取治具322。该第一和第二夹取治具321、322彼此正对。当然，夹取治具20的数量不限左右正对的两组，还可以依据需要设置成左右两排，（如可以在左边横杆设4个第一夹取治具321，右边横杆也设4个第二夹取治具322），在该驱动装置的带动下，夹取治具20能够从左右两侧将上一冲压工位的工件400夹取传送至下一冲压工位，左右两侧的夹取治具20返回复位后重复下一次传送，如此循环不断。这种多组夹取治具20的设计可以一次性传送多工位上的工件，工作效率有效提高为原来的几倍甚至几十倍。

本实施例中，第一和第二夹取治具321、322的结构基本相同，不同之处在于第二夹取治具322上增设了第一电子感应装置323。当然第一电子感应装置323不限于安装在第二夹取治具322上，左右两夹取治具，任意挑选其一安装第一电子感应装置323即可。

具体而言，该第一夹取治具321包括可固定在该其中一横杆31上的第一安装板321a和连接第一安装板321a的第一夹取手臂321b。该第二夹取治具322包括可固定在该另一横杆31上的第二安装板322a和连接第二安装板322a的第二夹取手臂322b。所述第一和第二安装板321a、322a上均设有两可调节锁紧距离的长锁槽321c、322c，通过长螺栓锁在长锁槽321c、322c不同的距离，可以限定该夹取治具20不同的安装的位置。

所述第一和第二夹取手臂321b、322b分别与第一和第二安装板321a、322a钢性连接，无变形空间，以确保两夹取手臂相互靠近时能够在同一水平面上，夹取工件400的两侧时，确保受力平衡。于该第一和第二夹取手臂321b、322b的头端均设有V形夹口321d、322d，以及在该V形夹口321d、322d的内侧开设有避让长槽321e、322e，可以让位给感应开关323c的触动杆323a。当然，夹口的形状不限于V形，也可以依据工件不同形状而做成各种形状，如弧形、梯形等。

所述第二安装板322a的第一电子感应装置323可感知是否夹取并夹稳工件400。该安第一电子感应装置323包括触动杆323a和感应开关323c，感应开关323c固定于第二安装板322a的末端，该触动杆323a通过两支撑块323b可活动装于第二安装板322a的前端并且正对该感应开关323c，该触动杆323a上套设有复位弹簧323d，该复位弹簧323d抵接于支撑块323b与触动杆323a，从而压缩复位弹簧323d可以使触动杆323a接触感应开关323c，伸长复位弹簧323d使触动杆32复位而与感应开关323c脱离。该第二夹取治具322中，所述触动杆323a的头端下弯悬设于避让长槽321e、322e中并且伸向V形夹口322d，用于夹紧工件。

如图19-24所示，所述2.5次元机械手的结构至少包括两个抬高夹取治具，分别是分布于两条横杆31的第一抬高夹取治具331和第二抬高夹取治具332，并且两抬高夹取治具331、332彼此正对。当然，抬高夹取治具331、332的数量不限左右正对的两个，还可以依据需要设置成左右两排，（如左边横杆设6个第二抬高夹取治具332′，右边横杆也设6个第二抬高夹取治具332），以将工件从上一冲压工位夹取和传送至下一冲压工位，这种多组抬高夹取治具331、332的设计可以一次性传送多个工位上的工件，工作效率有效提高为原来的几倍甚至几十倍。

本实施例中，如图19所示，左右正对的两抬高夹取治具331、332的结构基本相同，不同之处在于一侧的第二抬高夹取治具332设置了第二电子感应装置33d，而另一侧的第二抬高夹取治具332′可以不设第二电子感应装置33d。当左右抬高夹取治具331、332彼此靠近并且夹取工件时，触动第二电子感应装置33d，操作系统能够进行判断并且发出“OK”的信号，则继续驱动机械动作；当左右抬高夹取治具331、332夹不到或夹不稳工件时，便不会触动第二电子感应装置33d，则操作系统发出“NG”信号，控制整机停机，这样，可以确保机械安全运行。

具体而言，具有第二电子感应装置33d的第二抬高夹取治具332的结构如图21、22所示，包括底座33a、夹取手臂33b、连接件33c和第二电子感应装置33d，该第二电子感应装置33d由触动杆33d1和感应开关33d2构成。

该底座33a为板状结构，用于固定安装在横杆31上，从而横杆31在二维平面移动时，带动该第二抬高夹取治具332同步移动。该底座33a的头端侧设有一开孔33a1，用于安装连接件33c。

该夹取手臂33b的头端侧是一圆弧形的夹口33b2，以便于夹取圆形的工件（如马达盖）。当然，该夹口33b2的形状不限于圆弧形，依据不同工件的形状，夹口33b2的造型可以改变。本实施例中，该夹取手臂33b包括一体式的上抬部33b1、枢接部33b3和下压部33b6，该枢接部33b3可以与连接件33c活动连接。枢接部33b3的具体结构是在夹取手臂33b底部一体设置第一凸块33b4，并于第一凸块33b4上开设轴孔33b5。对应之该连接件33c的头端设有一凹孔33c1，以供第一凸块33b4安装在内，并且该第一凸块33b4在凹孔33c1中用轴33c2相连，使夹取手臂33b可以相对连接件33c上下摆动。

以及，该凹孔33c1的后侧旁对应下压部33b6凹设有避让斜坡33c3。该避让斜坡33c3的坡度可以依据设计需求而定，以轴33c2为支点，随枢接部33b3活动，上抬部33b1上升，下压部33b6下降。当避让斜坡33c3坡度越大，夹取手臂33b上抬部33b1的幅度越高，下压部33b6下降而限位于避让斜坡33c3，这样，实现机械手的2.5次元移动。

该连接件33c的尾端设有第二凸块33c4，该第二凸块33c4与底座33a的开孔33a1配合安装。以及，开孔33a1的长度必须大于第二凸块33c4的长度，于第二凸块33c4的后端面与开孔33a1的孔侧壁之间抵接有弹簧33c5。

所述第二电子感应装置33d通过触动杆33d1是否接触感应开关33d2来判断夹取手臂33b是否有夹取工件。该触动杆33d1受动于连接件33c，其头端通过一连接板33d3固装于第二凸块33c4，其后端可移动穿设于一支撑块33d4，触动杆33d1的末端部正对感应开关33d2，连接件33c向后移动可带动该触动杆33d1后移触动感应开关33d2。

本多工位机械手的工作原理如下：

图1中原材料为卷料的金属带推入到第1冲压工位的上下模具之间，当第1冲压工位的上下模具合模后冲出圆形片料。此时，如图10所示，X轴伺服马达341b启动，使两推动杆32沿X轴方向移动，将第1冲压工位的圆形片料推向第2冲压工位。同时，第一Y轴伺服马达361b和第二Y轴伺服马达371b同步启动，使两横杆31彼此靠近，从而左右两侧的机械手将原本位于第2冲压工位起的半成型圆形壳夹至下一冲压工位，如此重复，依次用模具冲压11次，以及用机械手传输11次后，得到马达盖成品。

具体传送过程如图11、12所示，当两横杆31在驱动装置的带动下可彼此靠近，并且向下一冲压工位移动，因此安装在两横杆31上的2次元平移机械手32和2.5次元机械手33随之而动作：

相对于2次元平移机械手32而言，如图16-18所示，一开始接触工件400时，先触碰触动杆323a的头端，当夹持力达到一定程度，压缩复位弹簧323d，触动杆323a向后移接触感应开关323c，同时第二夹取手臂322b的V形夹口321d、322d夹紧工件400。此时，感应开关323c将夹取工件的信号发送至内部操作系统，操作系统接收到感应信号即可判断第一和第二夹取治具321、322成功夹到了工件400，控制驱动装置推动整个二维平移支架10向下一冲压工位移动，当到达下一冲压工位时，两横杆31背向移动，释放工件400；

相对于2.5次元机械手33而言，如图23、24所示，夹取工件后，产生向后的作用力。当在Y轴方向夹到一定力度，2.5次元机械手33的夹取手臂33b将以轴33c2为支点，上抬部33b1沿Z轴方向向上翘，直至后端的下压部33b6接触避让斜坡33c3。这样，夹口33b2上的工件可以沿Z轴方向向上抬起一定高度，达到夹住产品后从模内向上拔出产品。同时，夹取手臂33b产生的向后的作用力传递给连接件33c，触使连接件33c向后移动压缩弹簧33c5，进而通过连接片使触动杆33d1向后移动并且接触感应开关33d2，则表示夹口33b2确切夹取了工件，因此感应开关33d2能够发出一个“OK”的信号给操作系统，操作系统判别后继续驱动机械动作。这样驱动装置驱使左右两个抬高夹取治具331、332将工件从上一个冲压工位传送至下一冲压工位。当工件送至下一冲压工位后，该2.5次元机械手自动复位，反复来回传送工件。

当2次元平移机械手32和2.5次元机械手33由于种种原因没有夹取到工件时，则不动触发感应开关33d2、323c，在一定时间内系统没有接收到感应开关的触发信号，则判断机械发生错误或故障，从而发出“NG”信号，迫使整机停机，这样，可以有效保证机械传输的安全。

综上所述，本发明的设计重点在于，本发明的成型五金件（马达盖）工艺完全一体的冲压拉伸方式，在同一机台100上集合多个冲压工位，每个冲压工位上具有一组冲压模具200，并且在机台上还配设了全自动的多工位机械手300，可以自动上料、在多工位上自动冲压成型工件、自动传输工件，实现全自动化生产，有效节省人工和提高生产效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动冲压模机一体系统，其特征在于：包括

一机台，该机台具有可升降活动的上模安装座板和固定不动的下模安装座板，该上、下模安装座板之间的空间分成多个冲压工位；

多组冲压模具，每组冲压模具对应一个冲压工位，各组冲压模具由上模和下模组成，各上模固定于上模安装座板，各下模固定于下模安装座板，各上模随上模安装座板的升降活动而与对应的下模合模；

一多工位机械手，其位于多组冲压模具的两侧，该多工位机械手包括夹取装置、传动支架和推移机构；该夹取装置包括两条横杆、设置于两横杆上的多组机械手，每组机械手对应一个冲压工位；该传动支架包括可驱动两横杆沿X轴方向移动的X轴主动平移机构、X轴辅助平移机构，还包括可驱动两横杆沿Y轴方向移动的第一Y 轴平移机构、第二Y 轴平移机构，该X轴主动平移机构和第一Y 轴平移机构相接于两横杆的一端，该X轴辅助平移机构和第二Y 轴平移机构相接于两横杆的另一端；所述推移机构正对第1冲压工位，该推移机构安装于第一Y 轴平移机构的底座板上随传动支架沿X轴方向平移。

2.根据权利要求1所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述横杆上的机械手包括2次元平移机械手和2.5次元机械手，各机械手中安装有电子感应装置。

3.根据权利要求2所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述2.5次元机械手至少包括固定于其中一横杆的第一抬高夹取治具、固定于另一横杆的第二抬高夹取治具，该第一和第二抬高夹取治具彼此正对，第一和第二抬高夹取治具均包括固定于横杆的底座、用于夹取工件的夹取手臂、相接于底座和夹取手臂之间的连接件；该夹取手臂包括一体式的上抬部、枢接部和下压部，该枢接部可活动相接于连接件，该连接件对应下压部设有避让斜坡，随枢接部活动，上抬部上升，下压部下降而限位于避让斜坡。

4.根据权利要求1所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述多组冲压模具彼此分离，并且各组冲压模具与上、下模安装座板之间抽屉式可拆安装，各组模具的上模的顶端具有上模座，各组模具的下模的底端有下模座，该上模座和下模座抽屉式推入上、下模安装座板后，分别于上、下模座与上、下模安装座板之间锁定螺杆。

5.根据权利要求1所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述上、下模安装座板之间的空间分成11个冲压工位，相应具有11组用于加工成型马达盖的冲压模具，11组冲压模具分别包括位于第1冲压工位的开料模、位于第2冲压工位的拉伸模、位于第3冲压工位的成型冲顶孔模、位于第4冲压工位的桶身整形翻顶孔压底模、位于第5冲压工位的顶部成型模、位于第6冲压工位的拉切模、位于第7冲压工位的定位孔侧切模、位于第8冲压工位的顶部腰孔冲字模、位于第9冲压工位的散热孔侧切模、位于第10冲压工位的小腰孔侧切模、位于第11冲压工位的共用刺破模。

6.根据权利要求5所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述第7冲压工位的定位孔侧切模、第8冲压工位的顶部腰孔冲字模、第9冲压工位的散热孔侧切模、第10冲压工位的小腰孔侧切模上均设有循环水冷却系统。

7.根据权利要求6所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述第9冲压工位的散热孔侧切模包括上模和下模，该上模和下模合模形成一冲压模腔；所述循环水冷却系统设于上模和下模，其包括设于下模的进水口、设于上模顶部的出水口、贯通于该进水口与冲压模腔的下模水流通道、贯通于该出水口与冲压模腔的上模水流通道，该下模座与上模座之间还设有一控制水流通断的开关阀，当上模和下模合模，该开关阀接通泵水，水流流经进水口、下模水流通道、冲压模腔、上模水流通道和出水口。

8.根据权利要求7所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述开关阀包括设于下模的触动开关和设于上模的触动杆，该触动杆正对触动开关，当上模和下模合模，该触动杆接触触动开关而通电泵水。

9.根据权利要求7所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：

所述散热孔侧切模的上模包括上模座、第一上模板、第二上模板、第三上模板、凹凸模和圆定位销，该上模座、第一上模板、第二上模板、第三上模板、凹凸模和圆定位销由上至下拼合固定安装，并且该上模座、第一上模板、第二上模板、第三上模板、凹凸模和圆定位销的中心均开孔，各孔构成所述上模水流通道；

所述散热孔侧切模的下模包括下模座、下模芯盒底盖、下模芯盒、凸模和下模芯盒顶盖，该下模座、下模芯盒底盖、下模芯盒、凸模和下模芯盒顶盖则下至上拼合固定安装，于该下模芯盒底盖、下模芯盒、凸模和下模芯盒顶盖的中心均设有开孔，以及于下模座的顶面设有贯通外部和中心的开槽，各开孔与开槽形成所述下模水流通道。

10.根据权利要求1所述的全自动冲压模机一体系统，其特征在于：所述传动支架的X轴主动平移机构连接X轴驱动装置，由该X轴驱动装置驱X轴主动平移机构沿X轴方向平移，该X轴辅助平移机构随X轴主动平移机构的移动而同步沿X轴方向平移，带动两条横杆沿X轴方向平移；该第一Y 轴平移机构连接第一Y轴驱动装置，该第二Y 轴平移机构连接第二Y轴驱动装置，由第一和第二Y轴驱动装置同步动作驱动第一和第二Y 轴平移机构沿Y轴方向平移，带动两条横杆沿Y轴方向平移，并且该X轴驱动装置、第一Y轴驱动装置和第二Y轴驱动装置均采用伺服马达驱动。