CN104148525B - 数控冲床自动上下料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控冲床自动上下料设备，包括控制系统、机架、物料架、上料装置、收料装置和下料架；物料架设于机架上，上料装置设于物料架上方，收料装置设于物料架下方，下料架设于机架底部；上料装置将物料架上的物料抓取并转移至薄板冲床上，收料装置收取数控冲床上加工好的产品并转移至下料架；从而，完成配合数控冲床自动上料，待数控冲床完成加工程序后，再自动取料并暂时存放的功能。采用上述技术方案后，本发明能够定量且准确的抓取物料薄板，并在数控机床上准确的对位放置；节约上下料时间节省人力，大大提高了数控冲床的工作效率；与数控冲床进行信号交互之后，可以实现无人值守化数控加工生产过程，安全性能佳。

Description

数控冲床自动上下料设备

技术领域

本发明属于机械加工设备领域，具体来说是一种数控冲床自动上下料设备。

背景技术

数控冲床可用于各类金属薄板零件加工，可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉伸成型加工，按要求自动加工不同尺寸和孔距的不同形状的孔，也可用小冲模以步冲方式冲大的圆孔、方形孔、腰形孔及各种形状的曲线轮廓，也可进行特殊工艺加工，如百叶窗、浅拉伸、沉孔、翻边孔、加强筋、压印等。通过简单的模具组合，相对于传统冲压而言，节省了大量的模具费用，可以使用低成本和短周期加工小批量、多样化的产品，具有较大的加工范围与加工能力，从而及时适应市场与产品的变化，因其自动化程度高和较高的生产效率而在现代制造业中广泛使用。

而数控冲床的生产过程中，传统的人工上料、下料都需要停止数控冲床的工作，人工上下料占用了机台冲压生产的很大一部分时间，使得数控冲床的高效性得不到充分发挥；而且面积较大的金属板往往需要多人协同参与才能完成上料和下料的工作，费工费时，阻碍了生产力的发展；且金属板的飞边容易划伤手臂，对人体造成不必要的伤害。而目前，国内对数控冲床的自动上下料装置的研究并不太多，申请号为200910018369.4的中国专利公开了一种数控冲床板材自动上料机，申请号为200920228865.8的中国专利公开了一种用在冲床下料或压模生产线上的自动上料机构，但很不成熟，尚处于技术的初期阶段；国外虽有数控冲床的相关产品，但价格昂贵，无法满足国内市场的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在数控冲床工作过程中自动上料并能自动取回加工好的产品的数控冲床自动上下料设备；具有自动化程度高，大大提高数控冲床的工作效率，工作安全可靠，成本相对低廉能够适应国内市场需求的特点。

本发明的上述目的是通过下列技术方案来实现的：

数控冲床自动上下料设备，包括控制系统、机架、物料架、上料装置、收料装置和下料架；物料架设于机架上，上料装置设于物料架上方，收料装置设于物料架下方，下料架设于机架底部；上料装置将物料架上的物料抓取并转移至薄板冲床上，收料装置收取数控冲床上加工好的产品并转移至下料架；从而，完成配合数控冲床自动上料，待数控冲床完成加工程序后，再自动取料并暂时存放的功能。

作为对物料架的改进，所述物料架设于机架的中上层，包括支撑架和万向球板，万向球板设于支撑架上，万向球板上安装万向球；物料架上设置带有万向球的万向球板，可以方便地将盛装物料薄板的栈板推送至物料架上。

进一步的，所述万向球板在支撑架上设置3块；这样可以很方便地将万向球板安装到支撑架上，能有效地解决只设置一大块万向球板而带来的安装费力、困难的问题；当然，可根据实际需要安装不同数量的万向球板。

进一步的，所述支撑架的一侧和前方设有挡块；起到对物料栈板及其上面的薄板物料的定位作用，挡块的数量根据实际需要确定。

所述上料装置包括送料小车、横向移动平台、立柱、抓取装置固定架、抓取装置和感应装置；立柱可上下移动地设置在横向移动平台上，横向移动平台可横向移动地设置在送料小车上，送料小车可纵向移动地安装在机架的顶部；立柱下端固定设置导架，导架上可纵向移动地设有抓取装置固定架，抓取装置固定在抓取装置固定架上，感应装置固定在抓取装置固定架上；通过立柱的上下移动来抓取物料架上的物料，并提升至一定的高度；通过送料小车将上料装置连同所抓取的物料一并运送至数控机床的工作台上方，并由感应装置和横向移动平台以及抓取装置固定架进行对准，再经立柱的下移将物料下放至至数控机床的工作台上的准确位置处。

进一步的，所述立柱上固定设置有齿条和导轨，横向移动平台上设有与齿条相配合的齿轮和与导轨相配合的导块；齿轮由电机驱动，通过齿轮齿条机构和导轨导块机构实现立柱在横向移动平台上的上下移动。

进一步的，所述横向移动平台上固定设置有螺母和导块，送料小车上设有与螺母相配合的螺杆和导块相配合的导轨；螺杆由电机驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现横向移动平台在送料小车上的横向移动；从而，实现横向移动平台的横向精准对位。

进一步的，所述抓取装置固定架上固定设有螺杆和导轨，导架上设有与螺杆相配合的螺母和与导轨相配合的导块；螺杆由电机驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现抓取装置固定架在导架上的纵向移动；从而，实现抓取装置固定架的纵向精准对位。

进一步的，所述送料小车上固定设有同步皮带和导块，机架上设有与同步皮带相配合的带轮和与导块相配合的导轨；带轮由电机驱动，通过同步皮带及带轮机构和导轨导块机构实现送料小车在机架上的纵向移动。

进一步的，所述抓取装置为真空吸盘，以真空吸盘吸取物料薄板。

进一步的，所述抓取装置为电磁吸盘，以电磁吸盘吸取物料薄板。

作为对机架的改进，所述机架的顶部向前延伸呈臂状，臂状伸至数控冲床的工作台上方。

进一步的，所述机架上设有对上料装置所抓取的物料的厚度进行测量的测量装置，通过测量装置来检测物料薄板的厚度，如果超过预定厚度范围，表明抓取多了物料，上料装置会放下所抓取的物料薄板，然后重新抓取；如果达不到预定厚度范围，表明抓取少了物料或者是没有抓到物料薄板，然后，上料装置会重新抓取。

所述收料装置包括抓料装置和输料装置，抓料装置抓取加工好的物料并放置在输料装置上，由输料装置将加工好的物料放在下料架上。

进一步的，所述抓料装置包括滑移架、抓料头和抓料头固定架，滑移架可纵向移动地设置在机架上，抓料头固定架可纵向移动地设置在滑移架上，抓料头固定设置在抓料头固定架上。

进一步的，所述滑移架上固定设有同步皮带和导块，机架上设有与同步皮带相配合的带轮和与导块相配合的导轨；带轮由电机驱动，通过同步皮带及带轮机构和导轨导块机构实现滑移架在机架上的纵向移动。

进一步的，所述抓料头固定架上固定有导杆且连接气缸的活塞杆部分，滑移架上固定有与导杆相配合的导套且连接气缸的缸体；通过气缸和导杆导套机构实现抓料头固定架在滑移架上的纵向移动，利用气缸的气压传动可以快速而敏捷的伸出抓料头固定架并抓取物料。

进一步的，所述抓料头为真空吸盘，真空吸盘安装在抓料头固定架的前端，以真空吸盘抓取加工好的物料薄板。

进一步的，所述抓料头为电磁吸盘，电磁吸盘安装在抓料头固定架的前端，以电磁吸盘抓取加工好的物料薄板。

所述输料装置包括链条、链轮、电机、轴承座和滚轴；链轮安装在机架上，链条与链轮相啮合，链条上设有若干轴承座；所述链条有两条，两链条平行绕过下料架；滚轴通过轴承座及其内部的轴承沿链条在一定的长度范围内均匀地安装在两链条之间，链轮由电机驱动；通过在两平行环形链条上横向并列设置滚轴（设置一段距离，并非绕环形链条整周设置）来运送抓取到的加工好的物料至下料架正上方，物料被阻挡前进，随着链条上设滚轴的一段绕行至下料架的下方，加工好的物料薄板自行落在下料架上；这样随着滚轴和物料薄板的分离，可以使薄板的一端先接触下料架，其它部分再随着与滚轴的逐渐分离而逐渐且缓慢的落到下料架上，既平稳又没有噪声。

所述下料架为可升降平台，当下料架上积累加工好的物料薄板到一定的高度时，降低下料架的高度。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：1、上料装置能够定量且准确的抓取物料薄板，并在数控机床上准确的对位放置；2、下料架为可升降平台，能够有效地降低产品的入库频率，节约时间；3、自动化程度高，节约上下料时间节省人力，大大提高了数控冲床的工作效率；4、与数控冲床进行信号交互之后，可以实现无人值守化数控加工生产过程，安全性能佳。

附图说明

图1是本发明数控冲床自动上下料设备的立体图；

图2是本发明数控冲床自动上下料设备另一方位的立体图；

图3是物料架立体图；

图4是上料装置部分放大图；

图5是本发明的收料装置和下料架部分立体图；

图6是滑移架同步皮带传动的结构示意图；

主要构件符号说明

1、机架2、物料架

3、上料装置4、收料装置

5、下料架6、支撑架

7、万向球板8、万向球

9、栈板10、挡块

11、送料小车12、横向移动平台

13、立柱14、抓取装置固定架

15、抓取装置16、感应装置

17、电机18、齿条

19、导轨20、齿轮

21、导块22、导块

23、螺杆24、导轨

25、电机26、螺杆

27、螺母28、导块

29、导架30、导块

31、导轨32、滑移架

33、抓料头34、抓料头固定架

35、同步皮带36、导块

37、带轮38、导杆

39、气缸40、导套

41、链条42、链轮

43、电机44、轴承座

45、滚轴46、物料薄板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：数控冲床自动上下料设备，如图所示，包括控制系统、机架1、物料架2、上料装置3、收料装置4和下料架5；物料架2设于机架1上，上料装置3设于物料架2上方，收料装置4设于物料架2下方，下料架5设于机架1的底部；上料装置3将物料架2上的物料抓取并转移至薄板冲床上，收料装置4收取数控冲床上加工好的产品并转移至下料架5，由控制系统控制机械部件的工作；从而，完成配合数控冲床自动上料，待数控冲床完成加工程序后，再自动取料并暂时存放的功能。

物料架2设于机架的中上层，包括支撑架6和万向球板7，万向球板7设于支撑架6上，万向球板7上安装万向球8,；物料架上设置带有万向球8的万向球板7，可以方便地将盛装物料薄板46的栈板9推送至物料架上，如图3所示。万向球板7在支撑架6上设置3块；这样可以很方便地将万向球板7安装到支撑架6上，能有效地解决只设置一大块万向球板而带来的安装费力、困难的问题；当然，可根据实际需要安装不同数量的万向球板。支撑架6的一侧和前方设有挡块10；起到对物料栈板及其上面的薄板物料的定位作用，挡块的数量根据实际需要确定。

上料装置3包括送料小车11、横向移动平台12、立柱13、抓取装置固定架14、抓取装置15和感应装置16，如图4所示；立柱可上下移动地设置在横向移动平台12上，横向移动平台12可横向移动地设置在送料小车11上，送料小车11可纵向移动地安装在机架1的顶部；立柱13下端固定设置导架29，导架29上可纵向移动地设有抓取装置固定架14，抓取装置15固定在抓取装置固定架14上，感应装置16固定在抓取装置固定架14上；通过立柱13的上下移动带动导架29及抓取装置固定架14来抓取物料架上的物料薄板46，并提升至一定的高度；通过送料小11车将上料装置连同所抓取的物料薄板46一并运送至数控机床的工作台上方，并由感应装置16定位感应，由横向移动平台12以及抓取装置固定架14横向和纵向对位移动，再经立柱13的下移将物料薄板46下放至至数控机床的工作台上的准确位置处。立柱13上固定设置有齿条18和导轨19，横向移动平台13上设有与齿条18相配合的齿轮20和与导轨19相配合的导块21；齿轮20由电机17驱动，通过齿轮齿条机构和导轨导块机构实现立柱13在横向移动平台12上的上下移动。横向移动平台12上固定设置有螺母和导块22，送料小车11上设有与螺母相配合的螺杆23和导块22相配合的导轨24；螺杆23由电机25驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现横向移动平台12在送料小车11上的横向移动；从而，实现横向移动平台12的横向精准对位。抓取装置固定架14上固定设有螺杆26和导轨，导架29上设有与螺杆26相配合的螺母27和与导轨相配合的导块28；螺杆26由电机驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现抓取装置固定架14在导架29上的纵向移动；从而，实现抓取装置固定架14的纵向精准对位。送料小车11上固定设有同步皮带和导块30，机架1上设有与同步皮带相配合的带轮和与导块30相配合的导轨31；带轮由电机驱动，通过同步皮带及带轮机构和导轨导块机构实现送料小车11在机架1上的纵向移动。抓取装置15为真空吸盘，以真空吸盘吸取物料薄板46；或为电磁吸盘，以电磁吸盘吸取物料薄板46。

机架1的顶部向前延伸呈臂状，臂状伸至数控冲床的工作台上方。上料装置3还包括对所抓取的物料的厚度进行测量的测量装置，通过测量装置来检测物料薄板的厚度，如果超过预定厚度范围，表明抓取多了物料薄板46，上料装置会放下所抓取的物料薄板46，然后重新抓取；如果达不到预定厚度范围，表明抓取少了物料薄板46或者是没有抓到物料薄板，然后，上料装置会重新抓取。

如图5所示，收料装置包括抓料装置和输料装置，抓料装置抓取加工好的物料并放置在输料装置上，由输料装置将加工好的物料放在下料架上。抓料装置包括滑移架32、抓料头33和抓料头固定架34，滑移架32可纵向移动地设置在机架1上，抓料头固定架34可纵向移动地设置在滑移架32上，抓料头33固定设置在抓料头固定架34上。滑移架32上固定设有同步皮带35和导块36，机架1上设有与同步皮带35相配合的带轮37和与导块36相配合的导轨（图中没有画出），滑移架32与同步皮带35的固定连接方式如图6所示；带轮37由电机驱动，通过同步皮带35及带轮机构和导轨导块机构实现滑移架32在机架1上的纵向移动。抓料头固定架34上固定有导杆38且连接气缸39的活塞杆部分，滑移架32上固定有与导杆38相配合的导套40且连接气缸39的缸体部分；通过气缸39和导杆导套机构实现抓料头固定架34在滑移架32上的纵向移动，利用气缸39的气压传动可以快速而敏捷的伸出抓料头固定架34并抓取物料。抓料头33为真空吸盘，真空吸盘安装在抓料头固定架的前端，以真空吸盘抓取加工好的物料薄板；抓料头33也可为电磁吸盘，电磁吸盘安装在抓料头固定架的前端，以电磁吸盘抓取加工好的物料薄板。

输料装置包括链条41、链轮42、电机43、轴承座44和滚轴45；链轮42安装在机架1上，链条41与链轮42相啮合（链条41有两条，而在图中相同的零部件仅标一处作为代表），链条41上设有若干轴承座44；链条41有两条，两链条平行绕过下料架5；滚轴45通过轴承座44及其内部的轴承沿链条41在一定的长度范围内均匀地安装在两链条41之间，链轮42由电机43驱动；通过在两平行环形链条41上横向并列设置滚轴45（设置一段距离，并非绕环形链条41整周设置）来运送抓取到的加工好的物料至下料架5正上方，物料被阻挡前进，随着链条41上设滚轴45的一段绕行至下料架5的下方，加工好的物料薄板自行落在下料架上；这样随着滚轴45和物料薄板的分离，可以使物料薄板的一端先接触下料架5，其它部分再随着与滚轴45的逐渐分离而逐渐且缓慢的落到下料架5上，既平稳又没有噪声。下料架5为可升降平台，当下料架5上积累加工好的物料薄板到一定的高度时，降低下料架5的高度，以便继续存放。

工作过程：在物料架2的万向球板7上放置好待加工的盛有金属板（也即物料薄板46，暂以金属板为例）的栈板9，开启本发明数控冲床自动上下料设备和数控冲床。上料装置3的立柱13带动抓取装置固定架14向下移动，当感应装置16感应到金属板的接触信号时，停止下降并抓取（吸取）金属板，提升至一定的高度，再通过送料小11车将上料装置连同所抓取的金属板一并运送至数控机床的工作台上方。感应装置16进行数控冲床工作台的定位感应，由横向移动平台12以及抓取装置固定架14横向和纵向对位移动，再经立柱13的下移将金属板下放至数控机床的工作台上的预先设定的位置处。数控冲床开始按预定程序进行冲压工作。完成冲压工序后，收料装置4的抓料头固定架34在气缸的推动作用下伸出滑移架32，并抓取（吸取）加工完成的金属板，然后拉动加工完成的金属板并缩回至滑移架32。然后，滑移架32在电机、带轮37以及同步皮带35的带动作用下拉动加工完成的金属板沿机架1上与导块36相配合的导轨向后移动，将金属板拉至输料装置上；与此同时，电机43通过链轮42以及链条41带动并列的滚轴45向后移动拖动加工完成的金属板向后移动。当滑移架32滑移至机架1的最后方时，停止移动，而其抓料头33依然吸附着加工好的金属板并阻止金属板继续向后移动；而链条41上的滚轴段在链条的带动作用下继续移动并翻转至下料架5的下方；如上述，多个滚轴45沿链条41并列设置，其沿链条41设置一段距离，并不是沿链条整圈设置；这样，随着金属板与滚轴段的逐渐分离，金属板的一端先接触下料架5，其它部分再随着与滚轴45的逐渐分离而逐渐且缓慢的落到下料架5上；当滚轴段与金属板完全分离时，抓料头33松开金属板，至此加工好的金属板完全落在了下料架5上；这样，可以达到低噪平稳的效果。滚轴段继续移动，逐渐从下料架5翻出，回到初始状态，至此完成一个工作周期。由控制系统完成对数控冲床自动上下料设备的电气控制以及和数控冲床的信息交换。下料架5为可升降平台，当下料架5上积累加工好的金属板到一定的高度时，降低下料架5的高度，以便继续存放；存放满时，批量入仓。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，实施例仅供说明本发明的思想原理之用，而非对本发明范围的限制，有关领域的技术人员，在不脱离本发明的思路和精神的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.数控冲床自动上下料设备，包括机架和控制系统，其特征在于：还包括物料架、上料装置、收料装置和下料架；物料架设于机架上，上料装置设于物料架上方，收料装置设于物料架下方，下料架设于机架底部；上料装置将物料架上的物料抓取并转移至薄板冲床上，收料装置收取数控冲床上加工好的产品并转移至下料架；

所述物料架设于机架的中上层，包括支撑架和万向球板，万向球板设于支撑架上，万向球板上安装万向球；

所述上料装置包括送料小车、横向移动平台、立柱、抓取装置固定架、抓取装置和感应装置；立柱可上下移动地设置在横向移动平台上，横向移动平台可横向移动地设置在送料小车上，送料小车可纵向移动地安装在机架的顶部；立柱下端固定设置导架，导架上可纵向移动地设有抓取装置固定架，抓取装置固定在抓取装置固定架上，感应装置固定在抓取装置固定架上，抓取装置为真空吸盘或电磁吸盘；

所述收料装置包括抓料装置和输料装置，抓料装置包括滑移架、抓料头和抓料头固定架，滑移架可纵向移动地设置在机架上，抓料头固定架可纵向移动地设置在滑移架上，抓料头固定设置在抓料头固定架上；输料装置包括链条、链轮、电机、轴承座和滚轴；链轮安装在机架上，链条与链轮相啮合，链条上设有若干轴承座；所述链条有两条，两链条平行绕过下料架；滚轴通过轴承座及其内部的轴承沿链条在一定的长度范围内均匀地安装在两链条之间，链轮由电机驱动；抓料装置抓取加工好的物料并放置在输料装置上，由输料装置将加工好的物料放在下料架上；

下料架为可升降平台；机架的顶部向前延伸呈臂状。

2.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述立柱上固定设置有齿条和导轨，横向移动平台上设有与齿条相配合的齿轮和与导轨相配合的导块；齿轮由电机驱动，通过齿轮齿条机构和导轨导块机构实现立柱在横向移动平台上的上下移动。

3.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述横向移动平台上固定设置有螺母和导块，送料小车上设有与螺母相配合的螺杆和导块相配合的导轨；螺杆由电机驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现横向移动平台在送料小车上的横向移动。

4.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述抓取装置固定架上固定设有螺杆和导轨，导架上设有与螺杆相配合的螺母和与导轨相配合的导块；螺杆由电机驱动，通过螺杆螺母机构和导轨导块机构实现抓取装置固定架在导架上的纵向移动。

5.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述送料小车上固定设有同步皮带和导块，机架上设有与同步皮带相配合的带轮和与导块相配合的导轨；带轮由电机驱动，通过同步皮带及带轮机构和导轨导块机构实现送料小车在机架上的纵向移动。

6.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述滑移架上固定设有同步皮带和导块，机架上设有与同步皮带相配合的带轮和与导块相配合的导轨；带轮由电机驱动，通过同步皮带及带轮机构和导轨导块机构实现滑移架在机架上的纵向移动；抓料头固定架上固定有导杆且连接气缸的活塞杆部分，滑移架上固定有与导杆相配合的导套且连接气缸的缸体；通过气缸和导杆导套机构实现抓料头固定架在滑移架上的纵向移动。

7.根据权利要求6所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述抓料头装在抓料头固定架的前端，抓料头为真空吸盘或电磁吸盘。

8.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述万向球板在支撑架上设置3块。

9.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述支撑架的一侧和前方设有挡块。

10.根据权利要求1所述的数控冲床自动上下料设备，其特征在于：所述机架上设有对上料装置所抓取的物料的厚度进行测量的测量装置。