CN104550523A - 单冲床自动生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了单冲床自动生产线，其特征在于：由冲压设备、单臂多轴机械手、自动给料装置和出料平台组成，单臂多轴机械手包括第一机架和机械臂，机械臂由前臂和后臂组成，前臂滑动设于后臂上可前进或后退由进退电机进行驱动，进退电机安装于后臂上，前臂的前端设有吸盘组件，吸盘组件的安装盘可转动设置由旋转电机进行驱动，旋转电机安装于前臂上，后臂连接于升降座上，升降座在摆动座内作升降运动由升降电机进行驱动，升降电机安装于摆动座上，所述摆动座在第一机架的台板上方作水平摆动运动由摆动电机进行驱动，摆动电机安装于第一机架上。本发明完全代替人工完成单冲压设备的自动冲压生产，大大提高生产效率和生产安全性，解放生产力。
Description
技术领域
本发明涉及一种单台冲压设备的自动生产线。
背景技术
在冲压生产线上，包括多台冲压设备生产线和单台冲压设备生产线，冲压件很多时候都要通过人工进行上下料，其存在的问题是显而易见的，首先生产效率低，工人劳动强度大，一个冲压车间需要配置大量的产业工人，严重浪费生产力；其次，冲压生产存在很大的安全隐患。要实现冲压件的自动冲压生产，必需首先解决两个主要技术问题：1.开发一种结构简单、可完成多种复合动作且动作准确的机械手；2.开发一种为机械手提供准确给料（包括铁板送达位置和送达数量）的自动给料装置，因为对于最先的铁板原料，如何能够自动并准确送到机械手的取料位置是非常关键的，也是提高生产效率的关键，如果送料位置不准确或在取料位置送过去不止一张铁板，那么就直接严重影响后序的冲压自动生产。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明的目的旨在于提供一种能完全代替人工完成单冲压设备的自动冲压生产，大大提高生产效率和生产安全性，解放生产力的单冲床自动生产线。
本发明是通过如下技术方案来实施的：
单冲床自动生产线，其特征在于：由冲压设备、单臂多轴机械手、自动给料装置和出料平台组成，自动给料装置给出单张铁板，单臂多轴机械手在自动给料装置、冲压设备和出料输送台之间作往复的摆动、进退、旋转和升降动作；所述单臂多轴机械手包括第一机架和设于第一机架上的机械臂，机械臂水平摆放，所述机械臂由前臂和后臂组成，前臂滑动设于后臂上可前进或后退由进退电机进行驱动，进退电机安装于后臂上，所述前臂的前端设有吸盘组件，吸盘组件的安装盘可转动设置由旋转电机进行驱动，旋转电机安装于前臂上，所述后臂连接于升降座上，升降座在摆动座内作升降运动由升降电机进行驱动，升降电机安装于摆动座上，所述摆动座在第一机架的台板上方作水平摆动运动由摆动电机进行驱动，摆动电机安装于第一机架上。
单臂多轴机械手还作翻转动作，所述后臂在升降座上可翻转设置由翻转电机进行驱动，翻转电机安装于升降座上。
采用上述技术方案后，机械手结构简单，机械手动作最多可达五个：摆动、进退、旋转、升降和翻转。通过上述四个或五个动作的相互协调配合，并辅以自动给料装置的自动给料，机械手就能准确完成铁板原料到冲压设备工作台、冲压件从冲压设备工作台到出料平台的自动操作（即冲压件的自动生产），而且动作准确，从而大大提高生产效率和生产安全性，解放生产力。
作为优选，所述吸盘组件的安装盘通过短轴可转动连接在前臂前端，短轴通过一对伞齿与长轴啮合传动，所述长轴从前臂前端延伸到前臂后端，长轴后端与所述旋转电机的电机轴连接，旋转电机横向放置。通过上述设计，吸盘组件工作时带动冲压件的旋转动作可以非常到位，而且结构紧凑。
作为优选，所述吸盘组件在安装盘上设有相同的两组分别在安装盘的两端安装，所述安装盘的中间为旋转中心。上述设计可实现的目的是：当机械手到达冲压设备工作台位置时，一组吸盘组件首先将工作台上的冲压件进行吸取，然后只是简单通过机械臂的旋转动作，配合机械臂的升降动作，就可将另一组吸盘组件上的铁板放到工作台上，而不需机械手作摆动、进退和翻转动作，使机械臂动作简化，而当机械手到达出料平台位置时，一组吸盘组件将吸取的冲压件堆叠放到出料平台上，另一组吸盘组件则对自动给料装置上给出的单张铁板进行吸取。
所述自动给料装置包括第二机架，第二机架上部设有铁板分离部件、铁板转接部件、铁板定位部件和铁板重量检测部件，铁板转接部件的吸盘将铁板吸取后从分离工位转接到定位工位，所述铁板分离部件由设于分离工位侧边的磁板组成，铁板定位部件设有将铁板进行托住的活动托板，活动托板的底部设有托板气缸，铁板重量检测部件设有平衡杆位于活动托板的下方，所述分离工位下方设有升降板，升降板作上下升降动作由伺服电机进行驱动，升降板在上升动作时将升降工位的铁板堆放台进行托住后往上提升。
采用上述技术方案后，自动给料装置能为单臂机械手提供准确的给料，工作原理是：铁板原料堆叠在铁板堆放台上，铁板堆放台移动到升降工位，此时伺服电机工作带动升降板作上升动作，于是升降板托着铁板堆放台往上提升，在铁板堆放台最上边的铁板会首先到达分离工位，由于分离工位的侧边设有磁板，所以最上边的一张铁板会被磁板吸附后往上与下面的铁板分离，接着，铁板转接部件的吸盘将最上边的一张铁板进行吸取并从分离工位转接到定位工位，在定位工位，铁板被放到活动托板上（此前，托板气缸将活动托板上顶使活动托板脱离与平衡杆接触），随后，托板气缸将活动托板慢慢放下使活动托板与平衡杆接触，如果是一张铁板，平衡杆的状态保持平衡，如果不止一张铁板，那么平衡杆就不能保持平衡，铁板重量检测部件会有相应的信息发出提示停机处理，当确认是一张铁板后，铁板定位部件动作使铁板位置准确，这样一来，就有效防止双张铁板，并将铁板精确定位，确保了铁板送达位置和送达数量的准确。由于能为单臂机械手提供准确给料，所以就为后序的冲压自动化生产提供可靠技术保障。
作为优选，所述铁板转接部件包括吸盘、转接电机、滑板、滑板气缸和同步带，滑板在分离工位和定位工位的上方之间作滑动设置，滑板连接在同步带上，同步带由转接电机进行驱动，所述滑板气缸在滑板上固定安装，所述吸盘设在滑板的下方与滑板气缸的活塞杆连接。
作为优选，所述铁板定位部件包括活动托板、挡块和夹紧气缸，挡块和夹紧气缸围在活动托板的周边，所述夹紧气缸在第二机架上部设有的台板上固定安装。
作为优选，所述铁板重量检测部件包括平衡杆、配重块、平衡座和检测探头，平衡杆的头端对应活动托板的底部设置，所述配重块连接在平衡杆的尾端，平衡杆的中间铰接连接在平衡座上，平衡座固定安装，所述检测探头设于平衡杆的头端的下方。
作为优选，所述铁板堆放台设有两组，两组铁板堆放台活动安装于移送台上，移送台在升降工位和上料工位之间作水平移动设置由移送气缸进行推动，所述铁板堆放台设有定位孔，所述移送台设有定位销，定位孔与定位销之间活动插接。上述设计的目的是，当一组铁板堆放台被升降板托着进行上升送料时，另一组铁板堆放台可以进行堆叠铁板的工作，提高工作效率，同时两组铁板堆放台在升降工位和上料工位能够实现快速转换；还有，为保证铁板堆放台在移送台上位置的准确，铁板堆放台与移送台之间采用了定位孔与定位销活动插接的联接方式。
附图说明
本发明有如下附图：
图1为单冲床自动生产线的结构示意图（单臂多轴机械手设两组吸盘组件），
图2为单臂多轴机械手的立体结构图（单臂多轴机械手设一组吸盘组件），
图3为图2的背面方向视图。
图4为自动给料装置正面的第一方向立体视图，
图5为自动给料装置正面的第二方向立体视图，
图6为自动给料装置正面的平面视图，
图7为自动给料装置在铁板分离时的工作状态图，
图8为图5的I部放大图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的单冲床自动生产线，由冲压设备25、单臂多轴机械手26、自动给料装置27和出料平台28组成，自动给料装置给出单张铁板，单臂多轴机械手在自动给料装置、冲压设备和出料输送台之间作往复的摆动、进退、旋转、升降和翻转动作。
如图2、3所示，所述单臂多轴机械手包括第一机架16和设于第一机架16上的机械臂，机械臂水平摆放，所述机械臂由前臂8和后臂6组成，前臂8滑动设于后臂6上可前进或后退由进退电机5进行驱动，进退电机5安装于后臂6上，具体结构为：前臂8的一侧固定安装螺母15，而相应的丝杆14与进退电机5的电机轴通过联轴节进行联接。所述前臂8的前端设有吸盘组件12，吸盘组件12的安装盘13可转动设置由旋转电机7进行驱动，旋转电机7安装于前臂8上，具体结构为：所述吸盘组件的安装盘13通过短轴11可转动连接在前臂8前端，短轴11通过一对伞齿10与长轴9啮合传动，所述长轴9从前臂前端延伸到前臂后端，长轴9后端与所述旋转电机7的电机轴通过联轴节进行联接，旋转电机7横向放置。所述后臂6连接于升降座1上，升降座1在摆动座3内作升降运动由升降电机2进行驱动，升降电机2安装于摆动座3的顶部，具体结构为：升降座1的底部固定安装螺母23，而相应的丝杆21与升降电机2的电机轴通过联轴节进行联接。所述后臂6在升降座1上可翻转设置由翻转电机22进行驱动，翻转电机22安装于升降座1上，具体结构为：后臂6的后端与翻转轴4固定连接，翻转轴4转动设在升降座1内，翻转轴4的轴端与翻转电机22的电机轴之间通过一对斜齿轮20啮合传动。所述摆动座3在第一机架16的台板上方作水平摆动运动由摆动电机18进行驱动，摆动电机18安装于第一机架16上，具体结构为：所述摆动座3由轴承座19进行支承，轴承座19固定安装在所述第一机架16台板上，所述摆动座3的底部固定连接摆动轴24，摆动轴24的下轴端在穿过轴承座19后与所述摆动电机18的电机轴传动连接，两者中间通过减速器17进行减速传动。在图1中，所述吸盘组件在安装盘上设有相同的两组分别在安装盘的两端安装，所述安装盘的中间为旋转中心。
如图4-8所示，所述自动给料装置包括第二机架32，所述第二机架32上部设有铁板分离部件、铁板转接部件、铁板定位部件和铁板重量检测部件，铁板转接部件的吸盘44将铁板吸取后从分离工位A转接到定位工位B，所述铁板分离部件由设于分离工位A侧边（左侧和后侧）的两块磁板31组成，铁板定位部件设有将铁板进行托住的活动托板52，活动托板52的底部设有托板气缸65，铁板重量检测部件设有平衡杆62位于活动托板52的下方；所述第二机架32下部设有铁板堆放台33，铁板堆放台33在升降工位C和上料工位D之间作水平移动设置，升降工位C位于分离工位A的正下方；所述分离工位A下方设有升降板37，升降板37作上下升降动作由伺服电机38进行驱动，伺服电机38工作时通过链条39拉着升降板37上下移动，升降板37在上升动作时将升降工位C的铁板堆放台33进行托住后往上提升。所述铁板转接部件包括吸盘44、转接电机41、滑板43、滑板气缸42和同步带45，滑板43在分离工位A和定位工位B的上方之间作滑动设置，滑板43连接在同步带45上，同步带45由转接电机41进行驱动，所述滑板气缸42在滑板43上固定安装，所述吸盘44设在滑板43的下方与滑板气缸42的活塞杆连接。所述铁板定位部件包括活动托板52、挡块51和夹紧气缸54，挡块51和夹紧气缸54围在活动托板52的周边，所述挡块51和夹紧气缸54在第二机架32上部设有的台板53上固定安装。所述铁板重量检测部件包括平衡杆62、配重块61、平衡座63和检测探头64，平衡杆62的头端对应活动托板52的底部设置，所述配重块61连接在平衡杆62的尾端，平衡杆62的中间铰接连接在平衡座63上，平衡座63在所述台板53的底面固定安装，所述检测探头64设于平衡杆62的头端的下方。所述铁板堆放台33设有两组，两组铁板堆放台33活动安装于移送台34上，移送台34在升降工位C和上料工位D之间作水平移动设置由移送气缸进行推动，所述铁板堆放台33设有定位孔35，所述移送台34设有定位销36，定位孔35与定位销36之间活动插接。
本发明的是这样进行工作的：铁板原料堆叠在铁板堆放台33上，一组铁板堆放台在上料工位D，一组铁板堆放台在升降工位C，当伺服电机38工作带动升降板37作上升动作时，升降板37会从底部托着升降工位C的铁板堆放台33往上提升，图7所示，在铁板堆放台最上边的铁板100会首先到达分离工位A，由于分离工位A的侧边设有磁板31，所以最上边的一张铁板100会被磁板31吸附后往上与下面的铁板分离，接着，铁板转接部件的吸盘44将最上边的一张铁板100进行吸取并从分离工位A转接到定位工位B，在定位工位B，铁板100被放到活动托板52上（此前，托板气缸65将活动托板52上顶使活动托板52脱离与平衡杆62接触），随后，托板气缸65将活动托板52慢慢放下使活动托板52与平衡杆62接触，如果是一张铁板，平衡杆的状态保持平衡，如果不止一张铁板，那么平衡杆就不能保持平衡，检测探头64会有相应的信息发出提示停机处理，当确认是一张铁板后，夹紧气缸54动作使铁板靠着挡块51使铁板的位置准确，这样就确保能为单臂机械手提供准确给料（包括铁板送达位置和送达数量）。而单臂多轴机械手，摆动电机18工作时可通过摆动座3带动机械臂进行摆动动作，翻转电机22工作时可带动机械臂进行翻转动作，升降电机2工作时可带动机械臂进行升降动作，进退电机5工作时可带动机械臂的前臂8相对于后臂6进行进退动作，旋转电机7工作时可带动吸盘组件12相对机械臂进行旋转动作；通过上述四个或五个动作的相互协调配合，并辅以自动给料装置的自动准确给料，机械手就能准确完成单张铁板到冲压设备工作台、冲压件从冲压设备工作台到出料平台的自动操作，即冲压件的自动生产，而且动作准确，从而大大提高生产效率和生产安全性，解放生产力。
Claims (9)
1.单冲床自动生产线，其特征在于：由冲压设备、单臂多轴机械手、自动给料装置和出料平台组成，自动给料装置给出单张铁板，单臂多轴机械手在自动给料装置、冲压设备和出料输送台之间作往复的摆动、进退、旋转和升降动作；所述单臂多轴机械手包括第一机架和设于第一机架上的机械臂，机械臂水平摆放，所述机械臂由前臂和后臂组成，前臂滑动设于后臂上可前进或后退由进退电机进行驱动，进退电机安装于后臂上，所述前臂的前端设有吸盘组件，吸盘组件的安装盘可转动设置由旋转电机进行驱动，旋转电机安装于前臂上，所述后臂连接于升降座上，升降座在摆动座内作升降运动由升降电机进行驱动，升降电机安装于摆动座上，所述摆动座在第一机架的台板上方作水平摆动运动由摆动电机进行驱动，摆动电机安装于第一机架上。
2.如权利要求1所述的单冲床自动生产线，其特征在于：单臂多轴机械手还作翻转动作，所述后臂在升降座上可翻转设置由翻转电机进行驱动，翻转电机安装于升降座上。
3.如权利要求1所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述吸盘组件的安装盘通过短轴可转动连接在前臂前端，短轴通过一对伞齿与长轴啮合传动，所述长轴从前臂前端延伸到前臂后端，长轴后端与所述旋转电机的电机轴连接，旋转电机横向放置。
4.如权利要求1或3所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述吸盘组件在安装盘上设有相同的两组分别在安装盘的两端安装，所述安装盘的中间为旋转中心。
5.如权利要求1所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述自动给料装置包括第二机架，第二机架上部设有铁板分离部件、铁板转接部件、铁板定位部件和铁板重量检测部件，铁板转接部件的吸盘将铁板吸取后从分离工位转接到定位工位，所述铁板分离部件由设于分离工位侧边的磁板组成，铁板定位部件设有将铁板进行托住的活动托板，活动托板的底部设有托板气缸，铁板重量检测部件设有平衡杆位于活动托板的下方，所述分离工位下方设有升降板，升降板作上下升降动作由伺服电机进行驱动，升降板在上升动作时将升降工位的铁板堆放台进行托住后往上提升。
6.如权利要求5所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述铁板转接部件包括吸盘、转接电机、滑板、滑板气缸和同步带，滑板在分离工位和定位工位的上方之间作滑动设置，滑板连接在同步带上，同步带由转接电机进行驱动，所述滑板气缸在滑板上固定安装，所述吸盘设在滑板的下方与滑板气缸的活塞杆连接。
7.如权利要求5所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述铁板定位部件包括活动托板、挡块和夹紧气缸，挡块和夹紧气缸围在活动托板的周边，所述夹紧气缸在第二机架上部设有的台板上固定安装。
8.如权利要求5所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述铁板重量检测部件包括平衡杆、配重块、平衡座和检测探头，平衡杆的头端对应活动托板的底部设置，所述配重块连接在平衡杆的尾端，平衡杆的中间铰接连接在平衡座上，平衡座固定安装，所述检测探头设于平衡杆的头端的下方。
9.如权利要求5所述的单冲床自动生产线，其特征在于：所述铁板堆放台设有两组，两组铁板堆放台活动安装于移送台上，移送台在升降工位和上料工位之间作水平移动设置由移送气缸进行推动，所述铁板堆放台设有定位孔，所述移送台设有定位销，定位孔与定位销之间活动插接。
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