CN104607566B - 一种冲床上下料辅助设备装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种冲床上下料辅助设备装置是一种用于冲压机床工作中自动送料的辅助设备装置。包括控制台、电气控制箱、台面板、底座旋转座、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一电缸、第二电缸、吸盘、第一同步带和第二同步带；本发明通过PLC控制模块，控制冲床上下料辅助设备装置的所有动作，移动位置通过限位开关控制，使得一种冲床上下料辅助设备抓取工件位置精确，动作可控，自动化程度高。

Description

一种冲床上下料辅助设备装置

技术领域

本发明一种冲床上下料辅助设备装置是一种用于冲压机床工作中自动送料的辅助设备装置。

背景技术

冲压机床传统的送料方式是人工用手抓取板材将其送到冲压机床的工作台，冲床进行冲压成型后，再由人工取出成型板材。这样操作方式的弊端：工作过程枯燥、工人劳动强度大、极易产生疲劳感、工作节奏快、用工成本高等特点。由于每台冲床只能完成一道工序，但一张板材成型需完成多道工序，因此需要用到很大数量的工人负责操作冲压机床，对企业的用工成本大大提高。而且由于工作的机械性和重复性，容易造成各类安全事故：由于工人操作的疲劳，送料过程与冲床冲压过程不一致，很容易冲到工人的手，造成安全事故。据统计每年在冲压机床上发生的安全事故是其他机床事故率的2倍以上。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种冲床上下料辅助设备装置，将板材精准、快速送到冲床指定位置，将板材冲压成型，代替人工用手送料的方式从而避免操作失误而以引起人生事故，确保工人操作安全，减轻劳动强度，同时降低用工成本，提高自动化生产效率。

本发明一种冲床上下料辅助设备装置是采取以下技术方案实现的：

冲床上下料辅助设备装置包括控制台、电气控制箱、台面板、底座旋转座、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一电缸、第二电缸、吸盘、第一同步带和第二同步带；电气控制箱位于控制台的下部；底座旋转座安装在台面板上，底座旋转轴通过轴承座安装在台面板下部，底座旋转轴与底座旋转座相连；第一伺服电机安装在电气控制箱中；底座旋转轴通过联轴器与第一伺服电机输出轴相连；第一伺服电机通过联轴器带动底座旋转轴旋转，从而带动底座旋转轴与之一起转动；

底座旋转座上装有Z向旋转轴，第二伺服电机安装在Z向旋转轴上，第二伺服电机通过联轴器与第一电缸相连，第一电缸上的滑块与伸臂支撑板相连；在伸臂支撑板上安装第三伺服电机；第三伺服电机通过联轴器与第二电缸相连，第二电缸的滑块与活动伸臂相连，活动伸臂端部下侧装有吸盘；

第一同步带安装在第一电缸位置；第二同步带安装在第二电缸位置；第一同步带和第二同步带分别用于容纳第一电缸和第二电缸的电源线和控制线，在第一电缸和第二电缸上下移动或左右移动时，不会搅乱或破坏电源线和可控制线。

电气控制箱中装有PLC控制模块、G8-Fv信号转换器以及第一主电源接口等，PLC控制模块分别与第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一电缸、第二电缸、第一同步带和第二同步带相连。

在工件台的左端设有左限位开关，工件台的右端设有右限位开关，在Z向旋转轴上端设有上限位开关，在吸盘上设有下限位开关，在工件台上和冲床工作台的工件放置位处设有前限位开关；所述左限位开关、右限位开关、上限位开关、下限位开关以及前限位开关分别与电气控制箱中的PLC控制模块相连。

所述第一电缸和第二电缸采用市售的AIMS型号日规半密式电缸。

所述的第一伺服电机采用7.5KW伺服电机，第二伺服电机采用750W伺服电机，第三伺服电机采用100W伺服电机。

冲床上下料辅助设备装置的工作过程，包括如下步骤：

1）当需要抓取工件时，第一伺服电机正转，带动底座旋转轴转动，从而带动底座旋转座旋转，进而带动活动伸臂和吸盘一起转动，活动伸臂左移角度的大小通过设定的左限位开关控制；当活动伸臂转到左限位时，第一伺服电机停止旋转，此时第二伺服电机旋转带动第一电缸动作，第一电缸上的滑块向上移动，并带动辅助件及活动伸臂和吸盘上移，当到达上限位时，第二伺服电机停止动作；此时第三伺服电机开始动作，带动第二电缸的滑块动作，进一步带动辅助件第二同步带和吸盘的直线前移，到达前限位即工件放置位后，第三伺服电机停止动作；第二伺服电机开始反转，带动第一电缸旋转，第一电缸上的滑块下移，到达下限位即工件表面位置，当吸盘接触到工件时，下限位开关工作，第二伺服电机停止动作，至此吸盘得电抓取工件。

2）当需要将工件放置冲床工作台时，第二伺服电机反转，带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位停止；第三伺服电机反转，带动吸盘和工件后移，到达后限位，第三伺服电机停止；第一伺服电机反转，活动伸臂和吸盘右移，到达右限位时停止；第三伺服电机动作，带动第二电缸上的滑块前移，到达前限位，第三伺服电机停止；第二伺服电机动作，带动第一电缸上的滑块下移，到达下限位，此时对应冲床工作台位置时，吸盘失电，放下工件；第二伺服电机正转带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位，第二伺服电机停止；第三伺服电机正转带动第二电缸上滑块后移，到达后限位，第三伺服电机停止；整个工件放置工序过程完成。

3）当板材冲压完成后，由另外一台冲床上下料辅助设备装置取出工件放回另外一张工作台上等待下道工序加工，整个控制过程和上述步骤1）、2）相同。

本发明优点：本发明通过PLC控制模块，控制冲床上下料辅助设备装置的所有动作，本装置抓取料通过前端的吸盘（电磁铁），当吸盘抓料时得电，吸住工件，当需要放下工件时，吸盘失电。整个抓取料过程通过PLC程序控制。吸盘左右位置的移动通过安装在冲床上下料辅助设备装置底座内的第一伺服电机的正反转实现，当第一伺服电机正转吸盘左移，左移角度的大小通过设定的限位开关控制，限位开关的位置设定位于工件的摆放台上，这样正好让吸盘抓取工件。同理当吸盘右移时也是通过限位开关控制，限位开关的位置设定位于冲床工作台冲压位置，吸盘放下工件正好处于冲床工作位置上。当冲压完成后由另外一台冲床上下料辅助设备装置取出工件放回另外一张工作台上待下道工序加工，整个控制过程同上。当吸盘抓取工件需要上下移动时，通过第二伺服电机控制日规半密式电缸实现，第二伺服电机旋转带动第一电缸的滑块上下移动，将第二伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制，实现吸盘上下位置的精确移动。同理，吸盘前后位置的移动通过第三伺服电机与第二电缸联合控制前后移动的精确位置。从而实现抓取工件的上下、左右、前后三自由度的空间移动，所有动作过程通过PLC程序控制，移动位置通过限位开关控制，使得一种冲床上下料辅助设备抓取工件位置精确，动作可控，自动化程度高。

具有控制方便，重复劳动精度高，通过调整程序适应冲压机床各种上下料场合，自动化程度高，装置造价低等优点，对企业零件加工和用人成本能大幅降低。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明冲床上下料辅助设备装置的结构示意图。

图2是本发明冲床上下料辅助设备装置的部分结构剖视图。

图3冲床上下料辅助设备装置功能实施图。

图4冲床上下料辅助设备装置动作PLC控制梯形图。

图中：1、第一伺服电机，2、联轴器，3、轴承座，4、底座旋转轴，5、底座旋转座，6、第一电缸，7、Z向旋转轴，8、第二伺服电机，9、第一同步带，10、伸臂支撑板，11、第三伺服电机，12、第二电缸，13、活动伸臂，14、吸盘，15、第二同步带，16、台面板，17、电气控制箱，18、控制台。

具体实施方式

参照附图1~2，本发明冲床上下料辅助设备装置包括控制台18、电气控制箱17、台面板16、底座旋转座5、第一伺服电机1、第二伺服电机8、第三伺服电机11、第一电缸6、第二电缸12、吸盘14、第一同步带9和第二同步带15；电气控制箱17位于控制台18的下部；底座旋转座5安装在台面板16上，底座旋转轴4通过轴承座3安装在台面板16下部，底座旋转轴4与底座旋转座5相连；第一伺服电机1安装在电气控制箱17中；底座旋转轴4通过联轴器2与第一伺服电机1输出轴相连；第一伺服电机1通过联轴器2带动底座旋转轴4旋转，从而带动底座旋转轴4与之一起转动；

底座旋转座5上装有Z向旋转轴7，第二伺服电机8安装在Z向旋转轴7上，第二伺服电机8通过联轴器与第一电缸6相连，第一电缸6上的滑块与伸臂支撑板10相连；在伸臂支撑板10上安装第三伺服电机11；第三伺服电机11通过联轴器与第二电缸12相连，第二电缸12的滑块与活动伸臂13相连，活动伸臂13端部下侧装有吸盘14；

第一同步带9安装在第一电缸6位置；第二同步带15安装在第二电缸12位置；第一同步带9和第二同步带15分别用于容纳第一电缸6和第二电缸12的电源线和控制线，在第一电缸6和第二电缸12上下移动或左右移动时，不会搅乱或破坏电源线和可控制线。

电气控制箱17中装有PLC控制模块、G8-Fv信号转换器以及第一主电源接口等，PLC控制模块分别与第一伺服电机1、第二伺服电机8、第三伺服电机11、第一电缸6、第二电缸12、第一同步带9和第二同步带15相连。

在工件台的左端设有左限位开关，工件台的右端设有右限位开关，在Z向旋转轴7上端设有上限位开关，在吸盘14上设有下限位开关，在工件台上的工件放置位处设有前限位开关；所述左限位开关、右限位开关、上限位开关、下限位开关以及前限位开关分别与电气控制箱17中的PLC控制模块相连。

所述第一电缸6和第二电缸12采用市售的AIMS型号日规半密式电缸。

所述的第一伺服电机1采用7.5KW伺服电机，第二伺服电机8采用750W伺服电机，第三伺服电机11采用100W伺服电机。

参照附图3~4，本发明冲床上下料辅助设备装置的工作过程，包括如下步骤：

1）当需要抓取工件时，第一伺服电机正转，带动底座旋转轴转动，从而带动底座旋转座旋转，进而活动伸臂带着吸盘一起转动，活动伸臂左移角度的大小通过设定的左限位开关控制；当活动伸臂转到左限位时，第一伺服电机停止旋转，此时第二伺服电机旋转带动第一电缸动作，第一电缸上的滑块向上移动，并带动辅助件第一同步带和吸盘上移，当到达上限位时，第二伺服电机停止动作；此时第三伺服电机开始动作，带动第二电缸的滑块动作，进一步带动辅助件第二同步带和吸盘的直线前移，到达前限位即工件放置位后，第三伺服电机停止动作；第二伺服电机开始反转，带动第一电缸旋转，第一电缸上的滑块下移，到达下限位即工件表面位置，当吸盘接触到工件时，下限位开关工作，第二伺服电机停止动作，至此吸盘得电抓取工件。

2）当需要将工件放置冲床工作台时，第二伺服电机反转，带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位停止；第三伺服电机反转，带动吸盘和工件后移，到达后限位，第三伺服电机停止；第一伺服电机反转，活动伸臂和吸盘右移，到达右限位时停止；第三伺服电机动作，带动第二电缸上的滑块前移，到达前限位，第三伺服电机停止；第二伺服电机动作，带动第一电缸上的滑块下移，到达下限位，此时对应冲床工作台位置时，吸盘失电，放下工件；第二伺服电机动作带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位，第二伺服电机停止；第三伺服电机动作带动第二电缸上滑块后移，到达后限位，第一伺服电机停止；整个抓放工序过程完成。

3）当板材冲压完成后，由另外一台冲床上下料辅助设备装置取出工件放回另外一张工作台上等待下道工序加工，整个控制过程和上述步骤1）、2）相同。

Claims (3)

1.一种冲床上下料辅助设备装置，其特征在于：包括控制台、电气控制箱、台面板、底座旋转座、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一电缸、第二电缸、吸盘、第一同步带和第二同步带；电气控制箱位于控制台的下部；底座旋转座安装在台面板上，底座旋转轴通过轴承座安装在台面板下部，底座旋转轴与底座旋转座相连；第一伺服电机安装在电气控制箱中；底座旋转轴通过联轴器与第一伺服电机输出轴相连；第一伺服电机通过联轴器带动底座旋转轴旋转，从而带动底座旋转轴与之一起转动；

底座旋转座上装有Z向旋转轴，第二伺服电机安装在Z向旋转轴上，第二伺服电机通过联轴器与第一电缸相连，第一电缸上的滑块与伸臂支撑板相连；在伸臂支撑板上安装第三伺服电机；第三伺服电机通过联轴器与第二电缸相连，第二电缸的滑块与活动伸臂相连，活动伸臂端部下侧装有吸盘；

第一同步带安装在第一电缸位置；第二同步带安装在第二电缸位置；第一同步带和第二同步带分别用于容纳第一电缸和第二电缸的电源线和控制线，在第一电缸和第二电缸上下移动或左右移动时，不会搅乱或破坏电源线和可控制线；

电气控制箱中装有PLC控制模块、G8-Fv信号转换器以及第一主电源接口等，PLC控制模块分别与第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一电缸、第二电缸、第一同步带和第二同步带相连。

2.根据权利要求1所述的冲床上下料辅助设备装置，其特征在于：在工件台的左端设有左限位开关，工件台的右端设有右限位开关，在Z向旋转轴上端设有上限位开关，在吸盘上设有下限位开关，在工件台上和冲床工作台的工件放置位处设有前限位开关；所述左限位开关、右限位开关、上限位开关、下限位开关以及前限位开关分别与电气控制箱中的PLC控制模块相连。

3.一种如权利要求2所述的冲床上下料辅助设备装置的工作过程，其特征在于，包括如下步骤：

1）当需要抓取工件时，第一伺服电机正转，带动底座旋转轴转动，从而带动底座旋转座旋转，进而带动活动伸臂和吸盘一起转动，活动伸臂左移角度的大小通过设定的左限位开关控制；当活动伸臂转到左限位时，第一伺服电机停止旋转，此时第二伺服电机旋转带动第一电缸动作，第一电缸上的滑块向上移动，并带动辅助件第一同步带和吸盘上移，当到达上限位时，第二伺服电机停止动作；此时第三伺服电机开始动作，带动第二电缸的滑块动作，进一步带动辅助件第二同步带和吸盘的直线前移，到达前限位即工件放置位后，第三伺服电机停止动作；第二伺服电机开始反转，带动第一电缸旋转，第一电缸上的滑块下移，到达下限位即工件表面位置，当吸盘接触到工件时，下限位开关工作，第二伺服电机停止动作，至此吸盘得电抓取工件；

2）当需要将工件放置冲床工作台时，第二伺服电机反转，带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位停止；第三伺服电机反转，带动吸盘和工件后移，到达后限位，第三伺服电机停止；第一伺服电机反转，活动伸臂和吸盘右移，到达右限位时停止；第三伺服电机动作，带动第二电缸上的滑块前移，到达前限位，第三伺服电机停止；第二伺服电机动作，带动第一电缸上的滑块下移，到达下限位，此时对应冲床工作台位置时，吸盘失电，放下工件；第二伺服电机正转带动第一电缸上的滑块上移，到达上限位，第二伺服电机停止；第三伺服电机正转带动第二电缸上滑块后移，到达后限位，第三伺服电机停止；整个工件放置工序过程完成；

3）当板材冲压完成后，由另外一台冲床上下料辅助设备装置取出工件放回另外一张工作台上等待下道工序加工，整个控制过程和上述步骤1）、2）相同。