CN104722671A - 冲压上下料机械手 - Google Patents

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CN104722671A CN201510122346.3A CN201510122346A CN104722671A CN 104722671 A CN104722671 A CN 104722671A CN 201510122346 A CN201510122346 A CN 201510122346A CN 104722671 A CN104722671 A CN 104722671A
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陆宝春
张宇飞
胡超
于胜飞
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Abstract

本发明公开了一种冲压上下料机械手,包括底座组件、丝杠滑轨组件、连接支撑组件、旋转组件、机械臂组件、腕部组件和抓手组件;本发明通用性高,针对不同的机床高度,摆放位置,厂房布局等问题,只需要适当的参数改进就能使用。

Description

冲压上下料机械手
技术领域
本发明属于冲压加工机器人技术领域,特别是一种冲压上下料机械手。
背景技术
目前市场上在冲压自动化领域的应用较少,现有的大部分上下料机械手还是针对性较强的非标化设计,只能应用于特定的设备跟机床,通用化程度很低。尤其在小型冲压方面应用更是少,大部分还是采用横杆式的方式,横杆式的方式在于冲压机床协调方面存在很大的问题,需要机床之间的距离准确固定,并且冲压机床自身的振动会影响到送料机械手的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用性高,针对不同的机床高度,摆放位置,厂房布局等问题,只需要适当的参数改进就能使用的冲压上下料机械手。
实现本发明目的的技术解决方案为:
一种冲压上下料机械手,包括底座组件、丝杠滑轨组件、连接支撑组件、旋转组件、机械臂组件、腕部组件和抓手组件;底座组件包括固定连接的底板、顶板和支撑侧板,顶板上开有圆孔;丝杠滑轨组件包括轴承座、丝杠、导套螺母、直线滑轨副、滑轨安装板和承载面板,承载面板固定设置在支撑侧板的内侧壁,丝杠通过两端的轴承座设置在承载面板上,直线滑轨副通过滑轨安装板固定设置在承载面板上丝杠的两侧,丝杠与导套螺母形成丝杠副,丝杠由伺服电机驱动;连接支撑组件包括L型支撑座和伺服电机,L型支撑座由相互垂直的板件固连而成,其中一个板件与导套螺母以及直线滑轨副的滑块固连,另一个板件的一侧固定设置有伺服电机;旋转组件包括谐波减速器和圆柱桶,谐波减速器固定设置在L型支撑座上,谐波减速器由伺服电机带动,圆柱桶与谐波减速器的钢轮固连,同时穿过上板的圆形孔;机械臂组件包括同步带轮组托板、同步带轮组、直线滑轨副、伸出臂连接板和伺服电机,同步带轮组托板固定设置在圆柱桶的顶部,同步带轮组固定设置在同步带轮组托板上,同步带轮组由伺服电机驱动,同步带轮组的两侧固定设置有直线滑轨副,伸出臂连接板与直线滑轨副的滑块固连,并与同步带轮组的皮带固连;腕部组件包括伺服电机、伸出臂和同步带轮,伸出臂的一端与伸出臂连接板固连,另一端设置有与其转动配合的同步带轮,同步带轮由伺服电机驱动,抓手组件固连于同步带轮底部。
本发明与现有技术相比,其显著优点:
(1)本发明相对一般的机械手结构,更具有针对性,腕部的转动更适合冲压过程中工件方位的调整,并且驱动腕部转动的同步带安装在机械臂内,驱动电机安装在机械臂上,有效合理的利用了空间,腕部的转动可以达到180°。
(2)本发明机械臂组件的伺服电机固定在同步带轮组上,在伸出臂伸出较大时有平衡力矩的作用,直线导轨副设置在同步带轮组两侧,伸出臂通过伸出臂连接板固定在直线导轨副的滑块上,增大了接触面积,使伸出臂更平稳。
(3)本发明圆柱结构可以收缩进底座机体部分,大大减少了整体的机身高度,同时通过圆桶的高度可以调节工作高度,在工作行程不符合其他应用情况时,通过较少的参数修改就能应用。
(4)本发明底座是可拆卸的箱体式结构,有效的防止了外来污染源的污染,在内部零件损坏时,仅仅需要拆卸一块或者两块侧板就可以进行维护。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明冲压上下料机械手的总体结构示意图。
图2是本发明冲压上下料机械手底座组件的正面示意图。
图3是本发明冲压上下料机械手底座组件的背面示意图。
图4是本发明冲压上下料机械手丝杠滑轨组件的结构示意图。
图5是本发明冲压上下料机械手连接支撑组件和旋转组件的结构示意图。
图6是本发明冲压上下料机械手机械臂组件的结构示意图。
图7是本发明冲压上下料机械手腕部组件的结构示意图。
具体实施方式
结合图1~图7:
本发明一种冲压上下料机械手,包括底座组件1、丝杠滑轨组件2、连接支撑组件3、旋转组件4、机械臂组件5、腕部组件6和抓手组件7;底座组件1包括固定连接的底板101、顶板104和支撑侧板103,顶板104上开有圆孔;丝杠滑轨组件2包括轴承座201、丝杠202、导套螺母203、直线滑轨副、滑轨安装板204和承载面板205,承载面板205固定设置在支撑侧板103的内侧壁,丝杠202通过两端的轴承座201设置在承载面板205上,直线滑轨副通过滑轨安装板204固定设置在承载面板205上丝杠202的两侧,丝杠202与导套螺母203形成丝杠副,丝杠202由伺服电机驱动;连接支撑组件3包括L型支撑座和伺服电机,L型支撑座由相互垂直的板件固连而成,其中一个板件与导套螺母203以及直线滑轨副204的滑块固连,另一个板件的一侧固定设置有伺服电机;旋转组件4包括谐波减速器401和圆柱桶402,谐波减速器401固定设置在L型支撑座上,谐波减速器401由伺服电机带动,圆柱桶402与谐波减速器401的钢轮固连,同时穿过上板104的圆形孔;机械臂组件5包括同步带轮组托板501、同步带轮组502、直线滑轨副、伸出臂连接板503和伺服电机,同步带轮组托板501固定设置在圆柱桶402的顶部,同步带轮组502固定设置在同步带轮组托板501上,同步带轮组502由伺服电机驱动,同步带轮组502的两侧固定设置有直线滑轨副,伸出臂连接板503与直线滑轨副的滑块固连,并与同步带轮组502的皮带固连;腕部组件6包括伺服电机、伸出臂601和同步带轮602,伸出臂601的一端与伸出臂连接板504固连,另一端设置有与其转动个配合的同步带轮602,同步带轮602由伺服电机驱动,抓手组件7固连于同步带轮602底部。
底座组件1的底板101和顶板104之间还设置有辅助支撑板102和封闭板105。
L型支撑座包括支撑面板301,固定板302,加强筋板303,连接板304,电机安装板305;支撑板301与导套螺母203以及直线滑轨副204的滑块固连,固定板302与支撑板301固连,连接板304与固定板302垂直固连,加强筋板303固定在固定板302和连接板304之间,伺服电机通过电机安装板305与连接板304连接。
圆柱桶402上同步带轮组托板501的一侧还设置有拖链线槽板504;伺服电机的壳体通过伺服电机连接组件505与同步带轮组502的壳体固连。
伸出臂601为中空的方管,同步带轮602设置在方管内的两端,并与方管内壁转动配合,靠近伸出臂连接板503一端的同步带轮602由伺服电机驱动,远离伸出臂连接板504一端的同步带轮602底部固连有抓手组件7,两端的同步带轮602由皮带传动。
工作原理以及工作流程:
(1)上升:底部伺服电机启动,通过同步带带动丝杠202转动,丝杠202带动导套螺母203转动,导套螺母203和直线滑轨副的滑块与L型支撑座的支撑面板301固连,三者通过直线滑轨副上升。谐波减速器401和圆柱桶402设置在L型支撑座上,L型支撑座上升带动圆柱桶402上升,机械臂组件5设置在圆柱桶402上,圆柱桶402上升带动机械臂组件5上升。
(2)伸出臂伸出:机械臂组件5上升到指定位置以后,由同步带轮组502的上固连的伺服电机驱动同步带轮组502,同步带轮组502的皮带与伸出臂连接板503固连,伸出臂601设置在伸出臂连接板503上,伸出臂连接板503与直线滑轨副的滑块固连,确保伸出臂601平稳伸出到指定位置。
(3)下降抓取工件:与上升步骤相同,只是伺服电机的转动方向相反。
(4)旋转:伺服电机通过同步带驱动谐波减速器401的柔轮,谐波减速器401的柔轮带动钢轮转动,钢轮与圆柱桶402固连带动圆柱桶402转动,机械臂组件5与圆柱桶402固连,由圆柱桶402带动转动。
(5)抓手旋转:伸出臂601伸出到指定位置上方,伸出臂601端部的伺服电机驱动同步带轮602,抓手组件7与同步带轮602固定,由同步带轮602带动旋转到指定方位。
(6)下降放置工件:与流程3相同。
(7)机械手回到原点。

Claims (8)

1.一种冲压上下料机械手,其特征在于:包括底座组件(1)、丝杠滑轨组件(2)、连接支撑组件(3)、旋转组件(4)、机械臂组件(5)、腕部组件(6)和抓手组件(7);底座组件(1)包括固定连接的底板(101)、顶板(104)和支撑侧板(103),顶板(104)上开有圆孔;丝杠滑轨组件(2)包括轴承座(201)、丝杠(202)、导套螺母(203)、直线滑轨副、滑轨安装板(204)和承载面板(205),承载面板(205)固定设置在支撑侧板(103)的内侧壁,丝杠(202)通过两端的轴承座(201)设置在承载面板(205)上,直线滑轨副通过滑轨安装板(204)固定设置在承载面板(205)上丝杠(202)的两侧,丝杠(202)与导套螺母(203)形成丝杠副,丝杠(202)由伺服电机驱动;连接支撑组件(3)包括L型支撑座和伺服电机,L型支撑座由相互垂直的板件固连而成,其中一个板件与导套螺母(203)以及直线滑轨副(204)的滑块固连,另一个板件的一侧固定设置有伺服电机;旋转组件(4)包括谐波减速器(401)和圆柱桶(402),谐波减速器(401)固定设置在L型支撑座上,谐波减速器(401)由伺服电机带动,圆柱桶(402)与谐波减速器(401)的钢轮固连,同时穿过上板(104)的圆形孔;机械臂组件(5)包括同步带轮组托板(501)、同步带轮组(502)、直线滑轨副、伸出臂连接板(503)和伺服电机,同步带轮组托板(501)固定设置在圆柱桶(402)的顶部,同步带轮组(502)固定设置在同步带轮组托板(501)上,同步带轮组(502)由伺服电机驱动,同步带轮组(502)的两侧固定设置有直线滑轨副,伸出臂连接板(503)与直线滑轨副的滑块固连,并与同步带轮组(502)的皮带固连;腕部组件(6)包括伺服电机、伸出臂(601)和同步带轮(602),伸出臂(601)的一端与伸出臂连接板(504)固连,另一端设置有与其转动配合的同步带轮(602),同步带轮(602)由伺服电机驱动,抓手组件(7)固连于同步带轮(602)底部。
2.根据权利要求1所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述底座组件(1)的底板(101)和顶板(104)之间还设置有辅助支撑板(102)和封闭板(105)。
3.根据权利要求1或2所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述L型支撑座包括支撑面板(301),固定板(302),加强筋板(303),连接板(304),电机安装板(305);支撑板(301)与导套螺母(203)以及直线滑轨副(204)的滑块固连,固定板(302)与支撑板(301)固连,连接板(304)与固定板(302)垂直固连,加强筋板(303)固定在固定板(302)和连接板(304)之间,伺服电机通过电机安装板(305)与连接板(304)连接。
4.根据权利要求1或2所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述圆柱桶(402)上同步带轮组托板(501)的一侧还设置有拖链线槽板(504);伺服电机的壳体通过伺服电机连接组件(505)与同步带轮组(502)的壳体固连。
5.根据权利要求3所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述圆柱桶(402)上同步带轮组托板(501)的一侧还设置有拖链线槽板(504);伺服电机的壳体通过伺服电机连接组件(505)与同步带轮组(502)的壳体固连。
6.根据权利要求1或2或5所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述伸出臂(601)为中空的方管,同步带轮(602)设置在方管内的两端,并与方管内壁转动配合,靠近伸出臂连接板(503)一端的同步带轮(602)由伺服电机驱动,远离伸出臂连接板(504)一端的同步带轮(602)底部固连有抓手组件(7),两端的同步带轮(602)由皮带传动。
7.根据权利要求3所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述伸出臂(601)为中空的方管,同步带轮(602)设置在方管内的两端,并与方管内壁转动配合,靠近伸出臂连接板(503)一端的同步带轮(602)由伺服电机驱动,远离伸出臂连接板(504)一端的同步带轮(602)底部固连有抓手组件(7),两端的同步带轮(602)由皮带传动。
8.根据权利要求4所述的冲压上下料机械手,其特征在于:所述伸出臂(601)为中空的方管,同步带轮(602)设置在方管内的两端,并与方管内壁转动配合,靠近伸出臂连接板(503)一端的同步带轮(602)由伺服电机驱动,远离伸出臂连接板(504)一端的同步带轮(602)底部固连有抓手组件(7),两端的同步带轮(602)由皮带传动。
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