CN105750441A - 冲床一体式摆臂冲压机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲床一体式摆臂冲压机器人。它包括冲床、进料机器人、送料机器人和控制装置，所述进料机器人和送料机器人分别位于冲床的工作台两侧，进料机器人和送料机器人上分别设置有进料臂和送料臂，所述进料机器人、冲床和送料机器人分别与控制装置电性连接，本发明通过在冲床上配备进料机器人和送料机器人，进料机器人和送料机器人能够分别完成冲床上的工件的进料和出料等动作，进料机器人和送料机器人配合冲床进行高速自动化运行，这种组合应用方式能为广大用户节省厂房设备摆放空间以及人工成本，有利于提高整个生产线的稳定性，从而提高了本发明的自动化程度高，可明显提高工件传送效率和冲床冲压的效率。

Description

冲床一体式摆臂冲压机器人

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，尤其是一种冲床一体式摆臂冲压机器人。

背景技术

在冲压零件的生产过程中，往往需要采用工业机器人对冲压件进行提取、转移以及出料等动作，其在冲压生产线上的应用对于提高企业生产力、提高产品质量、降低生产成本和缩短生产周期均有显著的经济效益。但是现有的冲压机器人其一般存在结构复杂、占地面积大、动作过程繁琐以及不够灵活等缺陷，而且其整个结构复杂，传动结构繁琐，传送效率低，不利于提高企业的生产效率和市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,而提供一种结构简单、合理、能够完成冲床上的工件的进料和出料等动作，配合冲床进行高速自动化运行、可明显提高工件传送效率，节省厂房空间以及人工成本，工件传送效率高的冲床一体式摆臂冲压机器人。

本发明的目的是这样实现的：

冲床一体式摆臂冲压机器人，包括冲床，冲床上设置有工作台，其特征是，还包括有进料机器人、送料机器人和控制装置，所述进料机器人和送料机器人设置在冲床的机身上、并分别位于冲床的工作台两侧，进料机器人和送料机器人上分别设置有进料臂和送料臂，所述进料机器人、冲床和送料机器人分别与控制装置电性连接，进料机器人将工件送入冲床的工作台并向控制装置给出进料完成信号，由控制装置控制冲床对工件进行冲压加工，冲压完成后，冲床向控制装置给出冲压完成信号，最后由送料机器人将冲压完成的工件送出、并向控制装置发出送料完成信号。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体之方案，所述冲床的工作台两侧的机身延伸出机器人承台，进料机器人和送料机器人分别置于对应的机器人承台上。

作为更具体之方案，所述进料机器人的进料臂，以及送料机器人的送料臂上分别设置有抓料检测传感器，抓料检测传感器与控制装置电性连接。

作为更具体之方案，所述进料机器人和送料机器人均为四轴机器人，每台四轴机器人包括摆臂、摆臂水平移动机构、摆臂角度旋转机构和摆臂升降机构，摆臂包括摆臂前段和摆臂后段，摆臂前段与摆臂后段之间设置有摆臂前段旋转主轴组件，摆臂前段旋转主轴组件由摆臂前段旋转伺服电机带动，摆臂水平移动机构、摆臂角度旋转机构和摆臂升降机构上分别设置有对应的摆臂水平移动主轴组件、摆臂角度旋转主轴组件和摆臂升降主轴组件，这些主轴组件分别由对应的伺服电机带动。

作为更具体之方案，所述摆臂前段安装有吸盘式的抓料手，摆臂后段安装在摆臂水平移动机构上，摆臂前段旋转主轴组件包括谐波减速机和皮带，摆臂前段旋转伺服电机安装在摆臂水平移动机构上，谐波减速机连接在摆臂前段与摆臂后段之间，皮带连接在摆臂前段旋转伺服电机与谐波减速机之间。

作为更具体之方案，所述摆臂前段的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔，皮带设置在皮带腔内，谐波减速机的下部与摆臂后段连接，其上部嵌入摆臂前段的皮带腔内、且与皮带连接。

作为更具体之方案，所述抓料手包括抓料臂和数个吸盘杆，每个吸盘杆包括有连杆以及安装在连杆上的吸盘，连杆通过连接件安装在抓料臂上。

本发明的有益效果如下：

（一）本发明通过在冲床上配备进料机器人和送料机器人，进料机器人和送料机器人能够分别完成冲床上的工件的进料和出料等动作，进料机器人和送料机器人配合冲床进行高速自动化运行，这种组合应用方式能为广大用户节省厂房设备摆放空间以及人工成本，有利于提高整个生产线的稳定性，从而提高了本发明的自动化程度高，可明显提高工件传送效率和冲床冲压的效率，避免工人取料或放料时被冲床弄伤等意外事故的发生。

（二）更有的是，进料机器人和送料机器人的抓料手上设有抓料检测传感器，以避免吸料失误，以保护模具。

附图说明

图1是本发明冲床一体式摆臂冲压机器人的结构示意图。

图2是图1的另一角度的结构示意图。

图3是图1的主视图。

图4是本发明的四轴机器人的结构示意图。

图5是图4中A-A处的剖视结构示意图。

图6是图4省略机身的结构示意图。

图7是图6的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

见图1至图7所示，冲床一体式摆臂冲压机器人，包括冲床10、进料机器人7、送料机器人8和控制装置9，冲床10上设置有工作台6，所述进料机器人7和送料机器人8设置在冲床10的机身上、并分别位于冲床10的工作台6两侧，进料机器人7和送料机器人8上分别设置有进料臂20和送料臂29，所述进料机器人7、冲床10和送料机器人8分别与控制装置9电性连接，进料机器人7将工件送入冲床10的工作台6并向控制装置9给出进料完成信号，由控制装置9控制冲床10对工件进行冲压加工，冲压完成后，冲床10向控制装置9给出冲压完成信号，最后由送料机器人8将冲压完成的工件送出、并向控制装置9发出送料完成信号。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体之方案，所述冲床10的工作台6两侧的机身延伸出机器人承台11，进料机器人7和送料机器人8分别置于对应的机器人承台11上。

作为更具体之方案，所述进料机器人7的进料臂20，以及送料机器人8的送料臂29上分别设置有抓料检测传感器12，抓料检测传感器12与控制装置9电性连接。

作为更具体之方案，所述进料机器人7和送料机器人8均为四轴机器人，每台四轴机器人包括摆臂2、摆臂水平移动机构3、摆臂角度旋转机构4和摆臂升降机构5，摆臂2包括摆臂前段21和摆臂后段22，摆臂前段21与摆臂后段22之间设置有摆臂前段旋转主轴组件24，有摆臂前段旋转主轴组件24由摆臂前段旋转伺服电机25带动，摆臂水平移动机构3、摆臂角度旋转机构4和摆臂升降机构5上分别设置有对应的摆臂水平移动主轴组件30、摆臂角度旋转主轴组件40和摆臂升降主轴组件50，这些主轴组件分别由对应的伺服电机带动。

作为更具体之方案，摆臂水平移动主轴组件30包括水平导轨31、水平拖板32、水平传动机构33和水平伺服电机34，水平导轨31固定在机身1的上部，摆臂2通过水平拖板32坐于水平导轨31上，且摆臂2外端延伸出机身1外，水平伺服电机34通过水平传动机构33带动所述水平拖板32，摆臂后段22安装在水平拖板32上。

作为更具体之方案，所述摆臂前前段旋转主轴组件24包括摆臂前段旋转伺服电机25、第一谐波减速机26和第一皮带27，摆臂前段旋转伺服电机25安装在水平拖板32或摆臂前段21上，第一谐波减速机26连接在摆臂前段21与摆臂后段22之间，第一皮带27连接在摆臂前段旋转伺服电机25与第一谐波减速机26之间。

作为更具体之方案，所述水平导轨31是机身1上部的两条相互平衡的水平轨道37，水平拖板32通过两侧轨座坐于两条水平轨道37上，水平传动机构33包括前轮35、后轮36和第二皮带37，前轮35和后轮36分设在两条水平轨道37的前端和后端，第二皮带37连接在前轮35和后轮36之间，前轮35由水平伺服电机34带动，水平拖板32位于前轮35和后轮36之间并与第二皮带37传动连接。

所述机身1的水平轨道37旁还设置有履带槽39，履带槽39内设置有履带39，履带39的一端连接履带槽39上，另一端连接摆臂后段22。

所述摆臂角度旋转主轴组件40包括角度旋转伺服电机41、角度旋转皮带42和第二谐波减速机43，第二谐波减速机43的下部通过支架44安装在机身1上，其上部连接摆臂水平移动机构3，角度旋转伺服电机41通过角度旋转皮带42带动第二谐波减速机43。

所述角度旋转伺服电机41固定在支架44上，摆臂水平移动机构3底部设置有固定座38，第二谐波减速机43的上部安装在固定座38上。

所述摆臂升降主轴组件50包括摆臂升降伺服电机51、摆臂连杆减速机52、摆臂升降推杆53和摆臂升降平衡气缸54，摆臂升降平衡气缸54固定在机身1底部，其升降伸缩端连接摆臂角度旋转机构4，摆臂升降伺服电机51通过摆臂连杆减速机52带动摆臂升降推杆53，摆臂升降推杆53与摆臂角度旋转机构4连接。所述摆臂升降平衡气缸54是用于辅助摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4升降移动，从而使得机器人在工作过程中保持更好地稳定性。

所述摆臂角度旋转机构4上设置一支柱45，摆臂升降平衡气缸54和摆臂升降推杆53分别连接所述支柱45。

作为更具体之方案，所述摆臂前段21安装有吸盘式的抓料手23，摆臂后段22安装在摆臂水平移动机构3上，有摆臂前段旋转主轴组件24包括谐波减速机26和皮带27，摆臂前段旋转伺服电机25安装在摆臂水平移动机构3上，谐波减速机26连接在摆臂前段21与摆臂后段22之间，皮带27连接在摆臂前段旋转伺服电机25与谐波减速机26之间。

作为更具体之方案，所述摆臂前段21的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔28，皮带27设置在皮带腔28内，谐波减速机26的下部与摆臂后段22连接，其上部嵌入摆臂前段21的皮带腔28内、且与皮带27连接。

作为更具体之方案，所述抓料手23包括抓料臂231和数个吸盘杆232，每个吸盘杆232包括有连杆233以及安装在连杆233上的吸盘234，连杆233通过连接件236安装在抓料臂231上。

本发明的工作原理是：

本发明工作时，首先，进料机器人7的水平伺服电机34启动，水平伺服电机34通过水平传动机构33带动水平拖板32向前移动，从而带动摆臂2向物料台伸长，抓料手23刚好位于物料台的上方，接着摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4下降，摆臂下降至物料台上，然后抓料手23吸取物料台上的工件。接着摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54再次启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4上升，摆臂上升至物料台上方，然后水平伺服电机34启动，水平伺服电机34带动水平拖板32移动回到初始位置，从而带动摆臂缩回到初始位置。

接着角度旋转伺服电机41启动，角度旋转伺服电机41通过角度旋转皮带42、第二谐波减速机43带动水平移动机构3旋转，直至摆臂旋转到对应冲床的工作台的角度。接着水平伺服电机34通过水平传动机构33带动水平拖板32向前移动，从而带动摆臂向冲床的工作台伸长，直至抓料手23伸长到冲床的工作台的上方。然后摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4下降，直至抓料手23下降到冲床的工作台。进料机器人7将工件送入冲床10的工作台6并向控制装置9给出进料完成信号，由控制装置9控制冲床10对工件进行冲压加工。

待冲床冲压完成后，冲床10向控制装置9给出冲压完成信号，最后由送料机器人8将冲压完成的工件送出、并向控制装置9发出送料完成信号。送料机器人8的摆臂旋转至冲床的工作台6，摆臂上的抓料手23吸取工作台6上的工件，并从工作台6取出来。所述送料机器人8的工作过程与进料机器人7的工作过程相反，此处不再进行详细描述。因此，本发明能够完成单个产品的取料、转移以及出料过程。本发明冲床一体式摆臂冲压机器人可以实现对物料的取料、转移和卸料等操作。

Claims (7)

1.冲床一体式摆臂冲压机器人，包括冲床（10），冲床（10）上设置有工作台（6），其特征是，还包括有进料机器人（7）、送料机器人（8）和控制装置（9），所述进料机器人（7）和送料机器人（8）设置在冲床（10）的机身上、并分别位于冲床（10）的工作台（6）两侧，进料机器人（7）和送料机器人（8）上分别设置有进料臂（20）和送料臂（29），所述进料机器人（7）、冲床（10）和送料机器人（8）分别与控制装置（9）电性连接，进料机器人（7）将工件送入冲床（10）的工作台（6）并向控制装置（9）给出进料完成信号，由控制装置（9）控制冲床（10）对工件进行冲压加工，冲压完成后，冲床（10）向控制装置（9）给出冲压完成信号，最后由送料机器人（8）将冲压完成的工件送出、并向控制装置（9）发出送料完成信号。

2.根据权利要求1所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述冲床（10）的工作台（6）两侧的机身延伸出机器人承台（11），进料机器人（7）和送料机器人（8）分别置于对应的机器人承台（11）上。

3.根据权利要求1所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述进料机器人（7）的进料臂（20），以及送料机器人（8）的送料臂（29）上分别设置有抓料检测传感器（12），抓料检测传感器（12）与控制装置（9）电性连接。

4.根据权利要求1任一所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述进料机器人（7）和送料机器人（8）均为四轴机器人，每台四轴机器人包括摆臂（2）、摆臂水平移动机构（3）、摆臂角度旋转机构（4）和摆臂升降机构（5），摆臂（2）包括摆臂前段（21）和摆臂后段（22），摆臂前段（21）与摆臂后段（22）之间设置有摆臂前段旋转主轴组件（24），有摆臂前段旋转主轴组件（24）由摆臂前段旋转伺服电机（25）带动，摆臂水平移动机构（3）、摆臂角度旋转机构（4）和摆臂升降机构（5）上分别设置有对应的摆臂水平移动主轴组件（30）、摆臂角度旋转主轴组件（40）和摆臂升降主轴组件（50），这些主轴组件分别由对应的伺服电机带动。

5.根据权利要求4所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述摆臂前段（21）安装有吸盘式的抓料手（23），摆臂后段（22）安装在摆臂水平移动机构（3）上，有摆臂前段旋转主轴组件（24）包括谐波减速机（26）和皮带（27），摆臂前段旋转伺服电机（25）安装在摆臂水平移动机构（3）上，谐波减速机（26）连接在摆臂前段（21）与摆臂后段（22）之间，皮带（27）连接在摆臂前段旋转伺服电机（25）与谐波减速机（26）之间。

6.根据权利要求4所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述摆臂前段（21）的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔（28），皮带（27）设置在皮带腔（28）内，谐波减速机（26）的下部与摆臂后段（22）连接，其上部嵌入摆臂前段（21）的皮带腔（28）内、且与皮带（27）连接。

7.根据权利要求4所述冲床一体式摆臂冲压机器人，其特征是，所述抓料手（23）包括抓料臂（231）和数个吸盘杆（232），每个吸盘杆（232）包括有连杆（233）以及安装在连杆（233）上的吸盘（234），连杆（233）通过连接件（236）安装在抓料臂（231）上。