CN106001305A - 一种可调节的智能冲床上下料机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可调节的智能冲床上下料机构，安装在机床上料位置，包括上料机构、送料机构、X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组；所述上料机构安装在机床一侧，送料机构架设在上料机构上，送料机构上方分别安装有X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组。本发明的可调节的智能冲床上下料机构，包括上料机构、送料机构、X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组，通过X轴左右、Z轴上下的二维运动线性模组，可以实现快速的、智能化取料，结构简单，运行稳定性高，机械手的精度高，产品的一致性显著提高，且正常上下料需要的时间都在四个小时以上，本发明的正常加工时间为2小时以内，整整提高了一倍的效率。
Description
技术领域
本发明涉及电气自动化技术领域，尤其涉及一种可调节的智能冲床上下料机构。
背景技术
智能冲床上下料一个重要的特征在于自动化程度高而且可连续生产，实现连续上料生产则通过上料机构连续上料，如果上料机构与机械手配合不恰当时则会出现机械手吸不到物料，会使流水线停工且无法实现连续加工，通常出现上料机与机械手出现配合不恰当时，需要手动调节机械手的行程实现连续工作。
例如中国专利CN205147331U公开了一种自动上下料车床，其特征在于：所述车床为数控车程，且其包括工作台、控制箱及衍架，所述控制箱位于工作台一侧，而衍架架设在工作台上；所述衍架包括竖直支架、架设在竖直支架上横置的X轴滑轨及滑动连接在X轴滑轨上的Z轴机械臂，所述Z轴机械臂上安装有手腕且其由伺服电机带动沿X轴滑轨移动，形成车床的自动上下料机构。该技术方案提出了设置X轴滑轨和滑动连接在X轴滑轨上的Z轴机械臂，虽然设置了X、Z两个维度，但是X轴只是设置了滑轨，Z轴只是设置了机械臂，虽然解决了上下料机构及结构会导致上下料工作占用机床时间长，且上下料动作时间会与机床加工时间错位，进而提高了生产加工成本的问题，但是依旧存在了上料机构与机械手出现配合不恰当时，需要手动调节机械手的行程实现连续工作的现有状况。
再例如中国专利CN104354097A公开了一种数控机床的自动上下料装置，其特征在于：包括设有定位治具的机架、用于放置待加工玻璃工件的第一玻璃工件架、用于放置已加工玻璃工件的第二玻璃工件架和上下料装置；第一玻璃工件架和第二玻璃工件架沿着X轴方向并列分布；上下料装置将第一玻璃工件架的待加工玻璃工件输送至定位治具上，等加工完毕后再将定位治具上的已加工玻璃输送至第二玻璃工件架上；上下料装置包括设有真空吸盘的真空吸盘结构、X轴驱动结构、Y轴驱动结构和Z轴驱动结构；X轴驱动结构驱动真空吸盘沿着X轴方向做左右位移运动，Y轴驱动结构驱动真空吸盘沿着Y轴方向做前后位移运动，Z轴驱动结构驱动真空吸盘沿着Z轴方向做上下位移运动；真空吸盘结构还包括驱动真空吸盘绕X轴方向在0°～90°范围内旋转的旋转气缸。该技术方案披露了加工的自动上下料装置大都是安装在机床的Z轴上，若要安装和维修，拆装主轴(Z轴)不方便，加工效率低于人工操作，而且结构一般为双头同时取放，影响稳定性的问题，大大提高加工效率，基本能解决现有技术中存在的问题；便于实现自动化生产及减少人工；具有实现方法简单、效率较高及定位精度高的特点，但是依旧存在了上料机构与机械手出现配合不恰当时，需要手动调节机械手的行程实现连续工作的现有状况，如何改进成自动化调整，是目前亟待解决的问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的上料机构与机械手出现配合不恰当时，需要手动调节机械手的行程实现连续工作的现有状况问题，本发明提供了一种可调节的智能冲床上下料机构。
本发明采用的技术方案为：一种可调节的智能冲床上下料机构，安装在机床上料位置，其创新点在于：包括上料机构、送料机构、X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组；所述上料机构安装在机床一侧，送料机构架设在上料机构上，送料机构上方分别安装有X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组。
在此基础上，所述上料机构包括三相异步电机、联轴器、传动轴、丝杆轴承、斜齿轮、滚珠升降丝杠和滚珠升降板；所述传动轴与三相异步电机连接，并通过三相异步电机带动传动轴进行转动；所述传动轴通过联轴器安装在丝杆轴承上，所述滚珠升降丝杠设置在滚珠升降板上，并与传动轴连接；所述在传动轴和滚珠升降丝杠上分别设置有斜齿轮。
在此基础上，所述上料机构与送料机构保持在一条直线上。
在此基础上，还包括升降丝杆螺母，所述升降丝杆螺母连接传动轴和滚珠升降丝杆；所述升降丝杠螺母通过滚珠升降丝杠转动带动滚珠升降板上下移动。
在此基础上，所述滚珠升降丝杆和升降丝杆螺母的个数均为两个。
在此基础上，所述斜齿轮个数为四个。
在此基础上，所述送料机构包括送料机架、滚轮侧板、滚轮轴承、滚轮、平移气缸、直线导轨滑块和上下垂直气缸；所述滚轮配合在滚轮轴承里，所述滚轮轴承设置在滚轮侧板上，所述滚轮侧板设置在送料机架上，所述平移气缸设置在滚轮侧板顶部，推进X轴-Z轴机械手吸取的物料整齐，所述上下垂直气缸设置在滚轮侧板顶部，压紧X轴-Z轴机械手吸取的物料使其平整。
在此基础上，所述X轴左右移动线性模组包括第一滚珠丝杠、第一中直线轴承导轨滑块、第一伺服电机(驱动第一滚珠丝杆)、第一中直线轴承导轨、第一铝合金型材、第一联轴器、第一光电开关；所述第一中直线轴承导轨固定在第一滚珠丝杠两侧板，所述第一中直线轴承导轨滑块固定在X轴丝杠螺母和Z轴底板上，以保证Z轴在X轴上平稳运行；所述第一铝合金型材上固定第一中直线轴承导轨及第一滚珠丝杠两侧板；所述第一联轴器一侧连接第一伺服电机，另一侧连接第一滚珠丝杠；所述第一光电开关固定在第一滚珠丝杠两侧板上；所述第一伺服电机转动通过第一联轴器带动第一滚珠丝杠转动，所述第一滚珠丝杠转动带动Z轴上下移动线性模组左右移动至第一光电开关处，所述第一光电开关通过控制系统信号使X轴左右移动或停止。
在此基础上，所述Z轴上下移动的线性模组包括第二滚珠丝杠、第二伺服电机(驱动第二滚珠丝杆)、第二中直线轴承导轨、第二中直线导轨滑块、第二铝合金型材、第二联轴器和第二光电开关；所述第二中直线轴承导轨固定在第二滚珠丝杠两侧板；所述第二中直线轴承导轨滑块固定在Z轴丝杠螺母和X轴底板上，以保证X轴在Z轴上平稳运行；所述第二铝合金型材上固定第二中直线轴承导轨及第二滚珠丝杠两侧板；所述第二联轴器一侧连接第二伺服电机，另一侧连接第二滚珠丝杠；所述第二光电开关固定在第二滚珠丝杠两侧板上；所述第二伺服电机转动通过第二联轴器带动第二滚珠丝杠转动，所述第二滚珠丝杠转动带动工件上下移动至第二光电开关处，所述第二光电开关通过控制系统信号使Z轴上下移动或停止。
在此基础上，所述Z轴上下移动的线性模组还包括设置有连接板的中弹性连接杆和设置有连接板的电磁吸盘，所述中弹性连接杆连接于Z轴电磁吸盘的连接板和第二中直线导轨滑块的连接板上，该中弹性连接杆保证上料机构沿上下方向上料不精确时，中弹性连接杆连接Z轴电磁吸盘留出一定的安全空间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的可调节的智能冲床上下料机构，包括上料机构、送料机构、X轴左右移动线性模组和Z轴上下移动线性模组，通过X轴左右、Z轴上下的二维运动线性模组，可以实现快速的、智能化取料，结构简单，运行稳定性高，机械手的精度高，产品的一致性显著提高，且正常上下料需要的时间都在四个小时以上，本发明的正常加工时间为2小时以内，整整提高了一倍的效率。
(2)本发明的可调节的智能冲床上下料机构，上料机构与送料机构保持在一条直线上，保证X轴模组电磁吸盘在上料机构与送料机构直行吸取物料。
(3)本发明的可调节的智能冲床上下料机构，上料机构包括三相异步电机、联轴器、传动轴、丝杆轴承、斜齿轮、滚珠升降丝杠和滚珠升降板，改进了现有技术中上料机构过于简单，不能完全适应二维操作的结构，通过设置斜齿轮，控制1:1传动，上料节奏性好，提高了效率。
(4)本发明的可调节的智能冲床上下料机构，送料机构包括送料机架、滚轮侧板、滚轮轴承、滚轮、平移气缸、直线导轨滑块和上下垂直气缸；平移气缸设置在滚轮侧板顶部，推进X轴-Z轴机械手吸取的物料整齐，上下垂直气缸设置在滚轮侧板顶部，压紧X轴-Z轴机械手吸取的物料使其平整，而且巧妙配合，保证送料的高效率进行。
(5)本发明的可调节的智能冲床上下料机构，上料机构通过三相异步电机带动传动轴转动，传动轴通过斜齿轮1:1传动至滚珠升降丝杠转动从而带动升降板升降，上料机构顶部光电开关(光电传感器)信号发至三相异步电机，滚珠升降板升至光电开关(光电传感器)时停止上升，X轴导轨移动至X轴左极限位时停止，Z轴下降使电磁吸盘吸住物料拖动至滚轮处，通过Z轴弹性电磁吸盘有效解决上料机构与机械手配合不恰当时会出现机械手吸不到物料问题，可实现连续上料与连续冲压，高度实现自动化，减少人工成本，生产效率大大提高。
附图说明
图1是本发明可调节的智能冲床上下料机构整体立体结构示意图；
图2是本发明可调节的智能冲床上下料机构正视图；
图3是本发明可调节的智能冲床上下料机构X轴左右移动线性模组结构示意图；
图4是本发明可调节的智能冲床上下料机构Z轴左右移动线性模组结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种可调节的智能冲床上下料机构，安装在机床上料位置，如图1所示：包括上料机构1、送料机构2、X轴左右移动线性模组3和Z轴上下移动线性模组4；所述上料机构1安装在机床一侧，送料机构2架设在上料机构1上，送料机构2上方分别安装有X轴左右移动线性模组3和Z轴上下移动线性模组4。进一步优选的，上料机构1与送料机构2保持在一条直线上，保证Z轴模组电磁吸盘在上料机构与送料机构直行吸取物料。本实施方式通过X轴左右、Z轴上下的二维运动线性模组，可以实现快速的、智能化取料，结构简单，运行稳定性高，机械手的精度高，产品的一致性显著提高，且正常上下料需要的时间都在四个小时以上，本实施方式中的正常加工时间为2小时以内，整整提高了一倍的效率。
作为进一步优选的，如图2所示：上料机构1包括三相异步电机、联轴器、传动轴20、丝杆轴承25、斜齿轮21、滚珠升降丝杠24和滚珠升降板23；所述传动轴20与三相异步电机连接，并通过三相异步电机带动传动轴20进行转动；所述传动轴20通过联轴器安装在丝杆轴承25上，所述滚珠升降丝杠24设置在滚珠升降板23上，并与传动轴20连接；所述在传动轴20和滚珠升降丝杠24上分别设置有斜齿轮21，其中，斜齿轮21通过传动轴20转动分别带动传动轴20上斜齿轮21和滚珠升降丝杠24上斜齿轮21呈1:1转动，作为进一步优选的，还包括升降丝杆螺母22，所述升降丝杆螺母22连接传动轴20和滚珠升降丝杆24；所述升降丝杠螺母22通过滚珠升降丝杠24转动带动滚珠升降板23上下移动，滚珠升降丝杠24通过滚珠升降丝杠24上斜齿轮21转动带动滚珠升降丝杠24转动，所述升降丝杠螺母22通过滚珠升降丝杠24转动带动滚珠升降板23上下移动。作为本实施方式的优选方式，滚珠升降丝杆24和升降丝杆螺母22的个数均为两个；所述斜齿轮21个数为四个。
进一步的，如图2所示：架设在上料机构1上的送料机构2包括送料机架27、滚轮侧板28、滚轮轴承、滚轮29、平移气缸、直线导轨滑块和上下垂直气缸30；所述滚轮29配合在滚轮轴承里，所述滚轮轴承设置在滚轮侧板28上，所述滚轮侧板28设置在送料机架27上，所述平移气缸设置在滚轮侧板28顶部，推进X轴-Z轴机械手吸取的物料整齐，所述上下垂直气缸30设置在滚轮侧板28顶部，压紧X轴-Z轴机械手吸取的物料使其平整。
如图3所示：安装在送料机构2上方的X轴左右移动线性模组3包括第一滚珠丝杠10、第一中直线轴承导轨滑块13、第一伺服电机12(驱动第一滚珠丝杆)、第一中直线轴承导轨11、第一铝合金型材14、第一联轴器15、第一光电开关16；所述第一中直线轴承导轨11固定在第一滚珠丝杠10两侧板，所述第一中直线轴承导轨滑块13固定在X轴丝杠螺母和Z轴底板上，以保证Z轴在X轴上平稳运行；所述第一铝合金型材14上固定第一中直线轴承导轨11及第一滚珠丝杠10两侧板；所述第一联轴器15一侧连接第一伺服电机12，另一侧连接第一滚珠丝杠10；所述第一光电开关16固定在第一滚珠丝杠10两侧板上；所述第一伺服电机12转动通过第一联轴器15带动第一滚珠丝杠10转动，所述第一滚珠丝杠10转动带动Z轴上下移动线性模组左右移动至第一光电开关16处，所述第一光电开关16通过控制系统信号使X轴左右移动或停止。
如图4所示：安装在送料机构2上方的Z轴上下移动的线性模组4包括第二滚珠丝杠41、第二伺服电机42(驱动第二滚珠丝杆)、第二中直线轴承导轨43、第二中直线导轨滑块44、第二铝合金型材45、第二联轴器46和第二光电开关47，以及中弹性连接杆48和Z轴电磁吸盘49；所述中弹性连接杆48连接于Z轴电磁吸盘49的连接板和第二中直线导轨滑块44的连接板，该中弹性连接杆48保证上料机构沿上下方向上料不精确时，中弹性连接杆48连接Z轴电磁吸盘49留出一定的安全空间。可选的，所述第二中直线轴承导轨43固定在第二滚珠丝杠41两侧板；所述第二中直线轴承导轨滑块44固定在Z轴丝杠螺母和X轴底板上，以保证X轴在Z轴上平稳运行；所述第二铝合金型材45上固定第二中直线轴承导轨43及第二滚珠丝杠41两侧板；所述第二联轴器46一侧连接第二伺服电机42，另一侧连接第二滚珠丝杠41；所述第二光电开关47固定在第二滚珠丝杠41两侧板上；所述第二伺服电机42转动通过第二联轴器46带动第二滚珠丝杠41转动，所述第二滚珠丝杠41转动带动工件上下移动至第二光电开关47处，所述第二光电开关47通过控制系统信号使Z轴上下移动或停止。
本实施方式的可调节的智能冲床上下料机构，例如需进行上下取料时，整体机构的运行流程为：上料机构通过三相异步电机带动传动轴转动，传动轴通过斜齿轮1:1传动至滚珠升降丝杠转动从而带动滚珠升降板升降，上料机构顶部设置的光电开关(也就是光电传感器)信号发至三相异步电机，滚珠升降板升至光电开关(也就是光电传感器)时停止上升，X轴导轨移动至X轴左极限位时停止，Z轴下降使电磁吸盘吸住物料拖动至滚轮处，通过Z轴弹性电磁吸盘有效解决上料机构与机械手配合不恰当时会出现机械手吸不到物料问题，可实现连续上料与连续冲压，高度实现自动化，减少人工成本，生产效率大大提高。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可调节的智能冲床上下料机构，安装在机床上料位置，其特征在于：包括上料机构(1)、送料机构(2)、X轴左右移动线性模组(3)和Z轴上下移动线性模组(4)；所述上料机构(1)安装在机床一侧，送料机构(2)架设在上料机构(1)上，送料机构(2)上方分别安装有X轴左右移动线性模组(3)和Z轴上下移动线性模组(4)。
2.根据权利要求1所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述上料机构(1)包括三相异步电机、联轴器、传动轴(20)、丝杆轴承(25)、斜齿轮(21)、滚珠升降丝杠(24)和滚珠升降板(23)；所述传动轴(20)与三相异步电机连接，并通过三相异步电机带动传动轴(20)进行转动；所述传动轴(20)通过联轴器安装在丝杆轴承(25)上，所述滚珠升降丝杠(24)设置在滚珠升降板(23)上，并与传动轴(20)连接；所述在传动轴(20)和滚珠升降丝杠(24)上分别设置有斜齿轮(21)。
3.根据权利要求1所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述上料机构(1)与送料机构(2)保持在一条直线上。
4.根据权利要求2所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：还包括升降丝杆螺母(22)，所述升降丝杆螺母(22)连接传动轴(20)和滚珠升降丝杆(24)；所述升降丝杠螺母(22)通过滚珠升降丝杠(24)转动带动滚珠升降板(23)上下移动。
5.根据权利要求4所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述滚珠升降丝杆(24)和升降丝杆螺母(22)的个数均为两个。
6.根据权利要求2所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述斜齿轮(21)个数为四个。
7.根据权利要求1所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述送料机构(2)包括送料机架(27)、滚轮侧板(28)、滚轮轴承、滚轮(29)、平移气缸、直线导轨滑块和上下垂直气缸(30)；所述滚轮(29)配合在滚轮轴承里，所述滚轮轴承设置在滚轮侧板(28)上，所述滚轮侧板(28)设置在送料机架(27)上，所述平移气缸设置在滚轮侧板(28)顶部，推进X轴-Z轴机械手吸取的物料整齐，所述上下垂直气缸(30)设置在滚轮侧板(28)顶部，压紧X轴-Z轴机械手吸取的物料使其平整。
8.根据权利要求1所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述X轴左右移动线性模组(3)包括第一滚珠丝杠(10)、第一中直线轴承导轨滑块(13)、第一伺服电机(12)、第一中直线轴承导轨(11)、第一铝合金型材(14)、第一联轴器(15)和第一光电开关(16)；所述第一中直线轴承导轨(11)固定在第一滚珠丝杠(10)两侧板，所述第一中直线轴承导轨滑块(13)固定在X轴丝杠螺母和Z轴底板上，以保证Z轴在X轴上平稳运行；所述第一铝合金型材(14)上固定第一中直线轴承导轨(11)及第一滚珠丝杠(10)两侧板；所述第一联轴器(15)一侧连接第一伺服电机(12)，另一侧连接第一滚珠丝杠(10)；所述第一光电开关(16)固定在第一滚珠丝杠(10)两侧板上；所述第一伺服电机(12)转动通过第一联轴器(15)带动第一滚珠丝杠(10)转动，所述第一滚珠丝杠(10)转动带动Z轴上下移动线性模组左右移动至第一光电开关(16)处，所述第一光电开关(16)通过控制系统信号使X轴左右移动或停止。
9.根据权利要求1所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述Z轴上下移动的线性模组(4)包括第二滚珠丝杠(41)、第二伺服电机(42)、第二中直线轴承导轨(43)、第二中直线导轨滑块(44)、第二铝合金型材(45)、第二联轴器(46)和第二光电开关(47)；所述第二中直线轴承导轨(43)固定在第二滚珠丝杠(41)两侧板；所述第二中直线轴承导轨滑块(44)固定在Z轴丝杠螺母和X轴底板上，以保证X轴在Z轴上平稳运行；所述第二铝合金型材(45)上固定第二中直线轴承导轨(43)及第二滚珠丝杠(41)两侧板；所述第二联轴器(46)一侧连接第二伺服电机(42)，另一侧连接第二滚珠丝杠(41)；所述第二光电开关(47)固定在第二滚珠丝杠(41)两侧板上；所述第二伺服电机(42)转动通过第二联轴器(46)带动第二滚珠丝杠(41)转动，所述第二滚珠丝杠(41)转动带动工件上下移动至第二光电开关(47)处，所述第二光电开关(47)通过控制系统信号使Z轴上下移动或停止。
10.根据权利要求9所述的可调节的智能冲床上下料机构，其特征在于：所述Z轴上下移动的线性模组还包括设置有连接板的中弹性连接杆(48)和设置有连接板的电磁吸盘(49)，所述中弹性连接杆(48)连接于Z轴电磁吸盘(49)的连接板和第二中直线导轨滑块(44)的连接板上，该中弹性连接杆(48)保证上料机构沿上下方向上料不精确时，中弹性连接杆(48)连接Z轴电磁吸盘(49)留出一定的安全空间。
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