CN107186027A - 一种工业机器人及冲压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业机器人及冲压系统，涉及冲压机床领域。工业机器人应用于冲压系统，工业机器人包括主体、驱动装置、丝杆及机械臂，丝杆安装在主体上，驱动装置与丝杆连接，驱动装置包括安装座以及均安装在安装座上的第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件，传动组件与机械臂连接；第一齿轮组与第一电机的电机轴连接并与丝杆配合，驱动装置在第一电机运行时通过第一齿轮组的转动相对于丝杆上下滑动；第二齿轮组与第二电机的电机轴连接并与传动组件配合，机械臂在第二电机运行时通过第二齿轮组传输的动力进行转动。通过控制第一电机与第二电机的转动控制机械臂的运行状态，从而灵活地对冲压物进行冲压，高效安全。

Description

一种工业机器人及冲压系统

技术领域

本发明涉及冲压机床领域，具体而言，涉及一种工业机器人及冲压系统。

背景技术

现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害板材的搬运或工艺操作，在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。

在冲压生产线上，环境恶劣、精度要求高、冲压程序繁杂而且会产生大量边角物，因此不适合人工进行处理，需要一种机器人在满足精度及在处理边角物的同时对带冲压物进行冲压。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业机器人及冲压系统，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，一种工业机器人，应用于冲压系统，所述工业机器人包括主体、驱动装置、丝杆及机械臂，所述丝杆安装在所述主体上，所述驱动装置与所述丝杆连接，所述驱动装置包括安装座、第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件，所述第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件均安装在所述安装座上，所述传动组件与所述机械臂连接，其中，

所述第一齿轮组与所述第一电机的电机轴连接并与所述丝杆配合，所述驱动装置在所述第一电机运行时通过所述第一齿轮组的转动相对于所述丝杆上下滑动；

所述第二齿轮组与所述第二电机的电机轴连接并与所述传动组件配合，所述机械臂在所述第二电机运行时通过第二齿轮组传输的动力进行转动。

进一步地，所述安装座上还设置有轨道，所述驱动装置设置有与所述轨道适配的夹持件，所述夹持件与所述安装座连接，所述夹持件与所述轨道配合，用于所述驱动装置在所述丝杆上下滑动时沿所述轨道设置的方向滑动。

进一步地，所述机械臂设置包括连接件和多个机械手，多个所述机械手通过所述连接件与所述传动组件连接。

进一步地，所述机械手为四个，设置在同一水平面上，相邻两个所述机械手之间呈90度设置。

进一步地，还包括上轴承座和下轴承座，所述上轴承座和下轴承座均安装在所述安装座上，所述丝杆的两端分别与所述上轴承座和下轴承座连接。

进一步地，还包括减速器，所述减速器设置在所述第二电机与所述第二齿轮组之间。

进一步地，所述机械手包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与所述连接件连接，所述第一连接杆设置有滑道，所述第二连接杆可以在所述第一连接杆上沿着所述滑道方向滑动。

进一步地，还包括电磁铁组件，所述电磁铁组件与所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端连接，所述电磁铁组件用于在接收控制信号时抓取或释放提升物。

第二方面，一种冲压系统，包括控制端、涂油送料机、高型机器人、四轴油压机、中转工作台、冲压床和多个如上所述的工业机器人，所述涂油送料机、高型机器人、四轴油压机、中转工作台、冲压床之间均设置有所述工业机器人，所述控制端与所述工业机器人连接，所述控制端用于控制所述工业机器人按预设程序工作。

进一步地，还包括多个位置传感器和多个转速传感器，所述位置传感器和所述转速传感器分别安装在所述工业机器人上且与所述控制端通信连接，所述位置传感器用于检测每一所述工业机器人对应的所述驱动装置上升高度及所述机械臂对应的位置，并将所述驱动装置上升高度及所述机械臂对应的位置发送到所述控制端，所述转速传感器用于检测所述第二电机的转速，并将所述第二电机的转速发送到所述控制端，所述控制端根据所述驱动装置上升高度、所述机械臂对应的位置及第二电机的转速生成对应的控制指令，以便于调整所述工业机器人的工作精度。

本发明提供了一种工业机器人及冲压系统，工业机器人应用于冲压系统，工业机器人包括主体、驱动装置、丝杆及机械臂，丝杆安装在主体上，驱动装置与丝杆连接，驱动装置包括安装座以及均安装在安装座上的第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件，传动组件与机械臂连接；第一齿轮组与第一电机的电机轴连接并与丝杆配合，驱动装置在第一电机运行时通过第一齿轮组的转动相对于丝杆上下滑动；第二齿轮组与第二电机的电机轴连接并与传动组件配合，机械臂在第二电机运行时通过第二齿轮组传输的动力进行转动。通过控制第一电机与第二电机的转动控制机械臂的运行状态，从而灵活地对冲压物进行冲压，高效安全。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种工业机器人的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种工业机器人的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种工业机器人的驱动装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种工业机器人的机械臂的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种冲压系统的组成示意图。

图标：10-工业机器人；100-主体；101-安装台；21-涂油送料机；22-高型机器人；23-四轴油压机；24-中转工作台；25-冲压床；200-驱动装置；201-传动组件；2011-传动轴；2012-封盖；2013-外罩；202-第二齿轮组；203-第二电机；300-丝杆；301-轴承座；400-机械臂；401-连接件；402-机械手；501-轨道；502-夹持件；600-减速器；700-安装座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1-图2，为本发明实施例提供的一种工业机器人10的立体结构示意图和侧视图，该工业机器人10应用于冲压系统，其中，工业机器人10包括主体100、驱动装置200、丝杆300及机械臂400，丝杆300安装在主体100上，驱动装置200与丝杆300连接。

具体实施时，主体100连接有安装台101，安装台101上设置有开孔，该开孔用于通过螺栓将安装台101固定在外接设备上或者通过螺栓使安装台101与外界稳固连接。主体100呈π状，驱动装置200安装于主体100的π形内部。

驱动装置200包括安装座700、第一电机、第一齿轮组、第二电机203、第二齿轮组202及传动组件201，第一电机、第一齿轮组、第二电机203、第二齿轮组202及传动组件201均安装在安装座700上，传动组件201与机械臂400连接。

具体实施时，第一电机与第二电机203均采用的是交流伺服电机，但不限于交流伺服电机，如直流电机。

本实施例中，第一齿轮组与第一电机的电机轴连接并与丝杆300配合，驱动装置200在第一电机运行时通过第一齿轮组的转动相对于丝杆300上下滑动。

具体实施时，第一电机与第一齿轮组连接，第一齿轮组包括同步轮和齿轮，齿轮与丝杆300咬合，由第一电机的转动带动连接在同步轮的齿轮转动，以便于将电机的旋转运动变换为驱动装置200延丝杆300方向的直线移动，使驱动装置200相对于丝杆300上下滑动。

本实施例中，安装座700上还设置有轨道501，驱动装置200设置有与轨道501适配的夹持件502，夹持件502与安装座700连接，夹持件502与轨道501配合，用于驱动装置200在丝杆300上下滑动时沿轨道501设置的方向滑动。

具体实施时，主体100的π形的两个凸起设置有滑道，驱动装置200设置有与滑道配合的夹持件502。通过设计该滑道，由第一电机的转动带动连接在同步轮的齿轮转动，以便于将旋转运动变换为直线移动，使驱动装置200按着轨道501限定的方向相对于丝杆300上下滑动。

本实施例中，第二齿轮组202与第二电机203的电机轴连接并与传动组件201配合，机械臂400在第二电机203运行时通过第二齿轮组202传输的动力进行转动。

具体实施时，第二电机203与第二齿轮组202连接，第一齿轮组包括同步轮和齿轮，第二电机203在接收到控制指令时进行转动从而带动与齿轮连接的传动组件201转动。

本实施例中，机械臂400设置包括连接件401和多个机械手402，多个机械手402通过连接件401与传动装置连接。

进一步地，机械手402为四个，设置在同一水平面上，相邻两个机械手402之间呈90度设置。

具体实施时，通过设置四个机械手402可以方便冲压系统对板材的冲压，如将四个机械手402逆时针定义为机械手402A、机械手402B、机械手402C和机械手402D，运用在中转工作台24与冲压床25之间，中转工作台24上放置有待加工的多个板材，在第二电机203的作用下，机械手402A旋转到中转工作台24取料，接着把该板材放入冲压床25，再旋转45度，与该工业机器人10电连接的控制端发出冲床启动信号，冲床向下冲压板材，完成后，由相邻的机械手402B旋转至冲压床25取料，与此同时，机械手402C在中转工作台24上取料，完成后，旋转90度，机械手402B把冲压好的板材放入装料框，机械手402C刚好把板材旋转到冲压床25并放入，再旋转45度，控制端发出冲床启动信号，冲压床25又一次对板材冲压，完成后，最后的机械手402D旋转到冲压床25取料，同时机械手402A在中转工作台24上取料。当送中转工作台24的板材被取走时，剩下的板材自动上升，直到全部取完为止，循环往复。

本实施例中，工业机器人10还包括上轴承座301和下轴承座301，上轴承座301和下轴承座301均安装在安装座700上，丝杆300的两端分别与上轴承座301和下轴承座301连接。

本实施例中，工业机器人10还包括减速器600，减速器600设置在第二电机203与第二齿轮组202之间。

请参阅图3，为本发明实施例提供的一种工业机器人10的驱动装置200的结构示意图。传动组件201包括传动轴2011、封盖2012和外罩2013，封盖2012通过轴承与连接在传动轴2011的两端，所述外罩2013设置在所述封盖2012上。

具体实施时，外罩2013为钢性玻璃，且与封盖2012密封连接，通过密封设置可防止外界杂物进入以保证工业机器人10正常运行，同时在工业机器人10运行时观测内部运行状态，便于维护等。

请参阅图4，为本发明实施例提供的一种工业机器人10的机械臂400的结构示意图。机械手402包括第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆与连接件401连接，第一连接杆设置有滑道，第二连接杆可以在第一连接杆上沿着滑道方向滑动。

具体实施时，冲压系统机床之间的间距不同，通过调整机械手402的长短可适应不同间距设置的机床，以使以工业机器人10适应多种工作环境。

本实施例中，工业机器人10还包括电磁铁组件，电磁铁组件与第二连接杆远离第一连接杆的一端连接，电磁铁组件用于在接收控制信号时抓取或释放提升物。

具体实施时，为了保证抓取工件和安全释放工件能准确无误，通过在机械手402远离第一连接杆的一端设置电磁铁组件，电磁铁组件用于接收控制端发送的抓取或释放的电信号，执行抓取和释放板材的操作。如，控制端发送的抓取或释放的电信号主要是根据机械臂400的旋转角度确定，如机械手402到达取料口控制端控制电磁铁组件通电，产生磁性，电磁铁组件执行抓取操作，机械手402到达冲压口时控制端控制电磁铁组件断电，磁性消失，电磁铁组件执行释放操作。通过设置电磁铁组件可以减少抓取操作或释放操作时的噪声，提高生产效率，满足生产线的实际需求。

请参阅图5，为本发明实施例提供的一种冲压系统的组成示意图。本实施例还提供了一种冲压系统，其中，包括控制端、涂油送料机21、高型机器人22、四轴油压机23、中转工作台24、冲压床25和多个工业机器人10，涂油送料机21、高型机器人22、四轴油压机23、中转工作台24、冲压床25之间均设置有工业机器人10，控制端与工业机器人10连接，控制端用于控制工业机器人10按预设程序工作。

具体实施时，通过多台工业机器人10在多台冲床之间建立冲压连线。根据加工工件成形工艺要求，需要在多台冲床配合加工，通过工业机器人10转运加工板材，达到冲压的要求。例如，涂油送料机21将板材送到待定位置，通过工业机器人10运转到高型机器人22，高型机器人22处理后通过工业机器人10将板材送到四轴油压机23，四轴油压机23将板材拉伸加工及进行压边操作后，通过工业机器人10将拉伸后的板材运到中转工作台24；通过中转工作台24通过工业机器人10将板材转运送到冲压床25，进行冲压切边和冲孔，最后完成一条生产线的物料控制。

例如：将四个机械手402逆时针定义为机械手402A、机械手402B、机械手402C和机械手402D，运用在中转工作台24与冲压床25之间，中转工作台24上放置有待加工的多个板材，在第二电机203的作用下，机械手402A旋转到中转工作台24取料，接着把该板材放入冲压床25，再旋转45度，与该工业机器人10电连接的控制端发出冲床启动信号，冲压床25冲压板材，完成后，由相邻的机械手402B旋转至冲压床25取料，与此同时，机械手402C在中转工作台24上取料，完成后，旋转90度，机械手402B把冲压好的板材放入装料框，机械手402C刚好把板材旋转到冲压床25并放入，再旋转45度，控制端发出冲床启动信号，冲压床25又一次对板材冲压，完成后，最后的机械手402D旋转到冲压床25取料，同时机械手402A在中转工作台24上取料。当送料机上的板材被取走时，剩下的板材自动上升，直到全部取完为止，循环往复。

进一步的，该冲压系统还包括多个位置传感器和多个转速传感器，位置传感器和转速传感器分别安装在工业机器人10上且与控制端通信连接，位置传感器用于检测每一工业机器人10对应的驱动装置200上升高度及机械臂400对应的位置，并将驱动装置200上升高度及机械臂400对应的位置发送到控制端，转速传感器用于检测第二电机203的转速，并将第二电机203的转速发送到控制端，控制端根据驱动装置200上升高度、机械臂400对应的位置及第二电机203的转速生成对应的控制指令，以便于调整工业机器人10的工作精度。

具体实施时，每个工业机器人10转速传感器和位置传感器，用于检测机械手402的位置及电机的转速是否准确，从而实现精准定位及向电磁铁组件发送对应的控制信号，当检测到机械手402到达取物点时，电磁铁组件抓取板材，当检测到机械手402到达冲压处是释放板材，应该清楚的是，转速传感器主要用于检测第二电机203的工作状态。当转速与预设的转速不一致时，发出报警指令。

综上所述，本发明提供了一种工业机器人及冲压系统，工业机器人应用于冲压系统，工业机器人包括主体、驱动装置、丝杆及机械臂，丝杆安装在主体上，驱动装置与丝杆连接，驱动装置包括安装座以及均安装在安装座上的第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件，传动组件与机械臂连接；第一齿轮组与第一电机的电机轴连接并与丝杆配合，驱动装置在第一电机运行时通过第一齿轮组的转动相对于丝杆上下滑动；第二齿轮组与第二电机的电机轴连接并与传动组件配合，机械臂在第二电机运行时通过第二齿轮组传输的动力进行转动。通过控制第一电机与第二电机的转动控制机械臂的运行状态，从而灵活地对冲压物进行冲压，高效安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业机器人，应用于冲压系统，其特征在于，所述工业机器人包括主体、驱动装置、丝杆及机械臂，所述丝杆安装在所述主体上，所述驱动装置与所述丝杆连接，所述驱动装置包括安装座、第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件，所述第一电机、第一齿轮组、第二电机、第二齿轮组及传动组件均安装在所述安装座上，所述传动组件与所述机械臂连接，其中，

所述第一齿轮组与所述第一电机的电机轴连接并与所述丝杆配合，所述驱动装置在所述第一电机运行时通过所述第一齿轮组的转动相对于所述丝杆上下滑动；

所述第二齿轮组与所述第二电机的电机轴连接并与所述传动组件配合，所述机械臂在所述第二电机运行时通过第二齿轮组传输的动力进行转动。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述安装座上还设置有轨道，所述驱动装置设置有与所述轨道适配的夹持件，所述夹持件与所述安装座连接，所述夹持件与所述轨道配合，用于所述驱动装置在所述丝杆上下滑动时沿所述轨道设置的方向滑动。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述机械臂设置包括连接件和多个机械手，多个所述机械手通过所述连接件与所述传动组件连接。

4.根据权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述机械手为四个，设置在同一水平面上，相邻两个所述机械手之间呈90度设置。

5.根据权利要求4所述的工业机器人，其特征在于，还包括上轴承座和下轴承座，所述上轴承座和下轴承座均安装在所述安装座上，所述丝杆的两端分别与所述上轴承座和下轴承座连接。

6.根据权利要求5所述的工业机器人，其特征在于，还包括减速器，所述减速器设置在所述第二电机与所述第二齿轮组之间。

7.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述机械手包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与所述连接件连接，所述第一连接杆设置有滑道，所述第二连接杆可以在所述第一连接杆上沿着所述滑道方向滑动。

8.根据权利要求7所述的工业机器人，其特征在于，还包括电磁铁组件，所述电磁铁组件与所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端连接，所述电磁铁组件用于在接收控制信号时抓取或释放提升物。

9.一种冲压系统，其特征在于，包括控制端、涂油送料机、高型机器人、四轴油压机、中转工作台、冲压床和多个如权利要求1-8任一项所述的工业机器人，所述涂油送料机、高型机器人、四轴油压机、中转工作台、冲压床之间均设置有所述工业机器人，所述控制端与所述工业机器人连接，所述控制端用于控制所述工业机器人按预设程序工作。

10.根据权利要求9所述的冲压系统，其特征在于，还包括多个位置传感器和多个转速传感器，所述位置传感器和所述转速传感器分别安装在所述工业机器人上且与所述控制端通信连接，所述位置传感器用于检测每一所述工业机器人对应的所述驱动装置上升高度及所述机械臂对应的位置，并将所述驱动装置上升高度及所述机械臂对应的位置发送到所述控制端，所述转速传感器用于检测所述第二电机的转速，并将所述第二电机的转速发送到所述控制端，所述控制端根据所述驱动装置上升高度、所述机械臂对应的位置及第二电机的转速生成对应的控制指令，以便于调整所述工业机器人的工作精度。