CN107745056A - 冲床自动上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供的冲床自动上下料机械手，涉及机械自动化技术领域。该冲床自动上下料机械手包括上料机械手和水平辅助臂，上料机械手将产品移送至冲压平台，水平辅助臂将产品从冲压平台移出。上料机械手包括第一操作平台及安装在第一操作平台上的伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手。伺服运动模块与控制系统电连接，伺服运动模块与机械臂连接，机械臂与机械手连接。水平辅助臂包括水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，水平梁安装在冲压平台上，第一传动组件安装在水平梁上，支架与第一传动组件连接，抓取组件与支架连接。该冲床自动上下料机械手操控方便，上下料效率高，控制精度高，安全可靠。

Description

冲床自动上下料机械手

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，具体而言，涉及一种冲床自动上下料机械手。

背景技术

对于金属板类材料的搬运以及转运，一直是钣金冲压加工行业的难题，现有普遍使用的冲压自动上下料机械手，大多采用场三轴类机器人进行作业，实现空间范围内的板材搬运及将板材放置到冲床模具台内进行定位。

但是，此类机器人虽能解决工件的自动上下料问题，但是也存在诸多缺点：首先，设备动态调节麻烦，具体使用设备时，必须要求在机械手行程范围内冲床需要按标准的间距进行布置，无法柔性制造，即针对不同厂区设备布置，不同的产品类型，无法快速完成设备的就位投产；而且占地面积太广，维护困难。

有鉴于此，设计制造出一种冲床自动上下料机械手，能够实现空间范围内的板材搬运及将板材放置到冲床模具台内进行精确定位，且便于动态调节及维护，是钣金类冲压技术领域中急需改善的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲床自动上下料机械手，包括上料机械手和水平辅助臂，上料机械手将产品移送至冲压平台，水平辅助臂将产品从冲压平台移出。上料机械手通过伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手实现钣金类产品的转运，并将其精确定位在冲压平台进行冲压。水平辅助臂通过水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，将钣金类产品快速从冲压平台移出。该冲床自动上下料机械手操控方便，可实现设备的动态调节，上下料效率高，控制精度高，安全可靠，便于维护。

本发明的目的还在于提供另一种冲床自动上下料机械手，在靠近水平梁处设置输出平台，输出平台包括伺服电机和传送带，水平辅助臂将钣金类产品从冲压平台移动至输出平台，输出平台将钣金类产品输出，快速实现卸料。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种冲床自动上下料机械手，所述冲床自动上下料机械手包括上料机械手和水平辅助臂，所述上料机械手和所述水平辅助臂分别设于冲压平台的两侧，所述上料机械手将产品移送至所述冲压平台，所述水平辅助臂将所述产品从所述冲压平台移出。

所述上料机械手包括第一操作平台及安装在所述第一操作平台上的伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手；所述伺服运动模块与所述控制系统电连接，所述伺服运动模块与所述机械臂连接，所述机械臂与所述机械手连接。

所述水平辅助臂包括水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，所述水平梁安装在所述冲压平台上，所述第一传动组件安装在所述水平梁上，所述支架与所述第一传动组件连接，所述抓取组件与所述支架连接。

进一步地，所述上料机械手采用四轴机械手。

进一步地，所述控制系统包括电控箱和人机交互界面，所述电控箱安装在所述第一操作平台上，所述人机交互界面与所述电控箱电连接，所述人机交互界面包括显示屏和操作键，所述显示屏用于显示所述上料机械手的工作状态，所述操作键用于调控所述上料机械手的工作状态。

进一步地，所述机械臂上设有第一轨道，所述机械手能够沿所述第一轨道移动；所述伺服运动模块包括液压装置，所述液压装置安装在所述第一操作平台上，所述液压装置与所述机械臂连接，用于使所述机械臂上升或下降。

进一步地，所述机械手包括吸盘组件，所述吸盘组件与第一气缸连接，所述吸盘组件上设有真空吸附检测器。

进一步地，所述机械手包括多个手指，多个所述手指与第二气缸连接，能够实现弯曲、拾取产品。

进一步地，所述控制系统采用PLC程序控制，所述机械臂上安装有第一步进电机，所述第一步进电机与所述机械手连接，用于驱动所述机械手沿所述第一轨道移动。

进一步地，所述机械臂上安装有第二步进电机，所述第二步进电机用于驱动所述机械臂转动。

进一步地，所述水平辅助臂上设有第三步进电机，所述第三步进电机与所述支架连接，驱动所述支架沿所述水平梁移动；所述支架上设有安装板，所述抓取组件固定在所述安装板上，所述抓取组件为吸盘。

本发明提供的另一种冲床自动上下料机械手，所述冲床自动上下料机械手包括上料机械手、水平辅助臂和输出平台，所述上料机械手和所述水平辅助臂分别设于冲压平台的两侧，所述输出平台设于所述水平辅助臂的下方，所述上料机械手将产品移送至所述冲压平台，所述水平辅助臂将所述产品从所述冲压平台移出至所述输出平台。

所述上料机械手包括第一操作平台及安装在所述第一操作平台上的伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手。所述伺服运动模块与所述控制系统电连接，所述伺服运动模块与所述机械臂连接，所述机械臂与所述机械手连接；所述上料机械手上设有激光测距仪，当所述激光测距仪检测到障碍物时，所述上料机械手停止运作。

所述水平辅助臂包括水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，所述水平梁安装在所述冲压平台上，所述第一传动组件安装在所述水平梁上，所述支架与所述第一传动组件连接，所述抓取组件与所述支架连接。

所述输出平台包括传送带、带轮、转轴和伺服电机，所述带轮套设于所述转轴上，所述传送带套设于所述带轮上，所述伺服电机与所述转轴连接，驱动所述带轮转动，从而带动所述传送带移动，将所述产品移出生产线。

本发明提供的冲床自动上下料机械手具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的包括上料机械手和水平辅助臂，上料机械手将产品移送至冲压平台，水平辅助臂将产品从冲压平台移出。上料机械手通过伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手实现钣金类产品的转运，并将其精确定位在冲压平台进行冲压。水平辅助臂通过水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，将钣金类产品快速从冲压平台移出。该冲床自动上下料机械手操控方便，可实现设备的动态调节，上下料效率高，控制精度高，安全可靠，便于维护。

本发明提供的另一种冲床自动上下料机械手，在靠近水平梁处设置输出平台，输出平台包括伺服电机和传送带，水平辅助臂将钣金类产品从冲压平台移动至输出平台，输出平台将钣金类产品输出，快速实现卸料。该冲床自动上下料机械手上下料效率高，结构紧凑，占地面积小，便于维护。

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为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手的第一视角的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手的第二视角的结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手的第三视角的结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手的上料机械手的结构示意图；

图5为图1中A处的局部放大图。

图标：100-冲床自动上下料机械手；101-冲压平台；103-钣金类产品；110-上料机械手；111-第一操作平台；112-伺服运动模块；1121-液压装置；113-机械臂；1131-第一轨道；115-机械手；1151-吸盘组件；1153-第一气缸；120-控制系统；121-电控箱；123-人机交互界面；130-上料平台；1301-移动轮；131-上料底座；133-上料支架；1331-控制按钮；1335-操作指示灯；135-分张器；137-气缸安装架；1371-第一杆件；1373-第二杆件；139-升降气缸；141-滑动轨道；143-第一支撑臂；145-定位板；147-带轮；150-水平辅助臂；151-水平梁；153-移动气缸；155-抓取组件；170-输出平台；171-传送带。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

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“设置”、“安装”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

图1为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手100的第一视角的结构示意图，图2为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手100的第二视角的结构示意图，图3为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手100的第三视角的结构示意图，请参照图1至图3。

本实施例提供的一种冲床自动上下料机械手100，冲床自动上下料机械手100包括上料机械手110和水平辅助臂150，上料机械手110和水平辅助臂150分别设于冲压平台101的两侧，上料机械手110将产品移送至冲压平台101，水平辅助臂150将产品从冲压平台101移出。

图4为本发明具体实施例提供的冲床自动上下料机械手100的上料机械手110的结构示意图，请参照图4。

上料机械手110包括第一操作平台111及安装在第一操作平台111上的伺服运动模块112、控制系统120、机械臂113和机械手115。伺服运动模块112与控制系统120电连接，伺服运动模块112与机械臂113连接，机械臂113与机械手115连接。

水平辅助臂150包括水平梁151、第一传动组件、支架和抓取组件155，水平梁151安装在冲压平台101上，第一传动组件安装在水平梁151上，支架与第一传动组件连接，抓取组件155与支架连接。上料机械手110采用四轴机械手，能够实现较好的专机匹配。

控制系统120包括电控箱121和人机交互界面123，电控箱121安装在第一操作平台111上，人机交互界面123与电控箱121电连接，人机交互界面123包括显示屏和操作键，显示屏用于显示上料机械手110的工作状态，操作键用于调控上料机械手110的工作状态。

机械臂113上设有第一轨道1131，机械手115能够沿第一轨道1131移动。伺服运动模块112包括液压装置1121，液压装置1121安装在第一操作平台111上，液压装置1121与机械臂113连接，用于使机械臂113上升或下降，从而带动机械手115上升或下降。

机械手115包括吸盘组件1151和多个手指。吸盘组件1151与第一气缸1153连接，吸盘组件1151上设有真空吸附检测器，用于检测吸盘组件1151是否吸附牢固。多个手指与第二气缸(图中未示出)连接，能够实现弯曲、拾取产品。第一气缸1153和第二气缸可以为同一个气压装置，机械手115采用柔性气动手指，即利用高分子材料制成的且利用气缸驱动的机械手115，可进行柔性制造，针对不同厂区设备布置，不同的产品类型，机械手115能够灵活移动，快速完成设备的就位投产，适应性强。

优选地，控制系统120采用PLC程序控制，机械臂113上安装有第一步进电机和第二步进电机，第一步进电机与机械手115连接，用于驱动机械手115沿第一轨道1131移动。第二步进电机用于驱动机械臂113转动，机械臂113能够实现360度旋转。

图5为图1中A处的局部放大图，请参照图5。

可选地，冲床自动上下料机械手100还包括上料平台130，上料平台130设有分张器135和定位组件，钣金类产品103即层叠堆放在上料平台130上，分张器135用于将堆放的钣金类产品103一层一层分开，一次取一个钣金类产品103放到定位组件上，机械手115再从定位组件上将钣金类产品103移动至冲压平台101。

具体地，上料平台130包括上料底座131和上料支架133，上料支架133固定连接在上料底座131的的上方，上料底座131上堆放成垛的钣金类产品103，上料支架133上设有升降气缸139、气缸安装架137和滑动轨道141，气缸安装架137和滑动轨道141连接，并且能够沿滑动轨道141平移，升降气缸139安装在气缸安装架137上，升降气缸139靠近上料底座131的一端固定连接有第一杆件1371和第二杆件1373，第一杆件1371和第二杆件1373上分别设有拾取组件，拾取组件可以是磁性抓手或吸盘等，在本实施例中，拾取组件为吸盘。

上料支架133上设有带轮147、皮带和驱动电机，驱动电机与带轮147连接，皮带套设于带轮147上，气缸安装架137与带轮147连接，驱动电机转动，带动皮带转动，皮带转动带动气缸安装架137移动，气缸随着气缸安装架137一并移动，将钣金类产品103从上料底座131上移动至定位组件上。

优选地，气缸安装架137上设有滑动块，滑动块开设有一弧形缺口，弧形缺口卡在滑动轨道141上，在驱动电机的作用下，气缸安装架137移动，滑动块与滑动轨道141的配合设置，起导向作用，确保气缸安装架137沿直线移动。

定位组件安装在上料支架133上，定位组件包括第一支撑臂143、第二支撑臂和定位板145，第一支撑臂143和第二支撑臂固定连接在上料支架133上，定位板145固定连接在第一支撑臂143和第二支撑臂上，定位板145上设有定位传感器，升降气缸139将钣金类产品103从上料底座131上吸起来、并移动至定位板145上，机械手115从定位板145上方抓取或吸附钣金类产品103，机械手115通过感应识别定位传感器的位置，从而精确抓取钣金类产品103、并移动至冲压平台101，完成冲压工艺。

上料支架133上还设有控制按钮1331和操作指示灯1335，控制按钮1331包括启停按钮和急停按钮，操作指示灯1335采用三色灯，分别区分不同的工作状态。比如，启动时操作指示灯1335为绿色，停止时操作指示灯1335为黄色，急停时操作指示灯1335为红色。上料底座131的底部设有移动轮1301，便于上料平台130的移动。

水平辅助臂150上的第一传动组件包括第三步进电机和移动气缸153，第三步进电机与支架连接，移动气缸153安装在支架上，驱动支架沿水平梁151移动。支架上设有安装板，抓取组件155固定在安装板上，抓取组件155为吸盘。优选地，水平梁151上设有导轨，支架沿导轨移动以保证支架沿直线平移。

移动气缸153下降至冲压平台101，吸起钣金类产品103，上升使钣金类产品103脱离冲压平台101，再沿导轨直线平移，到达输出平台170上方后，移动气缸153下降，将钣金类产品103放置到输出平台170。

本实施例提供的另一种冲床自动上下料机械手100，冲床自动上下料机械手100包括上料机械手110、水平辅助臂150和输出平台170，上料机械手110和水平辅助臂150分别设于冲压平台101的两侧，输出平台170设于水平辅助臂150的下方，上料机械手110将产品移送至冲压平台101，水平辅助臂150将产品从冲压平台101移出至输出平台170。

上料机械手110包括第一操作平台111及安装在第一操作平台111上的伺服运动模块112、控制系统120、机械臂113和机械手115。伺服运动模块112与控制系统120电连接，伺服运动模块112与机械臂113连接，机械臂113与机械手115连接。上料机械手110上设有激光测距仪，当激光测距仪检测到障碍物时，上料机械手110停止运作，防止人身伤害。

水平辅助臂150包括水平梁151、第一传动组件、支架和抓取组件155，水平梁151安装在冲压平台101上，第一传动组件安装在水平梁151上，支架与第一传动组件连接，抓取组件155与支架连接。

输出平台170包括传送带171、传动带轮、转轴和伺服电机，传动带轮套设于转轴上，传送带171套设于带轮147上，伺服电机与转轴连接，驱动传动带轮转动，从而带动传送带171移动，将产品移出生产线。

该冲床自动上下料机械手100的控制系统120采用运动控制卡，逻辑控制卡，物联控制卡混编式通讯，利用PLC做上位通讯，采用485MODBUS协议，实现了运动控制与通讯结合，远程控制与信息化作业结合。

本发明提供的冲床自动上下料机械手100，其工作原理如下：

分张器135将成垛的钣金类产品103分为单个的，升降气缸139将单个的钣金类产品103吸附、并移动至定位板145上，机械手115移动至定位板145上方将钣金类产品103移动至冲压平台101上，进行冲压工艺，冲压完成后，水平辅助臂150将冲压平台101上的钣金类产品103移动至输出平台170，输出平台170再将钣金类产品103移出，实现钣金类产品103的自动上下料。

综上所述，本发明提供的冲床自动上下料机械手100具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的冲床自动上下料机械手100，包括上料机械手110、水平辅助臂150、上料平台130和输出平台170，上料机械手110将产品从上料平台130移送至冲压平台101，水平辅助臂150将产品从冲压平台101移出至输出平台170，输出平台170再将产品移出。上料机械手110通过伺服运动模块112、控制系统120、机械臂113和机械手115实现钣金类产品103的转运，并将其精确定位在冲压平台101进行冲压。水平辅助臂150通过水平梁151、第一传动组件、支架和抓取组件155，将钣金类产品103快速从冲压平台101移出，并由输出平台170送出，自动完成上下料。该冲床自动上下料机械手100操控方便，可实现设备的动态调节，上下料效率高，控制精度高，安全可靠，便于维护。并且采用PLC控制，能够将运动控制与通讯结合，远程控制与信息化作业结合，实现智能化作业。

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、组合和变化。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)

1.一种冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述冲床自动上下料机械手包括上料机械手和水平辅助臂，所述上料机械手和所述水平辅助臂分别设于冲压平台的两侧，所述上料机械手将产品移送至所述冲压平台，所述水平辅助臂将所述产品从所述冲压平台移出；

所述上料机械手包括第一操作平台及安装在所述第一操作平台上的伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手；所述伺服运动模块与所述控制系统电连接，所述伺服运动模块与所述机械臂连接，所述机械臂与所述机械手连接；

所述水平辅助臂包括水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，所述水平梁安装在所述冲压平台上，所述第一传动组件安装在所述水平梁上，所述支架与所述第一传动组件连接，所述抓取组件与所述支架连接。

2.根据权利要求1所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述上料机械手采用四轴机械手。

3.根据权利要求1所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述控制系统包括电控箱和人机交互界面，所述电控箱安装在所述第一操作平台上，所述人机交互界面与所述电控箱电连接，所述人机交互界面包括显示屏和操作键，所述显示屏用于显示所述上料机械手的工作状态，所述操作键用于调控所述上料机械手的工作状态。

4.根据权利要求1所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述机械臂上设有第一轨道，所述机械手能够沿所述第一轨道移动；所述伺服运动模块包括液压装置，所述液压装置安装在所述第一操作平台上，所述液压装置与所述机械臂连接，用于使所述机械臂上升或下降。

5.根据权利要求4所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述机械手包括吸盘组件，所述吸盘组件与第一气缸连接，所述吸盘组件上设有真空吸附检测器。

6.根据权利要求1所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述机械手包括多个手指，多个所述手指与第二气缸连接，能够实现弯曲、拾取产品。

7.根据权利要求4所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述控制系统采用PLC程序控制，所述机械臂上安装有第一步进电机，所述第一步进电机与所述机械手连接，用于驱动所述机械手沿所述第一轨道移动。

8.根据权利要求7所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述机械臂上安装有第二步进电机，所述第二步进电机用于驱动所述机械臂转动。

9.根据权利要求1所述的冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述水平辅助臂上设有第三步进电机，所述第三步进电机与所述支架连接，驱动所述支架沿所述水平梁移动；所述支架上设有安装板，所述抓取组件固定在所述安装板上，所述抓取组件为吸盘。

10.一种冲床自动上下料机械手，其特征在于，所述冲床自动上下料机械手包括上料机械手、水平辅助臂和输出平台，所述上料机械手和所述水平辅助臂分别设于冲压平台的两侧，所述输出平台设于所述水平辅助臂的下方，所述上料机械手将产品移送至所述冲压平台，所述水平辅助臂将所述产品从所述冲压平台移出至所述输出平台；

所述上料机械手包括第一操作平台及安装在所述第一操作平台上的伺服运动模块、控制系统、机械臂和机械手；所述伺服运动模块与所述控制系统电连接，所述伺服运动模块与所述机械臂连接，所述机械臂与所述机械手连接；所述上料机械手上设有激光测距仪，当所述激光测距仪检测到障碍物时，所述上料机械手停止运作；

所述水平辅助臂包括水平梁、第一传动组件、支架和抓取组件，所述水平梁安装在所述冲压平台上，所述第一传动组件安装在所述水平梁上，所述支架与所述第一传动组件连接，所述抓取组件与所述支架连接；

所述输出平台包括传送带、带轮、转轴和伺服电机，所述带轮套设于所述转轴上，所述传送带套设于所述带轮上，所述伺服电机与所述转轴连接，驱动所述带轮转动，从而带动所述传送带移动，将所述产品移出生产线。