CN108326102A - 一种冲压送料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压送料机械手，包括送料机构、出料机构和主运动机构，所述送料机构包括送料工件台，所述送料工件台上设有工件推送装置，所述出料机构包括传送带，所述主运动机构包括底座，所述底座上设有转动装置，所述转动装置的顶部设有液压升降机构，所述液压升降机构的顶部设有第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第一机械臂端部设有第一机械吸盘，所述第二机械臂端部设有第二机械吸盘，所述第三机械臂端部设有第三机械吸盘。本发明的冲压送料机械手能实现冲压设备的机械化和自动化生产，整体结构简单，在保证生产率的同时也具有节省人力、保证生产安全等优点。

Description

一种冲压送料机械手

技术领域

本发明涉及冲压设备技术领域，尤其涉及一种冲压送料机械手。

背景技术

我国的冲压技术发展速度较快，冲压生产在机械生产中占的比例不断上涨，冲压技术已经进入快速发展时期，同时对于生产结构的调整也尤为重要，由于传统的手工送料冲压生产方式具有加工效率、加工速度、传送精度、生产安全等方面的问题，用自动送料机构替代这种传统的生产方式就越来越重要。

目前，就一般企业的冲压生产来说，全自动生产线由于设计专利和技术限制，购买和维修的价格也是非常昂贵并且生产效率不高。因此亟需设计一种自动送料机械手，来实现冲压设备的自动化生产，在保证了生产率的同时也具有节省人力、保证生产安全等优点，这种方式尤其适用于我国目前的冲压设备生产情况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种冲压送料机械手，解决在冲压环境下自动送料机械手代替手工进行送料的问题，达到提高生产率、节省人力、保证生产安全的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种冲压送料机械手，包括送料机构、出料机构和主运动机构，所述送料机构包括送料工件台，所述送料工件台上设有工件推送装置，所述出料机构包括传送带，所述主运动机构包括底座，所述底座上设有转动装置，所述转动装置的顶部设有液压升降机构，所述液压升降机构的顶部设有第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第一机械臂端部设有第一机械吸盘，所述第二机械臂端部设有第二机械吸盘，所述第三机械臂端部设有第三机械吸盘。

作为优选，所述工件推送装置包括曲柄、工件推出连杆、滑块、料斗和导向板，所述导向板有两个，分别固定在所述送料工件台的两侧，所述滑块滑配在所述送料工件台上，并且所述滑块上安装有推送板块，所述推送板块位于两个导向板之间，所述曲柄连接驱动装置，所述驱动装置带动曲柄往复运动，所述曲柄连接工件推出连杆，所述工件推出连杆连接滑块，所述送料工件台上设置有料斗，所述料斗内叠放有多个工件毛坯，所述料斗位于两个导向板之间，所述料斗的下部沿着推送方向靠近滑块的一侧设置有与推送板块相适配的推送板块孔，料斗的下部沿着推送方向远离滑块的一侧设置有与工件毛坯相适配的工件孔。

作为优选，所述工件推送装置还包括曲柄销和滑块固定销，所述曲柄通过所述曲柄销与所述工件推出连杆铰接，所述滑块通过滑块固定销与所述工件推出连杆铰接。

作为优选，所述推送板块孔的高度低于工件毛坯的高度。

作为优选，所述液压升降机构包括第一液压缸和第一活塞杆，所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂均与所述第一活塞杆的顶端固定连接，所述第一活塞杆下部和第一液压缸密闭滑动连接，所述第一液压缸与所述转动装置固定连接。

作为优选，所述转动装置包括第一液压分度装置、第二液压分度装置，所述第一液压分度装置的顶部与所述液压升降机构固定连接，第一液压分度装置底部与第二液压分度装置可转动连接，所述第二液压分度装置底部与底座可转动连接。

作为优选，所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂呈均匀分布，相邻的两个机械臂之间的夹角为120度。

作为优选，所述第一液压分度装置包括第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、槽盘、定位销、滚子臂、齿条、齿轮、电磁换向阀和微动开关，所述槽盘的边缘设有六个均匀分布的分度槽，相邻的两个分度槽之间设有定位孔，所述齿条位于所述槽盘的一侧，所述齿轮与所述齿条啮合，所述滚子臂与所述齿轮固定连接，所述滚子臂上设有滚子，所述滚子臂连接第二液压缸，所述第二液压缸能够驱动所述滚子臂上下运动，所述定位销位于所述槽盘的上方或下方与所述定位孔相对应的位置，所述定位销连接第三液压缸，所述第三液压缸能够驱动所述定位销上下运动，所述第四液压缸内设有第二活塞杆，所述齿条的一端与所述第二活塞杆固定连接，所述齿条的另一端的前方设有微动开关，所述第二液压缸、第三液压缸均与电磁换向阀相连，所述第四液压缸的两端分别通过第一背向阀和第二背向阀与电磁换向阀相连，所述第二液压分度装置的结构与所述第一液压分度装置相同。

作为优选，所述第一液压分度装置和第二液压分度装置的槽盘的中心均设有轴承孔，轴承孔内设有轴承，所述第一液压分度装置的槽盘顶部与所述液压升降机构固定连接，所述第一液压分度装置的槽盘通过轴承与所述第二液压分度装置的槽盘可转动连接，所述第二液压分度装置的槽盘通过轴承与所述底座可转动连接。

作为优选，所述出料机构包括传送带、第一带轮、第二带轮，所述第一带轮连接动力装置，所述动力装置驱动所述第一带轮转动，所述第一带轮与所述传动带摩擦连接，所述第二带轮与所述传动带摩擦连接。

本发明的有益效果是：

本发明通过主运动机构的三个机械臂，通过主运动机构的旋转依次将工件从进料工位运送到冲压工位进行加工，再将加工后的工件从冲压工位运送到出料工位，解决了在冲压环境下自动送料机械手代替手工进行送料的问题，达到提高生产率、节省人力、保证生产安全的目的。本发明的冲压送料机械手能实现冲压设备的机械化和自动化生产，整体结构简单，在保证生产率的同时也具有节省人力、保证生产安全等优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主运动液压升降原理图；

图3为本发明气压吸件与快速放件原理图；

图4为本发明液压分度装置原理图；

图5为本发明主运动过程图；

附图标记列表：

1-底座、2-第二液压分度装置、3-第一液压分度装置、4-送料底板、5-滑块固定销、6-工件推出连杆、7-曲柄销、8-曲柄、9-滑块、10-导向板、11-料斗、12-工件毛坯、13-第一机械吸盘、14-第一机械臂、15-下冲模、16-第二机械吸盘、17-上冲模、18-第二机械臂、19-第一活塞杆、20-第三机械臂、21-第三机械吸盘、22-传送带、23-第一带轮、24-第二带轮、25-第一液压缸、26-第四电磁铁、27-第五电磁铁、28-第一电磁阀、29-第二电磁阀、30-第三电磁阀、31-第一气容、32-第二气容、33-第三气容、34-第六电磁换向阀、35-第二液压缸、36-定位销、37-槽盘、38-滚子、39-第三液压缸、40-定位孔、41-第四液压缸、42-第一背压阀、43-第二背压阀、44-第二活塞杆、45-齿条、46-齿轮、47-微动开关、48-滚子臂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1所示，一种冲压送料机械手，包括送料机构、出料机构和主运动机构，送料机构包括送料工件台，送料工件台上设有工件推送装置，出料机构包括传送带22，主运动机构包括底座1，底座1上设有转动装置，转动装置的顶部设有液压升降机构，液压升降机构的顶部设有第一机械臂14、第二机械臂18和第三机械臂20，第一机械臂14端部设有第一机械吸盘13，第二机械臂18端部设有第二机械吸盘16，第三机械臂20端部设有第三机械吸盘21。送料机构、冲压装置和出料机构呈三角形分布，主运动机构位于送料机构、冲压装置和出料机构的中间，通过主运动机构的旋转依次将工件从进料工位运送到冲压工位进行加工，再将加工后的工件从冲压工位运送到出料工位。

工件推送装置包括曲柄8、工件推出连杆6、滑块9、料斗11和导向板10，导向板10有两个，分别固定在送料工件台的两侧，滑块9滑配在送料工件台上，并且滑块9上安装有推送板块，推送板块位于两个导向板10之间，曲柄8连接驱动装置，驱动装置带动曲柄8往复运动，曲柄8连接工件推出连杆6，工件推出连杆6连接滑块9，送料工件台上设置有料斗11，料斗11内叠放有多个工件毛坯12，料斗11位于两个导向板10之间，料斗11的下部沿着推送方向靠近滑块9的一侧设置有与推送板块相适配的推送板块孔，料斗11的下部沿着推送方向远离滑块9的一侧设置有与工件毛坯12相适配的工件孔。

工件推送装置还包括曲柄销7和滑块固定销5，曲柄8通过曲柄销7与工件推出连杆6铰接，滑块9通过滑块固定销5与工件推出连杆6铰接。

在送料工件台上还设有送料底板4，整个送件推送装置均设置在送料底板4上。

推送板块孔的高度低于工件毛坯12的高度。

液压升降机构包括第一液压缸25和第一活塞杆19，第一机械臂14、第二机械臂18以及第三机械臂20均与第一活塞杆19的顶端固定连接，第一活塞杆19下部和第一液压缸25密闭滑动连接，第一液压缸25与转动装置固定连接。

转动装置包括第一液压分度装置3、第二液压分度装置2，第一液压分度装置3的顶部与液压升降机构固定连接，第一液压分度装置3底部与第二液压分度装置2可转动连接，第二液压分度装置2底部与底座1可转动连接。

第一机械臂14、第二机械臂18以及第三机械臂20呈均匀分布，相邻的两个机械臂之间的夹角为120度。

第一液压分度装置3包括第二液压缸35、第三液压缸39、第四液压缸41、槽盘37、定位销36、滚子臂48、齿条45、齿轮46、电磁换向阀34和微动开关47，槽盘37的边缘设有六个均匀分布的分度槽，相邻的两个分度槽之间设有定位孔40，齿条45位于槽盘37的一侧，齿轮46与齿条45啮合，滚子臂48与齿轮46固定连接，滚子臂48上设有滚子38，滚子臂48连接第二液压缸35，第二液压缸35能够驱动滚子臂48上下运动，定位销36位于槽盘37的上方或下方与定位孔40相对应的位置，定位销36连接第三液压缸39，第三液压缸39能够驱动定位销36上下运动，第四液压缸41内设有第二活塞杆44，齿条45的一端与第二活塞杆44固定连接，齿条45的另一端的前方设有微动开关47，第二液压缸35、第三液压缸39均与电磁换向阀34相连，第四液压缸41的两端分别通过第一背向阀和第二背向阀与电磁换向阀34相连，第二液压分度装置2的结构与第一液压分度装置3相同。

第一液压分度装置3和第二液压分度装置2的槽盘37的中心均设有轴承孔，轴承孔内设有轴承，第一液压分度装置3的槽盘37顶部与液压升降机构固定连接，第一液压分度装置3的槽盘37通过轴承与第二液压分度装置2的槽盘37可转动连接，第二液压分度装置2的槽盘37通过轴承与底座1可转动连接。

出料机构包括传送带22、第一带轮23、第二带轮24，第一带轮23连接动力装置，动力装置驱动第一带轮23转动，第一带轮23与传动带摩擦连接，第二带轮24与传动带摩擦连接。

液压升降机构的工作原理如图2所示，第一液压缸25的两端分别连接油口A和油口B，油口P和油口T分别连接油泵和排油阀，油口A、油口B和油口P、油口T之间的通断由第四电磁铁26和第五电磁铁27控制，当第五电磁铁27通电时，P与B通，T与A通,压力油进入第一液压缸25右端，第一活塞杆19下降，第五电磁铁27断电，P、T、A、B油口都不相通，活塞杆位置保持不变；第四电磁铁26通电，P与A通，T与B通,压力油进入第一液压缸25左端，第一活塞杆19上升。

第一机械吸盘13、第二机械吸盘16以及第三机械吸盘21气压吸件及放件的原理如图3所示，第一机械吸盘13连接真空发生器和第一气容31，第二机械吸盘16连接真空发生器和第二气容32，第三机械吸盘21连接真空发生器和第三气容33，第一气容31、第二气容32及第三气容33分别与进气口Q连接，第一气容31由第一电磁阀28控制，第二气容32由第二电磁阀29控制，第三气容33由第三电磁阀30控制，以第一机械吸盘13为例，其工作原理为：第一电磁阀28通电时，由Q口传来的压缩空气一路经过快排阀给第一气容31充气，另一路接通真空发生器，第一机械吸盘13吸住工件，第一电磁阀28断电时，第一气容31的压缩空气经快排阀右侧排出，破坏第一机械吸盘13的真空，第一机械吸盘13吸住的工件被快速放下。

第一液压分度装置3的结构如图4所示，图中的Ⅱ部分是Ⅰ部分的侧视图，第一液压分度装置3包括第二液压缸35、第三液压缸39、第四液压缸41、槽盘37、定位销36、滚子臂48、齿条45、齿轮46、电磁换向阀34和微动开关47，槽盘37的边缘设有六个均匀分布的分度槽，相邻的两个分度槽之间设有定位孔40，齿条45位于槽盘37的一侧，齿轮46与齿条45啮合，滚子臂48与齿轮46固定连接，滚子臂48上设有滚子38，滚子臂48连接第二液压缸35，第二液压缸35能够驱动滚子臂48上下运动，定位销36位于槽盘37的上方或下方与定位孔40相对应的位置，定位销36连接第三液压缸39，第三液压缸39能够驱动定位销36上下运动，第四液压缸41内设有第二活塞杆44，齿条45的一端与第二活塞杆44固定连接，齿条45的另一端的前方设有微动开关47，第二液压缸35、第三液压缸39均与电磁换向阀34相连，第四液压缸41的两端分别通过第一背向阀和第二背向阀与电磁换向阀34相连，第二液压分度装置2的结构与第一液压分度装置3相同。第一液压分度装置3的工作原理如下：电磁换向阀34通电，压力油流入第二液压缸35和第三液压缸39左侧，分别把定位销36拔出和滚子38推至槽盘37，压力升高后，压力油经第二背压阀43使第四液压缸41的第二活塞杆44与齿条45前移，通过齿轮46使滚子臂48转动180度，滚子38进入分度槽内，使槽盘37旋转分度，带动各机械臂逆时针方向旋转60度；分度后，齿条45使微动开关47动作，电磁换向阀34断电，定位销36与第三液压缸39之间还可以设置弹簧，使定位销36靠弹簧力插入定位孔40，第三液压缸39使滚子38退出槽盘37平面，压力升高后，压力油经第一背压阀42使第二活塞杆44和齿条45后移，滚子臂48反向转动180度至原位。

主运动机构的工作过程如图5所示，图中符号：1代表第一机械臂，2代表第二机械臂，3代表第三机械臂，吸表示吸件，放表示放件，空表示保持上一次吸件、放件或既不吸件也不放件的动作不变。

主运动机构工作过程如下：第五电磁铁27通电，P与B通，T与A通,压力油进入第一液压缸25右端，第一活塞杆19下降，下降到机械吸盘与工件接触位置时，第五电磁铁27断电，P、T、A、B油口都不相通，第一活塞杆19位置保持不变；第一电磁阀28和第二电磁阀29断电，第三电磁阀30保持原有状态不变，第一气容31和第二气容32的压缩空气经快排阀右侧排出，破坏第一机械吸盘13和第二机械吸盘16的真空，第一机械吸盘13和第二机械吸盘16工件被快速放下；第四电磁铁26通电，P与A通，T与B通,压力油进入第一液压缸25左端，第一活塞杆19上升，上升到一定位置后，第四电磁铁26断电；第一液压分度装置3中的电磁换向阀34通电，压力油流入第二液压缸35和第三液压缸39左侧，分别把定位销36拔出和滚子38推至槽盘37，压力升高后，压力油经第二背压阀43使第四液压缸41的第二活塞杆44与齿条45上移，通过齿轮46使滚子臂48转动180度，滚子38进入分度槽内，使槽盘37旋转分度，各机械臂逆时针方向旋转60度；分度后，齿条45使微动开关47动作，第六电磁换向阀34断电，定位销36插入定位孔40，第三液压缸39使滚子38退出槽盘37平面，压力升高后，压力油经第一背压阀42使第二活塞杆44和齿条45下移，滚子臂48反向转动180度至原位；此时上冲模17位于第一机械臂14和第三机械臂20中间上方，上冲模17完成冲压动作返回到原位置；第一液压分度装置3中电磁换向阀34通电，机械臂逆时针旋转60度；第五电磁铁27通电，P与B通，T与A通,压力油进入第一液压缸25右端，第一活塞杆19下降，下降到机械吸盘与工件接触位置时，第五电磁铁27断电，P、T、A、B油口都不相通，第一活塞杆19位置保持不变；第二电磁阀29和第三电磁阀30通电，第一电磁阀28保持原有状态，由Q口传来的压缩空气一路经过快排阀给第二气容32和第三气容33充气，另一路接通真空发生器，第二机械吸盘16和第三机械吸盘21吸住工件；第四电磁铁26通电，P与A通，T与B通,压力油进入第一液压缸25左端，第一活塞杆19上升，上升到一定位置后，第四电磁铁26断电，其后第一液压分度装置3和第二液压分度装置2（两液压液压分度装置原理相同）各自同时逆时针方向旋转60度，各机械臂的位置如图5-4所示，完成一个周期性动作，此后动作过程与图5-1~5-4类似，只是机械吸盘编号不同，各个位置动作过程依然相同，故不再赘述。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冲压送料机械手，其特征在于，包括送料机构、出料机构和主运动机构，所述送料机构包括送料工件台，所述送料工件台上设有工件推送装置，所述出料机构包括传送带，所述主运动机构包括底座，所述底座上设有转动装置，所述转动装置的顶部设有液压升降机构，所述液压升降机构的顶部设有第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第一机械臂端部设有第一机械吸盘，所述第二机械臂端部设有第二机械吸盘，所述第三机械臂端部设有第三机械吸盘。

2.如权利要求1所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述工件推送装置包括曲柄、工件推出连杆、滑块、料斗和导向板，所述导向板有两个，分别固定在所述送料工件台的两侧，所述滑块滑配在所述送料工件台上，并且所述滑块上安装有推送板块，所述推送板块位于两个导向板之间，所述曲柄连接驱动装置，所述驱动装置带动曲柄往复运动，所述曲柄连接工件推出连杆，所述工件推出连杆连接滑块，所述送料工件台上设置有料斗，所述料斗内叠放有多个工件毛坯，所述料斗位于两个导向板之间，所述料斗的下部沿着推送方向靠近滑块的一侧设置有与推送板块相适配的推送板块孔，料斗的下部沿着推送方向远离滑块的一侧设置有与工件毛坯相适配的工件孔。

3.如权利要求2所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述工件推送装置还包括曲柄销和滑块固定销，所述曲柄通过所述曲柄销与所述工件推出连杆铰接，所述滑块通过滑块固定销与所述工件推出连杆铰接。

4.如权利要求2或3所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述推送板块孔的高度低于工件毛坯的高度。

5.如权利要求1所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述液压升降机构包括第一液压缸和第一活塞杆，所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂均与所述第一活塞杆的顶端固定连接，所述第一活塞杆下部和第一液压缸密闭滑动连接，所述第一液压缸与所述转动装置固定连接。

6.如权利要求1或5所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述转动装置包括第一液压分度装置、第二液压分度装置，所述第一液压分度装置的顶部与所述液压升降机构固定连接，第一液压分度装置底部与第二液压分度装置可转动连接，所述第二液压分度装置底部与底座可转动连接。

7.如权利要求1所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂呈均匀分布，相邻的两个机械臂之间的夹角为120度。

8.如权利要求6所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述第一液压分度装置包括第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、槽盘、定位销、滚子臂、齿条、齿轮、电磁换向阀和微动开关，所述槽盘的边缘设有六个均匀分布的分度槽，相邻的两个分度槽之间设有定位孔，所述齿条位于所述槽盘的一侧，所述齿轮与所述齿条啮合，所述滚子臂与所述齿轮固定连接，所述滚子臂上设有滚子，所述滚子臂连接第二液压缸，所述第二液压缸能够驱动所述滚子臂上下运动，所述定位销位于所述槽盘的上方或下方与所述定位孔相对应的位置，所述定位销连接第三液压缸，所述第三液压缸能够驱动所述定位销上下运动，所述第四液压缸内设有第二活塞杆，所述齿条的一端与所述第二活塞杆固定连接，所述齿条的另一端的前方设有微动开关，所述第二液压缸、第三液压缸均与电磁换向阀相连，所述第四液压缸的两端分别通过第一背向阀和第二背向阀与电磁换向阀相连，所述第二液压分度装置的结构与所述第一液压分度装置相同。

9.如权利要求8所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述第一液压分度装置和第二液压分度装置的槽盘的中心均设有轴承孔，轴承孔内设有轴承，所述第一液压分度装置的槽盘顶部与所述液压升降机构固定连接，所述第一液压分度装置的槽盘通过轴承与所述第二液压分度装置的槽盘可转动连接，所述第二液压分度装置的槽盘通过轴承与所述底座可转动连接。

10.如权利要求1所述的冲压送料机械手，其特征在于，所述出料机构包括传送带、第一带轮、第二带轮，所述第一带轮连接动力装置，所述动力装置驱动所述第一带轮转动，所述第一带轮与所述传动带摩擦连接，所述第二带轮与所述传动带摩擦连接。