CN109129522A - 一种多工序一体化的机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工序一体化的机器人装置，涉及自动化装置技术领域，包括：底座、滑块驱动部、活动工作部和物料模具台；滑块驱动部包括横向驱动部、纵向驱动部和物料夹紧装置；横向驱动部与纵向驱动部并排设置，物料夹紧装置包括2条平行设置在横向驱动部和纵向驱动部上部的装夹臂，横向驱动部包括：横向固定架、设置在横向固定架外侧的横向气缸、设置在横向固定架内部的横向导柱、可在横向导柱上滑动的纵向滑杆以及可在纵向滑杆上滑动的纵向滑块，纵向滑块设有2个；本发明通过横向驱动部和纵向驱动部的设置以及结合，同时结合滑块控制装置，实现了对装夹臂的灵活控制，实现有效地循环往复运动，并且实现了夹紧和搬运物料的自动化动作。

Description

一种多工序一体化的机器人装置

技术领域

本发明涉及自动化装置技术领域，尤其是一种多工序一体化的机器人装置。

背景技术

在工业生产中，装夹装置及机械臂是常见也十分常用的加工装夹工具，但是对于较小型的零件或产品来说，适用的装夹装置及机械臂较少，并且通用性不强，存在零件或产品转运麻烦以及额外多工序添加后更加费时费力的问题。

如中国实用新型专利CN205799293U所公开的一种用于薄片的自动装夹机构，包括机架，所述装夹机构还包括位移组件、升降驱动单元及一真空吸附组件；位移组件，其包括设置机架上的支架、第一电机、第一带轮及覆设在第一带轮的第一传送带；所述控制电机装设于支架且带动所述第一带轮转动，联动所述传动带动作；升降驱动单元，其装接在所述支架设置的传动带上，并沿传动带运动方向位移；真空吸附组件，其包括一吸附气缸及吸附块；所述吸附块装设在升降驱动单元的活动杆上；所述吸附气缸与吸附块相接并驱使吸附块吸附薄片；该实用新型专利的自动装夹机构适用范围较小，并且自动化程度不高。

又如中国发明专利CN107020719A所公开的一种用于汽车连接器的自动装夹装置，包括固定支架以及分别安装在固定支架上的金属盘、自动升降机构和传送机构，所述的金属盘分别与自动升降机构和传送机构连接；将待装夹的金属件放置在金属盘中，通过自动升降机构升降到设定高度后，通过传送机构将金属件输送至设定位置；该发明专利的自动装夹装置不能应用于小型机械零部件或者产品的自动化装夹及流水化加工。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种多工序一体化的机器人装置，解决了现有用于装夹以及装运的多工序一体化的机器人装置适用范围较小的问题，同时还解决了在装夹和装运过程中同时进行工序加工的一体自动化问题，进一步还解决了自动化物料运输的问题。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种多工序一体化的机器人装置，包括：底座、滑块驱动部、活动工作部和物料模具台，滑块驱动部、活动工作部和物料模具台设置在底座上部；

滑块驱动部包括横向驱动部、纵向驱动部和物料夹紧装置，横向驱动部用于驱动物料夹紧装置横向运动，纵向驱动部用于驱动物料夹紧装置纵向运动；横向驱动部与纵向驱动部并排设置，物料夹紧装置包括2条平行设置在横向驱动部和纵向驱动部上部的装夹臂，横向驱动部包括：横向固定架、设置在横向固定架外侧的横向气缸、设置在横向固定架内部的横向导柱、可在横向导柱上滑动的纵向滑杆以及可在纵向滑杆上滑动的纵向滑块，纵向滑块设有2个，横向气缸用于驱动纵向滑杆在横向导柱上滑动；

纵向驱动部包括：纵向固定架、分别设置在纵向固定架两侧的2个纵向气缸、设置在纵向固定架内部的纵向导柱、2根可在纵向导柱上滑动的横向滑杆以及可在横向滑杆上滑动的横向滑块，2个纵向气缸分别驱动2根横向滑杆在纵向导柱上滑动；

每条装夹臂一端部固定在纵向滑块上，每条装夹臂中部固定在横向滑块上，2条装夹臂另一端部设有相对配合的活动夹头；

活动工作部包括驱动装置和压模装置，驱动装置用于驱动压模装置上下运动，压模装置包括依次设置的若干压块板，物料模具台上设有若干模具部，压块板设置在模具部正上方并且压块板与模具部一一对应，模具部用于放置物料，活动夹头用于夹紧搬运物料。

纵向驱动部还包括滑块控制装置，滑块控制装置包括楔形顶块和楔形压块，楔形顶块设有2个，2个楔形顶块分别相对设置在横向滑杆侧部，楔形压块可上下滑动的设置在2个楔形顶块之间，压模装置还包括顶块压板，顶块压板位于楔形压块正上方。

模具部上设有物料模，物料模与压块板一一对应并配合用于物料模上物料的加工；每条装夹臂各设有若干个活动夹头，并且2条装夹臂上的活动夹头两两相对组成若干组，每条装夹臂上的相邻2个活动夹头之间的间距与相邻物料模之间的间距相同。

其中一模具部上还设有限位感应装置，限位感应装置用于限定压模装置向下运动的最低位。

2个楔形顶块上都设有梯形滑槽，楔形压块两侧设有梯形凸块，楔形压块两侧的梯形凸块分别与2个楔形顶块上的梯形滑槽卡接配合，当2个纵向气缸同步将2根横向滑杆向中间推动时，通过楔形顶块将楔形压块向上顶起，此时2条装夹臂通过纵向滑块在纵向滑杆上向合拢方向滑动，每组活动夹头将物料模上的物料夹紧。

底座上部和侧部还设有传送带，传送带用于运输物料，当每组活动夹头将物料模上的物料夹紧时，横向气缸伸出并驱动纵向滑杆运动，每组活动夹头将物料模上的物料夹紧并运输到相邻的物料模上，端部的一组活动夹头将与其对应的物料模上的物料夹紧并运输到传送带上。

底座上部、侧部以及模具部之间还设有传送带，传送带用于运输物料，当每组活动夹头将物料模上的物料夹紧时，横向气缸伸出并驱动纵向滑杆运动，每组活动夹头将物料模上的物料夹紧并运输到最近的传送带上，通过传送带将所有物料运输到预定位置。

顶块压板上还设有顶块压杆，顶块压杆设置在楔形压块正上方，当每组活动夹头将物料夹紧并运输到相邻物料模或传送带上时，压模装置在驱动装置的驱动下向下运动，此时顶块压杆将楔形压块压下，并通过楔形顶块将横向滑杆向两侧推开，使得2条装夹臂向分开方向滑动，进而使得每组活动夹头将物料松开。

顶块压杆上套设有压杆弹簧，压杆弹簧用于缓冲。

驱动装置还包括竖直设置的压模滑轨、压模滑块和驱动电机，压模滑块可在驱动电机的驱动下使得压模滑块在压模滑轨上进行上下滑动，压模装置设置在压模滑块上。

三、有益效果

与现有技术相比，本发明提供的一种多工序一体化的机器人装置，通过横向驱动部和纵向驱动部的设置以及结合，同时结合滑块控制装置，实现了对装夹臂的灵活控制，实现有效地循环往复运动，并且实现了夹紧和搬运物料的自动化动作；

并且本发明中所设置的压模装置能够在夹紧和搬运物料的同时，对物料模具台上不同工位上的物料进行流水线化的自动化操作，大大提高了工作效率，减少不必要的转运时间，能应用于多种场合，适用于各种不同的零件产品；

还通过设置传送带，实现完整的流水线作业，通过限位感应装置保证压模装置的定位准确有效。

附图说明

图1为本发明一种多工序一体化的机器人装置的立体图；

图2为本发明图1中物料模具台立体图；

图3为本发明图1中滑块驱动部立体图；

图4为本发明图1中横向驱动部和纵向驱动部中部分装置立体图；

图5为本发明图1中底座、传送带和驱动装置立体图；

图6为本发明实施例4示意图；

图中：1为底座；2为滑块驱动部；3为活动工作部；4为物料模具台；5为传送带；6为横向驱动部；7为纵向驱动部；8为物料夹紧装置；9为模具部；11为驱动装置；12为压模装置；13为压模滑轨；14为压模滑块；15为装夹臂；16为活动夹头；17为顶块压板；18为压块板；20为顶块压杆；21为压杆弹簧；22为物料模；24为限位感应装置；61为横向固定架；62为横向气缸；63为横向导柱；64为纵向滑杆；65为纵向滑块；71为纵向固定架；72为滑块控制装置；73为纵向气缸；74为纵向导柱；75为横向滑杆；76为横向滑块；77为楔形顶块；78为楔形压块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1：

本发明实施例的一种多工序一体化的机器人装置，如图1、图2和图3所示，包括：底座1、滑块驱动部2、活动工作部3和物料模具台4，滑块驱动部2、活动工作部3和物料模具台4设置在底座1上部；

滑块驱动部2包括横向驱动部6、纵向驱动部7和物料夹紧装置8，横向驱动部6用于驱动物料夹紧装置8横向运动，纵向驱动部7用于驱动物料夹紧装置8纵向运动；横向驱动部6与纵向驱动部7并排设置，物料夹紧装置8包括2条平行设置在横向驱动部6和纵向驱动部7上部的装夹臂15，横向驱动部6包括：横向固定架61、设置在横向固定架61外侧的横向气缸62、设置在横向固定架61内部的横向导柱63、可在横向导柱63上滑动的纵向滑杆64以及可在纵向滑杆64上滑动的纵向滑块65，纵向滑块65设有2个，横向气缸62用于驱动纵向滑杆64在横向导柱63上滑动，横向气缸62通过伸出的推杆与纵向滑杆64抵接；

如图3和图4所示，纵向驱动部7包括：纵向固定架71、分别设置在纵向固定架71两侧的2个纵向气缸73、设置在纵向固定架71内部的纵向导柱74、2根可在纵向导柱74上滑动的横向滑杆75以及可在横向滑杆75上滑动的横向滑块76，2个纵向气缸73分别驱动2根横向滑杆75在纵向导柱74上滑动；每条装夹臂15一端部固定在纵向滑块65上，每条装夹臂15中部固定在横向滑块76上，2条装夹臂15另一端部设有相对配合的活动夹头16；纵向驱动部7还包括滑块控制装置72，滑块控制装置72包括楔形顶块77和楔形压块78，楔形顶块77设有2个，2个楔形顶块77分别相对设置在横向滑杆75侧部，楔形压块78可上下滑动的设置在2个楔形顶块77之间，具体来说，通过横向驱动部6和纵向驱动部7的配合，实现复合的循环往复运动，即一方面通过横向气缸62可驱动纵向滑杆64在横向上往复运动，从而通过2个纵向滑块65带动2条装夹臂15在横向上往复运动，另一方面通过2个纵向气缸73可以驱动横向滑杆75在纵向上往复运动，从而通过2个横向滑块76带动2条装夹臂15在纵向上往复运动，本发明中采用纵向气缸73的驱动以及楔形顶块77和楔形压块78的配合来控制2条装夹臂15在纵向上的往复运动，更加精确可靠；两者相结合后，形成完整的运动循环。

每条装夹臂15一端部固定在纵向滑块65上，每条装夹臂15中部固定在横向滑块76上，2条装夹臂15另一端部设有相对配合的活动夹头16；

如图1和图5所示，活动工作部3包括驱动装置11和压模装置12，驱动装置11用于驱动压模装置12上下运动，压模装置12包括依次设置的若干压块板18，物料模具台4上设有若干模具部9，压块板18设置在模具部9正上方并且压块板18与模具部9一一对应，模具部9用于放置物料，活动夹头16用于夹紧搬运物料；驱动装置11还包括竖直设置的压模滑轨13、压模滑块14和驱动电机，压模滑块14可在驱动电机的驱动下使得压模滑块14在压模滑轨13上进行上下滑动，本实施例中，压模滑块14一侧设有与驱动电机的驱动齿轮相配合的驱动齿条，通过齿轮齿条结构实现动力传递，压模装置12设置在压模滑块14上。

纵向驱动部7还包括滑块控制装置72，滑块控制装置72包括楔形顶块77和楔形压块78，楔形顶块77设有2个，2个楔形顶块77分别相对设置在横向滑杆75侧部，楔形压块78可上下滑动的设置在2个楔形顶块77之间，压模装置12还包括顶块压板17，顶块压板17位于楔形压块78正上方。

模具部9上设有物料模22，物料模22与压块板18一一对应并配合用于物料模22上物料的加工；每条装夹臂15各设有若干个活动夹头16，并且2条装夹臂15上的活动夹头16两两相对组成若干组，每条装夹臂15上的相邻2个活动夹头16之间的间距与相邻物料模22之间的间距相同，在本实施例中，物料模22在应用于不同的产品或零部件，可以采用相应的模具和压块板18，来实现不同的加工工序，比如冲印、去毛边、翻折等动作，并且第一物料模22上的物料可以通过人工或机械手进行上料动作。

2个楔形顶块77上都设有梯形滑槽，楔形压块78两侧设有梯形凸块，楔形压块78两侧的梯形凸块分别与2个楔形顶块77上的梯形滑槽卡接配合，当2个纵向气缸73同步将2根横向滑杆75向中间推动时，通过楔形顶块77将楔形压块78向上顶起，此时2条装夹臂15通过纵向滑块65在纵向滑杆64上向合拢方向滑动，每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧。

底座1上部和侧部还设有传送带5，传送带5用于运输物料，当每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧时，横向气缸62伸出并驱动纵向滑杆64运动，每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧并运输到相邻的物料模22上，端部的一组活动夹头16将与其对应的物料模22上的物料夹紧并运输到传送带5上。

顶块压板17上还设有顶块压杆20，顶块压杆20设置在楔形压块78正上方，当每组活动夹头16将物料夹紧并运输到相邻物料模22或传送带5上时，压模装置12在驱动装置11的驱动下向下运动，此时顶块压杆20将楔形压块78压下，并通过楔形顶块77将横向滑杆75向两侧推开，使得2条装夹臂15向分开方向滑动，进而使得每组活动夹头16将物料松开。

整体来看，在物料模22上都放置有物料并进行夹紧操作时，2个纵向气缸73同步将2根横向滑杆75向中间推动，此时通过楔形顶块77将楔形压块78向上顶起，同时2条装夹臂15通过与之固定的纵向滑块65在纵向滑杆64上向着合拢方向滑动，即纵向气缸73的推杆伸出推动横向滑杆75沿纵向导柱74滑动，从而使得多组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧；然后横向气缸62伸出并驱动纵向滑杆64在横向导柱63上运动，此时2条装夹臂15通过横向滑块76在横向滑杆75向传送带5方向伸出，即每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧并运输到相邻的物料模22上，位于端部的一组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧并运输到传送带5上方；最后压模装置12在驱动装置11的驱动下向下运动，此时顶块压杆20将楔形压块78压下，并通过楔形顶块77将横向滑杆75向两侧推开，进而使得2条装夹臂15向分开方向滑动，再进而使得两组活动夹头16将物料松开，完成上述操作后横向气缸62收缩，并使得2条装夹臂15回到进行夹紧操作之前的位置，如此循环。

相较于通过滑块控制装置72上的楔形顶块77和楔形压块78对装夹臂15进行控制，另一种实施方式是直接通过纵向气缸73控制装夹臂15的往复运动，因此无需滑块控制装置72就可以实现，整体结构更加简单。

实施例2：

相较于实施例1，实施例2中，其中一模具部9上还设有限位感应装置24，限位感应装置24用于限定压模装置12向下运动的最低位置，本实施例中的限位感应装置24采用压力传感器实现限位作用，具有良好的灵敏性和可靠性。

实施例3：

相较于实施例1，实施例3在实施例1的基础上，顶块压杆20上套设有压杆弹簧21，压杆弹簧21用于缓冲，使其在实际操作过程中不会对楔形顶块77和楔形压块78造成不必要的损伤，提高零件使用寿命。

实施例4：

如图6所示，相较于实施例1，实施例4通过增加并列的压模滑轨13和压模滑块14的设置，进一步提高压模装置12工作时的稳定性。

实施例5：

在实施例5中，底座1上部、侧部以及模具部9之间还设有传送带5，传送带5用于运输物料，当每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧时，横向气缸62伸出并驱动纵向滑杆64运动，每组活动夹头16将物料模22上的物料夹紧并运输到最近的传送带5上，通过传送带5将所有物料运输到预定位置，物料夹紧装置8所夹紧运输到模具部9之间的传送带5上的物料，然后运输到位于底座1上部、物料模具台4侧边的传输带5上，最后运输到底座1侧部的传送带5上；位于底座1端部物料模22上的物料直接被夹紧运输至底座1侧部的传送带5上；本实施例5可以应用于仅需要一道工序完成的产品或零件，批量化处理，效率以及精度更高。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述多工序一体化的机器人装置包括：底座(1)、滑块驱动部(2)、活动工作部(3)和物料模具台(4)，所述滑块驱动部(2)、活动工作部(3)和物料模具台(4)设置在所述底座(1)上部；

所述滑块驱动部(2)包括横向驱动部(6)、纵向驱动部(7)和物料夹紧装置(8)，所述横向驱动部(6)用于驱动物料夹紧装置(8)横向运动，所述纵向驱动部(7)用于驱动所述物料夹紧装置(8)纵向运动；所述横向驱动部(6)与所述纵向驱动部(7)并排设置，所述物料夹紧装置(8)包括2条平行设置在所述横向驱动部(6)和所述纵向驱动部(7)上部的装夹臂(15)，所述横向驱动部(6)包括：横向固定架(61)、设置在所述横向固定架(61)外侧的横向气缸(62)、设置在所述横向固定架(61)内部的横向导柱(63)、可在所述横向导柱(63)上滑动的纵向滑杆(64)以及可在所述纵向滑杆(64)上滑动的纵向滑块(65)，所述纵向滑块(65)设有2个，所述横向气缸(62)用于驱动所述纵向滑杆(64)在所述横向导柱(63)上滑动；

所述纵向驱动部(7)包括：纵向固定架(71)、分别设置在所述纵向固定架(71)两侧的2个纵向气缸(73)、设置在所述纵向固定架(71)内部的纵向导柱(74)、2根可在所述纵向导柱(74)上滑动的横向滑杆(75)以及可在所述横向滑杆(75)上滑动的横向滑块(76)，2个所述纵向气缸(73)分别驱动2根所述横向滑杆(75)在所述纵向导柱(74)上滑动；

每条所述装夹臂(15)一端部固定在所述纵向滑块(65)上，每条所述装夹臂(15)中部固定在所述横向滑块(76)上，2条所述装夹臂(15)另一端部设有相对配合的活动夹头(16)；

所述活动工作部(3)包括驱动装置(11)和压模装置(12)，所述驱动装置(11)用于驱动所述压模装置(12)上下运动，所述压模装置(12)包括依次设置的若干压块板(18)，所述物料模具台(4)上设有若干模具部(9)，所述压块板(18)设置在所述模具部(9)正上方并且所述压块板(18)与所述模具部(9)一一对应，所述模具部(9)用于放置物料，所述活动夹头(16)用于夹紧搬运物料。

2.如权利要求1所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述纵向驱动部(7)还包括滑块控制装置(72)，所述滑块控制装置(72)包括楔形顶块(77)和楔形压块(78)，所述楔形顶块(77)设有2个，2个所述楔形顶块(77)分别相对设置在所述横向滑杆(75)侧部，所述楔形压块(78)可上下滑动的设置在2个所述楔形顶块(77)之间，所述压模装置(12)还包括顶块压板(17)，所述顶块压板(17)位于所述楔形压块(78)正上方。

3.如权利要求1所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述模具部(9)上设有物料模(22)，所述物料模(22)与所述压块板(18)一一对应并配合用于物料模(22)上物料的加工；每条所述装夹臂(15)各设有若干个活动夹头(16)，并且2条所述装夹臂(15)上的活动夹头(16)两两相对组成若干组，每条所述装夹臂(15)上的相邻2个活动夹头(16)之间的间距与相邻物料模(22)之间的间距相同。

4.如权利要求3所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，其中一所述模具部(9)上还设有限位感应装置(24)，所述限位感应装置(24)用于限定所述压模装置(12)向下运动的最低位。

5.如权利要求2所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，2个所述楔形顶块(77)上都设有梯形滑槽，所述楔形压块(78)两侧设有梯形凸块，所述楔形压块(78)两侧的梯形凸块分别与2个所述楔形顶块(77)上的梯形滑槽卡接配合，当2个所述纵向气缸(73)同步将2根横向滑杆(75)向中间推动时，通过楔形顶块(77)将楔形压块(78)向上顶起，此时2条装夹臂(15)通过纵向滑块(65)在纵向滑杆(64)上向合拢方向滑动，每组活动夹头(16)将物料模(22)上的物料夹紧。

6.如权利要求5所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述底座(1)上部和侧部还设有传送带(5)，所述传送带(5)用于运输物料，当每组活动夹头(16)将物料模(22)上的物料夹紧时，所述横向气缸(62)伸出并驱动所述纵向滑杆(64)运动，每组活动夹头(16)将物料模(22)上的物料夹紧并运输到相邻的物料模(22)上，端部的一组活动夹头(16)将与其对应的物料模(22)上的物料夹紧并运输到传送带(5)上。

7.如权利要求5所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述底座(1)上部、侧部以及模具部(9)之间还设有传送带(5)，所述传送带(5)用于运输物料，当每组活动夹头(16)将物料模(22)上的物料夹紧时，所述横向气缸(62)伸出并驱动所述纵向滑杆(64)运动，每组活动夹头(16)将物料模(22)上的物料夹紧并运输到最近的传送带(5)上，通过传送带(5)将所有物料运输到预定位置。

8.如权利要求6或7所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述顶块压板(17)上还设有顶块压杆(20)，所述顶块压杆(20)设置在所述楔形压块(78)正上方，当每组所述活动夹头(16)将物料夹紧并运输到相邻物料模(22)或传送带(5)上时，所述压模装置(12)在驱动装置(11)的驱动下向下运动，此时所述顶块压杆(20)将楔形压块(78)压下，并通过所述楔形顶块(77)将所述横向滑杆(75)向两侧推开，使得2条装夹臂(15)向分开方向滑动，进而使得每组活动夹头(16)将物料松开。

9.如权利要求8所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述顶块压杆(20)上套设有压杆弹簧(21)，所述压杆弹簧(21)用于缓冲。

10.如权利要求1所述的一种多工序一体化的机器人装置，其特征在于，所述驱动装置(11)还包括竖直设置的压模滑轨(13)、压模滑块(14)和驱动电机，所述压模滑块(14)可在所述驱动电机的驱动下使得所述压模滑块(14)在所述压模滑轨(13)上进行上下滑动，所述压模装置(12)设置在所述压模滑块(14)上。