CN109865758A - 一种基于双臂机器人的转塔冲床系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属板材加工领域，具体地说是一种基于双臂机器人的转塔冲床系统，包括双臂机器人、转塔数控冲床、料台和机器人转动定位机构，其中双臂机器人、料台和机器人转动定位机构均设置于转塔数控冲床的板材输入侧，且料台分设于所述双臂机器人两侧，所述双臂机器人两侧机械臂自由端均设有端拾器，且所述双臂机器人通过所述机器人转动定位机构驱动旋转定位。本发明利用双臂机器人实现转塔数控冲床全自动上下料且保证连续作业，大大提高了生产效率。

Description

一种基于双臂机器人的转塔冲床系统

技术领域

本发明涉及金属板材加工领域，具体地说是一种基于双臂机器人的转塔冲床系统。

背景技术

转塔数控冲床是一种利用数控技术实现机床高精度、高效率的金属板材冲孔和步冲的加工设备，其利用单次冲裁方式、步冲方式、冲裁及蚕食方式等方法冲出各种形状、尺寸的孔或零件，特别适合于多品种的中、小批量或单件的板材冲压。但现有技术中的转塔数控冲床还多是通过人工对板材进行上、下料，不能与设备高效的生产节拍相匹配，从而影响产能，另外虽然随着科技发展已经出现几种转塔冲床自动化上下料设备，但这些设备均为采用结构化单元或单臂操作，灵活性不足的同时也大大的影响了加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双臂机器人的转塔冲床系统，利用双臂机器人实现转塔数控冲床全自动上下料且保证连续作业，大大提高了生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于双臂机器人的转塔冲床系统，包括双臂机器人、转塔数控冲床、料台和机器人转动定位机构，其中双臂机器人、料台和机器人转动定位机构均设置于转塔数控冲床的板材输入侧，且料台分设于所述双臂机器人两侧，所述双臂机器人两侧机械臂自由端均设有端拾器，且所述双臂机器人通过所述机器人转动定位机构驱动旋转定位。

所述双臂机器人包括两个机械臂升降机构和两个机械臂，所述机械臂升降机构包括安装立座、升降座、升降驱动电机、丝杠和丝母，所述升降座与所述安装立座滑动连接，所述丝杠安装于所述安装立座内并通过所述升降驱动电机驱动旋转，与所述丝杠配合的丝母与所述升降座固连，两个机械臂分别安装于不同机械臂升降机构的升降座上。

所述双臂机器人的两个机械臂结构相同，均包括第一旋转臂和第二旋转臂，所述第一旋转臂的第一旋转臂臂体两端分别设有第一转动关节和第二转动关节，所述第一转动关节与所述升降座相连，所述第二转动关节与所述第二旋转臂相连，所述第一转动关节下侧设有第一旋转电机，且所述第一转动关节和所述第一旋转臂臂体通过所述第一旋转电机驱动旋转，所述第二转动关节下侧设有第二旋转电机，且所述第二转动关节和所述第二旋转臂通过所述第二旋转电机驱动旋转。

所述第二旋转臂包括第二旋转臂臂体、第三旋转电机、传动机构、减速机和旋转连接件，所述第二旋转臂臂体一端与所述第一旋转臂相连，另一端设有一安装座，所述第三旋转电机、传动机构、减速机和旋转连接件均设置于所述安装座中，其中所述旋转连接件通过第三旋转电机驱动旋转，且所述第三旋转电机依次通过所述传动机构和减速机传递转矩，旋转连接件和端拾器相连。

所述端拾器包括一个端拾器架体，所述端拾器架体下侧设有吸盘、过冲检测装置和多片检测装置。

所述机器人转动定位机构包括转轴、转轴底座、固定杆铰接座、固定板和两个固定杆，其中所述固定板固设于双臂机器人的底座上，所述转轴呈直角形且一端与所述固定板相连，另一端铰接于所述转轴底座上，所述两个固定杆一端与所述固定板连接，另一端分别铰接于不同的固定杆铰接座上，所述固定杆铰接座和转轴底座均固装于转塔数控冲床上，且所述两个固定杆和转塔数控冲床形成三角形。

所述固定板上设有多列安装长孔，所述转轴底座上设有转轴限位板，所述转轴内部中空。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明通过双臂机器人将金属板材放入转塔数控冲床内指定位置完成加工，能够实现转塔数控冲床全自动上下料且保证连续作业，大大提高了生产效率。

2、本发明的端拾器上设有过冲检测装置和多片检测装置，避免吸取多层板材以及吸盘内负压不足的情况，保证作业安全。

3、本发明中的双臂机器人可通过机器人转动定位机构驱动旋转调整，不会占用过多的使用空间，也方便机器人转至侧面进行维修维护或根据加工需要调整。

附图说明

图1为本发明的示意图，

图2为图1中的双臂机器人示意图，

图3为图2中的机械臂升降机构示意图，

图4为图2中的第一旋转臂示意图，

图5为图4中的第一旋转臂仰视图，

图6为图4中的A-A剖视图，

图7为图2中的第二旋转臂示意图，

图8为图1中的料台示意图，

图9为图1中的端拾器示意图，

图10为图1中的机器人转动定位机构示意图。

其中，1为双臂机器人，2为料台，201为料台主架体，202为支撑脚，203为定位杆，204为磁力分层器，3为转塔数控冲床，4为端拾器，401为吸盘，402为端拾器架体，403为过冲检测装置，404为多片检测装置，405为连接法兰，5为底座，51电控箱底座，6为机器人转动定位机构，601为固定杆，602为固定板，603为安装长孔，604为转轴，605为转轴底座，606为转轴限位板，607为固定杆铰接座，7为机械臂升降机构，701为升降驱动电机，702为第一丝杠固定座，703为升降滑轨，704为丝杠，705为升降座，706为第二丝杠固定座，707为安装立座，8为第一旋转臂，801为第一转动关节，802为第二转动关节，803为第二连接法兰，804为第一旋转电机，805为第二旋转电机，806为第一连接法兰，807为第一旋转臂臂体，808为旋转减速机，9为第二旋转臂，901为第三旋转电机，902为主动带轮，903为同步带，904为从动带轮，905为减速机，906为旋转连接件，907为机械臂连接法兰，908为第二旋转臂臂体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～10所示，本发明包括双臂机器人1、转塔数控冲床3、料台2和机器人转动定位机构6，其中双臂机器人1、料台2和机器人转动定位机构6均设置于转塔数控冲床3的板材输入侧，且料台2分设于所述双臂机器人1两侧，所述双臂机器人1两侧机械臂自由端均设有移动板材用的端拾器4，且所述双臂机器人1根据生产剪切要求通过所述机器人转动定位机构6驱动旋转定位。本发明工作时，双臂机器人1的一个机械臂从一侧料台2取料送至转塔数控冲床3加工，另一机械臂将加工后的板材取下送至另一侧料台2上，所述双臂机器人1的两个机械臂协同交替工作，保证转塔数控冲床3的连续加工。

如图2所示，所述双臂机器人1包括底座5、机械臂升降机构7和两侧的机械臂，机械臂升降机构7设置于底座5上，如图3所示，所述机械臂升降机构7包括安装立座707、升降座705、升降驱动电机701、丝杠704和丝母，所述安装立座707固定在所述底座5上，所述升降座705与所述安装立座707滑动连接，在所述安装立座707上设有升降滑轨703，所述升降座705上设有与所述升降滑轨703配合的滑块，所述丝杠704两端分别通过第一丝杠固定座702和第二丝杠固定座706安装于所述安装立座707内，所述丝杠704通过所述升降驱动电机701驱动旋转，与所述丝杠704配合的丝母与所述升降座705固连。所述底座5上设有两个机械臂升降机构7，所述两个机械臂分别安装于不同机械臂升降机构7的升降座705上。

如图2所示，所述双臂机器人1的两个机械臂结构相同，均包括第一旋转臂8和第二旋转臂9。

如图4～6所示，所述第一旋转臂8包括第一旋转臂臂体807和设置于所述第一旋转臂臂体807两端的第一转动关节801和第二转动关节802，在所述第一转动关节801的外侧设有与机械臂升降机构7中的升降座705相连的第一连接法兰806，在所述第二转动关节802外侧设有与第二旋转臂9相连的第二连接法兰803，所述第一转动关节801下侧设有第一旋转电机804，且所述第一转动关节801通过所述第一旋转电机804驱动旋转，并带动第一旋转臂臂体807旋转，所述第二转动关节802下侧设有第二旋转电机805，且所述第二转动关节802通过所述第二旋转电机805驱动旋转并带动所述第二旋转臂9旋转。如图6所示，在第一转动关节801和第二转动关节802内均设有旋转减速机808，所述第一旋转电机804和第二旋转电机805分别通过各自关节内的旋转减速机808传递转矩。

如图7所示，所述第二旋转臂9包括第二旋转臂臂体908、第三旋转电机901、传动机构、减速机905和旋转连接件906，在所述第二旋转臂臂体908一端设有与所述第一旋转臂8上的第二连接法兰803相连的机械臂连接法兰907，所述第二旋转臂臂体908的另一端设有一安装座，所述第三旋转电机901、传动机构、减速机905和旋转连接件906均设置于所述安装座中，其中所述旋转连接件906通过第三旋转电机901驱动旋转，且所述第三旋转电机901依次通过所述传动机构和减速机905传递转矩。本实施例中，所述传动机构为同步带传动机构，包括主动带轮902、同步带903和从动带轮904，其中主动带轮902与所述第三旋转电机901的输出轴固连，从动带轮904与所述减速机905的输入端固连，所述减速机905的输出端与所述旋转连接件906相连，所述旋转连接件906与端拾器4相连。

如图8所示，所述料台2包括料台主架体201、支撑脚202、定位杆203和磁力分层器204，所述料台主架体201通过支撑脚202安放于工位台面上，在所述料台主架体201上设有定位杆203用于定位板材，并且所述定位杆203上设有磁力分层器204对金属板材进行分层，避免板材之间黏连造成一次取多片板材，所述磁力分层器204为本领域公知技术。

如图9所示，所述端拾器4包括端拾器架体402、吸盘401、过冲检测装置403和多片检测装置404，其中所述端拾器架体402上侧设有端拾器连接法兰405与所述双臂机器人1机械臂自由端的旋转连接件906相连，所述端拾器架体402下侧呈矩阵形式均布有多个吸盘401用于吸附板材，所述吸盘401通过一缓冲杆安装于所述端拾器架体402上，所述吸盘401与一个真空系统相连并通过所述真空系统作用内部形成负压吸附板材，所述过冲检测装置403和多片检测装置404均安装在所述端拾器架体402下侧，其中所述多片检测装置404用于检测是否同时吸取多层板材，若吸取多层板材，所述多片检测装置404报警并使端拾器4复位重新吸取，所述过程检测装置403作用在于：当吸盘401内部负压建立不成功时，端拾器4会一直下降尝试吸取，当吸盘401上的缓冲杆被完全压缩后仍未达到负压需求时，所述过冲检测装置403会感应到缓冲机构接近极限位置，发出信号使端拾器4停止下压动作并报警。所述过冲检测装置403和多片检测装置404均为本领域公知技术。

如图10所示，所述机器人转动定位机构6包括转轴604、转轴底座605、固定杆铰接座607、固定板602和两个固定杆601，其中所述固定板602固设于双臂机器人1的底座5一侧，且所述底座5下侧设有移动轮，所述底座5另一侧设有电控箱底座51，所述转轴604呈直角形且一端与所述固定板602相连，另一端铰接于所述转轴底座605上，所述转轴底座605固装于剪板机10上，所述两个固定杆601一端与所述固定板602连接，另一端分别铰接于不同的固定杆铰接座607上，所述固定杆铰接座607固装于剪板机10上，在所述固定板602上设有多列安装长孔603，当所述底座5通过所述转轴604驱动转动到位后，所述两个固定杆601端部通过螺栓螺母固装于所述固定板602上合适位置的安装长孔603上，并与剪板机10形成稳定的三角形将所述底座5固定，在所述转轴底座605上设有限定所述转轴604转动范围的转轴限位板606，另外所述转轴604内部中空容置各种线路，在双臂机器人1需要转动时，松开所述两个固定杆601即可。

本发明的工作原理为：

本发明工作时，双臂机器人1的一个机械臂从一侧料台2取料送至转塔数控冲床3指定位置，所述指定位置位于转塔数控冲床的自动送料装置中，然后通过转塔数控冲床加装的传感器进行识别板材到位情况，并将信号传输给所述双臂机器人1释放板材，转塔数控冲床3的自动送料装置再次运行对板材的要求位置进行冲裁与成形，然后另一机械臂将加工后的板材取下送至另一侧料台2上，所述双臂机器人1的两个机械臂协同交替工作，保证转塔数控冲床3的连续加工。

Claims (7)

1.一种基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：包括双臂机器人(1)、转塔数控冲床(3)、料台(2)和机器人转动定位机构(6)，其中双臂机器人(1)、料台(2)和机器人转动定位机构(6)均设置于转塔数控冲床(3)的板材输入侧，且料台(2)分设于所述双臂机器人(1)两侧，所述双臂机器人(1)两侧机械臂自由端均设有端拾器(4)，且所述双臂机器人(1)通过所述机器人转动定位机构(6)驱动旋转定位。

2.根据权利要求1所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述双臂机器人(1)包括两个机械臂升降机构(7)和两个机械臂，所述机械臂升降机构(7)包括安装立座(707)、升降座(705)、升降驱动电机(701)、丝杠(704)和丝母，所述升降座(705)与所述安装立座(707)滑动连接，所述丝杠(704)安装于所述安装立座(707)内并通过所述升降驱动电机(701)驱动旋转，与所述丝杠(704)配合的丝母与所述升降座(705)固连，两个机械臂分别安装于不同机械臂升降机构(7)的升降座(705)上。

3.根据权利要求2所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述双臂机器人(1)的两个机械臂结构相同，均包括第一旋转臂(8)和第二旋转臂(9)，所述第一旋转臂(8)的第一旋转臂臂体(807)两端分别设有第一转动关节(801)和第二转动关节(802)，所述第一转动关节(801)与所述升降座(705)相连，所述第二转动关节(802)与所述第二旋转臂(9)相连，所述第一转动关节(801)下侧设有第一旋转电机(804)，且所述第一转动关节(801)和所述第一旋转臂臂体(807)通过所述第一旋转电机(804)驱动旋转，所述第二转动关节(802)下侧设有第二旋转电机(805)，且所述第二转动关节(802)和所述第二旋转臂(9)通过所述第二旋转电机(805)驱动旋转。

4.根据权利要求3所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述第二旋转臂(9)包括第二旋转臂臂体(908)、第三旋转电机(901)、传动机构、减速机(905)和旋转连接件(906)，所述第二旋转臂臂体(908)一端与所述第一旋转臂(8)相连，另一端设有一安装座，所述第三旋转电机(901)、传动机构、减速机(905)和旋转连接件(906)均设置于所述安装座中，其中所述旋转连接件(906)通过第三旋转电机(901)驱动旋转，且所述第三旋转电机(901)依次通过所述传动机构和减速机(905)传递转矩，旋转连接件(906)和端拾器(4)相连。

5.根据权利要求1所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述端拾器(4)包括一个端拾器架体(402)，所述端拾器架体(402)下侧设有吸盘(401)、过冲检测装置(403)和多片检测装置(404)。

6.根据权利要求1所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述机器人转动定位机构(6)包括转轴(604)、转轴底座(605)、固定杆铰接座(607)、固定板(602)和两个固定杆(601)，其中所述固定板(602)固设于双臂机器人(1)的底座(5)上，所述转轴(604)呈直角形且一端与所述固定板(602)相连，另一端铰接于所述转轴底座(605)上，所述两个固定杆(601)一端与所述固定板(602)连接，另一端分别铰接于不同的固定杆铰接座(607)上，所述固定杆铰接座(607)和转轴底座(605)均固装于转塔数控冲床(3)上，且所述两个固定杆(601)和转塔数控冲床(3)形成三角形。

7.根据权利要求6所述的基于双臂机器人的转塔冲床系统，其特征在于：所述固定板(602)上设有多列安装长孔(603)，所述转轴底座(605)上设有转轴限位板(606)，所述转轴(604)内部中空。