CN109927017A - 一种用于冲压上料的四轴机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于冲压上料的四轴机器人，其包括：底座、第一机械臂、第二机械臂、升降机构、抓手，所述第一机械臂的一端与所述底座枢转连接，并相对所述底座以第一轴为转轴枢转运动，所述第一机械臂另一端与所述第二机械臂的后端枢转连接，所述第二机械臂相对所述第一机械臂以第二轴为转轴枢转运动；所述第二机械臂的前端与所述升降机构枢转连接，所述升降机构相对所述第二机械臂以第三轴为转轴进行枢转运动，所述升降机构带动所述抓手沿与所述第三轴平行的第四轴进行升降运动。本发明的用于冲压上料的四轴机器人通过将升降机构设计于用于冲压上料的四轴机器人的前部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻用于冲压上料的四轴机器人的整体重量。

Description

一种用于冲压上料的四轴机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种成本低、重量轻的适于上料的用于冲压上料的四轴机器人。

背景技术

在工业生产中，经常需要完成工件上料的动作，以将工件上料至冲压等需要加工的工位处。随着自动化技术的发展，为了获得较高的上料效率，工件的上料通常由手臂式机器人完成。该手臂式机器人上料时，需要通过枢转动作、升降动作完成上料。因此，面临机器人的结构简化、低成本、重量轻的实际需求，有必要提出进一步地解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种用于冲压上料的四轴机器人，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于冲压上料的四轴机器人，其包括：底座、第一机械臂、第二机械臂、升降机构、抓手；

所述第一机械臂的一端与所述底座枢转连接，并相对所述底座以第一轴为转轴枢转运动，所述第一机械臂另一端与所述第二机械臂的后端枢转连接，所述第二机械臂相对所述第一机械臂以第二轴为转轴枢转运动；

所述第二机械臂的前端与所述升降机构枢转连接，所述升降机构相对所述第二机械臂以第三轴为转轴进行枢转运动，所述升降机构带动所述抓手沿与所述第三轴平行的第四轴进行升降运动；

所述升降机构包括：四轴导柱、四轴电机、四轴同步轮机构、滚珠丝杆、抓手固定板、四轴外罩；

所述滚珠丝杆及四轴导柱位于所述四轴外罩中，所述滚珠丝杆通过所述四轴同步轮机构与所述四轴电机传动连接；

所述抓手固定板套装于所述滚珠丝杆和四轴导柱上，且所述抓手固定板由所述滚珠丝杆驱动，沿所述四轴导柱在第四轴的方向上进行升降运动，所述抓手连接于所述抓手固定板上。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：一轴电机、一轴减速机、一臂固定抱箍，所述一轴电机收容于所述底座中，且所述一轴电机通过所述一轴减速机与所述第一机械臂的一端固定连接，所述第一机械臂的一端通过所述一臂固定抱箍与所述一轴减速机相连接。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：二臂固定抱箍、二轴减速机、二轴电机、二轴减速机固定套筒；

所述第一机械臂的另一端固定连接于所述二轴减速机固定套筒的下端，所述二轴减速机固定套筒中空设置，所述二轴电机位于所述二轴减速机固定套筒中，所述二轴电机通过所述二轴减速机与所述第二机械臂的一端相连接，所述第二机械臂的一端通过所述二臂固定抱箍与所述二轴减速机相连接。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：三轴减速机固定套筒、三轴电机、三轴减速机；

所述第二机械臂的另一端固定连接于所述三轴减速机固定套筒的下端，所述三轴减速机固定套筒中空设置，所述三轴电机位于所述三轴减速机固定套筒中，所述三轴电机通过所述三轴减速机与所述升降机构的下端相连接。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述升降机构还包括：四轴底板和四轴顶板；

所述四轴外罩下端开口，上端封闭设置，所述四轴底板封闭所述四轴外罩下端的开口，所述四轴顶板位于所述四轴外罩中，并靠近所述四轴外罩上端设置，所述四轴外罩、四轴底板限定安装空间。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所滚珠丝杆的下端连接于所述四轴底板上，上端贯穿所述四轴顶板，并延伸至所述四轴顶板与四轴外罩之间的空间中，所述四轴电机位于所述四轴外罩中，其电机轴贯穿所述四轴顶板，并通过所述四轴同步轮机构与所述滚珠丝杆的上端传动连接。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述四轴同步轮机构包括：分别套装于电机轴和滚珠丝杆上端的同步轮以及联动两个同步轮的皮带。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述升降机构还包括：四轴导柱固定座，所述四轴导柱上下端分别通过四轴导柱固定座与四轴顶板和四轴底板固定连接。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述升降机构还包括：抓手上压板以及抓手四轴连接板；

所述抓手由所述抓手上压板所固定，所述抓手上压板通过所述抓手四轴连接板连接至所述抓手固定板，所述四轴外罩上开设有供所述抓手四轴连接板通过的开口。

作为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的改进，所述抓手包括：吸盘固定板以及设置于所述吸盘固定板上的多个吸盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的用于冲压上料的四轴机器人通过将升降机构设计于用于冲压上料的四轴机器人的前部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻用于冲压上料的四轴机器人的整体重量。同时，本发明的用于冲压上料的四轴机器人的三轴、四轴一体化设置在升降机构处，有利于提高机器人运动的效率，并减小机器人的体积。此外，本发明的用于冲压上料的四轴机器人通过第三轴完成抓手的旋转运动，独特导柱上下直线运动，通过内藏式气管抓手进入冲压模具中能精确定位，减免了抓手采用塑料气管外露的所产生的一系列问题的隐患，优点在于结构紧凑优化，质量小，强度高，成本底，标准化程度强，便于制造标准化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的用于冲压上料的四轴机器人的一实施例的立体示意图；

图2为图1中用于冲压上料的四轴机器人的主视图；

图3为图1中用于冲压上料的四轴机器人的俯视图；

图4为图3中A-A方向的剖面图；

图5为图3中B-B方向的剖面图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明提供一种用于冲压上料的四轴机器人，其可适用于板材的周转、上料等，本发明的用于冲压上料的四轴机器人将升降机构设计于用于冲压上料的四轴机器人的前部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻用于冲压上料的四轴机器人的整体重量。

如图1至5所示，本发明一实施例的用于冲压上料的四轴机器人包括：底座1、一轴电机2、一轴减速机3、一臂固定抱箍4、第一机械臂5、二臂固定抱箍6、二轴减速机7、二轴电机8、二轴减速机固定套筒9、第二机械臂10、三轴减速机固定套筒11、三轴电机12、三轴减速机13、升降机构14、抓手15。

所述底座1中空设置，所述一轴电机2收容于所述底座1中，且所述一轴电机2通过所述一轴减速机3与所述第一机械臂5的一端固定连接。所述第一机械臂5的一端通过所述一臂固定抱箍4与所述一轴减速机3相连接。所述一臂固定抱箍包括上下两部分，上下两部分扣合在一起将所述第一机械臂5的一端与所述一轴减速机3连接固定。如此，所述第一机械臂5可在所述一轴电机2的带动下围绕第一轴进行旋转。

所述第一机械臂5的另一端通过所述二臂固定抱箍6、二轴减速机7、二轴电机8、二轴减速机固定套筒9与所述第二机械臂10的一端相连接。

具体地，所述第一机械臂5的另一端固定连接于所述二轴减速机固定套筒9的下端，所述二轴减速机固定套筒9中空设置，所述二轴电机8位于所述二轴减速机固定套筒9中。同时，所述二轴电机8通过所述二轴减速机7与所述第二机械臂10的一端相连接。所述第二机械臂10的一端通过所述二臂固定抱箍6与所述二轴减速机7相连接。其中，所述二臂固定抱箍6与所述一臂固定抱箍结构类似，其包括上下两部分，上下两部分扣合在一起将所述第二机械臂10的一端与所述二轴减速机7连接固定。如此，第二机械臂10可在所述二轴电机8的带动下围绕第二轴进行旋转。

所述第二机械臂10的另一端通过所述三轴减速机固定套筒11、三轴电机12、三轴减速机13与所述升降机构14相连接。

具体地，所述第二机械臂10的另一端固定连接于所述三轴减速机固定套筒11的下端，所述三轴减速机固定套筒11中空设置，所述三轴电机12位于所述三轴减速机固定套筒11中。同时，所述三轴电机12通过所述三轴减速机13与所述升降机构14的下端相连接。如此，所述升降机构14可在所述三轴电机12的带动下围绕第三轴进行旋转。

所述升降机构14用于带动所述抓手15沿第四轴进行升降，所述第四轴与第三轴保持相互平行。所述升降机构14设置在第二机械臂10的前端，如此设置，有利于简化整体的结构，减轻用于冲压上料的四轴机器人的整体重量，并降低整体的成本。

具体地，所述升降机构14包括：四轴底板141、四轴导柱142、直线轴承143、四轴电机144、四轴导柱固定座145、四轴同步轮机构146、四轴顶板147、滚珠丝杆148、抓手固定板149、四轴外罩1410、抓手上压板1411以及抓手四轴连接板1412。

其中，所述四轴外罩1410下端开口，上端封闭设置，所述四轴底板141封闭所述四轴外罩1410下端的开口，所述四轴顶板147位于所述四轴外罩1410中，并靠近所述四轴外罩1410上端设置。所述四轴外罩1410、四轴底板141限定其他结构的安装空间。如此内藏式的结构设计方式，优点在于结构紧凑优化、质量小、强度高、成本低、标准化程度强、便于制造标准化生产。

所滚珠丝杆148的下端连接于所述四轴底板141上，上端贯穿所述四轴顶板147，并延伸至所述四轴顶板147与四轴外罩1410之间的空间中。所述四轴电机144位于所述四轴外罩1410中，其电机轴贯穿所述四轴顶板147，并通过所述四轴同步轮机构146与所述滚珠丝杆148的上端传动连接。所述四轴同步轮机构146具体包括：分别套装于电机轴和滚珠丝杆148上端的同步轮以及联动两个同步轮的皮带。

所述四轴导柱142上下端分别通过四轴导柱固定座145与四轴顶板147和四轴底板141固定连接。本实施例中，所述四轴导柱142为两根，两根四轴导柱142及所述滚珠丝杆148分布于一三角形的三个顶点位置。所述抓手固定板149套装于所述滚珠丝杆148和四轴导柱142上，且所述抓手固定板149由所述滚珠丝杆148驱动，沿所述四轴导柱142在第四轴的方向上进行升降运动。为了方便所述抓手固定板149的升降运动，所述抓手固定板149与所述滚珠丝杆148和四轴导柱142之间还设置有所述直线轴承143。

所述抓手15由所述抓手上压板1411所固定，所述抓手上压板1411进一步通过所述抓手四轴连接板1412连接至所述抓手固定板149。相应的，所述四轴外罩1410上开设有供所述抓手四轴连接板1412通过的开口。

所述抓手15用于抓取板材类的工件，具体地，所述抓手15包括：吸盘固定板151以及设置于所述吸盘固定板151上的多个吸盘152。其中，所述吸盘固定板151为两个，任一吸盘固定板151为一条形板，两个吸盘固定板151连接于所述抓手上压板1411上，两个吸盘固定板151及连接二者的抓手固定板149形成一U形结构。任一所述吸盘固定板151上固定有多个所述吸盘152，且任一吸盘152朝下设置。

本发明实施例的用于冲压上料的四轴机器人将工件上料至冲压位置时，当第一机械臂、第二机械臂运动到所指定位置后，第三轴在运动中同时也在运动准备到下一个指令等待状态以便可以快速进入模具的节拍，当进入模具后定好位的同时第四轴已经开始下降，快速通过内藏式气管抓手吸盘松开吸气把加工件放入模具的定位区域中。本发明的用于冲压上料的四轴机器人具有低成本、结构轻量化、钢架紧凑性、高刚性合理的布局的优点，能使定位精度更高，提高使用寿命。

综上所述，本发明的用于冲压上料的四轴机器人通过将升降机构设计于用于冲压上料的四轴机器人的前部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻用于冲压上料的四轴机器人的整体重量。同时，本发明的用于冲压上料的四轴机器人的三轴、四轴一体化设置在升降机构处，有利于提高机器人运动的效率，并减小机器人的体积。此外，本发明的用于冲压上料的四轴机器人通过第三轴完成抓手的旋转运动，独特导柱上下直线运动，通过内藏式气管抓手进入冲压模具中能精确定位，减免了抓手采用塑料气管外露的所产生的一系列问题的隐患，优点在于结构紧凑优化，质量小，强度高，成本底，标准化程度强，便于制造标准化生产。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述用于冲压上料的四轴机器人包括：底座、第一机械臂、第二机械臂、升降机构、抓手；

所述第一机械臂的一端与所述底座枢转连接，并相对所述底座以第一轴为转轴枢转运动，所述第一机械臂另一端与所述第二机械臂的后端枢转连接，所述第二机械臂相对所述第一机械臂以第二轴为转轴枢转运动；

所述第二机械臂的前端与所述升降机构枢转连接，所述升降机构相对所述第二机械臂以第三轴为转轴进行枢转运动，所述升降机构带动所述抓手沿与所述第三轴平行的第四轴进行升降运动；

所述升降机构包括：四轴导柱、四轴电机、四轴同步轮机构、滚珠丝杆、抓手固定板、四轴外罩；

所述滚珠丝杆及四轴导柱位于所述四轴外罩中，所述滚珠丝杆通过所述四轴同步轮机构与所述四轴电机传动连接；

所述抓手固定板套装于所述滚珠丝杆和四轴导柱上，且所述抓手固定板由所述滚珠丝杆驱动，沿所述四轴导柱在第四轴的方向上进行升降运动，所述抓手连接于所述抓手固定板上。

2.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：一轴电机、一轴减速机、一臂固定抱箍，所述一轴电机收容于所述底座中，且所述一轴电机通过所述一轴减速机与所述第一机械臂的一端固定连接，所述第一机械臂的一端通过所述一臂固定抱箍与所述一轴减速机相连接。

3.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：二臂固定抱箍、二轴减速机、二轴电机、二轴减速机固定套筒；

所述第一机械臂的另一端固定连接于所述二轴减速机固定套筒的下端，所述二轴减速机固定套筒中空设置，所述二轴电机位于所述二轴减速机固定套筒中，所述二轴电机通过所述二轴减速机与所述第二机械臂的一端相连接，所述第二机械臂的一端通过所述二臂固定抱箍与所述二轴减速机相连接。

4.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述用于冲压上料的四轴机器人还包括：三轴减速机固定套筒、三轴电机、三轴减速机；

所述第二机械臂的另一端固定连接于所述三轴减速机固定套筒的下端，所述三轴减速机固定套筒中空设置，所述三轴电机位于所述三轴减速机固定套筒中，所述三轴电机通过所述三轴减速机与所述升降机构的下端相连接。

5.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述升降机构还包括：四轴底板和四轴顶板；

所述四轴外罩下端开口，上端封闭设置，所述四轴底板封闭所述四轴外罩下端的开口，所述四轴顶板位于所述四轴外罩中，并靠近所述四轴外罩上端设置，所述四轴外罩、四轴底板限定安装空间。

6.根据权利要求5所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所滚珠丝杆的下端连接于所述四轴底板上，上端贯穿所述四轴顶板，并延伸至所述四轴顶板与四轴外罩之间的空间中，所述四轴电机位于所述四轴外罩中，其电机轴贯穿所述四轴顶板，并通过所述四轴同步轮机构与所述滚珠丝杆的上端传动连接。

7.根据权利要求6所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述四轴同步轮机构包括：分别套装于电机轴和滚珠丝杆上端的同步轮以及联动两个同步轮的皮带。

8.根据权利要求5所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述升降机构还包括：四轴导柱固定座，所述四轴导柱上下端分别通过四轴导柱固定座与四轴顶板和四轴底板固定连接。

9.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述升降机构还包括：抓手上压板以及抓手四轴连接板；

所述抓手由所述抓手上压板所固定，所述抓手上压板通过所述抓手四轴连接板连接至所述抓手固定板，所述四轴外罩上开设有供所述抓手四轴连接板通过的开口。

10.根据权利要求1所述的用于冲压上料的四轴机器人，其特征在于，所述抓手包括：吸盘固定板以及设置于所述吸盘固定板上的多个吸盘。