CN110180932B - 一种配合冲压机使用的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配合冲压机使用的机器人，包括龙头支架、第一液压缸和行程开关，龙头支架包括悬臂和处于悬臂下方的工作台，第一液压缸固定在悬臂上，行程开关控制第一液压缸伸缩，工作台上设有基板和用于平移基板的走位装置，其两侧均设有用于固定钣料的固定装置，在工作台的一侧设有输送装置，输送装置的两端分别设有装料头和上料头，上料头由多段式机械臂、底座及臂爪构成。走位装置前后左右移动，使冲压头在移动的情况下冲压范围更广，固定装置使钣料在工作台上不易晃动，装料头和上料头代替人工给冲压机填料，不仅提高了工作效率，而且安全系数高，不会造成工伤，输送装置用于将钣料在装料头与上料头之间数量，节省人力。

Description

一种配合冲压机使用的机器人

技术领域

本发明涉及一种机械设备，更具体地说，它涉及一种配合冲压机使用的机器人。

背景技术

目前，市场的冲压机功能较为单一，对于冲孔、折边、压膜等只能实现一种加工，冲压机的价值较为浪费，而且，冲压工作较为危险，冲头在下冲时，手持钣料容易伤到手指，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种配合冲压机使用的机器人，具备功能多且安全的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种配合冲压机使用的机器人，所述冲压机包括龙头支架、第一液压缸和行程开关，所述龙头支架包括悬臂和处于悬臂下方的工作台，所述第一液压缸固定在悬臂上，所述行程开关控制第一液压缸的活塞杆上下伸缩和伸缩行程，所述工作台上设有基板和用于平移基板的走位装置，所述走位装置包括T型支撑架、X轴移动机构和Y轴移动机构，所述X轴移动机构包括X轴电机、X轴丝杆及X轴丝杆座，所述X轴电机固定在支撑架的一端，所述X轴丝杆的一端通过联轴器与X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杆座与X轴丝杆螺纹连接，并且与支撑架滑移连接，所述Y轴移动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴丝杆座，所述Y轴电机固定X轴丝杆座上，所述Y轴丝杆通过联轴器与Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杆座与Y轴丝杆螺纹连接，并且Y轴丝杆座连接在基板的底部；

所述工作台在相对的两侧均设有固定装置，所述固定装置包括伸缩气缸、联杆及压锤，所述伸缩气缸的一端固定在工作台的侧壁上，所述联杆与工作台铰接，所述压锤固定在联杆靠近工作台的一端，伸缩气缸的活塞杆与联杆的另一端铰接；

所述基板包括底板和顶部，所述底板与Y轴丝座固定连接，所述顶板主要由若干个基块拼接构成，每个基块的底部均设置有第二液压缸，所述基块与第二液压缸的活塞杆可拆卸固定连接；

所述机器人包括

输送装置，用于将钣料送至冲压机前，

装料头，用于将钣料放置在输送装置上，

上料头，用于将输送装置上的钣料放置在工作台上；

所述装料头与上料头结构相同，所述上料头包括多段式机械臂、底座及臂爪，所述输送装置包括传送带、支架和端板，所述传送带位于支架上，所述端板设有两个位于传送带的两端，所述底座固定在端板上，所述机械臂的一端连接在底座上，所述臂爪连接在机械臂另一端；

所述支架的底部设有移动装置，所述移动装置包括底盘和第一伺服电机，所述底盘的下端面设有X轴滚轮、Y轴滚轮及联动机构，所述X轴滚轮与Y轴滚轮呈90°角分布，所述第一伺服电机设置在底板下端面的中心位置，通过联动机构将第一伺服电机在X轴滚轮或Y轴滚轮之间转换驱动；

所述联动机构包括套管、滑块、第一压缩弹簧、电磁铁及柔性联轴，所述套管的一端与第一伺服电机的输出轴同轴固定连接，另一端与X轴滚轮的转轴同轴固定连接，所述滑块套设在套管上，并且可以沿套管的轴向滑动，所述第一压缩弹簧设置在套管上，所述套管（12）放置第一压缩弹簧与滑块处的管径小于其两端的管径，第一压缩弹簧的一端与套管固定连接，另一端与滑块固定连接，所述电磁铁设置在第一压缩弹簧与第一伺服电机之间，所述套管相对X轴滚轮的一端外圆周面上设有制动机构，所述制动机构包括制动块、制动杆、第二压缩弹簧及调节杆，所述X轴滚轮的转轴外圆周面上开设有制动槽，所述制动块的一端穿过套管与制动槽配合，另一端与第二压缩弹簧连接，所述调节杆的一端与第二压缩弹簧连接，另一端与制动杆的一端螺纹连接，所述制动杆在靠近调节杆的一端与套管轴销铰接，所述柔性联轴设置在X轴滚轮与Y轴滚轮之间，滑块上设有第一伞齿轮，Y轴滚轮的转轴上设有第二伞齿轮，柔性联轴的两端分别连接有第三伞齿轮和用于与第一伞齿轮啮合的第四伞齿轮，所述三伞齿轮与第二齿轮啮合，当电磁铁断电时，第一压缩弹簧推动滑块朝向X轴滚轮移动，滑块与制动杆相抵，使制动杆该端翘起，另一端下沉，制动块插入到制动槽内，X轴滚轮随第一伺服电机转动，当电磁铁供电后，电磁铁将滑块吸引朝向第一伺服电机移动，滑块与制动杆分离，制动块移动到制动槽外，X轴滚轮停止转动，此时，滑块上的第一伞齿轮与第四伞齿轮啮合，Y轴滚轮转动。

本发明进一步设置为：所述支架主要由第一段支架和第二段支架拼接构成，所述第一段支架与第二段支架活动连接，所述第一段支架可以相对第二段支架旋转。

本发明进一步设置为：所述支架的底部设有转角机构，所述转角机构包括第二伺服电机，主动齿轮、从动齿轮、万向轮及转向锁定杆，所述第一段支架的底部一端设有第一支脚，所述第二段支架相对第一段支架的底部设有第二支脚，所述第一支脚与第二支脚位于支架的同一侧，所述主动齿轮连接在第一支脚上，所述从动齿轮连接在第二支脚上，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述第二伺服电机连接在第一段支架的底部，第二伺服电机通过链条与主动齿轮传动，所述万向轮连接在第一段支架相对第一支脚的另一端，所述转向锁定杆的一端与第一支脚转动固定连接，另一端与第二支脚转动固定连接。

本发明进一步设置为：所述传动带包括皮带、辊筒及传动轮，所述辊筒设有若干个，平行间隔分布，并且均与支架转动固定连接，所述传动轮与辊筒的一端同轴固定连接，传动轮的外圆周面上周向均匀分布有若干个卡轴，所述卡轴的自由端连接有球珠，所述皮带的内壁上通过螺钉固定连接有用于与卡轴配合的传动球，所述传动球设置有若干个，沿皮带的传动方向间隔均匀分布。

本发明进一步设置为：所述传送带上设置有检测机构包括悬梁、推送气缸及检测器，所述检测器安装在悬梁上，并且与推送气缸通讯连接，所述悬梁安装在传送带的上方，所述推动气缸安装在支架的下方，所述辊筒上套设有空心管，所述空心管的一端连接有凸块，所述推送气缸的活塞杆上设有用于与凸块配合的卡块。

本发明的优点，基板可以通过走位装置前后左右移动，使冲压头在移动的情况下范围更广，而且定位更为的精准，若干个基块构成的顶板可以使用多种场合，如需要折边时，将特定位置的基块通过第二液压缸升高或降低，冲孔时，更换相应的基块即可，因此，本冲压机用途多，使用价值高；通过装料头和上料头代替人工给冲压机填料，不仅提高了工作效率，而且安全系数高，不会造成工伤，装料头可以用于将传送带上的钣料放置到工作台上，又可以将工作台上冲压好的工件取下，上料头即可以将货架上的钣料放置在传送带上，又可以将传送带上的产品摆放到货架上，使用较为方便。

附图说明

图1为本发明一种配合冲压机使用的机器人的示意图；

图2为本发明联动机构的示意图；

图3为本发明支架的示意图。

图中：1、走位装置；2、工作台；3、龙头支架；4、基板；5、输送装置；6、装料头；7、上料头；8、第一段支架；9、第二段支架；10、X轴滚轮；11、Y轴滚轮；12、套管；13、滑块；14、第一压缩弹簧；15、电磁铁；16、柔性联轴；17、第一伺服电机。

具体实施方式

参照附图1至3对本发明一种配合冲压机使用的机器人实施例做进一步说明。

一种配合冲压机使用的机器人，冲压机包括龙头支架3、第一液压缸和行程开关，龙头支架3包括悬臂和处于悬臂下方的工作台2，第一液压缸固定在悬臂上，行程开关控制第一液压缸的活塞杆上下伸缩和伸缩行程，工作台2上设有基板4和用于平移基板4的走位装置1，走位装置1包括T型支撑架、X轴移动机构和Y轴移动机构，X轴移动机构包括X轴电机、X轴丝杆及X轴丝杆座，X轴电机固定在支撑架的一端，X轴丝杆的一端通过联轴器与X轴电机的输出轴固定连接，X轴丝杆座与X轴丝杆螺纹连接，并且与支撑架滑移连接，Y轴移动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴丝杆座，Y轴电机固定X轴丝杆座上，Y轴丝杆通过联轴器与Y轴电机的输出轴固定连接，Y轴丝杆座与Y轴丝杆螺纹连接，并且Y轴丝杆座连接在基板4的底部，利用电机与丝杆配合使基板4和放置在基板4上的钣料前后左右移动，不仅控制较为方便，而且位移也较为精准，使冲压头在不移动距离情况下冲压范围更广；工作台2在相对的两侧均设有用于将钣料固定在基板4上的固定装置，固定装置包括伸缩气缸、联杆及压锤，伸缩气缸的一端固定在工作台2的侧壁上，联杆与工作台2铰接，压锤固定在联杆靠近工作台2的一端，伸缩气缸的活塞杆与联杆的另一端铰接，伸缩气缸的活塞杆伸出，联杆与活塞杆连接的一端翘起，联杆的另一端带动压锤下降从而固定住基板4上的钣料，结构较为简单；基板4包括底板和顶部，底板与Y轴丝座固定连接，顶板主要由若干个基块拼接构成，每个基块的底部均设置有第二液压缸，基块与第二液压缸的活塞杆可拆卸固定连接，因为基板4是由若干个基块拼接构成，所以，可通过基块的排布及升降适用多种冲压场合，如冲孔时，替换掉相应的基块即可，折边时，将相应的基块升高或降低即可，另外，所有的基块均是通过第二液压缸承重，第二液压缸可以由气缸替代，本发明优选液压缸，相比气缸，承重能力更强。

机器人包括输送装置5、装料头6及上料头7，装料头6与上料头7结构相同，装料头6与上料头7分布在输送装置5的两端，装料头6靠近冲压机设置，上料头7包括多段式机械臂、底座及臂爪，输送装置5包括传送带、支架和端板，传送带位于支架上，端板设有两个位于传送带的两端，底座固定在端板上，机械臂的一端连接在底座上，臂爪连接在机械臂另一端。

通过装料头6和上料头7代替人工给冲压机填料，不仅提高了工作效率，而且安全系数高，不会造成工伤，装料头6可以用于将传送带上的钣料放置到工作台2上，又可以将工作台2上冲压好的工件取下，上料头7即可以将货架上的钣料放置在传送带上，又可以将传送带上的产品摆放到货架上，使用较为方便。

支架的底部设有用于带动输送装置5走动的移动装置，移动装置包括底盘和第一伺服电机17，底盘的下端面设有X轴滚轮10、Y轴滚轮11及联动机构，X轴滚轮10与Y轴滚轮11呈90°角分布，第一伺服电机17设置在底板下端面的中心位置，通过联动机构将第一伺服电机17在X轴滚轮10或Y轴滚轮11之间转换驱动。第一伺服电机17可以用于双头电机替代，X轴滚轮10和Y轴滚轮11均设有两个，两个X轴滚轮10设置在同一条直线上，两个Y轴滚轮11也设置在同一条直线上，联动机构设有两个呈对角设置。联动机构包括套管12、滑块13、第一压缩弹簧14、电磁铁15及柔性联轴16，套管12的一端与第一伺服电机17的输出轴同轴固定连接，另一端与X轴滚轮10的转轴同轴固定连接，滑块13套设在套管12上，并且可以沿套管12的轴向滑动，第一压缩弹簧14设置在套管12上，所述套管12放置第一压缩弹簧14与滑块13处的管径小于其两端的管径，第一压缩弹簧14的一端与套管12固定连接，另一端与滑块13固定连接，电磁铁15设置在第一压缩弹簧14与第一伺服电机17之间，套管12相对X轴滚轮10的一端外圆周面上设有制动机构，制动机构包括制动块、制动杆、第二压缩弹簧及调节杆，X轴滚轮10的转轴外圆周面上开设有制动槽，制动块的一端穿过套管12与制动槽配合，另一端与第二压缩弹簧连接，调节杆的一端与第二压缩弹簧连接，另一端与制动杆的一端螺纹连接，制动杆在靠近调节杆的一端与套管12轴销铰接，柔性联轴16设置在X轴滚轮10与Y轴滚轮11之间，滑块13上设有第一伞齿轮，Y轴滚轮11的转轴上设有第二伞齿轮，柔性联轴16的两端分别连接有第三伞齿轮和用于与第一伞齿轮啮合的第四伞齿轮，三伞齿轮与第二齿轮啮合，当电磁铁15断电时，第一压缩弹簧14推动滑块13朝向X轴滚轮10移动，滑块13与制动杆相抵，使制动杆该端翘起，另一端下沉，制动块插入到制动槽内，X轴滚轮10随第一伺服电机17转动，当电磁铁15供电后，电磁铁15将滑块13吸引朝向第一伺服电机17移动，滑块13与制动杆分离，制动块移动到制动槽外，X轴滚轮10停止转动，此时，滑块13上的第一伞齿轮与第四伞齿轮啮合，Y轴滚轮11转动，只需一个电机即可使输送装置5前后、左右移动，降低制造成本。

支架主要由第一段支架8和第二段支架9拼接构成，第一段支架8与第二段支架9活动连接，第一段支架8可以相对第二段支架9旋转。支架的底部设有转角机构，转角机构包括第二伺服电机，主动齿轮、从动齿轮、万向轮及转向锁定杆，第一段支架8的底部一端设有第一支脚，第二段支架9相对第一段支架8的底部设有第二支脚，第一支脚与第二支脚位于支架的同一侧，主动齿轮连接在第一支脚上，从动齿轮连接在第二支脚上，主动齿轮与从动齿轮啮合，第二伺服电机连接在第一段支架8的底部，第二伺服电机通过链条与主动齿轮传动，万向轮连接在第一段支架8相对第一支脚的另一端，转向锁定杆的一端与第一支脚转动固定连接，另一端与第二支脚转动固定连接。输送装置5的上料方向可以随意改变，增加其延展性，电机转动带动主动齿轮与从动齿轮转动，此时锁定杆以从动齿轮为圆心牵引第一段支架8转动，以达到改变角度的效果，万向轮用于减少第一段支架8转动时受到的摩擦力，使其更好的转动。

传动带包括皮带、辊筒及传动轮，辊筒设有若干个，平行间隔分布，并且均与支架转动固定连接，传动轮与辊筒的一端同轴固定连接，传动轮的外圆周面上周向均匀分布有若干个卡轴，卡轴的自由端连接有球珠，皮带的内壁上通过螺钉固定连接有用于与卡轴配合的传动球，传动球设置有若干个，沿皮带的传动方向间隔均匀分布。传送带上设置有检测机构包括悬梁、推送气缸及检测器，检测器安装在悬梁上，并且与推送气缸通讯连接，悬梁安装在传送带的上方，推动气缸安装在支架的下方，辊筒上套设有空心管，空心管的一端连接有凸块，推送气缸的活塞杆上设有用于与凸块配合的卡块。

皮带上的传动球与传动轮上的球珠配合使所有辊筒一起转动，皮带通过电机驱动使其转动，该结构简单，相比传统的齿轮传动成本较低，使用寿命长，皮带上的检测器根据产品检测的要求按照，当检测器检测到不合格的产品时，将信号传递给推送气缸，推送气缸的活塞杆伸出或收缩使空心管移动将辊筒上不合格的产品推出，该结构减少检测机构的组装占用空间。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种配合冲压机使用的机器人，所述冲压机包括龙头支架（3）、第一液压缸和行程开关，所述龙头支架（3）包括悬臂和处于悬臂下方的工作台（2），所述第一液压缸固定在悬臂上，所述行程开关控制第一液压缸的活塞杆上下伸缩和伸缩行程，其特征是：所述工作台（2）上设有基板（4）和用于平移基板（4）的走位装置（1），所述走位装置（1）包括T型支撑架、X轴移动机构和Y轴移动机构，所述X轴移动机构包括X轴电机、X轴丝杆及X轴丝杆座，所述X轴电机固定在支撑架的一端，所述X轴丝杆的一端通过联轴器与X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杆座与X轴丝杆螺纹连接，并且与支撑架滑移连接，所述Y轴移动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴丝杆座，所述Y轴电机固定X轴丝杆座上，所述Y轴丝杆通过联轴器与Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杆座与Y轴丝杆螺纹连接，并且Y轴丝杆座连接在基板（4）的底部；

所述工作台（2）在相对的两侧均设有固定装置，所述固定装置包括伸缩气缸、联杆及压锤，所述伸缩气缸的一端固定在工作台（2）的侧壁上，所述联杆与工作台（2）铰接，所述压锤固定在联杆靠近工作台（2）的一端，伸缩气缸的活塞杆与联杆的另一端铰接；

所述基板（4）包括底板和顶部，所述底板与Y轴丝座固定连接，所述顶板主要由若干个基块拼接构成，每个基块的底部均设置有第二液压缸，所述基块与第二液压缸的活塞杆可拆卸固定连接；

所述机器人包括

输送装置（5），用于将钣料送至冲压机前，

装料头（6），用于将钣料放置在输送装置（5）上，

上料头（7），用于将输送装置（5）上的钣料放置在工作台（2）上；

所述装料头（6）与上料头（7）结构相同，所述上料头（7）包括多段式机械臂、底座及臂爪，所述输送装置（5）包括传送带、支架和端板，所述传送带位于支架上，所述端板设有两个位于传送带的两端，所述底座固定在端板上，所述机械臂的一端连接在底座上，所述臂爪连接在机械臂另一端；

所述支架的底部设有移动装置，所述移动装置包括底盘和第一伺服电机（17），所述底盘的下端面设有X轴滚轮（10）、Y轴滚轮（11）及联动机构，所述X轴滚轮（10）与Y轴滚轮（11）呈90°角分布，所述第一伺服电机（17）设置在底板下端面的中心位置，通过联动机构将第一伺服电机（17）在X轴滚轮（10）或Y轴滚轮（11）之间转换驱动；

所述联动机构包括套管（12）、滑块（13）、第一压缩弹簧（14）、电磁铁（15）及柔性联轴（16），所述套管（12）的一端与第一伺服电机（17）的输出轴同轴固定连接，另一端与X轴滚轮（10）的转轴同轴固定连接，所述滑块（13）套设在套管（12）上，并且可以沿套管（12）的轴向滑动，所述第一压缩弹簧（14）设置在套管（12）上，所述套管（12）放置第一压缩弹簧（14）与滑块（13）处的管径小于其两端的管径，第一压缩弹簧（14）的一端与套管（12）固定连接，另一端与滑块（13）固定连接，所述电磁铁（15）设置在第一压缩弹簧（14）与第一伺服电机（17）之间，所述套管（12）相对X轴滚轮（10）的一端外圆周面上设有制动机构，所述制动机构包括制动块、制动杆、第二压缩弹簧及调节杆，所述X轴滚轮（10）的转轴外圆周面上开设有制动槽，所述制动块的一端穿过套管（12）与制动槽配合，另一端与第二压缩弹簧连接，所述调节杆的一端与第二压缩弹簧连接，另一端与制动杆的一端螺纹连接，所述制动杆在靠近调节杆的一端与套管（12）轴销铰接，所述柔性联轴（16）设置在X轴滚轮（10）与Y轴滚轮（11）之间，滑块（13）上设有第一伞齿轮，Y轴滚轮（11）的转轴上设有第二伞齿轮，柔性联轴（16）的两端分别连接有第三伞齿轮和用于与第一伞齿轮啮合的第四伞齿轮，所述三伞齿轮与第二齿轮啮合，当电磁铁（15）断电时，第一压缩弹簧（14）推动滑块（13）朝向X轴滚轮（10）移动，滑块（13）与制动杆相抵，使制动杆该端翘起，另一端下沉，制动块插入到制动槽内，X轴滚轮（10）随第一伺服电机（17）转动，当电磁铁（15）供电后，电磁铁（15）将滑块（13）吸引朝向第一伺服电机（17）移动，滑块（13）与制动杆分离，制动块移动到制动槽外，X轴滚轮（10）停止转动，此时，滑块（13）上的第一伞齿轮与第四伞齿轮啮合，Y轴滚轮（11）转动。

2.根据权利要求1所述的一种配合冲压机使用的机器人，其特征是：所述支架主要由第一段支架（8）和第二段支架（9）拼接构成，所述第一段支架（8）与第二段支架（9）活动连接，所述第一段支架（8）可以相对第二段支架（9）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种配合冲压机使用的机器人，其特征是：所述支架的底部设有转角机构，所述转角机构包括第二伺服电机，主动齿轮、从动齿轮、万向轮及转向锁定杆，所述第一段支架（8）的底部一端设有第一支脚，所述第二段支架（9）相对第一段支架（8）的底部设有第二支脚，所述第一支脚与第二支脚位于支架的同一侧，所述主动齿轮连接在第一支脚上，所述从动齿轮连接在第二支脚上，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述第二伺服电机连接在第一段支架（8）的底部，第二伺服电机通过链条与主动齿轮传动，所述万向轮连接在第一段支架（8）相对第一支脚的另一端，所述转向锁定杆的一端与第一支脚转动固定连接，另一端与第二支脚转动固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种配合冲压机使用的机器人，其特征是：所述传动带包括皮带、辊筒及传动轮，所述辊筒设有若干个，平行间隔分布，并且均与支架转动固定连接，所述传动轮与辊筒的一端同轴固定连接，传动轮的外圆周面上周向均匀分布有若干个卡轴，所述卡轴的自由端连接有球珠，所述皮带的内壁上通过螺钉固定连接有用于于卡轴配合的传动球，所述传动球设置有若干个，沿皮带的传动方向间隔均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种配合冲压机使用的机器人，其特征是：所述传送带上设置有检测机构包括悬梁、推送气缸及检测器，所述检测器安装在悬梁上，并且与推送气缸通讯连接，所述悬梁安装在传送带的上方，所述推动气缸安装在支架的下方，所述辊筒上套设有空心管，所述空心管的一端连接有凸块，所述推送气缸的活塞杆上设有用于与凸块配合的卡块。

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