CN110355297A - 一种冲压转运高速作业机械手 - Google Patents

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邓启超
李艳军
王陈
郭俊
程丙南
梅志松
许德章
汪步云
李公文
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Anhui Polytechnic University
Wuhu Anpu Robot Industry Technology Research Institute Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/10—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by grippers
    • B21D43/105—Manipulators, i.e. mechanical arms carrying a gripper element having several degrees of freedom

Abstract

本发明涉及冲压件自动上下料技术领域，具体是一种冲压转运高速作业机械手，包括安装底座及外接的控制系统，还包括：顶升装置，设置在安装底座上，用于在上下料的时候提供升降动作；中间旋转装置，设置在顶升装置上，用于在上下料的时候提供旋转动作；前伸装置，设置在中间旋转装置上，用于在上下料的时候提供前伸动作；末端转动装置，设置在前伸装置上，用于在上下料的时候提供前伸装置末端上的旋转动作，本发明的顶升装置、中间旋转装置、前伸装置和末端转动装置均与控制系统相连，具有成本低、速度快，适用性强，操作简单，效率高类优点，实现了冲压件的高速转运上下料，减少人员投入，降低劳动强度。

Description

一种冲压转运高速作业机械手
技术领域
本发明涉及冲压件自动上下料技术领域，具体是一种冲压转运高速作业机械手。
背景技术
由于冲压行业出料速度快，作业环境差，取料危险系数高，用机械手来代替人工进行冲压件的取放料，是冲压行业发展的必然趋势。关节机械手虽然灵活性好，精度高，但效率较低，成本高，导致关节机械手在冲压件转运上下料行业使用度不高。少自由度冲压机械手适应性差，运动平稳性低，难以在行业里广泛应用。
如中国专利号为201721121245.5的冲压机械手中，包括：机箱、平移装置、升降装置、摆臂装置和旋转装置；平移装置与机箱连接，升降装置随平移装置进行平移，摆臂装置设置于升降装置的顶部，摆臂装置随升降装置进行升降，旋转装置设置于摆臂装置的摆臂，旋转装置包括旋转部件，旋转部件转动设置于摆臂的自由端。上述平移式冲压机械手，通过平移装置、升降装置、摆臂装置分别实现了冲压机械手的左右、上下、摆臂运动，通过旋转装置实现冲压零件的取放、旋转等动作；将平移装置设置于摆臂装置的下方，冲压机械手的结构更加的合理，在保证冲压机械手平衡性能的同时实现了其工作范围的扩大，不需要增长机械臂便能适用于间隔较远的生产需求，但是结构复杂，操作不便，不适宜大规模推广。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种冲压转运高速作业机械手。
一种冲压转运高速作业机械手,包括安装底座及外接的控制系统，还包括：
顶升装置，设置在安装底座上，用于在上下料的时候提供升降动作；
中间旋转装置，设置在顶升装置上，用于在上下料的时候提供旋转动作；
前伸装置，设置在中间旋转装置上，用于在上下料的时候提供前伸动作；
末端转动装置，设置在前伸装置上，用于在上下料的时候提供前伸装置末端上的旋转动作。
所述的安装底座包括底座安装板、设置在底座安装板上的铝型材角架、设置在铝型材角架上的铝型材、与铝型材通过螺钉连接的高度调整板。
所述的顶升装置包括顶升气缸、设置在顶升气缸上的浮动接头、设置在高度调整板上且与浮动接头配合的油压缓冲器、与浮动接头配合的的旋转气缸安装板、设置在旋转气缸安装板上的两组直线导轨一、与旋转气缸安装板相连且在两组直线导轨一上均有设置且滑动配合的滑块一。
所述的油压缓冲器左右对称设置有两个。
所述的中间旋转装置包括设置在旋转气缸安装板上的旋转气缸、设置在旋转气缸的法兰面上的中间连接轴、安装在中间连接轴上的连接过渡板。
所述的前伸装置包括设置在连接过渡板上的前伸装置安装板、设置在前伸装置安装板上的前伸气缸和两组直线导轨二、在两组直线导轨二上均有设置且滑动配合的滑块二。
所述的末端转动装置包括设置在滑块二上的转动装置安装板、设置在转动装置安装板上的末端转动气缸。
本发明的有益效果是：本发明的顶升装置、中间旋转装置、前伸装置和末端转动装置均与控制系统相连，具有成本低、速度快，适用性强，操作简单，效率高类优点，实现了冲压件的高速转运上下料，减少人员投入，降低劳动强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的安装底座、顶升装置、中间旋转装置立体结构示意图；
图3为本发明的前伸装置、末端转动装置立体结构示意图；
图4为本发明的顶升装置立体结构示意图一；
图5为本发明的顶升装置立体结构示意图二；
图6为本发明的前伸装置立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图6所示，一种冲压转运高速作业机械手,包括安装底座1及外接的控制系统，还包括：
顶升装置2，设置在安装底座1上，用于在上下料的时候提供升降动作；
中间旋转装置3，设置在顶升装置2上，用于在上下料的时候提供旋转动作；
前伸装置4，设置在中间旋转装置3上，用于在上下料的时候提供前伸动作；
末端转动装置5，设置在前伸装置4上，用于在上下料的时候提供前伸装置4末端上的旋转动作。
本发明的顶升装置、中间旋转装置、前伸装置和末端转动装置均与控制系统相连，具有成本低、速度快，适用性强，操作简单，效率高类优点，实现了冲压件的高速转运上下料，减少人员投入，降低劳动强度。
所述的安装底座1包括底座安装板6、设置在底座安装板6上的铝型材角架7、设置在铝型材角架7上的铝型材8、与铝型材8通过螺钉连接的高度调整板9。
所述的控制系统为PLC。
所述的铝型材角件7共4个，分别安装在铝型材8与底座安装板6相连的前后左右四个面上。
所述的顶升装置2包括顶升气缸10、设置在顶升气缸10上的浮动接头11、设置在高度调整板9上且与浮动接头11配合的油压缓冲器12、与浮动接头11配合的旋转气缸安装板13、设置在旋转气缸安装板13上的两组直线导轨一15、与旋转气缸安装板13相连且在两组直线导轨一15上均有设置且滑动配合的滑块一14。
所述的滑块一14沿着直线导轨一15滑动，对顶升装置的运动起导向左右。
所述的油压缓冲器12左右对称设置有两个。
所述的油压缓冲器12用于对顶升气缸10回退到位速度进行调节，防止出现硬碰撞损伤零部件。
所述的中间旋转装置3包括设置在旋转气缸安装板13上的旋转气缸18、设置在旋转气缸18的法兰面上的中间连接轴17、安装在中间连接轴17上的连接过渡板16。
所述的前伸装置4包括设置在连接过渡板16上的前伸装置安装板19、设置在前伸装置安装板19上的前伸气缸20和两组直线导轨二21、在两组直线导轨二21上均有设置且滑动配合的滑块二22。
所述的末端转动装置5包括设置在滑块二22上的转动装置安装板23、设置在转动装置安装板23上的末端转动气缸24。
本发明的使用方法：
S1：调整机械手各自由度行程：a：冲压转运高速作业机械手到现场后，根据冲床的工作区域和放料位置，合理设置安装位置，保证机械手作业区域覆盖冲床的工作区域和放料位置；
b：然后根据冲床的工作区域高度，调整高度调整板9与铝型材8之间的相对位置，实现机械手高度的调整；
c：根据冲压机床冲击端的行程，调整油压缓冲器12的上下位置进行机械限位，保证顶升气缸10到达行程上限时，机械手末端不会撞击到机床，顶升气缸10接触到油压缓冲器12时，机械手末端夹具接触到产品；
d：然后根据冲床工作区域和放料位置的相对位置，调整中间旋转装置3的旋转角度、前伸装置4的前后行程及末端旋转装置5的旋转角度，完成机械手各自由度的行程调整。
S2：冲压件的取料：a：冲压件完成冲压加工后，冲床上行程开关检测到到位信号后，冲压机械手启动取料程序；
b：控制系统控制顶升气缸10对应的电磁阀动作，顶升气缸10顶升到位，将中间旋转装置3、前伸装置4及末端旋转装置5整体顶升；
c：控制系统控制中间旋转气缸18对应的电磁阀动作，中间旋转气缸18旋转到位，带动顶升装置4和末端旋转装置5整体旋转到位，然后控制系统控制前伸装置气缸20对应的电磁阀动作，前伸装置气缸20前伸到位，带动末端旋转装置5前伸到指定位置；
d：此时末端旋转装置5上的末端旋转气缸24到达冲床上的取料工位，此时控制系统控制顶升气缸10对应的电磁阀动作，顶升气缸10回头复位，末端旋转装置5上的相应取料夹具完成取料；
S3：冲压件的放料及机械手复位：a：机械手完成取料后，控制系统控制顶升气缸10对应的电磁阀动作，顶升气缸10和冲压件一起顶升，然后前伸装置气缸20对应的电磁阀动作，前伸装置气缸20回退；
b：然后中间旋转装置3对应的中间旋转气缸18动作，带动顶伸装置4、末端旋转装置5及冲压件一起旋转到下料位置，此时顶升气缸10回落，末端旋转气缸24动作调整冲压件的角度放料。然后冲压机械手回退到初始装置，等待下次抓取放料循环。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种冲压转运高速作业机械手,包括安装底座(1)及外接的控制系统，其特征在于：还包括：
顶升装置(2)，设置在安装底座(1)上，用于在上下料的时候提供升降动作；
中间旋转装置(3)，设置在顶升装置(2)上，用于在上下料的时候提供旋转动作；
前伸装置(4)，设置在中间旋转装置(3)上，用于在上下料的时候提供前伸动作；
末端转动装置(5)，设置在前伸装置(4)上，用于在上下料的时候提供前伸装置(4)末端上的旋转动作。
2.根据权利要求1所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的安装底座(1)包括底座安装板(6)、设置在底座安装板(6)上的铝型材角架(7)、设置在铝型材角架(7)上的铝型材(8)、与铝型材(8)通过螺钉连接的高度调整板(9)。
3.根据权利要求1所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的顶升装置(2)包括顶升气缸(10)、设置在顶升气缸(10)上的浮动接头(11)、设置在高度调整板(9)上且与浮动接头(11)配合的油压缓冲器(12)、与浮动接头(11)配合的旋转气缸安装板(13)、设置在旋转气缸安装板(13)上的两组直线导轨一(15)、与旋转气缸安装板(13)相连且在两组直线导轨一(15)上均有设置且滑动配合的滑块一(14)。
4.根据权利要求3所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的油压缓冲器(12)左右对称设置有两个。
5.根据权利要求3所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的中间旋转装置(3)包括设置在旋转气缸安装板(13)上的旋转气缸(18)、设置在旋转气缸(18)的法兰面上的中间连接轴(17)、安装在中间连接轴(17)上的连接过渡板(16)。
6.根据权利要求5所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的前伸装置(4)包括设置在连接过渡板(16)上的前伸装置安装板(19)、设置在前伸装置安装板(19)上的前伸气缸(20)和两组直线导轨二(21)、在两组直线导轨二(21)上均有设置且滑动配合的滑块二(22)。
7.根据权利要求6所述的一种冲压转运高速作业机械手,其特征在于：所述的末端转动装置(5)包括设置在滑块二(22)上的转动装置安装板(23)、设置在转动装置安装板(23)上的末端转动气缸(24)。
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