CN110369604A - 柔性多工位冲切装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柔性多工位冲切装置及方法。所述柔性多工位冲切装置主要由主梁机构、机器人快换盘、多工位上刀机构及多工位下刀机构组成。所述多工位上刀机构具有上刀固定座、上刀转动电机、上刀竖向转盘、上刀定位气缸及上刀定位插销。所述多工位下刀机构具有下刀转动电机、下刀竖向转盘、下刀定位气缸及下刀定位插销。本发明的有益效果在于：装置整体结构简单，设计紧凑，经济成本低，使用灵活。

Description

柔性多工位冲切装置及方法

技术领域

本发明涉及冲切装置，特别地是，柔性多工位冲切装置及方法。

背景技术

汽车制造领域中，汽车车体覆盖件模具是要求最高、加工难度最大的模具。在车体覆盖的工装已制造完成后，若需要对数据变更或为涂装电泳需求而增加孔位，在当前模具实体中变更存在一定的困难。并且，现有的冲切装置都是以固定安装方式进行工作，无法满足多元化车型和场地限制的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中制造领域中冲切装置固定安装的弊端，提供一种新型的柔性多工位冲切装置及方法。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：柔性多工位冲切装置，包含有，

主梁机构，其具有主梁支架、移位电机、滚珠丝杠组件及导轨组件，所述主梁支架具有第一竖向部及第二竖向部，所述第一竖向部上布置有所述移位电机、所述滚珠丝杠组件及所述导轨组件，所述移位电机用于带动所述滚珠丝杠组件工作，所述滚珠丝杠组件具有竖向螺杆及所述竖向螺杆上的螺母，所述导轨组件具有竖向导轨及所述竖向导轨上的活动滑块，所述活动滑块与所述螺母相固定地结合；

机器人快换盘，其与所述第一竖向部相固定地结合，所述机器人快换盘用于对接机器人手臂；

多工位上刀机构，其具有上刀固定座、上刀转动电机、上刀竖向转盘、上刀定位气缸及上刀定位插销，所述上刀固定座与所述活动滑块相固定地结合，使得所述上刀固定座与所述活动滑块同步动作，所述上刀固定座还分别与所述上刀转动电机及所述上刀定位气缸相固定地结合，所述上刀转动电机用于带动所述上刀竖向转盘转动，所述上刀竖向转盘上沿圆周方向布置有两个以上的上刀冲刀，所述上刀冲刀沿径向向外延伸，所述上刀竖向转盘上沿圆周方向还布置有与所述上刀冲刀数量相同的上刀定位销孔，所述上刀定位销孔与所述上刀冲刀呈一一对应关系，所述上刀定位气缸的气缸轴与所述上刀定位插销相固定地结合，所述上刀定位插销用于选择性地进入所述上刀定位销孔中的一个的内部，以锁住所述上刀竖向转盘不让其转动；

多工位下刀机构，其具有下刀转动电机、下刀竖向转盘、下刀定位气缸及下刀定位插销，所述下刀转动电机与所述第二竖向部相固定地结合，所述下刀转动电机用于带动所述下刀竖向转盘转动，所述下刀竖向转盘与所述上刀竖向转盘处于同一竖向平面，所述下刀竖向转盘上沿圆周方向布置有两个以上的下刀冲刀，所述下刀冲刀沿径向向外延伸，所述下刀竖向转盘上沿圆周方向还布置有与所述下刀冲刀数量相同的下刀定位销孔，所述下刀定位销孔与所述下刀冲刀呈一一对应关系，所述下刀定位气缸的气缸轴与所述下刀定位插销相固定地结合，所述下刀定位插销用于选择性地进入所述下刀定位销孔中的一个的内部，以锁住所述下刀竖向转盘不让其转动。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，还包含有，所述移位电机还对应有移位减速机，所述移位电机的电机轴与所述移位减速机的输入轴相固定地结合，所述移位减速机的输出轴与所述主动齿轮相固定地结合，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述从动齿轮与所述竖向螺杆相固定地结合，所述主动齿轮与所述移位减速机的输出轴具有共同的第一轴线，所述从动齿轮与所述竖向螺杆具有共同的第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线相互平行。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，所述上刀冲刀的数量共有三个且两两相互间隔120°，所述上刀定位销孔的数量共有三个且两两相互间隔120°。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，转动所述上刀竖向转盘，当指定的一个所述上刀冲刀转到竖直向下位置时，与之对应的所述上刀定位销孔正好对位所述上刀定位插销，所述上刀定位气缸动作，所述上刀定位气缸的气缸轴将所述上刀定位插销移位至所述上刀定位销孔的内部，所述上刀定位插销与所述上刀定位销孔相轴孔配合。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，所述上刀冲刀为机械冲刀或超声波冲刀。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，所述下刀冲刀的数量共有三个且两两相互间隔120°，所述上刀定位销孔的数量共有三个且两两相互间隔120°。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，转动所述下刀竖向转盘，当指定的一个所述下刀冲刀转到竖直向上位置时，与之对应的所述下刀定位销孔正好对位所述下刀定位插销，所述下刀定位气缸动作，所述下刀定位气缸的气缸轴将所述下刀定位插销移位至所述上刀定位销孔的内部，所述下刀定位插销与所述下刀定位销孔相轴孔配合。

作为柔性多工位冲切装置的优选方案，所述下刀冲刀为机械冲刀或超声波冲刀。

本发明还公开了柔性多工位冲切方法，包含有以下步骤，

步骤S1，提供机器人手臂及前述柔性多工位冲切装置；

步骤S2，对接所述机器人手臂与所述机器人快换盘；

步骤S3，根据冲孔孔位的要求，调整所述机器人手臂、所述活动滑块、所述上刀竖向转盘、所述下刀竖向转盘的位置和/或角度，使得所述上刀冲刀及所述下刀冲刀对位所述冲孔孔位；以及，

步骤S4，利用所述上刀冲刀及所述下刀冲刀完成所述冲孔孔位的冲切动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：1.装置整体结构简单，设计紧凑，且经济成本低，利于推广使用；2.多工位上刀机构（多工位下刀机构）采用上刀竖向转盘（下刀竖向转盘）的设计，方便实现上刀冲刀（下刀冲刀）的快速更换，可满足不同的生产需求；3.相对于单头冲切装置，多工位上刀机构（多工位下刀机构）具有多个上刀冲刀（下刀冲刀），不仅提高冲切效率，而且减少占地面积；4.利用机器人手臂、多工位上刀机构（多工位下刀机构），能够灵活控制上刀冲刀（下刀冲刀）的移位，适应多元化的生产需要。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图（组合状态）。

图2为本发明一实施例的结构示意图（分解状态）。

图3为本发明一实施例的结构示意图（侧向）。

图4为本发明一实施例中主梁支架的结构示意图。

图5为本发明一实施例中多工位上刀机构的结构示意图。

图6为本发明一实施例中多工位下刀机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参见图1至6，图中示出的是柔性多工位冲切装置，配合机器人手臂，可适用于汽车模具冲孔及其他领域的模具冲孔。所述柔性多工位冲切装置主要由主梁机构1、机器人快换盘2、多工位上刀机构3及多工位下刀机构4等组成。

所述主梁机构1具有主梁支架11、移位电机12、滚珠丝杠组件13及导轨组件14。

所述主梁支架11具有第一竖向部111、第二竖向部112及所述第一竖向部111与所述第二竖向部112间的横向部113。所述第二竖向部112处于所述第一竖向部111的前面且所述第二竖向部112低于所述第一竖向部111。所述第一竖向部111、所述第二竖向部112与所述横向部113共同界定成类“U”形。

所述第一竖向部111上布置有所述机器人快换盘2、所述移位电机12、所述滚珠丝杠组件13及所述导轨组件14。其中，所述机器人快换盘2及所述移位电机12处于所述第一竖向部111的后侧。所述机器人快换盘2用于和机器人手臂对接。所述滚珠丝杠组件13及所述导轨组件14均处于所述第一竖向部111的前侧。

所述横向部113上形成有定位孔。通过所述定位孔及固定件，可将所述横向部113与生产线其他装置相对接。

所述移位电机12为伺服电机或步进电机。所述移位电机12用于带动所述滚珠丝杠组件13工作。所述滚珠丝杠组件13具有竖向螺杆131及所述竖向螺杆131上的螺母132。

所述导轨组件14具有竖向导轨141及所述竖向导轨141上的活动滑块142。所述活动滑块142与所述螺母132相固定地结合。本实施例中，所述导轨组件14的数量为两个，分别左右设置。

所述移位电机12与所述竖向螺杆131间采用齿轮传动。较佳地，还包含有，所述移位电机12还对应有移位减速机15。具体地说，所述移位电机12的电机轴与所述移位减速机15的输入轴相固定地结合。所述移位减速机15的输出轴与所述主动齿轮16相固定地结合。所述主动齿轮16与所述从动齿轮17相啮合。所述从动齿轮17与所述竖向螺杆131相固定地结合。所述主动齿轮16与所述移位减速机15的输出轴具有共同的第一轴线。所述从动齿轮17与所述竖向螺杆131具有共同的第二轴线。所述第一轴线与所述第二轴线相互平行。所述移位电机12通过所述移位减速机15带动所述主动齿轮16转动，所述主动齿轮16再通过所述从动齿轮17带动所述竖向螺杆131转动，使得所述竖向螺杆131上的所述螺母132连同所述活动滑块142沿着所述竖向导轨141上下移位。在其他实施例中，所述移位电机12与所述竖向螺杆131间可采用链轮、皮带轮等常规方式传动。

所述多工位上刀机构3布置于所述第一竖向部111的前侧。所述多工位上刀机构3具有上刀固定座31、上刀转动电机32、上刀竖向转盘33、上刀定位气缸34及上刀定位插销35。所述上刀固定座31与所述活动滑块142相固定地结合，使得所述上刀固定座31与所述活动滑块142同步动作。同时，所述上刀固定座31还分别与所述上刀转动电机32及所述上刀定位气缸34相固定地结合。

所述上刀转动电机32用于带动所述上刀竖向转盘33转动。较佳地，所述上刀转动电机32与所述上刀竖向转盘33间还具有上刀减速机36。

所述上刀竖向转盘33上沿圆周方向布置有两个以上的上刀冲刀331。所述上刀冲刀331沿径向向外延伸。所述上刀冲刀331为机械冲刀或超声波冲刀。本实施例中，所述上刀冲刀331的数量共有三个且两两相互间隔120°。在其他实施例中，所述上刀冲刀331的数量不限于三个，根据具体的工况需要，可以是四个、五个、六个或甚至更多个。

所述上刀竖向转盘33上沿圆周方向还布置有与所述上刀冲刀331数量相同的上刀定位销孔332。所述上刀定位销孔332与所述上刀冲刀331呈一一对应关系。本实施例中，所述上刀定位销孔332的数量共有三个且两两相互间隔120°。

所述上刀定位气缸34的气缸轴与所述上刀定位插销35相固定地结合。所述上刀定位气缸34的气缸轴与所述上刀定位插销35具有共同的轴线。所述上刀定位插销35用于选择性地进入所述上刀定位销孔332中的一个的内部，以锁住所述上刀竖向转盘33，不让其转动。本实施例中，当指定的一个所述上刀冲刀331转到竖直向下位置时，与之对应的所述上刀定位销孔332正好对位所述上刀定位插销35。此时，所述上刀定位气缸34动作，所述上刀定位气缸34的气缸轴将所述上刀定位插销35移位至所述上刀定位销孔332的内部。所述上刀定位插销35与所述上刀定位销孔332相轴孔配合，以此所述上刀竖向转盘33被锁住。

所述多工位下刀机构4布置于所述第二竖向部112的前侧。所述多工位下刀机构4具有下刀转动电机41、下刀竖向转盘42、下刀定位气缸43及下刀定位插销44。

所述下刀转动电机41与所述第二竖向部112相固定地结合。所述下刀转动电机41用于带动所述下刀竖向转盘42转动。较佳地，所述下刀转动电机41与所述下刀竖向转盘42间还具有下刀减速机45。

所述下刀竖向转盘42与所述上刀竖向转盘33处于同一竖向平面。所述下刀竖向转盘42上沿圆周方向布置有两个以上的下刀冲刀421。所述下刀冲刀421沿径向向外延伸。所述下刀冲刀421为机械冲刀或超声波冲刀。本实施例中，所述下刀冲刀421的数量共有三个且两两相互间隔120°。在其他实施例中，所述下刀冲刀421的数量不限于三个，根据具体的工况需要，可以是四个、五个、六个或甚至更多个。

所述下刀竖向转盘42上沿圆周方向还布置有与所述下刀冲刀421数量相同的下刀定位销孔422。所述下刀定位销孔422与所述下刀冲刀421呈一一对应关系。本实施例中，所述上刀定位销孔332的数量共有三个且两两相互间隔120°。

所述下刀定位气缸43的气缸轴与所述下刀定位插销44相固定地结合。所述下刀定位气缸43的气缸轴与所述下刀定位插销44具有共同的轴线。所述下刀定位插销44用于选择性地进入所述下刀定位销孔422中的一个的内部，以锁住所述下刀竖向转盘42，不让其转动。本实施例中，当指定的一个所述下刀冲刀421转到竖直向上位置时，与之对应的所述下刀定位销孔422正好对位所述下刀定位插销44。此时，所述下刀定位气缸43动作，所述下刀定位气缸43的气缸轴将所述下刀定位插销44移位至所述上刀定位销孔332的内部。所述下刀定位插销44与所述下刀定位销孔422相轴孔配合，以此所述下刀竖向转盘42被锁住。

具体实施方式中提到的固定地结合可以采用套接、焊接、铆接、螺接、粘接等现有方式。

柔性多工位冲切装置的工作过程，如下：

步骤S1，提供机器人手臂及前述柔性多工位冲切装置；

步骤S2，对接所述机器人手臂与所述机器人快换盘；

步骤S3，根据冲孔孔位的要求，调整所述机器人手臂、所述活动滑块142、所述上刀竖向转盘33、所述下刀竖向转盘42的位置和/或角度，使得所述上刀冲刀331及所述下刀冲刀421对位所述冲孔孔位；以及，

步骤S4，利用所述上刀冲刀331及所述下刀冲刀421完成所述冲孔孔位的冲切动作。

可见，通过所述机器人手臂、所述活动滑块142、所述上刀竖向转盘33、所述下刀竖向转盘42，自由灵活控制所述上刀冲刀331及所述下刀冲刀421，满足更加多元化车型及场地限制的需求。

而以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.柔性多工位冲切装置，其特征在于，包含有，

主梁机构，其具有主梁支架、移位电机、滚珠丝杠组件及导轨组件，所述主梁支架具有第一竖向部及第二竖向部，所述第一竖向部上布置有所述移位电机、所述滚珠丝杠组件及所述导轨组件，所述移位电机用于带动所述滚珠丝杠组件工作，所述滚珠丝杠组件具有竖向螺杆及所述竖向螺杆上的螺母，所述导轨组件具有竖向导轨及所述竖向导轨上的活动滑块，所述活动滑块与所述螺母相固定地结合；

机器人快换盘，其与所述第一竖向部相固定地结合，所述机器人快换盘用于对接机器人手臂；

多工位上刀机构，其具有上刀固定座、上刀转动电机、上刀竖向转盘、上刀定位气缸及上刀定位插销，所述上刀固定座与所述活动滑块相固定地结合，使得所述上刀固定座与所述活动滑块同步动作，所述上刀固定座还分别与所述上刀转动电机及所述上刀定位气缸相固定地结合，所述上刀转动电机用于带动所述上刀竖向转盘转动，所述上刀竖向转盘上沿圆周方向布置有两个以上的上刀冲刀，所述上刀冲刀沿径向向外延伸，所述上刀竖向转盘上沿圆周方向还布置有与所述上刀冲刀数量相同的上刀定位销孔，所述上刀定位销孔与所述上刀冲刀呈一一对应关系，所述上刀定位气缸的气缸轴与所述上刀定位插销相固定地结合，所述上刀定位插销用于选择性地进入所述上刀定位销孔中的一个的内部，以锁住所述上刀竖向转盘不让其转动；

多工位下刀机构，其具有下刀转动电机、下刀竖向转盘、下刀定位气缸及下刀定位插销，所述下刀转动电机与所述第二竖向部相固定地结合，所述下刀转动电机用于带动所述下刀竖向转盘转动，所述下刀竖向转盘与所述上刀竖向转盘处于同一竖向平面，所述下刀竖向转盘上沿圆周方向布置有两个以上的下刀冲刀，所述下刀冲刀沿径向向外延伸，所述下刀竖向转盘上沿圆周方向还布置有与所述下刀冲刀数量相同的下刀定位销孔，所述下刀定位销孔与所述下刀冲刀呈一一对应关系，所述下刀定位气缸的气缸轴与所述下刀定位插销相固定地结合，所述下刀定位插销用于选择性地进入所述下刀定位销孔中的一个的内部，以锁住所述下刀竖向转盘不让其转动。

2.根据权利要求1所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，还包含有，所述移位电机还对应有移位减速机，所述移位电机的电机轴与所述移位减速机的输入轴相固定地结合，所述移位减速机的输出轴与所述主动齿轮相固定地结合，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述从动齿轮与所述竖向螺杆相固定地结合，所述主动齿轮与所述移位减速机的输出轴具有共同的第一轴线，所述从动齿轮与所述竖向螺杆具有共同的第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线相互平行。

3.根据权利要求1所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，所述上刀冲刀的数量共有三个且两两相互间隔120°，所述上刀定位销孔的数量共有三个且两两相互间隔120°。

4.根据权利要求1或3所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，转动所述上刀竖向转盘，当指定的一个所述上刀冲刀转到竖直向下位置时，与之对应的所述上刀定位销孔正好对位所述上刀定位插销，所述上刀定位气缸动作，所述上刀定位气缸的气缸轴将所述上刀定位插销移位至所述上刀定位销孔的内部，所述上刀定位插销与所述上刀定位销孔相轴孔配合。

5.根据权利要求1或3所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，所述上刀冲刀为机械冲刀或超声波冲刀。

6.根据权利要求1所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，所述下刀冲刀的数量共有三个且两两相互间隔120°，所述上刀定位销孔的数量共有三个且两两相互间隔120°。

7.根据权利要求1或6所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，转动所述下刀竖向转盘，当指定的一个所述下刀冲刀转到竖直向上位置时，与之对应的所述下刀定位销孔正好对位所述下刀定位插销，所述下刀定位气缸动作，所述下刀定位气缸的气缸轴将所述下刀定位插销移位至所述上刀定位销孔的内部，所述下刀定位插销与所述下刀定位销孔相轴孔配合。

8.根据权利要求1或6所述的柔性多工位冲切装置，其特征在于，所述下刀冲刀为机械冲刀或超声波冲刀。

9.柔性多工位冲切方法，其特征在于，包含有以下步骤并且依次执行，

步骤S1，提供机器人手臂及权利要求1至8中任意一项所述的柔性多工位冲切装置；

步骤S2，对接所述机器人手臂与所述机器人快换盘；

步骤S3，根据冲孔孔位的要求，调整所述机器人手臂、所述活动滑块、所述上刀竖向转盘、所述下刀竖向转盘的位置和/或角度，使得所述上刀冲刀及所述下刀冲刀对位所述冲孔孔位；以及，

步骤S4，利用所述上刀冲刀及所述下刀冲刀完成所述冲孔孔位的冲切动作。