CN110586729A - 一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置，包括：冲压台，包括下冲压台以及可以上下滑动的上冲压台；模具转塔，设置有一可转动的转塔支柱，在转塔支柱上安装有上下两组抓取机构，各抓取机构均设置有周向安装在转塔支柱上的多个伸缩夹爪，模具转塔通过第一导轨可以滑动至冲压台；至少一组机械手，各组机械手安装有一纵向升降机构，在升降机构的顶部安装有一横向伸缩机构，在横向伸缩机构的末端安装有朝向冲压台的一侧设置有夹持机构，机械手通过第二导轨可以滑动至冲压台。本发明实现了在冲压过程中快速自动更换模具、调整工件位置姿态以及自动冲压等操作，耗时短且自动化程度高，保证了长轴类复杂冲压件的零件质量以及生产工作的高效进行。

Description

一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置
技术领域
本专利属于机械工程领域，具体的说，涉及一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置，特别是一种能够快速自动更换模具，调整工件位置姿态的冲压装置。
背景技术
随着我国装备制造业的不断发展，尤其是核电等特殊装备行业，对长轴类复杂零件的需求和要求都越来越高。这种长轴类复杂零件一般通过冲压成型，且由于结构复杂，往往需要多次冲压。根据零件的具体加工要求，冲压过程往往需要更换多副不同的模具，来对工件的同一部位进行多道冲压工序，或者对工件的不同部位分别进行不同的冲压操作。
通过大量实例调查发现，当前对于长轴类复杂冲压件的冲压操作，往往是完成一步冲压后，由人工直接更换模具或者借助工具、机械手等设备更换模具、调整工件位置姿态，然后再进行下一步冲压，效率较低，并且较长的更换时间会导致高温待冲压件的温度降低过多，影响冲压质量。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足和缺陷，提供了一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置。具体方案如下：
一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置，包括：
冲压台，所述冲压台包括有导杆以及位于导杆同一侧的上冲压台和下冲压台，上冲压台滑动安装在导杆的一侧，在上冲压台的正上方设置有一冲压锤头；
模具转塔，模具转塔设置有转塔底座，在转塔底座上安装有一可转动的转塔支柱，在转塔支柱上安装有上下两组抓取机构，各抓取机构均设置有周向安装在转塔支柱上的多个朝上或者朝下的伸缩夹爪；
第一导轨，设置在冲压台和模具转塔之间，模具转塔的转塔底座滑动设置在该第一导轨上；
至少一组机械手，各组机械手设置在冲压台的一侧，包括有机械手底座，在机械手底座上安装有一纵向升降机构，在升降机构的顶部安装有一横向伸缩机构，在横向伸缩机构的末端安装有一固定座，在固定座朝向冲压台的一侧设置有夹持机构；
第二导轨，设置在冲压台和机械手之间，机械手的机械手底座滑动设置在该第二导轨上。
进一步的，导杆与下冲压台后侧面固定连接；
上冲压台后侧面设有滑槽，与导杆滑动连接；
在导杆顶部设置有一钢索绕线盒，钢索绕线盒内置有转动轴，在转动轴上缠绕有两根纲索，两根纲索从钢索绕线盒中伸出并与上冲压台相连。
进一步的，转塔底座内置有液压装置，在所述液压装置的伸缩杆顶部安装有一可水平转动的旋转电机，转塔支柱安装在旋转电机上。
进一步的，转塔底座内部设置有用于驱动所述旋转电机升降的液压升降装置。
进一步的，每组抓取机构包括周向安装在转塔支柱外壁的多个支撑悬臂，且上下两组抓取机构的各支撑悬臂在高度方向上重合，在支撑悬臂末端的上表面或者下表面设置有第一旋转座，在第一旋转座的侧壁上周向安装有若干伸缩杆；
所述伸缩夹爪由周向安装在第一旋转座侧壁上的若干朝上或者朝下设置的L型机械抓手组成，各L型机械抓手的横杆分别固定在各伸缩杆上。
进一步的，在固定座朝向冲压台的一侧设置有第二旋转座，所述第二旋转座的旋转方向垂直于地面，所述夹持机构安装在该第二旋转座上。
进一步的，模具转塔设置于所述冲压台的正前方，所述长轴类复杂冲压件自动冲压装置包括有两组分列于所述冲压台左右两侧的机械手。
进一步的，上冲压台的下表面和下冲压台的上表面均设置有电磁铁。
本发明通过模具转塔、机械手、冲压台的联动和配合，实现了在冲压过程中快速自动更换模具、调整工件位置姿态以及自动冲压等操作，耗时短且自动化程度高，保证了长轴类复杂冲压件的零件质量以及生产工作的高效进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置总体图；
图2为模具转塔整体图；
图3为上模具抓取机构整体图；
图4为机械手整体图；
图5为机械手端部的夹持机构示意图；
图6为冲压台整体图；
图7为本发明工作状态示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
如图1-6所示，本发明提供了一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置，包括：
冲压台300，冲压台300包括有导杆302以及位于导杆302同一侧的上冲压台303和下冲压台301，上冲压台303滑动安装在导杆302的一侧，在上冲压台303的正上方设置有一冲压锤头701，如图6所示；
模具转塔100，模具转塔100设置有转塔底座101，在转塔底座101上安装有一可转动的转塔支柱103，在转塔支柱103上安装有上下两组分别用于输送上模具和下模具的抓取机构，各抓取机构均设置有周向安装在转塔支柱103上的至少一个朝上或者朝下的伸缩夹爪，如图2-3所示；
第一导轨500，设置在冲压台300和模具转塔100之间，模具转塔100的转塔底座101滑动设置在该第一导轨500上；
至少一组机械手200，各组机械手设置在冲压台300的一侧，包括有机械手底座201，在机械手底座201上安装有一纵向升降机构，在升降机构的顶部安装有一横向伸缩机构，在横向伸缩机构的末端安装有一固定座207，在固定座207朝向冲压台300的一侧设置有夹持机构，如图4-5所示；
第二导轨600，设置在冲压台300和机械手200之间，机械手200的机械手底座201滑动设置在该第二导轨600上。
本发明提供的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，模具转塔搭载有上模具抓取机构和下模具抓取机构，且上下两组抓取机构分别设置有多个周向分布的伸缩夹爪，在工作时，模具转塔移动至冲压台300处，上下模具抓取机构和下模具抓取机构可以分别将上模具和下模具送至上冲压台303和下冲压台301固定，之后模具转塔100回位，冲压台300进行冲压工作，之后模具转塔100再移动至冲压台300处，将使用完的一副模具移走。然后旋转模具转塔，使一副要用的模具面向冲压台300，重复上述操作，将上下模具分别固定到上冲压台303和下冲压台301。机械手200根据零件的具体加工需要，将零件旋转一定角度放置到下模具中，或者沿第二导轨600移动，将工件的指定部分放置于模具内，等待冲压。随后重复上述冲压操作。经过多次更换模具对工件进行多次冲压，逐步形成所需要的长轴类复杂冲压件成品。采用本发明提供的自动冲压装置，极大提高了长轴类复杂冲压件的冲压效率。
在一可选的实施例中，导杆302与下冲压台301后侧面固定连接，上冲压台303后侧面设有滑槽，与导杆302滑动连接。在导杆302顶部设置有一钢索绕线盒304，钢索绕线盒304内置有转动轴，在转动轴上缠绕有两根纲索305和306，两根纲索从钢索绕线盒304中伸出并与上冲压台303相连。为了保证平衡，这两根纲索305和306分别位于导杆302的两侧。其中，转动轴由钢索绕线盒304内置的电机驱动转动。
在一可选的实施例中，转塔底座101内置有液压装置，在液压装置的伸缩杆顶部安装有一可水平转动的旋转电机102，转塔支柱103安装在旋转电机102上。
在一可选的实施例中，抓取机构包括周向安装在转塔支柱103外壁的若干支撑悬臂104，且上下两组抓取机构的各支撑悬臂104在高度方向上重合，在支撑悬臂104末端的上表面或者下表面设置有第一旋转座1071，在第一旋转座1071的侧壁上周向安装有若干伸缩杆1072；伸缩夹爪由周向安装在第一旋转座1071侧壁上的若干朝上或者朝下设置的L型机械抓手1073组成，各L型机械抓手1073的横杆分别固定在各伸缩杆1072上。
其中，机械手200的纵向升降机构以及横向伸缩机构均为液压伸缩缸，如图4可见，纵向升降机构由气缸202以及伸缩杆203构成，在伸缩杆203顶部设置有一固定块204。横向伸缩机构的气缸205一端固定在固定块204一侧，另一端设置有伸缩杆206。固定座207固定在伸缩杆206的末端。
在一可选的实施例中，在固定座207朝向冲压台300的一侧设置有第二旋转座209，第二旋转座209由固定座207内部的驱动电机驱动旋转，且该第二旋转座209的旋转方向垂直于地面，夹持机构安装在该第二旋转座209上，如图5所示，夹持机构由两个夹紧手指210和211构成。
在一可选的实施例中，模具转塔100设置于冲压台300的正前方，所述长轴类复杂冲压件自动冲压装置包括有两组分列于所述冲压台300左右两侧的机械手200和机械手400。
在一可选的实施例中，上冲压台303的下表面和下冲压台301的上表面均设置有电磁铁，通电时用于将上下两组抓取机构夹持的模具吸附住，便于后续的冲压。
本发明提供的长轴类复杂冲压件自动冲压装置具体工作实施方式如下：
首先，冲压台300沿着纵向的第一导轨500移动至合适工位，模具转塔100的4个上模具伸缩夹爪107和4个下模具伸缩夹爪105分别固定抓紧4个上模具和4个下模具，每个上模具对应一个下模具，组成一套冲压模具。本附图作为示范性例中共给出4套模具，但不仅限于4套。
模具转塔100沿着第一导轨500向冲压台300移动，直至一对上模具伸缩夹爪107和下模具伸缩夹爪105进入到上冲压台303和下冲压台301之间。此时该上模具伸缩夹爪107的4个伸缩杆1072向外运动，4个L型机械抓手1073松开被夹紧的上模具，上冲压台303向下运动至与上模具表面接触，此时上冲压台303下表面的电磁铁通电，与上模具上规定的被吸面吸合，从而固定住上模具；同理下模具伸缩夹爪105将下模具放置到下冲压台301的上表面，由于下模具与下冲压台301的上表面间距非常小，松开机械手指，下模具便可直接与下冲压台301的上表面接触，也通过电磁吸附固定住下模具。此时模具转塔100反向运动远离冲压台300。随后外部装置将待冲压的长轴类高温毛胚件放置到下模具上，等待冲压。钢索绕线盒304控制钢索305和306对上冲压台303的拉力，使拉力等于上冲压台303和上模具的重量之和，从而使得拉力与重力平衡。需要说明的是，在此过程中，模具转塔100将上、下模具送至上冲压台303、下冲压台301并吸附后，转塔上模具伸缩夹爪虽然松开，但由于后端还是被模具挡着，转塔是横移不出来的，因此需要上冲压台带动上模具一起向上移动一段距离，让出空间，随后模具转塔100在液压装置的驱动下向上移动，使上下一对伸缩夹爪都不被上下模具遮挡干涉，最后模具转塔100后撤离开。随后重新调节上模具所处高度，使其位于合适的冲压工位，等待冲压。
然后开始冲压工作，冲压机700控制冲压锤头701向下冲击，砸到上冲压台303的上表面，并继续向下冲击，使得上模具与下模具贴合在一起，对模具内的长轴类高温毛胚件形成挤压，促使其成型。随后冲压锤头701回位，钢索绕线盒304收紧钢索305和306，从而控制上冲压台303和上模具一起复位。
随后机械手200和400开始工作，二者沿着横向的第二导轨600相向运动至长轴类毛胚件处，通过夹紧手指210和211分别夹住工件的两端，液压推杆203向上运动，将工件提升至上冲压台303和下冲压台301中间的位置。随后模具转塔100再次运动到冲压台300，上冲压台303向上运动让出空间，旋转电机102在底座101内部液压装置的驱动下向上运动，使下模具伸缩夹爪105的机械抓手1073指尖高过下模具的上表面，随后模具转塔100继续靠近冲压台300，使下模具伸缩夹爪105位于下模具的正上方，旋转电机102在底座101内部液压装置的驱动下向下运动，使下模具伸缩夹爪105抓住下模具，机械手指夹紧固定，下冲压台301断电解除电磁吸附，旋转电机102底座101内部液压装置的驱动下向上运动，使下模具离开下冲压台301表面。
然后上冲压台303向下运动，将上模具放置到上模具伸缩夹爪107内，机械抓手1073夹紧上模具，上冲压台303断电解除电磁吸附，随后模具转塔100向远离冲压台300的方向运动，将使用完的一副模具移走。然后旋转电机102旋转90度，使一副要用的模具面向冲压台300，重复上述操作，将上下模具分别固定到上冲压台303和下冲压台301。机械手200和400根据零件的具体加工需要，将零件旋转一定角度放置到下模具中，或者沿第二导轨600移动，将工件的指定部分放置于模具内，等待冲压。随后重复上述冲压操作。经过多次更换模具对工件进行多次冲压，逐步形成所需要的长轴类复杂冲压件成品。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，包括：
冲压台(300)，所述冲压台(300)包括有导杆(302)以及位于导杆(302)同一侧的上冲压台(303)和下冲压台(301)，上冲压台(303)滑动安装在导杆(302)的一侧，在上冲压台(303)的正上方设置有一冲压锤头(701)；
模具转塔(100)，模具转塔(100)设置有转塔底座(101)，在转塔底座(101)上安装有一可转动的转塔支柱(103)，在转塔支柱(103)上安装有上下两组抓取机构，各抓取机构均设置有周向安装在转塔支柱(103)上的多个朝上或者朝下的伸缩夹爪；
第一导轨(500)，设置在冲压台(300)和模具转塔(100)之间，模具转塔(100)的转塔底座(101)滑动设置在该第一导轨(500)上；
至少一组机械手(200)，各组机械手设置在冲压台(300)的一侧，包括有机械手底座(201)，在机械手底座(201)上安装有一纵向升降机构，在升降机构的顶部安装有一横向伸缩机构，在横向伸缩机构的末端安装有一固定座(207)，在固定座(207)朝向冲压台(300)的一侧设置有夹持机构；
第二导轨(600)，设置在冲压台(300)和机械手(200)之间，机械手(200)的机械手底座(201)滑动设置在该第二导轨(600)上。
2.如权利要求1所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，
导杆(302)与下冲压台(301)后侧面固定连接；
上冲压台(303)后侧面设有滑槽，与导杆(302)滑动连接；
在导杆(302)顶部设置有一钢索绕线盒(304)，钢索绕线盒(304)内置有转动轴，在转动轴上缠绕有两根纲索，两根纲索从钢索绕线盒(304)中伸出并与上冲压台(303)相连。
3.如权利要求1所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，转塔底座(101)内置有液压装置，在所述液压装置的伸缩杆顶部安装有一可水平转动的旋转电机(102)，转塔支柱(103)安装在旋转电机(102)上。
4.如权利要求3所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，转塔底座(101)内部设置有用于驱动所述旋转电机(102)升降的液压升降装置。
5.如权利要求3所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，每组抓取机构包括周向安装在转塔支柱(103)外壁的多个支撑悬臂(104)，且上下两组抓取机构的各支撑悬臂(104)在高度方向上重合，在支撑悬臂(104)末端的上表面或者下表面设置有第一旋转座(1071)，在第一旋转座(1071)的侧壁上周向安装有若干伸缩杆(1072)；
所述伸缩夹爪由周向安装在第一旋转座(1071)侧壁上的若干朝上或者朝下设置的L型机械抓手(1073)组成，各L型机械抓手(1073)的横杆分别固定在各伸缩杆(1072)上。
6.如权利要求1所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，在固定座(207)朝向冲压台(300)的一侧设置有第二旋转座(209)，所述第二旋转座(209)的旋转方向垂直于地面，所述夹持机构安装在该第二旋转座(209)上。
7.如权利要求1所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，
模具转塔(100)设置于所述冲压台(300)的正前方，所述长轴类复杂冲压件自动冲压装置包括有两组分列于所述冲压台(300)左右两侧的机械手(200)。
8.如权利要求1所述的长轴类复杂冲压件自动冲压装置，其特征在于，上冲压台(303)的下表面和下冲压台(301)的上表面均设置有电磁铁。
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