CN111229926B - 一种自动化货叉钣金生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动化货叉钣金生产线，属于自动化设备技术领域，包括用于堆放待加工工件的进料架、用于冲压成型工件前端的第一冲压设备、用于冲压成型工件后端的第二冲压设备、用于将折弯工件外沿向上垂直折弯的第一折弯设备、用于将工件左右两侧的上部相对向内水平折弯的第二折弯设备、用于对工件前端冲孔的第三冲压设备、用于堆放已加工工件的出料架，所述上料架、第一冲压设备、第二冲压设备、第一折弯设备、第二折弯设备、第三冲压设备、下料架依次布置且相邻二者之间布置有机械手，机械手末端设有吸合抓取工件的吸盘抓手，机械手通过吸盘抓手吸合抓取工件并将工件从前一个工位搬运至下一个工位。本发明具有生产效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种自动化货叉钣金生产线。
背景技术
随着现代工业的发展，人们出于提高生产效率，稳定和提高产品质量，改善工人劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的考虑，发明了机械臂，并把它大量应用于生产过程中，尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，机械臂更是得到了广泛的应用。
在钣金领域，目前已有人利用机械臂组成了自动化冲压生产线，例如，一项申请号为201910627848.X的中国专利，公开了一种钣金冲压成型自动化生产线及其生产工艺，包含有：上料组件，存储并提升待冲压加工钣金件；连杆式移动机械手组件，抓取上料组件内的待冲压加工钣金件并移送至冲压机床；水平翻转组件；对待冲压加工钣金件进行180°水平翻转实现两面冲压加工；冲压机床；对连杆式移动机械手组件(1)的待冲压加工钣金件进行冲压加工；下料输送机；连杆式移动机械手组件将冲压机床(4)冲压完成的钣金件输送至下料输送机(5)上；
又如，一项申请号为201610908063.6的中国专利，公开了一种冲压五轴直立式机械手多机互联控制方法及冲压生产线。
但是，现有的钣金生产线通常只有冲压工艺，而货叉的钣金成型通常还有折弯工艺，现有的自动化钣金生产线难以适用货叉的自动化生产，还需要人工辅助，生产效率低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种生产效率高的自动化货叉钣金生产线。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种自动化货叉钣金生产线，包括用于堆放待加工工件的进料架、用于冲压成型工件前端的第一冲压设备、用于冲压成型工件后端的第二冲压设备、用于将折弯工件外沿向上垂直折弯的第一折弯设备、用于将工件左右两侧的上部相对向内水平折弯的第二折弯设备、用于对工件前端冲孔的第三冲压设备、用于堆放已加工工件的出料架，所述进料架、第一冲压设备、第二冲压设备、第一折弯设备、第二折弯设备、第三冲压设备、出料架依次布置且相邻二者之间布置有机械手，机械手末端设有吸合抓取工件的吸盘抓手，机械手通过吸盘抓手吸合抓取工件并将工件从前一个工位搬运至下一个工位。
作为本发明的进一步改进，所述第二折弯设备与第三冲压设备之间的机械手通过平移组件可滑动安装于第二折弯设备的前侧，平移组件安装于地面上并带动该机械手整体沿前后方向滑动。
作为本发明的进一步改进，所述第一冲压设备、第二冲压设备、第三冲压设备前方分别设有加载平台，加载平台接收对应机械手所抓取的工件，加载平台包括支架、安装于支架顶面的支撑板、设于支撑板上的夹紧机构，工件一端通过夹紧机构与支撑板贴合固定，另一端伸入对应的冲压设备进行冲压。
作为本发明的进一步改进，所述加载平台还包括固设于支撑板上的若干个定位柱，若干个定位柱围合形成供工件一端嵌入的定位形腔，定位形腔与工件一端的外轮廓贴合以限制工件水平移动。
作为本发明的进一步改进，所述支撑板通过滑动组件可滑动安装于支架上，滑动组件带动支撑板、夹紧机构及工件沿前后方向滑动。
作为本发明的进一步改进，所述夹紧机构为转角下压气缸；或者，所述夹紧机构为电磁吸盘，电磁吸盘通电吸合工件一端底面。
作为本发明的进一步改进，所述吸盘抓手包括与机械手末端相连的连接法兰、与连接法兰相连的矩形框架、安装于矩形框架四个边角位置的真空吸盘。
作为本发明的进一步改进，所述真空吸盘通过连接片安装于矩形框架上，连接片开设有供真空吸盘上端螺杆穿过的条形孔，真空吸盘上端螺杆可沿条形孔水平移动。
作为本发明的进一步改进，所述矩形框架中部还对称安装有至少两个真空吸盘。
作为本发明的进一步改进，所述矩形框架上还安装有两个检测传感器，两个检测传感器分别对准工件的前后两端。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
1、通过本申请的生产线，可将板材原料一次性钣金成货叉，生产过程全程自动化，无需人工辅助操作，生产效率高；并且将工件前端冲孔工艺布置于折弯工艺之后，可防止工件产生变形，提高工件质量，产线布置更加合理。
2、通过在第二折弯设备的前侧设置平移组件，以使对应机械手在搬运第二折弯设备上的工件时，可以通过平移组件整体带动机械手、工件沿前后方向水平移动，从而方便工件向前直接脱出折弯模，进而降低模具的复杂性，避免折弯模内置滑块机构，来防止工件侧壁水平折弯后内扣模具，导致工件难以脱模。
3、由于货叉长度较长，因此工件一端冲压成型时，另一端通常会伸出冲压设备外，而通过在每个冲压设备前方对应布置加载平台以支撑并固定工件，可使工件冲压成型时更加稳定，且工件定位效果很好，便于下一个机械手搬运，整个生产线自动化运行更稳定。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的前视图。
图2是本发明一较佳实施例的俯视图。
图3是加载平台的前视示意图。
图4是加载平台的俯视示意图。
图5是吸盘抓手的结构示意图。
图6是成型工件的立体图。
图7是经第一冲压设备、第二冲压设备冲压后的工件结构图。
图中，10、工件；100、进料架；200、第一冲压设备；300、第二冲压设备；400、第一折弯设备；500、第二折弯设备；600、第三冲压设备；700、出料架；800、机械手；810、吸盘抓手；811、连接法兰；812、矩形框架；813、真空吸盘；814、连接片；814a、条形孔；815、检测传感器；900、平移组件；1000、加载平台；1010、支架；1020、支撑板；1030、定位柱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图7所示，本自动化货叉钣金生产线，包括用于堆放待加工工件10的进料架100、用于冲压成型工件10前端的第一冲压设备200、用于冲压成型工件10后端的第二冲压设备300、用于将折弯工件10外沿向上垂直折弯的第一折弯设备400、用于将工件10左右两侧的上部相对向内水平折弯的第二折弯设备500、用于对工件10前端冲孔的第三冲压设备600、用于堆放已加工工件10的出料架700，所述进料架100、第一冲压设备200、第二冲压设备300、第一折弯设备400、第二折弯设备500、第三冲压设备600、出料架700依次布置且相邻二者之间布置有机械手800，机械手800末端设有吸合抓取工件10的吸盘抓手810，机械手800通过吸盘抓手810吸合抓取工件10并将工件10从前一个工位搬运至下一个工位。
生产时，人工将若干件矩形板材状的待加工工件10堆放在进料架100内，若干件工件10从下至上整齐依次堆叠并由进料架100进行定位；进料架100固定布置在预设位置，并设置有供待加工工件10嵌入的存料槽，工件10外沿与存料槽内壁贴合以定位放置工件10，便于机械手800充分抓取。优选的，存料槽侧壁可竖向开设条形缺口，以便于工具托住多个工件10后并沿条形缺口向下活动，以一次性将工件10全部放入存料槽后，然后再取出工具。
下一步，第一个机械手800通过吸盘抓手810将进料架100内的工件10搬运至第一冲压设备200，并将工件10前端伸入第一冲压设备200的冲压模中，以冲压成型工件10前端的弧形轮廓；
下一步，下一个机械手800通过吸盘抓手810将第一冲压设备200上的工件10搬运至第二冲压设备300，并将工件10后端伸入第二冲压设备300的冲压模中，以冲压成型工件10后端的缺口；
下一步，下一个机械手800通过吸盘抓手810将第二冲压设备300上的工件10搬运至第一折弯设备400的折弯模中，并将工件10除后边沿以为的全部外沿向上垂直折弯；
下一步，下一个机械手800通过吸盘抓手810将第一折弯设备400上的工件10搬运至第二折弯设备500的折弯模中，并将工件10左侧壁、右侧壁的上部相对向内水平折弯；值得说明的是，第二折弯设备500中折弯模的结构和原理，类似申请号为201621142131.4，名称为一种四边内勾折弯模具的中国专利，以防止工件10侧壁水平折弯后内扣模具，导致工件10难以脱模，机械手800无法搬运。
下一步，下一个机械手800通过吸盘抓手810将第二折弯设备500上的工件10搬运至第三冲压设备600，并将工件10前端伸入第三冲压设备600的冲压模中，以冲压成型工件10前端的通孔，
最后，最后一个机械手800通过吸盘抓手810将第三冲压设备600上的已加工工件10搬运至出料架700，出料架700可采用类似进料架100的结构，以整齐堆放已加工工件10。
通过本申请的生产线，可将板材原料一次性钣金成货叉，生产过程全程自动化，无需人工辅助操作，生产效率高；并且将工件10前端冲孔工艺布置于折弯工艺之后，可防止工件10产生变形，提高工件10质量，产线布置更加合理。
作为本申请的优选方案，第二折弯设备500与第三冲压设备600之间的机械手800通过平移组件900可滑动安装于第二折弯设备500的前侧，平移组件900安装于地面上并带动该机械手800整体沿前后方向滑动。
通过在第二折弯设备500的前侧设置平移组件900，以使对应机械手800在搬运第二折弯设备500上的工件10时，可以通过平移组件900整体带动机械手800、工件10沿前后方向水平移动，从而方便工件10向前直接脱出折弯模，进而降低模具的复杂性，避免折弯模内置滑块机构，以防止工件10侧壁水平折弯后内扣模具，导致工件10难以脱模。
平移组件900包括固定安装的滑轨、与滑轨滑动配合的滑块、带动滑块沿滑轨前后水平移动的驱动机构，驱动机构可以是油缸或气缸或电机等，对应机械手800的底座安装于滑块上。
第一冲压设备200、第二冲压设备300、第三冲压设备600前方分别设有加载平台1000，加载平台1000接收对应机械手800所抓取的工件10，加载平台1000包括支架1010、安装于支架1010顶面的支撑板1020、设于支撑板1020上的夹紧机构，工件10一端通过夹紧机构与支撑板1020贴合固定，另一端伸入对应的冲压设备进行冲压。
夹紧机构(图中未显示)可以是转角下压气缸，工件10放置至支撑板1020之前，转角下压气缸位于外侧，工件10放置至支撑板1020之后，转角下压气缸旋转90°至工件10上方并下压夹紧工件10。
夹紧机构也可以是与真空吸附盘，工件10放置至支撑板1020之后，真空吸附盘通过真空发生器与工件10底面吸合以固定工件。
夹紧机构还可以是电磁吸盘，工件10放置至支撑板1020之前，电磁吸盘未通电并且无磁性，工件10放置至支撑板1020之后，电磁吸盘通电并通过磁力吸合工件10一端底面。
由于货叉长度较长，因此工件10一端冲压成型时，另一端通常会伸出冲压设备外，而通过在每个冲压设备前方对应布置加载平台1000以支撑并固定工件10，可使工件10冲压成型时更加稳定，且工件10定位效果很好，便于下一个机械手800搬运，整个生产线自动化运行更稳定。
其中，加载平台1000还包括固设于支撑板1020上的若干个定位柱1030，若干个定位柱1030围合形成供工件10一端嵌入的定位形腔，定位形腔与工件10一端的外轮廓贴合以限制工件10水平移动。
也就是说，机械手800将工件10搬运至装置加载平台1000时，定位柱1030可对工件10进行准确定位，以消除机械手800在搬运过程中产生的误差，保证工件10在冲压之前与冲压设备之间的相对位置，从而提高产品的冲压质量。
优选的，支撑板1020通过滑动组件可滑动安装于支架1010上，滑动组件带动支撑板1020、夹紧机构及工件10沿前后方向滑动。滑动组件(图中未显示)的结构可参考平移组件900。
机械手800搬运时，可先将工件10搬运至支撑板1020上，然后通过定位柱1030定位工件10，并通过夹紧机构固定工件10，随后滑动组件带动工件10整体向后滑动至预定位置，对应的冲压设备对工件10一端进行冲压工作，然后滑动组件再带动工件10向前滑动至原位，然后释放夹紧机构，随后下一个机械手800可对该工件10进行搬运工作。
通过设置滑动组件，可降低对机械手800的工作范围及承载能力要求，从而避免机械手800与冲压设备发生干涉，降低生产成本。
如图5所示，吸盘抓手810包括与机械手800末端相连的连接法兰811、与连接法兰811相连的矩形框架812、安装于矩形框架812四个边角位置的真空吸盘813。
真空吸盘813配合真空发生器与工件10的表面吸合，四个真空吸盘813配合使用则能可靠的吸住整个工件10。
其中，真空吸盘813通过连接片814安装于矩形框架812上，连接片814开设有供真空吸盘813上端螺杆穿过的条形孔814a，真空吸盘813上端螺杆可沿条形孔814a水平移动。真空吸盘813可通过连接片814上的条形孔814a调整安装位置，便于设备的调试。
为使吸盘抓手810吸合抓取工件10更可靠，形框架中部还对称安装有至少两个真空吸盘813。
另外，矩形框架812上还安装有两个检测传感器815，两个检测传感器815分别对准工件10的前后两端。
当工件10两端均进入两个检测传感器815的检测范围时，表明工件10被吸盘抓手810完全吸合，此时机械手800才进行下一步动作；
当任意一个检测传感器815无法在检测范围内检测到工件10，表明吸盘抓手810未抓取到工件10，或者吸盘抓手810未完全吸合工件10，此时机械手800无法进行下一步动作，需要人工调试，以保证生产线安全运行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于，包括用于堆放待加工工件的进料架、用于冲压成型工件前端的第一冲压设备、用于冲压成型工件后端的第二冲压设备、用于将折弯工件外沿向上垂直折弯的第一折弯设备、用于将工件左右两侧的上部相对向内水平折弯的第二折弯设备、用于对工件前端冲孔的第三冲压设备、用于堆放已加工工件的出料架，所述进料架、第一冲压设备、第二冲压设备、第一折弯设备、第二折弯设备、第三冲压设备、出料架依次布置且相邻二者之间布置有机械手，机械手末端设有吸合抓取工件的吸盘抓手，机械手通过吸盘抓手吸合抓取工件并将工件从前一个工位搬运至下一个工位；
所述第二折弯设备与第三冲压设备之间的机械手通过平移组件可滑动安装于第二折弯设备的前侧，平移组件安装于地面上并带动该机械手整体沿前后方向滑动；
所述第一冲压设备、第二冲压设备、第三冲压设备前方分别设有加载平台，加载平台接收对应机械手所抓取的工件，加载平台包括支架、安装于支架顶面的支撑板、设于支撑板上的夹紧机构，工件一端通过夹紧机构与支撑板贴合固定，另一端伸入对应的冲压设备进行冲压。
2.根据权利要求1所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述加载平台还包括固设于支撑板上的若干个定位柱，若干个定位柱围合形成供工件一端嵌入的定位形腔，定位形腔与工件一端的外轮廓贴合以限制工件水平移动。
3.根据权利要求2所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述支撑板通过滑动组件可滑动安装于支架上，滑动组件带动支撑板、夹紧机构及工件沿前后方向滑动。
4.根据权利要求3所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述夹紧机构为转角下压气缸；或者，所述夹紧机构为真空吸附盘；或者，所述夹紧机构为电磁吸盘，电磁吸盘通电吸合工件一端底面。
5.根据权利要求1所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述吸盘抓手包括与机械手末端相连的连接法兰、与连接法兰相连的矩形框架、安装于矩形框架四个边角位置的真空吸盘。
6.根据权利要求5所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述真空吸盘通过连接片安装于矩形框架上，连接片开设有供真空吸盘上端螺杆穿过的条形孔，真空吸盘上端螺杆可沿条形孔水平移动。
7.根据权利要求5所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述矩形框架中部还对称安装有至少两个真空吸盘。
8.根据权利要求5所述的一种自动化货叉钣金生产线，其特征在于：所述矩形框架上还安装有两个检测传感器，两个检测传感器分别对准工件的前后两端。
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