CN112974996B - 一种钣金加工工业智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钣金加工工业智能机器人，包括工作台、剪切机构以及输送机构，所述的工作台左侧方向上设置有输送机构，所述工作台上方设置有剪切机构，所述剪切机构固定安装在工作台上。本发明可以解决钣金加工过程中所存在的以下难题：a.目前传统的钣金件剪切大多是单个进行，然后根据需求剪切成不同宽度，未能实现批量化剪切，使得其工作效率低，强度大；b.目前市场中存在的批量化剪切钣金件具有一定的局限性，不能实现剪切成对不同宽度的钣金件，其实际实用性不强；c.钣金件在实际剪切时，剪切刀会使钣金件周边起翘，使得钣金件切口不平整，在使用时需要进行修整，同时人工在搬运时容易造成人身伤害。

Description

一种钣金加工工业智能机器人

技术领域

本发明涉及钣金加工技术领域，具体涉及一种钣金加工工业智能机器人。

背景技术

钣金加工是钣金技术职员需要把握的枢纽技术，也是钣金制品成形的重要工序。钣金加工是包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操纵方法，还包括新冲压技术及新工艺。金属板材加工就叫钣金加工，具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、漏斗形等，主要工序有剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等，需要一定几何知识。钣金件就是薄板五金件，也就是可以通过冲压，弯曲，拉伸等手段来加工的零件，一个大体的定义就是在加工过程中厚度不变的零件。相对应的是铸造件，锻压件，机械加工零件等。

目前，钣金加工过程中所存在的以下难题：a.目前传统的钣金件剪切大多是单个进行，然后根据需求剪切成不同宽度，未能实现批量化剪切，使得其工作效率低，强度大；b.目前市场中存在的批量化剪切钣金件具有一定的局限性，不能实现剪切成对不同宽度的钣金件，其实际实用性不强；c.钣金件在实际剪切时，剪切刀会使钣金件周边起翘，使得钣金件切口不平整，在使用时需要进行修整，同时人工在搬运时容易造成人身伤害。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种钣金加工工业智能机器人，可以解决钣金加工过程中所存在的以下难题：a.目前传统的钣金件剪切大多是单个进行，然后根据需求剪切成不同宽度，未能实现批量化剪切，使得其工作效率低，强度大；b.目前市场中存在的批量化剪切钣金件具有一定的局限性，不能实现剪切成对不同宽度的钣金件，其实际实用性不强；c.钣金件在实际剪切时，剪切刀会使钣金件周边起翘，使得钣金件切口不平整，在使用时需要进行修整，同时人工在搬运时容易造成人身伤害。

（二）技术方案

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钣金加工工业智能机器人，包括工作台、剪切机构以及输送机构，所述的工作台左侧方向上设置有输送机构，所述工作台上方设置有剪切机构，所述剪切机构固定安装在工作台上；其中：

所述的输送机构包括输送架、输送辊、橡胶套、联动齿轮以及输送电机，所述工作台左侧方向上设置有上下对称的输送辊，所述输送辊两端通过轴承固定安装在输送架上，所述输送架位于工作台的左侧，所述输送辊外壁上固定套设有橡胶套，所述橡胶套外表面周向均匀设置有增大摩擦的条形槽，所述输送辊一端固定套设有联动齿轮，两个所述联动齿轮相互啮合连接，一个所述输送辊一端通过联轴器与输送电机输出端相连接，所述输送电机通过电机座固定安装在输送架上，所述输送电机为步进电机。

所述的剪切机构包括支撑架、驱动箱、驱动支链、调节支链、辅助支链、固定块、调节槽、固定轴、辅助槽、辅助轴、安装块、限位块、滑动槽以及剪切刀，所述的工作台正上方设置驱动箱，所述驱动箱通过支撑架固定安装在工作台上，所述驱动箱为内部空心的壳体结构，所述驱动箱内设置有驱动支链，所述驱动箱正下方设置有固定块，所述固定块上端固定安装在驱动支链上，所述固定块下端面从左往右以及前后对称开设有若干调节槽，开设在固定块下端面前后处的调节槽均匀为扇形分布，所述调节槽为T型槽结构，所述固定轴上下端均设置有限位块，所述固定轴上端通过限位块滑动限位安装在调节槽内，所述固定块下端面中部处从左往右的方向上开设有辅助槽，所述辅助槽为T型槽结构，所述固定块下方设置有与调节槽一一对应的辅助轴，所述辅助轴上端也设置有限位块，所述辅助轴上端通过限位块滑动安装在辅助槽内，所述固定块下方从左往右设置有与辅助轴一一对应的安装块，所述辅助轴下端固定在安装块上端面中部处，所述安装块上端面开设有前后对称的滑动槽，所述滑动槽为T型槽结构，所述固定轴下端通过限位块滑动安装在滑动槽内，所述固定块两侧壁设置有调节支链，所述安装块下端面中部处从前往后安装有剪切刀，所述安装块下端面左右对称设置有辅助支链。

优选的，所述的驱动支链包括伸出孔、升降丝杆、连接轴、转动齿轮、固定环、传动链、驱动组件以及限位组件，所述驱动箱下端面从左往右等间距以及前后对称开设有伸出孔，所述驱动箱内设置有多个竖直的升降丝杆，所述升降丝杆下端滑动穿过伸出孔，所述升降丝杆上端与驱动箱上端面设置有限位组件，所述升降丝杆下端转动安装有连接轴，所述连接轴下端固定在固定块上端面，所述升降丝杆通过螺纹配合方式套设有转动齿轮，所述升降丝杆上转动套设有固定环，所述固定环位于转动齿轮下端，且固定环上端与转动齿轮下端转动安装，所述固定环下端固定在驱动箱内部下端面，多个所述转动齿轮通过传动链相连接，一个所述转动齿轮与驱动组件相连接。

优选的，所述的驱动组件包括驱动电机、驱动轴以及驱动齿轮，所述转动齿轮外啮合连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮固定套设在驱动轴上，所述驱动轴下端通过轴承固定安装在驱动箱下端壁上，所述驱动轴上端通过联轴器与驱动电机输出端相连接，所述驱动电机通过电机座固定安装在驱动箱内部上端面。

优选的，所述的限位组件包括限位孔、限位环以及环形槽，所述升降丝杆上端外侧壁上开设有环形槽，所述驱动箱上端面开设有与升降丝杆一一对应的限位孔，所述升降丝杆上端穿过限位孔，所述限位孔内安装有限位环，所述升降丝杆通过环形槽与限位环相限位配合。

优选的，所述的调节支链包括移动块、移动槽以及双轴气缸，所述固定块下方前后对称设置有移动块，所述移动块开设有上下贯通的移动槽，所述固定轴滑动穿过移动槽，所述固定块两侧壁通过气缸座安装有双轴气缸，所述双轴气缸输出端与移动块端部相固定连接。

优选的，所述的辅助支链包括弹簧杆和压平块，所述安装块下端面从前往后等间距以及左右对称固定安装有弹簧杆，所述安装块下方以剪切刀为镜像面对称设置有压平块，所述弹簧杆下端固定连接在压平块上端面。

（三）有益效果

1.本发明提供了一种钣金加工工业智能机器人，可以解决钣金加工过程中所存在的以下难题：a.目前传统的钣金件剪切大多是单个进行，然后根据需求剪切成不同宽度，未能实现批量化剪切，使得其工作效率低，强度大；b.目前市场中存在的批量化剪切钣金件具有一定的局限性，不能实现剪切成对不同宽度的钣金件，其实际实用性不强；c.钣金件在实际剪切时，剪切刀会使钣金件周边起翘，使得钣金件切口不平整，在使用时需要进行修整，同时人工在搬运时容易造成人身伤害。

2.本发明设计的输送机构，通过两个上下对称的输送辊实现对钣金件的移动输送，同时在输送辊上设置有橡胶套，其中橡胶套上设置有条形槽，以增大输送辊与钣金件的接触摩擦力，确保输送辊能够有效的输送钣金件。

3.本发明设计的剪切机构，利用两组对称的扇形分布的调节槽，实现对安装块左右移动调节，确保相邻安装块之间的间距始终相同，进而实现剪切刀等间距调节，其中通过两个双轴气缸对移动块进行移动控制，通过移动块带动固定轴移动，进而使得固定轴在调节槽内移动，因此实现安装块的间距调节。

4.本发明设计的驱动支链，利用螺纹配合方式，通过驱动电机使得转动齿轮转动，进而使得升降丝杆上下移动，以实现剪切刀对钣金的剪切，在升降丝杆上端设置限位支链，限制升降丝杆上下移动的最大行程，防止升降丝杆上下过度移动，造成剪切刀损坏以及造成设备故障。

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是本发明的三维结构图；

图2是本发明的主视剖视图；

图3是本发明说明书中剪切机构的三维结构图；

图4是本发明说明书中固定块和调节支链的仰视三维图；

图5是本发明说明书调节支链、安装块、辅助支链和剪切刀的俯视三维图；

图6是本发明说明书附图2的A处局部放大图；

图7是本发明说明书中输送机构的三维结构图；

图8是本发明说明书中驱动箱、升降丝杆、转动齿轮、传动链和驱动组件的俯视剖视图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。

另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。

如图1至图8所示，一种钣金加工工业智能机器人，包括工作台1、剪切机构2以及输送机构3，所述的工作台1左侧方向上设置有输送机构3，所述工作台1上方设置有剪切机构2，所述剪切机构2固定安装在工作台1上；其中：

所述的输送机构3包括输送架31、输送辊32、橡胶套33、联动齿轮34以及输送电机35，所述工作台1左侧方向上设置有上下对称的输送辊32，所述输送辊32两端通过轴承固定安装在输送架31上，所述输送架31位于工作台1的左侧，所述输送辊32外壁上固定套设有橡胶套33，所述橡胶套33外表面周向均匀设置有增大摩擦的条形槽，所述输送辊32一端固定套设有联动齿轮34，两个所述联动齿轮34相互啮合连接，一个所述输送辊32一端通过联轴器与输送电机35输出端相连接，所述输送电机35通过电机座固定安装在输送架31上，所述输送电机35为步进电机。

具体工作时，启动输送电机35，输送电机35通过输出端带动一个输送辊32转动，两个输送辊32通过联动齿轮34相啮合连接，使得两个输送辊32同步转动，进而使得固定套设在输送辊32上的橡胶套33也同步转动，然后将待加工的钣金件从两个输送辊32之间输送进去，使得钣金件在工作台1面上向右移动。

所述的剪切机构2包括支撑架21、驱动箱22、驱动支链23、调节支链24、辅助支链25、固定块26、调节槽27、固定轴28、辅助槽29、辅助轴210、安装块211、限位块212、滑动槽213以及剪切刀214，所述的工作台1正上方设置驱动箱22，所述驱动箱22通过支撑架21固定安装在工作台1上，所述驱动箱22为内部空心的壳体结构，所述驱动箱22内设置有驱动支链23，所述驱动箱22正下方设置有固定块26，所述固定块26上端固定安装在驱动支链23上，所述固定块26下端面从左往右以及前后对称开设有若干调节槽27，开设在固定块26下端面前后处的调节槽27均匀为扇形分布，所述调节槽27为T型槽结构，所述固定轴28上下端均设置有限位块212，所述固定轴28上端通过限位块212滑动限位安装在调节槽27内，所述固定块26下端面中部处从左往右的方向上开设有辅助槽29，所述辅助槽29为T型槽结构，所述固定块26下方设置有与调节槽27一一对应的辅助轴210，所述辅助轴210上端也设置有限位块212，所述辅助轴210上端通过限位块212滑动安装在辅助槽29内，所述固定块26下方从左往右设置有与辅助轴210一一对应的安装块211，所述辅助轴210下端固定在安装块211上端面中部处，所述安装块211上端面开设有前后对称的滑动槽213，所述滑动槽213为T型槽结构，所述固定轴28下端通过限位块212滑动安装在滑动槽213内，所述固定块26两侧壁设置有调节支链24，所述安装块211下端面中部处从前往后安装有剪切刀214，所述安装块211下端面左右对称设置有辅助支链25。

所述的调节支链24包括移动块241、移动槽242以及双轴气缸243，所述固定块26下方前后对称设置有移动块241，所述移动块241开设有上下贯通的移动槽242，所述固定轴28滑动穿过移动槽242，所述固定块26两侧壁通过气缸座安装有双轴气缸243，所述双轴气缸243输出端与移动块241端部相固定连接。

所述的辅助支链25包括弹簧杆251和压平块252，所述安装块211下端面从前往后等间距以及左右对称固定安装有弹簧杆251，所述安装块211下方以剪切刀214为镜像面对称设置有压平块252，所述弹簧杆251下端固定连接在压平块252上端面。

所述的驱动支链23包括伸出孔231、升降丝杆232、连接轴233、转动齿轮234、固定环235、传动链236、驱动组件237以及限位组件238，所述驱动箱22下端面从左往右等间距以及前后对称开设有伸出孔231，所述驱动箱22内设置有多个竖直的升降丝杆232，所述升降丝杆232下端滑动穿过伸出孔231，所述升降丝杆232上端与驱动箱22上端面设置有限位组件238，所述升降丝杆232下端转动安装有连接轴233，所述连接轴233下端固定在固定块26上端面，所述升降丝杆232通过螺纹配合方式套设有转动齿轮234，所述升降丝杆232上转动套设有固定环235，所述固定环235位于转动齿轮234下端，且固定环235上端与转动齿轮234下端转动安装，所述固定环235下端固定在驱动箱22内部下端面，多个所述转动齿轮234通过传动链236相连接，一个所述转动齿轮234与驱动组件237相连接。

所述的驱动组件237包括驱动电机2371、驱动轴2372以及驱动齿轮2373，所述转动齿轮234外啮合连接有驱动齿轮2373，所述驱动齿轮2373固定套设在驱动轴2372上，所述驱动轴2372下端通过轴承固定安装在驱动箱22下端壁上，所述驱动轴2372上端通过联轴器与驱动电机2371输出端相连接，所述驱动电机2371通过电机座固定安装在驱动箱22内部上端面。

所述的限位组件238包括限位孔2381、限位环2382以及环形槽2383，所述升降丝杆232上端外侧壁上开设有环形槽2383，所述驱动箱22上端面开设有与升降丝杆232一一对应的限位孔2381，所述升降丝杆232上端穿过限位孔2381，所述限位孔2381内安装有限位环2382，所述升降丝杆232通过环形槽2383与限位环2382相限位配合。

具体工作时，第一步，根据钣金件需要剪切的宽度，启动双轴气缸243，双轴气缸243的输出端带动移动块241移动，使得移动块241通过其上的移动槽242限位带动固定轴28移动，使得固定轴28沿着调节槽27移动，同时固定轴28下端通在安装块211上的滑动槽213内移动，进而带动安装块211左右移动，实现多个安装块211同步等间距调节相邻之间的距离，其中固定轴28上下端通过限位块212分别在调节槽27和滑动槽213内限位滑动，设置限位块212，确保固定轴28与固定块26以及固定轴28与安装块211之间上下限位，避免出现上下滑动，导致无法进行剪切，其中辅助轴210上端也通过限位块212在辅助槽29内滑动，避免安装块211在移动时出现安装块211前后移动，造成安装块211偏移，导致无法正常有效的剪切钣金件。

第二步，启动驱动电机2371，驱动电机2371带动驱动轴2372转动，使得固定套设在驱动轴2372上的驱动齿轮2373同步转动，驱动齿轮2373通过外啮合带动一个转动齿轮234转动，多个转动齿轮234通过传动链236相连接，从而使得所有的转动齿轮234同步转动，其中转动齿轮234下端面在固定环235上转动，转动齿轮234通过其内侧壁与升降丝杆232外侧壁的螺纹连接，使得升降丝杆232开始向下移动，进而使得升降丝杆232下端的连接轴233向下移动，从而带动固定块26向下移动，使得固定块26通过辅助轴210和固定轴28带动安装块211下移，使得剪切刀214向下移动，使得压平块252会先接触到钣金件，然后安装块211继续下移，使得弹簧杆251开始压缩，通过压平块252将钣金件固定压在工作台1上，然后剪切刀214开始剪切钣金件，当剪切完成后，驱动电机2371反转，使得安装块211开始上移，使得剪切刀214先一步上移，然后是压平快上移，此时完后一次钣金件的批量化剪切；

第三步，在升降丝杆232上下移动时，驱动箱22上端的限位孔2381中的限位环2382在升降丝杆232上的环形槽2383中限位滑动，确保升降丝杆232上下移动时只能在环形槽2383内的有效移动行程中，防止升降丝杆232过度上下移动，造成剪切刀214损坏，以及设备故障。

本发明在工作时的步骤：

第一步：根据需要剪切的钣金件宽度大小，通过调节支链24调节相邻剪切刀214之间的间距，以达到需要的宽度尺寸；

第二步：通过输送机构3将待剪切的钣金件输送到工作台1上；

第三步：然后通过驱动支链23带动剪切机构2运行，使得剪切刀214向下移动对钣金件进行剪切。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钣金加工工业智能机器人，包括工作台(1)、剪切机构(2)以及输送机构(3)，其特征在于：所述的工作台(1)左侧方向上设置有输送机构(3)，所述工作台(1)上方设置有剪切机构(2)，所述剪切机构(2)固定安装在工作台(1)上；其中：

所述的输送机构(3)包括输送架(31)、输送辊(32)、橡胶套(33)、联动齿轮(34)以及输送电机(35)，所述工作台(1)左侧方向上设置有上下对称的输送辊(32)，所述输送辊(32)两端通过轴承固定安装在输送架(31)上，所述输送架(31)位于工作台(1)的左侧，所述输送辊(32)外壁上固定套设有橡胶套(33)，所述橡胶套(33)外表面周向均匀设置有增大摩擦的条形槽，所述输送辊(32)一端固定套设有联动齿轮(34)，两个所述联动齿轮(34)相互啮合连接，一个所述输送辊(32)一端通过联轴器与输送电机(35)输出端相连接，所述输送电机(35)通过电机座固定安装在输送架(31)上，所述输送电机(35)为步进电机；

所述的剪切机构(2)包括支撑架(21)、驱动箱(22)、驱动支链(23)、调节支链(24)、辅助支链(25)、固定块(26)、调节槽(27)、固定轴(28)、辅助槽(29)、辅助轴(210)、安装块(211)、限位块(212)、滑动槽(213)以及剪切刀(214)，所述的工作台(1)正上方设置驱动箱(22)，所述驱动箱(22)通过支撑架(21)固定安装在工作台(1)上，所述驱动箱(22)为内部空心的壳体结构，所述驱动箱(22)内设置有驱动支链(23)，所述驱动箱(22)正下方设置有固定块(26)，所述固定块(26)上端固定安装在驱动支链(23)上，所述固定块(26)下端面从左往右以及前后对称开设有若干调节槽(27)，开设在固定块(26)下端面前后处的调节槽(27)均匀为扇形分布，所述调节槽(27)为T型槽结构，所述固定轴(28)上下端均设置有限位块(212)，所述固定轴(28)上端通过限位块(212)滑动限位安装在调节槽(27)内，所述固定块(26)下端面中部处从左往右的方向上开设有辅助槽(29)，所述辅助槽(29)为T型槽结构，所述固定块(26)下方设置有与调节槽(27)一一对应的辅助轴(210)，所述辅助轴(210)上端也设置有限位块(212)，所述辅助轴(210)上端通过限位块(212)滑动安装在辅助槽(29)内，所述固定块(26)下方从左往右设置有与辅助轴(210)一一对应的安装块(211)，所述辅助轴(210)下端固定在安装块(211)上端面中部处，所述安装块(211)上端面开设有前后对称的滑动槽(213)，所述滑动槽(213)为T型槽结构，所述固定轴(28)下端通过限位块(212)滑动安装在滑动槽(213)内，所述固定块(26)两侧壁设置有调节支链(24)，所述安装块(211)下端面中部处从前往后安装有剪切刀(214)，所述安装块(211)下端面左右对称设置有辅助支链(25)。

2.根据权利要求1的一种钣金加工工业智能机器人，其特征在于：所述的驱动支链(23)包括伸出孔(231)、升降丝杆(232)、连接轴(233)、转动齿轮(234)、固定环(235)、传动链(236)、驱动组件(237)以及限位组件(238)，所述驱动箱(22)下端面从左往右等间距以及前后对称开设有伸出孔(231)，所述驱动箱(22)内设置有多个竖直的升降丝杆(232)，所述升降丝杆(232)下端滑动穿过伸出孔(231)，所述升降丝杆(232)上端与驱动箱(22)上端面设置有限位组件(238)，所述升降丝杆(232)下端转动安装有连接轴(233)，所述连接轴(233)下端固定在固定块(26)上端面，所述升降丝杆(232)通过螺纹配合方式套设有转动齿轮(234)，所述升降丝杆(232)上转动套设有固定环(235)，所述固定环(235)位于转动齿轮(234)下端，且固定环(235)上端与转动齿轮(234)下端转动安装，所述固定环(235)下端固定在驱动箱(22)内部下端面，多个所述转动齿轮(234)通过传动链(236)相连接，一个所述转动齿轮(234)与驱动组件(237)相连接。

3.根据权利要求2的一种钣金加工工业智能机器人，其特征在于：所述的驱动组件(237)包括驱动电机(2371)、驱动轴(2372)以及驱动齿轮(2373)，所述转动齿轮(234)外啮合连接有驱动齿轮(2373)，所述驱动齿轮(2373)固定套设在驱动轴(2372)上，所述驱动轴(2372)下端通过轴承固定安装在驱动箱(22)下端壁上，所述驱动轴(2372)上端通过联轴器与驱动电机(2371)输出端相连接，所述驱动电机(2371)通过电机座固定安装在驱动箱(22)内部上端面。

4.根据权利要求2的一种钣金加工工业智能机器人，其特征在于：所述的限位组件(238)包括限位孔(2381)、限位环(2382)以及环形槽(2383)，所述升降丝杆(232)上端外侧壁上开设有环形槽(2383)，所述驱动箱(22)上端面开设有与升降丝杆(232)一一对应的限位孔(2381)，所述升降丝杆(232)上端穿过限位孔(2381)，所述限位孔(2381)内安装有限位环(2382)，所述升降丝杆(232)通过环形槽(2383)与限位环(2382)相限位配合。

5.根据权利要求1的一种钣金加工工业智能机器人，其特征在于：所述的调节支链(24)包括移动块(241)、移动槽(242)以及双轴气缸(243)，所述固定块(26)下方前后对称设置有移动块(241)，所述移动块(241)开设有上下贯通的移动槽(242)，所述固定轴(28)滑动穿过移动槽(242)，所述固定块(26)两侧壁通过气缸座安装有双轴气缸(243)，所述双轴气缸(243)输出端与移动块(241)端部相固定连接。

6.根据权利要求1的一种钣金加工工业智能机器人，其特征在于：所述的辅助支链(25)包括弹簧杆(251)和压平块(252)，所述安装块(211)下端面从前往后等间距以及左右对称固定安装有弹簧杆(251)，所述安装块(211)下方以剪切刀(214)为镜像面对称设置有压平块(252)，所述弹簧杆(251)下端固定连接在压平块(252)上端面。

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