CN113680863A - 一种全伺服双头机器人弯管机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全伺服双头机器人弯管机，涉及到弯管机技术领域，包括支撑机构、转臂机构、主夹机构、辅夹机构、床身机构和旋转电机，支撑机构的一侧设有旋转电机，支撑机构的另一侧设有床身机构，且旋转电机与床身机构连接，用于驱动床身机构进行180°翻转，床身机构上设有转臂机构，转臂机构上设有主夹机构，主夹机构的一侧设有辅夹机构。本发明中的全伺服双头机器人弯管机采用全伺服电机控制，可提高弯管精度和效率，便于维护和实现自动化集成；且采用的双弯头结构，通过弯管机头翻转可在一台机器上实现左弯和右弯工艺，且弯管机与机器人采用同一控制器，可快速实现一体化编程。

Description

一种全伺服双头机器人弯管机

技术领域

本发明涉及到弯管机技术领域，尤其涉及到一种全伺服双头机器人弯管机。

背景技术

弯管设备在船舶制造、家具、桥梁、汽车行业等领域都有着广泛的应用，弯管质量直接影响着产品的安全性、稳定性和可靠性。

目前，常见的弯管设备驱动方式可分为人工手动弯管、液压弯管和伺服弯管。其中手动弯管设备一般由固定杆、弯管盘、压管头、施力杆等组成，结构简单，由人工手动进行弯管，但一般精度和弯管能力较差。液压弯管设备一般由油缸、支架和模具组成，通过电动油泵输出高压油产生推力进行弯管，这种设备弯管精度和速度较差，同时常出现液压油漏油等不便于维护的现象。伺服弯管设备一般由伺服电机驱动弯管，弯管精度较高，但模具夹紧和顶紧大部分仍由液压控制，不利于日常维护及自动化集成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全伺服双头机器人弯管机，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种全伺服双头机器人弯管机，包括支撑机构、转臂机构、主夹机构、辅夹机构、床身机构和旋转电机，所述支撑机构的一侧设有所述旋转电机，所述支撑机构的另一侧设有所述床身机构，且所述旋转电机与所述床身机构连接，用于驱动所述床身机构进行180°翻转，所述床身机构上设有所述转臂机构，所述转臂机构上设有所述主夹机构，所述主夹机构的一侧设有所述辅夹机构。

作为优选，所述转臂机构包括弯管电机、同步带、第一同步带轮和弯管机构减速机，所述床身机构上对称地设有两所述弯管电机，每一所述弯管电机的一侧分别设有一所述弯管机构减速机，两所述弯管机构减速机之间通过一所述第一同步带轮驱动连接，两所述弯管电机之间通过一所述同步带与所述第一同步带轮驱动连接，每一所述弯管机构减速机的一侧分别与一所述主夹机构连接。

作为优选，还包括联轴器和第二同步带轮，两所述弯管电机之间分别通过所述联轴器与所述第二同步带轮连接，所述同步带连接所述第二同步带轮和所述第一同步带轮。

作为进一步的优选，还包括主夹传动机构，所述主夹传动机构包括主夹电机、主夹减速机、主夹齿轮组件和主夹丝杠，所述主夹电机的输出轴通过所述主夹减速机与所述主夹齿轮组件连接，所述主夹电机的两侧设有两所述主夹丝杠，两所述主夹丝杠分别与所述主夹齿轮组件连接，每一所述主夹丝杠的一侧分别设有一所述主夹机构。

作为进一步的优选，还包括主夹模具，每一所述主夹机构的一侧分别设有一所述主夹模具。

作为进一步的优选，所述主夹齿轮组件包括若干齿轮，且若干所述齿轮呈交错式分布，每相邻的两所述齿轮之间相互啮合。

作为优选，还包括辅夹传动机构，且所述辅夹传动机构包括辅夹电机、辅夹减速机、辅夹齿轮组件和辅夹丝杠，所述辅夹电机的输出轴通过所述辅夹减速机与所述辅夹齿轮组件连接，所述辅夹电机的两侧设有两所述辅夹丝杠，每一所述辅夹丝杠分别与所述辅夹齿轮组件连接，每一所述辅夹丝杠的一侧分别设有一所述辅夹机构，每一所述辅夹机构分别与一所述主夹机构相正对。

作为进一步的优选，还包括辅夹模具，每一所述辅夹机构的一侧分别设有一所述辅夹模具。

作为进一步的优选，还包括辅夹随动气缸，每一所述辅夹机构的另一侧分别设有一所述辅夹随动气缸

作为优选，还包括翻转机构减速机，所述旋转电机通过所述翻转机构减速机与所述床身机构连接。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明中的全伺服双头机器人弯管机采用全伺服电机控制，可提高弯管精度和效率，便于维护和实现自动化集成；且采用的双弯头结构，通过弯管机头翻转可在一台机器上实现左弯和右弯工艺，且弯管机与机器人采用同一控制器，可快速实现一体化编程。

附图说明

图1是本发明中全伺服双头机器人弯管机的结构示意图；

图2是本发明中的支撑机构的结构示意图；

图3是本发明中的转臂机构的结构示意图；

图4是本发明中的主夹机构与主夹传动机构连接的结构示意图；

图5是本发明中的辅夹机构与辅夹传动机构连接的结构示意图；

图6是本发明中的主夹齿轮组件的结构示意图；

图7是本发明中的全伺服双头机器人弯管机与六轴机器人连接的结构示意图。

图中：1、支撑机构；101、底板；102、安装板；2、转臂机构；201、弯管电机；202、同步带；203、第一同步带轮；204、弯管机构减速机；205、转臂；206、第二同步带轮；3、主夹机构；4、辅夹机构；5、床身机构；6、旋转电机；7、主夹传动机构；701、主夹电机；702、主夹减速机；703、主夹齿轮组件；704、主夹丝杠；705、主夹模具；706、齿轮；707、固定板；708、轮模；8、辅夹传动机构；801、辅夹电机；802、辅夹减速机；803、辅夹齿轮组件；804、辅夹丝杠；805、辅夹模具；806、辅夹随动气缸；9、翻转机构减速机；10、六轴机器人；11、机器人手爪；12、管件；13、全伺服双头机器人弯管机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明中全伺服双头机器人弯管机的结构示意图；图2是本发明中的支撑机构的结构示意图；图3是本发明中的转臂机构的结构示意图；图4是本发明中的主夹机构与主夹传动机构连接的结构示意图；图5是本发明中的辅夹机构与辅夹传动机构连接的结构示意图；图6是本发明中的主夹齿轮组件的结构示意图；图7是本发明中的全伺服双头机器人弯管机与六轴机器人连接的结构示意图，请参见图1至图7所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种全伺服双头机器人弯管机13，包括支撑机构1、转臂机构2、主夹机构3、辅夹机构4、床身机构5和旋转电机6，支撑机构1的一侧设有旋转电机6，支撑机构1的另一侧设有床身机构5，且旋转电机6与床身机构5连接，用于驱动床身机构5进行180°翻转，床身机构5上设有转臂机构2，转臂机构2上设有主夹机构3，主夹机构3的一侧设有辅夹机构4。本实施例中，如图1所示，支撑机构1用于安装和固定床身机构5、转臂机构2、主夹机构3、辅夹机构4等结构，而支撑机构1包括底板101以及设于底板101中部的安装板102，底板101与安装板102连接后呈“⊥”型结构，而安装板102与底板101之间可拆卸地连接。旋转电机6以及床身机构5均安装在安装板102上。而转臂机构2安装在床身机构5远离安装板102的一侧，主夹机构3以及辅夹机构4均安装在转臂机构2上。本实施例中，旋转电机6用于驱动床身机构5带动主夹机构3以及辅夹机构4进行180°的翻转，可实现左弯或右弯的工艺切换。配合机器人弯管时，由于机器人可配合完成送料和转管，支撑部分可去除传统设备中的送料小车部分，极大减小了设备体积。而转臂机构2用于弯管，主夹机构3用于夹持固定待加工的管件12，辅夹机构4用于弯管时顶紧管件12。

进一步，作为一种较佳的实施方式，转臂机构2包括弯管电机201、同步带202、第一同步带轮203和弯管机构减速机204，床身机构5上对称地设有两弯管电机201，每一弯管电机201的一侧分别设有一弯管机构减速机204，两弯管机构减速机204之间通过一第一同步带轮203驱动连接，两弯管电机201之间通过一同步带202与第一同步带轮203驱动连接，每一弯管机构减速机204的一侧分别与一主夹机构3连接。本实施例中，转臂机构2由两个弯管电机201进行驱动，电机对称安装于床身机构5上，通过联轴器共同驱动第二同步带轮206转动，第二同步带轮206通过同步带202驱动第一同步带轮203转动，第一同步带轮203上下侧分别连接一个大减速比的弯管机构减速机204，由两个弯管电机201及弯管机构减速机204驱动转臂205进行弯管，可获得较大的弯管输出扭矩。如图1所示，两个弯管机构减速机204相互远离的一侧分别设有一个转臂205，用于连接主夹机构3。转臂205驱动主夹机构3进行旋转，实现弯管动作。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括联轴器和第二同步带轮206，两弯管电机201之间分别通过联轴器与第二同步带轮206连接，同步带202连接第二同步带轮206和第一同步带轮203。如图3所示，两个弯管电机201的输出轴分别通过联轴器与第二同步带轮206连接，第二同步带轮206位于两个弯管电机201之间。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括主夹传动机构7，主夹传动机构7包括主夹电机701、主夹减速机702、主夹齿轮组件703和主夹丝杠704，主夹电机701的输出轴通过主夹减速机702与主夹齿轮组件703连接，主夹电机701的两侧设有两主夹丝杠704，两主夹丝杠704分别与主夹齿轮组件703连接，每一主夹丝杠704的一侧分别设有一主夹机构3。本实施例中，如图4所示，主夹传动机构7中设有主夹电机701，通过主夹电机701驱动主夹减速机702，主夹减速机702驱动主夹齿轮组件703和主夹丝杠704，使得主夹机构3控制主夹模具705夹紧管件12，可以获得较大的夹紧力。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括主夹模具705，每一主夹机构3的一侧分别设有一主夹模具705。本实施例中的主夹模具705用于夹紧固定管件12。如图4所示，在主夹模具705远离主夹机构3的一侧可拆卸地设有轮模708，管件12可绕轮模708旋转，实现管件12的弯折，可以更换不同角度的轮模，实现管件12弯折角度的不同。

进一步，作为一种较佳的实施方式，主夹齿轮组件703包括若干齿轮706，且若干齿轮706呈交错式分布，每相邻的两齿轮706之间相互啮合。本实施例中，如图6所示，主夹齿轮组件703包括五个交错设置的齿轮706以及用于安装齿轮706的固定板707，五个齿轮706的具体的排列方式可参见图6。其中，中间的齿轮706与主夹减速机702连接，位于两端的齿轮706与主夹丝杠704连接。齿轮706之间的交错布置，区别于常规弯管机中的齿轮706呈直线安装的方式，主夹机构3和辅夹机构4的齿轮706组件呈交错式安装，这样可以减小设备在高度方向的尺寸，方便进行模具更换及其他维护。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括辅夹传动机构8，且辅夹传动机构8包括辅夹电机801、辅夹减速机802、辅夹齿轮组件803和辅夹丝杠804，辅夹电机801的输出轴通过辅夹减速机802与辅夹齿轮组件803连接，辅夹电机801的两侧设有两辅夹丝杠804，每一辅夹丝杠804分别与辅夹齿轮组件803连接，每一辅夹丝杠804的一侧分别设有一辅夹机构4，每一辅夹机构4分别与一主夹机构3相正对。本实施例中，如图5所示，辅夹电机801驱动辅夹减速机802，辅夹减速机802驱动辅夹齿轮组件803带动两个辅夹丝杠804以及两个辅夹机构4，并控制辅夹模具805顶紧管件12。本实施例中的辅夹齿轮组件803与主夹齿轮组件703的结构相同。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括辅夹模具805，每一辅夹机构4的一侧分别设有一辅夹模具805。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括辅夹随动气缸806，每一辅夹机构4的另一侧分别设有至少一个辅夹随动气缸806。本实施例中，在辅夹机构4上还设有用于辅夹模具805滑动的滑轨，在弯管时辅夹模具805会跟随管件12向前移动；弯管结束时，辅夹处的辅夹随动气缸806将辅夹模具805收回。如图5所示，本实施例中的每一辅夹机构4的另一侧分别设有两个辅夹随动气缸806，通过两个辅夹随动气缸806驱动辅夹模具805。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括翻转机构减速机9，旋转电机6通过翻转机构减速机9与床身机构5连接。本实施例中，设置的翻转机构减速机9旋转电机6可以保证床身机构5的平稳翻转。

进一步，作为一种较佳的实施方式，如图7所示，还包括六轴机器人10和机器人手爪11，机器人手爪11为六轴机器人10的一部分，全伺服双头机器人弯管机13位于机器人手爪11的一侧。

本实施例中的两个弯管电机201、旋转电机6、主夹电机701和辅夹电机801均为伺服电机。

下面说明书本发明的较佳的使用方法：

S1、导入工件图纸到机器人弯管软件中，机器人弯管软件根据工件数模计算出弯管坐标YBC，并配置六轴机器人10和全伺服双头机器人弯管机13动作程序；

S2、六轴机器人10配合机器人手爪11夹紧管件12，送料前，根据工件当前弯的左弯/右弯工艺要求，判断是否需要驱动旋转电机6翻转全伺服双头机器人弯管机13进行左弯或右弯的切换；翻转完成后，六轴机器人10送料至全伺服双头机器人弯管机13待弯管处；

S3、送料到位后，驱动主夹电机701和辅夹电机801，主夹模具705夹紧管件12，辅夹模具805顶紧管件12；

S4、夹紧到位后，驱动弯管电机2011和弯管电机2012，弯管机的转臂205部分折弯管件12至指定角度；

S5、弯管到位后，驱动主夹电机701和辅夹电机801，主夹模具705及辅夹模具805退回；发送缩回信号到辅夹随动气缸806，辅夹随动气缸806使辅夹模具805跟随复位；

S6、主夹模具705和辅夹模具805复位后，驱动两个弯管电机201，使得转臂205回零位；

S7、六轴机器人10送料至下一道弯管折弯处并重复上述步骤，直至弯管完成。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，包括支撑机构、转臂机构、主夹机构、辅夹机构、床身机构和旋转电机，所述支撑机构的一侧设有所述旋转电机，所述支撑机构的另一侧设有所述床身机构，且所述旋转电机与所述床身机构连接，用于驱动所述床身机构进行180°翻转，所述床身机构上设有所述转臂机构，所述转臂机构上设有所述主夹机构，所述主夹机构的一侧设有所述辅夹机构。

2.如权利要求1所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，所述转臂机构包括弯管电机、同步带、第一同步带轮和弯管机构减速机，所述床身机构上对称地设有两所述弯管电机，每一所述弯管电机的一侧分别设有一所述弯管机构减速机，两所述弯管机构减速机之间通过一所述第一同步带轮驱动连接，两所述弯管电机之间通过一所述同步带与所述第一同步带轮驱动连接，每一所述弯管机构减速机的一侧分别与一所述主夹机构连接。

3.如权利要求1所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括联轴器和第二同步带轮，两所述弯管电机之间分别通过所述联轴器与所述第二同步带轮连接，所述同步带连接所述第二同步带轮和所述第一同步带轮。

4.如权利要求2所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括主夹传动机构，所述主夹传动机构包括主夹电机、主夹减速机、主夹齿轮组件和主夹丝杠，所述主夹电机的输出轴通过所述主夹减速机与所述主夹齿轮组件连接，所述主夹电机的两侧设有两所述主夹丝杠，两所述主夹丝杠分别与所述主夹齿轮组件连接，每一所述主夹丝杠的一侧分别设有一所述主夹机构。

5.如权利要求4所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括主夹模具，每一所述主夹机构的一侧分别设有一所述主夹模具。

6.如权利要求4所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，所述主夹齿轮组件包括若干齿轮，且若干所述齿轮呈交错式分布，每相邻的两所述齿轮之间相互啮合。

7.如权利要求1所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括辅夹传动机构，且所述辅夹传动机构包括辅夹电机、辅夹减速机、辅夹齿轮组件和辅夹丝杠，所述辅夹电机的输出轴通过所述辅夹减速机与所述辅夹齿轮组件连接，所述辅夹电机的两侧设有两所述辅夹丝杠，每一所述辅夹丝杠分别与所述辅夹齿轮组件连接，每一所述辅夹丝杠的一侧分别设有一所述辅夹机构，每一所述辅夹机构分别与一所述主夹机构相正对。

8.如权利要求7所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括辅夹模具，每一所述辅夹机构的一侧分别设有一所述辅夹模具。

9.如权利要求7所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括辅夹随动气缸，每一所述辅夹机构的另一侧分别设有一所述辅夹随动气缸。

10.如权利要求1所述的全伺服双头机器人弯管机，其特征在于，还包括翻转机构减速机，所述旋转电机通过所述翻转机构减速机与所述床身机构连接。

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