CN115635014A - 一种模内机械手及连续冲压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模内机械手，包括驱动机构、移载机构、定位机构和开设于冲压装置下模具表面的穿模槽；所述移载机构滑动设置于所述穿模槽内，所述驱动机构与所述移载机构驱动连接，用以驱动所述移载机构沿所述穿模槽滑动；所述定位机构设置于所述穿模槽内，用以限制所述移载机构的移动距离；所述移载机构用于将待加工件从下模具表面的一个冲压加工位搬运至相邻的另一个冲压加工位。针对于多个待加工件之间互不连接的状况，通过模内机械手将各单品待加工件从一个冲压加工位搬运至相邻的另一冲压加工位，实现单品待加工件的多段冲压加工，解决了现有连续冲压装置无法对单品待加工件连续冲压加工的问题。

Description

一种模内机械手及连续冲压装置

技术领域

本发明属于冲压工艺技术领域，尤其涉及一种模内机械手及连续冲压装置。

背景技术

通过冲压工艺生产的互相分离的单品产品中，部分类型的产品因为其成品结构复杂而需要在冲压工艺的基础上再进行二次加工才能满足成品的结构要求。在这些需要进行二次加工的半成品中，有些需要通过其他加工工艺进行处理，有些则只需要补充冲切口或弯折这类符合冲压工艺要求的加工处理即可。而传统工艺中并未对需要进行二次加工的半成品进行区分，统一采用工程模或CNC加工的方式进行，这就导致只需要进行连续两次冲压加工的产品，在二次加工的步骤中增加了从冲压装置上拆卸、搬运、更换加工设备和重新装夹定位的过程，严重影响了生产效率，也提高了该类产品的生产成本。

基于上述原因，针对由冲压工艺产出的半成品还需要进行二次冲压工艺处理的情况，将该类产品通过能够连续冲压完成多段加工的冲压装置进行加工。而也因为现有的能够进行连续冲压工艺的冲压装置都智能处理连在一起的半成品，而无法处理逐个分离的批量半成品，所以亟需一种膜内机械手，在冲压模具内自动搬运互不连接的单个半成品更换工位，以实现通过连续冲压工艺对互相分离的半成品进行多次冲压加工的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种模内机械手，在连续冲压装置的模具内搬运单品待机工件更换冲压加工位，解决单品待加工件无法利用连续冲压装置进行多段冲压加工而导致的生产效率低下的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种模内机械手，包括驱动机构、移载机构、定位机构和开设于冲压装置下模具表面的穿模槽；所述移载机构滑动设置于所述穿模槽内，所述驱动机构与所述移载机构驱动连接，用以驱动所述移载机构沿所述穿模槽滑动；所述定位机构设置于所述穿模槽内，用以限制所述移载机构的移动距离；所述移载机构用于将待加工件从下模具表面的一个冲压加工位搬运至相邻的另一个冲压加工位。

优选的，所述移载机构包括滑动设置于所述穿模槽内的两移动模块，两移动模块均为长方体结构，且其中一移动模块的端部开设有嵌槽，另一移动模块的端部设置有嵌块，所述嵌块与所述嵌槽可拆卸地嵌合使两移动模块衔接。

优选的，任一移动模块上均开设有若干夹料槽，若干夹料槽的位置与下模具表面的各冲压加工位的位置一一对应。

优选的，所述定位机构包括垂直固定于所述穿模槽底面的若干定位柱和开设于两移动模块上的若干步距滑槽，若干定位柱一一对应地滑动设置于若干步距滑槽内；任一步距滑槽的长度为下模具表面的相邻两冲压加工位之间的距离。

优选的，所述驱动机构包括伺服电机、丝杆、两固定座和滑动连接座；所述丝杆的轴向与所述穿模槽的长度方向平行设置，两固定座均安装于冲压装置的冲压平台上并均与所述丝杆轴接，所述伺服电机的输出端与所述丝杆驱动连接，所述滑动连接座滑动设置于所述丝杆上，所述滑动连接座与所述移载机构连接；所述伺服电机驱动所述丝杆转动使所述滑动连接座带动所述移载机构移动。

优选的，所述驱动机构还包括两平行导轨，两平行导轨对称设置于所述丝杆的两侧，且两平行导轨的两端分别与两固定座连接，所述滑动连接座上开设有两限位孔，两平行导轨穿过两限位孔并与所述滑动连接座滑动配合。

优选的，两固定座之间的距离大于或等于相邻两冲压加工位之间的距离；所述伺服电机驱动所述丝杆正向或反向转动，使所述滑动连接座在两固定座之间的丝杆上往复移动，带动所述移载机构在所述穿模槽内往复移动。

一种连续冲压装置，包括冲压平台、下模具、冲压机构、若干成型结构件和模内机械手；所述下模具固定安装于所述冲压平台上，所述模内机械手设置于所述下模具顶面开设的穿模槽内，若干成型结构件设置在下模具顶面且对称排列于所述模内机械手的两侧构成多个冲压加工位，所述冲压机构可升降地设置于所述下模具的上方；所述冲压机构下压与所述下模具配合冲压待加工件，所述模内机械手在每次所述冲压机构抬升的间隔将待加工件从一个冲压加工位移动至相邻的另一冲压加工位；所述模内机械手为上述方案中所述的模内机械手。

优选的，还包括校直机构，所述校直机构，所述校直机构包括底板和开设于所述底板上的校直槽，所述底板固定连接于所述下模具的入料端，所述校直槽的中线与所述穿模槽的中线重合；所述校直槽包括互相连通的两过渡段和校直段，两过渡段分别位于所述校直段的两端，所述校直段的宽度小于两过渡段的宽度，且两过渡段的宽度与所述穿模槽的宽度相等。

优选的，还包括接收机构，所述接收机构设置于所述校直槽与所述穿模槽之间，所述接收机构包括两导向块，两导向块对称设置于所述穿模槽的两侧。

本发明的有益效果为：

现有的连续冲压装置需要各待加工件之间保持连接的状态，才能通过各待加工件之间的连接关系实现互相牵引更换待加工件对应的冲压加工位的效果。而本发明的模内机械手及连续冲压装置针对于多个待加工件之间互不连接的状况，通过模内机械手将各单品待加工件从一个冲压加工位搬运至相邻的另一冲压加工位，实现单品待加工件的多段冲压加工，解决了现有连续冲压装置无法对单品待加工件连续冲压加工的问题。在单品待加工件连续多次冲压加工的方向上取得了突破性的进展。并且，通过这种连续冲压的方式免去了更换二次加工设备过程中的拆卸、搬运、更换加工设备和重新装夹定位的步骤，提高了需要多次冲压加工的产品的生产效率，节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明在一实施例中提供的连续冲压装置与模内机械手匹配状态示意图。

图2为本发明在一实施例中提供的驱动机构局部放大图。

图3为本发明在一实施例中提供的连续冲压装置压合状态示意图。

图例：

1、驱动机构；2、移载机构；3、定位机构；4、冲压平台；5、下模具；6、冲压机构；7、成型结构件；8、模内机械手；9、校直机构；10、接收机构；

11、伺服电机；12、丝杆；13、固定座；14、滑动连接座；15、平行导轨；

21、移动模块；

31、定位柱；32、步距滑槽；

51、穿模槽；

91、底板；92、校直槽；

101、导向块；

141、限位孔；

211、嵌槽；212、嵌块；213、夹料槽；

921、过渡段；922、校直段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种模内机械手，包括驱动机构1、移载机构2、定位机构3和开设于冲压装置下模具5表面的穿模槽51。该穿模槽51的两端贯通下模具5的相对两侧边缘，移载机构2滑动设置于穿模槽51内，并可沿着穿模槽51的长度方向从穿模槽51两侧的端口滑出下模具5的范围。驱动机构1设置于穿模槽51一端的槽口处并与移载机构2驱动连接。该驱动机构1驱使移载机构2沿穿模槽51的长度方向自由滑动。定位机构3设置在穿模槽51内用于限制移载机构2的移动距离。移载机构2搭载着待加工件在驱动机构1的驱动下沿着穿模槽51滑动，将待加工件从下模具5顶面的一个冲压加工位移动至相邻的另一个冲压加工位。

现有的连续冲压装置需要各待加工件之间保持连接的状态，完成第一次冲压之后，通过各待加工件之间的连接体互相牵引更换待加工件对应的冲压加工位，通过在各冲压加工位上配装不同的模具结构件实现多段冲压成型的加工目的。而本实施例主要是针对多个待加工件之间互不连接的状况，通过模内机械手8将各单品待加工件从一个冲压加工位搬运至相邻的另一冲压加工位，实现单品待加工件的多段冲压加工，解决了现有连续冲压装置无法对单品待加工件连续冲压加工的问题。在单品待加工件连续多次冲压加工的方向上取得了突破性的进展。并且，通过这种连续冲压的方式免去了更换二次加工设备过程中的拆卸、搬运、更换加工设备和重新装夹定位的步骤，提高了需要多次冲压加工的产品的生产效率，节约了生产成本。

由于模内机械手8用于移动单品待加工件的移载机构2是从冲压装置的上压模与下模具5之间穿过的，为避免该模内机械手8阻碍上压模与下模具5的合拢冲压动作，本实施例中，移载机构2的主体采用表面平整规则的长方体移动模块21构成，既可通过平滑的底面在穿模槽51内低摩擦移动，又具备平整、低矮的顶面减小其对上压模与下模具5合拢造成的影响。

基于移载机构2在模具内穿过的特殊工作环境，若异物混入或待加工件脱离冲压加工位可能会导致构成移载机构2的移动模块21损坏，因此，本实施例中，移载机构2由两个或更多个移动模块21拼接构成。若出现意外事故导致某个移动模块21受损，可通过更换单个移动模块21的方式节约成本。

也正是由于移动模块21需要频繁的更换，所以需要对更换移动模块21的步骤进行简化以避免影响生产效率。为此，在本实施例中，在相邻两移动模块21的其中一个移动模块21的端部开设嵌槽211，另一个移动模块21的端部设置嵌块212，嵌块212和嵌槽211均为形状匹配的梯形结构，嵌块212从嵌槽211的一侧端口滑动嵌入即可完成两移动模块21的衔接。不但拆装便捷，还保障了相邻两移动模块21在沿穿模槽51滑动的方向上具备足够的连接强度，避免两移动模块21分离的情况。

基于上述实施例的移动模块21结构，为使移动模块21能够实现搬运待加工件的效果，每个移动模块21上均开设有若干夹料槽213，可将待加工件与夹料槽213匹配的部分结构嵌入夹料槽213中，实现待加工件与移动模块21同步移动的效果。而为了使待加工件能够精准对应到下模具5表面的冲压加工位，须确保各夹料槽213的位置与各冲压加工位的位置一一对应。使得夹料槽213与一个冲压加工位对应的同时，随着移动模块21的滑动，该夹料槽213能够与相邻的另一个冲压加工位保持同样的对应关系，以此保障该夹料槽213搬运的待加工件在相邻两个冲压加工位上的相对位置不变，保障多段冲压工艺的加工精度。

为了精准控制移载机构2每次移动的距离，以保障待加工件在从一个冲压加工位转移到相邻的另一个冲压加工位时的位置精确度，本实施例中，定位机构3包括开设在移动模块21上的步距滑槽32和垂直固定在穿模槽51底面的定位柱31。移动模块21放入穿模槽51时使定位柱31穿入步距滑槽32内。定位柱31在步距滑槽32内的相对位置随着移动模块21的移动而变化，当定位柱31抵于步距滑槽32的任意一端时都会起到限制移动模块21继续滑动，将移动滑块的位置限死在该处。基于此，将步距滑槽32的长度设置为与相邻两冲压加工位之间距离相等的数值，使定位柱31在步距滑槽32的两侧端部产生限位效果时分别对应待加工件在相邻两个冲压加工位上的标准位置，便可实现通过定位柱31与步距滑槽32的配合，精准定位移动模块21的移动距离，使待加工件在相邻两个冲压加工位之间精确移动的效果。

为完善本发明的模内机械手8方案，具体说明驱动机构1的结构包括伺服电机11、丝杆12、两固定座13和滑动连接座14。丝杆12、滑动连接座14和伺服电机11组合构成丝杠传动结构，通过伺服电机11驱动丝杆12转动，使安装在丝杆12上的滑动连接座14能够沿丝杆12的轴向移动。而滑动连接座14又与移载机构2连接，进而实现伺服电机11输出动力驱使移载机构2搬运待加工件的效果。而为了使滑动连接座14推动移载机构2的动作能够产生移载机构2沿穿模槽51长度方向滑动的效果，需要保持丝杆12的轴向与穿模槽51的长度方向平行。而为了给丝杆12提供必要的支撑和固定，本实施例中两固定座13同时与丝杆12轴接，使丝杆12能够收到两固定座13的支撑，且两固定座13不会影响丝杆12的转动。

基于上述实施例，由于丝杠传动机构还需要提供与丝杆12平行的限位轨道来避免滑动连接座14转动，才能真正实现丝杠传动的效果，上述未安装这种限位轨道的丝杠传动结构虽然可以通过移载机构2与穿模槽51的配合关系来实现丝杠传动的运动方式，但移载机构2与穿模槽51之间的配合精度不足，容易导致移载机构2偏斜的问题。因此，本实施例中，为进一步优化驱动机构1，在两固定座13之间增设两根平行导轨15，两平行导轨15对称设置于丝杆12的两侧，在滑动连接座14上开设限位孔141，使两限位孔141套设在两平行导轨15上。

此时滑动连接座14同时与丝杆12和两平行导轨15接触，其中丝杆12与滑动连接座14为螺纹连接，两平行导轨15与滑动连接座14为滑动连接。丝杆12转动时，滑动连接座14被两平行导轨15限制转动方向的自由度，使得滑动连接座14只能沿丝杆12的轴向移动。通过两平行导轨15与两限位孔141的高精度配合，减少驱动机构1的晃动，进而提升驱动机构1驱使移载机构2搬运单品待加工件过程中的稳定性，使单品待加工件在转换冲压加工位时定位精度更高，有效降低不良品率，提升产品质量，节约成本。

移载机构2的移动范围是基于下模具5上相邻两个冲压加工位之间的距离决定的。进而驱动机构1中滑动连接座14在丝杆12上的移动范围也是由此决定。所以本实施例中，驱动机构1中的两固定座13之间的距离大于或等于相邻两冲压加工位之间的距离。并且，通过伺服电机11的正反转输出来改变丝杆12的正反转，从而使滑动连接座14在两固定座13之间的丝杆12上做往复运动，即与滑动连接座14连接的移载机构2在穿模槽51内做往复运动。在定位机构3的限制效果下，实现移载机构2在相邻两冲压加工位之间往复运动的效果。从而实现将多个单品待加工件逐一搬运的循环操作。

本发明还提供了一种连续冲压装置，包括冲压平台4、下模具5、冲压机构6、若干成型结构件7和模内机械手8。其中，冲压平台4作为该连续冲压装置的基础框架结构，下模具5安装在冲压平台4上，冲压机构6设置在下模具5的上方，通过冲压机构6朝向下模具5的升降运动，实现对下模具5内的待加工件冲压加工的效果。而在本实施例中，为了实现连续冲压的效果，需要在下模具5的顶面以多个成型结构件7配合组成多个冲压加工位，使得冲压机构6一次下压动作能够在多个冲压加工位上呈现出不同的冲压加工效果。具体的冲压加工效果由成型结构件7的位置和形状而定。模内机械手8设置在下模具5内，负责在冲压机构6抬升的间隔时间内将待加工件从一个冲压加工位搬运至相邻的另一个冲压加工位上。该模内机械手8采用上述任一实施例的模内机械手8方案。

相较于无法对大批量单品待加工件进行连续冲压的传统连续冲压装置，本实施例的连续冲压装置克服了单品待加工件如何在连续冲压过程中更换冲压加工位的领域难题，彻底改变了单品待加工件在需要多段冲压工艺处理时的加工方法，有效提升了生产效率并节约了时间成本。

由于上述实施例中的连续冲压装置已经通过模内机械手8实现了对单品待加工件的不间断连续冲压加工的工艺手段，因此，为了配合该连续冲压装置的加工速度，需要对该连续冲压装置进行持续供料，在上料时，就需要确保待加工件在进入下模具5范围前的位置精确性，因此，本实施例中增加了校直机构9。该校直机构9包括底板91和开设在底板91上的校直槽92。底板91与下模具5的边缘连接，使校直槽92能够与穿模槽51的中线对齐。并且，校直槽92分为两过渡段921和一校直段922的三段式槽结构，校直段922位于两过渡段921之间，并且校直段922的宽度小于两过渡段921的宽度。在三段槽结构互相连通处形成倾斜的导向结构，通过该导向结构实现将待加工件的姿态和位置初步校直的效果。

基于上述校直机构9的方案，为了进一步提升待加工件进入下模具5范围时的位置和姿态精确度，在一实施例中，还在校直机构9与下模具5上的穿模槽51之间增加了接受机构。该接受机构由两导向板构成。通过两导向板对称设置在穿模槽51的两侧，实现对待加工件进入下模具5范围的二次校准。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种模内机械手，其特征在于：包括驱动机构、移载机构、定位机构和开设于冲压装置下模具表面的穿模槽；所述移载机构滑动设置于所述穿模槽内，所述驱动机构与所述移载机构驱动连接，用以驱动所述移载机构沿所述穿模槽滑动；所述定位机构设置于所述穿模槽内，用以限制所述移载机构的移动距离；所述移载机构用于将待加工件从下模具表面的一个冲压加工位搬运至相邻的另一个冲压加工位。

2.根据权利要求1所述模内机械手自动化装置，其特征在于：所述移载机构包括滑动设置于所述穿模槽内的两移动模块，两移动模块均为长方体结构，且其中一移动模块的端部开设有嵌槽，另一移动模块的端部设置有嵌块，所述嵌块与所述嵌槽可拆卸地嵌合使两移动模块衔接。

3.根据权利要求2所述模内机械手自动化装置，其特征在于：任一移动模块上均开设有若干夹料槽，若干夹料槽的位置与下模具表面的各冲压加工位的位置一一对应。

4.根据权利要求2所述模内机械手自动化装置，其特征在于：所述定位机构包括垂直固定于所述穿模槽底面的若干定位柱和开设于两移动模块上的若干步距滑槽，若干定位柱一一对应地滑动设置于若干步距滑槽内；任一步距滑槽的长度为下模具表面的相邻两冲压加工位之间的距离。

5.根据权利要求1所述模内机械手自动化装置，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机、丝杆、两固定座和滑动连接座；所述丝杆的轴向与所述穿模槽的长度方向平行设置，两固定座均安装于冲压装置的冲压平台上并均与所述丝杆轴接，所述伺服电机的输出端与所述丝杆驱动连接，所述滑动连接座滑动设置于所述丝杆上，所述滑动连接座与所述移载机构连接；所述伺服电机驱动所述丝杆转动使所述滑动连接座带动所述移载机构移动。

6.根据权利要求5所述模内机械手自动化装置，其特征在于：所述驱动机构还包括两平行导轨，两平行导轨对称设置于所述丝杆的两侧，且两平行导轨的两端分别与两固定座连接，所述滑动连接座上开设有两限位孔，两平行导轨穿过两限位孔并与所述滑动连接座滑动配合。

7.根据权利要求5所述模内机械手自动化装置，其特征在于：两固定座之间的距离大于或等于相邻两冲压加工位之间的距离；所述伺服电机驱动所述丝杆正向或反向转动，使所述滑动连接座在两固定座之间的丝杆上往复移动，带动所述移载机构在所述穿模槽内往复移动。

8.一种连续冲压装置，其特征在于：包括冲压平台、下模具、冲压机构、若干成型结构件和模内机械手；所述下模具固定安装于所述冲压平台上，所述模内机械手设置于所述下模具顶面开设的穿模槽内，若干成型结构件设置在下模具顶面且对称排列于所述模内机械手的两侧构成多个冲压加工位，所述冲压机构可升降地设置于所述下模具的上方；所述冲压机构下压与所述下模具配合冲压待加工件，所述模内机械手在每次所述冲压机构抬升的间隔将待加工件从一个冲压加工位移动至相邻的另一冲压加工位；所述模内机械手为权利要求1-7任意一项所述的模内机械手。

9.根据权利要求8所述连续冲压装置，其特征在于：还包括校直机构，所述校直机构，所述校直机构包括底板和开设于所述底板上的校直槽，所述底板固定连接于所述下模具的入料端，所述校直槽的中线与所述穿模槽的中线重合；所述校直槽包括互相连通的两过渡段和校直段，两过渡段分别位于所述校直段的两端，所述校直段的宽度小于两过渡段的宽度，且两过渡段的宽度与所述穿模槽的宽度相等。

10.根据权利要求9所述连续冲压装置，其特征在于：还包括接收机构，所述接收机构设置于所述校直槽与所述穿模槽之间，所述接收机构包括两导向块，两导向块对称设置于所述穿模槽的两侧。

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