CN116020940B - 一种使用二级浮升结构的联动机械手模具及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用二级浮升结构的联动机械手模具及其成型方法，联动机械手模具包括上安装板、下安装板、传输梁、N个单工序模组以及N+1组机械手；所述联动机械手模具中设置N+1个工位，其中N个工位的每一个工位上设置一个单工序模组，一个工位设置托料支架，多个单工序模组及托料支架按顺序呈一字排布；每一个工位上对应设置一组机械手，所述机械手用于将当前工位的料件传输至下一工位后返回，位于所述托料支架的前序工位上的单工序模组的下模具均为一级浮升机构，位于所述托料支架的相邻后序工位的单工序模组的下模具为二级浮升机构。本发明使用机械手将各个分工序的模具联动生产，节省人工成本，提高生产效率。

Description

一种使用二级浮升结构的联动机械手模具及其成型方法

技术领域

本发明涉及模具装置技术领域，特别是涉及一种使用二级浮升结构的联动机械手模具及其成型方法。

背景技术

如图1-图2所示，是汽车座椅的固定支架，材质SPC440，材料厚度1.40mm，此产品难点在于全周都需要翻边，且外形与圆孔冲裁方向相反，需要翻转，不适合级进模连料，折弯高度高。传统工艺是使用级进模生产制件，多工序单冲模具生产，人工成本高，生产周期长。一种可以解决以上问题的模具及成型方法有待于进一步研究和开发。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种使用二级浮升结构的联动机械手模具，使用联动机械手生产后，与单冲模具相比，成本大幅降低，效率大幅提高。

本发明的另一个目的是提供所述模具的成型方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种使用二级浮升结构的联动机械手模具，包括上安装板、下安装板、传输梁、N个单工序模组以及N+1组机械手；

所述联动机械手模具中设置N+1个工位，其中N个工位的每一个工位上设置一个单工序模组，一个工位设置托料支架，多个单工序模组及托料支架按顺序呈一字排布；

N个单工序模组的上模组均安装在上安装板上，N个单工序模组的下模组均安装在下安装板2上；

每一个工位上对应设置一组机械手，所述机械手用于将当前工位的料件传输至下一工位后返回，N+1组机械手均设置于所述传输梁上，随传输梁升降、左右或前后移动，其中一个机械手为翻转机械手，所述翻转机械手对应位于所述托料支架的工位上，位于所述托料支架的前序工位上的单工序模组的下模具均为一级浮升机构，位于所述托料支架的相邻后序工位的单工序模组的下模具为二级浮升机构。

在上述技术方案中，上模具的上模座通过上垫脚安装在上安装板上，下模具的下模座通过下垫脚安装在下安装板上。

在上述技术方案中，一级浮升机构包括卸料件和弹簧，所述卸料件通过弹簧设置在下模座上。

在上述技术方案中，二级浮升机构的卸料件包括斜滑块、二级托料支撑块、二级托料浮升块和弹簧，两个斜滑块对称设置，每一个斜滑块的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料支撑块通过弹簧设置在斜滑块的顶部，所述下模座上还设有用于托起二级托料支撑块的二级托料浮升块，二级托料浮升块滑动连接在导柱上，导柱固定在下模座上，二级托料浮升块的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料浮升块的行程是二级托料支撑块和托料斜滑块两者行程之和。

在上述技术方案中，所述第七单工序模组的两侧还各设有一个侧整形滑块，侧整形滑块滑动设置在侧整形固定座上，对料件两侧进行成型。

在上述技术方案中，所述第七单工序模组的下模座上固定有两个定位导正钉，对料件进行定位。

在上述技术方案中，N=8，所述联动机械手模具上设有九个工位，九个工位从前到后分别设有第一单工序模组、第二单工序模组、第三单工序模组、第四单工序模组、托料支架、第五单工序模组、第六单工序模组、第七单工序模组、第八单工序模组，第一单工序模组~第四单工序模组均为一级浮升结构，第五单工序模组~第七单工序模组均为二级浮升结构，第八单工序模组为一级浮升结构；

传输梁上设有九个机械手，九个机械手从前到后分别为第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手、第五机械手、第六机械手、第七机械手、第八机械手以及第九机械手，第五机械手为翻转机械手。

本发明的另一方面，使用二级浮升结构的联动机械手模具的成型方法，包括以下步骤：

S1，在第一工位，所述第一单工序模组将卷料切断为预定长度的板料，完成切断分离后，第一机械手按轨迹将其输送至第二工位；

S2，在第二工位，所述第二单工序模组进行向下成型，由成型冲头挤压料片，压出中间形状，然后第二机械手按轨迹将其输送至第三工位；

S3，在第三工位，所述第三单工序模组冲导正钉孔、按展开料片形状修边冲裁，裁切掉料片的端部和中部边缘部分，然后第三机械手按轨迹将其输送至第四工位；

S4，在第四工位，所述第四单工序模组进行切边，对另一部分修边冲裁，裁切掉料片边缘的剩余部分，同时对料片的两端部进行向下翻边，第四机械手按轨迹将其输送至第五工位；

S5，在第五工位，第五机械手将制件进行180°旋转同时按轨迹将完成S4的制件输送至第六工位的；

S6，在第六工位，所述第五单工序模组进行向上翻边，向上翻边时除两个端部之外全周翻边，同时向下折弯45°，然后第六机械手按轨迹将其输送至第七工位；

S7，在第七工位，所述第六单工序模组向下折弯90°，然后第七机械手按轨迹将其输送至第八工位；

S8，在第八工位，所述第七单工序模组对折弯角度进行侧向调整，然后第八机械手按轨迹将其输送至第九工位；

S9，在第九工位，所述第八单工序模组对两侧冲孔，并正冲两个基准孔，然后第九机械手27卸料。

在上述技术方案中，第一机械手~第四机械手、第六机械手~第九机械手的动作方式如下：

4.1 夹取制件；

4.2 提升制件到传送高度；

4.3 传送制件到下一工序；

4.4 下降到放置位置；

4.5 释放制件并后退；

4.6 返回并初始位置。

第五机械手在进行4.2提升制件到传送高度时同步进行180°旋转，在进行步骤4.5释放制件后回转180°再后退。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明使用机械手将各个分工序的模具联动生产，节省人工成本，提高生产效率。

2.本发明的机械手和一级浮升机构、二级浮升机构的下模协同作用，可保证工件加工的舒畅进行，提高工件质量。

附图说明

图1是汽车座椅的固定支架的主视图。

图2是汽车座椅的固定支架的侧视图。

图3是成型方法示意图（俯视料件）。

图4是成型方法示意图（侧视料件）。

图5是机械手运动轨迹图。

图6是合模状态下各个单工序模组安装示意图。

图7是机械手夹取制件状态示意图。

图8是打开状态下第七单工序模组示意图。

图9是图8的剖面图。

图10是闭合状态下第七单工序模组示意图。

图11是图10的剖面图。

图中：1-上安装板，2-下安装板，3-上模座，4-上垫脚，5-下模座，6-下垫脚，7-第一单工序模组，8-第二单工序模组，9-第三单工序模组，10-第四单工序模组，11-第五单工序模组，12-第六单工序模组13-第七单工序模组，14-第八单工序模组，15-斜滑块，16-二级托料支撑块，17-二级托料浮升块，18-导柱，19-第一机械手，20-第二机械手，21-第三机械手，22-第四机械手，23-第五机械手，24-第六机械手，25-第七机械手，26-第八机械手，27-第九机械手，28-定位导正钉，29-侧整形滑块，30-侧整形固定座，31-产品，32-托料支架，33-传输梁。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种使用二级浮升结构的联动机械手模具，包括上安装板1、下安装板2、N个单工序模组、N+1组机械手及传输梁33；

所述联动机械手模具包括N+1个工位，其中N个工位的每一个工位上设置一个单工序模组，一个工位设置托料支架32，多个单工序模组及托料支架32按顺序呈一字排布；

N个单工序模组的上模组均安装在上安装板1上，N个单工序模组的下模组均安装在下安装板2上，具体的，上模具的上模座3通过上垫脚4安装在上安装板1上，下模具的下模座5通过下垫脚6安装在下安装板2上。

每一个工位上对应设置一组机械手，所述机械手用于将当前工位的料件传输至下一工位后返回，N+1组机械手均设置于所述传输梁33上，随传输梁33升降、左右或前后移动，其中一个机械手为翻转机械手，所述翻转机械手对应位于所述托料支架32的工位上，位于所述托料支架32的前序工位上的单工序模组的下模具均为一级浮升机构，位于所述托料支架32的相邻后序工位的单工序模组的下模具为二级浮升机构。

一级浮升机构的卸料件采用普通的弹簧和卸料件相结合的方式，卸料件通过弹簧设置在下模座上，开模时，依靠弹簧力，卸料件上升将制件抬起。

二级浮升机构的卸料件包括斜滑块15、二级托料支撑块16以及二级托料浮升块17，两个斜滑块15对称设置，每一个斜滑块15的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料支撑块16通过弹簧设置在斜滑块15的顶部，所述下模座上还设有用于托起二级托料支撑块16的二级托料浮升块17，二级托料浮升块17滑动连接在导柱18上，导柱18固定在下模座上，二级托料浮升块17的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料浮升块17的行程是二级托料支撑块16和托料斜滑块15两者行程之和。

对称的两个斜滑块15在模具打开时被放置在下模座的弹簧顶起，此时由于产品翻边的存在，机械手无法抓取产品31，这样就需要二级托料，二级托料支撑块16将产品31再次托起。二级托料支撑块16较窄，单独加弹簧力不够，无法完成卸料，只能从外部通过二级托料浮升块17托起，受限于空间限制，二级托料浮升块17放置在产品31外侧，给机械手抓取产品31让出了空间。

实施例2

本实施例中N=8，所述联动机械手模具上设有九个工位，九个工位从前到后分别设有第一单工序模组7、第二单工序模组8、第三单工序模组9、第四单工序模组10、托料支架32、第五单工序模组11、第六单工序模组12、第七单工序模组13、第八单工序模组14，第一单工序模组7~第四单工序模组10均为一级浮升结构，第五单工序模组11~第七单工序模组13均为二级浮升结构，第八单工序模组14为一级浮升结构；

传输梁33上设有九个机械手，九个机械手从前到后分别为第一机械手19、第二机械手20、第三机械手21、第四机械手22、第五机械手23、第六机械手24、第七机械手25、第八机械手26、第九机械手27，第一单工序模组7开模后，第一机械手19将第一单工序模组7上夹取制件后，上升至预定高度，输送至第二单工序模组8，下降到放置位置释放料片并后退，再返回至第一单工序模组7的初始位置，依次类推，第二机械手20~第四机械手22、第六机械手24~第九机械手27的动作方式与第一机械手19。

第五机械手23为翻转机械手，将托料支架32上的制件夹取后上升过程中同时进行180°旋转，输送至第五单工序模组11，下降到放置位置释放料片，回退过程中回转180°，再返回至托料支架32的初始位置。

具体的：第一机械手19~第四机械手22、第六机械手24~第九机械手27的动作方式如下：

4.1 夹取制件；

4.2 提升制件到传送高度；

4.3 传送制件到下一工序；

4.4 下降到放置位置；

4.5 释放制件并后退；

4.6 返回并初始位置。

第五机械手23在进行4.2 提升制件到传送高度时同步进行180°旋转，在进行步骤4.5释放制件后回转180°再后退。

实施例3

基于实施例1的使用二级浮升结构的联动机械手模具的成型方法，包括以下步骤：

S1，在第一工位，所述第一单工序模组7将卷料切断为预定长度的板料，完成切断分离后，第一机械手19按轨迹将其输送至第二工位；

S2，在第二工位，所述第二单工序模组8进行向下成型，由成型冲头挤压料片，压出中间形状，然后第二机械手20按轨迹将其输送至第三工位；

S3，在第三工位，所述第三单工序模组9冲导正钉孔、按展开料片形状修边冲裁，裁切掉料片的端部和中部边缘部分，如图3中S3所示a、b、c三个部分，然后第三机械手21按轨迹将其输送至第四工位；S1-S3中利用料片的外形边缘对其定位；

S4，在第四工位，所述第四单工序模组10进行切边，对另一部分修边冲裁，裁切掉料片边缘的剩余部分，如图3中S4所示的d、e为本步骤中需要冲裁的部分，同时对料片的两端部（如图3中S4所示的f）进行向下翻边，第四机械手22按轨迹将其输送至第五工位；S4采用的S3的导正钉孔定位；

S5，在第五工位，第五机械手23将制件进行180°旋转同时按轨迹将完成S4的制件输送至第六工位的；

S6，在第六工位，所述第五单工序模组11进行向上翻边，向上翻边时除两个端部之外全周翻边，两个端部部分（S4中f）无需翻边，同时向下折弯45°，然后第六机械手24按轨迹将其输送至第七工位；

S7，在第七工位，所述第六单工序模组12向下折弯90°，然后第七机械手25按轨迹将其输送至第八工位；

S8，在第八工位，所述第七单工序模组13对折弯角度进行侧向调整，然后第八机械手26按轨迹将其输送至第九工位；

S9，在第九工位，所述第八单工序模组14对两侧冲孔，并正冲两个基准孔，然后第九机械手27卸料。

经过S6加工后的制件在折弯部分包含向上翻边和凸起的压筋，所以第五单工序模组11~第七单工序模组13的成型凹模必须做成斜滑块15的形式，在模具打开状态，下型的成型凹模需要后退，否则无法卸料，产品无法取出。而斜滑块15需要考虑强度和卸料行程，这样就需要二级托料，保证机械手的传送高度一致。

所述第七单工序模组13的两侧还各设有一个侧整形滑块29，侧整形滑块29滑动设置在侧整形固定座30上，对料件两侧进行成型，所述第七单工序模组13的下模座上固定有两个定位导正钉28，对料件进行定位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种使用二级浮升结构的联动机械手模具，其特征在于，包括上安装板、下安装板、传输梁、N个单工序模组以及N+1组机械手；

所述联动机械手模具中设置N+1个工位，其中N个工位的每一个工位上设置一个单工序模组，一个工位设置托料支架，多个单工序模组及托料支架按顺序呈一字排布；

N个单工序模组的上模组均安装在上安装板上，N个单工序模组的下模组均安装在下安装板（2）上；

每一个工位上对应设置一组机械手，所述机械手用于将当前工位的料件传输至下一工位后返回，N+1组机械手均设置于所述传输梁上，随传输梁升降、左右或前后移动，其中一个机械手为翻转机械手，所述翻转机械手对应位于所述托料支架的工位上，位于所述托料支架的前序工位上的单工序模组的下模具均为一级浮升机构，位于所述托料支架的相邻后序工位的单工序模组的下模具为二级浮升机构；

一级浮升机构包括卸料件和弹簧，所述卸料件通过弹簧设置在下模座上；

二级浮升机构的卸料件包括斜滑块、二级托料支撑块、二级托料浮升块和弹簧，两个斜滑块对称设置，每一个斜滑块的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料支撑块通过弹簧设置在斜滑块的顶部，所述下模座上还设有用于托起二级托料支撑块的二级托料浮升块，二级托料浮升块滑动连接在导柱上，导柱固定在下模座上，二级托料浮升块的底部通过弹簧设置在下模座上，二级托料浮升块的行程是二级托料支撑块和斜滑块两者行程之和；

N=8，所述联动机械手模具上设有九个工位，九个工位从前到后分别设有第一单工序模组、第二单工序模组、第三单工序模组、第四单工序模组、托料支架、第五单工序模组、第六单工序模组、第七单工序模组、第八单工序模组，第一单工序模组~第四单工序模组均为一级浮升机构，第五单工序模组~第七单工序模组均为二级浮升机构，第八单工序模组为一级浮升机构；

传输梁上设有九个机械手，九个机械手从前到后分别为第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手、第五机械手、第六机械手、第七机械手、第八机械手以及第九机械手，第五机械手为翻转机械手。

2.如权利要求1所述的使用二级浮升结构的联动机械手模具，其特征在于，上模具的上模座通过上垫脚安装在上安装板上，下模具的下模座通过下垫脚安装在下安装板上。

3.如权利要求1所述的使用二级浮升结构的联动机械手模具，其特征在于，所述第七单工序模组的两侧还各设有一个侧整形滑块，侧整形滑块滑动设置在侧整形固定座上，对料件两侧进行成型。

4.如权利要求1所述的使用二级浮升结构的联动机械手模具，其特征在于，所述第七单工序模组的下模座上固定有两个定位导正钉，对料件进行定位。

5.使用如权利要求4所述的使用二级浮升结构的联动机械手模具的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在第一工位，所述第一单工序模组将卷料切断为预定长度的板料，完成切断分离后，第一机械手按轨迹将其输送至第二工位；

S2，在第二工位，所述第二单工序模组进行向下成型，由成型冲头挤压料片，压出中间形状，然后第二机械手按轨迹将其输送至第三工位；

S3，在第三工位，所述第三单工序模组冲导正钉孔、按展开料片形状修边冲裁，裁切掉料片的端部和中部边缘部分，然后第三机械手按轨迹将其输送至第四工位；

S4，在第四工位，所述第四单工序模组进行切边，对另一部分修边冲裁，裁切掉料片边缘的剩余部分，同时对料片的两端部进行向下翻边，第四机械手按轨迹将其输送至第五工位；

S5，在第五工位，第五机械手将制件进行180°旋转同时按轨迹将完成S4的制件输送至第六工位的；

S6，在第六工位，所述第五单工序模组进行向上翻边，向上翻边时除两个端部之外全周翻边，同时向下折弯45°，然后第六机械手按轨迹将其输送至第七工位；

S7，在第七工位，所述第六单工序模组向下折弯90°，然后第七机械手按轨迹将其输送至第八工位；

S8，在第八工位，所述第七单工序模组对折弯角度进行侧向调整，然后第八机械手按轨迹将其输送至第九工位；

S9，在第九工位，所述第八单工序模组对两侧冲孔，并正冲两个基准孔，然后第九机械手27卸料。

6.如权利要求5所述的成型方法，其特征在于，第一机械手~第四机械手、第六机械手~第九机械手的动作方式如下：

4.1 夹取制件；

4.2 提升制件到传送高度；

4.3 传送制件到下一工序；

4.4 下降到放置位置；

4.5 释放制件并后退；

4.6 返回并初始位置；

第五机械手在进行4.2提升制件到传送高度时同步进行180°旋转，在进行步骤4.5释放制件后回转180°再后退。

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