CN207900071U - 旋臂式出料机械手及冲压设备 - Google Patents

旋臂式出料机械手及冲压设备 Download PDF

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张振伟
刘亚军
张德新
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Abstract

本实施例涉及一种旋臂式出料机械手及冲压设备,本实用新型的旋臂式出料机械手包括基座、升降部以及第一转动部和第二转动部;基座固定于冲压机床上,升降部安装于基座上,并具有沿冲压机床高度方向升降运动的升降端;第一转动部连接于升降端、并包括与升降端固连的第一旋转装置,以及连接于第一旋转装置动力输出端的旋臂;而第二转动部连接于旋臂上、并包括固定于旋臂上的第二旋转装置,以及连接于第二旋转装置动力输出端的制件抓取机构。本实用新型所述的旋臂式出料机械手,不仅可取代人工取料而减少人员接触制件频次,能够提高面品直通率,并降低了人工成本;通过升降部与第一转动部及第二转动部的共同配合,能够提高制件抓取的速度及准确性。

Description

旋臂式出料机械手及冲压设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械手技术领域,特别涉及一种旋臂式出料机械手,同时,本实用 新型还涉及一种安装有该旋臂式出料机械手的冲压设备。
背景技术
[0002]目前,在汽车行业的冲压车间还普遍采用人工传递制件的传统生产模式,且每台 冲压机床需要配备两名员工进行出入料作业,具体工作时,1号机床的入料员工先将板料放 入模具内,再与出料员工共同操作按钮,使模具冲压板料成型;待冲压完成后,i号机床的出 料员工将制件取出,放到传送带上,将制件传递到2号机床,2号机床的入料员工再将制件放 入模具内,并与2号机床的出料员工共同操作按钮,使模具进一步冲压制件成型,如此操作, 使制件依次经过各机床的冲压作业。可见,上述作业模式自动化程度低,人工成本大,同时, 制件冲压后与模具紧密贴合,需人工进入模区取件,存在较大的安全隐患,另外,人工拿取 制件,也易影响制件的外观质量。 实用新型内容
[0003] 有鉴于此,本实用新型旨在提出一种旋臂式出料机械手,以取代人工取料而消除 模区取料的安全隐患,并提升生产线整体的自动化水平。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005] —种旋臂式出料机械手,用于冲压机床的出料操作,其包括:
[0006] 基座,固定于所述冲压机床上;
[0007] 升降部,安装于所述基座上,并具有沿所述冲压机床高度方向升降运动的升降端;
[0008] 第一转动部,连接于所述升降端、并包括与所述升降端固连的第一旋转装置,以及 连接于所述第一旋转装置动力输出端的旋臂;
[0009] 第二转动部,连接于所述旋臂上、并包括固定于所述旋臂上的第二旋转装置,以及 连接于所述第二旋转装置动力输出端的制件抓取机构。
[0010] 进一步的,所述旋臂及所述制件抓取机构被配置为具有水平方向的转动。
[0011] 进一步的,所述升降部包括以构成所述升降端于所述基座上滑动装设的导向组 件,以及设于所述升降端和所述基座之间、以驱使所述升降端升降的直线动力输出装置。
[0012] 进一步的,所述导向组件包括并排固定于所述基座上的直线导轨,以及固连于所 述升降端、并卡装于所述直线导轨上的滑块。
[0013] 进一步的,所述直线动力输出装置包括固定于所述基座上的齿条、安装于所述升 降端上的第三旋转装置,以及设于第三旋转装置动力输出端、并与所述齿条啮合相连的齿 轮。
[0014] 进一步的,所述第一旋转动力装置、所述第二旋转装置以及所述第三旋转装置均 为伺服电机。
[0015] 进一步的,于所述基座上设有与所述升降端连接的平衡气缸。
[0016] 进一步的,所述制件抓取机构通过快换机构连接于所述第二旋转装置的动力输出 端。
[0017] 进一步的,所述制件抓取机构包括连接于所述第二旋转装置动力输出端的主杆、 连接于所述主杆上的分拐臂,以及安装于所述分拐臂上的多个与外部负压发生器连接的吸 盘。
[0018] 相对于现有技术,本实用新型具有以下优势:
[0019] (1)本实用新型所述的旋臂式出料机械手,不仅可取代人工取料而减少人员接触 制件频次,能够提高面品直通率,同时,也提升了生产线整体的自动化水平,并降低了人工 成本;另外,通过升降部与第一转动部及第二转动部的共同配合,能够提高制件抓取的速度 及准确性,从而使得本旋臂式出料机械手可具有较好的使用效果。
[0020] (2)旋臂及制件抓取机构被配置为具有水平方向的转动,可便于抓取制件而提高 制件的抓取速度。
[0021] (3)设置导向组件能够提高升降端升降动作的稳定性。
[0022] ⑷导向组件由直线导轨和滑块构成,结构简单,便于设计实施。
[0023] (5)直线动力输出装置采用齿轮齿条结构,可使直线输出动作具有较高的稳定性。
[0024] ⑹设置平衡气缸,可降低第三旋转装置的负载,同时也能够使升降端的升降动作 更灵活。
[0025] (7)制件抓取机构通过快换机构连接于第二旋转装置的动力输出端,可便于调整 更换,而抓取不同的制件。
[0026] (8)制件抓取机构通过吸盘实现对制件的抓取,能够避免划伤制件表面而保证制 件外观质量。
[0027]本实用新型的另一目的在于提出一种冲压设备,包括冲压机床,于所述冲压机床 的立柱上安装有如上所述的旋臂式出料机械手。
[0028]本冲压设备与旋臂式出料机械手相对于现有技术具有的有益效果相同,在此不再 赘述。
附图说明
[0029]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新 型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在 附图中:
[0030]图1为本实用新型实施例一所述的旋臂式出料机械手的结构示意图;
[0031] 图2为图1的正视图;
[0032] 图3为图1的俯视图;
[0033]附图标记说明:
[0034] 1-立柱焊接板,2_聚氨酯减震垫,3-支架固定板,4-底板,5-肋板,6-储气罐,7-平 衡气缸,8-安装板,9-齿条,10-直线导轨,11-滑块,12-滑动座,13-第三减速机,14-第三伺 服电机,15_第一伺服电机,16_第一减速机,17-连接座,18-旋臂安装板,19-筋板,20-旋臂 连接板,21-旋臂,22-固定座,23-第二伺服电机,以-第二减速机,25-快换机构,26-主杆, 27-分拐臂,28-吸盘。
具体实施方式
[0035] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。
[0036] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0037] 实施例一
[0038]本实施例涉及一种旋臂式出料机械手,以用于冲压机床的出料操作,其主要包括 基座、升降部以及第一转动部和第二转动部;其中,基座用于将该旋臂式出料机械手整体固 定于冲压机床上,升降部安装于基座上,并具有沿冲压机床高度方向升降运动的升降端。第 一转动部连接于升降端、并包括与升降端固连的第一旋转装置,以及连接于第一旋转装置 动力输出端的旋臂;而第二转动部连接于旋臂上、并包括固定于旋臂上的第二旋转装置,以 及连接于第二旋转装置动力输出端的制件抓取机构。
[0039] 本实用新型所述的旋臂式出料机械手,不仅可取代人工取料而减少人员接触制件 频次,能够提高面品直通率,同时,也提升了生产线的自动化水平,并降低了人工成本。另 夕卜,通过升降部与第一转动部及第二转动部的共同配合,能够提高制件抓取的速度及准确 性,从而使本旋臂式出料机械手可具有较好的使用效果。
[0040] 基于如上设计思想,本实施例的旋臂式出料机械手的一种示例性结构如图1至图 3中所示,旋臂21垂直于升降部的安装面设置,以使旋臂21和制件抓取机构具有水平方向的 转动,而便于抓取制件。前述的第一转动部和第二转动部分别相对于基座设置于旋转臂的 近端和远端。第一旋转装置及第二旋转装置均为伺服电机,且为便于下文描述,将两个伺服 电机分别称之为第一伺服电机15和第二伺服电机23。此外,为减小输出转速并获得较大的 输出扭矩,于第一伺服电机15和第二伺服电机23上分别配置有第一减速机16和第二减速机 24。
[0041] 具体而言,结合图1和图3所示,基座包括用于与冲压机床构成固连的安装座以及 固连于安装座上、以用于安装上述升降部的安装支架。安装座具体包括立柱焊接板1和支架 固定板3,于立柱焊接板1和支架固定板3上分别构造有对应布置的螺纹孔和通孔,以通过螺 栓实现两者之间的固连。
[0042]另外,为降低冲压机床传递到安装支上的振动,于立柱焊接板1和支架固定板3之 间夹设有聚氨酯减震垫2。安装支架具体包括垂直固连于支架固定板3顶部的底板4、支撑 连接于底板4和支架固定板3之间的多个角板,以及对称固连于底板4上的两个肋板5和固连 于两个肋板5之间的安装板8。为降低整体重量,于肋板5和安装板8上构造有减重孔。
[0043]结合图1所示,本实施例的升降部包括以构成升降端于安装板8上滑动装设的导向 组件,以及设于升降端和安装板8之间、以驱使升降端升降的直线动力输出装置。具体来讲, 导向组件包括并排固定于安装板8上的两个直线导轨10,以及固连于升降端、并卡装于直 线导轨10上的滑块11。前述的升降端即为固连于滑块11上的滑动座12,且为提高滑动座12 的升降稳定性,于各直线导轨10上均设有两个滑块11,以用于支撑安装滑动座12。
[0044]本实施例的直线动力输出装置包括固定于安装板8上并位于两个直线导轨10中 部的齿条9、安装于滑动座12上的第三旋转装置,以及设于第三旋转装置动力输出端、并与 齿条9啮合相连的齿轮。为提高直线输出精度,本实施例的第三旋转装置也采用伺服电机, 为便于下文描述,将该伺服电机称之为第三伺服电机14。
[0045]为降低输出转速并获得较大的输出扭矩,本实施例于第三伺服电机14上也连接有 第三减速机13,该第三减速机13通过螺栓螺接于滑动座12上,且其输出轴穿出滑动座12,上 述的齿轮即固连于此输出轴上。如此,可使第三伺服电机14及第三减速机13工作时,驱动齿 轮转动,从而使滑动座12具有沿齿条9高度方向的升降动作。
[0046]需要说明的是,本实施例的直线动力输出装置除了采用齿轮齿条9传动结构,其可 采用同步带、蜗轮蜗杆传动结构或电机驱动滚珠丝杠的运动形式。
[0047]为降低第三伺服电机14的负载,于安装板8上固定有平衡气缸7,于安装支架上装 载有与平衡气缸7连接、并为平衡气缸7提供气源的储气罐6。平衡气缸7的伸缩端与滑动座 12构成固连,由此,平衡气缸7可与第三伺服电机14共同驱使滑动座12升降,同时,基于平衡 气缸7的结构特性,又能提高滑动座12升降动作的灵活性。
[0048]结合图1和图3所示,本实施例中,为获得较大的取件范围,于滑动座12的下部外 伸悬置有连接座17,第一伺服电机15及第一减速机16即固设于连接座17的外伸端,且第一 减速机16的输出轴贯穿连接座17设置,以与旋臂21构成固连。而为实现旋臂21于第一减速 机16上的固定,于第一减速机16上螺接有旋臂安装板18,并于旋臂安装板18上构造有螺纹 孔,于旋臂21的一端固连有可与旋臂安装板18螺接相连的旋臂连接板20。此外,为提高旋臂 21转动稳定性,于旋臂21和旋臂连接板20之间支撑连接有对称布置的两个筋板19。
[0049]前述的第二伺服电机23及第二减速机24固连于旋臂21的另一端也即旋臂21的外 伸端。具体结构上,于旋臂21外伸端的端面上固连有呈直角状的固定座22,第一伺服电机15 沿与旋臂21垂直的方向安装于该固定座22上。为提高结构强度,于固定座22与旋臂21的各 侧面之间均连接有加强板。另外,于固定座22上连接有快换机构25,以通过快换机构25将制 件抓取机构连接于第二减速机24的输出轴上,而便于通过快速更换制件抓取机构,从而使 本旋臂式出料机械手能够抓取不同的制件。
[0050] 本实施例的制件抓取机构与现有技术中的端拾器结构类似,其具体包括连接于第 二减速机24输出轴上的主杆26、连接于主杆26上的分拐臂27,以及安装于分拐臂27上的多 个与外部负压发生器连接的吸盘28。其中,快换机构25可参考现有技术中端拾器快换公端 与快换母端的结构。
[0051]本实用新型的旋臂式出料机械手在使用时,具体可采用雷赛智能运动控制器控制 其运动,且该机械手控制器能够与冲压机床控制器进行信息交互,并将冲压机床的入料侧 光栅信号交互至机械手控制器,以在机械手向模具运行取件时,若入料侧员工晃到入料侧 光栅时,能够控制机械手自动停止运行,而确保人机配合作业安全。
[0052]此外,本实施例的机械手取件时,控制器可检测真空负压信号,以通过负压检测信 号确保制件被吸盘28吸附牢固,而防止机械手高度运行时甩件。本实施例中,为提高安全性 能,各伺服电机的伺服驱动器因电压、电流超出额定范围或编码器信号受干扰等因素时亦 可设置为能够输出报警信号,从而使伺服驱动器解除对伺服电机的驱动。
[0053] 本旋臂式出料机械手在工作时,当机床冲压完成后,先控制第一伺服电机15和第 二伺服电机23启动,使制件抓取机构转动至制件上方,再控制第三伺服电机14使滑动座12 下降,当制件抓取机构的吸盘28下降至制件表面时,制件被吸盘28吸附,再控制第一伺服电 机15和第二伺服电机23,使制件抓取机构转出冲压区域直至出料侧的输送带上方后,将制 件放于输送带上即完成出料过程。
[0054] 实施例二
[0055] 本实施例涉及一种冲压设备,其包括冲压机床,于该冲压机床的立柱上安装有如 实施例一所述的旋臂式出料机械手。
[0056]本冲压设备通过设置如实施例一所述的旋臂式出料机械手,能够降低人工成本, 并提高出料效率,同时,也提升了整体自动化水平。
[0057]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型 的保护范围之内。 7

Claims (10)

1.一种旋臂式出料机械手,用于冲压机床的出料操作,其特征在于包括: 基座,固定于所述冲压机床上; 升降部,安装于所述基座上,并具有沿所述冲压机床高度方向升降运动的升降端; 第一转动部,连接于所述升降端、并包括与所述升降端固连的第一旋转装置,以及连接 于所述第一旋转装置动力输出端的旋臂(21); 第二转动部,连接于所述旋臂(21)上、并包括固定于所述旋臂(21)上的第二旋转装置, 以及连接于所述第二旋转装置动力输出端的制件抓取机构。
2. 根据权利要求1所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述旋臂(21)及所述制件抓 取机构被配置为具有水平方向的转动。
3. 根据权利要求1所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述升降部包括以构成所述 升降端于所述基座上滑动装设的导向组件,以及设于所述升降端和所述基座之间、以驱使 所述升降端升降的直线动力输出装置。
4.根据权利要求3所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述导向组件包括并排固定 于所述基座上的直线导轨(10),以及固连于所述升降端、并卡装于所述直线导轨(1〇)上的 滑块(11)。
5. 根据权利要求3所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述直线动力输出装置包括 固定于所述基座上的齿条(9)、安装于所述升降端上的第三旋转装置,以及设于第三旋转装 置动力输出端、并与所述齿条(9)啮合相连的齿轮。
6. 根据权利要求5所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述第一旋转动力装置、所 述第二旋转装置以及所述第三旋转装置均为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:于所述基座上设有与所述升 降端连接的平衡气缸(7)。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述制件抓取 机构通过快换机构(25)连接于所述第二旋转装置的动力输出端。
9. 根据权利要求8所述的旋臂式出料机械手,其特征在于:所述制件抓取机构包括连接 于所述第二旋转装置动力输出端的主杆(26)、连接于所述主杆(26)上的分拐臂(27),以及 安装于所述分拐臂(27)上的多个与外部负压发生器连接的吸盘(28)。
10.—种冲压设备,包括冲压机床,其特征在于:于所述冲压机床的立柱上安装有如权 利要求1至9中任一项所述的旋臂式出料机械手。
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