CN208245650U - 集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人 - Google Patents

Abstract

集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人，涉及一种机械制造机器人，所述下料机器人包括有上2自由度平面并联机构及下部抓取机构；上部移动部分包括滑块导轨、丝杠、丝杠电机、横移载板；长导轨A与长导轨B分别安装在横梁侧面的上下部，长丝杠A与长丝杠B安装在两条导轨之间，丝杠的两端由轴承座支撑，丝杠电机A通过联轴器与长丝杠A相连，丝杠电机A安装在长丝杠A的左端；丝杠电机B通过联轴器与长丝杠B相连，丝杠电机B安装在长丝杠B的右端；本实用新型实现对集装箱角柱板材折弯线工件翻转180度，惯量也大大减少，动态特性更好，具有高速、高精、高可靠性的特点。

Description

集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机械制造机器人，特别是涉及一种集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人。

背景技术

集装箱以其高效、便捷、安全的特点，已经成为现代运输业的重要形式。现代集装箱需求量的快速增长，促进了集装箱制造业的迅猛发展。其中，中国生产的标准干货集装箱占世界产量的95%以上，集装箱产销量十多年来一直保持世界第一。集装箱制造行业已形成了激烈的市场竞争环境，降低成本、提高生产效率成为集装箱生产企业制胜的关键。而板材折弯成形作为一种重要的金属塑性加工方法，大量应用于集装箱的生产制造中，板料成形技术水平的高低直接影响着集装箱制造的成本和生产效率。

目前，大多数集装箱企业的板材折弯生产线仍然采用半人工半自动化的生产模式。一方面金属板材比重较大，因而工人劳动强度很高，板材的边缘锋利，也容易造成划伤，且折弯压力较大，若不小心将手放入刀口下，会造成手指被压断，工作环境极其恶劣。另一方面，由于工人的技术水平、熟练程度以及劳累程度都会造成产品质量参差不齐，也因此难以提高产品的品质。角柱是集装箱的重要组成部分，折弯工序主要分成2步，第一步折成U型板，第二步U型板翻转180度实现第二次折弯。目前用以焊接角柱的板材折弯线大多数仍然靠人力上下料及对U型板材的翻转，极少数采用通用的六轴机器人实现上下料，由于工件较长，仍需要翻转装置，效率低。所以，提供一套能够同时完成翻转、用于角柱板材生产的折弯机上下料机器人具有很高的现实意义，能够为日后整个集装箱生产的自动化升级提供借鉴和一定的理论基础。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人，该机器人通过一个2自由度平面并联机构带动抓取机构末端实现左右、上下平移。在机器人水平移动转移工件的过程中，利用抓取机构末端的转动机构实现对工件的翻转，由此节约了以往需要对工件进行单独翻转的时间，提高了折弯生产线的生产效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型集装箱角柱板材折弯线上下料机器人，由下部抓取机构及2自由度平面移动机构组成，2自由度平面移动机构部分主要包括滑块导轨，丝杠，丝杠电机，横移载板。长导轨A与长导轨B分别安装在横梁侧面的上下两侧，长丝杠A与长丝杠B安装在两条导轨之间，丝杠的两端由轴承座支撑，丝杠电机A通过联轴器与长丝杠A相连，丝杠电机A安装在长丝杠A的左端。丝杠电机B通过联轴器与长丝杠B相连，丝杠电机B安装在长丝杠B的右端。移动载板A与移动载板B通过固定于其下部的滑块A、滑块B实现沿长导轨的左右滑动。移动载板A的下端固定有丝杠滚珠衬套A，丝杠滚珠衬套A与长丝杠A配合，通过丝杠电机A带动长丝杠A转动，带动移动载板A实现左右移动。移动载板B的下端固定有丝杠滚珠衬套B，丝杠滚珠衬套B与长丝杠B配合，通过丝杠电机B带动长丝杠B转动，带动移动载板B实现左右移动。上部转动副支座固定在移动载板的下侧，与连杆通过轴配合连接。

下部抓取机构主要包括抓取机构支架，汽缸，转动电机，夹持机械手，滑块导轨。短导轨滑块机构固定于抓取机构支架下部两侧，夹持载板与滑块相连。汽缸固定于抓取机构支架的侧面，汽缸的活塞杆前端固定到夹持载板上，夹持载板通过汽缸活塞杆的收缩实现左右移动进而实现夹持与松放动作。转动电机安装在夹持载板的外侧，通过联轴器带动夹持机械手转动。下部转动副支座安装在抓取机构支架的上部，通过轴配合与连杆连接。由此，上部移动机构及下部抓取机构通过四根并联的连杆连接为一个整体。

所述的连杆为两两一组分别连接两个移动载板与抓取机构支架的左右两端，同时与导轨滑块组合，构成一个2自由度平面并联机构，实现上下左右平移。

所述的夹持机械手前端为一条U型板，当其进行夹紧动作时，角柱板材工件被卡在U型板槽中。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型2个丝杠+导轨滑块机构实现左右平移，同时巧妙地利用并联机构实现了抓取机构在垂直方向上的移动。在机器人水平移动转移工件的过程中，利用抓取机构末端的转动机构实现对工件的180度翻转，由此节约了以往需要对工件进行翻转的时间，提高了折弯生产线的生产效率。采用了2自由度平面并联机构，相对于2自由度直角坐标机器人移动部件的质量大大减少，惯量也大大减少，动态特性更好，具有高速、高精、高可靠性的特点。

2.本实用新型在上下料工件的过程中实现对工件的同步翻转，节约了单独翻转所需的时间，大大提高了生产效率。相对于多自由度机械臂，本实用新型具有结构简单、价格低廉，操作简单，便于维护等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图；

图2为图1的 I处局部放大图；

图3为本实用新型的上部移动机构结构示意图；

图4 为图3的 II处局部放大图；

图5为本实用新型下部抓取机构结构示意图。

图中部件：1-长导轨A；2-长丝杠A；3-长丝杠B；4-长导轨B；5-移动载板B；6-上部转动副支座；7-连杆；8-下部转动副支座；9-汽缸；10-夹持载板；11-转动电机；12-夹持机械手；13-轴承座；14-联轴器；15-电机座；16-丝杠电机A；17-抓取机构支架；18-横梁；19-丝杠电机B；20-立柱；21-折弯机B；22-自动下工件机构；23-折弯机A；24-自动上工件机构；25-短导轨滑块机构；26-待转移角柱板材工件；27-滑块A；28-移动载板A；29-丝杠滚珠衬套B；30-滑块B；31-丝杠滚珠衬套A。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型由下部抓取机构及2自由度平面并联机构组成。2自由度平面并联机构主要包括滑块导轨，丝杠，丝杠电机，横移载板。长导轨A与长导轨B分别安装在横梁侧面的上下，长丝杠A与长丝杠B安装在两条导轨之间，丝杠的两端由轴承座支撑，丝杠电机A通过联轴器与长丝杠A相连，丝杠电机A安装在长丝杠A的左端。丝杠电机B通过联轴器与长丝杠B相连，丝杠电机B安装在长丝杠B的右端。移动载板A与移动载板B通过固定于其下部的滑块A、滑块B实现沿长导轨的左右滑动。移动载板A的下端固定有丝杠滚珠衬套A，丝杠滚珠衬套A与长丝杠A配合，通过丝杠电机A带动长丝杠A转动，带动移动载板A实现左右移动。移动载板B的下端固定有丝杠滚珠衬套B，丝杠滚珠衬套B与长丝杠B配合，通过丝杠电机B带动长丝杠B转动，带动移动载板B实现左右移动。上部转动副支座固定在移动载板的下侧，与连杆通过轴配合连接。下部抓取机构主要包括抓取机构支架，汽缸，转动电机，夹持机械手，滑块导轨。短导轨滑块机构固定于抓取机构支架下部两侧，夹持载板与滑块相连。汽缸固定于抓取机构支架的侧面，汽缸的活塞杆前端固定到夹持载板上，夹持载板通过汽缸活塞杆的收缩实现左右移动进而实现夹持与松放动作。转动电机安装在夹持载板的外侧，通过联轴器带动夹持机械手转动。下部转动副支座安装在抓取机构支架的上部，通过轴配合与连杆连接。由此，上部移动机构及下部抓取机构通过四根并联的连杆连接为一个整体。

实施例1

如图所示，本发明的结构主要由2自由度平面并联机构及下部抓取机构组成： 2自由度平面并联机构部分主要包括滑块导轨，丝杠，丝杠电机，横移载板及4个连杆。长导轨A1与长导轨B4分别安装在横梁侧面的上下，长丝杠A2与长丝杠B3安装在两条导轨之间，丝杠的两端由轴承座13支撑，丝杠电机A16通过联轴器14与长丝杠A相连，丝杠电机A16安装在长丝杠A的左端。丝杠电机B19通过联轴器14与长丝杠B相连，丝杠电机B19安装在长丝杠B的右端。移动载板A28与移动载板B5通过固定于其下部的滑块A27、滑块B30实现沿长导轨的左右滑动。移动载板A28的下端固定有丝杠滚珠衬套A31，丝杠滚珠衬套A31与长丝杠A2配合，通过丝杠电机A16带动长丝杠A2转动，带动移动载板A28实现左右移动。移动载板B5的下端固定有丝杠滚珠衬套B29，丝杠滚珠衬套B29与长丝杠B3配合，通过丝杠电机B19带动长丝杠B3转动，带动移动载板B5实现左右移动。上部转动副支座6固定在移动载板的下侧，与连杆7通过轴配合连接。

下部抓取机构主要包括抓取机构支架，汽缸，转动电机，夹持机械手，滑块导轨。短导轨滑块机构23固定于抓取机构支架17下部两侧，夹持载板10与滑块相连。汽缸9固定于抓取机构支架17的侧面，汽缸的活塞杆前端固定到夹持载板10上，夹持载板10通过汽缸活塞杆的收缩实现左右移动进而实现夹持与松放动作。转动电机11安装在夹持载板10的外侧，通过联轴器带动夹持机械手12转动。下部转动副支座8安装在抓取机构支架17的上部，通过轴配合与连杆7连接。

当上下料机器人工作时，首先由自动上工件机构24将工件板材送至折弯机A23进行U型折弯，完成首次折弯作业。折弯完成后，机器人移动到工件上方，丝杠电机A16、丝杠电机B19驱动长丝杠A2、长丝杠B3同时带动移动载板A28、移动载板B5相对向内运动，带动下部抓取机构向下运动，运动到位后，两侧的气缸9推动两侧的夹持载板10向内运动夹紧工件，丝杠电机A16、丝杠电机B19驱动长丝杠A2、长丝杠B3同时带动移动载板A28、移动载板B5相对向外运动，带动下部抓取机构向上运动，运动指定高度时，丝杠电机A16、丝杠电机B19驱动长丝杠A2、长丝杠B3同时带动移动载板A28、移动载板B5向外运动，此时实现平移，与此同时，两侧转动电机11同时带动夹持机械手12旋转180度，平移到位后，丝杠电机A16、丝杠电机B19驱动长丝杠A2、长丝杠B3同时带动移动载板A28、移动载板B5相对向内运动，带动下部抓取机构向下运动，气缸9带动夹持机械手缩回，放下工件，丝杠电机A16、丝杠电机B19驱动长丝杠A2、长丝杠B3同时带动移动载板A28、移动载板B5相对向外运动，提升抓取机构，进行第二次折弯。然后机器人复位，抓取机构停在第一次折弯上方，准备抓取下个工件。

Claims (3)

1.集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人，其特征在于，所述下料机器人包括有上2自由度平面并联机构及下部抓取机构；上部移动部分包括滑块导轨、丝杠、丝杠电机、横移载板；长导轨A（1）与长导轨B（4）分别安装在横梁侧面的上下部，长丝杠A（2）与长丝杠B（3）安装在两条导轨之间，丝杠的两端由轴承座（13）支撑，丝杠电机A（16）通过联轴器（14）与长丝杠A（2）相连，丝杠电机A（16）安装在长丝杠A（2）的左端；丝杠电机B（19）通过联轴器（14）与长丝杠B（3）相连，丝杠电机B（19）安装在长丝杠B（3）的右端；移动载板A（28）与移动载板B（5）通过固定于其下部的滑块A（27）、滑块B（30）连接长导轨动态左右滑动；移动载板A（28）的下端固定有丝杠滚珠衬套A（31），丝杠滚珠衬套A（31）与长丝杠A（2）配合，丝杠电机A（16）连接长丝杠A（2）及移动载板A（28）；移动载板B（5）的下端固定有丝杠滚珠衬套B（29），丝杠滚珠衬套B（29）与长丝杠B（3）配合，丝杠电机B（19）连接长丝杠B（3）及移动载板B（5）；上部转动副支座（6）固定在移动载板的下侧，与连杆（7）通过轴配合连接；

下部抓取机构包括抓取机构支架、汽缸、转动电机、夹持机械手，滑块导轨；短导轨滑块机构（23）固定于抓取机构支架（17）下部两侧，夹持载板（10）与滑块相连；汽缸（9）固定于抓取机构支架（17）的侧面，汽缸的活塞杆前端固定到夹持载板（10）上，夹持载板（10）连接汽缸活塞杆；转动电机（11）安装在夹持载板（10）的外侧，通过联轴器连接夹持机械手（12）；下部转动副支座（8）安装在抓取机构支架（17）的上部，通过轴配合与连杆（7）连接；由此，2自由度平面并联机构及下部抓取机构通过四根并联的连杆连接为一个整体。

2.根据权利要求1所述的集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人，其特征在于，所述连杆为两两一组分别连接两个移动载板与抓取机构支架的左右两端，与导轨滑块组合，构成一个2自由度平面并联机构。

3.根据权利要求1所述的集装箱角柱板材折弯线用的下料机器人，其特征在于，所述夹持机械手前端为一条U型板，工件卡在U型板槽中。