WO2018006506A1 - 全自动模切装置 - Google Patents

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蔡寿生
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东莞市鸿企机械有限公司
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Abstract

一种全自动模切装置，包括机架（1）、皮带传送装置（7）、集料装置（2）、吸放料装置（3）、冲切装置（4）、取料装置（5）和六关节机器人（6）；六关节机器人（6）包括轴部（61）和与轴部（61）连接的头部（60），轴部（61）由六根轴依次活动连接在一起，头部（60）包括模具安装座（62）、冲切模具（66）、位于模具安装座（62）上的机器眼（63）和校准定位器（65）。由于使用六关节机器人，通过摆动校正产品偏移，成品率高；通过设置产品初次校准、二个集料板和皮带自动送料，无人化作业，模切精准。

Description

全自动模切装置 技术领域
本发明涉及一种全自动模切装置，特别涉及一种冲切片材、薄膜或柔性线路板等的全自动模切装置。
背景技术
现有技术中，对片材加工冲切是由人工送料和取料到冲床，增加了操作人员的劳动强度、效率低、精度低，而且人工操作极易发生工伤事故。所以如何在冲压片材时实现自动化送料取料及提高冲切加工精度，一直是本领域技术人员盼望解决的技术难题。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种能自动定位并进行冲切的全自动模切装置。
为实现上述目的，本发明提供一种全自动模切装置，其包括机架和设置在机架上的冲切装置，用于冲切片材；还包括设置在地面的六关节机器人；所述六关节机器人包括轴部和与轴部连接的头部，轴部由六根轴依次活动连接在一起，头部包括模具安装座、冲切模具、位于安装座上的机器眼和校准定位器，机器眼和校准定位器电连接；冲切模具可拆卸地设置在模具安装座的底端；机器眼固定在校准定位器的底端，校准定位器固定在模具安装座侧面的下方；每张片材上都预先印有成品图形，该成品图形与冲切模具的形状相同，冲切时，校准定位器会根据机器眼传输来的信号来调整冲切模具的位置并将冲切模具精确地定位且压附在成品图形上；该六关节机器人的轴部能灵活转动和摆动以使冲切模具能压附在片材上的任一个成品图形上；所述冲切装置包括第六传动机构，其底端固定有上工作台板；当冲切模具压附在成品图形上后，第六传动机构被启动且驱动上工作台板下降并抵压在模具安装座上，然后施压完成一次冲切；之后上工作台板上升，六关节机器人的头部继续在片材上瞄准下一个待冲切的成品图形并重复上述工作流程，至到将一张片材上的成品图形全部加工完毕。
所述冲切装置还包括第一固定板、固定在第一固定板和支架之间的四根平行的导向杆；所述第六传动机构设置在第一固定板上，所述上工作台板能在导向杆上作升降运动，上工作台板位于第一固定板下方。
所述全自动模切装置还包括固定在支架上的集料装置、吸放料装置、取料装 置和皮带传送装置；所述吸放料装置位于所述冲切装置的一侧，所述取料装置位于冲切装置的另一侧，所述集料装置位于吸放料装置下方；所述皮带传送装置的起始端位于集料装置的内侧并终止在所述取料装置的外侧，皮带传送装置依次穿过冲切装置的下方和取料装置的下方。
所述吸放料装置包括第一传动机构和第一吸放料传动机构；所述第一传动机构包括第一伺服电机、与第一伺服电机连接的丝杆、与丝杆连接的螺母、固定在螺母上的螺母安装块、滚珠滑轨、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上横向移动的第一滑动板；所述第一吸放料传动机构固定在第一滑动板上，第一吸放料传动机构是由第八传动机构的驱动下做升降运动，该第八传动机构的结构与第一传动机构相同，也包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块和滑动板；该第一吸放料传动机构包括与第八传动机构的滑动板连接的连接架和设置在连接架底端且固定在连接架上的第一吸盘，第一吸盘的底端设有多个真空吸嘴；第一吸放料传动机构能在第一传动机构的驱动下做水平方向运动，还能在第八传动机构的驱动下作升降运动。
所述集料装置包括两个集料板、第二传动机构和第五传动机构；第二传动机构设置在支架上，其包括第二滑动板，所述两个集料板固定在第二滑动板上；当检测到位于取料区的集料板上的片材没有的时候，第二传动机构被启动，空的集料板被移出取料区以进行放料，同时放好片材的另一集料板进入取料区；所述第五传动机构设置在第二滑动板下面，第五传动机构能带动第二滑动板作升降运动，当检测到片材的高度未达到预定高度时，该第五传动机构被启动驱使第二滑动板上升，当集料板上片材的高度达到预定高度时，第五传动机构停止工作。
所述皮带传送装置包括传送皮带。
所述取料装置包括第三传动机构和两个第二吸放料传动机构，其中所述第三传动机构包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上左右移动的第三滑动板，该第三传动机构的丝杆上设有两个螺母，两个第三滑动板，所述两个第二吸放料传动机构分别固定在两个第三滑动板上；第二吸放料传动机构包括与第三滑动板连接的第二连接架和设置在第二连接架底端且固定在第二连接架上的第二吸盘，第二吸盘的底端设有多个真空吸嘴；第二吸放料传动机构还包括第四传动机构，第二吸放料传动机构 除了能在第三传动机构的驱动下做水平方向移动外，还能被第四传动机构驱动作升降运动。
所述该第六传动机构是一个或多个伺服丝杆动力机构。
本发明的全自动模切装置用途广泛，能对多种片材进行冲切加工，如可用于冲压金属片材、PVC薄膜、PE薄膜、PET薄膜及其它的柔性膜材、FPC柔性线路板、不干胶纸等多种片材，能实现对片材的全断或半断冲切。由于使用六关节机器人，其头部设有机器眼和与机器眼电连接的校准定位器，通过摆动校正产品偏移，使冲切模具能自动且精确地定位在成品图形上，且使片材上的所有成品图形都能被冲切成形，成品率高、生产效率高，不需要人工参与，避免了工伤事故的发生，极大降低了成本。设置产品初次校准、二个集料板和皮带自动送料，无人化作业，模切精准，减少工伤事故，提高工作效率。本发明的取料装置包括二个第二吸放料传动机构，能自动分拣成品和废料，缩短工时。
附图说明
图1是本发明全自动模切装置的主视图；
图2是本发明全自动模切装置的俯视图；
图3是本发明全自动模切装置的立体图；
图4是本发明六关节机器人头部的示意图；
图5是图4的B-B向剖面图；
图6是本发明第一传动机构的结构示意图；
图7是图6的B-B向剖面图。
具体实施方式
本发明的全自动模切装置与电脑相连，用于冲切各种片材，如图1至图3所示，全自动模切装置包括机架1、设置在机架上的皮带传送装置7、依次设置在机架1上的集料装置2、吸放料装置3、冲切装置4和取料装置5、设置在地面的六关节机器人6。
所述吸放料装置3位于所述冲切装置4的一侧，所述取料装置5位于冲切装置4的另一侧，所述集料装置2位于吸放料装置3下方。所述皮带传送装置7的起始端位于集料装置2的内侧并终止在所述取料装置5的外侧，皮带传送装置7依次穿过冲切装置4的下方和取料装置5的下方。
所述吸放料装置3包括第一传动机构30和第一吸放料传动机构32，如图6、 图7所示，所述第一传动机构30包括第一伺服电机33、与第一伺服电机连接的丝杆34、与丝杆连接的螺母36、固定在螺母36上的螺母安装块38、滚珠滑轨35、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上横向移动的第一滑动板37。如图1所示，所述第一吸放料传动机构32固定在第一滑动板37上，第一吸放料传动机构32是由第八传动机构的驱动下做升降运动，该第八传动机构的结构与第一传动机构30相同，也包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块和滑动板(图中未示)。该第一吸放料传动机构32包括与第八传动机构的滑动板连接的连接架39和设置在连接架39底端且固定在连接架上的第一吸盘31，第一吸盘31的底端设有多个真空吸嘴58’，如图1所示，用于吸附片材10。第一吸放料传动机构可以在第一传动机构30的驱动下做水平方向运动，还可以在第八传动机构或气动机构的驱动下作升降运动。
所述集料装置2包括两个集料板20、第二传动机构23和第五传动机构。第二传动机构23设置在支架1上，与第一传动机构一样也包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块(图中未示)、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上左右移动的第二滑动板21，两个集料板20固定在第二滑动板21上。当检测到位于取料区的集料板上的片材没有的时候，第二传动机构23被启动，空的集料板被移出取料区以进行放料，同时放好片材的另一集料板进入取料区。
本发明设置二个集料板的优点是提高加工效率，增加放料时的安全系数。
另，在第二滑动板21下面还设有第五传动机构，该第五传动机构的结构与第一传动机构的结构相同，包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块，第二滑动板21与螺母安装块连接。第五传动机构能带动第二滑动板作升降运动，当检测到片材10的高度未达到预定高度时，该第五传动机构被启动驱使第二滑动板21上升，当集料板上片材的高度达到预定高度时，第五传动机构就停止工作。
所述六关节机器人6包括轴部61和与轴部连接的头部60，轴部61由六根轴依次活动连接在一起，如图4、图5所示，该头部60包括模具安装座62、冲切模具66、位于安装座62旁边的机器眼63和校准定位器65，机器眼63和校准定位器65电连接。冲切模具66可拆卸地设置在模具安装座62的底端。机器眼63固定在校准定位器65的底端，校准定位器65固定在模具安装座62侧面的下方。每张片材10上都预先印有成品图形100，该成品图形与冲切模具66的 形状相同，片材上可以印有一个或是多个相同的成品图形。冲切时，校准定位器65会根据机器眼63传输来的信号来调整冲切模具66的位置并将冲切模具精确地定位且压附在成品图形上。该六关节机器人6的轴部61能灵活转动和摆动以使冲切模具66能精确地压附在任一个成品图形上，以完成冲切。
所述冲切装置4固定在支架1上，冲切装置4包括：第一固定板41、设置在第一固定板41上的第六传动机构40、固定在第一固定板41和支架1之间的四根平行的导向杆42、固定在伺服丝杆动力机构40的底端且能在四个导向杆上作升降运动的上工作台板46，上工作台板46位于第一固定板41下方。当六关节机器人6的冲切模具66压附在成品图形上后，第六传动机构40被启动且驱动上工作台板46下降并抵压在模具安装座62上，然后施加压力，以完成一次冲切。本装置是对片材上的成品图形一排一排地冲切，一排冲切完成后，皮带传送装置7被启动移动一个预定行程，以冲切下一排成品图形。当完成一次冲切后，上工作台板46上升，六关节机器人6的头部60继续在片材上瞄准下一个待冲切的成品图形并重复上述工作流程，至到将一张片材上的成品图形全部加工完毕。该第六传动机构40是一个或多个伺服丝杆动力机构。
本发明的取料装置5包括第三传动机构50和两个第二吸放料传动机构52，其中所述第三传动机构50的结构与第一传动机构相同，包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上左右移动的第三滑动板(图中未示)，不同之处在于，第三传动机构的丝杆上设有两个螺母，两个第三滑动板，所述两个第二吸放料传动机构分别固定在两个第三滑动板上，第二吸放料传动机构包括与第三滑动板连接的第二连接架59和设置在第二连接架底端且固定在第二连接架上的第二吸盘57，第二吸盘的底端设有多个真空吸嘴58，如图1，用于吸附片材。
第二吸放料传动机构还包括第四传动机构，第四传动机构的结构与第一传动机构相同，也包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上左右移动的第三滑动板(图中未示)，故第二吸放料传动机构除了能在第三传动机构50的驱动下做水平方向移动外，还可以被第四传动机构或气动机构驱动作升降运动。
所述皮带传送装置7设置在支架1上，包括有传送皮带78，该皮带传送装置用于传输片材10。
当冲切好的片材被传送到第三传动机构50下方的预定位置时，一个第二吸放料传动机构52被启动且水平移动到片材上方的预定位置，然后下降，真空吸嘴58吸附到被冲切好的成品后再上升，然后水平移动将成品放置在支架1旁的成品箱内，此时，另一吸放料传动机构正位于传送皮带上的片材上方，该第二吸放料传动机构会下降，真空吸嘴吸附到片材废料后再上升，然后水平移动将废料投掷在机架1另一侧的废料箱内。当一个第二吸放料传动机构在成品箱上方的工位时，另一吸放料传动机构在传送皮带的片材上方的工位，两个第二吸放料传动机构同时在不同工位进行往复工作，即：同时下降-同时吸或放料-同时上升---同时在同一方向做水平移动，如此缩短了加工时间，极大地提高了工作效率。
本发明的工作原理如下：
先在两个集料板20上分别叠置地放好片材，然后第二传动机构23被启动，使一个集料板移动到预定取料工位，之后第一吸放料传动机构32被启动并下降，使真空吸嘴58’吸附住一张片材并上升，然后第一传动机构30被启动，转动装置80带动第一吸放料传动机构32及吸附好的片材作水平移动或转动，电子眼86和伺服定位器81将片材校正，将产品初次定位放到传送皮带78上方，然后第一吸放料传动机构32下降，将片材放置在传送皮带上的预定位置，然后第一吸放料传动机构32上升，并水平移动返回取料区再去吸附下一张片材。当片材被放置在传送皮带的预定位置后，传送皮带开始工作并将片材传送至第六传动机构40下方的预定冲切工位后，传送皮带停止运动，此时六关节机器人6被启动，其头部60位于片材上方，头部的机器眼63将拍摄的图片传送给校准定位器65，使校准定位器65调整冲切模具66的位置并将其精确地定位且压附在片材上的一个成品图形上。此时，伺服丝杆动力机构40被启动，驱使上工作台板46下降并抵压在模具安装座62上，并向模具安装座施加压力以完成一次冲切，之后，上工作台板46上升，六关节机器人的头部继续瞄准下一个成品图形，待整张片材上的成品图形都被冲切完成后，传送皮带被启动并将该经冲切的片材传送至下一预定取料工位，即：位于第三传动机构50的下方，然后传送皮带停止运动，第三传动机构50被启动，将一个第二吸放料传动机构移动到片材上方的预定位置，然后下降，真空吸嘴吸附到成品后再上升，并水平移动将成品放置在成品箱内，连接架59下降，同时将产品上的废料经顶针82及废料收集平 台83顶入到机架85上的废料收集口84；此时，另一第二吸放料传动机构正好移动到片材废料的上方的预定位置，然后下降，真空吸嘴吸附到片材废料后再上升，然后水平移动将废料投掷在废料箱内。
以上所述仅是本发明优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应该视为本发明的保护范围。

Claims (7)

  1. 一种全自动模切装置，其包括机架(1)、设置在机架上的皮带传送装置(7)、依次设置在机架(1)上的集料装置(2)、吸放料装置(3)、冲切装置(4)和取料装置(5)、设置在地面的六关节机器人(6)；所述吸放料装置(3)位于所述冲切装置(4)的一侧，所述取料装置(5)位于冲切装置(4)的另一侧，所述集料装置(2)位于吸放料装置(3)下方；
    所述六关节机器人(6)包括轴部(61)和与轴部连接的头部(60)，轴部(61)由六根轴依次活动连接在一起，头部(60)包括模具安装座(62)、冲切模具(66)、位于模具安装座(62)上的机器眼(63)和校准定位器(65)，机器眼和校准定位器电连接；冲切模具(66)可拆卸地设置在模具安装座(62)的底端；机器眼(63)固定在校准定位器(65)的底端，校准定位器(65)固定在模具安装座(62)侧面的下方；
    每张片材(10)上都预先印有成品图形(100)，该成品图形与冲切模具(66)的形状相同，冲切时，校准定位器(65)会根据机器眼(63)传输来的信号来调整冲切模具(66)的位置并将冲切模具精确地定位且压附在成品图形上；该六关节机器人的轴部(61)能灵活转动和摆动以使冲切模具(66)能压附在片材上的任一个成品图形上；
    所述冲切装置(4)包括第一固定板(41)、固定在第一固定板(41)和机架(1)之间的四根平行的导向杆(42)及第六传动机构(40)，所述第六传动机构(40)设置在第一固定板(41)上，第六传动机构(40)底端固定有上工作台板(46)；所述上工作台板(46)能在导向杆(42)上作升降运动，上工作台板位于第一固定板(41)下方；
    当冲切模具(66)压附在成品图形上后，第六传动机构(40)被启动且驱动上工作台板(46)下降并抵压在模具安装座(62)上，然后施压完成一次冲切；之后上工作台板上升，六关节机器人的头部(60)继续在片材上瞄准下一个待冲切的成品图形并重复上述工作流程，至到将一张片材上的成品图形全部加工完毕。
  2. 如权利要求1所述的全自动模切装置，其特征在于，还包括皮带传送装置(7)，所述皮带传送装置(7)的起始端位于集料装置(2)的内侧并终止在所述取料装置(5)的外侧，皮带传送装置(7)依次穿过冲切装置(4)的下方和取料装置(5)的下方。
  3. 如权利要求2所述的全自动模切装置，其特征在于，所述吸放料装置 (3)包括第一传动机构(30)和第一吸放料传动机构(32)；
    所述第一传动机构(30)包括第一伺服电机(33)、与第一伺服电机连接的丝杆(34)、与丝杆连接的螺母(36)、固定在螺母(36)上的螺母安装块(38)、滚珠滑轨(35)、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上横向移动的第一滑动板(37)；
    所述第一吸放料传动机构(32)固定在第一滑动板(37)上，第一吸放料传动机构(32)是由第八传动机构的驱动下做升降运动，该第八传动机构的结构与第一传动机构(30)相同，也包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块和滑动板；该第一吸放料传动机构(32)包括与第八传动机构的滑动板连接的第一连接架(39)和设置在第一连接架(39)底端且固定在连接架上的第一吸盘(31)，第一吸盘的底端设有多个真空吸嘴(58’)；第一吸放料传动机构能在第一传动机构(30)的驱动下做水平方向运动，还能在第八传动机构的驱动下作升降运动。
  4. 如权利要求3所述的全自动模切装置，其特征在于，所述集料装置(2)包括两个集料板(20)、第二传动机构(23)和第五传动机构；
    第二传动机构(23)设置在机架(1)上，其包括第二滑动板(21)，所述两个集料板(20)固定在第二滑动板上；当检测到位于取料区的集料板上的片材没有的时候，第二传动机构(23)被启动，空的集料板被移出取料区以进行放料，同时放好片材的另一集料板进入取料区；
    所述第五传动机构设置在第二滑动板(21)下面，第五传动机构能带动第二滑动板作升降运动，当检测到片材(10)的高度未达到预定高度时，该第五传动机构被启动驱使第二滑动板(21)上升，当集料板上片材的高度达到预定高度时，第五传动机构停止工作。
  5. 如权利要求2所述的全自动模切装置，其特征在于，所述皮带传送装置(7)包括传送皮带(78)。
  6. 如权利要求1所述的全自动模切装置，其特征在于，所述取料装置(5)包括第三传动机构(50)和两个第二吸放料传动机构(52)，其中所述第三传动机构包括伺服电机、丝杆、滚珠滑轨、螺母、螺母安装块、固定在螺母安装块上且在滚珠滑轨上左右移动的第三滑动板，该第三传动机构的丝杆上设有两个螺母，两个第三滑动板，所述两个第二吸放料传动机构分别固定在两个第三滑动板上；第二吸放料传动机构包括与第三滑动板连接的第二连接架(59)和设置在 第二连接架底端且固定在第二连接架上的第二吸盘(57)，第二吸盘的底端设有多个真空吸嘴(58)；
    第二吸放料传动机构还包括第四传动机构，第二吸放料传动机构除了能在第三传动机构(50)的驱动下做水平方向移动外，还能被第四传动机构驱动作升降运动。
  7. 如权利要求1所述的全自动模切装置，其特征在于，所述第六传动机构(40)是一个或多个伺服丝杆动力机构。
PCT/CN2016/102241 2016-07-07 2016-10-16 全自动模切装置 WO2018006506A1 (zh)

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