CN101474657B - 一种用于连续锻打的多工位锻压机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于连续锻打的多工位锻压机器人。它采用三个互垂直的直线运动单元及一个与最后一个直线运动单元同轴或平行的转动运动单元的整体结构方式，实现工件的位置调整及锻压过程中的连续回转，结构简洁，它包括上下移动机构1、锻压机械手臂2、手爪3、左右移动机构4、机架5、锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7。本发明能够实现锻压过程中的工件在多工位之间的转换、锻压过程中的动作控制及锻打力度控制、每个工位上锻压过程中的连续操作，实用性强。通过同一个直线运动单元实现工件在不同的操作工位和不同的模具之间工位转换，简化了***结构，降低了成本。

Description

一种用于连续锻打的多工位锻压机器人

(一)技术领域

本发明属于锻压技术领域及机器人技术领域，具体涉及一种用于连续锻打的多工位锻压机器人，代替人力完成锻压生产过程中对高温毛坯的取料、上料、翻转、多工位转化、下料等危险性高、简单重复性、劳动强度高的工作，降低操作工人的劳动强度及危险性，同时通过机器人实现生产过程的自动化，提高生产率及锻压质量。

(二)背景技术

在国民经济生产建设中，锻压是不可缺少的重要部分，它为各种机械产品和军工装备生产重要基础零件。目前多数锻压设备处于手工运料或半手工送料的落后状态，生产过程中一般都是由工人用钳子将烧到1000多摄氏度的锻压坯料夹到锻压设备上，锻压过程中用钳子翻转工件，完成后再由人工用钳子将工件取出，加工过程中需要反复夹取和翻转工件，劳动强度也比较大，生产效率低，产品质量不稳定。由于锻压生产由人工主导加工过程，加工的质量取决于工人的熟练程度以及工人的认真程度，对于加工出的同一种零件一致性较差，影响了产品质量，同时生产效率也比较低。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现锻压过程中的工件在多工位之间的转换、锻压过程中的动作控制及锻打力度控制、每个工位上锻压过程中的连续操作，实用性强的用于连续锻打的多工位锻压机器人。

本发明的目的是这样实现的：它采用三个互垂直的直线运动单元及一个与最后一个直线运动单元同轴或平行的转动运动单元的整体结构方式，它包括上下移动机构1、锻压机械手臂2、手爪3、左右移动机构4、机架5、锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7，上下移动机构1安装在左右移动机构4上，左右移动机构4安装在机架5上，带动上下移动机构1、锻压机械手臂2及手爪3左右移动，锻压机械手臂2安装在上下移动机构1上，上下移动机构1带动锻压机械手臂2及手爪3上下移动，锻压机械手臂2带动手爪3前后移动及沿移动轴的回转，锻压设备协调机构7安装在机架5上，带动锻压设备控制压板6上下移动。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7包括至少一套，其套数与锻压模具数相同，每个锻压模具安装于单独一台锻压设备上，每套锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6对对应工位上的锻压设备进行协调控制，当在不同模具之间转换工位时，锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6控制所有锻压设备停止锻打，在任意锻压工位锻压时，只有该工位上的锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6控制对应的锻压设备连续锻压；

2、所述的上下移动机构1、锻压机械手臂2、手爪3、左右移动机构4及机架5是一套，而锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7具有至少一套，其套数与锻压模具数相同。不同之处在于，部分锻压模具单独安装与一台锻压设备上，部分模具共用一台锻压设备上，当多个模具位于同一锻压设备上时，按照上述的协调机制动作，当模具单独安装于一台锻压设备上时，采用基本方式的协调机制动作。

为了解决现有锻压生产中自动化程度低，操作人员劳动强度高、危险性高、生产效率低、生产质量不一致等问题，发明了一种用于连续锻打的多工位锻压机器人，可完成锻打过程中对工件的各种操作，同时可以实现与现有锻压设备动作之间的协调动作。在维持现有锻压设备不变的条件下，通过机器人的各自由度运动及与锻压设备的协调，代替人力完成锻压过程中的高劳动强度、高危险性、简单重复性工作，提高生产效率及产品质量。

本发明的技术方案是这样实现的：首先机器人根据外部信号控制左右移动机构4带动机器人运动到取料工位，上下移动机构1向下运动使手爪3运动到取料高度，机器人手爪3抓取锻压毛坯，上下移动机构1向上运动，使毛坯离开料位，完成取料。左右移动机构4带动机器人到达第一个锻压工位，上下移动机构1向下运动使手爪3上的毛坯运动到锻压模具上，完成上料。锻压设备协调机构7带动锻压设备控制压板6向下移动，控制锻压设备开始连续锻打模具上的毛坯，在锻打时间间隙锻压机械手臂2对毛坯连续快速翻转，根据锻打工艺要求，锻压设备协调机构7上下移动，控制锻打力度，实现连续变力锻压。多次锻打之后，完成第一个锻压工位上的锻压加工，锻压设备协调机构7运动到上端，控制锻压设备停止锻打，上下移动机构1向上运动，使工件离开模具，左右移动机构4带动机器人及工件到达下一个锻压工位，按照第一个锻压工位上的方式进行继续锻压。锻压工位的多少根据锻压工艺要求决定，所有工位锻压完成之后，左右移动机构4带动机器人及锻压成型的工件到达下料工位，手爪3张开，使工件落下，完成下料，此时机器人可以回到取料工位开始下一个工作循环。从而完成对工件的自动化连续多工位锻打。

本发明的特点有：

1.采用三个互垂直的直线运动单元及一个与最后一个直线运动单元同轴或平行的转动运动单元的整体结构方式，实现工件的位置调整及锻压过程中的连续回转，结构简洁。

2.通过锻压设备协调机构的上下移动对现有通用锻压设备控制，实现锻压动作的启动及停止，并通过锻压设备协调机构的位置变化调整锻压打击力度，可方便在现有通用锻压设备的基础上实现自动化多工位连续锻压，适应性强。

3.通过同一个直线运动单元实现工件在不同的操作工位和不同的模具之间工位转换，简化了***结构，降低了成本。

本发明基于现有的通用锻压设备与机器人之间的协调动作，实现锻压过程中的工件在多工位之间的转换、锻压过程中的动作控制及锻打力度控制、每个工位上锻压过程中的连续操作，实用性强，具有较强的推广价值。

(四)附图说明

图1为本发明的整体结构图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

本实施方式包括上下移动机构1，锻压机械手臂2，手爪3，左右移动机构4，机架5，1个锻压设备控制压板6和1个锻压设备协调机构7。左右移动机构4安装在机架5上，可以带动上下移动机构1、锻压机械手臂2及手爪3左右移动。上下移动机构1安装在左右移动机构4上，可以带动锻压机械手臂2及手爪3上下移动。锻压机械手臂2安装在上下移动机构1上，可以带动手爪3前后移动及沿移动轴的超过360°无限回转。从而使手爪可以实现左右、上下、前后3个移动自由度及沿前后移动轴线的转动自由度。手爪3的张合实现工件的抓取及放下。锻压设备协调机构7也安装在机架5上，可以带动锻压设备控制压板6上下移动，从而控制锻压设备的锻打动作及力度。此时多个锻压模具安装于同一个锻压设备上，锻压设备面向机器人放置，锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6对这一台锻压设备进行协调控制，当在不同模具之间转换工位时，锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6控制该锻压设备停止锻打，在任意锻压工位锻压时控制该锻压设备连续锻压。

实施例2：

本实施方式与实施方式一不同之处在于上下移动机构1、锻压机械手臂2、手爪3、左右移动机构4及机架5还是一套，而锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7具有多套，其套数与锻压模具数相同。每个锻压模具安装于单独一台锻压设备上，每套锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6对对应工位上的锻压设备进行协调控制，当在不同模具之间转换工位时，锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6控制所有锻压设备停止锻打，在任意锻压工位锻压时，只有该工位上的锻压设备协调机构7和锻压设备控制压板6控制对应的锻压设备连续锻压。

实施例3：

本实施方式中上下移动机构1、锻压机械手臂2、手爪3、左右移动机构4及机架5还是一套，而锻压设备控制压板6和锻压设备协调机构7具有多套，其套数与锻压模具数相同。不同之处在于，部分锻压模具单独安装与一台锻压设备上，部分模具共用一台锻压设备上，属于实施方式一和方式二的混合结构，当多个模具位于同一锻压设备上时，按照方式二的协调机制动作，当模具单独安装于一台锻压设备上时，采用方式一的协调机制动作。

Claims (1)

1.一种用于连续锻打的多工位锻压机器人，其特征在于它采用三个互垂直的直线运动单元及一个与最后一个直线运动单元同轴或平行的转动运动单元的整体结构方式，包括上下移动机构、锻压机械手臂、手爪、左右移动机构、机架、锻压设备控制压板和锻压设备协调机构，上下移动机构安装在左右移动机构上，左右移动机构安装在机架上，带动上下移动机构、锻压机械手臂及手爪左右移动，锻压机械手臂安装在上下移动机构上，上下移动机构带动锻压机械手臂及手爪上下移动，锻压机械手臂带动手爪前后移动及沿移动轴的回转，锻压设备协调机构安装在机架上，带动锻压设备控制压板上下移动；所述的锻压设备控制压板和锻压设备协调机构包括至少一套，其套数与锻压模具数相同，每个锻压模具安装于单独一台锻压设备上，每套锻压设备协调机构和锻压设备控制压板对对应工位上的锻压设备进行协调控制，当在不同模具之间转换工位时，锻压设备协调机构和锻压设备控制压板控制所有锻压设备停止锻打，在任意锻压工位锻压时，只有该工位上的锻压设备协调机构和锻压设备控制压板控制对应的锻压设备连续锻压。