CN106180455A - 三轴冲压机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三轴冲压机器人，其包括底座、垂直固定在该底座一侧边的二轴部件、以及在该二轴部件上滑动连接的三轴部件；其中，所述底座内设有电器箱；所述二轴部件上设有为滑轨装置，其上设有滑动连接的滑动座；所述三轴部件设有固定在该滑动座上的二轴连接座；所述三轴部件还设有滑动连接的多个吸盘。本发明展示冲压机器人通过三动力的基本直线运动范来满足冲压作业的自动化，从而达到结构简单、可靠性好、造价低、易于普及等优点；本发明三轴冲压机器人适用于63T～250T单点开式压力机自动化生产线，该机器人具有结构简单，造价底；动作可靠，运动速度快等。

Description

三轴冲压机器人
技术领域
本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及一种三轴冲压机器人。
背景技术
随着经济继续稳步发展、产业结构不断升级、人力成本的加大，自动化水平不断提高，工业机器人以其具有连续作业、效率高、适应性强等优势被广泛应用于工业生产中，如应用在光伏设备、上下料机械手、移栽设备、涂胶设备、贴片设备中，以从事重型或高重复性高精度要求的生产加工过程。
三轴机器人应用最为广泛，其典型应用有激光焊接机床、激光切割机床、涂胶机、贴片机、小型数控机床、雕铣机、及3D打印机。
业界最常用的三轴机器人结构为直角坐标系下三轴互相垂直，线轨导向，工作部布置于单轴上。这种三轴机器人因其设计方便、结构简单被广泛应用，但其存在以下缺点：
1、直角坐标系三轴机器人，各轴独立，驱动单元往往需随动，分布比较离散，不利于成本控制。
2、在中型、高速应用中，该结构形式Z轴设计较为困难。其中第一种情况：设计为Z轴为工作台面举升，平面定位至少需要两组驱动单元和传动导向组件，意味着成本增加。
第二种情况：Z轴为工作部随动，其安装精度要求较高，并需要同步提高其余两轴驱动单元性能参数。
业界典型三轴机器人结构还有直角坐标系下三轴互相平行并联臂结构。其结构简单、各轴空间均布，方便调试安装，近几年被广泛应用于各行业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过三动力的基本直线运动范来满足冲压作业的自动化、从而达到结构简单、可靠性好、造价低、易于普及等优点的三轴冲压机器人。
本发明提供一种三轴冲压机器人，其包括底座、垂直固定在该底座一侧边的二轴部件、以及在该二轴部件上滑动连接的三轴部件；其中，所述底座内设有电器箱；所述二轴部件上设有为滑轨装置，其上设有滑动连接的滑动座；所述三轴部件设有固定在该滑动座上的二轴连接座；所述三轴部件还设有滑动连接的多个吸盘。
优选地，所述底座分成上下两层结构，上层为活动区，下层为所述电器箱，其中，所述电器箱呈抽屉式。
优选地，所述活动区包括：位于外部的模组挡板、位于该模组挡板内的伺服电机、位于该模组挡板内且与该伺服电机连接的减速器、与该伺服电机连接的丝杠、以及由该丝杠带动的至少一线轨。
优选地，所述二轴部件包括：二轴底板、固定在该二轴底板上且相对设置的第一滑轨和第二滑轨、位于该第一滑轨和第二滑轨之间的连杆、固定在该二轴底板上的固定板、与该固定板连接的联轴器，其中，丝杠一端与该联轴器连接；所述滑块座滑动连接在第一滑轨和第二滑轨上且与该丝杆滑动连接。
优选地，还包括固定在二轴底板上的臂部，所述丝杠另一端与该臂部连接。
优选地，还包括与所述固定板连接的二轴减速器、与该二轴减速器连接的二轴伺服电机、以及与该二轴伺服电机连接的私服电机座。
优选地，还包括位于所述滑块座底部且与所述丝杠连接的二轴模组。
优选地，所述三轴部件包括：三轴框架、固定在该三轴框架上且相对设置的第一三轴导轨和第二三轴导轨、位于第一三轴导轨和第二三轴导轨之间的两个同步带、位于该两个同步带之间的齿条、支撑座、与该支撑座一侧连接的齿轮组、以及与该支撑座另一侧连接的支撑杆；其中，所述吸盘连接在所述支撑杆上；所述支撑座滑动连接在同步带上。
优选地，所述齿轮组包括均与该支撑座一侧连接的齿轮、张紧轮和同步带轮，该齿轮与齿条啮合，同步带轮带动该支撑座在同步带上滑动。
优选地，所述三轴部件还包括三轴电机、与该三轴电机连接的电机支撑板、由该三轴电机驱动的主动轮、包括与所述主动轮啮合的从动轮，所述从动轮与所述同步带轮啮合；其中，所述二轴连接座与该电机支撑板连接。
本发明展示冲压机器人通过三动力的基本直线运动范来满足冲压作业的自动化，从而达到结构简单、可靠性好、造价低、易于普及等优点；本发明三轴冲压机器人适用于63T～250T单点开式压力机自动化生产线，该机器人具有结构简单，造价底；动作可靠，运动速度快等。
附图说明
图1为本发明三轴冲压机器人的结构示意图；
图2为图1所示三轴冲压机器人的主视图；
图3为图1所示三轴冲压机器人的底座的主视图；
图4为图3所示底座在A-A方向的剖视图；
图5为图1所示三轴冲压机器人的二轴部件的结构示意图；
图6为图5所示二轴部件的主视图；
图7为图5所示二轴部件的俯视图；
图8为图1所示三轴冲压机器人的三轴部件的结构示意图；
图9为图8所示三轴部件的主视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，三轴冲压机器人100包括：底座10、垂直固定在该底座10一侧边的二轴部件20、以及在该二轴部件20上滑动连接的三轴部件30；其中，底座10作为一轴运动机构，其与电器箱组合在一起；二轴部件20一端与该底座10固定连接，该二轴部件20为滑轨装置，三轴部件30上设有滑动连接的多个吸盘31，通过吸盘31完成工件的抓取、移动、放下以及抓手的复位动作。
本发明三轴冲压机器人100通过三动力的基本直线运动来满足冲压作业的自动化，从而达到结构简单、可靠性好、造价低、易于普及等优点。
如图3和图4所示，底座10分成上下两层结构，上层为一轴部件活动区11，下层为电器箱12，该电器箱12呈抽屉式的，便于电器检修。
活动区11包括：位于外部的模组挡板111、位于该模组挡板111内的伺服电机112、位于该模组挡板111内且与该伺服电机112连接的减速器113、与该伺服电机112连接的丝杠114、由该丝杠114带动的四根平行线轨115、以及与该模组挡板111连接的支撑板116，该支撑板116位于模组挡板111外。
四根线轨115平行设置。
丝杆114带动四根平行线轨115作水平方向运动，其运动范围为0～800mm、运动速度为0～800mm/秒，完成工件进出模具的基本动作。
本发明底座实现三轴冲压机器人在水平方向上的一轴运动。
如图5至图7所示，二轴部件20垂直连接在底座10的侧边，该二轴部件20包括：二轴底板21、固定在该二轴底板21上且相对设置的第一滑轨22和第二滑轨23、位于该第一滑轨22和第二滑轨23之间的连杆24、滑动连接在第一滑轨22和第二滑轨23上且与该丝杆24滑动连接的滑块座25、固定在该二轴底板21上的固定板26、与该固定板26连接的二轴减速器27、与该二轴减速器27连接的二轴伺服电机28、与该固定板26连接的联轴器28、位于该二轴底板21上的臂部29、以及位于滑块座25底部且与丝杠24连接的二轴模组251。
其中，二轴伺服电机28外设有伺服电机座281，伺服电机座281与底座10连接。
丝杆24一端与联轴器28连接，丝杠24另一端与臂部29连接。
联轴器28和二轴减速器27分别固定在固定板26的相对两端。
三轴部件30固定在滑块座25上，通过滑块座25在第一滑轨22和第二滑轨23之间滑动，带动三轴部件30一起运动。
本二轴部件通过伺服电机28、减速器27、丝杆24，使滑块座25沿着第一滑轨22和第二滑轨23作上下移动，其移动距离为±0～300mm，运动速度为0～1000mm/秒，移动范围为0～600mm、运动速度为0～800mm/秒。
本发明先调整滑块座在第一滑轨和第二滑轨之间的位置，再将三轴部件固定在滑块座上，滑块座带着三轴部件在第一滑轨和第二滑轨之间上下运动。
如图8和图9所示，三轴部件30包括：三轴框架32、固定在该三轴框架32上且相对设置的第一三轴导轨33和第二三轴导轨34、位于第一三轴导轨33和第二三轴导轨34之间的两个同步带35、位于该两个同步带35之间的齿条36、支撑座37、与该支撑座37一侧连接的齿轮组、与该支撑座37另一侧连接的支撑杆41、三轴电机42、与该三轴电机42连接且相互啮合的主动轮43和从动轮44、与该三轴电机42连接的电机支撑板45、以及与该电机支撑板45连接的二轴连接座46。其中，多个吸盘31与支撑杆41连接；二轴连接座46固定在滑块座25上。
齿轮组包括均与该支撑座37一侧连接的齿轮39、张紧轮38和同步带轮41，该齿轮39与齿条36啮合，张紧轮39用于张紧齿条38，同步带轮41带动该支撑座37在同步带35上滑动，通过该齿轮组带动支撑座37在三轴框架32内滑动。
三轴电机42运转，驱动主动轮43运动，主动轮43和从动轮44啮合，从动轮44配合齿条36和齿轮39啮合，使三轴框架32对应于二轴部件20作左右移动，移动距离为±0～750mm。
从动轮44同轴另配有与三轴框32内独立运动的同步带35啮合的同步带轮41，该同步带35与支撑座37联接，与三轴框32同向移动，移动速度为三轴框32的2倍，移动距离为±0～1500mm，移动速为±0～1500mm/秒。
本发明通过三轴框作左右移动、支撑座在三轴框内的同步机构的带动下，与三轴框作同向运动，完成工件的抓取、移动、放下以及抓手的复位动作。
本发明展示冲压机器人通过三动力的基本直线运动范来满足冲压作业的自动化，从而达到结构简单、可靠性好、造价低、易于普及等优点。
本发明三轴冲压机器人适用于63T～250T单点开式压力机自动化生产线，该机器人具有结构简单，造价底；动作可靠，运动速度快等。
上述的实施例仅示例性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三轴冲压机器人，其特征在于，其包括底座、垂直固定在该底座一侧边的二轴部件、以及在该二轴部件上滑动连接的三轴部件；其中，所述底座内设有电器箱；所述二轴部件上设有为滑轨装置，其上设有滑动连接的滑动座；所述三轴部件设有固定在该滑动座上的二轴连接座；所述三轴部件还设有滑动连接的多个吸盘。
2.根据权利要求1所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述底座分成上下两层结构，上层为活动区，下层为所述电器箱，其中，所述电器箱呈抽屉式。
3.根据权利要求2所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述活动区包括：位于外部的模组挡板、位于该模组挡板内的伺服电机、位于该模组挡板内且与该伺服电机连接的减速器、与该伺服电机连接的丝杠、以及由该丝杠带动的至少一线轨。
4.根据权利要求1所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述二轴部件包括：二轴底板、固定在该二轴底板上且相对设置的第一滑轨和第二滑轨、位于该第一滑轨和第二滑轨之间的连杆、固定在该二轴底板上的固定板、与该固定板连接的联轴器，其中，丝杠一端与该联轴器连接；所述滑块座滑动连接在第一滑轨和第二滑轨上且与该丝杆滑动连接。
5.根据权利要求4所述的三轴冲压机器人，其特征在于：还包括固定在二轴底板上的臂部，所述丝杠另一端与该臂部连接。
6.根据权利要求5所述的三轴冲压机器人，其特征在于：还包括与所述固定板连接的二轴减速器、与该二轴减速器连接的二轴伺服电机、以及与该二轴伺服电机连接的私服电机座。
7.根据权利要求6所述的三轴冲压机器人，其特征在于：还包括位于所述滑块座底部且与所述丝杠连接的二轴模组。
8.根据权利要求1所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述三轴部件包括：三轴框架、固定在该三轴框架上且相对设置的第一三轴导轨和第二三轴导轨、位于第一三轴导轨和第二三轴导轨之间的两个同步带、位于该两个同步带之间的齿条、支撑座、与该支撑座一侧连接的齿轮组、以及与该支撑座另一侧连接的支撑杆；其中，所述吸盘连接在所述支撑杆上；所述支撑座滑动连接在同步带上。
9.根据权利要求8所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述齿轮组包括均与该支撑座一侧连接的齿轮、张紧轮和同步带轮，该齿轮与齿条啮合，同步带轮带动该支撑座在同步带上滑动。
10.根据权利要求9所述的三轴冲压机器人，其特征在于：所述三轴部件还包括三轴电机、与该三轴电机连接的电机支撑板、由该三轴电机驱动的主动轮、包括与所述主动轮啮合的从动轮，所述从动轮与所述同步带轮啮合；其中，所述二轴连接座与该电机支撑板连接。
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