CN112247001A - 一种冲压机的自动上下料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冲压机的自动上下料装置,包括PLC控制***、上料机器人以及下料机器人,上料机器人和下料机器人安装在冲压机床左右两侧,PLC控制***分别与上料机器人、冲压机床和下料机器人电连接,上料机器人的机器人手臂上装有真空发生器和上料抓具,上料机器人通过电气接线与真空发生器相连,通过控制真空发生器间接控制上料抓具进行抓取和放置工件,上下料抓具均包括带有吸盘的端拾器,吸盘通过气管分别与真空发生器相连。本发明装置适合薄型片状产品自动上下料,实现冲压自动化、无人化的精益生产模式,使冲压设备可以24小时连续稳定工作,提高了生产效率,节省了人工成本,同时实现了冲压机无人操作的自动化生产模式,消除了人身安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于冲压技术领域,具体涉及一种冲压机的自动上下料装置。
背景技术
冲压是利用模具在压力机上将金属板材制成各种板片状零件、壳体、容器类的工件,或将管件制成各种管状工件的工艺。冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压加工可制出其他方法难于制造的带有加强筋、冲压肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。冲压加工的生产效率高,操作方便,通常无切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低,用途广泛。
但是,在冲床的使用中,对于薄型的片状产品,在人工上料时,需要将产品分离开来。人工进行分离不仅需要花费更多的时间,降低了生产效率,而且对于薄型的片状产品人工定位放置也难以放置得准确,导致产品的质量状态不好控制。并且,人在长时间工作后容易疲劳导致工作生产效率低,设备利用率低,造成水、电、气的浪费等。同时,人工上下料存在着人身安全隐患,且随着企业生产用工成本不断提高,大多数劳动强度大的冲压岗位还有招工困难的问题。
现有技术公开了一种冲压机的自动上下料装置,包括:机架,设置在冲压机的一侧;上料台,设置在机架上,用于堆叠原料;取料机构,用于取出上料台上的原料;上料机器人,与取料机构连接,用于控制取料机构将取出的原料放置在冲压机上;下料台,用于收集经冲压机冲压后的冲压成品。自动上下料装置利用视觉定位***识别原料的位置,从而提高了原料的定位精度,提高产品合格率,同时利用取料机构和上料机器人实现原料的自动上下料。但是,该自动上下料装置不适合薄型片状产品的分离和精确放置,产品的质量不可控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲压机的自动上下料装置,以克服现有冲压机不适合薄型片状产品的分离和放置,人工上下料生产效率低,存在安全隐患,且质量不可控的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种冲压机的自动上下料装置,包括PLC控制***1、上料机器人3以及下料机器人9;所述上料机器人3和下料机器人9安装在冲压机床6的左右两侧,所述PLC控制***1分别与上料机器人3、冲压机床6和下料机器人9电连接;
所述上料机器人3的机器人手臂上装有真空发生器Ⅰ4和上料抓具5,上料机器人3通过电气接线与真空发生器Ⅰ4相连,通过控制真空发生器Ⅰ4的开闭控制上料抓具5进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅰ4将抓取成功和放下的信息传递给上料机器人3和PLC控制***1;
所述下料机器人9的机器人手臂上装有真空发生器Ⅱ7和下料抓具8,下料机器人9通过电气接线与真空发生器Ⅱ7相连,通过控制真空发生器Ⅱ7的开闭控制下料抓具8进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅱ7将抓取成功和放下的信息传递给下料机器人9和PLC控制***1;
所述上料抓具5和下料抓具8均包括端拾器11,所述端拾器11包括吸盘111,吸盘111通过气管分别与真空发生器Ⅰ4和真空发生器Ⅱ7相连。
进一步地,所述上料抓具5还包括快换插头自锁装置12,所述快换插头自锁装置12由抓具连接端121和固定端122组成,固定端122与上料机器人3的机器人手臂末端相连,抓具连接端121与端拾器11固定。
进一步地,所述下料抓具8还包括快换插头自锁装置12,所述快换插头自锁装置12由抓具连接端121和固定端122组成,固定端122与上料机器人3的机器人手臂末端相连,抓具连接端121与端拾器11固定。
进一步地,所述端拾器11还包括铝型材,其上装有多个所述吸盘111。
进一步地,所述真空发生器Ⅰ4由供气端Ⅰ41、真空端Ⅰ42、排气端Ⅰ43以及信号传递口Ⅰ45组成,真空发生器Ⅰ4上还设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅰ44,所述信号传递接口Ⅰ45通过电气接线与上料机器人3相连,将信号传递给上料机器人3,所述供气端Ⅰ41通过气管连接到上料抓具5的供气端Ⅲ51,上料机器人3通过控制真空发生器Ⅰ4控制供气端Ⅰ41的开关。
更进一步地,所述吸盘111通过气管与真空端Ⅰ42相连,当真空发生器Ⅰ4工作时,吸盘E会形成真空,吸盘111形成吸取力,当真空发生器Ⅰ4不工作时,吸盘111的真空状态消失,吸盘111没有吸取力,通过真空发生器Ⅰ4控制吸盘111对工件进行抓取和放下工作。
更进一步地,当供气端Ⅰ41有压缩空气通过时,真空端Ⅰ42能够形成真空状态,并于工件和吸盘之间到达真空后,真空发生器Ⅰ4向上料机器人3发送信号。
进一步地,所述真空发生器Ⅱ7由供气端Ⅱ71、真空端Ⅱ72、排气端Ⅱ73以及信号传递口Ⅱ75组成,真空发生器Ⅱ7上设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅱ74,所述信号传递接口Ⅱ75通过电气接线与下料机器人9相连,所述供气端Ⅱ71通过气管连接到下料抓具8的供气端Ⅳ81上,当真空发生器Ⅱ7在吸取工件成功和放下工件成功后,信号传递接口Ⅱ75将信号传递给下料机器人9。
更进一步地,所述吸盘111通过气管与真空端Ⅱ72相连,当真空发生器Ⅱ7工作时,吸盘E会形成真空,吸盘111形成吸取力,当真空发生器Ⅱ7不工作时,吸盘111的真空状态消失,吸盘111没有吸取力,通过真空发生器Ⅱ7控制吸盘111对工件进行抓取和放下工作。
更进一步地,当供气端Ⅱ71有压缩空气通过时,真空端Ⅱ72能够形成真空状态,并于工件和吸盘之间到达真空后,真空发生器Ⅱ7向下料机器人9发送信号。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明冲压机的自动上下料装置以机器代替人工,实现冲压自动化、无人化的精益生产模式,使冲压设备可以24小时连续稳定工作,提高了生产效率,节省了人工成本,同时实现了冲压机无人操作的自动化生产模式,消除了人身安全隐患。
附图说明
图1为现有人工生产模式结构示意图;
图2为本发明冲压机的自动上下料装置的结构示意图;
图3为电气信息控制原理示意图;
图4为上下料抓具的结构示意图;
图5为真空发生器的结构示意图;
图6为机器人手臂末端连接的快换插头自锁装置的结构示意图;
图7为机器人手臂末端连接的固定端与机器人侧的安装位置示意图。
图中,1.PLC控制*** 2.上料工作台 3.上料机器人 4.真空发生器Ⅰ 5.上料抓具6.冲压机床 7.真空发生器Ⅱ 8.下料抓具 9.下料机器人 10.下料工作台 11.端拾器 12.快换插头自锁装置 13.气管接头 41.供气端Ⅰ 42.真空端Ⅰ 43.排气端Ⅰ 44.安装固定孔45.信号传递接口 51.供气端Ⅲ 71.供气端Ⅱ 72.真空端Ⅱ 73.排气端Ⅱ 74.安装固定孔Ⅱ 81.供气端Ⅳ 111.吸盘 121.抓具连接端 122.固定端。
具体实施方式
下面结合附图,通过实施例对本发明做进一步描述:
本发明冲压机的自动上下料装置,包括PLC控制***1、上料机器人3以及下料机器人9;所述上料机器人3和下料机器人9安装在冲压机床6左右两侧,所述PLC控制***1分别与上料机器人3、冲压机床6和下料机器人9电连接;
所述上料机器人3的机器人手臂上装有真空发生器Ⅰ4和上料抓具5,上料机器人3与真空发生器Ⅰ4电连接,通过控制真空发生器Ⅰ4间接控制上料抓具5进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅰ4将抓取成功的信息传递给上料机器人3和PLC控制***1;
所述下料机器人9的机器人手臂上装有真空发生器Ⅱ7和下料抓具8,下料机器人9与真空发生器Ⅱ7电连接,通过控制真空发生器Ⅱ7,间接控制下料抓具8进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅱ7将抓取成功的信息传递给下料机器人9和PLC控制***1;
所述上料抓具5和下料抓具8均由端拾器11和快换插头自锁装置12构成,所述端拾器11包括吸盘111,吸盘111通过气管分别与真空发生器Ⅰ4和真空发生器Ⅱ7相连。所述快换插头自锁装置12,由抓具连接端121和固定端122组成,固定端122分别与上料机器人3和下料机器人9的机器人手臂末端相连,端拾器11与抓具连接端121固定连接。所述端拾器11还包括铝型材,其上装有多个所述吸盘111。
当端拾器11到指定位置,吸盘111与零件接触后开始吸气,达到真空状态,真空发生器Ⅰ4(真空发生器Ⅱ7)发给机械手臂发送一个信号,机械手臂开始搬运动作。所述端拾器11的铝型材需符合零件的尺寸和形状,换不同的产品上可使用不同尺寸和形状的端拾器11。
所述真空发生器Ⅰ4由供气端Ⅰ41、真空端Ⅰ42、排气端Ⅰ43以及信号传递口Ⅰ45组成,真空发生器Ⅰ4上设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅰ44。所述吸盘111通过气管与真空端Ⅰ42相连,当真空发生器Ⅰ4工作时,吸盘111会形成真空,吸盘111形成吸取力,当真空发生器Ⅰ4不工作时,吸盘111的真空状态消失,吸盘111没有吸取力,通过真空发生器Ⅰ4控制吸盘111对工件进行抓取和放下工作。
所述真空发生器Ⅱ7由供气端Ⅱ71(图中未示出)、真空端Ⅱ72(图中未示出)、排气端Ⅱ73(图中未示出)以及信号传递口Ⅱ75(图中未示出)组成,真空发生器Ⅱ7上设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅱ74。所述吸盘111通过气管与真空端Ⅱ72相连,当真空发生器Ⅱ7工作时,吸盘111会形成真空,吸盘111形成吸取力,当真空发生器Ⅱ7不工作时,吸盘111的真空状态消失,吸盘111没有吸取力,通过真空发生器Ⅱ7控制吸盘111对工件进行抓取和放下工作。
如图2所示,将上料机器人3安装在冲压机床6的附近,上料工作台2安装在上料机器人3附近,以保证机器人能抓取工件和放置工件到适当的工作范围。同样的考虑,将下料机器人9、下料工作台10安装在冲压机床6附近的合适位置。将真空发生器Ⅰ4、上料抓具5安装在上料机器人3的机器人手臂上,以满足上料机器人3通过控制真空发生器Ⅰ4,间接的控制上料抓具5进行抓取和放置工件。同样将真空发生器Ⅱ7、下料抓具8安装在下料机器人9的机器人手臂上,以满足下料机器人9通过控制真空发生器Ⅱ7,间接的控制下料抓具8进行抓取和放置工件。
通过图1和图2对比,本发明冲压机的自动上下料装置省去了人工成本,消除了人身安全事故风险,应用机器人避免了人工自身条件的不可控性,提高了设备的生产效率,降低了生产成本。
如图3所示,是电气***集成布局将PLC控制***1与上料机器人3、冲压机床6、下料机器人9通过电气布线建立信息传递功能,将上料机器人3、真空发生器Ⅰ4通过电气布线建立信息传递功能,将真空发生器Ⅱ7、下料机器人9通过电气布线建立信息传递功能,从而实现以PLC控制***1为核心的控制中心,收集整个电气网络内的信息来控制相应机构单元工作的功能。
如图4所示,将快换插头自锁装置12分别连接到上料机器人3和下料机器人9中机器人手臂的末端上,然后将吸盘111通过气管分别连接到图5中的真空端Ⅰ42(真空端Ⅱ72)处。这样当真空发生器工作时,吸盘111会形成真空,吸盘111就会形成吸取力,当真空发生器不工作时,吸盘111的真空状态消失,吸盘111就会没有吸取力,以此来通过真空发生器来控制吸盘111对工件进行抓取和放下工作。
上料抓具5和下料抓具8均包括铝型材料自制的端拾器11(抓具需要根据工件需求设计成不同的抓手结构)以及机器人手臂末端连接的快换插头自锁装置12。端拾器11和抓具连接端121固定连接在一起。
将图5所示的安装固定孔Ⅰ44(安装固定孔Ⅱ74)分别安装在机器人手臂上,将信号传递接口Ⅰ45(信号传递口Ⅱ75)通过电气接线分别接到上料机器人3、下料机器人9上。当真空发生器Ⅰ4、真空发生器Ⅱ7在吸取工件成功和放下工件成功后会在信号传递接口Ⅰ45(信号传递口Ⅱ75)上有相应的信号传递给上料机器人3、下料机器人9。然后分别将供气端Ⅰ41(供气端Ⅱ71)通过气管连接到上料抓具5的供气端Ⅲ51和下料抓具8的供气端Ⅳ81(图中未示出)上,这样上料机器人3、下料机器人9就能通过控制真空发生器Ⅰ4、真空发生器Ⅱ7来控制供气端A的开和关,当供气端Ⅰ41(供气端Ⅱ71)处于开状态时真空端Ⅰ42(真空端Ⅱ72)为真空状态(有吸附力为抓取工件状态),当供气端Ⅰ41(供气端Ⅱ71)处于关状态时真空端Ⅰ42(真空端Ⅱ72)为非真空状态(无吸附力为放件状态),以此实现上料机器人3、下料机器人9通过控制真空发生器Ⅰ4、真空发生器Ⅱ7来实现上料抓具5,下料抓具8抓取和放件工作。
当供气端Ⅰ41(供气端Ⅱ71)有压缩空气通过则真空端Ⅰ42(真空端Ⅱ72)就会形成真空状态有吸取工件的能力,同时在工件和吸盘之间到达真空后发生器会反馈给机器人一个信号。当供气端Ⅰ41(供气端Ⅱ71)没有压缩空气通过则真空端Ⅰ42(真空端Ⅱ72)就不会形成真空状态,就失去了吸取工件的能力然后放开工件。
图7中,气管接头13用于连接真空发生器Ⅰ4和真空发生器Ⅱ7与上料抓具5和下料抓具8。
下面结合附图2对本发明的工作流程方法介绍:
1、人工将冲压所需的工件放置在上料工作台2的指定区域。
2、人工确认设备工作区域安全可以正常工作,设备开机准备工作就绪,然后启动设备的开始工作(PLC控制***1内要有编成调试好的设备程序)。
3、通过上边的两步设备开始工作后,上料机器人3会自动运行到上料工作台2的指定区域,然后上料机器人3会打开真空发生器Ⅰ4,控制上料抓具5对工件进行抓取。
4、上料抓具5在抓取工件的过程中,会通过真空发生器Ⅰ4将抓取成功的信息传递给上料机器人3和PLC控制***1(如果抓取失败PLC控制***1会有报警提示)。
5、上料机器人3在接收到真空发生器4的抓取成功信号后,上料机器人3会将工件搬运到冲压机床6的指定工作区内,然后上料机器人3会关断真空发生器Ⅰ4,控制上料抓具5将工件放置在指定的工作区上。
6、在放置工件后,上料机器人3会通过真空发生器Ⅰ4接收到上料抓具5对工件已放下的信息,然后,上料机器人3会自动运行到工作原点位置。当上料机器人3回到工作原点位置后会通过PLC控制***1启动冲压机床6工作,同时等待第二次抓取原料,依此循环工作。
7、冲压机床6接收到PLC控制***1启动工作信息后进行一次冲压工作然后回到原点待命,回到原点待命的同时冲压机床6通过信息传递给PLC控制***1冲压工作已经完成,此时PLC控制***1会通过信息传递呼叫下料机器人9取件。
8、下料机器人9接收到PLC控制***1的取件信息后会自动运动到冲压机床6的指定取件位置,然后下料机器人9会打开真空发生器Ⅱ7,控制下料抓具8对工件进行抓取(如果抓取失败PLC控制***1会有报警提示)。
9、下料机器人9在接收到真空发生器Ⅱ7的抓取成功信号后,下料机器人9会将工件搬运到下料工作台10的指定放件工作区内,然后关断真空发生器Ⅱ7,下料抓具8将工件放下。
10、下料机器人9在接收到真空发生器Ⅱ7的工件已放下信号后会运行到工作原点位置,同时通过信息传递给PLC控制***1,告知工件放下完成,等待下次工作,依此循环工作。
Claims (10)
1.一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:包括PLC控制***(1)、上料机器人(3)以及下料机器人(9);所述上料机器人(3)和下料机器人(9)安装在冲压机床(6)的左右两侧,所述PLC控制***(1)分别与上料机器人(3)、冲压机床(6)和下料机器人(9)电连接;
所述上料机器人(3)的机器人手臂上装有真空发生器Ⅰ(4)和上料抓具(5),上料机器人(3)通过电气接线与真空发生器Ⅰ(4)相连,通过控制真空发生器Ⅰ(4)的开闭控制上料抓具(5)进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅰ(4)将抓取成功和放下的信息传递给上料机器人(3)和PLC控制***(1);
所述下料机器人(9)的机器人手臂上装有真空发生器Ⅱ(7)和下料抓具(8),下料机器人(9)通过电气接线与真空发生器Ⅱ(7)相连,通过控制真空发生器Ⅱ(7)的开闭控制下料抓具(8)进行抓取和放置工件,并由真空发生器Ⅱ(7)将抓取成功和放下的信息传递给下料机器人(9)和PLC控制***(1);
所述上料抓具(5)和下料抓具(8)均包括端拾器(11),所述端拾器(11)包括吸盘(111),吸盘(111)通过气管分别与真空发生器Ⅰ(4)和真空发生器Ⅱ(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述上料抓具(5)还包括快换插头自锁装置(12),所述快换插头自锁装置(12)由抓具连接端(121)和固定端(122)组成,固定端(122)与上料机器人(3)的机器人手臂末端相连,抓具连接端(121)与端拾器(11)固定。
3.根据权利要求1所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述下料抓具(8)还包括快换插头自锁装置(12),所述快换插头自锁装置(12)由抓具连接端(121)和固定端(122)组成,固定端(122)与上料机器人(3)的机器人手臂末端相连,抓具连接端(121)与端拾器(11)固定。
4.根据权利要求1所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述端拾器(11)还包括铝型材,其上装有多个所述吸盘(111)。
5.根据权利要求1所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述真空发生器Ⅰ(4)由供气端Ⅰ(41)、真空端Ⅰ(42)、排气端Ⅰ(43)以及信号传递口Ⅰ(45)组成,真空发生器Ⅰ(4)上还设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅰ(44),所述信号传递接口Ⅰ(45)通过电气接线与上料机器人(3)相连,将信号传递给上料机器人(3),所述供气端Ⅰ(41)通过气管连接到上料抓具(5)的供气端Ⅲ(51),上料机器人(3)通过控制真空发生器Ⅰ(4)控制供气端Ⅰ(41)的开关。
6.根据权利要求5所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述吸盘111通过气管与真空端Ⅰ(42)相连,当真空发生器Ⅰ(4)工作时,吸盘E会形成真空,吸盘(111)形成吸取力,当真空发生器Ⅰ(4)不工作时,吸盘(111)的真空状态消失,吸盘(111)没有吸取力,通过真空发生器Ⅰ(4)控制吸盘E对工件进行抓取和放下工作。
7.根据权利要求5所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:当供气端Ⅰ(41)有压缩空气通过时,真空端Ⅰ(42)能够形成真空状态,并于工件和吸盘之间到达真空后,真空发生器Ⅰ(4)向上料机器人(3)发送信号。
8.根据权利要求1所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述真空发生器Ⅱ(7)由供气端Ⅱ(71)、真空端Ⅱ(72)、排气端Ⅱ(73)以及信号传递口Ⅱ(75)组成,真空发生器Ⅱ(7)上设有两个用于与机器人手臂固定的安装固定孔Ⅱ(74),所述信号传递接口Ⅱ(75)通过电气接线与下料机器人(9)相连,所述供气端Ⅱ(71)通过气管连接到下料抓具(8)的供气端Ⅳ(81)上,当真空发生器Ⅱ(7)在吸取工件成功和放下工件成功后,信号传递接口Ⅱ(75)将信号传递给下料机器人(9)。
9.根据权利要求8所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:所述吸盘111通过气管与真空端Ⅱ(72)相连,当真空发生器Ⅱ(7)工作时,吸盘E会形成真空,吸盘)(111)形成吸取力,当真空发生器Ⅱ(7)不工作时,吸盘(111)的真空状态消失,吸盘(111)没有吸取力,通过真空发生器Ⅱ(7)控制吸盘(111)对工件进行抓取和放下工作。
10.根据权利要求8所述的一种冲压机的自动上下料装置,其特征在于:当供气端Ⅱ(71)有压缩空气通过时,真空端Ⅱ(72)能够形成真空状态,并于工件和吸盘之间到达真空后,真空发生器Ⅱ(7)向下料机器人(9)发送信号。
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