CN113580171A - 一种用于冲压工序的上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于冲压工序的上下料机械手，包括基座，所述基座上侧壁设有安装架，所述安装架下端设有夹持机构，所述夹持机构包括电动推杆，所述电动推杆伸缩端固定连接有安装板，所述安装板下侧壁固定连接有安装框，所述安装框内圈侧壁固定连接有夹持囊，所述夹持囊侧壁连通设有导管，所述安装架上侧壁固定连接有安装盒，所述安装盒内底部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端固定连接有移动板，所述安装盒侧壁连通设有连接管，所述安装盒内位于移动板上端的空间与夹持囊内均填充有电流变液。本发明能够根据材料的形状形成与其充分贴合的形状，能够夹持不同形状的材料，扩大了装置的适用范围。

Description

一种用于冲压工序的上下料机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于冲压工序的上下料机械手。

背景技术

冲压工艺是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件，而且，在汽车的加工工艺中，冲压工序也占有重要的低位。

目前冲压工艺中的上下料过程一般都由机械手来完成，经检索，公开号为CN208131840U的专利提出了一种用于冲压工序的上下料机械手，本装置通过第二电机带动第二螺纹杆转动，进而带动第二夹板左右移动，能够调节第二夹板与第一夹板之间的距离，从而实现对不同产品的夹持，但是，由于汽车制造过程中，部分零件的形状是不规则的，本装置只能更好地夹取形状规则的，例如长方体等结构的材料，而夹取不规则形状的材料时，由于第一夹板与第二夹板与材料之间接触的面积太小，甚至只能有一个点相互接触，所以，本装置在夹取不规则形状的材料时夹持效果就会大打折扣，无法满足实际生产的需求，所以，需要设计一种用于冲压工序的上下料机械手来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于冲压工序的上下料机械手。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于冲压工序的上下料机械手，包括基座，所述基座上侧壁设有安装架，所述安装架下端设有夹持机构，所述夹持机构包括电动推杆，所述电动推杆伸缩端固定连接有安装板，所述安装板下侧壁固定连接有安装框，所述安装框内圈侧壁固定连接有夹持囊，所述夹持囊侧壁连通设有导管，所述安装架上侧壁固定连接有安装盒，所述安装盒内底部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端固定连接有移动板，所述安装盒侧壁连通设有连接管，所述安装盒内位于移动板上端的空间与夹持囊内均填充有电流变液，所述安装框两侧壁均固定连接有电极板；

所述安装架上端设有用于控制电流变液状态与流通情况的控制机构，所述控制机构包括弹性连接在安装盒内顶部的升降板，所述升降板侧壁贯穿设有导电条，所述安装盒内壁固定嵌设有两个导电片，所述安装架上侧壁固定连接有控制盒，所述控制盒侧壁固定连接有电磁铁，所述控制盒内底部转动连接有转轴，所述转轴上端固定连接有圆盘，所述圆盘侧壁贯穿设有贯穿口；

所述基座上端设有防掉落机构，所述防掉落机构包括固定连接在安装框侧壁的两个固定盒，两个所述固定盒内壁均固定连接有伸缩气囊，两个所述伸缩气囊侧壁均固定连接有滑动板，两个所述滑动板下侧壁均设有放置槽，两个所述放置槽内均设有托板，两个所述固定盒下侧壁均贯穿设有开口，所述安装盒顶部连通设有缓冲囊，所述缓冲囊通过两个细管分别与两个伸缩气囊连通。

优选地，所述安装架下侧壁设有电动滑轨，所述电动滑轨上滑动连接有电动滑块，所述电动滑块下端与电动推杆固定连接。

优选地，所述夹持囊内填充有空心球，所述空心球内填充有磁流体。

优选地，所述圆盘的左侧由能够被磁铁吸引的金属材料制成，所述圆盘的右侧由不导磁的材料制成，所述转轴通过扭簧与控制盒弹性连接。

优选地，两个所述开口内壁均固定连接有辅助板，两个所述托板分别位于两个开口内，两个所述托板侧壁均设有斜面。

优选地，两个所述放置槽的截面均为T型结构，两个所述托板位于放置槽内的一端均固定连接有限位片。

优选地，所述圆盘紧贴控制盒内顶部，所述连接管与贯穿口上端连通，所述导管与贯穿口下端连通。

本发明具有以下有益效果：

1、与现有技术相比，本发明设有夹持机构与控制机构，通过移动板将电流变液挤入夹持囊，使得夹持囊完全包裹住材料，然后通过电磁铁通电产生磁性，使得圆盘转动，进而使得导管与贯穿口错位，导致电流变液无法回流，从而保证夹持囊对材料的夹持效果，而且，夹持囊在夹持时能够根据材料的形状形成与其充分贴合的形状，能够夹持不同形状的材料，扩大了装置的适用范围；

2、与现有技术相比，本发明通过两个电极板通电，在夹持囊周围产生电场，进而使得夹持囊内的电流变液固化，能够有效防止夹持囊发生形变，进而保证材料在上下料的过程中不会发生晃动；

3、与现有技术相比，本发明在夹取一些金属材料时，夹持囊刚开始向材料靠近时，其内部的多个空心球会在磁流体的作用下聚集向材料靠近，通过磁流体与材料之间的吸引力，能够增大材料与夹持囊表面的摩擦力，进一步保证材料不会在上下料的过程中掉落；

4、与现有技术相比，对于一些冲压过后温度还未完全冷却的材料，空心球内的磁流体还能够吸收材料表面的热量，使得材料能够更快地冷却成型；

5、与现有技术相比，本发明设有防掉落机构，通过升降板移动将空气挤压进两个伸缩气囊内，进而带动两个托板相互靠近，能够将材料的底部托起，进一步避免出现材料在上下料的过程中掉落的情况。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于冲压工序的上下料机械手的结构示意图；

图2为图1中的A处结构放大图；

图3为图1中的B处结构放大图；

图4为图1中的C处结构放大图；

图5为图1中的D处结构放大图。

图中：1基座、2固定盒、3安装架、4电动滑轨、5电动滑块、6电动推杆、7安装板、8电极板、9安装框、10夹持囊、11导管、12安装盒、13移动板、14电动伸缩杆、15连接管、16缓冲囊、17细管、18电流变液、19控制盒、20电磁铁、21圆盘、22贯穿口、23升降板、24导电条、25导电片、26开口、27伸缩气囊、28滑动板、29辅助板、30托板、31放置槽、32空心球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种用于冲压工序的上下料机械手，包括基座1，基座1上侧壁设有安装架3，安装架3下端设有夹持机构，夹持机构包括电动推杆6，安装架3下侧壁设有电动滑轨4，电动滑轨4上滑动连接有电动滑块5，电动滑块5下端与电动推杆6固定连接，电动推杆6伸缩端固定连接有安装板7，安装板7下侧壁固定连接有安装框9，安装框9内圈侧壁固定连接有夹持囊10，夹持囊10由能够发生弹性形变的材料制成，夹持囊10侧壁连通设有导管11，导管11为橡胶软管，保证夹持囊10能够顺利移动，安装架3上侧壁固定连接有安装盒12，安装盒12内底部固定连接有电动伸缩杆14，电动伸缩杆14的伸缩端固定连接有移动板13，移动板13与安装盒12内壁密封滑动连接，安装盒12侧壁连通设有连接管15，安装盒12内位于移动板13上端的空间与夹持囊10内均填充有电流变液18，电流变液18在初始状态下呈一种悬浮液的状态，在周围存在电场力时，能够快速转变成固态，夹持囊10内填充有空心球32，空心球32内填充有磁流体，安装框9两侧壁均固定连接有电极板8。

安装架3上端设有用于控制电流变液18状态与流通情况的控制机构，控制机构包括弹性连接在安装盒12内顶部的升降板23，升降板23与安装盒12内壁密封滑动连接，升降板23侧壁贯穿设有导电条24，安装盒12内壁固定嵌设有两个导电片25，安装架3上侧壁固定连接有控制盒19，控制盒19侧壁固定连接有电磁铁20，两个导电片25，电磁铁20与两个电极板8以及外接电源电性连接，控制盒19内底部转动连接有转轴，转轴通过扭簧与控制盒19弹性连接，转轴上端固定连接有圆盘21，圆盘21的左侧由能够被磁铁吸引的金属材料制成，圆盘21的右侧由不导磁的材料制成，圆盘21紧贴控制盒19内顶部，圆盘21侧壁贯穿设有贯穿口22，连接管15与贯穿口22上端连通，导管11与贯穿口22下端连通，值得注意的是，连接管15与导管11均只是与圆盘21表面贴合，并不与圆盘21表面固定连接。

基座1上端设有防掉落机构，防掉落机构包括固定连接在安装框9侧壁的两个固定盒2，两个固定盒2内壁均固定连接有伸缩气囊27，两个伸缩气囊27侧壁均固定连接有滑动板28，两个滑动板28下侧壁均设有放置槽31，两个放置槽31的截面均为T型结构，两个放置槽31内均设有托板30，两个托板30的截面均为L型结构，两个托板30位于放置槽31内的一端均固定连接有限位片，保证托板30不会从放置槽31内掉落，两个固定盒2下侧壁均贯穿设有开口26，两个开口26内壁均固定连接有辅助板29，两个托板30分别位于两个开口26内，两个托板30侧壁均设有斜面，保证托板30向着辅助板29靠近时，托板30会在斜面的作用下上移，安装盒12顶部连通设有缓冲囊16，缓冲囊16通过两个细管17分别与两个伸缩气囊27连通。

本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：需要对材料进行夹持取料时，通过电动滑轨4控制电动滑块5移动，进而使得安装框9移动到材料的正上方，再启动电动推杆6，电动推杆6带动安装板7与安装框9向下移动，当安装框9完全包围住材料时，关闭电动推杆6，再启动电动伸缩杆14，使得电动伸缩杆14延伸，进而带动移动板13上移，将安装盒12内的电流变液18挤压进夹持囊10内，从而使得夹持囊10不断膨胀，夹持囊10膨胀的过程中能够逐渐包裹住材料，并形成与材料表面相贴合的形状，当夹持囊10完全与材料贴合时，夹持囊10无法继续膨胀，此时电动伸缩杆14继续延伸，只能够推动升降板23上移，进而带动导电条24上移，当电动伸缩杆14延伸至极限状态时，导电条24与两个导电片25接触，此时，电极板8与电磁铁20所在电路导通。

电磁铁20通电产生磁性，能够吸引圆盘21转动一百八十度，从而使得贯穿口22与导管11错位，能够有效防止夹持囊10内的电流变液18回流，进而保证材料无法发生晃动，两个电极板8通电时，会在电极板8之间形成电场，在电场力的作用下，夹持囊10内的电流变液18会转变成固态，从而使得夹持囊10无法发生形变，保证夹持囊10能够与材料的表面充分贴合，进而保证对材料的夹持效果。

在夹持囊10刚开始靠近材料时，由于汽车加工冲压的材料大部分由金属材料制成，所以，夹持囊10内部的空心球32内部的磁流体会带动空心球32聚集，并向着材料靠近，从而通过磁流体的吸引力将材料吸附在夹持囊10表面，进一步增大了夹持囊10与材料之间的压力，从而增大材料与夹持囊10之间的摩擦力，防止材料掉落，而且，对于一些冲压成型过后温度还未完全冷却的材料，磁流体还能够吸收材料所释放的热量，能够加快材料的冷却成型。

在升降板23上移的过程中，能够将安装盒12上端的空气挤压进缓冲囊16内，然后进入到伸缩气囊27内，由于安装框9还未抬起时，固定盒2底部还与基座1表面贴合，托板30无法移出开口26，所以，伸缩气囊27延伸，并带动滑动板28移动，并带动托板30移动使托板30离开辅助板29，直到托板30与开口26内壁贴合时，伸缩气囊27就无法延伸，升降板23继续上移只能够使得缓冲囊16膨胀。

当夹持囊10完全将材料夹持住以后，启动电动推杆6，使电动推杆6收缩，即可带动安装框9上移，此时，在重力的作用下，两个托板30会在重力的作用下向下移动并离开开口26，此时，缓冲囊16会迅速收缩，并将空气挤压进伸缩气囊27内（缓冲囊16的弹性远大于伸缩气囊27的弹性），滑动板28继续移动，能够带动两个托板30相互靠近，两个托板30能够将材料的底部托住，进一步防止材料掉落。

在需要放下物品，启动电动伸缩杆14，使得移动板13下移，进而带动升降板23下移，使得导电条24与导电片25分离，此时电磁铁20与电极板8均断电，电流变液18会转变成液态，转轴会在扭簧的作用下带动圆盘21转动到初始状态，并且伸缩气囊27会收缩，并带动两个托板30相互远离，当托板30的斜面与辅助板29接触后，托板30会自动移动到开口26内，移动板13继续下移，能够将电流变液18吸回到安装盒12内，夹持囊10收缩，不再夹持材料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于冲压工序的上下料机械手，包括基座（1），所述基座（1）上侧壁设有安装架（3），其特征在于：所述安装架（3）下端设有夹持机构，所述夹持机构包括电动推杆（6），所述电动推杆（6）伸缩端固定连接有安装板（7），所述安装板（7）下侧壁固定连接有安装框（9），所述安装框（9）内圈侧壁固定连接有夹持囊（10），所述夹持囊（10）侧壁连通设有导管（11），所述安装架（3）上侧壁固定连接有安装盒（12），所述安装盒（12）内底部固定连接有电动伸缩杆（14），所述电动伸缩杆（14）的伸缩端固定连接有移动板（13），所述安装盒（12）侧壁连通设有连接管（15），所述安装盒（12）内位于移动板（13）上端的空间与夹持囊（10）内均填充有电流变液（18），所述安装框（9）两侧壁均固定连接有电极板（8）；

所述安装架（3）上端设有用于控制电流变液（18）状态与流通情况的控制机构，所述控制机构包括弹性连接在安装盒（12）内顶部的升降板（23），所述升降板（23）侧壁贯穿设有导电条（24），所述安装盒（12）内壁固定嵌设有两个导电片（25），所述安装架（3）上侧壁固定连接有控制盒（19），所述控制盒（19）侧壁固定连接有电磁铁（20），所述控制盒（19）内底部转动连接有转轴，所述转轴上端固定连接有圆盘（21），所述圆盘（21）侧壁贯穿设有贯穿口（22）；

所述基座（1）上端设有防掉落机构，所述防掉落机构包括固定连接在安装框（9）侧壁的两个固定盒（2），两个所述固定盒（2）内壁均固定连接有伸缩气囊（27），两个所述伸缩气囊（27）侧壁均固定连接有滑动板（28），两个所述滑动板（28）下侧壁均设有放置槽（31），两个所述放置槽（31）内均设有托板（30），两个所述固定盒（2）下侧壁均贯穿设有开口（26），所述安装盒（12）顶部连通设有缓冲囊（16），所述缓冲囊（16）通过两个细管（17）分别与两个伸缩气囊（27）连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：所述安装架（3）下侧壁设有电动滑轨（4），所述电动滑轨（4）上滑动连接有电动滑块（5），所述电动滑块（5）下端与电动推杆（6）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：所述夹持囊（10）内填充有空心球（32），所述空心球（32）内填充有磁流体。

4.根据权利要求1所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：所述圆盘（21）的左侧由能够被磁铁吸引的金属材料制成，所述圆盘（21）的右侧由不导磁的材料制成，所述转轴通过扭簧与控制盒（19）弹性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：两个所述开口（26）内壁均固定连接有辅助板（29），两个所述托板（30）分别位于两个开口（26）内，两个所述托板（30）侧壁均设有斜面。

6.根据权利要求5所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：两个所述放置槽（31）的截面均为T型结构，两个所述托板（30）位于放置槽（31）内的一端均固定连接有限位片。

7.根据权利要求1所述的一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于：所述圆盘（21）紧贴控制盒（19）内顶部，所述连接管（15）与贯穿口（22）上端连通，所述导管（11）与贯穿口（22）下端连通。

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