CN201346604Y - 单台多工位移送机械手 - Google Patents

Abstract

单台多工位移送机械手，包括控制装置，控制装置控制设置在冲床两侧的驱动装置和从动装置，驱动装置和从动装置通过升降移动工作平台和水平型臂带动载头实现X轴方向移动和Z轴方向移动，抓取或放下工件。其中X轴方向移动和Z轴方向移动和定位通过交流伺服电机进行驱动来完成的，伺服电机由控制装置的控制核心进行控制。本实用新型生产节拍(速度)在国内包括台湾地区的同行业中都是最高的(节拍最高可达6s)，能取代人工在各个冲压工位上进行物料冲压、搬运、上下料等任务。该设备对于冲压等重复性、危险性、节拍高的加工行业，在节约人力劳动成本，提高产量、品质及设备安全性等方面具有突出的优点。

Description

单台多工位移送机械手

技术领域

本实用新型涉及用于多工序单冲床冲压件的连续生产技术领域，特别是用于金属零件在冲床各单工序同时冲压完成后，再同时将各工序工件搬运一个工位并自动启动冲床进行下一次冲压的自动移送机械手。

背景技术

目前，公知的金属件冲压是由人工操作冲床，进行手动操作，每一冲床需配一名操作工人，不同工序之间由人工传递工件，容易造成生产事故，且生产效率低下。

为了提高冲压效率，目前已经有用于单台冲床的多工序连续冲压技术出现，如中国专利授权公告号为CN2516291Y公告的“用于冲床的多工序连续冲模机组”，该机组包括受冲床曲轴带动的上凸模、活动滑块、下凹模滑块、落料块及冲柄，冲床头上装有一个可作进料器用的斜楔柱，柱的上端固定在上凸模上，上凸模由冲柄固定在冲床头上，下部装有使下凹模滑块开合的斜楔；上凸模与活动滑块之间设有一个弹簧间隔层。虽然该机组提高了生产效率，但其只能针对工件为线形多道工序的产品。

还如中国专利授权公告号为CN2728670Y公告的“冲床多工位自动送料装置”，该装置包括冲头、下工作台，安装在工作台中部的模具的下扇、驱动装置；在冲床的下工作台上安装有可横向移动，又能纵向夹持和释放的机械爪。该装置能够在一台冲床上依次完成多道工序，右边进坯料，左边出成品，工效得到很大的提高。

但到目前为止，单冲床多工序进行自动移送和自动控制在国内还是空白。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种自动移送机械手，该自动移送机械手用于金属零件在单台冲床上的单工序同时冲压完成后，再同时将单台冲床上多模具上的工件搬运一个工位(工序)并自动启动冲床进行下一次冲压，大大提高了效率。

本实用新型所要解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

单台多工位移送机械手，包括：

一套设置于冲床一侧的驱动装置，该驱动装置上设置有一上下升降机构和一安装在上下升降机构上并受上下升降机构驱动进行上下升降的升降移动工作平台，在升降移动工作平台上设置有水平移动机构和受水平移动机构驱动进行水平往复运动的水平型臂；所述升降移动工作平台和水平型臂均向外伸展；

一套设置于冲床另一侧的从动装置，该从动装置接受来自驱动装置传递的动力，使移动工作平台和水平型臂上下运动，在从动装置上设置有用于浮动支撑所述升降移动工作平台的浮动支撑机构和驱动升降移动工作平台上下升降的从动上下升降机构，所述从动上下升降机构通过传动连杆接受来自驱动装置的动力；

设置在水平型臂上并成间隔排列的载头机构，其中载头机构，分别位于对应模具的两侧；

一控制装置，该控制装置通过电路连接并控制所述驱动装置的上下升降机构及水平移动机构动作，还通过电路及检测元件连接并控制冲床动作。

在本实用新型的驱动装置的升降移动工作平台上还设置有驱动从动装置动作的齿轮齿条主动机构，其中主动齿条垂直安装在升降移动工作平台上；所述每一从动装置上的从动上下升降机构为齿轮齿条从动机构，其中从动齿条垂直安装在升降移动工作平台上，主动齿轮和若干从动齿轮通过传动连杆串接实现动力传递和同步运动。

在本实用新型中，所述水平型臂通过直线轴承安装在升降移动工作平台上。

在本实用新型中，所述驱动装置上的上下升降机构包括一安装在驱动装置上的升降伺服电机，安装在驱动装置上的齿轮减速箱，曲柄连杆机构，齿轮减速箱的输入端与升降伺服电机的电机轴联接，齿轮减速箱的输出端驱动曲柄连杆机构的曲柄转动，曲柄连杆机构中的连杆与升降移动工作平台联接。

本实用新型的驱动装置中的水平移动机构包括一安装在升降移动工作平台上的水平移动伺服电机，由水平移动伺服电机驱动的同步带传动机构，与同步带传动机构中的从动轮同步转动的水平移动齿轮，与水平移动齿轮啮合并固定于水平型臂上且带动水平型臂进行水平往复运动的水平齿条。

本实用新型的载头机构包括一安装在水平型臂上的悬臂梁构件和安装在悬臂梁构件上的用以抓取或释放工件的载头。所述载头为真空吸盘或电磁铁。

所述控制装置包括一电源部分、安装在冲床上的冲压动作检测传感器、触摸屏输入及显示设备、PLC程序控制器、定位模块、驱动模块，所述电源部分给整个控制装置供电，所述定位模块内设置有升降伺服电机和水平移动伺服电机动作数据，冲压动作检测传感器、触摸屏输入及显示设备与PLC程序控制器的信号输入端连接，PLC程序控制器与定位模块连接，读写定位模块内的数据，定位模块向驱动模块发出正向运行脉冲和反向运行脉冲，驱动模块驱动升降伺服电机和水平移动伺服电机并接受升降伺服电机和水平移动伺服电机反馈脉冲。

由于采用了如上的技术方案，大大提高了生产节拍，在国内包括台湾地区的同行业中是最高的，能取代人工在各个冲压工位上进行物料冲压、搬运、上下料等任务。本实用新型的水平型臂将电、气集中供给，极大简化了结构，采用气缸浮动支撑，上下移动更加平稳。采用齿轮齿条结构，使左右移动更加可靠。水平型臂与升降移动工作平台之间采用直线导轨，使左右移动更加平稳快速，极大提高了效率。本实用新型对于冲压重复性、危险性、节拍高的加工行业，在节约人力劳动成本，提高产量、品质及设备安全性等方面具有突出的优点。

附图说明

图1为本实用新型安装在冲压工艺线上的示意图。

图2为本实用新型部分结构示意图。

图3为本实用新型驱动装置的结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为图3的俯视图。

图6为本实用新型所述的上下升降机构示意图。

图7为本实用新型所述的水平移动机构结构示意图。

图8为本实用新型所述的从动装置的结构示意图。

图9为图8的左视图。

图10为本实用新型所述的载头机构的结构示意图。

图11为图10的左视图。

图12为图10的俯视图。

图13为本实用新型所述的控制装置的原理框图。

图14为本实用新型所述的控制装置的部分电原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

附图中所示的单台多工位移送机械手配合冲床使用的装置。参看图1和图2，该单台多工位移送机械手包括安装在冲床1之后的一套驱动装置2，当然该驱动装置2也可以安装在冲床1之前。本实用新型将驱动装置2安置在冲床1之后，主要是从整个机械手的上料方式去考虑的。

该单台多工位移送机械手还包括安置在冲床1之前位置的从动装置3。一般来说，从动装置3安置在驱动装置2的前边。当然该从动装置3也可以安装在冲床1的后面。

上面的驱动装置2、从动装置3均固定在地面上。

参看图3、图4和图5，驱动装置2包括一机架21，在机架21设置有一上下升降机构和一安装在上下升降机构上并受上下升降机构驱动进行上下升降的升降移动工作平台22，在升降移动工作平台22上设置有水平移动机构和受水平移动机构驱动进行水平往复运动的水平型臂23；升降移动工作平台22和水平型臂23均向外伸展延伸至从动装置3。升降移动工作平台22和水平型臂23可以采用型材结构。

参看图6，驱动装置2上的上下升降机构包括一安装在机架31上的升降伺服电机24、两级齿轮减速箱25，曲柄连杆机构26，两级齿轮减速箱5的输入端与升降伺服电机24的电机轴联接，两级齿轮减速箱25的输出端驱动曲柄连杆机构26的曲柄转动，曲柄连杆机构26中的连杆与升降移动工作平台22联接。

在升降移动工作平台22上间隔地安装有直线轴承27，水平型臂23安装在直线轴承27上，这样水平型臂23可以自如地进行水平移动。

参看图7，驱动装置2中的水平移动机构包括一安装在升降移动工作平台22上的水平移动伺服电机24′，由水平移动伺服电机24′驱动的同步带传动机构25′，与同步带传动机构25′中的从动轮同步转动的水平移动齿轮25′，与水平移动齿轮25′啮合并固定于水平型臂23上且带动水平型臂23进行水平往复运动的水平齿条26′。这样当水平移动伺服电机24′正反向旋转时，通过同步带传动机构25′驱动水平移动齿轮25′旋转，从而带动水平齿条26′和水平型臂23水平移动，从而实现工件的水平移送。

为了使整个升降移动工作平台22都能平稳地进行上下升降时，在驱动装置的升降移动工作平台22上还设置有驱动从动装置23动作的齿轮齿条主动机构，该齿轮齿条主动机构包括一垂直安装在升降移动工作平台22上的主动齿条28和安装在机架21上的主动齿轮29，主动齿轮29与主动齿条28啮合。

参看图8和图9，从动装置3接受来自驱动装置2传递来的升降动力移动工作平台22和水平型臂23，其包括机架21和安装在机架21上的浮动支撑机构和驱动升降移动工作平台22上下升降的从动上下升降机构。浮动撑机构为一气缸32，该气缸32将升降移动工作平台22支撑使其处于浮动状态。从动上下升降机构为齿轮齿条从动机构，其包括从动齿条33和从动齿轮34，从动齿条33垂直安装在升降移动工作平台22上，从动齿轮34安装在机架31上，每一从动装置3的从动齿轮34通过传动连杆35串接起来，实现动力传递和同步运动。这样当升降移动工作平台22在上下升降机构带动下进行上下升降时，固定在升降移动工作平台22上的主动齿条28带动主动齿轮29转动，通过传动连杆35同步带动每一从动装置3的从动齿轮34转动，从动齿轮34又带动从动齿条33与主动齿条28同步上下升降。从而保证了整个升降移动工作平台22稳定的上下升降。

上述主动齿轮29和主动齿条28以及从动齿轮34、从动齿条33采用钢与尼龙齿轮副，极大降低了噪音。

参看图10、图11和图12，载头机构包括一通过紧固件安装在水平型臂23上的悬臂梁构件36和安装在悬臂梁构件36上的用以抓取或释放工件的载头37。载头37可以采用真空吸盘或电磁铁。采用真空吸盘需要配备真空设备，真空设备的启动通过控制装置来控制。采用电磁铁需要配备相应的电路，电磁铁的给电和失电也通过控制装置来控制。

参看图13，控制装置包括一电源部分(图中未示出)、安装在各冲床1上的冲压动作检测传感器(图中未示出)、触摸屏输入及显示设备(图中未示出)、PLC程序控制器61、定位模块62、驱动模块63，电源部分给整个控制装置供电，定位模块62内设置有升降伺服电机和水平移动伺服电机动作数据，冲压动作检测传感器、触摸屏输入及显示设备与PLC程序控制器61的信号输入端连接，PLC程序控制器61与定位模块62连接，读写定位模块62内的数据，定位模块62向驱动模块63发出正向运行脉冲和反向运行脉冲，驱动模块63驱动升降伺服电机和水平移动伺服电机，并接受升降伺服电机和水平移动伺服电机反馈脉冲。

上述单台多工位移送机械手在冲床1中安装有七个载头37、X轴方向移动的水平型臂23、Z轴方向移动的升降移动工作平台22，载头37可用来抓取/放下工件；其中X轴方向移动、Z轴方向移动的移动和定位通过交流伺服电机进行驱动来完成的，伺服电机由“可编程控制器(PLC)+定位单元+伺服放大器”的控制核心进行控制。

工件的抓取/放下由载头37完成；工件精确的放到冲床1的模具上之后、载头37移动到冲床1模具之外，启动冲床1冲压工件，冲床1冲压结束回到原点，通过控制装置的冲压动作检测传感器进行检测，如行程开关检测到冲床工作结束后，移动七个载头37同时进入冲床1抓取冲床1模具上工件，放到下工序后，并退出模具之外，启动冲床1进行工艺加工；往复循环以上的动作，就可以进行连续生产；整个的生产由控制装置自动控制，省去了人工操作，杜绝了安全事故，提高了生产节拍。

本实用新型的单台多工位移送机械手主要用于多工序单冲床冲压件连续生产，工件宽度不超过135mm，长度不超过500mm，工件最大重量不超过1Kg，生产节拍不超过8s。其最佳使用状态为工件不超过0.6Kg，生产节拍为5s，班产5000件。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1、单台多工位移送机械手，其特征在于，包括：

一套设置于冲床一侧的驱动装置，该驱动装置上设置有一上下升降机构和一安装在上下升降机构上并受上下升降机构驱动进行上下升降的升降移动工作平台，在升降移动工作平台上设置有水平移动机构和受水平移动机构驱动进行水平往复运动的水平型臂；所述升降移动工作平台和水平型臂均向外伸展；

一套设置于冲床另一侧的从动装置，该从动装置接受来自驱动装置传递的动力，使移动工作平台和水平型臂上下运动，在从动装置上设置有用于浮动支撑所述升降移动工作平台的浮动支撑机构和驱动升降移动工作平台上下升降的从动上下升降机构，所述从动上下升降机构通过传动连杆接受来自驱动装置的动力；

设置在水平型臂上并成间隔排列的载头机构，其中载头机构，分别位于对应模具的两侧；

一控制装置，该控制装置通过电路连接并控制所述驱动装置的上下升降机构及水平移动机构动作，还通过电路及检测元件连接并控制各冲床动作。

2、根据权利要求1所述的单台多工位移送机械手，其特征在于，所述驱动装置的升降移动工作平台上还设置有驱动从动装置动作的齿轮齿条主动机构，其中主动齿条垂直安装在升降移动工作平台上；所述从动装置上的从动上下升降机构为齿轮齿条从动机构，其中从动齿条垂直安装在升降移动工作平台上，主动齿轮和从动齿轮通过传动连杆串接实现动力传递和同步运动。

3、根据权利要求1所述的单台多工位移送机械手，其特征在于，所述水平型臂通过直线轴承安装在升降移动工作平台上。

4、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述驱动装置上的上下升降机构包括一安装在驱动装置上的升降伺服电机，安装在驱动装置上的齿轮减速箱，曲柄连杆机构，齿轮减速箱的输入端与升降伺服电机的电机轴联接，齿轮减速箱的输出端驱动曲柄连杆机构的曲柄转动，曲柄连杆机构中的连杆与升降移动工作平台联接。

5、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述驱动装置中的水平移动机构包括一安装在升降移动工作平台上的水平移动伺服电机，由水平移动伺服电机驱动的同步带传动机构，与同步带传动机构中的从动轮同步转动的水平移动齿轮，与水平移动齿轮啮合并固定于水平型臂上且带动水平型臂进行水平往复运动的水平齿条。

6、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述载头机构包括一安装在水平型臂上的悬臂梁构件和安装在悬臂梁构件上的用以抓取或释放工件的载头。

7、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述控制装置包括一电源部分、安装在各冲床上的冲压动作检测传感器、触摸屏输入及显示设备、PLC程序控制器、定位模块、驱动模块，所述电源部分给整个控制装置供电，所述定位模块内设置有升降伺服电机和水平移动伺服电机动作数据，冲压动作检测传感器、触摸屏输入及显示设备与PLC程序控制器的信号输入端连接，PLC程序控制器与定位模块连接，读写定位模块内的数据，定位模块向驱动模块发出正向运行脉冲和反向运行脉冲，驱动模块驱动升降伺服电机和水平移动伺服电机并接受升降伺服电机和水平移动伺服电机反馈脉冲。

8、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述升降移动工作平台和水平型臂为型材结构。

9、根据权利要求1所述的自动移送机械手，其特征在于，所述浮动支撑机构为一气缸，该气缸将升降移动工作平台支撑使其处于浮动状态。

10、根据权利要求6所述的自动移送机械手，其特征在于，所述载头为真空吸盘载头或电磁铁载头。

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