一种用于冲压工序的上下料机械手及装置.pdf

本发明公开了一种用于冲压工序的上下料机械手及装置，其结构包括电控箱，机架，主旋转轴，固定座，竖轴，第一机械手臂，第二机械手臂，第一机械手爪和第二机械手爪；第一机械手臂和第二机械手臂之间形成90-120°的夹角；第一机械手臂和第二机械手臂可随竖轴进行垂直上下运动；所述竖轴和固定座可随所述主旋转轴进行水平转动；主旋转轴、竖轴、第一机械手爪和第二机械手爪分别由不同的电机驱动，各个电机分别与电控箱电连接。本发明实现了自动灵活取料、放料等功能，并且既可适用于单工序冲压也可适用于整线多工位冲压，克服了现有的设备适用单一、作业效率低下和容易造成工伤事故的技术问题，提高了作业的效率、灵活性和安全性。

1.  一种用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于，其结构包括电控箱，机架，主旋转轴，固定座，竖轴，第一机械手臂，第二机械手臂，第一机械手爪和第二机械手爪；
第一机械手爪固定在第一机械手臂的一端，第二机械手爪固定在第二机械手臂的一端；所述第一机械手臂的另一端和第二机械手臂的另一端分别固定在竖轴上，第一机械手臂和第二机械手臂之间形成90-120°的夹角；第一机械手臂和第二机械手臂可随竖轴进行垂直上下运动；
所述主旋转轴固定在机架上，竖轴通过所述固定座固定在主旋转轴上，所述竖轴和固定座可随所述主旋转轴进行水平转动；
主旋转轴、竖轴、第一机械手爪和第二机械手爪分别由不同的电机驱动，各个电机分别与电控箱电连接。

2.  根据权利要求1所述的用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于，所述第一机械手臂和第二机械手臂设置为伸缩臂，伸缩臂与用于驱动其进行伸缩的电机电连接，该电机与所述电控箱电连接。

3.  根据权利要求2所述的用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于，第一机械手爪和第二机械手爪设置为旋转手爪，旋转手爪与用于驱动其旋转的电机以及减速机电连接，该电机以及减速机与所述电控箱电连接。

4.  根据权利要求1所述的用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于，第一机械手爪和第二机械手爪设置为旋转手爪，旋转手爪与用于驱动其旋转的电机以及减速机电连接，该电机以及减速机与所述电控箱电连接。

5.  根据权利要求1-4任一所述的用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于，所述电控箱设置于机架下方；所述电控箱包括控制面板和控制系统模块，所述控制面板与控制系统模块电连接，所述控制系统模块与上述电机电连接；所述控制系统模块采用单片机和PLC。

6.  根据权利要求5所述的用于冲压工序的上下料机械手，其特征在于， 第一机械手臂和第二机械手臂之间的夹角为90°或120°。

7.  一种用于冲压工序的上下料机械手装置，其特征在于，其结构包括上料台和如权利要求1-6任一所述用于冲压工序的上下料机械手，所述上料台配合设置于所述用于冲压工序的上下料机械手的一侧。

8.  根据权利要求7所述的用于冲压工序的上下料机械手装置，其特征在于，所述上料台包括用于承载工件的上料板、用于驱动所述上料板升降的蜗轮蜗杆机构、用于驱动蜗轮蜗杆机构运动的电机、用于将双张或多张工件分开的分双张机构以及用于检测工件是否为单张的双张检测机构；所述上料板设置于所述蜗轮蜗杆机构的上方，所述分双张机构设置于所述上料板的出料位置，所述双张检测机构设置于所述分双张机构上；该电机分别与蜗轮蜗杆机构和电控箱电连接。

9.  一种用于冲压工序的上下料机械手装置，其特征在于，其结构包括线上定位装置、翻转机构、定位机构和如权利要求1-6任一所述用于冲压工序的上下料机械手，所述线上定位装置、翻转机构和定位机构配合设置所述用于冲压工序的上下料机械手的一侧；所述翻转机构设置在线上定位机构和定位机构之间和上下料机械手，所述上料台与所述用于冲压工序的上下料机械手相邻设置。

一种用于冲压工序的上下料机械手及装置
技术领域
本发明涉及自动化生产设备领域，尤其涉及一种用于冲压工序的上下料机械手及装置。
背景技术
目前五金冲压市场上没有专门适用于单工序冲压的上下料机械手，而现有的上下料机械手都是适用于整线多工位的，并不适用于单工序冲压生产。现有进行单工序冲压时都是采用人工取料、上料、放料的方式，这种生产方式不仅对人员的依赖性高、易导致工伤事故的发生，而且生产效率低、生产成本高，生产出的产品合格率也较低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于冲压工序的上下料机械手及装置，以解决现有的单工序冲压生产时只能依赖人工上下料不能实现机械化生产的问题。
本发明的技术方案如下：
一种用于冲压工序的上下料机械手，其中，其结构包括电控箱，机架，主旋转轴，固定座，竖轴，第一机械手臂，第二机械手臂，第一机械手爪和第二机械手爪；
第一机械手爪固定在第一机械手臂的一端，第二机械手爪固定在第二机械手臂的一端；所述第一机械手臂的另一端和第二机械手臂的另一端分 别固定在竖轴上，第一机械手臂和第二机械手臂之间形成90-120°的夹角；第一机械手臂和第二机械手臂可随竖轴进行垂直上下运动；
所述主旋转轴固定在机架上，竖轴通过所述固定座固定在主旋转轴上，所述竖轴和固定座可随所述主旋转轴进行水平转动；
主旋转轴、竖轴、第一机械手爪和第二机械手爪分别由不同的电机驱动，各个电机分别与电控箱电连接。
所述的用于冲压工序的上下料机械手，其中，所述第一机械手臂和第二机械手臂设置为伸缩臂，伸缩臂与用于驱动其进行伸缩的电机电连接，该电机与所述电控箱电连接。
所述的用于冲压工序的上下料机械手，其中，第一机械手爪和第二机械手爪设置为旋转手爪，旋转手爪与用于驱动其旋转的电机以及减速机电连接，该电机以及减速机与所述电控箱电连接。
所述的用于冲压工序的上下料机械手，其中，所述电控箱设置于机架下方；所述电控箱包括控制面板和控制系统模块，所述控制面板与控制系统模块电连接，所述控制系统模块与上述电机电连接；所述控制系统模块采用单片机和PLC。
所述的用于冲压工序的上下料机械手，其中，第一机械手臂和第二机械手臂之间的夹角为90°或120°。
一种用于冲压工序的上下料机械手装置，其中，其结构包括上料台和如上所述用于冲压工序的上下料机械手，所述上料台配合设置于所述用于冲压工序的上下料机械手的一侧。
所述的用于冲压工序的上下料机械手装置，其中，所述上料台包括用于承载工件的上料板、用于驱动所述上料板升降的蜗轮蜗杆机构、用于驱动蜗轮蜗杆机构运动的电机、用于将双张或多张工件分开的分双张机构以及用于检测工件是否为单张的双张检测机构；所述上料板设置于所述蜗轮蜗杆机构的上方，所述分双张机构设置于所述上料板的出料位置，所述双 张检测机构设置于所述分双张机构上；该电机分别与蜗轮蜗杆机构和电控箱电连接。
一种用于冲压工序的上下料机械手装置，其中，其结构包括线上定位装置、翻转机构、定位机构和如上所述用于冲压工序的上下料机械手，所述线上定位装置、翻转机构和定位机构配合设置所述用于冲压工序的上下料机械手的一侧；所述翻转机构设置在线上定位机构和定位机构之间和上下料机械手，所述上料台与所述用于冲压工序的上下料机械手相邻设置。
本发明用于冲压工序的上下料机械手能实现同时进料以及出料，并能适应复杂多变的工件位置，实现自动灵活取料、放料等功能，能适应装空间较小的现场，既可适用于单工序冲压也可适用于整线多工位冲压，很好的克服了现有的设备适用单一、作业效率低下和容易造成工伤事故的技术问题，提高了作业的效率及灵活性和安全性。
附图说明
图1是本发明中用于冲压工序的上下料机械手装置的结构示意图。
图2是本发明中用于冲压工序的上下料机械手装置运作过程中的状态示意图(1)。
图3是本发明中用于冲压工序的上下料机械手装置运作过程中的状态示意图(2)。
图4是本发明中用于冲压工序的上下料机械手装置运作过程中的状态示意图(3)。
图5是本发明中用于冲压工序的上下料机械手装置另一实施方案的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图 并举实施例对本发明进一步详细说明。
本发明所提供的一种用于冲压工序的上下料机械手，如图1所示，所述用于冲压工序的上下料机械手设置于上料台和冲压设备之间，其结构包括：
电控箱3，机架1，主旋转轴4，固定座2，竖轴5，第一机械手臂7，第二机械手臂6，第一机械手爪71和第二机械手爪61；
第一机械手爪71固定在第一机械手臂7的一端，第二机械手爪61固定在第二机械手臂6的一端；所述第一机械手臂7的另一端和第二机械手臂6的另一端分别固定在竖轴5上，第一机械手臂7和第二机械手臂6之间形成90-120°的夹角；第一机械手臂7和第二机械手臂6可随竖轴5进行垂直上下运动；
所述主旋转轴4固定在机架1上，竖轴5通过所述固定座2固定在主旋转轴4上，所述竖轴5和固定座2可随所述主旋转轴4进行水平转动；
主旋转轴4、竖轴5、第一机械手爪71和第二机械手爪61分别由不同的电机驱动，各个电机分别与电控箱3电连接。
所述用于冲压工序的上下料机械手的工作原理为，主旋转轴4带动固定座2以及固定在固定座2上的竖轴5、第一机械手臂7和第二机械手臂6进行旋转，将第一机械手爪71置于上料台9的上方同时第二机械手爪61置于冲压设备的模具上方；竖轴5带动第一机械手臂7和第一机械手臂7进行向下运动，第一机械手爪71抓取上料台9上的待加工工件同时第二机械手爪61抓取冲压设备模具上加工好的工件；竖轴5带动第一机械手臂7和第一机械手臂7进行向上运动，主旋转轴4再带动带动固定座2以及固定在固定座2上的竖轴5、第一机械手臂7和第二机械手臂6进行旋转，将第一机械手爪71置于冲压设备的模具上方同时第二机械手爪61置于收料位置的上方；竖轴5带动第一机械手臂7和第一机械手臂7进行向下运动，第一机械手爪71将抓取的待加工工件放在冲压设备模具上同时第二机械手 爪61将加工好的工件放在收料位置上。其中，所述第一机械手臂7和第二机械手臂6之间的夹角、竖轴5上下运动的距离、以及主旋转轴4的旋转角度是根据实际生产需要进行调节，由电控箱3进行控制运动。采用上述结构的用于冲压工序的上下料机械手，可以实现工件的同进同出，适用于单工序冲压和连线冲压的中转机械手，能提高生产效率，减少操作人员，一个人可以同时操作多台冲压设备，避免工伤事故的发生，增强产品的稳定性强。
进一步地，所述第一机械手臂7和第二机械手臂6设置为伸缩臂结构，由电机或气动作为驱动动力。所述第一机械手臂7和第二机械手臂6可根据不同的取料和放料位置进行伸缩，具体行程根据实际生产需求制作，以实现不同距离的取料和放料的功能。更进一步的，第一机械手爪71和第二机械手爪61设置为旋转手爪，可绕自身旋转轴进行转动，旋转手爪采用电机以及减速机作为驱动，能在0-180°角度内任何位置停止，定位精度高重复定位精度在0.05mm以内。旋转手爪采用吸或夹抱抓取形式，简单实用，维护方便。
优选地，所述电控箱3设置于机架1下方，使用于冲压工序的上下料机械手结构紧凑，占地面积小，操作柔性度强。所述电控箱3包括控制面板10和控制系统模块，所述控制面板10与控制系统模块电连接，所述控制系统模块与本上下料机械手内涉及的电机电连接。所述控制系统模块采用单片机和PLC两种控制方式，在程序上采用程序包能适应不同规格料片的快速转换，操作简单。
采用本发明所提供的用于冲压工序的上下料机械手，具有以下优点：(1)能提高生产效率，减少操作人员，一个人可以同时操作多台冲压设备，避免工伤事故的发生，增强产品的稳定性强；(2)用于冲压工序的上下料机械手整体能够实现0-180°旋摆，结构紧凑精简实用，机械手臂能在小空间内进行作业，既可适用于单工序冲压也可适用于整线多工位冲压；(3) 将机械手臂设置为伸缩臂，可根据不同的取料和放料位置进行伸缩，机械手爪也能根据工件不同摆放位置进行的旋转，能适应各种不同五金件冲压要求，结构简单，安装及调试方便。
本发明中还提供一种用于冲压工序的上下料机械手装置，如图1所示，其结构包括上料台9和所述用于冲压工序的上下料机械手，所述上料台9与所述用于冲压工序的上下料机械手相邻设置。
所述上料台9包括用于承载工件的上料板、用于驱动所述上料板升降的蜗轮蜗杆机构、用于驱动蜗轮蜗杆机构运动的电机、用于将双张或多张工件分开的分双张机构8以及用于检测工件是否为单张的双张检测机构；所述上料板设置于所述蜗轮蜗杆机构的上方，所述分双张机构8设置于所述上料板的出料位置，所述双张检测机构设置于所述分双张机构8上；电机分别与蜗轮蜗杆机构和电控箱3电连接。为了保证机械手爪能抓取到工件，上料板上的工件与机械手爪之间必须保持一定的距离，当工件被机械手爪抓取后，系统检测到工件与机械手爪的垂直距离过大，蜗轮蜗杆机构在电控箱3的控制下提升上料板，使上料板上的工件与机械手爪之间保持一定的距离内。上料板的升降采用蜗轮蜗杆机构，提升速度可达到100mm/s,提升重量可达3吨。工件在跺料上料过程中由于挤压、油污、水分等原因容易造成双张或多张粘合，所述分双张机构8能分开双张或多张工件，避免了双张或多张工件进入模具，造成模具的损坏。所述分双张机构8上还设置有双张检测系统，对分双张机构8分离的工件进行检测，确保避免了双张或多张料片送进模具，起到双重保险作用。所述上料台9可分为单工位、工位或多工位，能适应不同形状不同规格的料片。双工位及多工位上料台9能实现不间断上料，节省了上料时间，提高了生产效率，单/双工位上料台9根据生产要求制作。
本用于冲压工序的上下料机械手装置实施例方案中，第一机械手臂7和第二机械手臂6之间的夹角为90°，其工作原理如下：
如图2所示，人工将待加工的工件放置在上料板上，系统检测到有料，蜗轮蜗杆机构将上料板上升到一定位置，分双张机构8将工件分张，并经过双张检测系统检测，确保为单张工件；
上下料机械手的主旋转轴4带动固定座2以及固定在固定座2上的竖轴5、第一机械手臂7和第二机械手臂6旋转45°，将第一机械手爪71置于上料台9出料位置的上方同时第二机械手爪61置于冲压设备的模具上方，如图3所示；
竖轴5带动第一机械手臂7和第二机械手臂6向下运动，第一机械手爪71抓取上料台9上的待加工工件同时第二机械手爪61抓取冲压设备模具上加工好的工件；
竖轴5带动第一机械手臂7和第二机械手臂6向上运动，主旋转轴4再带动固定座2以及固定在固定座2上的竖轴5、第一机械手臂7和第二机械手臂6旋转90°，将第一机械手爪71置于冲压设备的模具上方同时第二机械手爪61置于收料位置的上方，如图4所示；
竖轴5带动第一机械手臂7和第二机械手臂6向下运动，第一机械手爪71将抓取的待加工工件放在冲压设备模具上同时第二机械手爪61将加工好的工件放在收料位置；
主旋转轴4再带动固定座2以及固定在固定座2上的竖轴5、第一机械手臂7和第二机械手臂6往回旋转45°，回到原位，冲压设备对工件进行冲压工作。
通过上述步骤的不断循环，即可实现连续地同时取料、放料的动作。本实施例方案中两机械手臂之间的夹角为90度，可以保证工件在C型机床上面的同进同出，这样是C型机床上工件加工最快的上下料方式。
本发明中还提供用于冲压工序的上下料机械手装置的另一种实施方案，其与上一实施方案的主要区别在于两机械手臂之间的夹角为120°。
如图5所示，其结构上主要包括线上定位装置11’、翻转机构12’、 定位机构13’和所述上下料机械手，所述线上定位装置11’、翻转机构12’和定位机构13’配合设置在机架1’的一侧；所述翻转机构12’设置在线上定位机构11’和定位机构13’之间。
本用于冲压工序的上下料机械手装置在电控箱3’的控制下，其工作原理如下：
所述线上定位装置11’将输送带上工件调整定位好后，翻转机构12’抓取工件并将其转送至定位机构13’上；
上下料机械手的主旋转轴4’带动固定座2’以及固定在固定座2’上的竖轴5’、第一机械手臂7’和第二机械手臂6’旋转60°，将第一机械手爪71’置于定位机构13’的上方同时第二机械手爪61’置于冲压设备的模具上方；
竖轴5’带动第一机械手臂7’和第二机械手臂6’向下运动，第一机械手爪71’抓取定位机构13’上的待加工工件同时第二机械手爪61’抓取冲压设备模具上加工好的工件；
竖轴5’带动第一机械手臂7’和第二机械手臂6’向上运动，主旋转轴4’再带动固定座2’以及固定在固定座2’上的竖轴5’、第一机械手臂7’和第二机械手臂6’旋转120°，将第一机械手爪71’置于冲压设备的模具上方同时第二机械手爪61’置于收料位置的上方；
竖轴5’带动第一机械手臂7’和第二机械手臂6’向下运动，第一机械手爪71’将抓取的待加工工件放在冲压设备模具上同时第二机械手爪61’将加工好的工件放在收料位置；
主旋转轴4’再带动2’以及固定在固定座2’上的竖轴5’、第一机械手臂7’和第二机械手臂6’往回旋转60°，回到原位，冲压设备对工件进行冲压工作。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，对本发明中的一些 传动方式的改变、动力来源、零部件的更改或替换等，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。