一种多工位级进模内快速取件机械手.pdf

本发明公开了一种多工位级进模内快速取件机械手，包括运动机构，所述运动机构包括运动基座和设置于所述运动基座上的连接臂、以及通过所述连接臂设置于所述运动基座上的取放件模块；驱动机构，所述驱动机构包括动力设备和由所述动力设备驱动的驱动杆、以及用于限定所述驱动杆使之只能沿轴向运动的驱动导套，所述驱动杆与所述运动基座连接并用于传动；限位机构，所述限位机构包括设置于所述运动机构上的限位运动块和相对于所述动力设备位置固定设置的限位导槽，所述限位导槽为条状结构且所述限位导槽的宽度与所述限位运动块的外径相匹配，所述限位运动块位于所述限位导槽内。本发明运动灵活且整体设备制造成本低且作业稳定性和可靠度好。

权利要求书
1.  一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，包括：
运动机构，所述运动机构包括运动基座（11）和设置于所述运动基座（11）上的连接臂（12）、以及通过所述连接臂（12）设置于所述运动基座（11）上的取放件模块（13）；
驱动机构，所述驱动机构包括动力设备和由所述动力设备驱动的驱动杆（21）、以及用于限定所述驱动杆（21）使之只能沿轴向运动的驱动导套（22），所述驱动杆（21）与所述运动基座（11）连接并用于传动；
限位机构，所述限位机构包括设置于所述运动机构上的限位运动块和相对于所述动力设备位置固定设置的限位导槽（31），所述限位导槽（31）为条状结构且所述限位导槽（31）的宽度与所述限位运动块的外径相匹配，所述限位运动块位于所述限位导槽（31）内。

2.  如权利要求1所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，还包括安装基座（4），所述驱动机构还包括驱动壳体（23），所述驱动壳体（23）设置于所述安装基座（4）上，所述驱动壳体（23）上设置有由所述动力设备驱动的主动齿条（24），所述驱动杆（21）为从动齿条，所述驱动壳体（23）中设置有受所述主动齿条（24）驱动且可以驱动所述驱动杆（21）的传动齿轮副，所述驱动导套（22）设置于所述驱动壳体（23）的侧壁上；所述限位机构还包括限位基座（32），所述限位基座（32）的一端固设于所述驱动壳体（23）的外侧，所述限位导槽（31）设置于所述限位基座（32）的另一端上。

3.  如权利要求2所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，所述限位机构还包括两个平行于所述驱动杆（21）的导向杆（33），所述所述驱动壳体（23）的侧壁上设置有分别配合两个所述导向杆（33）的限位导套（34）。

4.  如权利要求3所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，所述取放件模块（13）为电磁铁或真空吸盘，所述动力设备为步进电机、伺服电机、气缸或液缸。

5.  如权利要求4所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，所述连接臂（12）包括安装端和作业端，所述连接臂（12）的作业端设置有所述取放件模块（13），所述连接臂（12）的安装端设置有纵向滑杆（14），所述运动基座（11）上设置有垂直于所述驱动杆（21）的纵向滑孔（15），所述纵向滑孔（15）的截面形状与所述纵向滑杆（14）的截面形状相同，所述纵向滑杆（14）位于所述纵向滑孔（15）内。

6.  如权利要求5所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，所述限位运动块包括连接轴（35）和设置于所述连接轴（35）上的限位辊轮（36），所述连接轴（35）固设于所述连接臂（12）的安装端且垂直于所述纵向滑杆（14）和所述驱动杆（21），所述限位辊轮（36）的外径与所述限位导槽（31）的宽度相匹配。

7.  如权利要求6所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，其特征是，所述限位导槽（31）包括平行于所述驱动杆（21）的直线运动段（311）和连接所述直线运动段（311）的下降运动段（312），所述下降运动段（312）为圆弧形。

说明书一种多工位级进模内快速取件机械手
技术领域
本发明涉及一种多工位级进模内快速取件机械手，属于钣金冲压加工辅助设备技术领域。
背景技术
钣金冲压作业过程中的退料方式有很多种，对于结构较为简单的冲压件加工推料，只需在冲压模具的底部设置弹性退料机构，将冲压完成后的冲压件顶出使之从下模上自然脱落即可；对于一些结构较为复杂或加工精度较高的冲压件，则需要配备机械手进行退料，具体地如多工位级进模加工作业过程中，都需要配备机械手用于取放冲压件，使之在不同工位或工序间按照预定的运动方式流转；机械手在多工位级进模加工作业过程中的具体应用，类似地可以参考中国专利文献CN 102716971 B中所公开的圆弧套片自动化加工工艺。
此外，为了实现自动化流水线作业，也需要使用机械手将冲压件规整地取出并放置在预定的下一道工序的起始位置处。现有技术中公开了多种结构的冲压加工取放机械手，机械手在作业的过程中必然要对位移量和运动轨迹作出严格地限定和控制：具体地方法之一，如中国专利文献CN 104043753 A中所公开的冲压取放料机械手装置，和中国专利文献CN 104722671 A中所公开的冲压上下料机械手，其中主要通过伺服电机配合丝杆控制机械手的位移量；具体地方法之二，如中国专利文献CN 102528799 A中所公开的自动冲压生产机械手，其主要通过伺服电机驱动齿轮配合齿条控制机械手的位移量。
根据上述以公开的技术方案可知，上述技术方案中的机械手的运动轨迹主要沿相互垂直的三维轴向设置，运动的灵活性不足；此外，伺服电机在参数设置和实际作业过程中容易产生校正偏差或随机偏差，影响了机械手的作业准确性，从而容易发生取放件故障导致产品报废甚至设备故障，或者需要相应地设置监视和异常处理机构，以至于导致冲压机械手机构整体结构臃肿复杂，制造成本高且作业稳定性和可靠度不佳。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种多工位级进模内快速取件机械手，能够克服传统伺服电机配合丝杆或齿条控制机械手位移量和运动轨迹的不足，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种多工位级进模内快速取件机械手，包括：
运动机构，所述运动机构包括运动基座和设置于所述运动基座上的连接臂、以及通过所述连接臂设置于所述运动基座上的取放件模块；
驱动机构，所述驱动机构包括动力设备和由所述动力设备驱动的驱动杆、以及用于限定所述驱动杆使之只能沿轴向运动的驱动导套，所述驱动杆与所述运动基座连接并用于传动；
限位机构，所述限位机构包括设置于所述运动机构上的限位运动块和相对于所述动力设备位置固定设置的限位导槽，所述限位导槽为条状结构且所述限位导槽的宽度与所述限位运动块的外径相匹配，所述限位运动块位于所述限位导槽内。
所述限位导槽的宽度与所述限位运动块的外径相匹配是指所述限位导槽的宽度能够限定所述限位运动块在任意运动位置处的位置和状态，使所述限位运动块的位置和状态稳定，因此本领域的技术人员显然可以理解该“相匹配”的意思是所述限位导槽的宽度略大于所述限位运动块的外径，因为如果所述限位导槽的宽度与所述限位运动块的外径严格地精确相同，则由于摩擦阻力的作用，使所述限位运动块在所述限位导槽内难以发生相对滑动。
作为上述技术方案的改进，还包括安装基座，所述驱动机构还包括驱动壳体，所述驱动壳体设置于所述安装基座上，所述驱动壳体上设置有由所述动力设备驱动的主动齿条，所述驱动杆为从动齿条，所述驱动壳体中设置有受所述主动齿条驱动且可以驱动所述驱动杆的传动齿轮副，所述驱动导套设置于所述驱动壳体的侧壁上；所述限位机构还包括限位基座，所述限位基座的一端固设于所述驱动壳体的外侧，所述限位导槽设置于所述限位基座的另一端上。
作为上述技术方案的改进，所述限位机构还包括两个平行于所述驱动杆的导向杆，所述所述驱动壳体的侧壁上设置有分别配合两个所述导向杆的限位导套。所述结构能够保证所述运动基座的安装和运动平稳性。
作为上述技术方案的改进，所述取放件模块为电磁铁或真空吸盘，所述动力设备为步进电机、伺服电机、气缸或液缸。
作为上述技术方案的改进，所述连接臂包括安装端和作业端，所述连接臂的作业端设置有所述取放件模块，所述连接臂的安装端设置有纵向滑杆，所述运动基座上设置有垂直于所述驱动杆的纵向滑孔，所述纵向滑孔的截面形状与所述纵向滑杆的截面形状相同，所述纵向滑杆位于所述纵向滑孔内。所述结构可以实现所述连接臂相对于所述运动基座的纵向运动，即沿所述纵向滑孔的轴向运动，从而可以使所述取放件模块实现二维运动。
作为上述技术方案的改进，所述限位运动块包括连接轴和设置于所述连接轴上的限位辊轮，所述连接轴固设于所述连接臂的安装端且垂直于所述纵向滑杆和所述驱动杆，所述限位辊轮的外径与所述限位导槽的宽度相匹配。此处“相匹配”的意思与上文相同，不再赘述；设置所述限位辊轮有利于所述限位运动块的二维运动，即弯曲运动、转向运动等，当所述限位辊轮任意一侧的滑动阻力过大时，通过滚动可以显著地降低滑动摩擦力。
作为上述技术方案的改进，所述限位导槽包括平行于所述驱动杆的直线运动段和连接所述直线运动段的下降运动段，所述下降运动段为圆弧形。该改进是通过所述限位导槽限定所述取放件模块进行一种具体常用的机械手运动作业方式，即：所述取放件模块运动到多工位级进模内然后下降取件，取件完成抬升然后退出多工位级进模。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种多工位级进模内快速取件机械手，可以依据所述限位导槽的结构而实现各种运动轨迹，所述取放件模块的运动灵活；此外，通过所述限位导槽进一步限定运动轨迹和位移量，可以克服伺服电机等动力设备在参数设置和实际作业过程中产生的校正偏差或随机偏差对机械手的作业准确性的影响，从而降低了取放件故障几率，降低了产品报废率和设备故障率，无需要相应地设置监视和异常处理机构；而且整体设备制造成本低且作业稳定性和可靠度好。
附图说明
图1为本发明所述的一种多工位级进模内快速取件机械手的立体结构示意图；
图2为本发明所述的一种多工位级进模内快速取件机械手的平视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1和图2所示，为本发明所述的一种多工位级进模内快速取件机械手结构示意图。本发明所述一种多工位级进模内快速取件机械手，包括：运动机构，所述运动机构包括运动基座11和设置于所述运动基座11上的连接臂12、以及通过所述连接臂12设置于所述运动基座11上的取放件模块13；所述取放件模块13为电磁铁或真空吸盘；所述连接臂12包括安装端和作业端，所述连接臂12的作业端设置有所述取放件模块13，所述连接臂12的安装端设置有纵向滑杆14，所述运动基座11上设置有垂直于所述驱动杆21的纵向滑孔15，所述纵向滑孔15的截面形状与所述纵向滑杆14的截面形状相同，所述纵向滑杆14位于所述纵向滑孔15内；
驱动机构，所述驱动机构包括动力设备和由所述动力设备驱动的驱动杆21、以及用于限定所述驱动杆21使之只能沿轴向运动的驱动导套22，所述驱动杆21与所述运动基座11连接并用于传动；所述连接轴35垂直于所述驱动杆21；
限位机构，所述限位机构包括设置于所述运动机构上的限位运动块和相对于所述动力设备位置固定设置的限位导槽31，所述限位导槽31为条状结构且所述限位导槽31的宽度与所述限位运动块的外径相匹配，所述限位运动块位于所述限位导槽31内；所述限位运动块包括连接轴35和设置于所述连接轴35上的限位辊轮36，所述连接轴35固设于所述连接臂12的安装端且垂直于所述纵向滑杆14和所述驱动杆21，所述限位辊轮36的外径与所述限位导槽31的宽度相匹配；所述限位导槽31包括平行于所述驱动杆21的直线运动段311和连接所述直线运动段311的下降运动段312，所述下降运动段312为圆弧形。
进一步地，还包括安装基座4，所述驱动机构还包括驱动壳体23，所述驱动壳体23设置于所述安装基座4上，所述驱动壳体23上设置有由所述动力设备驱动的主动齿条24，所述驱动杆21为从动齿条，所述驱动壳体23中设置有受所述主动齿条24驱动且可以驱动所述驱动杆21的传动齿轮副，所述驱动导套22设置于所述驱动壳体23的侧壁上；所述限位机构还包括限位基座32，所述限位基座32的一端固设于所述驱动壳体23的外侧，所述限位导槽31设置于所述限位基座32的另一端上；所述限位机构还包括两个平行于所述驱动杆21的导向杆33，所述所述驱动壳体23的侧壁上设置有分别配合两个所述导向杆33的限位导套34。
作业时，所述动力设备驱动所述驱动杆21沿轴向往复运动，所述驱动杆21带动所述运动基座11沿所述驱动杆21的轴向往复运动，通过所述限位导槽31限制所述连接臂12的纵向位置——即垂直于所述驱动杆21轴向的方向上的位置，从而使所述取放件模块13实现一定的运动轨迹。
具体地，如本实施例，当所述驱动杆21带动所述运动基座11朝向所述驱动壳体23运动时，所述限位运动块会从所述直线运动段311运动到所述下降运动段312，所述连接臂12以及安装在所述连接臂12上的取放件模块13会运动至多工位级进模内并下降以吸取或抓取冲压件，然后，所述驱动杆21带动所述运动基座11原理所述驱动壳体23，所述限位运动块会从所述下降运动段312运动到所述直线运动段311，所述连接臂12以及安装在所述连接臂12上的取放件模块13会抬升并退出工位级进模，然后沿所述驱动杆21的轴向运动，直至将取出的冲压件放置到下一道工序的起始位置处，整个作业过程中可以保证冲压件的状态稳定、不改变，从而便于后续设备的自动抓取和连续作业。
具体地，所述动力设备可以为步进电机、伺服电机、气缸或液缸；可以在运动的终点位置处和转折点位置处设置感应开关，并通过感应开关控制步进电机、伺服电机、气缸或液缸的往复作业；也可以设置步进电机、伺服电机的作业程序或设置气缸、液缸的大致行程，然后通过弹簧将所述动力设备与所述驱动杆21连接起来，通过弹簧来缓冲所述动力设备输出的过量位移量，所述驱动杆21的具体运动轨迹和位移量依然受所述限位导槽31的准确限定。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。