一种冲压上下料机械手制造技术

本实用新型专利技术属于机械手设计领域，涉及一种冲压上下料机械手。包括底座、升降机构、腰部机构、伸缩机构、腕部机构以及抓取机构，升降机构固定于底座上，腰部机构与升降机构连接，伸缩机构设于腰部机构上；腕部机构一端与伸缩机构可滑动连接，另一端与抓取机构连接；腰部机构可驱动伸缩机构转动，伸缩机构可驱动腕部机构和抓取机构做伸缩运动，腕部机构可驱动抓取机构转动。本实用新型专利技术的抓取机构通过第二双作用气缸驱动腕部机构的转动而实现不同角度的运动，真空吸盘通过单作用气缸的伸缩作用接近或远离工件，腕部机构的转动克服了长期依赖电机及其相关设备来满足简单的角度位置要求，通用性强、生产效率高，可应用于各类冲压机床上下料的搬运作业。

A machine tool for punching up and down material

The utility model belongs to the field of manipulator design, and relates to a punching loading and unloading manipulator. It includes base, lifting mechanism, waist mechanism, telescopic mechanism, wrist mechanism and grasping mechanism. The lifting mechanism is fixed to the base, the waist mechanism is connected with the lifting mechanism, the expansion mechanism is located on the waist mechanism; the wrist mechanism one end is connected with the telescopic mechanism and the other end is connected with the grasping mechanism; the waist mechanism can be connected. The telescopic mechanism can drive the wrist mechanism and the grab mechanism for telescopic movement, and the wrist mechanism can drive the grab mechanism to rotate. The grasping mechanism of the utility model realizes the movement of different angles through the rotation of the second double acting cylinders to drive the wrist mechanism. The vacuum suction disc is close to or far away from the workpiece through the expansion of the single acting cylinder. The rotation of the wrist mechanism overcomes the long dependence of the motor and its related equipment to meet the simple angle position requirements. It has strong usability and high production efficiency, and can be applied to the loading and unloading operations of various stamping machines.

【技术实现步骤摘要】
一种冲压上下料机械手
本技术属于机械手设计领域，更具体地，涉及一种冲压上下料机械手。
技术介绍
电饭煲内胆冲压是电饭煲生产中极其重要的生产工序，冲压加工工艺过程包括拉伸、切边、弯边、滚边、翻边、刻字六道生产加工工序，每道加工工序都需要相应的人工或者机械手完成搬运工作。目前，大型企业加工电饭煲内胆逐步由机械手代替人工进行上下料操作，小型企业依然采用人工完成上下料操作。随着劳动成本的增加，企业生产规模的加大，致使冲压上下料机械手的需求量急剧增加。冲压加工工艺过程的精细化导致使用不同的冲压机床，需要设计不同形式的上下料机械手。目前，四柱冲压机采用直角坐标式机械手，如中国专利201420281809.1，该机械手是一种长悬臂模块化上下料直角坐标机械手，虽然能够满足加工工艺要求，但模块有效行程过长且限制两冲床之间的距离，空间体积大，工作可靠性差；开式冲床（如单柱冲压机）采用转动式机械手，如中国专利201410590491.X，腕部采用伺服电动机通过编码器控制转动角度，设计复杂，且不适用四柱冲压机，通用性差。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冲压上下料机械手，有效克服了冲压上下料机械手对于单柱冲床和四柱冲床通用性差的难题，提供一种通用性强、生产效率相对较高的冲压上下料机械手。为解决上述问题，本技术提供的技术方案是：一种冲压上下料机械手，其中，包括底座、升降机构、腰部机构、伸缩机构、腕部机构以及抓取机构，所述的升降机构固定于底座上，所述的腰部机构与升降机构连接，所述的伸缩机构设于腰部机构上；所述的腕部机构一端与伸缩机构可滑动连接，另一端与抓取机构连接；所述的腰部机构可驱动伸缩机构转动，所述的伸缩机构可驱动腕部机构和抓取机构做伸缩运动，所述的腕部机构可驱动抓取机构转动。在本技术中，将本技术提供的上下料机械手固定设置于两个冲压机床的正中间，其升降机构通过腰部机构驱动其它机构进行升降动作，实现机械手竖直移动的功能；腰部机构驱动伸缩机构、腕部机构和抓取机构进行回转动作，实现机械手不同方向转动的功能；伸缩机构带动腕部机构和抓取机构进行伸缩动作，实现机械手水平移动的功能；腕部回转机构设有第二连接板，并通过第二连接板Ⅱ带动抓取机构进行回转动作，实现末端执行器即真空吸盘不同工作角度的变化；抓取机构设有单作用气缸，通过单作用气缸的伸缩功能驱动末端执行器即真空吸盘的移动，在以上机构的共同作用下能够达到快速抓取或释放工件到设定位置的目的。进一步地，所述的升降机构包括多根支撑柱、第一双作用气缸；所述的第一双作用气缸包括缸体和气缸活塞杆，所述的缸体固定于底座上，所述的气缸活塞杆一端与缸体连接，另一端与腰部机构连接；所述的支撑柱自上往下包括上柱、缓冲弹簧和下柱；所述的上柱与腰部机构固定连接，所述的缓冲弹簧一端与上柱连接，另一端与下柱连接，所述的下柱的另一端与底座固定连接；所述的第一双作用气缸侧向设有多根支撑柱。第一双作用气缸的伸缩作用驱动腰部机构座升降运动，利用缓冲弹簧的弹性能够有效减轻整个机构自身的惯性力，进而减轻第一双作用气缸的承受力。进一步地，所述的腰部机构包括框架、外筒、伺服电机、小齿轮、大齿轮以及传动轴，所述的框架底部与升降机构连接，所述的伺服电机设于框架的顶部；所述的外筒一端与框架顶部连接，另一端与伸缩机构连接；所述的小齿轮和大齿轮横向设于框架内，所述的伺服电机的输出轴与小齿轮连接，所述的大齿轮固定于传动轴上，所述的大齿轮和小齿轮啮合连接；所述的传动轴竖向设于框架和外套内，所述的传动轴一端与伸缩机构固定连接。通过伺服电机带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮啮合，从而带动大齿轮转动，大齿轮与传动轴固定连接，进而带动传动轴转动，传动轴与伸缩机构固定连接，因此，可通过控制传动轴转动的角度来控制伸缩机构的转动。进一步地，所述的腰部机构还包括第一角接触球轴承、第二角接触球轴承，所述的传动轴通过第一角接触球轴承、第二角接触球轴承与外筒连接。进一步地，所述的伸缩机构包括横梁架、支撑架、减速机、联轴器、支撑座、带座轴承、滚珠丝杆以及丝杆螺母座、滑台；所述的横梁架与腰部机构连接，所述的支撑架固定于横梁架的一端，所述的减速机设于支撑架上，所述的减速机通过联轴器与滚珠丝杆连接，所述的滚珠丝杆的两端通过带座轴承与支撑座连接，所述的支撑座固定设于横梁架上；所述的滑台与丝杆螺母座连接，所述的丝杆螺母座与滚珠丝杆配合连接；所述的横梁架上设有凸起的导轨，所述的滑台上设有与导轨配合连接的凹槽，所述的滑台通过凹槽和导轨与横梁架滑动连接。优选地，横梁架上还固定设有导向板，外筒与导向板固定连接，传动轴与横梁架固定连接；设置导向板，可限制横梁架水平方向窜动。作为优选的，滑台的长度值大于丝杆螺母座的长度值，便于安装。在本技术中，减速机通过联轴器驱动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆与滑台连接，从而实现滑台沿着横梁架上的导轨做往复运动。进一步地，所述的腕部机构包括连接臂、第二双作用气缸、第一连接板、第二连接板；所述的连接臂一端与滑台连接，所述的第二双作用气缸包括缸体和气缸活塞杆，所述的缸体固定设于连接臂上，所述的气缸活塞杆一端与缸体连接，另一端与第一连接板通过第一连接件转动连接，所述的第一连接板的另一端通过第二连接件与第二连接板连接，所述的第二连接件与第一连接板可转动连接，与第二连接板固定连接；所述的第二连接板的一端通过第三连接件与连接臂远离滑台的一端转动连接。优选地，所述的第一连接板包括第一短板和第二短板，所述的第一短板与第二短板呈60°~120°连接。在本技术中，在静止初始状态下，第二连接板与水平方向的连接臂顺时针成一定的锐角，角度可根据腕部机构的转动角度而设定；第二双作用气缸通过气缸活塞缸驱动第一连接板作做伸缩运动，由于第一连接板为由两块互成角度的板一体成型结构，从而可在一定角度范围下驱动第二连接板围绕连接臂转动，实现抓取机构的转动。优选地，所述的第二双作用气缸、第一连接板设置在连接臂的边缘侧，且设于第二连接板与连接臂构成的顺时针角度的一侧。有利于增大第二连接板的转动角度，且可完成更多角度动作的设定，使机械手运用范围更广。进一步地，所述的第一连接件与第一连接板之间、第二连接件与第一连接板之间、第三连接件与连接臂以及第二连接板之间均设有推力调心滚子轴承。进一步地，所述的抓取机构包括第一连接杆、第二连接杆、单作用气缸、以及多个真空吸盘；所述的单作用气缸包括缸体和气缸活塞杆；所述的第一连接杆一端与第二连接板固定连接，另一端与单作用气缸的缸体固定连接；所述的气缸活塞杆一端与缸体连接，另一端与第二连接杆固定连接，所述的真空吸盘与第二连接杆连接和/或气缸活塞杆连接。通过单作用气缸的气缸活塞杆的伸缩往复运动，带动第二连接杆伸缩运动，实现真空吸盘不同位置的抓取动作，实现远离或接近工件的运动。优选地，所述的真空吸盘上还设有缓冲体，所述的真空吸盘通过缓冲体与第二连接杆和/或气缸活塞杆连接。设置缓冲体可减缓真空吸盘在抓取工件与工件接触时的冲击力，从而降低对真空吸盘的损坏。优选地，所述的伺服电机还设有绝对值编码器；实现对腰部机构位置的反馈。优选地，所述的第一双作用气缸、第二双作用气缸以及单作用气缸处均设有限位开关，通过限位开关控制第一双作用气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲压上下料机械手，其特征在于，包括底座（1）、升降机构（2）、腰部机构（3）、伸缩机构（4）、腕部机构（5）以及抓取机构（6），所述的升降机构（2）固定于底座（1）上，所述的腰部机构（3）与升降机构（2）连接，所述的伸缩机构（4）设于腰部机构（3）上；所述的腕部机构（5）一端与伸缩机构（4）可滑动连接，另一端与抓取机构（6）连接；所述的腰部机构（3）可驱动伸缩机构（4）转动，所述的伸缩机构（4）可驱动腕部机构（5）和抓取机构（6）做伸缩运动，所述的腕部机构（5）可驱动抓取机构（6）转动。

【技术特征摘要】
1.一种冲压上下料机械手，其特征在于，包括底座（1）、升降机构（2）、腰部机构（3）、伸缩机构（4）、腕部机构（5）以及抓取机构（6），所述的升降机构（2）固定于底座（1）上，所述的腰部机构（3）与升降机构（2）连接，所述的伸缩机构（4）设于腰部机构（3）上；所述的腕部机构（5）一端与伸缩机构（4）可滑动连接，另一端与抓取机构（6）连接；所述的腰部机构（3）可驱动伸缩机构（4）转动，所述的伸缩机构（4）可驱动腕部机构（5）和抓取机构（6）做伸缩运动，所述的腕部机构（5）可驱动抓取机构（6）转动。2.根据权利要求1所述的一种冲压上下料机械手，其特征在于，所述的升降机构（2）包括多根支撑柱（21）、第一双作用气缸（22）；所述的第一双作用气缸（22）包括缸体和气缸活塞杆，所述的缸体固定于底座（1）上，所述的气缸活塞杆一端与缸体连接，另一端与腰部机构（3）连接；所述的支撑柱（21）自上往下包括上柱（211）、缓冲弹簧（212）和下柱（213）；所述的上柱（211）与腰部机构（3）固定连接，所述的缓冲弹簧（212）一端与上柱（211）连接，另一端与下柱（213）连接，所述的下柱（213）的另一端与底座（1）固定连接；所述的第一双作用气缸（22）侧向设有多根支撑柱（21）。3.根据权利要求1所述的一种冲压上下料机械手，其特征在于，所述的腰部机构（3）包括框架（31）、外筒（32）、伺服电机（33）、小齿轮（34）、大齿轮（35）以及传动轴（36），所述的框架（31）底部与升降机构（2）连接，所述的伺服电机（33）设于框架（31）的顶部；所述的外筒（32）一端与框架（31）顶部连接，另一端与伸缩机构（4）连接；所述的小齿轮（34）和大齿轮（35）横向设于框架（31）内，所述的伺服电机（33）的输出轴与小齿轮（34）连接，所述的大齿轮（35）固定于传动轴（36）上，所述的大齿轮（35）和小齿轮（34）啮合连接；所述的传动轴（36）竖向设于框架（31）和外套内，所述的传动轴（36）一端与伸缩机构（4）固定连接。4.根据权利要求3所述的一种冲压上下料机械手，其特征在于，所述的腰部机构（3）还包括第一角接触球轴承（37）、第二角接触球轴承（38），所述的传动轴（36）通过第一角接触球轴承（37）、第二角接触球轴承（38）与外筒（32）连接。5.根据权利要求1所述的一种冲压上下料机械手，其特征在于，所述的伸缩机构（4）包括横梁架（41）、支撑架（42）、减速机（43）、联轴器（44）、支撑座（45）、带座轴承（46）、滚珠丝杆（47）以及丝杆螺母座（48）、滑台（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，王贵，胡杰珍，邓培昌，田玉琬，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：广东,44