一种冲压取放料五轴机器人装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种冲压取放料五轴机器人装置，涉及机械设备领域。它包括控制箱、支撑底座、机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构、手爪旋转机构和手爪机构，所有机构和控制箱位于支撑底座上；上臂提升机构沿垂直方向上下移动；前臂伸缩机构沿水平方向伸缩移动；前臂翻转机构绕水平方向轴上下翻转；手爪旋转机构绕垂直方向轴转动；手爪机构拾取或释放工件。本发明专利技术可满足板材冲压生产中，工件从上一模腔移动到下一模腔，各种放置要求，实现工件快速移动和高精度定位，该装置是实现冲压自动化生产的一种重要设备。

A Five-Axis Robot Device for Punching, Receiving and Removing Material

The invention discloses a five-axis robot device for punching, fetching and discharging materials, which relates to the field of mechanical equipment. It includes control box, support base, fuselage rotation mechanism, forearm telescopic mechanism, upper arm lifting mechanism, forearm turnover mechanism, claw rotation mechanism and claw mechanism, all of which are located on the support base; upper arm lifting mechanism moves up and down in vertical direction; forearm telescopic mechanism moves up and down in horizontal direction; forearm turnover mechanism turns up and down around horizontal axis; The gripper rotation mechanism rotates around the vertical axis; the gripper mechanism picks up or releases the workpiece. The invention can satisfy the requirements of various parts, such as moving the workpiece from the upper die cavity to the next mold cavity, placing the workpiece rapidly and accurately positioning, and realizing the automatic production of stamping.

【技术实现步骤摘要】
一种冲压取放料五轴机器人装置
本专利技术涉及机械设备领域，尤其是一种冲压取放料五轴机器人装置。
技术介绍
传统的冲压或锻压生产，大多采用人工完成模腔上下料工作，存在劳动强度大、自动化程度低、安全事故多、工作环境噪音大以及质量稳定性欠佳等问题。当前劳动力成本不断攀升，招工和用工难成为冲压生产企业面临的难题，迫切需要能取代人工的先进自动化装备。采用上下料机器人配合冲床可构建冲压自动生产线，工件从上一个模腔移动到下一个模腔，一般需要工件的方位调整，通常可能需要四种位置变换：原位置、前后调换、上下翻转和前后上下调换。满足上述工件移动要求的机器人一般具有四个自由度或以上，通用的六轴工业机器人因体积大、费用高、自由度富余和需要二次开发等，难以直接应用，四轴上下料机器人可以实现前三种工件位置调整要求，五轴上下料机器人可以实现工件传送中的前后上下位置调整。因此，五轴上下料机器人是构建冲压自动生产线的一种重要装备，对于提高冲压生产的效率，降低生产成本，提升产品质量稳定性，改善冲压生产环境，改进冲压生产工艺，提升冲压生产水平具有重要意义。
技术实现思路
为解决传统的冲压或锻压生产存在的上述问题，本专利技术提供一种冲压取放料五轴机器人装置，用于冲压和锻压等场合工件在模腔之间的传送和精确定位，满足工件上下表面翻转和前后侧面调换的位置调整要求。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种冲压取放料五轴机器人装置，它包括控制箱、支撑底座、机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构、手爪旋转机构和手爪机构，控制箱信号与机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构和手爪旋转机构的伺服电机和感应开关信号电连接；控制箱位于支撑底座上；机身旋转机构与支撑底座的上表面相连，绕垂直方向轴左右转动；上臂提升机构与机身旋转机构相连，沿垂直方向上下移动；前臂伸缩机构与上臂提升机构相连，沿水平方向伸缩移动；前臂翻转机构与前臂伸缩机构相连，绕水平方向轴上下翻转；手爪旋转机构与前臂翻转机构相连，绕垂直方向轴转动；手爪机构与手爪旋转机构相连，拾取或释放工件；支撑底座通过防滑脚杯调节水平度，通过万向脚轮和定向脚轮配合移动。进一步地，机身旋转机构包括立柱、RV安装板、第一限位座、缓冲垫、第一感应器架、第一感应片、第一伺服电机、RV减速机、密封圈和第一感应开关，第一伺服电机连接RV减速机的一端；RV减速机的另一端连接于RV安装板上，并通过密封圈密封；RV安装板通过螺栓固连于立柱上；立柱固定于支撑底座的底板上；第一限位座和第一感应器架连接于RV安装板上；第一感应器架设置于机身旋转范围内；第一感应开关连接于第一感应器架上；第一感应片固定于第一伺服电机和RV减速机之间的联轴器上；缓冲垫固连于第一限位座上；第一感应片随联轴器转动；通过第一感应开关设置机身旋转机构的零点和左右机械限位；通过第一限位座进行机身旋转运动的机械缓冲和限位；通过设置第一感应开关和第一限位座的位置，自动调节旋转角度的范围和极限转动位置。进一步地，前臂伸缩机构和上臂提升机构分别采用X轴模组和Z轴模组；Z轴模组通过Z轴安装板与L型连接板固连；L型连接板连接RV连接板的一侧；RV连接板的另一侧连接机身旋转机构的RV减速机，机身旋转时带动Z轴模组一起旋转；X轴模组通过X轴安装板与Z轴模组的移动螺母固连；Z轴模组沿垂直方向上下移动，通过Z轴模组的感应开关和缓冲座，控制垂直方向的精确移动；X轴模组沿水平方向伸缩移动，通过X轴模组的感应开关和缓冲座，控制水平方向精确移动。进一步地，前臂翻转机构包括第四伺服电机、第四减速机、翻转连接板、电机座、第四轴用卡环、第四转轴、第四限位座、第四缓冲垫、第四轴承带座、定位座、销、第四感应器架、第四感应片和第四感应开关，翻转连接板的下端连接前臂伸缩机构；翻转连接板的上端连接第四轴承带座；第四减速机的一端连接第四伺服电机；第四减速机的另一端连接电机座；电机座固连于第四轴承带座上；第四限位座通过销固接于第四轴承带座上；第四感应器架连接于第四限位座上；第四感应开关固连于第四感应器架上；第四缓冲垫安装于第四限位座上；第四减速机的第四转轴连接定位座；第四感应片固定于第四转轴上；第四轴用卡环套于第四转轴的两端，限制轴向移动；通过第四感应开关设置翻转运动的零点及左右限位；通过第四限位座进行前臂翻转机构运动的缓冲和限位。进一步地，手爪旋转机构包括第五伺服电机、第五减速机、翻转板、电机板、螺母、主同步轮、感应块、第五感应开关、第五感应器架、连杆、同步带和从同步轮，手爪旋转机构通过翻转板固连于前臂翻转机构的第四转轴上；第五减速机的一端固连于第五伺服电机；第五减速机的另一端固连于电机板；电机板与翻转板通过螺母固连；主同步轮和感应块固定于第五减速机的输出轴上；主同步轮和从同步轮通过同步带连接；从同步轮套于手爪机构的第五转轴上；感应块周转经过第五感应开关；第五感应开关固连于第五感应器架上；第五感应器架固定于连杆的一端；通过第五感应开关设置手爪旋转机构的零点和左右限位。进一步地，手爪机构包括吸盘、吸盘座、吸盘臂、微型接头、固定环、第五转轴、第五轴承带座、第五轴用卡环、端盖和转座板，手爪机构固连于第五转轴上；第五轴承带座固连于转座板；转座板固连于连杆的另一端；吸盘臂通过固定环固定于第五转轴上；第五轴用卡环套于第五转轴的两端，限制轴向移动；吸盘座固定于吸盘臂上；吸盘与吸盘座相连；微型接头固连于吸盘座上；端盖固连于连杆的端部；吸盘座的位置沿径向和轴向调节，或者采用电磁铁结构进行吸附。有益效果：1.本专利技术可实现机身旋转、上臂提升、前臂伸缩、前臂翻转和手爪旋转五个方向独立的精确位置运动，从而实现五轴联动，可满足板材冲压生产中，机器人手爪将工件从上一模腔移动到下一模腔，空间任意位置放置要求，实现工件快速移动和高精度定位，满足产品冲压质量和稳定性需求。2.本专利技术是实现冲压自动化生产的一种重要设备，可与冲压取放料四轴机器人、冲床以及上料机等构建冲压自动生产线，可满足多种冲压工艺要求。附图说明图1是本专利技术的冲压取放料五轴机器人装置的正视图；图2是本专利技术的冲压取放料五轴机器人装置的左视图；图3是图1中机身旋转机构的结构示意图；图4是图2中机身旋转机构的结构示意图；图5是图2中上臂提升机构和前臂伸缩机构的结构示意图；图6是图1中上臂提升机构和前臂伸缩机构的结构示意图；图7是图1中前臂翻转机构的结构示意图；图8是图2中前臂翻转机构的结构示意图；图9是图1中手爪旋转机构和手爪机构的结构示意图；图10是本专利技术的手爪机构的吸盘座采用电磁铁结构的示意图；图11是图10的俯视图；图中：1-控制箱、2-支撑底座、3-机身旋转机构、4-前臂伸缩机构、5-上臂提升机构、6-前臂翻转机构、7-手爪旋转机构、8-手爪机构、11-底板、12-立柱、13-RV安装板、14-第一限位座、15-缓冲垫、16-第一感应器架、17-第一感应片、18-防滑脚杯、19-万向脚轮、20-定向脚轮、21-第一伺服电机、22-RV减速机、23-密封圈、24-第一感应开关、30-RV连接板、31-L型连接板、32-Z轴模组、33-Z轴安装板、34-X轴安装板、35-X轴模组、41-第四伺服电机、42-第四减速机、43-翻转连接板、44-电机座、45-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲压取放料五轴机器人装置，其特征在于：它包括控制箱(1)、支撑底座(2)、机身旋转机构(3)、前臂伸缩机构(4)、上臂提升机构(5)、前臂翻转机构(6)、手爪旋转机构(7)和手爪机构(8)，所述控制箱(1)信号与所述机身旋转机构(3)、所述前臂伸缩机构(4)、所述上臂提升机构(5)、所述前臂翻转机构(6)和所述手爪旋转机构(7)的伺服电机和感应开关信号电连接；所述控制箱(1)位于所述支撑底座(2)上；所述机身旋转机构(3)与所述支撑底座(2)的上表面相连，绕垂直方向轴左右转动；所述上臂提升机构(5)与所述机身旋转机构(3)相连，沿垂直方向上下移动；所述前臂伸缩机构(4)与所述上臂提升机构(5)相连，沿水平方向伸缩移动；所述前臂翻转机构(6)与所述前臂伸缩机构(4)相连，绕水平方向轴上下翻转；所述手爪旋转机构(7)与所述前臂翻转机构(6)相连，绕垂直方向轴转动；所述手爪机构(8)与手爪旋转机构(7)相连，拾取或释放工件；所述支撑底座(2)通过防滑脚杯(18)调节水平度，通过万向脚轮(19)和定向脚轮(20)配合移动。

【技术特征摘要】
1.一种冲压取放料五轴机器人装置，其特征在于：它包括控制箱(1)、支撑底座(2)、机身旋转机构(3)、前臂伸缩机构(4)、上臂提升机构(5)、前臂翻转机构(6)、手爪旋转机构(7)和手爪机构(8)，所述控制箱(1)信号与所述机身旋转机构(3)、所述前臂伸缩机构(4)、所述上臂提升机构(5)、所述前臂翻转机构(6)和所述手爪旋转机构(7)的伺服电机和感应开关信号电连接；所述控制箱(1)位于所述支撑底座(2)上；所述机身旋转机构(3)与所述支撑底座(2)的上表面相连，绕垂直方向轴左右转动；所述上臂提升机构(5)与所述机身旋转机构(3)相连，沿垂直方向上下移动；所述前臂伸缩机构(4)与所述上臂提升机构(5)相连，沿水平方向伸缩移动；所述前臂翻转机构(6)与所述前臂伸缩机构(4)相连，绕水平方向轴上下翻转；所述手爪旋转机构(7)与所述前臂翻转机构(6)相连，绕垂直方向轴转动；所述手爪机构(8)与手爪旋转机构(7)相连，拾取或释放工件；所述支撑底座(2)通过防滑脚杯(18)调节水平度，通过万向脚轮(19)和定向脚轮(20)配合移动。2.根据权利要求1的冲压取放料五轴机器人装置，其特征在于：所述机身旋转机构(3)包括立柱(12)、RV安装板(13)、第一限位座(14)、缓冲垫(15)、第一感应器架(16)、第一感应片(17)、第一伺服电机(21)、RV减速机(22)、密封圈(23)和第一感应开关(24)，所述第一伺服电机(21)连接所述RV减速机(22)的一端；所述RV减速机(22)的另一端连接于所述RV安装板(13)上，并通过所述密封圈(23)密封；所述RV安装板(13)通过螺栓固连于所述立柱(12)上；所述立柱(12)固定于所述支撑底座(2)的底板(11)上；所述第一限位座(14)和所述第一感应器架(16)连接于所述RV安装板(13)上；所述第一感应器架(16)设置于机身旋转范围内；所述第一感应开关(24)连接于所述第一感应器架(16)上；所述第一感应片(17)固定于所述第一伺服电机(21)和所述RV减速机(22)之间的联轴器上；所述缓冲垫(15)固连于所述第一限位座(14)上；所述第一感应片(17)随联轴器转动；通过所述第一感应开关(24)设置所述机身旋转机构(3)的零点和左右机械限位；通过所述第一限位座(14)进行机身旋转运动的机械缓冲和限位；通过设置所述第一感应开关(24)和所述第一限位座(14)的位置，自动调节旋转角度的范围和极限转动位置。3.根据权利要求1的冲压取放料五轴机器人装置，其特征在于：所述前臂伸缩机构(4)和所述上臂提升机构(5)分别采用X轴模组(35)和Z轴模组(32)；所述Z轴模组(32)通过Z轴安装板(33)与L型连接板(31)固连；所述L型连接板(31)连接RV连接板(30)的一侧；所述RV连接板(30)的另一侧连接所述机身旋转机构(3)的RV减速机(22)，机身旋转时带动所述Z轴模组(32)一起旋转；所述X轴模组(35)通过X轴安装板(34)与所述Z轴模组(32)的移动螺母固连；所述Z轴模组(32)沿垂直方向上下移动，通过所述Z轴模组(32)的感应开关和缓冲座，控制垂直方向的精确移动；所述X轴模组(35)沿水平方向伸缩移动，通过所述X轴模组(35)的感应开关和缓冲座，控制水平方向精确移动。4.根据权利要求1的冲压取放料五轴机器人装置，其特征在于：所述前臂翻转机构(6)包括第四伺服电机(41)、第四减速机(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚荣，陈国炎，秦治伟，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32