【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冲压板料搬运，具体地说是一种用于冲压板料搬运的机械手及其运动方法。
技术介绍
1、目前，对于由多台压力机所组成的大型串联冲压生产线，为了能够在相邻压力机工位的模具之间进行快速且平稳地搬运冲压件，需要采用一种用于冲压板料搬运的机械手。
2、现有的技术的用于冲压板料搬运的机械手，尽管比普通机器人的运行速度快且稳定，但如果想进一步提速，还存在以下两方面的问题：
3、一、如图1所示，现有技术的用于冲压板料搬运的机械手的末段活节杆的中线与机架之间存在一定的距离l，当机械手在垂直于纸面方向进行运动时，机械手的自身惯性和加速度将与该距离l在水平面内产生较大的的动量矩m，该动量矩m将导致机械手的刚性扭转变形，进而造成机械手的末端定位精度差和抖动问题；
4、二、如图2所示，现有技术的用于冲压板料搬运的机械手的末段活节杆的首端运动轨迹为类似“人”字形的曲线，使末段活节杆的运动包络体较大，较大的包络体将需要更大的模具上下模的开口空间以便避免运动干涉碰撞，造成机械手在一个冲压周期中取放料的窗口时间占比较小，进而导致冲压和送料的整体生产率难以进一步提高。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种用于冲压板料搬运的机械手及其运动方法，消除或减小了机械手在水平面的因动量矩较大所导致的刚性扭转变形，解决了机械手的末端定位精度差和抖动的问题；同时，减小了机械手末段活节杆的运动包络体尺寸，提高整体送料效率的问题。
2、本专利技
3、进一步地，端拾器为类横梁结构，端拾器位于相对活节臂组件所在运动平面垂直方向的平面上，端拾器的轴心通过第四转动轴与第三活节杆的末端相连接，端拾器在第三活节杆运动的带动下，并通过第四转动轴相对转动，实现在冲压板料取放平面上的左右水平移动。
4、进一步地，第二活节杆上设置有第二转动轴电机和第二转动轴变速器，第二转动轴电机和第二转动轴变速器固定安装，且第二转动轴电机的驱动轴与第二转动轴变速器的输入轴连接；第二转动轴变速器与第二活节杆的首端固定连接，第二转动轴变速器输出轴与第一活节杆的末端固定连接，且第二转动轴变速器的输出轴即为第二转动轴，所述第二转动轴变速器的输入轴和输出轴互相垂直。能够让第二转动轴电机安装在第二活节杆的内部，从而避免了电机与转动轴直连而造成的运动干涉。
5、进一步地，机架还包括直线导轨和线性执行器，机架可沿直线导轨上下运动。通过调整机架的高度位置，从而能够调整机械手的高度位置以适应不同的模具对取放料位置高度的要求。
6、进一步的，第一活节杆的杆长为l1，第二活节杆的杆长为l2，第三活节杆的杆长为l3；其中l2＞l1。
7、本方案还提供了本专利技术的机械手的运动方法，采用上述的用于冲压板料搬运的机械手，第一活节杆末端与第二活节杆首端相连接的第二转动轴的运动轨迹为圆曲线c，圆曲线c的半径rc=l1，其圆心与第一转动轴轴线相合；第二活节杆末端与第三活节杆首端相连接的第三转动轴的运动轨迹为叶形曲线d，叶形曲线d是一种三次或更高阶次的叶形样条曲线，叶形曲线d的叶形段与圆曲线a至少有一个重合点，圆曲线a的半径ra=l2-l1，其圆心与第一转动轴轴线相合；端拾器携带板料时，端拾器轴心和第三活节杆末端相连的第四转动轴的运动轨迹为样条曲线e，样条曲线e是根据两个相邻工位的模具所设定的一种三次或更高阶次的样条曲线，样条曲线e至少有一点和圆曲线b相交，圆曲线b的半径rb=l2-l1+l3，圆曲线b圆心与第一转动轴轴线相合；叶形曲线d的左侧端点d1与样条曲线e的左侧端点e1之间的距离，等于叶形曲线d的右侧端点d2与样条曲线e的右侧端点e2之间的距离，且均等于第三活节杆的杆长为l3；端拾器不带板料时，端拾器轴心和第三活节杆末端相连的第四转动轴的运动轨迹为样条曲线f，样条曲线f是根据两个相邻工位的模具所设定的一种三次或更高阶次的样条曲线，且至少有一点和圆曲线b相交，样条曲线f的左侧端点f1和右侧端点f2，分别与样条曲线e的左侧端点e1和右侧端点e2相重合。
8、相比现有的一种用于冲压板料搬运的机械手，通过本专利技术的上述运动方法，第三活节杆的首端在叶形曲线d的运动轨迹控制下，能够显著减小其进出模具区域的运动包络体的尺寸。
9、从以上技术方案可以看出，本专利技术的有益效果是：通过采用对称简支梁形式的活节臂组件的结构设计，消除或减小了机械手在水平面的因动量矩较大所导致的刚性扭转变形，解决了机械手的末端定位精度差和抖动的问题；同时，通过控制末段活节杆的首端的运动轨迹按照叶形曲线行走，减小了机械手末段活节杆的运动包络体尺寸，从而降低了机械手对模具上下模的开口空间的需求，解决了提高整体送料生产率的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于冲压板料搬运的机械手，包括机架、活节臂组件和端拾器，其特征在于：机架上设有第一转动轴，第一转动轴连接有活节臂组件，活节臂组件的末端设置有端拾器，端拾器在活节臂组件的带动下运动，活节臂组件包括第一活节杆，第一活节杆的首端通过第一转动轴与机架相连接，第一活节杆沿第一转动轴相对转动，第一活节杆的末端通过第二转动轴与第二活节杆的首端相连接，第二活节杆的末端通过第三转动轴与第三活节杆的首端相连接，第三活节杆的末端通过第四转动轴与端拾器相连接，在外界驱动作用下，第一活节杆、第二活节和第三活节杆一起运动并带动末端连接的端拾器和冲压板料运动，第一活节杆为对称曲轴结构，第一活节杆的首端通过第一转动轴与机架的连接结构形式为对称简支梁，第一活节杆的末端通过第二转动轴与第二活节杆的首端的连接结构形式为对称简支梁，第二活节杆的末端通过第三转动轴与第三活节杆的首端的连接结构形式为对称简支梁。
2.如权利要求1所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：端拾器为类横梁结构，端拾器位于相对活节臂组件所在运动平面垂直方向的平面上，端拾器的轴心通过第四转动轴与第三活节杆的末端相连接，端拾器在
3.如权利要求1所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：第二活节杆上设置有第二转动轴电机和第二转动轴变速器，第二转动轴电机和第二转动轴变速器固定安装，且第二转动轴电机的驱动轴与第二转动轴变速器的输入轴连接；第二转动轴变速器与第二活节杆的首端固定连接，第二转动轴变速器输出轴与第一活节杆的末端固定连接，且第二转动轴变速器的输出轴即为第二转动轴，所述第二转动轴变速器的输入轴和输出轴互相垂直。
4.如权利要求1所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：机架还包括直线导轨和线性执行器，机架可沿直线导轨上下运动。
5.如权利要求4所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：第一活节杆的杆长为L1，第二活节杆的杆长为L2，第三活节杆的杆长为L3；其中L2＞L1。
6.一种用于冲压板料搬运的机械手的运动方法，其特征在于：采用如权利要求5所述的用于冲压板料搬运的机械手，第一活节杆末端与第二活节杆首端相连接的第二转动轴的运动轨迹为圆曲线c，圆曲线c的半径Rc=L1，其圆心与第一转动轴轴线相合；第二活节杆末端与第三活节杆首端相连接的第三转动轴的运动轨迹为叶形曲线d，叶形曲线d是一种三次或更高阶次的叶形样条曲线，叶形曲线d的叶形段与圆曲线a至少有一个重合点，圆曲线a的半Ra=L2-L1，其圆心与第一转动轴轴线相合；端拾器携带板料时，端拾器轴心和第三活节杆末端相连的第四转动轴的运动轨迹为样条曲线e，样条曲线e是根据两个相邻工位的模具所设定的一种三次或更高阶次的样条曲线，样条曲线e至少有一点和圆曲线b相交，圆曲线b的半径Rb=L2-L1+L3，圆曲线b圆心与第一转动轴轴线相合；叶形曲线d的左侧端点d1与样条曲线e的左侧端点e1之间的距离，等于叶形曲线d的右侧端点d2与样条曲线e的右侧端点e2之间的距离，且均等于第三活节杆的杆长为L3；端拾器不带板料时，端拾器轴心和第三活节杆末端相连的第四转动轴的运动轨迹为样条曲线f，样条曲线f是根据两个相邻工位的模具所设定的一种三次或更高阶次的样条曲线，且至少有一点和圆曲线b相交，样条曲线f的左侧端点f1和右侧端点f2，分别与样条曲线e的左侧端点e1和右侧端点e2相重合。
...【技术特征摘要】
1.一种用于冲压板料搬运的机械手，包括机架、活节臂组件和端拾器，其特征在于：机架上设有第一转动轴，第一转动轴连接有活节臂组件，活节臂组件的末端设置有端拾器，端拾器在活节臂组件的带动下运动，活节臂组件包括第一活节杆，第一活节杆的首端通过第一转动轴与机架相连接，第一活节杆沿第一转动轴相对转动，第一活节杆的末端通过第二转动轴与第二活节杆的首端相连接，第二活节杆的末端通过第三转动轴与第三活节杆的首端相连接，第三活节杆的末端通过第四转动轴与端拾器相连接，在外界驱动作用下，第一活节杆、第二活节和第三活节杆一起运动并带动末端连接的端拾器和冲压板料运动，第一活节杆为对称曲轴结构，第一活节杆的首端通过第一转动轴与机架的连接结构形式为对称简支梁，第一活节杆的末端通过第二转动轴与第二活节杆的首端的连接结构形式为对称简支梁，第二活节杆的末端通过第三转动轴与第三活节杆的首端的连接结构形式为对称简支梁。
2.如权利要求1所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：端拾器为类横梁结构，端拾器位于相对活节臂组件所在运动平面垂直方向的平面上，端拾器的轴心通过第四转动轴与第三活节杆的末端相连接，端拾器在第三活节杆运动的带动下，并通过第四转动轴相对转动，实现在冲压板料取放平面上的左右水平移动。
3.如权利要求1所述的用于冲压板料搬运的机械手，其特征在于：第二活节杆上设置有第二转动轴电机和第二转动轴变速器，第二转动轴电机和第二转动轴变速器固定安装，且第二转动轴电机的驱动轴与第二转动轴变速器的输入轴连接；第二转动轴变速器与第二活节杆的首端固定连接，第二转动轴变速器输出轴与第一活节杆的末端固定连接，且第二转动轴变速器的输出轴即为第二转动轴，所述第二转动轴变速器的输入轴和...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈福建，赵先进，王传英，冯国明，姜良军，王冬，王荣丰，赵兵，高修华，田广伟，任海龙，
申请(专利权)人：济南二机床集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。