一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手的製作方法

2023-05-01 12:47:21 2

本發明涉及機械手領域，具體是一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手。

背景技術：

目前針對衝床的機械手大同小異，大部分是針對某一種衝床來設計的，並且上下料的效率不高，當面對不同規格的工具機時就需要重新設計，增加大量的工作量，因此設計一種可針對不同規格衝床的上下料機械手很有必要。

技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，以解決現有技術工業機械手存在的效率低下、難以通用於不同規格工具機的問題。

為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案為：

一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：包括框架機構、料堆機構、取料機構、機械臂抬升機構和機械臂，其中：

框架機構包括水平的固定底座、立向的主體框架，固定底座上設置有一對呈左右對稱並分別沿前後水平方向延伸的滑軌，主體框架頂部固定有水平的上固定板，主體框架左、右側底部通過滑塊滑動安裝在滑軌上形成滑動配合；

料堆機構包括料堆底座、料堆板，料堆底座固定在框架機構中兩滑軌之間的固定底座上，料堆底座上設置有一對呈左右對稱並分別沿前後水平方向延伸的料堆滑軌，料堆底座上位於兩料堆滑軌一端之間安裝有料堆滑動氣缸，所述料堆板通過滑塊滑動安裝在料堆滑軌上形成滑動配合，料堆板上豎直安裝有呈左右排列的送料導柱、收料導柱，料堆板底部連接有氣缸連接塊，所述料堆滑動氣缸活塞杆沿前後方向延伸並與氣缸連接塊連接；

取料機構包括豎直連接在框架機構中上固定板上的支撐板，以及豎直安裝在上固定板上的取料氣缸，所述支撐板上端水平連接有直線軸承安裝板，直線軸承安裝板中通過一對直線軸承豎直滑動安裝有取料光杆，兩取料光杆呈前後對稱，兩取料光杆上端通過光杆連接杆連接為一體，兩取料光杆下端分別豎直穿過上固定板伸入主體框架內並分別懸於料堆機構中送料導柱上方前、後側，每個取料光杆下端分別連接有吸盤安裝板，每個吸盤安裝板底部分別安裝有吸盤，所述取料氣缸的活塞杆豎直穿過上固定板並伸入主體框架內，且取料氣缸的活塞杆杆端通過連接杆與其中一個吸盤安裝板固定連接；

機械臂抬升機構包括水平的伺服電機基板、豎直的抬升輔助氣缸，伺服電機基板懸設在框架機構中上固定板上方，伺服電機基板頂部安裝有伺服電機，伺服電機主軸豎直向下且伺服電機主軸通過聯軸器共中心軸傳動連接有滾珠絲槓，所述滾珠絲槓豎直向下穿過上固定板伸入主體框架內，上固定板頂面對應滾珠絲槓位置安裝有滾珠螺母，所述滾珠螺母螺紋裝配在滾珠絲槓上形成絲槓螺母副，伺服電機基板底部還豎直連接有多個抬升光杆，多個抬升光杆分別穿過上固定板伸入主體框架內，上固定板底面對應各個抬升光杆位置分別安裝有直線軸承，所述直線軸承分別裝配在對應的抬升光杆上形成滑動配合，所述抬升輔助氣缸安裝在上固定板上，抬升輔助氣缸的活塞杆豎直向下穿過上固定板伸入主體框架內；

機械臂包括水平的機械臂固定板、水平的機械臂活動板，所述機械臂固定板懸於料堆機構中送料導柱、收料導柱上方，機械臂固定板底部設置有一對呈前後對稱並分別沿左右水平方向延伸的機械臂滑軌，機械臂固定板底部左、右端分別連接有絲槓軸承安裝板，兩絲槓軸承安裝板之間通過絲槓軸承轉動安裝有機械臂移動滾珠絲槓，所述機械臂移動滾珠絲槓位於兩機械臂滑軌之間並平行於兩機械臂滑軌，其中一端的絲槓軸承安裝板上還安裝有伺服電機，所述伺服電機主軸通過帶輪傳動機構與機械臂移動滾珠絲槓對應端傳動連接，所述機械臂抬升機構中滾珠絲槓下端、抬升光杆下端分別連接在機械臂固定板頂部，機械臂抬升機構中抬升輔助氣缸的活塞杆杆端通過浮動接頭連接在機械臂固定板頂部，所述機械臂活動板頂部設有呈前後對稱的直線滑塊，機械臂活動板頂部位於直線滑塊之間還設有滾珠螺帽，機械臂活動板頂部通過直線滑塊滑動安裝在機械臂固定板底部的機械臂滑軌上形成滑動配合，且機械臂活動板頂部的滾珠螺帽螺紋裝配在機械臂固定板頂部的機械臂移動滾珠絲槓上形成絲槓螺母副，機械臂活動板底部左端或右端位置安裝有電吸鐵安裝板，電吸鐵安裝板底部設有電吸鐵，機械臂活動底板側面安裝有位置感應塊。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：框架機構中，固定底座上其中一個滑軌的前、後端分別各自固定在滑軌座上，每個滑軌座上分別設有軸承座，前、後端的軸承座之間轉動安裝有調節螺杆，該調節螺杆平行位於對應側的滑軌附近，所述主體框架對應於調節螺杆的一側底部連接有調節螺母塊，調節螺母塊裝配在調節螺杆上形成螺紋配合。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：所述調節螺杆附近的滑軌上位於主體框架底部滑塊、軸承座之間位置還分別設置有限位塊。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：料堆機構中，料堆板由底板和兩個料堆上板構成，底板通過滑塊滑動安裝在料堆滑軌上，且底板底部通過氣缸連接塊與料堆滑動氣缸活塞杆連接，底板上被一道沿左右方向水平延伸的調節塊在前後方向上分隔成兩個獨立區域，每個獨立區域對應的底板部分分別作為料堆下板，每個料堆下板上分別設有止口盤，料堆上板一一對應通過止口盤和調節塊定位安裝在料堆下板上，送料導柱、收料導柱分別豎直安裝在料堆上板上，料堆上板四個角部安裝有開口吊鉤。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：框架機構中，主體框架左側或右側底部內壁安裝有換料限位塊；或者主體框架左側、右側底部內壁均安裝有換料限位塊，兩換料限位塊呈左、右對稱；所述料堆板中，底板底部對應每個料堆下板區域分別設有限位塊，所述框架機構中主體框架內側的換料限位塊置於底板底部兩限位塊之間實現限位，三者位置成直線關係，兩個限位塊相對的面內安裝限位螺杆，通過調節限位螺杆伸出限位塊的長度來調節料堆板限位的具體位置。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：所述機械臂抬升機構中，伺服電機基板底部還豎直連接有一對抬升連接板，兩抬升連接板穿過上固定板伸入主體框架內，且兩抬升連接板下端分別連接在機械臂中機械臂固定板頂部。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：機械臂中，帶輪傳動機構由一對齒圓弧帶輪和傳動連接兩齒圓弧帶輪的齒形帶構成，其中一個齒圓弧帶輪共中心軸固定在機械臂中伺服電機的主軸上，另一個齒圓弧帶輪共中心軸固定在機械臂移動滾珠絲槓端部。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：安裝有伺服電機的絲槓軸承安裝板上還設有齒形帶調節軸承組件，所述齒形帶調節軸承組件對齒形帶鬆緊進行調節。

所述的一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，其特徵在於：機械臂中，兩個絲槓軸承安裝板彼此相對的內側面還分別設有緩衝墊片。

本發明的優點為：（1）整體結構是多自由度的，可以針對不同規格衝床進行調整；（2）移動式的料堆機構可通過電氣控制提高上下料效率。

附圖說明

圖1是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手總體結構圖。

圖2是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手框架結構圖。

圖3是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手料堆機構圖。

圖4是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手取料機構圖。

圖5是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手機械臂抬升機構圖。

圖6是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手機械臂固定組件圖。

圖7是本發明一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手機械臂活動組件圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種用於衝壓片的伸縮式上下料機械手，包括框架機構1、料堆機構2、取料機構3、機械臂抬升機構4和機械臂5，其中：

如圖2所示，框架機構1包括水平的固定底座11、立向的主體框架14，固定底座11上設置有一對呈左右對稱並分別沿前後水平方向延伸的滑軌12，主體框架14頂部固定有水平的上固定板15，主體框架14左、右側底部通過滑塊13滑動安裝在滑軌12上形成滑動配合。

框架機構1中，固定底座11上其中一個滑軌的前、後端分別各自固定在滑軌座上，每個滑軌座上分別設有軸承座8，前、後端的軸承座8之間轉動安裝有調節螺杆9，該調節螺杆9平行位於對應側的滑軌附近，主體框架14對應於調節螺杆9的一側底部連接有調節螺母塊7，調節螺母塊7裝配在調節螺杆9上形成螺紋配合。

調節螺杆9附近的滑軌上位於主體框架14底部滑塊、軸承座之間位置還分別設置有限位塊10。

本發明中，框架結構1包括固定底座11，固定底座11兩邊平行安裝底座滑軌12，滑軌上滑動安裝主體框架14，主體框架14上方固接上固定板15，下方一側前後固接安裝一對調節螺母塊7，主體框架14底部安裝滑塊13，與滑軌形成移動副配合，在固定底座11中與調節螺母塊7同一側還安裝有一對軸承座8，軸承座內配合安裝調節螺杆9，調節螺杆9貫穿安裝於主體框架底部與調節螺母塊7相同的一側與調節螺母塊7形成螺紋配合。滑軌上通過螺栓安裝一對限位塊10分別位於軸承座與滑塊之間。

本發明中，主體框架14可通過滑塊13與滑軌12進行水平方向的位置調整以靈活適應不同衝床的尺寸要求，主體框架14通過調節螺杆9進行精確水平調整，位置調整好後擰緊限位塊10的螺栓進行鎖緊，完成位置調整。

如圖3所示，料堆機構2包括料堆底座19、料堆板，料堆底座19固定在框架機構1中兩滑軌12之間的固定底座11上，料堆底座19上設置有一對呈左右對稱並分別沿前後水平方向延伸的料堆滑軌20，料堆底座19上位於兩料堆滑軌20一端之間安裝有料堆滑動氣缸21，料堆板通過滑塊71滑動安裝在料堆滑軌20上形成滑動配合，料堆板上豎直安裝有呈左右排列的送料導柱22、收料導柱24，料堆板底部連接有氣缸連接塊29，料堆滑動氣缸21活塞杆沿前後方向延伸並與氣缸連接塊29連接。

料堆機構2中，料堆板由底板和兩個料堆上板25構成，底板通過滑塊71滑動安裝在料堆滑軌20上，且底板底部通過氣缸連接塊29與料堆滑動氣缸21活塞杆連接，底板上被一道沿左右方向水平延伸的調節塊26在前後方向上分隔成兩個獨立區域，每個獨立區域對應的底板部分分別作為料堆下板28，每個料堆下板28上分別設有止口盤27，料堆上板25一一對應通過止口盤27和調節塊26定位安裝在料堆下板28上，送料導柱22、收料導柱24分別豎直安裝在料堆上板25上，開口吊鉤18安裝在料堆上板25的四個角上便於料堆上板25的裝卸。

框架機構1中，主體框架14左側或右側底部內壁安裝有換料限位塊6；或者主體框架14左側、右側底部內壁均安裝有換料限位塊6，兩換料限位塊6呈左、右對稱；料堆板中，底板底部對應每個料堆下板28區域分別設有限位塊16，框架機構1中主體框架14內側的換料限位塊6置於底板底部兩限位塊16之間實現限位，三者位置成直線關係。

本發明中料堆機構2包括料堆底座19，料堆底座內安裝料堆滑動氣缸21，料堆底座上方平行安裝料堆滑軌20，料堆下板28通過滑塊71與滑軌形成移動副配合，料堆下板28中間安裝止口盤27，料堆上板25通過止口盤定位安裝在料堆下板上，料堆上板上豎直安裝送料導柱22和收料導柱24，送收料導柱通過鍵條23安裝在料堆上板上，料堆下板下方安裝氣缸連接塊29與料堆滑動氣缸活塞杆相連，料堆下板一側還安裝限位裝置，包括限位塊16和限位螺杆17，限位螺杆17安裝於兩限位塊16相對的面內，通過調節限位螺杆17伸出限位塊16的長度來調節料堆板限位的具體位置。

本發明中料堆下板28通過料堆滑動氣缸21在料堆滑軌20上移動，並通過換料限位塊6和限位塊16和限位螺杆17限制移動，當一塊料堆上板25上的收料導柱22收料完畢時，料堆滑動氣缸21工作將另一個料堆上板移動至適合的工位繼續上下料，另一塊料堆上板可拆卸進行收料工作，進而完成機械手與衝床的連續工作。其中料堆上板25在安裝時通過止口盤27與調節塊26進行定位。

如圖4所示，取料機構5包括豎直連接在框架機構1中上固定板15上的支撐板34，以及豎直安裝在上固定板15上的取料氣缸35，支撐板34上端水平連接有直線軸承安裝板36，直線軸承安裝板36中通過一對直線軸承33豎直滑動安裝有取料光杆32，兩取料光杆32呈前後對稱，兩取料光杆32上端通過光杆連接杆37連接為一體，兩取料光杆32下端分別豎直穿過上固定板15伸入主體框架14內並分別懸於料堆機構2中送料導柱22上方前、後側，每個取料光杆32下端分別連接有吸盤安裝板30，每個吸盤安裝板30底部分別安裝有吸盤，取料氣缸35的活塞杆豎直穿過上固定板15並伸入主體框架14內，且取料氣缸35的活塞杆杆端通過連接杆31與其中一個吸盤安裝板固定連接。

本發明中，取料機構5包括直線軸承安裝板36，其通過支撐板34水平安裝在上固定板上15，兩根取料光杆32通過直線軸承安裝板36和上固定板15上的兩個直線軸承33豎直安裝並在上端連接光杆連接杆37，取料氣缸35與取料光杆32平行安裝於上固定板15上，取料氣缸活塞杆通過連接杆31與其中一個取料光杆相連，取料光杆下方安裝吸盤安裝板30。

本發明中，取料氣缸35通過連接杆31帶動取料光杆32豎直移動，完成取料過程。

如圖5所示，機械臂抬升機構4包括水平的伺服電機基板41、豎直的抬升輔助氣缸45，伺服電機基板41懸設在框架機構1中上固定板15上方，伺服電機基板41頂部安裝有伺服電機44，伺服電機44主軸豎直向下且伺服電機44主軸通過聯軸器46共中心軸傳動連接有滾珠絲槓51，滾珠絲槓51豎直向下穿過上固定板15伸入主體框架14內，上固定板15頂面對應滾珠絲槓51位置安裝有滾珠螺母49，滾珠螺母49螺紋裝配在滾珠絲槓51上形成絲槓螺母副，伺服電機基板41底部還豎直連接有四個抬升光杆38，四個抬升光杆38分別穿過上固定板15伸入主體框架14內，上固定板15底面對應各個抬升光杆38位置分別安裝有直線軸承40，直線軸承40分別裝配在對應的抬升光杆38上形成滑動配合，抬升輔助氣缸45安裝在上固定板15上，抬升輔助氣缸45的活塞杆豎直向下穿過上固定板15伸入主體框架14內。

機械臂抬升機構4中，伺服電機基板41底部還豎直連接有一對抬升連接板39，兩抬升連接板39穿過上固定板15伸入主體框架14內，且兩抬升連接板39下端分別連接在機械臂3中機械臂固定板62頂部。

本發明中機械臂抬升機構4包括伺服電機基板41，伺服電機基板上安裝伺服電機支撐板42與伺服電機安裝板43，伺服電機44安裝在伺服電機安裝板上，伺服電機主軸通過聯軸器46與滾珠絲槓51連接，滾珠絲槓51通過滾珠螺母49安裝在所述上固定板15上，伺服電機基板41下方對稱安裝四根抬升光杆38與兩塊抬升連接板39，抬升光杆通過直線軸承40安裝在上固定板15上，伺服電機基板41一側通過半圓形凹槽內豎直容納抬升輔助氣缸45，抬升輔助氣缸45通過氣缸安裝座47安裝在上固定板上，抬升輔助氣缸45活塞杆通過浮動接頭50與機械臂固定板62連接。

本發明中，伺服電機44主軸通過聯軸器與滾珠絲槓51連接帶動滾珠絲槓51旋轉，此時滾珠螺母49與滾珠絲槓51進行相對上下位移，滾珠螺母49又螺栓連接在上固定板15上，因此整個機械臂抬升機構進行上下位移並帶動機械臂上下位移。

如圖6、圖7所示，機械臂3包括水平的機械臂固定板62、水平的機械臂活動板66，機械臂固定板62懸於料堆機構2中送料導柱22、收料導柱24上方，機械臂固定板66底部設置有一對呈前後對稱並分別沿左右水平方向延伸的機械臂滑軌61，機械臂固定板62底部左、右端分別連接有絲槓軸承安裝板56，兩絲槓軸承安裝板56之間通過絲槓軸承轉動安裝有機械臂移動滾珠絲槓60，機械臂移動滾珠絲槓60位於兩機械臂滑軌61之間並平行於兩機械臂滑軌61，其中一端的絲槓軸承安裝板上還安裝有伺服電機52，伺服電機52主軸通過帶輪傳動機構與機械臂移動滾珠絲槓60對應端傳動連接，機械臂抬升機構4中滾珠絲槓51下端、抬升光杆38下端分別連接在機械臂固定板62頂部，機械臂抬升機構4中抬升輔助氣缸45的活塞杆杆端通過浮動接頭50連接在機械臂固定板62頂部，機械臂活動板66頂部設有呈前後對稱的直線滑塊64，機械臂活動板66頂部位於直線滑塊64之間還設有滾珠螺帽67，機械臂活動板66頂部通過直線滑塊64滑動安裝在機械臂固定板62底部的機械臂滑軌61上形成滑動配合，且機械臂活動板66頂部的滾珠螺帽67螺紋裝配在機械臂固定板62頂部的機械臂移動滾珠絲槓60上形成絲槓螺母副，機械臂活動板66底部左端或右端位置安裝有電吸鐵安裝板69，電吸鐵安裝板69底部設有電吸鐵70，機械臂活動板側面安裝位置感應塊68。

機械臂3中，帶輪傳動機構由一對齒圓弧帶輪54、55和傳動連接兩齒圓弧帶輪54、55的齒形帶53構成，其中一個齒圓弧帶輪54共中心軸固定在機械臂3中伺服電機52的主軸上，另一個齒圓弧帶輪55共中心軸固定在機械臂移動滾珠絲槓60端部。

安裝有伺服電機52的絲槓軸承安裝板上還設有齒形帶調節軸承組件57，齒形帶調節軸承組件57對齒形帶53鬆緊進行調節。

機械臂3中，兩個絲槓軸承安裝板56彼此相對的內側面還分別設有緩衝墊片63。

本發明中，機械臂包括機械臂固定板62和機械臂活動板66，抬升光杆、抬升連接板和抬升輔助氣缸的活塞杆都固接在機械臂固定板62上，機械臂固定板尾部上方通過伺服電機安裝板59安裝伺服電機52，伺服電機安裝板通過加強版58固接在機械臂固定板62上，機械臂固定板下方兩端安裝絲槓軸承安裝板56，機械臂移動滾珠絲槓60安裝通過軸承安裝於兩塊軸承安裝板之間，在機械臂移動滾珠絲槓兩側還水平安裝兩根機械臂滑軌61，伺服電機52軸端和機械臂移動滾珠絲槓60同側一端分別對應安裝齒圓弧帶輪54、55，齒圓弧帶輪54、55上套齒形帶53，伺服電機52與機械臂移動滾珠絲槓60通過齒形帶形成同步配合，在伺服電機安裝板上，與齒形帶53同一側還安裝有齒形帶調節軸承組件57。機械臂活動板66尾部上方矩形陣列安裝四個直線滑塊64，滑塊中心處安裝滾珠螺帽安裝座65，安裝座通過螺母安裝滾珠螺帽67，滾珠螺帽與所述機械臂移動滾珠絲槓60形成移動副配合，機械臂活動板頭部下方安裝電吸鐵安裝板69，電吸鐵70安裝在電吸鐵安裝板下方。

本發明中伺服電機52通過齒形帶53及齒圓弧帶輪54,55同步帶動滾珠絲槓60旋轉，滾珠螺帽67在滾珠絲槓60上直線運動，滾珠螺帽通過安裝座65安裝在機械臂活動板上並帶動機械臂活動板進行直線運動，直線滑塊64與機械臂滑軌61的配合實現輔助導向的功能，同時軸承安裝板內側還安裝了緩衝墊片63。

工作時，送料導柱22內放置好衝片，料堆滑動氣缸21帶動放置好衝片的送料導柱運行至合適的位置，此時伺服電機52通過齒形帶53、滾珠螺帽67滾珠絲槓60的配合完成機械臂活動組件後退至電吸鐵70在送料導柱22上方，取料氣缸35帶動取料光杆32向下運動，吸盤安裝板30下安裝吸盤將衝片吸附住，取料氣缸35帶動取料光杆32向上移動，當衝片與電吸鐵70接觸時被電吸鐵70擋住，此時取料光杆32繼續上移與衝片脫離，完成衝片取料過程，此時衝片被吸附在電吸鐵70上，伺服電機52再驅動機械臂活動組件前進至衝壓工位，完成送料過程。

取料時，機械臂活動板66移動至衝壓工位，電吸鐵70通電，吸附衝片，機械臂後退至電吸鐵位於收料導柱24上方，電吸鐵斷電，衝片落至收料導柱24，完成收料過程。

當送料導柱22上衝片已加工完畢時，料堆滑動氣缸21帶動另一塊已放置好衝片的送料導柱22移動至工作工位繼續進行生產，另一塊料堆上板上的收料導柱24可進行收料，並將送料導柱22上再次放置衝片，等待下一個循環的工作。