CN108080523A - 用于冲压机床上下料的机器人及冲压机床的上下料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冲压机床上下料的机器人，包括基座、腰部、机械臂和机械手；以及与机械臂相连的伺服电机；所述机械臂包括两大臂、两小臂和一平台连接而成的对称状支架；及用于约束该小臂状态的位于该支架旁侧的支链状结构；所述大臂的一端通过减速机连接至所述伺服电机的转轴；所述大臂的另一端与所述小臂枢接。所述支链状结构包括设于所述大臂、小臂连接处的三角片；和位于大臂、小臂旁侧的碳管；该些碳管分别连接于三角片的两个角；所述支链状结构与支架构成四个分别以大臂、小臂为边的平行四边形。本发明的机械臂可以更快的速度完成左右摆臂，可直伸直进，合适于冲压机床上下料的要求；同时，结构更简单，成本低。

Description

用于冲压机床上下料的机器人及冲压机床的上下料系统

技术领域

本发明涉及一种用于冲压机床上下料的机器人，包括基座、腰部、机械臂和机械手；及与机械臂相连的伺服电机。也涉及一种主要由该机器人组成的用于冲压机床的自动上下料系统。

背景技术

传统的冲压机床的上下料都是以人工方式进行，工作时间长后，人会形成疲劳，这样很容易发生危险，导致人身伤害或者机器的损坏。

采用机器人上下料可大大提高人的安全性，降低人员的劳动强度，然而，现有的上下料机器人基本上是采用滑台模组的结构或者六轴机器人的结构，滑台和六轴机器人结构的缺陷就是速度比较慢，而且成本较高。

现有技术存在着上述缺陷，亟需改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于冲压机床上下料的机器人及冲压机床的自动上下料系统，它可以更快的速度移动机械臂，配合冲压机床上下料。

本发明的用于冲压机床上下料的机器人，包括基座、腰部、机械臂和机械手；及与机械臂相连的伺服电机；其特征是：所述机械臂包括两大臂、两小臂和一平台连接而成的对称状支架；及用于约束该小臂状态的位于该支架旁侧的支链状结构；所述大臂的作为旋转中心的一端通过减速机连接至所述伺服电机的转轴；所述大臂的另一端与所述小臂枢接。

所述支链状结构包括设于所述大臂、小臂连接处的三角片；和位于大臂、小臂旁侧的碳管；该些碳管分别连接于三角片的两个角；

所述支链状结构与支架构成四个分别以大臂、小臂为边的平行四边形。

所述机械手包括双杠气缸；夹持板和电磁铁；所述双杠气缸连接至所述动平台的前端法兰；夹持板与该双杠气缸一端连接；电磁铁位于夹持板下侧。

所述腰部包括高度可调节的两侧板。

所述夹具上还设有用于检测物料是否被抓住的传感器。

所述两大臂之间还设有用于检测是否处于初始位置的传感器。

本发明的用于冲压机床的自动上下料系统，其特征是：包括上料机构、下料机构和如上所述的机器人；上料机构用于使机器人从堆垛物料中夹持一块料送于机床待冲压；下料机构用于机器人将冲压完毕的物料夹持过来后堆积成垛。

所述上料机构包括：

位于上料平台上的用于使物料堆垛的定位筋；

及用于使物料出堆的推料气缸；

用于调整推出物料位置的定位气缸；

用于检测推料气缸和定位气缸工作到位的传感器；

推料气缸和定位气缸以垂直方向分设于定位筋旁侧。

所述下料机构包括：

与立柱连接的滑台；

沿该滑台可上下移动的平台；

及位于该平台上方的上位传感器和位于其下方的下位传感器。

本发明的机械臂主要由支架和支链组成，采用轻量化设计，其运动惯量减小，机器臂可以达到很高的加速度，臂部可以更快的速度完成左右摆臂，且其平行四边形结构使得小臂受到约束，可直伸直进，非常合适于冲压机床上下料的要求。同时，结构更简单，成本低。

附图说明

图1是本发明的自动上下料系统的立体图。

图2是本发明的机器人的立体图。

图3是本发明的机器人的正视图。

图4是本发明的机器人的俯视图。

图5是本发明的上料机构的立体图。

图6是本发明的下料机构的立体图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参看图1至图4，本发明的自动上下料系统包括冲压机1床旁的上料机构2、下料机构3和机器人4，上料机构2和下料机构3分立于机器人4的两侧，上料机构用于使机器人从堆垛物料中夹持一块料送于机床待冲压；下料机构用于机器人将冲压完毕的物料夹持过来后堆积成垛。

机器人4包括基座41、腰部42、两伺服电机43、及与伺服电机43相连的机械臂和机械手；机械臂主要由两大臂441、两小臂442和一平台443连接而成的对称状支架组成；两大臂均可绕其一端部旋转，每大臂的旋转中心通过减速机431连接至一伺服电机43的转轴。为了使支架成为稳定的结构，需对小臂约束。两大臂、两小臂旁边均设有平行的碳管444；大臂和小臂的连接处设有三角片445；大臂旁的碳管和小臂旁的碳管连接于该三角片的两角，以组成支架侧旁的支链；所述支链与支架构成四个平行四边形，平台前端法兰一直与两个伺服电机中心线平行，两个电机带动两个主动臂独立旋转，两个小臂也跟着大臂运动，从而使电机的旋转运动转化成平台在平面上运动，因此臂部结构无论静态还是动态都是对称、和谐、稳定的。

工作过程中，机器人的臂部摇摆于上料机构和机床之间、及机床和下料机构之间。两大臂之间还设有用于检测是否处于初始位置的传感器48。当两个电机同时顺时针转时，机器臂向右摆动；同时逆时针旋转，则向左摆动；当左边电机顺时针转、右边电机逆时针转时，机器臂往前伸出；左边逆时针转、右边顺时针转时，机器臂往后缩回。从而臂部可在平面内向左右摇摆，且可直进直出。

本发明的腰部包括高度可调节的两侧板，其可以调节机器臂的工作高度，从而机械臂和机械手实际上具有三个自由度。

机械手在机械臂的带动下不断变换位置，可以依据不同的位置，计算出各电机转动角度，进而计算出发送脉冲数目，设置好电机运动参数，由程序执行，使得机械臂可带动机械手准确地到达各个位置。

相对于背景技术中的机器人，本发明的机械臂主要由支架和支链组成，采用轻量化设计，其运动惯量减小，且由于电机的中心和大臂的旋转中心重合，由于杠杆作用原理，机器臂可以达到很高的加速度，臂部可以更快的速度完成摆臂、伸缩臂的动作。

参看图5，上料机构包括位于上料平台200上的用于使物料堆垛的定位筋21；及用于使物料出堆的推料气缸22，推料气缸借助于一推板23将堆垛起来的物料中的最底一块29推出；在与推料气缸运动方向垂直的方向上设有定位气缸24。因为定位筋的尺寸比物料要大一点，物料推出来后在定位气缸那个方向有偏差，定位气缸作用就是消除这个偏差从而提高放料的精度。上料平台200下侧设有用于检测物料是否推出到位的传感器25，可以此决定是否开始正常的物料抓取动作。上料平台200通过一立柱26矗立于一基座27上。

参看图6，下料机构包括与立柱35连接的滑台32；沿该滑台可上下移动的平台33；及位于该平台上方的上位传感器31和位于其下方的下位传感器34。立柱矗立于基座36上。工作伊始，下料机构的平台自动上升，直至触发上位传感器后停止，准备好接收机器人的下料；当下料机构的平台上铺满4块料后，平台会向下移动一块料高度的距离，这样物料一块一块、一层一层地码垛整齐，直至平台移动到下位传感器的位置。物料已经垛满，人工把整齐的物料拿走。

优选地，本发明的机械手包括双杠气缸451；夹持板452和电磁铁453；双杠气缸的一端连接至平台的前端法兰、另一端固定连接所述夹持板；电磁铁位于夹持板下侧。夹持板上还设有用于检测物料是否被抓住的传感器。需注意的是，上位传感器31的位置和机器人气缸打开后的电磁铁的高度有关。

开机后机器人恢复到初始位置，与此同时，上料机构推料气缸打开，推一片物料出来，定位气缸也同时打开，传感器检测是否有物料被推到正常位置，当物料卡住或者推出过头的时候，机器人都会回到初始位置状态，只有人工介入，机器人才会重新运行程序。

如果一切正常，机械手运动到物料的上方，打开气缸，电磁铁通电吸住物料，同时推料气缸和定位气缸关闭，然后机器人气缸关闭，物料被提起，机器人运动到冲床模具的上方，关闭电磁铁，同时打开气缸，物料被放到模具里面，然后关闭气缸。机器人退出到安全位置，之后，冲床工作冲压物料。

在冲床上面装有传感器，只有当在一定时间内触发传感器后机器人才会进去抓取物料，如果冲压的过程中物料卡住了，传感器则不会被触发，机器人就会回到初始位置，同时冲床停止工作，这是对冲床和机器人的一种保护措施。

如果冲压正常，机器人就去抓取物料，机械手的传感器检测物料是否被抓住，如果没抓住，机器人就会停止运动并返回到初始位置。机器人抓完物料后运动到下料机构的平台的上方，机器人上的电磁铁和气缸同时打开放下物料，放完后气缸关闭，接着进行重复的运动，最终机器人回到初始位置停止，复位机器就可以继续工作。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于冲压机床上下料的机器人，包括基座、腰部、机械臂和机械手；及与机械臂相连的伺服电机；其特征是：所述机械臂包括两大臂、两小臂和一平台连接而成的对称状支架；及用于约束该小臂状态的位于该支架旁侧的支链状结构；所述大臂的一端通过减速机连接至所述伺服电机的转轴；所述大臂的另一端与所述小臂枢接。

2.如权利要求1所述的用于冲压机床上下料的机器人，其特征是：所述支链状结构包括设于所述大臂、小臂连接处的三角片；和位于大臂、小臂旁侧的碳管；该些碳管分别连接于三角片的两个角；

所述支链状结构与支架构成四个分别以大臂、小臂为边的平行四边形。

3.如权利要求1或2所述的用于冲压机床上下料的机器人，其特征是：所述机械手包括双杠气缸；夹持板和电磁铁；该双杠气缸的一端连接至所述平台的前端法兰、另一端固定连接所述夹持板；电磁铁位于夹持板下侧。

4.如权利要求3所述的用于冲压机床上下料的机器人，其特征是：所述夹持板上还设有用于检测物料是否被抓住的传感器。

5.如权利要求4所述的用于冲压机床上下料的机器人，其特征是：所述腰部包括高度可调节的两侧板。

6.如权利要求4所述的用于冲压机床上下料的机器人，其特征是：所述两大臂之间还设有用于检测是否处于初始位置的传感器。

7.一种用于冲压机床的自动上下料系统，其特征是包括：上料机构、下料机构和如权利要求1所述的机器人；上料机构用于使机器人从堆垛物料中夹持一块料送于机床待冲压；下料机构用于机器人将冲压完毕的物料夹持过来后堆积成垛。

8.如权利要求7所述的用于冲压机床的自动上下料系统，其特征是：所述上料机构包括：

位于上料平台上的用于使物料堆垛的定位筋；

用于使物料出堆的推料气缸；

用于调整推出物料位置的定位气缸；

用于检测推料气缸和定位气缸工作到位的传感器；

推料气缸和定位气缸以垂直方向分设于定位筋旁侧。

9.如权利要求7所述的用于冲压机床的自动上下料系统，其特征是：所述下料机构包括：

与立柱连接的滑台；

沿该滑台可上下移动的平台；

及位于该平台上方的上位传感器和位于其下方的下位传感器。