CN109261776A - 一种多工位柔性冲压工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种多工位柔性冲压工作站，包括冲床、安全防护栏、多关节工业机器人、出料输送线、入料输送线、冲压模具库，安全防护栏与冲压模具库的两侧面相连接，安全防护栏与冲压模具库限定柔性的工作空间；冲床、多关节工业机器人、视觉相机设置于所述工作空间的内部，出料输送线及入料输送线延伸穿过该工作空间；冲床、出料输送线、入料输送线设置于多关节工业机器人的周围侧，冲压模具库安装在所述冲床侧面。本发明保证冲压产品的高质量，自动化程度高，生产效率高，安全可靠，便于生产管理、转产无隙对接和实时控制。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种多工位柔性冲压工作站。
背景技术
目前冲压行业多数还是人工操作，存在安全风险大的问题。冲压操作工需要直接和机器及工件持续不断接触，操作者的安全事故时有发生；工人长期在冲压车间工作，高强度重复作业，人容易疲劳和厌倦，并且受车间设备运行时发出的噪声影响，冲压工人的听觉系统可能会受损；同时存在振动等职业病危害因素，会对皮肤感觉机能造成损害。
专利201620386082.2公开了一种一体式自动冲压工作站，该专利中自动冲压工作站具体包括基座、压力机、冲压机械手、立柱、储料盒、底座、伺服电机、回转支承、齿轮、工作台、取料机构、控制器，向储料盒装入待冲压原料，初始时取料机构位于储料盒正下方，控制器控制气缸推动托板带动卡头上移，此时卡头插入让位槽，深度小于等于原料厚度，控制器控制伺服电机带动齿轮转动设定角度，从而带动工作台转动，使得取料机构将原料经取料槽取出一块，原料落在托板上，冲压机械手带动真空吸盘将原料吸取并放置于压力机内设定位置，压力机将原料冲压成型，重复直到储料盒内原料加工完成。然而，该装置存在安全性差等缺点，设备相对庞大复杂，故障率高，转产换模过程复杂时间长且对冲压产品质量难以撑控。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明旨在提供一种多工位柔性冲压工作站，本发明自动化程度高，生产效率高，安全可靠，便于生产管理、转产无隙对接和实时控制，并且可保证冲压产品的高质量。
本发明提供了一种多工位柔性冲压工作站，包括冲床、安全防护栏、多关节工业机器人、出料输送线、入料输送线、冲压模具库，安全防护栏与冲压模具库的两侧面相连接，安全防护栏与冲压模具库限定柔性的工作空间；冲床、多关节工业机器人、视觉相机设置于所述工作空间的内部，出料输送线及入料输送线延伸穿过该工作空间；冲床、出料输送线、入料输送线设置于多关节工业机器人的周围侧，冲压模具库安装在所述冲床侧面。
进一步地，所述工作站还包括激光切割机，冲床、激光切割机、出料输送线及入料输送线分别设置于多关节工业机器人的前侧、后侧、左侧及右侧。
进一步地，所述工作站还包括视觉相机，视觉相机设置于所述工作空间的内部，所述视觉相机安装于所述入料输送线正上方。
进一步地，所述工作站还包括机器人手爪，多关节工业机器人、机器人手爪与冲床位于同一产品加工线上。
进一步地，安全防护栏包括防护网、警示灯、紧急报警器、应急装置及防护门；警示灯、紧急报警器安装在防护网顶部；应急装置安装在防护网的四周。
进一步地，所述防护门设置有三个，所述防护网为有缺口的矩形结构，所述三个防护门分别安装于防护网矩形的三条边上，每个所述防护门安装有感应开关。
进一步地，所述机器人手爪包括爪体、安装于爪体上的电磁阀安装板、设置于电磁阀安装板上的电磁阀、真空发生器、吹气装置、后爪及前爪。
进一步地，后爪及前爪分别包括一吸盘安装座，安装于吸盘安装座上可调节相对距离的至少两个真空吸盘。
进一步地，吹气装置包括气嘴安装板、固定于气嘴安装板上模吹气嘴及下模吹气嘴。
本发明可实现以下的有益技术效果：
本发明具有自动化程度高，可保证冲压产品的高质量，生产效率高。冲压模具库可针对冲压产品转产时模具自动更换，产品规格通用性强，便于生产管理、转产无隙对接和实时控制。
在工作站的出入输送线及冲压工作准备处设置机器人，并由机器人完成工件传送、自动上料、送入冲压机整个过程，冲压效率高、冲压精准，而且安全可靠，可大大的减少人工操作，使用成本低。
工作站四周设置有防护网，顶部警示灯及紧急报警器给出灯光及声音警报，起到危险预警的作用；防护网门打开时，工作站内部的整个系统会暂停工作，保证进入系统区域人员安全；防护网四周的应急装置，在紧急情况下可迅速关闭系统。
附图说明
图1为一种多工位柔性冲压工作站第一实施例的结构示意图；
图2为第一实施例中的安全防护栏的结构示意图；
图3为第一实施例中的机器人手爪的结构示意图；
图4为一种多工位柔性冲压工作站第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，一种多工位柔性冲压工作站包括冲床(1)、激光切割机(2)、安全防护栏(3)、多关节工业机器人(4)、机器人手爪(5)、视觉相机(6)、出料输送线(7)、入料输送线(8)、冲压模具库(9)。
如图1，安全防护栏(3)与冲压模具库(9)的两侧面相连接，安全防护栏(3)与冲压模具库(9)限定了柔性的工作空间的空间范围。冲床(1)、激光切割机(2)、多关节工业机器人(4)、机器人手爪(5)及视觉相机(6)设置于所述工作空间的内部，出料输送线(7)及入料输送线(8)延伸穿过该工作空间，用于生产线中与上道与下道工序对接。工业机器人(4)与出料输送线(7)及入料输送线(8)衔接，设置于入料输送线(8)的末端，同时设置于出料输送线(7)的起始端。多关节工业机器人(4)，机器人手爪(5)与冲床(1)位于同一产品加工线上。所述激光切割机(2)位于所述冲床(1)侧前方。所述视觉相机(6)安装于所述入料输送线(8)正上方。冲压模具库(9)安装在所述冲床(1)侧面，可以通过自动化程序方便地更换模具。
优选的，可以将冲床(1)、激光切割机(2)、出料输送线(7)及入料输送线(8)设置于多关节工业机器人(4)的周围侧，例如设置于多关节工业机器人(4)前侧、后侧、左侧及右侧(此处的前、后、左、右仅用于描述相对位置关系，并不限定具体的相对位置关系)。
如图2所示，安全防护栏(3)包括防护网(31)、警示灯(32)、紧急报警器(33)、应急装置、第一防护门(35)、第二防护门(36)、第三防护门(37)。所述警示灯(32)、紧急报警器(33)安装在防护网(31)顶部。工作站整个系统有自动监视功能，当系统工作异常时，安装在防护网(31)顶部警示灯(32)、紧急报警器(33)给出灯光及声音警报。
本发明中的防护网(31)为有缺口的矩形结构，冲压模具库(9)设置于防护网(31)的缺口处。所述第一、第二、第三防护门分别安装于防护网矩形的三条边上。所述第一防护门(35)包括安装在其顶部的第一感应开关(351)，所述第二防护门(36)包括安装在其顶部的第二感应开关(361)，所述第三防护门(37)包括安装在其顶部的第三感应开关(371)。当防护网门打开时，工作站内部的整个系统会暂停工作，以保证进入系统区域人员安全。
所述应急装置安装在防护网(31)四周。所述应急装置(3)包括第一急停按扭(341)、第二急停按扭(342)、第三急停按扭(343)、第四急停按扭(344)、第五急停按扭(345)。设置于在防护网(31)四周的应急装置，在紧急情况下可迅速关闭系统。
如图3所示所述机器人手爪(5)包括爪体(51)，安装于爪体上的电磁阀安装板(52)，设置于电磁阀安装板的电磁阀(53)，真空发生器安装板(54)，真空发生器(55)，吹气装置(56)，后爪(57)及前爪(58)。吹气装置(56)设置于机器人手爪(5)的一端，包括气嘴安装板(561)，及固定于气嘴安装板(561)上模吹气嘴(562)及下模吹气嘴(563)。
所述后爪(57)及前爪(58)通过电磁阀安装板安装在爪体(51)上，通过气动驱动、电动驱动或手动可调节后爪(57)及前爪(58)在爪体(51)上的固定位置。机器人前爪、后爪均为风琴式缓冲吸盘，以适应坯件和成形后零件不同曲面的抓取。所述后爪(57)包括第一吸盘安装座(571)，安装于吸盘安装座(571)的第一真空吸盘(572)及第二真空吸盘(573)。所述前爪(58)包括第二吸盘安装座(581)，安装于第二吸盘安装座(581)的第三真空吸盘(582)及第四真空吸盘(583)。后爪(57)及前爪(58)上两个真空吸盘间距可通过气动驱动或电动驱动进行调节，以适应转产时不同规格冲压产品的抓取。在转产更换冲压模具时，系统将读取模具对应产品尺寸自动调节真空吸盘间距以适应产品抓取。
多工位柔性机器人还包括总控制器，所述冲床、激光切割机、安全防护栏、多关节工业机器人、机器人手爪、视觉相机、出料输送线、入料输送线、冲压模具库均与该总控制器电连接。
本实施例的工作原理为：
通过入料输送线(8)将工件运送至多工位柔性冲压工作站，入料输送线的上方的视觉相机识别的坯件的位置，机器人手爪将坯件从输送线上移送至冲床内进行冲压成型，成型后工业机器人再将成型件移送至激光切割机处进行切割加工，加工完成后工业机器人将成品放入出料输送线进入下道工序。当机器人手爪吸盘接近工件时，真空发生器内电磁阀打开，真空发生器与压缩空气源连通，形成真空，机器人手爪吸盘接触工件时，工件就被真空吸盘吸取。当机器人手爪从冲床内吸取工件退出时，吹气装置电磁阀打开，上模具吹气嘴和下模具吹气嘴与压缩空气源连通，压缩空气从上模具吹气嘴和下模具吹气嘴喷出，对模具冲压产生的碎屑进行清洁。
实施例2：
如图4所示，实施例2适用于不需要与其它生产线连接的方式。实施例2中采用集料机(10)、上料机(11)替代实施例1所述出料输送线(7)、入料输送线(8)，用于生产线中与上道与下道工序对接，其它组成部件及其结构与实施例1相同
集料机(10)、上料机(11)各有两个独立工位，以方便系统在运作时可以上料及卸料；各独立工位限位挡块之间的间距可通过气动驱动或电动驱动实现距离调节，以适应不同规格冲压产品存放。在转产更换冲压模具时，系统将读取模具对应产品尺寸，自动调节独立工位限位挡块之间的间距以适应产品冲压产品存放。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多工位柔性冲压工作站，包括冲床、安全防护栏、多关节工业机器人、出料输送线、入料输送线、冲压模具库，其特征在于：安全防护栏与冲压模具库的两侧面相连接，安全防护栏与冲压模具库限定柔性的工作空间；冲床、多关节工业机器人、视觉相机设置于所述工作空间的内部，出料输送线及入料输送线延伸穿过该工作空间；冲床、出料输送线、入料输送线设置于多关节工业机器人的周围侧，冲压模具库安装在所述冲床侧面。
2.根据权利要求1所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：所述工作站还包括激光切割机，冲床、激光切割机、出料输送线及入料输送线分别设置于多关节工业机器人的前侧、后侧、左侧及右侧。
3.根据权利要求2所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：所述工作站还包括视觉相机，视觉相机设置于所述工作空间的内部，所述视觉相机安装于所述入料输送线正上方。
4.根据权利要求3所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：所述工作站还包括机器人手爪，多关节工业机器人、机器人手爪与冲床位于同一产品加工线上。
5.根据权利要求1所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：安全防护栏包括防护网、警示灯、紧急报警器、应急装置及防护门；警示灯、紧急报警器安装在防护网顶部；应急装置安装在防护网的四周。
6.根据权利要求5所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：所述防护门设置有三个，所述防护网为有缺口的矩形结构，所述三个防护门分别安装于防护网矩形的三条边上，每个所述防护门安装有感应开关。
7.根据权利要求1所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：所述机器人手爪包括爪体、安装于爪体上的电磁阀安装板、设置于电磁阀安装板上的电磁阀、真空发生器、吹气装置、后爪及前爪。
8.根据权利要求7所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：后爪及前爪分别包括一吸盘安装座，安装于吸盘安装座上可调节相对距离的至少两个真空吸盘。
9.根据权利要求8所述一种多工位柔性冲压工作站，其特征在于：吹气装置包括气嘴安装板、固定于气嘴安装板上模吹气嘴及下模吹气嘴。
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