CN103537578B - 一种机械手取料机构 - Google Patents

Abstract

一种机械手取料机构，包含如下设备：机架，包括支撑底座和设置于支撑底座上方的固定平台；取料垂直移动装置，包括水平设置的第一型材支架和垂直移动驱动装置；取料水平移动装置，包括水平设置的第二型材支架和水平移动驱动装置；取料装置，包括吸附构件和吸附构件支架，所述吸附构件支架与所述第二型材支架固定连接；电控装置，包括电信号连接的传感器、PLC控制器和伺服驱动器。本发明公开的机械手取料机构，用于冲床加工后的冲压件的取料与输送，在取料时由电控装置伺服驱动吸附设备水平移动，移动到位时伺服驱动吸附设备吸取产品，各个动作有机协调，减少了作业时间和用工成本。

Description

一种机械手取料机构

技术领域

本发明涉及一种机械传送装置，具体涉及一种用于冲床冲压件的取料与传送的机械手取料机构。

背景技术

随着生活水平提高，用户对产品的多样化要求日益提高，对大多数制造商家而言，生产多品种小批量的产品，越来越受客户的喜爱。但这种冲压部品尺寸在300*300以上1200*1200以下的小批量的产品，因为产品只需要在较少的加工设备之间流转，对冲压工厂的批量化流水线生产线而言，不太适合全自动化生产。如果采用完整的机械手装置则会带来生产成本的大幅提高，同时机械手调机时间比较长，有时调机时间可能要比生产的时间还要长。面对上述情况，多数工厂还是采用人工作业的方式。但是近年来的人工成本不断的上升，使企业不得不考虑如何采用机械取料代替人工作业，取料机械手的导入避免了上述问题。

机械手在取料做水平或垂直移动时，驱动其移动的驱动设备往往需要设置在移动装置上跟随移动装置一起运动，当机械手的整体构造比较小型化时，没有过多的空间来设置驱动设备，有时可能会有相互影响的情形，这就需要将能实现机械手取料移动的驱动设备都固定设置在不影响机械手移动的位置上。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于小批量、小尺寸冲压件在冲压设备上的取料与输送的机械手取料机构。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种机械手取料机构，用于冲压件的取料与输送，包括：

机架，包括支撑底座和设置于支撑底座上方的固定平台；

取料垂直移动装置，包括水平设置的第一型材支架和垂直移动驱动装置，所述垂直移动驱动装置固定设置于所述固定平台上并传动连接所述第一型材支架，用于驱动所述第一型材支架沿垂直方向移动；

取料水平移动装置，包括水平设置的第二型材支架和水平移动驱动装置，所述水平移动驱动装置固定设置于所述固定平台上，所述第二型材支架与所述第一型材支架平行设置并滑动连接；所述水平移动驱动装置传动连接所述第二型材支架并使其沿所述第一型材支架做水平方向移动；；

取料装置，包括吸附构件和吸附构件支架，所述吸附附件固定设置于所述吸附构件支架上；所述吸附构件支架与所述第二型材支架固定连接；

电控装置，包括电信号连接的传感器、PLC控制器和伺服驱动器，传感器设置于第一型材支架上和冲床设备上，所述伺服驱动器与所述垂直移动驱动装置和水平移动驱动装置电信号连接。

优选的，所述水平移动驱动装置包括伺服电机和第一传动组件和第二传动组件，所述伺服电机固定设置于所述固定平台上，所述第一传动组件包括与所述伺服电机传动连接的第一齿轮和滑动穿设于所述第一齿轮的花键轴；所述第二传动组包括与所述花键轴一端固定连接的第二齿轮和与所述第二齿轮相啮合的直齿条；所述直齿条与所述第二型材支架固定连接。

优选的，所述第一型材支架上还设有用于保持所述第二齿轮与直齿条啮合位置不变的固定板，所述花键轴转动穿设于所述固定板。

优选的，所述垂直移动驱动装置还包括垂直导向组件，所述垂直导向组件包括固定设置于所述固定平台上的导向座和导向杆，所述导向座设有垂直方向的通孔，所述导向杆滑动穿设于所述通孔并与所述第一型材支架固定连接。

优选的，所述机架还包括设置于所述机架中部并用于冲压件的传送的中间站台，所述中间站台包括设于所述冲压件来料方向的水平站台和设于所述冲压件去料方向的倾斜站台，所述水平站台与所述倾斜站台固定连接。

优选的，所述中间站台的两端设置有与所述机架固定连接的升降机构。

优选的，所述垂直移动驱动装置为气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的活塞杆与所述第一型材支架固定连接。

优选的，所述吸附构件支架设置有一个或或多个，所述吸附构件为磁铁组或真空吸盘组或电磁铁组。

优选的，所述支撑底座设有滚轮和升降式固定支撑脚。

采用以上技术方案的有益效果是：机械手取料机构包括设置于机架上的取料垂直移动装置和取料水平移动装置，取料垂直移动装置包括第一型材支架，取料水平移动装置包括第二型材支架，取料装置设置于第二型材支架上；第二型材支架可沿第一型材支架实现水平方向移动，同时第一型材支架可带动第二型材支架一起实现垂直方向的移动，这样取料装置结构简单，既可以在在垂直方向取料，又可以在水平方向送料，实现了冲压件在冲床设备上的拾取与传送；各动力驱动设备均固定设置于机架上，并不参与取料装置的水平运动或垂直运动，使得动力输出更加稳定；同时机械手取料机构包括电控机构，可实现整个取料及送料的自动控制，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种机械手取料机构的实施例1的结构主视图；

图2为实施例1的结构侧视图；

图3为实施例4的结构主视图；；

图4为实施例5的结构主视图；；

图中数字所表示的相应部件名称：

1、机架2、中间站台3、吸附构件4、吸附构件支架5、第二型材支架6、第一型材支架7、伺服电机8、第一齿轮9、第二齿轮10、气缸11、直齿条12、花键轴13、滑块14、同步带15、升降机构16滚轮17、升降式固定支撑脚18、固定平台19、固定板20、第三齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种机械手取料机构，用于冲压件在两个冲压设备之间的取料与输送，包括机架1、取料垂直移动装置、取料水平移动装置、取料装置和电控装置。

如图1-2所示，其中机架1包括支撑底座和设置于支撑底座上方的固定平台18。机架1还包括设置于机架中部用于两台冲床之间的冲压件的传送通道的中间站台2，中间站台2包括设于冲压件来料方向的水平站台和设于冲压件去料方向的倾斜站台，水平站台与倾斜站台固定连接。

取料垂直移动装置包括水平设置的第一型材支架6和用于驱动第一型材支架6沿垂直方向移动的气缸10，气缸10固定设置于固定平台18上，气缸10的活塞杆与第一型材支架6固定连接并驱动第一型材支架6做垂直方向上的移动。

取料水平移动装置包括水平设置的第二型材支架5和水平移动驱动装置，第二型材支架5与第一型材支架6平行设置并通过滑块13和滑槽滑动连接。水平移动驱动装置包括伺服电机7和第一传动组件和第二传动组件，其中伺服电机7固定设置于固定平台18上；第一传动组件包括第一齿轮8和滑动穿设于第一齿轮8的花键轴12；伺服电机7的主轴上设置有第三齿轮20，第三齿轮20通过同步带14将主轴的旋转运动传动给第一齿轮8，同时第一齿轮8带动花键轴12同步旋转；第二传动组包括与花键轴12一端固定连接的第二齿轮9和与第二齿轮9相啮合的直齿条11。

第一型材支架上还设有用于保持第二齿轮与直齿条啮合位置不变的固定板19，第一型材支架与固定板的一端固定连接，花键轴12转动穿设于固定板的另一端。

取料装置包括一个吸附构件支架4，吸附附件3固定设置于吸附构件支架4上；吸附构件支架4还与第二型材支架6固定连接。当第二型材支架6做水平方向的移动时，吸附构件支架6带动吸附构件3做水平方向移动，当第一型材支架5做垂直方向上的移动时，第一型材支架5带动第二型材支架6及吸附构件3做垂直方向上的移动。

电控装置包括电信号连接的传感器（图中未标出）、PLC控制器（图中未标出）和伺服驱动器（图中未标出），传感器设置于第一型材支架上和冲床设备上，伺服驱动器与垂直移动驱动装置和水平移动驱动装置电信号连接。

当伺服电机7的主轴旋转时，带动第一齿轮8旋转，第一齿轮8将旋转运动传递给花键轴，同时通过花键轴12将旋转运动再传递给第二齿轮9，第二齿轮9带动直齿条11做直线方向的移动；移动到位时，伺服电机7的主轴停止旋转；当气缸10动作时，活塞杆驱动第一型材支架5带动第二型材支架6做垂直方向移动，由于固定板的作用，花键轴12与第一型材支架5同步运动，同时花键轴12沿第一齿轮8做垂直方向的移动，保证与花键轴12固定连接的第二齿轮9始终与直齿条11保持啮合状态。上述传动机构实现了驱动设备固定不动的状况下取料装置既可以进行水平方向移动，也可以进行垂直方向的移动，保证了动力输出的平稳。

机械手取料机构的工作原理如下：当冲压件在第一个冲床设备中结束作业时，设置于冲床设备上的传感器发出感应信号给PLC控制器，PLC控制器控制伺服驱动器驱动伺服电机动作，伺服电机带动第二型材支架做水平移动，伸至冲床设备作业区的冲压件的上方，此时第一型材支架上的传感器发出感应信号给PLC控制器，PLC控制器伺服电机停转，同时控制气缸动作，气缸活塞杆带动第一型材支架、第二型材支架和吸附构件向下运动，运行到冲压件上方并将冲压件吸起，气缸活塞复位，此时伺服电机开始反转，带动吸附构件和冲压件离开冲床设备，并将冲压件从传送至中间站台上的倾斜站台区，此时伺服电机又停止转动，气缸再次动作，将冲压件放下，冲压件在重力作用下自由滑下至储料装置或下一冲床设备的备料区。

采用型材作为支架，是利用了型材的本身具有重量轻的特点，使得机械手在移动时无需过多的动力输出便可以实现移动，实现节能的目的。同时型材的结构稳定，不易变形，非常适用于小型结构的机械手。

实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于，垂直移动驱动装置还包括垂直导向组件，垂直导向组件包括固定设置于固定平台上的导向座和导向杆，导向座设有垂直方向的通孔，导向杆滑动穿设于通孔并与第一型材支架固定连接。

在垂直导向组件的作用下，取料装置在取料时方向明确，运动可靠。

第二型材支架与第一型材支架平行设置并通过滑轮滑滑轨滑动连接。

实施例3

其余与实施例2相同，不同之处在于，当产品尺寸较大时，取料装置可以设置两组个或两个以上的吸附构件支架。

设置两个以上的吸附构件支架可以同时吸附住冲压件的头尾部分，在传送过程中可以缩短传送行程，提高传送速度，同时减小整个机械手取料机构的尺寸。

实施例4

其余与实施例3相同，不同之处在于，如图3所示，在机架1的中间站台2的两端设置有与机架1固定连接的升降机构15，升降机构15包括升降杆和调整螺母，升降杆的一端与中间站台转动连接，另一端为自由端，调整螺母固定设置于机架上，升降杆螺纹连接于调整螺母。可根据冲压件的大小调整拾取位置。

实施例5

其余与实施例3相同，不同之处在于，如图4所示，机架1的支撑底座设有滚轮16和升降式固定支撑脚17。当需要移动时，将升降式固定支撑脚17升起，整个机架1可以在滚轮16的作用下四处移动，当移动到既定位置时，放下升降式固定支撑脚17，对整个机架1起固定支撑作用。这样设置的好处是使机架移动方便，可以一机多用，降低生产成本。

在上述实施例中，垂直移动驱动装置还可以为液压缸，可以根据需要选用，此处不做限制；吸附构件可以为磁铁组或真空吸盘组或电磁铁组，可以根据需要选用，此处不做限制。

取料机械手成本底，调机方便，每导入一台可节省一人作业；为工厂生产提供了智能化的保障。

采用以上技术方案的有益效果是：机械手取料机构包括设置于机架上的取料垂直移动装置和取料水平移动装置，取料垂直移动装置包括第一型材支架，取料水平移动装置包括第二型材支架，取料装置设置于第二型材支架上；第二型材支架可沿第一型材支架实现水平方向移动，同时第一型材支架可带动第二型材支架一起实现垂直方向的移动，这样取料装置结构简单，既可以在在垂直方向取料，又可以在水平方向送料，实现了冲压件在冲床设备上的拾取与传送；各动力驱动设备均固定设置于机架上，并不参与取料装置的水平运动或垂直运动，使得动力输出更加稳定；同时机械手取料机构包括电控机构，可实现整个取料及送料的自动控制，提高了生产效率，降低了生产成本。

更进一步的，取料水平移动装置的驱动装置包括伺服电机和第一传动组件和第二传动组件，第一传动组件用于将伺服电机的旋转运动传动给第二传动组件，第二传动组件用于将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时由于第一传动组件中的花键轴的设置，使得与取料装置固定连接的第二传动组件在垂直移动过程中仍保持与第一传动组件之间的传动关系，该驱动装置结构简单，在传动过程始终保持可靠连接关系。

更进一步的，垂直移动驱动装置设有垂直导向装置，使取料装置在取料时方向明确，运动可靠。

更进一步的，机架上设有中间站台，用于冲压件的传送通道，中间站台一端为出料水平站台，另一端为倾斜站台，取料装置将产品从传送水平站台至倾斜站台，冲压件可利用重力自动流入下一待加工冲床的备料区域。同时中间站台的两端设有上下位置可调的升降装置，可根据冲压件的大小调整拾取位置。

更进一步的，取料装置中的吸附构件支架可根据产品的大小设置一个或多个，当产品尺寸较小时，只需设置一个吸附构件支架即可；产品尺寸较大时，设置两个以上的吸附构件支架可以缩短传送行程，提高传送速度，同时减小整个机械手取料机构的尺寸。

更进一步的，机架的支撑底座设有滚轮和升降式固定支撑脚，当需要移动时，将升降式固定支撑脚升起，整个机架可以在滚轮的作用下四处移动，当移动到既定位置时，放下升降式固定支撑脚，对整个机架起固定支撑作用。

更进一步的，采用型材作为支架，是利用了型材的本身具有重量轻的特点，使得机械手在移动时无需过多的动力输出便可以实现移动，实现节能的目的。同时型材的结构稳定，不易变形，非常适用于小型结构的机械手。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种机械手取料机构，用于冲压件的取料与输送，其特征在于，包括：

机架，包括支撑底座和设置于支撑底座上方的固定平台；

取料垂直移动装置，包括水平设置的第一型材支架和垂直移动驱动装置，所述垂直移动驱动装置固定设置于所述固定平台上并传动连接所述第一型材支架，用于驱动所述第一型材支架沿垂直方向移动；

取料水平移动装置，包括水平设置的第二型材支架和水平移动驱动装置，所述水平移动驱动装置固定设置于所述固定平台上，所述第二型材支架与所述第一型材支架平行设置并滑动连接；所述水平移动驱动装置传动连接所述第二型材支架并使其沿所述第一型材支架做水平方向移动；

所述水平移动驱动装置包括伺服电机和第一传动组件和第二传动组件，所述伺服电机固定设置于所述固定平台上，所述第一传动组件包括与所述伺服电机传动连接的第一齿轮和滑动穿设于所述第一齿轮的花键轴；所述第二传动组件包括与所述花键轴一端固定连接的第二齿轮和与所述第二齿轮相啮合的直齿条；所述直齿条与所述第二型材支架固定连接；

取料装置，包括吸附构件和吸附构件支架，所述吸附构件固定设置于所述吸附构件支架上；所述吸附构件支架与所述第二型材支架固定连接；

电控装置，包括电信号连接的传感器、PLC控制器和伺服驱动器，传感器设置于第一型材支架上和冲床设备上，所述伺服驱动器与所述垂直移动驱动装置和水平移动驱动装置电信号连接。

2.根据权利要求1所述的机械手取料机构，其特征在于，所述第一型材支架上还设有用于保持所述第二齿轮与直齿条啮合位置不变的固定板，所述花键轴转动穿设于所述固定板。

3.根据权利要求2所述的机械手取料机构，其特征在于，所述垂直移动驱动装置还包括垂直导向组件，所述垂直导向组件包括固定设置于所述固定平台上的导向座和导向杆，所述导向座设有垂直方向的通孔，所述导向杆滑动穿设于所述通孔并与所述第一型材支架固定连接。

4.根据权利要求2所述的机械手取料机构，其特征在于，所述机架还包括设置于所述机架中部并用于冲压件的传送的中间站台，所述中间站台包括设于所述冲压件来料方向的水平站台和设于所述冲压件去料方向的倾斜站台，所述水平站台与所述倾斜站台固定连接。

5.根据权利要求4所述的机械手取料机构，其特征在于，所述中间站台的两端设置有与所述机架固定连接的升降机构。

6.根据权利要求5所述的机械手取料机构，其特征在于，所述垂直移动驱动装置为气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的活塞杆与所述第一型材支架固定连接。

7.根据权利要求5所述的机械手取料机构，其特征在于，所述吸附构件支架设置有一个或多个，所述吸附构件为磁铁组或真空吸盘组或电磁铁组。

8.根据权利要求5所述的机械手取料机构，其特征在于，所述支撑底座设有滚轮和升降式固定支撑脚。

9.根据权利要求5所述的机械手取料机构，其特征在于，所述PLC控制器还连接有手动/自动转换开关，用于所述机械手取料机构的手动控制或自动控制。