專利名稱：沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及金屬成形加工領(lǐng)域，適用于壓力機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，尤其適用于中小型壓力機(jī)串行生產(chǎn)線的自動(dòng)上、下料裝置。
背景技術(shù)：
[0002]金屬板材沖壓成形加工具有生產(chǎn)效率高、材料耗廢少、可改善制件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，屬少、無(wú)切削的零件成形工藝，是眾多機(jī)械制造行業(yè)一種極為重要的加工手段。然而，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)壓力機(jī)上、下料或壓力機(jī)生產(chǎn)線機(jī)間工件的傳送大多還是由人工操作完成，其生產(chǎn)效率低，作業(yè)環(huán)境差，生產(chǎn)安全得不到保障。[0003]雖然，近年來(lái)提出了一些沖壓生產(chǎn)線自動(dòng)上下料技術(shù)，如由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局已授權(quán)的實(shí)用新型專利ZL00210806.2 (沖壓自動(dòng)化上下料機(jī)械手)，以及已公布的發(fā)明專利200910065630.6 (用于沖壓自動(dòng)化上下料機(jī)械手)，(注:后者完全為前者的翻版)，但存在如下諸多缺陷和不足(如下圖):[0004]I)現(xiàn)有技術(shù)提及的兩自由度機(jī)械手，其垂直方向是通過(guò)固定行程的氣缸實(shí)現(xiàn)，不能滿足日益復(fù)雜多變的沖壓工件在垂直方向的行程要求；[0005]2)水平方向驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)設(shè)置在機(jī)架一側(cè)，電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器延伸至端拾器上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)氣缸處，傳動(dòng)軸太長(zhǎng)，該軸支撐條件及剛度均較差；[0006]3)機(jī)械手端拾器在水平方向的移動(dòng)是由伺服電機(jī)輸出軸通過(guò)同步帶輪以及安裝在直線導(dǎo)軌上的同步帶輪傳動(dòng)的，但從圖示說(shuō)明其結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)；[0007]4)機(jī)械手端拾器在水平方向的行程通常較大，而在該方向沒(méi)有設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在機(jī)械手運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大擺動(dòng)或晃動(dòng)，工作可靠性極差；[0008]5 )機(jī)械手機(jī)架底部安裝面較小，且重心落在安裝面之外，會(huì)引起機(jī)械手傾倒。[0009]實(shí)用新型內(nèi)容:[0010]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提出了一種沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其技術(shù)方案為:包括機(jī)架、X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、端拾器及控制系統(tǒng)組成；[0011]所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu),包括X軸伺服電機(jī)、固定支架、X軸傳動(dòng)裝置、橫桿和X軸導(dǎo)向裝置組成，X軸伺服電機(jī)設(shè)置在固定支架中部，固定支架內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有X軸導(dǎo)向裝置，X軸傳動(dòng)裝置與X軸伺服電機(jī)聯(lián)接，橫桿在X軸導(dǎo)向裝置約束下經(jīng)X軸傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)做水平運(yùn)動(dòng)；[0012]所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括Y軸伺服電機(jī)、滾珠絲桿螺母副、滑動(dòng)平臺(tái)和Y軸導(dǎo)向裝置，Y軸伺服電機(jī)固設(shè)于機(jī)架的上方，經(jīng)聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲桿相連，滾珠螺母固設(shè)于滑動(dòng)平臺(tái)上，滑動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)設(shè)有Y軸導(dǎo)向裝置；[0013]Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)滑動(dòng)平臺(tái)與固定支架的固聯(lián)實(shí)現(xiàn)兩者之間上下聯(lián)接；[0014]橫桿兩端下方各自設(shè)置一只端拾器。[0015]所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的橫桿為中空鋼質(zhì)矩形結(jié)構(gòu)，X軸傳動(dòng)裝置為設(shè)置在橫桿上方的齒條和設(shè)置在減速器輸出端的齒輪構(gòu)成。[0016]所述X軸導(dǎo)向裝置是由設(shè)置在橫桿兩側(cè)上下共四條V型導(dǎo)軌以及固設(shè)在固定支架兩側(cè)上若干滾輪構(gòu)成。[0017]所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的橫桿為鋁質(zhì)型材結(jié)構(gòu)，X軸傳動(dòng)裝置為固設(shè)在鋁型材上方的同步帶和設(shè)置在減速器輸出端的同步帶輪構(gòu)成，同步帶兩端固設(shè)在鋁型材上方兩端，并由固設(shè)在機(jī)架上兩只導(dǎo)輪張緊。[0018]X軸導(dǎo)向裝置是由設(shè)置在橫桿兩側(cè)的兩條線性導(dǎo)軌以及與之配匹的固設(shè)在固定支架兩側(cè)上若干小滑臺(tái)構(gòu)成。[0019]機(jī)架上設(shè)有緩沖臺(tái)，作為上位機(jī)和下位機(jī)間物料傳送的中繼站。[0020]上述機(jī)械手結(jié)構(gòu)可串聯(lián)形成一機(jī)械手。[wl][0021]本實(shí)用新型按以下步驟進(jìn)行作業(yè):[0022]I)向一側(cè)水平伸出:在X軸驅(qū)動(dòng)下橫桿向一側(cè)水平伸出，使一側(cè)的端拾器移動(dòng)至上位機(jī)中心位置，同時(shí)使另一側(cè)的端拾器移動(dòng)至機(jī)架緩沖臺(tái)處；[0023]2)下降取料:在Y軸驅(qū)動(dòng)下橫桿向下移動(dòng)，一側(cè)端拾器從上位機(jī)模具內(nèi)取料，另一側(cè)端拾器從緩沖臺(tái)取料；[0024]3)取料提升:Y軸向上移動(dòng)，取料提升；[0025]4)向另一側(cè)移動(dòng)伸出:在X軸驅(qū)動(dòng)下，橫桿向另一側(cè)移動(dòng)，直至一側(cè)端拾器移動(dòng)至機(jī)架緩沖臺(tái)處，另一側(cè)端拾器移動(dòng)至下位機(jī)中心位置；[0026]5)下降放料:Υ軸驅(qū)動(dòng)向下移動(dòng)，一側(cè)端拾器放料至機(jī)架緩沖臺(tái)，另一側(cè)端拾器放料至下位機(jī)模具內(nèi)；[0027]6)提升:Υ軸向上移動(dòng)，機(jī)械手空手提升；[0028]7)返回原位，準(zhǔn)備下一次工作循環(huán)。[0029]本實(shí)用新型特點(diǎn):1)本實(shí)用新型X軸伺服電機(jī)設(shè)置在機(jī)架中部，使傳動(dòng)路徑縮短，提高了傳動(dòng)系統(tǒng)及相關(guān)部件的剛度；2)本實(shí)用新型垂直方向由Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其行程自由度可控，能靈活的滿足使用需求；3)本實(shí)用新型為了滿足不同的使用場(chǎng)合，設(shè)置兩種不同結(jié)構(gòu)形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別適合于高速輕載和低速重載兩種不同工況。[0030]綜上所述，本實(shí)用新型具有垂直和水平兩個(gè)方向可控自由度，機(jī)械手手臂有兩種不同結(jié)構(gòu)，適用于高速輕載和低速重載兩種不同工況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，制造成本低，可用于單臺(tái)壓力機(jī)上、下料，也可用于沖壓生產(chǎn)線上位機(jī)和下位機(jī)間的物料傳輸。


[0031]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0032]圖2為圖1的側(cè)視圖。[0033]圖3、4為本實(shí)用新型兩種不同結(jié)構(gòu)形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。[0034]圖5為對(duì)應(yīng)圖3中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。[0035]圖6為對(duì)應(yīng)圖4中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]圖7為本實(shí)用新型Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0037]圖8為本實(shí)用新型應(yīng)用于壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)施例[0038]圖9為本實(shí)用新型的工作循環(huán)圖。[0039]圖中I為Y軸伺服電機(jī)、2為Y軸線性導(dǎo)軌、3為X軸支架、4為端拾器、5為機(jī)架、6為平衡缸、7為滾珠絲桿螺母副、8為滑動(dòng)平臺(tái)、9為緩沖臺(tái)、10為X軸伺服電機(jī)、11為減速器、12為齒輪、13為齒條、14為滾輪、15為V型導(dǎo)軌、16為橫桿一、17為同步帶輪、18為同步帶、19為導(dǎo)輪、20為小滑臺(tái)、21為X軸線性導(dǎo)軌、22為橫桿二。
具體實(shí)施方式
[0040]本實(shí)用新型兩軸機(jī)械手，包括機(jī)架5、X軸傳動(dòng)系統(tǒng)、Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)、X軸支架3、緩沖臺(tái)9以及控制系統(tǒng)等組成。Y軸伺服電機(jī)I固設(shè)于機(jī)架5的上方，經(jīng)聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲桿相連，滾珠螺母固設(shè)于滑動(dòng)平臺(tái)8上，滑動(dòng)平臺(tái)8由Y軸伺服電機(jī)I經(jīng)滾珠絲桿螺母副7驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)其上下移動(dòng)，滑動(dòng)平臺(tái)8導(dǎo)向是由固設(shè)于機(jī)架5上的Y軸線性導(dǎo)軌2完成；X軸傳動(dòng)系統(tǒng)包括X軸伺服電機(jī)10、減速器11、X軸支架3、橫桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，X軸支架3以其上結(jié)合面與Y軸滑動(dòng)平臺(tái)8固聯(lián)，X軸伺服電機(jī)10經(jīng)減速器11固聯(lián)于X軸支架3上；在橫桿兩端，根據(jù)沖壓工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小可設(shè)置不同的端拾器4。[0041]本實(shí)用新型的X軸傳動(dòng)系統(tǒng)有兩種不同結(jié)構(gòu):[0042]一種為中空鋼質(zhì)橫桿一 16結(jié)構(gòu)，該橫桿一 16可為矩形鋼管，也可為兩只方形鋼管在高度方向疊加；x軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為設(shè)置在鋼管上方的齒條13和設(shè)置減速器11輸出端的齒輪12構(gòu)成，X軸伺服電機(jī)10經(jīng)減速器11、齒輪齒條副驅(qū)動(dòng)橫桿一 16沿水平方向移動(dòng)；乂軸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是由設(shè)置在橫桿一 16兩側(cè)上下共四條V型導(dǎo)軌15以及固設(shè)在X軸支架3兩側(cè)上若干滾輪14構(gòu)成。這種X軸傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，橫桿一 16剛性較好，適用于大工件重載工況，但由于自身質(zhì)量大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)慣性力大，不適合高速運(yùn)行。[0043]另一種X軸傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為鋁質(zhì)型材橫桿二22結(jié)構(gòu)，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為固設(shè)在鋁型材上方兩端的同步帶18和設(shè)置在減速器11輸出端的同步帶輪17構(gòu)成，X軸伺服電機(jī)10經(jīng)減速器11、同步帶輪17和同步帶18驅(qū)動(dòng)橫桿二 22沿水平方向移動(dòng)，同步帶18由固設(shè)在X軸支架3上的兩只導(dǎo)輪19張緊；X軸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是由設(shè)置在橫桿二 22兩側(cè)的兩條X軸線性導(dǎo)軌21以及與之配匹的固設(shè)在X軸支架3兩側(cè)壁上若干小滑臺(tái)20構(gòu)成。這種X軸傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，橫桿二 22及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)質(zhì)量輕，慣性力小，適用于輕載高速運(yùn)行工況。[0044]本實(shí)用新型的機(jī)架5腰部設(shè)置一緩沖臺(tái)9，作為上位機(jī)和下位機(jī)間物料傳送的中繼站。[0045]本實(shí)用新型兩軸機(jī)械手可作為上料、下料機(jī)械手，也可作為兩臺(tái)壓力機(jī)之間物料傳送機(jī)械手。[0046]本實(shí)用新型兩軸機(jī)械手工作循環(huán)可由控制系統(tǒng)編程任意設(shè)置，然而用于沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手典型的工作循環(huán)如下:[0047]I)向左水平伸出:在X軸驅(qū)動(dòng)下機(jī)械手手臂向左水平伸出，使左端拾器4移動(dòng)至上位機(jī)中心位置，同時(shí)使右端拾器4移動(dòng)至機(jī)架緩沖臺(tái)9處；[0048]2)下降取料:在Y軸驅(qū)動(dòng)下機(jī)械手手臂向下移動(dòng)，左端拾器4從上位機(jī)模具內(nèi)取料，右端拾器4從緩沖臺(tái)9取料；[0049]3)取料提升:Y軸向上移動(dòng)，取料提升；[0050]4)向右移動(dòng)伸出:在X軸驅(qū)動(dòng)下，機(jī)械手向右移動(dòng)，直至左端拾器4移動(dòng)至機(jī)架緩沖臺(tái)9處，右端拾器4移動(dòng)至下位機(jī)中心位置；[0051]5)下降放料:Y軸驅(qū)動(dòng)向下移動(dòng)，左端拾器4放料至機(jī)架緩沖臺(tái)9，右端拾器4放料至下位機(jī)模具內(nèi)；[0052]6)提升:Y軸向上移動(dòng)，機(jī)械手空手提升；[0053]7)返回原位，準(zhǔn)備下一次工作循環(huán)。
權(quán)利要求1.沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其特征在于，包括機(jī)架、X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、端拾器及控制系統(tǒng)組成； 所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括X軸伺服電機(jī)、固定支架、X軸傳動(dòng)裝置、橫桿和X軸導(dǎo)向裝置組成，X軸伺服電機(jī)設(shè)置在固定支架中部，固定支架內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有X軸導(dǎo)向裝置，X軸傳動(dòng)裝置與X軸伺服電機(jī)聯(lián)接，橫桿在X軸導(dǎo)向裝置約束下經(jīng)X軸傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)做水平運(yùn)動(dòng)； 所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括Y軸伺服電機(jī)、滾珠絲桿螺母副、滑動(dòng)平臺(tái)和Y軸導(dǎo)向裝置，Y軸伺服電機(jī)固設(shè)于機(jī)架的上方，經(jīng)聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲桿相連，滾珠螺母固設(shè)于滑動(dòng)平臺(tái)上，滑動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)設(shè)有Y軸導(dǎo)向裝置； Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)滑動(dòng)平臺(tái)與固定支架的固聯(lián)實(shí)現(xiàn)兩者之間上下聯(lián)接； 橫桿兩端下方各自設(shè)置一只端拾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其特征在于，所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的橫桿為中空鋼質(zhì)矩形結(jié)構(gòu)，X軸傳動(dòng)裝置為設(shè)置在橫桿上方的齒條和設(shè)置在減速器輸出端的齒輪構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其特征在于，所述X軸導(dǎo)向裝置是由設(shè)置在橫桿兩側(cè)上下共四條V型導(dǎo)軌以及固設(shè)在固定支架兩側(cè)上若干滾輪構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其特征在于，所述X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的橫桿為鋁質(zhì)型材結(jié)構(gòu)，X軸傳動(dòng)裝置為固設(shè)在鋁型材上方的同步帶和設(shè)置在減速器輸出端的同步帶輪構(gòu)成，同步帶兩端固設(shè)在鋁型材上方兩端，并由固設(shè)在機(jī)架上兩只導(dǎo)輪張緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手，其特征在于，X軸導(dǎo)向裝置是由設(shè)置在橫桿兩側(cè)的兩條線性導(dǎo)軌以及與之配匹的固設(shè)在固定支架兩側(cè)上若干小滑臺(tái)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及沖壓生產(chǎn)線兩軸機(jī)械手。包括機(jī)架、Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、端拾器及控制系統(tǒng)組成，Y軸伺服電機(jī)固設(shè)于機(jī)架的上方，經(jīng)聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲桿相連，滾珠螺母固設(shè)于滑動(dòng)平臺(tái)上，滑動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)設(shè)有Y軸導(dǎo)向裝置；X軸伺服電機(jī)設(shè)置在固定支架中部，固定支架內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向裝置，橫桿可水平移動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)向裝置內(nèi)；橫桿兩端下方分別設(shè)置有端拾器。本實(shí)用新型傳動(dòng)路徑短，傳動(dòng)剛度高；兩種不同橫桿結(jié)構(gòu)分別適合于高速輕載和低速重載不同工況；設(shè)置有緩沖臺(tái)結(jié)構(gòu)可使兩端拾器同時(shí)作業(yè)，工作效率高。
文檔編號(hào)B25J9/02GK202964649SQ201220533258
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者王隆太, 項(xiàng)余建 申請(qǐng)人:江蘇省(揚(yáng)州)數(shù)控機(jī)床研究院, 王隆太