[发明专利]冲压生产线两轴机械手及其工作过程

说明书

技术领域

    本发明涉及金属成形加工领域，适用于压力机自动化生产，尤其适用于中小型压力机串行生产线的自动上、下料装置。

背景技术

    金属板材冲压成形加工具有生产效率高、材料耗废少、可改善制件材料内部结构和机械性能，属少、无切削的零件成形工艺，是众多机械制造行业一种极为重要的加工手段。然而，在当前国内压力机上、下料或压力机生产线机间工件的传送大多还是由人工操作完成，其生产效率低，作业环境差，生产安全得不到保障。

    虽然，近年来提出了一些冲压生产线自动上下料技术，如由国家知识产权局已授权的发明专利ZL00210806.2（冲压自动化上下料机械手），以及已公布的发明专利200910065630.6（用于冲压自动化上下料机械手），（注：后者完全为前者的翻版），但存在如下诸多缺陷和不足（如下图）：

    1）现有技术提及的两自由度机械手，其垂直方向是通过固定行程的气缸实现，不能满足日益复杂多变的冲压工件在垂直方向的行程要求；

    2）水平方向驱动的伺服电机设置在机架一侧，电机输出轴通过联轴器延伸至端拾器上下移动的驱动气缸处，传动轴太长，该轴支撑条件及刚度均较差；

    3）机械手端拾器在水平方向的移动是由伺服电机输出轴通过同步带轮以及安装在直线导轨上的同步带轮传动的，但从图示说明其结构难以实现；

    4）机械手端拾器在水平方向的行程通常较大，而在该方向没有设置导向机构，在机械手运行时会产生较大摆动或晃动，工作可靠性极差；

    5）机械手机架底部安装面较小，且重心落在安装面之外，会引起机械手倾倒。

    发明内容：

本发明针对现有技术的缺陷和不足，提出了一种冲压生产线两轴机械手，其技术方案为：包括机架、 X轴传动机构、Y轴传动机构、端拾器及控制系统组成；

所述X轴传动机构，包括X轴伺服电机、固定支架、X轴传动装置、横杆和X轴导向装置组成，X轴伺服电机设置在固定支架中部，固定支架内壁两侧设有X轴导向装置，X轴传动装置与X轴伺服电机联接，横杆在X轴导向装置约束下经X轴传动装置驱动做水平运动；

所述Y轴传动机构，包括Y轴伺服电机、滚珠丝杆螺母副、滑动平台和Y轴导向装置，Y轴伺服电机固设于机架的上方，经联轴节与滚珠丝杆相连，滚珠螺母固设于滑动平台上，滑动平台两侧设有Y轴导向装置；

Y轴传动机构与X轴传动机构经滑动平台与固定支架的固联实现两者之间上下联接；

横杆两端下方各自设置一只端拾器。

所述X轴传动机构的横杆为中空钢质矩形结构，X轴传动装置为设置在横杆上方的齿条和设置在减速器输出端的齿轮构成。

所述X轴导向装置是由设置在横杆两侧上下共四条V型导轨以及固设在固定支架两侧上若干滚轮构成。

所述X轴传动机构的横杆为铝质型材结构，X轴传动装置为固设在铝型材上方的同步带和设置在减速器输出端的同步带轮构成，同步带两端固设在铝型材上方两端，并由固设在机架上两只导轮张紧。

X轴导向装置是由设置在横杆两侧的两条线性导轨以及与之配匹的固设在固定支架两侧上若干小滑台构成。

机架上设有缓冲台，作为上位机和下位机间物料传送的中继站。

上述机械手结构可串联形成一机械手。

[w1] 本发明按以下步骤进行作业：

1）向一侧水平伸出：在X轴驱动下横杆向一侧水平伸出，使一侧的端拾器移动至上位机中心位置，同时使另一侧的端拾器移动至机架缓冲台处；

    2）下降取料：在Y轴驱动下横杆向下移动，一侧端拾器从上位机模具内取料，另一侧端拾器从缓冲台取料；

    3）取料提升：Y轴向上移动，取料提升；

   4）向另一侧移动伸出：在X轴驱动下，横杆向另一侧移动，直至一侧端拾器移动至机架缓冲台处，另一侧端拾器移动至下位机中心位置；

   5）下降放料：Y轴驱动向下移动，一侧端拾器放料至机架缓冲台，另一侧端拾器放料至下位机模具内；

    6）提升：Y轴向上移动，机械手空手提升；

7）返回原位，准备下一次工作循环。