[实用新型]三坐标气动步进式机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，尤其涉及一种三坐标气动步进式机械手，一种自动送料设备，特别适合在一台多工位压力机的各工位间进行送料的专用机械手。

背景技术

近年来国际锻压领域呈现精密化，高效化和自动化的发展趋势；国内能源，原材料，劳动力以及环境成本显著上升；国内锻压行业，急需进行工艺和装备的更新。要实现低消耗、短流程、高效率和自动化生产，除了发展高效化的压力机和成形工艺，缩短生产辅助时间是又一关键因素。其主要形式为“先进成形工艺+新型设备+自动化系统”的生产单元，其典型组合之一为：多工位压力机+步进式机械手。

多工位成形，在同一台设备上的一次行程中(各个工位)同时完成不同的成形工序，多次行程完成每件从接坯料到排出工件的全部工序。一台设备、一次上料完成全部工序，不同工序同步进行。连续上料，连续出件，生产节拍快，工序间距短——流程极短，效率极高。

步进式机械手，按照与压力机模具相协调的步距和节拍，依照三轴直角坐标系，执行步进式动作循环，完成物料在一台压力机各工位间的顺序传送。机械手每执行一次步进循环，物料完成由一个模腔到另一个模腔的一次转移；每个步进循环通常包括卡爪夹紧、上升、送进、下降、释放和返回六个动作，动作轨迹(见图7)。其操作空间小，动作节拍快，适应多工位成形短流程、高效率的需求，成为多工位锻压自动线的标准配置。

目前我国约有90％的锻压线采用人工上下料，需要多名操作工人，人身安全和工件质量难以保证。而多机台的自动锻造生产线由数台压力机组成，生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。制件成本比国外高2-3倍，是我国锻压企业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。

步进式机械手主要有这样几种结构形式：凸轮式，多连杆式，框架式等。驱动方式主要有机械驱动、气压驱动、液压驱动和电驱动。从自动控制技术方面，几种方式的可控性依次增强；从柔性制造技术(FMT)方面，几种方式的柔性依次增强；发达国家以伺服电动的较常见。

关节机器人也可以执行多工位送料。关节机器人具有以下特点：有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作；价格高，成本高。关节机器人由于占用操作空间大，必须安置在压力机的前面或后面，对换模形成一定干扰。

与之相比，步进式机械手的机箱只需安装在压力机侧面，与机箱连接的步进梁穿过压力机侧窗口，只占用上下模之间的少部分空间，并且步进梁可拆卸，便于快速换模。步进式机械手特别适合多工位压力机各工位间送料的工作要求，并且构造简单，容易维护。

参考文献

李亚军等，工艺装备更新换代——汽车锻造企业提升竞争力的有效途径，金属加工(热加工)，2008年21期

发内容明

本实用新型的目的是：提供一种用于多工位压力机的各工位间进行自动送料的机械手，它适应多工位成形短流程、高效率的需求，并且构造简单，容易维护。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：三坐标气动步进式机械手，包括控制系统；气压驱动装置；气缓冲系统；气缓冲装置和液压缓冲器；气动调速阀和机械同步机构；以及由三自由度机架、步进梁和卡爪组成的执行机构；所述控制系统由PLC控制器、电磁换向阀、位置传感器组成；所述气压驱动装置为分别驱动三坐标方向运动的驱动气缸，包括夹料气缸、送料气缸、升降气缸；所述气压驱动装置、气缓冲系统、气缓冲装置和液压缓冲器、气动调速阀和机械同步机构、三自由度机架均置于机箱内，同样结构的两个机箱左右对称布置在压力机两侧；所述步进梁为两根，前后平行布置于压力机上下模附近的适当平面处；每一根步进梁两端分别穿过压力机侧窗口，与两侧机箱内的三自由度机架连接。受控制系统控制，气压驱动装置驱动三自由度机架执行X/Y/Z三方向的直线运动。所述三坐标气动步进式机械手的系统组成原理(见图9)。由于本实用新型采用了如上技术方案，不仅能够实现多工位压力机的各工位间的自动送料，而且效率高，维护简单。