多轴式摆臂机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种工业机器人，尤其是一种可在冲压行业代替人工的多轴式摆臂机器人。多轴式摆臂机器人，包括机身、摆臂、摆臂水平移动机构、摆臂角度旋转机构和摆臂升降机构，所述摆臂水平移动机构包括水平导轨、水平拖板、水平传动机构和水平伺服电机，水平导轨固定在机身的上部，摆臂通过水平拖板坐于水平导轨上，且摆臂外端延伸出机身外，水平伺服电机通过水平传动机构带动所述水平拖板，其特征是，所述摆臂包括摆臂前段和摆后段，摆臂前段安装有抓料手，摆臂后段安装在水平拖板上，摆臂前段和摆臂后段之间设置有摆臂前段旋转机构。本实用新型结构简单、动作灵活、简单，能实现物料的取料、转移和卸料等操作，可明显提高物料传送效率。
【专利说明】
多轴式摆臂机器人
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种工业机器人，尤其是一种可在冲压行业代替人工的多轴式摆臂机器人。
【背景技术】
[0002]在冲压零件的生产过程中，往往需要采用工业机器人对冲压件进行提取、转移以及出料等动作，其在冲压生产线上的应用对于提高企业生产力、提高产品质量、降低生产成本和缩短生产周期均有显著的经济效益。但是现有的冲压机器人其一般存在结构复杂、占地面积大、动作过程繁琐以及不够灵活等缺陷，而且其整个结构复杂，传动结构繁琐，传送效率低，不利于提高企业的生产效率和市场竞争力。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，动作灵活、简单，能实现物料的取料、转移和卸料等操作，可明显提高物料传送效率的多轴式摆臂机器人。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]多轴式摆臂机器人，包括机身、摆臂、摆臂水平移动机构、摆臂角度旋转机构和摆臂升降机构，所述摆臂水平移动机构包括水平导轨、水平拖板、水平传动机构和水平伺服电机，水平导轨固定在机身的上部，摆臂通过水平拖板坐于水平导轨上，且摆臂外端延伸出机身外，水平伺服电机通过水平传动机构带动所述水平拖板，其特征是，所述摆臂包括摆臂前段和摆后段，摆臂前段安装有抓料手，摆臂后段安装在水平拖板上，摆臂前段和摆臂后段之间设置有摆臂前段旋转机构。
[0006]本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决:
[0007]作为更具体之方案，所述摆臂前段旋转机构包括摆臂前段旋转伺服电机、第一谐波减速机和第一皮带，摆臂前段旋转伺服电机安装在水平拖板或摆臂前段上，第一谐波减速机连接在摆臂前段与摆臂后段之间，第一皮带连接在摆臂前段旋转伺服电机与第一谐波减速机之间。
[0008]作为进一步的方案，所述摆臂前段的水平高度低于摆臂后段的水平高度。
[0009]作为更具体之方案，所述摆臂后段的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔，第一皮带设置在皮带腔内，第一谐波减速机的下部与摆臂前段连接，其上部嵌入摆臂后段的皮带腔内、且与第一皮带连接。
[0010]作为更佳的方案，所述水平导轨是机身上部的两条相互平衡的水平轨道，水平拖板通过两侧轨座坐于两条水平轨道上，水平传动机构包括前轮、后轮和第二皮带，前轮和后轮分设在两条水平轨道的前端和后端，第二皮带连接在前轮和后轮之间，前轮由水平伺服电机带动，水平拖板位于前轮和后轮之间并与第二皮带传动连接。
[0011]作为更具体的方案，所述机身的水平轨道旁还设置有履带槽，履带槽内设置有履带，履带的一端连接履带槽上，另一端连接摆臂后段。
[0012]作为更具体的方案，所述摆臂角度旋转机构包括角度旋转伺服电机、角度旋转皮带和第二谐波减速机，第二谐波减速机的下部通过支架安装在机身上，其上部连接摆臂水平移动机构，角度旋转伺服电机通过角度旋转皮带带动第二谐波减速机。
[0013]作为更佳的实施方案，所述角度旋转伺服电机固定在支架上，摆臂水平移动机构底部设置有固定座，第二谐波减速机的上部安装在固定座上。
[0014]作为更具体的方案，所述摆臂升降机构包括摆臂升降伺服电机、摆臂连杆减速机、摆臂升降推杆和摆臂升降平衡气缸，摆臂升降平衡气缸固定在机身底部，其升降伸缩端连接摆臂角度旋转机构，摆臂升降伺服电机通过摆臂连杆减速机带动摆臂升降推杆，摆臂升降推杆与摆臂角度旋转机构连接。
[0015]作为更具体的方案，所述摆臂角度旋转机构上设置一支柱，摆臂升降平衡气缸和摆臂升降推杆分别连接所述支柱。
[0016]本实用新型的有益效果如下:
[0017]本实用新型结构简单、动作灵活、简单，本实用新型的摆臂通过摆臂水平移动机构、摆臂角度旋转机构和摆臂升降机构来实现水平送料、旋转送料以及升降送料，从而实现了物料的取料、转移和卸料等操作，可明显提高物料传送效率。本实用新型适合于两台机床之间的送料。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型多轴式摆臂机器人的结构示意图。
[0019]图2是图1中A-A处的剖视结构示意图。
[0020]图3是图1省略机身的结构示意图。
[0021]图4是图3的另一角度的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
[0023]见图1至图4所示，多轴式摆臂机器人，包括机身1、摆臂2、摆臂水平移动机构3、摆臂角度旋转机构4和摆臂升降机构5，所述摆臂水平移动机构3包括水平导轨31、水平拖板32、水平传动机构33和水平伺服电机34，水平导轨31固定在机身I的上部，摆臂2通过水平拖板32坐于水平导轨31上，且摆臂2外端延伸出机身I外，水平伺服电机34通过水平传动机构33带动所述水平拖板32，所述摆臂2包括相连接的摆臂前段21和摆后段，摆臂前段21安装有抓料手23，摆臂后段22安装在水平拖板32上，摆臂前段21和摆臂后段22之间设置有摆臂前段旋转机构24。
[0024]作为本实用新型更具体的技术方案。
[0025]所述摆臂前段旋转机构24包括摆臂前段旋转伺服电机25、第一谐波减速机26和第一皮带27，摆臂前段旋转伺服电机25安装在水平拖板32或摆臂前段21上，第一谐波减速机26连接在摆臂前段21与摆臂后段22之间，第一皮带27连接在摆臂前段旋转伺服电机25与第一谐波减速机26之间。
[0026]所述摆臂前段21的水平高度低于摆臂后段22的水平高度。
[0027]所述摆臂后段22的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔28，第一皮带27设置在皮带腔28内，第一谐波减速机26的下部与摆臂前段21连接，其上部嵌入摆臂后段22的皮带腔28内、且与第一皮带27连接。
[0028]所述水平导轨31是机身I上部的两条相互平衡的水平轨道30，水平拖板32通过两侧轨座坐于两条水平轨道30上，水平传动机构33包括前轮35、后轮36和第二皮带37，前轮35和后轮36分设在两条水平轨道30的前端和后端，第二皮带37连接在前轮35和后轮36之间，前轮35由水平伺服电机34带动，水平拖板32位于前轮35和后轮36之间并与第二皮带37传动连接。
[0029]所述机身I的水平轨道30旁还设置有履带槽39，履带槽39内设置有履带39，履带39的一端连接履带槽39上，另一端连接摆臂后段22。
[0030]所述摆臂角度旋转机构4包括角度旋转伺服电机41、角度旋转皮带42和第二谐波减速机43，第二谐波减速机43的下部通过支架44安装在机身I上，其上部连接摆臂水平移动机构3，角度旋转伺服电机41通过角度旋转皮带42带动第二谐波减速机43。
[0031]所述角度旋转伺服电机41固定在支架44上，摆臂水平移动机构3底部设置有固定座38，第二谐波减速机43的上部安装在固定座38上。
[0032]所述摆臂升降机构5包括摆臂升降伺服电机51、摆臂连杆减速机52、摆臂升降推杆53和摆臂升降平衡气缸54，摆臂升降平衡气缸54固定在机身I底部，其升降伸缩端连接摆臂角度旋转机构4，摆臂升降伺服电机51通过摆臂连杆减速机52带动摆臂升降推杆53，摆臂升降推杆53与摆臂角度旋转机构4连接。所述摆臂升降平衡气缸54是用于辅助摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4升降移动，从而使得机器人在工作过程中保持更好地稳定性。
[0033]所述摆臂角度旋转机构4上设置一支柱45，摆臂升降平衡气缸54和摆臂升降推杆53分别连接所述支柱45。
[0034]本实用新型的工作原理是:
[0035]本实用新型一般安装在两台冲床之间，工作时，首先，水平伺服电机34启动，水平伺服电机34通过水平传动机构33带动水平拖板32向前移动，从而带动摆臂向第一台冲床伸长，抓料手23刚好位于第一台冲床的工作台的上方，接着摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4下降，摆臂下降至第一台冲床上，然后抓料手23吸取第一台冲床工作台上的工件。接着摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54再次启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4上升，摆臂上升至第一台冲床上上方，然后水平伺服电机34再次启动，水平伺服电机34带动水平拖板32移动回到初始位置，从而带动摆臂缩回到初始位置。
[0036]接着角度旋转伺服电机41启动，角度旋转伺服电机41通过角度旋转皮带42、第二谐波减速机43带动水平移动机构3旋转，直至摆臂旋转到对应第二冲床的角度。接着水平伺服电机34通过水平传动机构33带动水平拖板32向前移动，从而带动摆臂向第二台冲床伸长，直至抓料手23伸长到第二台冲床的工作台的上方。然后摆臂升降伺服电机51和摆臂升降平衡气缸54启动，从而驱动摆臂水平移动机构3和摆臂角度旋转机构4下降，直至抓料手23下降到第二台冲床的工作台，本实用新型再控制抓料手23卸料，从而将工件送入第二台冲床的工作台，以便第二冲床进行下一工序的冲压，从而完成单个产品的取料、转移以及出料过程。本实用新型多轴式摆臂机器人可以实现对物料的取料、转移和卸料等操作。
【主权项】
1.多轴式摆臂机器人，包括机身(I)、摆臂(2)、摆臂水平移动机构(3)、摆臂角度旋转机构(4)和摆臂升降机构(5)，所述摆臂水平移动机构(3)包括水平导轨(31)、水平拖板(32)、水平传动机构(33)和水平伺服电机(34)，水平导轨(31)固定在机身(I)的上部，摆臂(2)通过水平拖板(32)坐于水平导轨(31)上，且摆臂(2)外端延伸出机身(I)外，水平伺服电机(34)通过水平传动机构(33)带动所述水平拖板(32)，其特征是，所述摆臂(2)包括摆臂前段(21)和摆臂后段(22)，摆臂前段(21)安装有抓料手(23)，摆臂后段(22)安装在水平拖板(32)上，摆臂前段(21)和摆臂后段(22)之间设置有摆臂前段旋转机构(24)。2.根据权利要求1所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂前段旋转机构(24)包括摆臂前段旋转伺服电机(25)、第一谐波减速机(26)和第一皮带(27)，摆臂前段旋转伺服电机(25)安装在水平拖板(32)或摆臂前段(21)上，第一谐波减速机(26)连接在摆臂前段(21)与摆臂后段(22)之间，第一皮带(27)连接在摆臂前段旋转伺服电机(25)与第一谐波减速机(26)之间。3.根据权利要求1或2所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂前段(21)的水平高度低于摆臂后段(22)的水平高度。4.根据权利要求3所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂后段(22)的底部沿其长度延伸方向设置有皮带腔(28)，第一皮带(27)设置在皮带腔(28)内，第一谐波减速机(26)的下部与摆臂前段(21)连接，其上部嵌入摆臂后段(22)的皮带腔(28)内、且与第一皮带(27)连接。5.根据权利要求1所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述水平导轨(31)是机身(I)上部的两条相互平衡的水平轨道(30)，水平拖板(32)通过两侧轨座坐于两条水平轨道(30)上，水平传动机构(33)包括前轮(35)、后轮(36)和第二皮带(37)，前轮(35)和后轮(36)分设在两条水平轨道(30)的前端和后端，第二皮带(37)连接在前轮(35)和后轮(36)之间，前轮(35)由水平伺服电机(34)带动，水平拖板(32)位于前轮(35)和后轮(36)之间并与第二皮带(37)传动连接。6.根据权利要求5所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述机身(I)的水平轨道(30)旁还设置有履带槽(39)，履带槽39内设置有履带(391)，履带(391)的一端连接履带槽(39)上，另一端连接摆臂后段(22)。7.根据权利要求5所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂角度旋转机构(4)包括角度旋转伺服电机(41)、角度旋转皮带(42)和第二谐波减速机(43)，第二谐波减速机(43)的下部通过支架(44)安装在机身(I)上，其上部连接摆臂水平移动机构(3)，角度旋转伺服电机(41)通过角度旋转皮带(42)带动第二谐波减速机(43)。8.根据权利要求7所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述角度旋转伺服电机(41)固定在支架(44)上，摆臂水平移动机构(3)底部设置有固定座(38)，第二谐波减速机(43)的上部安装在固定座(38)上。9.根据权利要求7或8所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂升降机构(5)包括摆臂升降伺服电机(51)、摆臂连杆减速机(52)、摆臂升降推杆(53)和摆臂升降平衡气缸(54)，摆臂升降平衡气缸(54)固定在机身(I)底部，其升降伸缩端连接摆臂角度旋转机构(4)，摆臂升降伺服电机(51)通过摆臂连杆减速机(52)带动摆臂升降推杆(53)，摆臂升降推杆(53)与摆臂角度旋转机构(4)连接。10.根据权利要求9所述多轴式摆臂机器人，其特征是，所述摆臂角度旋转机构(4)上设置一支柱(45)，摆臂升降平衡气缸(54)和摆臂升降推杆(53)分别连接所述支柱(45)。
【文档编号】B21D43/10GK205521389SQ201620341932
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】谢传海
【申请人】佛山市顺德区凯硕精密模具自动化科技有限公司