专利名称:冲压搬运机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种冲压搬运机械手，包括机架，所述机架上设有底盘旋转机构和与其连接的水平运动机构，所述底盘旋转机构包括电机和旋转装置，所述旋转装置通过转动轴与电机连接，所述转动轴与伺服电机间还连接有减速器，所述旋转装置在电机驱动下沿水平方向转动，从而带动水平运动机构转动。本实用新型的冲压搬运机械手，靠丝杆提供动力传动，保证在机构运行过程中不会出现任何的摆动的现象；靠减速器来增加扭矩，同时将扭矩提高到30倍以上；而重复的定位间隙误差只有0.1弧分，同时旋转机构还提供了一个旋转自由度，能够使用更为方便，定位更为准确，节省机器投资、模具投资40％以上。
【专利说明】冲压搬运机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械手，具体涉及一种冲压搬运机械手。
【背景技术】
[0002]冲压是一种靠压力机和模具对板材、卷材、管材和型材等施加压力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸工件的成形加工方法。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带；全世界的钢材中，有60?70%是板材，其中大部分经过冲压制作成品。打印机复印机的骨架，传动机构、汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。
[0003]然而，目前我国模具冲压行业大多数采用人工上料、换料的方式，每次冲床工作前，工人把材料放进冲床内，待冲床下压工作完成之后，再由工人取出；此种用人工上料、取料的方式存在较大的安全隐患，时常会出现将人手压断致残等工伤事故；而且生产效率也比较低下，生产时也时常出现不稳定的现象。
[0004]虽然目前也有一些搬运机械手，但这些机械手在使用中容易出现摆动现象，不能根据需要随意转动，定位不准确，并且转动的扭矩比较低。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种冲压搬运机械手，从而不但能够使机械手在使用中不会出现任何摆动的现象，而能够根据实际需要进行调节，定位更为精密，并且转动的扭矩大大提高，节约能源，使用更为方便。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]本实用新型提供一种冲压搬运机械手，包括机架，所述机架上设有底盘旋转机构和与其连接的水平运动机构，所述底盘旋转机构包括电机和旋转装置，所述旋转装置通过转动轴与电机连接，所述转动轴与电机间还连接有减速器，所述旋转装置在电机驱动下沿水平方向转动，从而带动水平运动机构转动。
[0008]本实用新型的冲压搬运机械手，靠丝杆提供动力传动，保证在机构运行过程中不会出现任何的摆动的现象，靠减速器来增加扭矩，同时将扭矩提高到30倍以上；而重复的定位间隙误差只有0.1弧分，同时旋转机构还提供了一个旋转自由度，使用更为方便，定位更为准确，节省机器投资、模具投资40 %以上。
[0009]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作出如下改进:
[0010]作为优选的方案，所述水平运动机构包括水平伸缩臂、线型滚珠丝杆传动装置和驱动装置，所述水平伸缩臂安装在线型滚珠丝杆传动装置上，所述线型滚珠丝杆传动装置在驱动装置的驱动下带动水平伸缩臂沿水平方向前后移动。
[0011]作为优选的方案，所述线型滚珠丝杆传动装置包括滚珠丝杆和水平滑轨，所述水平滑轨包括侧向滑轨和主导向滑轨，所述侧向滑轨和主导向滑轨分别分布在滚珠丝杆两侧和底部，所述滚珠丝杆上还活动连接有承载座，所述水平伸缩臂与承载座相连，所述滚珠丝杆在驱动装置的驱动下使承载座沿水平方向前后运动，从而带动水平伸缩臂前后运动。
[0012]采用上述优选的方案，所述的机械手水平运动机构采用驱动装置和线型滚珠丝杆传动，靠三条导轨进行导正，保证在水平运动时不会出现抖动现象。
[0013]作为优选的方案，所述驱动装置为水平伺服电机或水平旋转气缸。
[0014]采用上述优选的方案，可以根据实际需要选择合适的驱动装置。
[0015]作为优选的方案，所述驱动装置和滚珠丝杆上均设有第一同步皮带轮，所述滚珠丝杆上还设有螺帽，所述螺帽上设有固定板，所述承载座与固定板连接，所述驱动装置通过同步皮带带动第一同步皮带轮转动，带动螺帽前后运动，从而形成水平伸缩臂的前后运动。
[0016]采用上述优选的方案，能够方便、简单地驱动滚珠丝杆前后运动，从而带动水平伸缩壁前后运动。
[0017]作为优选的方案，所述水平运动机构前端还安装有矫正旋转机构，所述矫正旋转机构与螺帽上的固定板相连。
[0018]采用上述优选的方案，通过矫正机构的设计，能够方便于将产品放入相应的模具内，增加一个旋转自由度，操作更为准确，精密。
[0019]作为优选的方案，所述矫正旋转机构包括矫正电机和矫正旋转盘，所述矫正电机安装于固定板上，所述矫正旋转盘安装于水平伸缩臂前端，所述矫正旋转盘在矫正电机的驱动下转动。
[0020]作为优选的方案，所述矫正电机和矫正旋转盘上均安装有第二同步皮带轮，所述矫正电机通过同步皮带带动第二同步皮带轮转动，从而驱动矫正旋转机构转动。
[0021]采用上述优选的方案，能够方便、简单地驱动矫正旋转装置转动。
[0022]作为优选的方案，所述矫正旋转机构上还安装有吸盘，所述吸盘，通过吸盘支架连接在矫正旋转盘上，所述吸盘支架的高度和第二同步皮带轮的高度< 110mm。
[0023]采用上述优选的方案，便于生产时调试，满足实际生产的需要。
[0024]作为优选的方案，所述水平运动机构和旋转机构间还安装有升降机构。
[0025]采用上述优选的方案，能够根据实际需要升降。
[0026]作为优选的方案，所述升降机构包括升降丝杆和升降驱动装置，所述升降丝杆两侧设有升降滑轨，所述升降丝杆上活动连接有升降滑块，所述水平运动机构与升降滑块连接，所述升降驱动装置驱动升降丝杆上下运动，从而通过升降滑块带动升降机构上下运动，并带动水平升降机构上下运动。
[0027]采用上述优选的方案，增加一个自由度，使用更为方便，重复定位精度达到+/-0.001 左右。
[0028]作为优选的方案，所述水平运动机构和升降机构外均设有防护装置。
[0029]采用上述优选的方案，使用更为安全、可靠。
[0030]作为优选的方案，所述防护装置包括防护板和风琴拖链。
[0031]作为优选的方案，所述升降驱动装置为升降电机或升降旋转气缸。
[0032]作为优选的方案，所述减速器为RV减速器。
[0033]采用上述优选的方案，此减速器是机器人转用底盘减速器，结构稳定。
[0034]作为优选的方案，所述旋转装置包括依此连接的托架、机架工作台面、推力球轴承和机器手臂基座法兰，所述托架与转动轴连接。
[0035]作为优选的方案，所述机架上还设有触摸屏，所述触摸屏通过运动卡控制整个机械手的动作。
[0036]采用上述优选的方案，与其它品牌采用PLC控制有自己的不同之处；此种控制可以走相应的圆弧插补等指令。而且操作比较方便，新员工学习比较快；与冲床联机互锁比较好接；在能完成正常机械手所能完成的搬运动作之外；还具有码垛功能，使用此机械手时前端的料架和后端的成品摆放人员都可以省去，因它具有自动的码垛功能。其二它还具有拖动示教的功能，和一些国外大品牌如ABB的机器人的拖动示教功能是一样的，就是当开到拖动示教功能时，人员拉着机械手的手臂可以自由的移动；当认为移动到位后可以自动保存相应的点位；从而达到快速调机对点。因考虑到安全因素，本实用新型的机械手只有三个自由度可以拖动示教，分别是底盘旋转机构、水平运动机构和前端的矫正旋转机构。而升降机构是靠人工按触摸屏上进行操作的。其三:此设备在使用的过程中，一般是采用六点定位:取料点、取料上方点、取料等待点、放料等待点、放料上方点和放料点；而在相应不同点中间又有相应的备用点；一般状况下只需编程相应的六个点即可。其四:此设备可有两个方面动作，机械手可以从左向右，也可从右向左；只需在触摸屏中选取相应的运行方式即可。其五:此款机器所有动作连贯运作设定4秒钟一次，超过人工操作产4-% -50%，杜绝工伤致残事故。
【附图说明】
[0037]图1为本实用新型的冲压搬运机械手的立体结构示意图；
[0038]图2为本实用新型的冲压搬运机械手的剖视图；
[0039]图3为本实用新型的冲压搬运机械手中的水平运动机构的剖视图；
[0040]图4为本实用新型的冲压搬运机械手中的水平运动机构的立体结构示意图；
[0041]图5为图4的A-A剖视图；
[0042]图6为本实用新型的冲压搬运机械手中的旋转机构的分解结构示意图；
[0043]其中，
[0044]1.机架，101.触摸屏，2.底盘旋转机构，201.伺服电机，202.减速器，203.转动轴，204.托架，205.机架工作台面，206.推力球轴承，207.机械手臂基座法兰，3.水平运动机构，301.水平伸缩臂，302.驱动装置，303.滚珠丝杆，304.侧向滑轨，305.承载座，306.第一同步皮带齿轮，307.螺帽，308.固定板，309.主导向滑轨，4.升降机构，401.升降丝杆，402.升降驱动装置，403.升降滑块，5.接口装置，6.矫正旋转机构，601.第二同步皮带齿轮，602.矫正伺服电机，603.矫正减速器，604.同步皮带，605.矫正旋转盘，7.吸盘支架，8.吸盘。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
[0046]为了达到本实用新型的目的，在一些实施方式中，如图1至5所示，本实用新型的冲压搬运机械手，包括机架1，所述机架I上设有底盘旋转机构2和与其连接的水平运动机构3，所述底盘旋转机构2包括伺服电机201和旋转装置，所述旋转装置通过转动轴203与伺服电机201连接，所述转动轴203与伺服电机201间还连接有减速器202，所述旋转装置在伺服电机201的驱动下沿水平方向转动，从而带动水平运动机构3转动。该冲压搬运机械手，靠丝杆提供动力传动，保证在机构运行过程中不会出现任何的摆动的现象，靠减速器来增加扭矩，同时将扭矩提高到30倍以上；而重复的定位间隙误差只有0.1弧分，同时旋转机构也提供了一个旋转自由度，使用更为方便，定位更为准确，节省机器投资、模具投资40%以上。
[0047]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述水平运动机构3包括水平伸缩臂
301、线型滚珠丝杆传动装置和驱动装置302，所述水平伸缩臂301安装在线型滚珠丝杆传动装置上，所述线型滚珠丝杆传动装置在驱动装置302的驱动下带动水平伸缩臂301沿水平方向前后移动。
[0048]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述线型滚珠丝杆传动装置包括滚珠丝杆303和水平滑轨，所述水平滑轨包括侧向滑轨304和主导向滑轨309，侧向滑轨304和主导向滑轨309分别分布在滚珠丝杆303两侧和底部，所述滚珠丝杆303上还通过滑块活动连接有承载座305，所述水平伸缩臂301与承载座305相连，所述滚珠丝杆303在驱动装置302的驱动下使承载座305沿水平方向前后运动，从而带动水平伸缩臂301前后运动。该机械手水平运动机构采用驱动装置和线型滚珠丝杆传动，靠三条导轨进行导正，保证在水平运动时不会出现抖动现象。
[0049]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述驱动装置302为水平电机或水平旋转气缸。可以根据实际需要选择合适的驱动装置。
[0050]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述驱动装置302和滚珠丝杆303上均设有第一同步皮带轮306，所述滚珠丝杆303上还设有螺帽307，所述螺帽307上设有固定板308，所述承载座305与固定板308连接，所述驱动装置302通过同步皮带带动第一同步皮带轮306转动，带动螺帽307前后运动，从而形成水平伸缩臂301的前后运动。能够方便、简单地驱动滚珠丝杆前后运动，从而带动水平伸缩壁前后运动。
[0051]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述水平运动机构3前端还安装有矫正旋转机构6，所述矫正旋转机构6与螺帽307上的固定板308相连。通过矫正机构的设计，能够方便于将产品放入相应的模具内，增加一个旋转自由度，操作更为准确，精密。
[0052]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述矫正旋转机构6包括矫正伺服电机602和矫正旋转盘605，所述矫正伺服电机602安装于固定板308上，所述矫正旋转盘605安装于水平伸缩臂301前端，所述矫正旋转盘605在矫正伺服电机602的驱动下转动。
[0053]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述矫正伺服电机602和矫正旋转盘605上均安装有第二同步皮带轮601，所述矫正伺服电机602通过同步皮带601带动第二同步皮带轮601转动，从而驱动矫正旋转机构6转动。
[0054]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述矫正旋转盘605上还安装有吸盘8，所述吸盘8通过吸盘支架7连接在矫正旋转盘605上，所述吸盘支架7的高度和第二同步皮带轮601的高度< 110_。便于生产时调试，满足实际生产的需要。
[0055]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述水平运动机构3和旋转机构2间还安装有升降机构4，从而能够根据实际需要调节高度。
[0056]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述升降机构4包括升降丝杆401和升降驱动装置402，所述升降丝杆401两侧设有滑轨，所述升降丝杆401上活动连接有升降滑块403，所述水平运动机构2与升降滑块403连接，所述升降驱动装置402驱动升降丝杆401上下运动，从而通过滑块带动升降机构4上下运动，并带动水平升降机构2上下运动。增加一个自由度，使用更为方便，重复定位精度达到+/-0.001左右。
[0057]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述水平运动机构2和升降机构4外均设有防护装置。使用更为安全、可靠。
[0058]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述防护装置包括防护板和风琴拖链。
[0059]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述升降驱动装置402为升降电机或升降旋转气缸。
[0060]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述减速器202为RV减速器。此减速器是机器人转用底盘减速器，结构稳定。
[0061]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，如图6所示，所述旋转装置包括依此连接的托架204、机架工作台面205、推力球轴承206和机器手臂基座法兰207，所述托架204与转动轴203连接，所述转动轴203为机械传动主轴。
[0062]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述机器手臂基座法兰207通过接口装置5与升降机构4相连。
[0063]为了进一步地优化本实用新型的实施效果，所述机架I上还设有触摸屏101，所述触摸屏101通过运动卡控制整个机械手的动作。与其它品牌采用PLC控制有自己的不同之处；此种控制可以走相应的圆弧插补等指令。而且操作比较方便，新员工学习比较快；与冲床联机互锁比较好接；在能完成正常机械手所能完成的搬运动作之外；还具有码垛功能，使用此机械手时前端的料架和后端的成品摆放人员都可以省去，因它具有自动的码垛功能。其二它还具有拖动示教的功能，和一些国外大品牌如ABB的机器人的拖动示教功能是一样的，就是当开到拖动示教功能时，人员拉着机械手的手臂可以自由的移动；当认为移动到位后可以自动保存相应的点位；从而达到快速调机对点。因考虑到安全因素，本实用新型的机械手只有三个自由度可以拖动示教，分别是底盘旋转机构2、水平运动机构3和前端的矫正旋转机构6。而升降机构4是靠人工按触摸屏101上进行操作的。其三:此设备在使用的过程中，一般是采用六点定位:取料点、取料上方点、取料等待点、放料等待点、放料上方点和放料点；而在相应不同点中间又有相应的备用点；一般状况下只需编程相应的六个点即可。其四:此设备可有两个方面动作，机械手可以从左向右，也可从右向左；只需在触摸屏中选取相应的运行方式即可。其五:此款机器所有动作连贯运作设定4秒钟一次，超过人工操作产40% -50%，杜绝工伤致残事故。
[0064]使用时，1.开机:本机械手的送料机用的为220v电源，当接通电源后，电源开关调到ON状态，此时电源指示灯为亮；触摸屏会亮，从而进行操作界面.
[0065]2.回原点设置:需先点击触摸屏上的伺服开起指令，然后手动/自动开关调整到手动状态；联机为单机；此时按自动起动按钮；则机械手会自动回原点，原点指示灯绿灯会亮。
[0066]3.手动与单机操作:机械手回到原点后，按各轴的JOG+与JOG-可以手动前进行与后退，并根据选定的速度可以高速与底速运行。
[0067]4.一行程作业:首选要在调试页面进行相应的坐标设定，也就是上面所说的六个点的设定，设定好后，调到空运行，点击起动就会自动运行了，此时的冲床是不运行的。
[0068]5.自动:开自动时一般在运行一行程没有问题的状况下，才开自动运行；自动运行的轨迹为从初始点开始，先去一台冲床上的模具内取料，再经过相应的六点坐标运行到另一套模具内，放好产品，退到待放料点之后；这时冲床就会冲压。而有部分时间是机械手与冲床同时动作的，故速度比较快；而当冲压完成后，机械手从另一套模具内就已取出了产品，在等待区再次放料。依此周而复始的进行作业。
[0069]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种冲压搬运机械手，包括机架，其特征在于，所述机架上设有底盘旋转机构和与其连接的水平运动机构，所述底盘旋转机构包括伺服电机和旋转装置，所述旋转装置通过转动轴与电机连接，所述转动轴与电机间还连接有减速器，所述旋转装置在电机驱动下沿水平方向转动，从而带动所述水平运动机构转动。2.根据权利要求1所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述水平运动机构包括水平伸缩臂、线型滚珠丝杆传动装置和驱动装置，所述水平伸缩臂安装在线型滚珠丝杆传动装置上，所述线型滚珠丝杆传动装置在驱动装置的驱动下带动水平伸缩臂沿水平方向前后移动。3.根据权利要求2所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述线型滚珠丝杆传动装置包括滚珠丝杆和水平滑轨，所述水平滑轨包括侧向滑轨和主导向滑轨，所述侧向滑轨和主导向滑轨分别分布在滚珠丝杆两侧和底部，所述滚珠丝杆上还活动连接有承载座，所述水平伸缩臂与承载座相连，所述滚珠丝杆在驱动装置的驱动下使承载座沿水平方向前后运动，从而带动水平伸缩臂前后运动。4.根据权利要求3所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述驱动装置和滚珠丝杆上均设有第一同步皮带轮，所述滚珠丝杆上还设有螺帽，所述螺帽上设有固定板，所述承载座与固定板连接，所述驱动装置通过同步皮带带动第一同步皮带轮转动，带动螺帽前后运动，从而形成水平伸缩臂的前后运动。5.根据权利要求4所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述水平运动机构前端还安装有矫正旋转机构，所述矫正旋转机构与螺帽上的固定板相连。6.根据权利要求5所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述矫正旋转机构包括矫正电机和矫正旋转盘，所述矫正电机安装于固定板上，所述矫正旋转盘安装于水平伸缩臂前端，所述矫正旋转盘在矫正电机的驱动下转动。7.根据权利要求6所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述矫正伺服和矫正旋转盘上均安装有第二同步皮带轮，所述矫正电机通过同步皮带带动第二同步皮带轮转动，从而驱动矫正旋转机构转动。8.根据权利要求7所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述矫正旋转机构上还安装有吸盘，所述吸盘通过吸盘支架连接在矫正旋转盘上，所述吸盘支架的高度和第二同步皮带轮的高度< 110mm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述水平运动机构和旋转机构间还安装有升降机构。10.根据权利要求9所述的冲压搬运机械手，其特征在于，所述升降机构包括升降丝杆和升降驱动装置，所述升降丝杆两侧设有升降滑轨，所述升降丝杆上活动连接有升降滑块，所述水平运动机构与升降滑块连接，所述升降驱动装置驱动升降丝杆上下运动，从而通过升降滑块带动升降机构上下运动，并带动水平升降机构上下运动。
【文档编号】B25J9-08GK204278014SQ201420646040
【发明者】赵鹏, 潘小军 [申请人]亿和精密工业（苏州）有限公司