一种六头自动切换冲切模组的制作方法

本发明涉及汽车零配件机器人冲孔领域，特别涉及一种六头自动切换冲切模组。

背景技术：

近年来，随着工业机器人的迅猛发展，企业逐步将人机互动、智能机器等先进技术应用于整个工业生产过程，一方面可提高产品质量的稳定性，提高产品的一致性，另一方面适合大批量的单一产品的生产，降低生产成本。

随着人们生活水平的不断提高，汽车也逐渐的进入到普通家庭中；汽车已是人们生活中最为常见的一种交通工具之一。汽车制造领域中，汽车车体覆盖件模具是要求最高、加工难度最大的模具。在车体覆盖的工装已制造完成后，若需要对数据变更或为涂装电泳需求而增加孔位，在当前模具实体中变更存在一定的困难。若切换产品种类，则需要通过更换夹具或装置，来适应其生产，满足自动化的需求，这样往往给企业带来更加繁琐的工作，不能实现快速切换。且同一产品，不同的生产工序其节拍不一致，往往也给自动化的实现带来阻碍，无法满足多元化车型和场地限制的需求；不能快速切换多个超声波冲切单元，有的需要机器人通过快换盘来回切换不同的冲切单元进行冲切，造成冲切速度慢、效率低、冲孔效果达不到要求、冲切不到位等缺陷。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种六头自动切换冲切模组，以克服现有冲切模组冲切速度慢、效率低、冲孔效果达不到要求、冲切不到位、不能快速切换多个超声波冲切单元等缺陷。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种六头自动切换冲切模组，包括：支架本体、上冲刀机构和下冲刀机构，所述支架本体上部安装有升降驱动机构，所述上冲刀机构滑动安装在所述升降驱动机构上，所述下冲刀机构安装在所述支架本体的下部并与所述上冲刀机构位置相对。所述上冲刀机构包括上切刀组件、上切刀锁模机构和用于驱动所述上切刀组件旋转的上切刀换刀驱动机构，所述上切刀组件包括上切刀转盘和安装在所述上切刀转盘圆周上的多个上冲切刀，所述上切刀锁模机构包括上切刀锁模气缸和与所述上切刀锁模气缸活动连接的上切刀锁模块，所述上切刀锁模块上设置有第一定位销孔，所述上冲切刀上均设置有与所述第一定位销孔匹配的第一定位插销；锁模时，所述上切刀锁模气缸驱动所述上切刀锁模块移动，使所述第一定位插销落入对应的第一定位销孔内，以锁住对应的上冲切刀。所述下冲刀机构包括下切刀组件、下切刀升降装置、下切刀锁模机构、旋转锁模机构和用于驱动所述下切刀组件旋转的下切刀换刀驱动机构，所述下切刀组件包括下切刀转盘和安装在所述下切刀转盘圆周上的多个下冲切刀，所述旋转锁模机构安装在所述下切刀组件上，用于将所述下冲切刀锁定在所述下切刀转盘上；所述下切刀升降装置包括下切刀升降驱动机构和由所述下切刀升降驱动机构驱动进行上下移动的取刀块，所述下切刀锁模机构安装在所述取刀块上，所述下切刀锁模机构包括下切刀锁模气缸和与所述下切刀锁模气缸滑动连接的下切刀锁模块，所述下切刀锁模块上设置有夹持卡块，所述下冲切刀上均对应设置有与所述夹持卡块匹配的夹持凹槽。工作时，所述下切刀换刀驱动机构驱动下切刀组件转动，使所述下切冲刀到达取刀工位，所述旋转锁模机构解锁，所述下切刀锁模气缸驱动所述下切刀锁模块移动，使所述夹持卡块落入对应的夹持凹槽内，所述下切刀升降驱动机构驱动所述取刀块带动对应的下冲切刀向上移动至加工位置；同时所述上切刀换刀驱动机构驱动上切刀组件转动，使对应的上冲切刀旋转至加工工位，所述上切刀锁模气缸驱动所述上切刀锁模块移动，使所述第一定位插销落入对应的第一定位销孔内，以锁住对应的上冲切刀；所述升降驱动机构驱动所述上冲刀机构向下移动，所述上冲切刀与所述下切冲刀配合使用进行冲切。

进一步的，所述上切刀锁模气缸的气缸轴上固定有顶块，所述顶块通过连杆与所述上切刀锁模块固定连接；任一个上冲切刀转到竖直向下位置时，其上的所述第一定位插销正好对位所述第一定位销孔。

进一步的，所述升降驱动机构包括固定在所述支架本体上的升降伺服电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆转动安装在所述支架本体上，所述升降伺服电机通过皮带轮机构与所述丝杆连接，所述丝杆上套装有所述丝杆螺母，所述上冲刀机构通过冲刀盘支撑架与所述丝杆螺母固定连接；所述支架本体上还固定有两个丝杆导轨，所述丝杆导轨分别位于所述丝杆的两侧，所述冲刀盘支撑架通过第一滑块滑动安装在所述丝杆导轨上。所述升降伺服电机转动，驱动皮带轮机构带动所述丝杆转动，使得所述丝杆螺母带动所述冲刀盘支撑架在所述丝杆导轨上上下移动。

进一步的，所述下切刀升降驱动机构包括下切刀升降伺服电机和与所述下切刀升降伺服电机齿轮轴啮合的传动齿轮，所述取刀块上设置有齿条，所述传动齿轮与所述齿条啮合；所述下切刀升降伺服电机转动，驱动所述传动齿轮转动并带动所述取刀块进行上下移动。所述取刀块的底部侧端上设置有第二定位销孔，所述支架本体上安装有与所述第二定位销孔配合使用的取刀块锁模气缸，所述取刀块锁模气缸的气缸轴上安装有第二定位插销；所述取刀块带动所述下冲切刀到达加工工位时，所述第二定位插销正好对位于所述第二定位销孔，所述取刀块锁模气缸驱动所述气缸轴向前移动，使所述第二定位插销插入所述第二定位销孔内，锁住所述取刀块，提高了冲切模组的稳定性，使冲切精准度更高。

进一步的，所述下切刀转盘上设置有限位槽，所述下冲切刀上设置有与所述限位槽匹配的限位台，所述限位台安装在所述限位槽内；所述旋转锁模机构包括下切刀旋转锁模块和旋转锁模块驱动机构，所述下切刀旋转锁模块滑动安装在所述下切刀转盘内；所述旋转锁模块驱动机构与所述下切刀旋转锁模块连接，用于带动所述锁模块移动与所述限位台卡接，使得所述下冲切刀不能相对所述下切刀转盘进行上下滑动。所述旋转锁模块驱动机构包括旋转锁模气缸和与所述旋转锁模气缸连接的驱动面板，所述驱动面板位于所述下切刀转盘的底部；所述下切刀旋转锁模块底部设置有凸柱，所述驱动面板的前端顶部设置有与所述凸柱连接的推拉机构；所述旋转锁模气缸驱动所述驱动面板前后移动，使得所述推拉机构带动所述凸柱前后移动，使所述下切刀旋转锁模块锁住或脱离所述下冲切刀。通过所述旋转锁模块驱动机构与所述下切刀旋转锁模块的配合使用，能够达到对所述下冲切刀锁定的作用，具有锁模结构简单、锁模性能稳定可靠等优点，并提高了冲切效率。

进一步的，所述支架本体上安装有用于与外部机械手连接的快换盘，冲切时，机械手对接所述快换盘并带动冲切模组整体移动至待冲切位置，所述下冲切刀与所述上冲切刀配合使用进行冲切。

(三)有益效果

本发明一种六头自动切换冲切模组，设置有轻量化支架本体，支架本体通过快换盘与外部机械手连接，轻量化支架本体的设计，让机械手运动动作更加稳定快速；支架本体上安装有上冲刀机构和下冲刀机构，上冲刀机构和下冲刀机构上均设置有相互对应配合使用的六个切刀，且在上冲切刀上连接有上切刀换刀驱动机构及上切刀锁模机构，在下冲切刀上连接有下切刀升降装置、下切刀锁模机构、旋转锁模机构和下切刀换刀驱动机构，能够实现机械手运动状态下进行切换切刀，减少了机器人在生产过程中进行对接更换的问题，实现高精度冲切，不仅提高冲切效率，而且减少了占据空间体积，能够满足不同的生产需求，同时维修更加方便简单，可不停机进行模组替换。

附图说明

图1为本发明一种六头自动切换冲切模组的立体图；

图2为本发明一种六头自动切换冲切模组支架本体和升降驱动机构的立体图；

图3为本发明一种六头自动切换冲切模组冲刀盘支撑架和上冲刀机构的立体图；

图4为本发明一种六头自动切换冲切模组冲刀盘支撑架和上切刀锁模机构的立体图；

图5为本发明一种六头自动切换冲切模组上切刀组件的立体图；

图6为本发明一种六头自动切换冲切模组上切刀锁模机构的立体图；

图7为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀换刀驱动机构和下冲刀机构的立体图；

图8为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀升降装置和下切刀锁模机构的立体图；

图9为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀升降装置和下切刀锁模机构的剖视图；

图10为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀锁模机构的立体图；

图11为本发明一种六头自动切换冲切模组下冲切刀的立体图；

图12为本发明一种六头自动切换冲切模组下冲切刀另一视角的立体图；

图13为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀组件和旋转锁模机构的立体图；

图14为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀组件和旋转锁模机构的爆炸图；

图15为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀组件和旋转锁模机构的剖视图；

图16为本发明一种六头自动切换冲切模组图15中a的放大图；

图17为本发明一种六头自动切换冲切模组下切刀旋转锁模块的立体图；

其中：1为支架本体、2为上冲切刀、3为下冲切刀、4为上切刀转盘、5为上切刀锁模气缸、6为上切刀锁模块、7为顶块、8为连杆、9为升降伺服电机、10为丝杆、11为丝杆螺母、12为冲刀盘支撑架、13为丝杆导轨、14为第一滑块、15为下切刀转盘、16为取刀块、17为下切刀锁模气缸、18为下切刀锁模块、19为下切刀升降伺服电机、20为传动齿轮、21为取刀块锁模气缸、22为第二定位插销、23为下切刀旋转锁模块、24为旋转锁模气缸、25为快换盘、26为驱动面板、27为上切刀换刀驱动电机、28为下切刀换刀驱动电机、29为超声波换能器、30为第二滑块、31为l形滑块、32为第一凸块、33为第二凸块、34为凸柱滑动槽、35为防护挡板、201为第一定位插销、301为夹持凹槽、302为限位台、303为第一卸料孔、601为第一定位销孔、1501为限位槽、1502为旋转锁模块滑动槽、1601为齿条、1602为第二定位销孔、1603为取刀块滑轨、1801为夹持卡块、2301为凸柱、2302为卡接凸台、3021为卡接凹槽。

具体实施方式

参阅图1至图17，本发明提供一种六头自动切换冲切模组，包括：支架本体1、上冲刀机构和下冲刀机构，支架本体1呈l形，且支架本体1为轻量化设计，支架本体1上部安装有升降驱动机构，上冲刀机构通过冲刀盘支撑架12滑动安装在升降驱动机构上，下冲刀机构安装在支架本体1的折弯端部处，并且与上冲刀机构位置相对。支架本体1上安装有用于与外部机械手连接的快换盘25，冲切时，机械手对接快换盘25并带动冲切模组整体移动至待冲切位置，下冲切刀3与上冲切刀2配合使用进行冲切。

参阅图1和图2，升降驱动机构包括固定在支架本体1上的升降伺服电机9、丝杆10和丝杆螺母11，丝杆10转动安装在支架本体1上，升降伺服电机9通过皮带轮机构与丝杆10连接，丝杆10上套装有丝杆螺母11，上冲刀机构通过冲刀盘支撑架12与丝杆螺母11固定连接；支架本体1上还固定有两个丝杆导轨13，丝杆导轨13分别位于丝杆10的两侧，冲刀盘支撑架12通过第一滑块14滑动安装在丝杆导轨13上，第一滑块14设置为四个，每个丝杆导轨13上均安装有两个第一滑块14，冲刀盘支撑架12通过螺栓与第一滑块14固定连接。

参阅图3至图6，上冲刀机构包括上切刀组件、上切刀锁模机构和用于驱动上切刀组件旋转的上切刀换刀驱动机构，上切刀组件包括上切刀转盘4和六个上冲切刀2，六个上冲切刀2环形等间距安装在上切刀转盘4上，且六个上冲切刀2上均安装有超声波换能器29。上切刀锁模机构包括上切刀锁模气缸5和与上切刀锁模气缸5活动连接的上切刀锁模块6，上切刀锁模气缸5的气缸轴上固定有顶块7，顶块7通过连杆8与上切刀锁模块6固定连接；冲刀盘支撑架12的前端底部设置有滑槽，上切刀锁模块6卡在滑槽内且可相对进行上下滑动，通过滑槽的限位，使上切刀锁模块6只能进行上下滑动，提高了锁模的稳定性。上切刀锁模块6上设置有第一定位销孔601，上冲切刀2上均设置有与第一定位销孔601匹配的第一定位插销201；锁模时，当任一个上冲切刀2转到竖直向下位置时，其上的第一定位插销201正好对位第一定位销孔601，上切刀锁模气缸5驱动上切刀锁模块6移动，使第一定位插销201落入对应的第一定位销孔601内，以锁住对应的上冲切刀2。上切刀换刀驱动机构包括上切刀换刀驱动电机27，上切刀换刀驱动电机27通过皮带轮机构与上切刀转盘4连接，上切刀换刀驱动电机27转动驱动皮带轮机构转动，使上切刀转盘4转动。

参阅图7至图11，下冲刀机构包括下切刀组件、下切刀升降装置、下切刀锁模机构、旋转锁模机构和用于驱动下切刀组件旋转的下切刀换刀驱动机构，下切刀组件包括下切刀转盘15和六个下冲切刀3，六个下冲切刀3环形等间距安装在下切刀转盘15上，旋转锁模机构安装在下切刀组件上，用于将下冲切刀3锁定在下切刀转盘15上。下切刀换刀驱动机构包括下切刀换刀驱动电机28，下切刀换刀驱动电机28固定在支架本体1的折弯部上，下切刀换刀驱动电机28通过皮带轮机构与下切刀转盘15连接，下切刀换刀驱动电机28转动驱动皮带轮机构转动，使下切刀转盘15转动。下切刀升降装置包括下切刀升降驱动机构和由下切刀升降驱动机构驱动进行上下移动的取刀块16，支架本体1的折弯端部上固定有两个第二滑块30，取刀块16上设置有与第二滑块30匹配的两个取刀块滑轨1603，取刀块16通过取刀块滑轨1603滑动在第二滑块30上。下切刀升降驱动机构包括下切刀升降伺服电机19和与下切刀升降伺服电机19齿轮轴啮合的传动齿轮20，下切刀升降伺服电机19安装在支架本体1的折弯端部的底部，取刀块16上设置有齿条1601，传动齿轮20与齿条1601啮合。下切刀升降伺服电机19转动，驱动传动齿轮20转动并带动取刀块16进行上下移动。下切刀锁模机构安装在取刀块16上，下切刀锁模机构包括下切刀锁模气缸17和与下切刀锁模气缸17滑动连接的下切刀锁模块18，下切刀锁模块18上设置有夹持卡块1801，下冲切刀3上均对应设置有与夹持卡块1801匹配的夹持凹槽301。下切刀锁模气缸17驱动下切刀锁模块18朝向下冲切刀3方向移动，使夹持卡块1801落入对应的夹持凹槽301内，同时旋转锁模机构解锁，下切刀升降驱动机构驱动取刀块16带动对应的下冲切刀3向上移动至加工位置。

参阅图7至图9，取刀块16的底部侧端上设置有第二定位销孔1602，支架本体1上安装有与第二定位销孔1602配合使用的取刀块锁模气缸21，取刀块锁模气缸21的气缸轴上安装有第二定位插销22；取刀块16带动下冲切刀3到达加工工位时，第二定位插销22正好对位于第二定位销孔1602，取刀块锁模气缸21驱动气缸轴向前移动，使第二定位插销22插入第二定位销孔1602内。

参阅图12至图17，下切刀转盘15上环形等间距设置有六个限位槽1501，限位槽1501呈燕尾状，下冲切刀3上均设置有与限位槽1501匹配的限位台302，限位台302对应安装在限位槽1501内，通过限位台302与限位槽1501的配合，使下冲切刀3只能相对下切刀转盘15进行上下滑动。旋转锁模机构包括下切刀旋转锁模块23和旋转锁模块驱动机构，下切刀转盘15上设置有六个旋转锁模块滑动槽1502，六个旋转锁模块滑动槽1502分别对应连接限位槽1501，下切刀旋转锁模块23滑动安装在旋转锁模块滑动槽1502内。下切刀旋转锁模块23上设置有卡接凸台2302，限位台302上设置有与卡接凸台2302匹配的卡接凹槽3021。旋转锁模块驱动机构与下切刀旋转锁模块23连接，用于带动卡接凸台2302与卡接凹槽3021卡接，使得下冲切刀3不能相对下切刀转盘15进行上下滑动。旋转锁模块驱动机构包括旋转锁模气缸24和与旋转锁模气缸24连接的驱动面板26，旋转锁模气缸24安装在支架本体1的折弯部上，驱动面板26位于下切刀转盘15的底部；支架本体1的折弯部两侧对称固定安装有l形滑块31，驱动面板26安装在两l形滑块31之间，且可相对l形滑块31进行前后滑动。下切刀旋转锁模块23底部设置有凸柱2301，驱动面板26的前端顶部设置有与凸柱2301连接的推拉机构；推拉机构包括第一凸块32和第二凸块33，第一凸块32和第二凸块33之间形成凸柱滑动槽34；换刀时，下切刀转盘15带动下切刀旋转锁模块23转动，使与指定的下冲切刀3对应的凸柱2301滑动至凸柱滑动槽34内，旋转锁模气缸24驱动驱动面板26向后移动，使得第二凸块33拉动凸柱2301向后移动，使下切刀旋转锁模块23脱离下冲切刀3。下切刀旋转锁模块23后端与下切刀转盘15之间安装有弹性元件，弹性元件为复位弹簧，当解锁后，下切刀旋转锁模块23在复位弹簧的弹力作用下恢复初始位置。

参阅图7、图8和图11，下冲切刀3上设置有第一卸料孔303，便于冲切完成后的废料从第一卸料孔303内向外掉落。下切刀转盘15中间设置有第二卸料孔，下切刀升降伺服电机19的齿轮轴和传动齿轮20外侧安装有防护挡板35，防护挡板35位于第二卸料孔的正下方，能够阻挡从第二卸料孔掉落的废料落入到齿轮轴和传动齿轮20内，避免造成损坏。

进一步对本实施例进行说明，工作时，下切刀换刀驱动电机28转动驱动皮带轮机构转动，使下切刀转盘15转动，使指定的下切冲刀3到达取刀工位，旋转锁模气缸24驱动驱动面板26向后移动，使得第二凸块33拉动凸柱2301向后移动，使对应的下切刀旋转锁模块23脱离下冲切刀3；同时下切刀锁模气缸17驱动下切刀锁模块18朝向下冲切刀3方向移动，使夹持卡块1801落入对应的夹持凹槽301内，下切刀升降伺服电机19转动，驱动传动齿轮20转动并带动取刀块16向上移动至加工位置；同时，上切刀换刀驱动电机27转动驱动皮带轮机构转动，使上切刀转盘4转动，使对应的上冲切刀2旋转至加工工位，上切刀锁模气缸5驱动上切刀锁模块6移动，使第一定位插销201落入对应的第一定位销孔601内，以锁住对应的上冲切刀2；升降驱动机构驱动上冲刀机构向下移动，使上冲切刀2与下切冲刀3配合使用进行冲切。

本实施例一种六头自动切换冲切模组，利用机械手带动多工位切刀机构，能够灵活控制切刀的移位，适应多元化的生产需要；设置有上冲刀机构和下冲刀机构，上冲刀机构和下冲刀机构上均设置有相互对应配合使用的六个切刀，且在上冲切刀上连接有上切刀换刀驱动机构及上切刀锁模机构，在下冲切刀上连接有下切刀升降装置、下切刀锁模机构、旋转锁模机构和下切刀换刀驱动机构，能够实现机械手运动状态下进行切换切刀，减少了机器人在生产过程中进行对接更换的问题，实现高精度冲切，不仅提高冲切效率，而且减少了占据空间体积，能够满足不同的生产需求，同时维修更加方便简单，可不停机进行模组替换；支架本体通过快换盘与外部机械手连接，轻量化支架本体的设计，让机械手运动动作更加稳定快速。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。