一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的制作方法

本实用新型是一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统，属于冲压设备技术领域。

背景技术：

单台冲压机械手，可分为单台单工位、单台多工位冲压机械手。单台单工位冲压机械手适合于较大型、片状的冲压生产场合。一般配合片材发料器使用。而单台多工位冲压机械手则更适合于小型工件的冲压以及需要多个冲压工序的加工场合，一般配合自动送料机以及圈料进行生产。

现有技术公开了申请号为：201220216471.2的一种冲压机械手，包括机架和控制装置；还包括工件过渡平台、机头支撑装置、机头、横向导轨、滑动装置、升降装置、机械手臂及两个工件固定装置；机头支撑装置和工件过渡平台设于机架之上；机头支撑装置上端安装机头，机头设有第一驱动装置，横向导轨位于机头前端，滑动装置安装于横向导轨上，该第一驱动装置可驱动滑动装置左右平移；升降装置安装于滑动装置上，机械手臂连接升降装置；升降装置上设有第二驱动装置，该第二驱动装置可带动机械手臂上下移动；两个工件固定装置安装于机械手臂两端。本实用新型能适应不同冲床数量的冲压生产线，传送节拍快、速度高、安全，且在工件传送过程中能调整工件位置误差，大幅提高工件质量。但是现有技术无法精确的测出冲压机械手中的电机的速度，不便于设备信号的接收。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统，以解决现有技术无法精确的测出冲压机械手中的电机的速度，不便于设备信号的接收的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统，其结构包括基座、加强肋、旋转座、电源线接口、控制箱、套筒、升降臂、圆形盖板、升降杆、横向传动机构、横向传动轴、内六角螺栓、横向伸缩臂、电机后盖、横向传动伺服电机、减速器、带轮轴、旋转转盘、吸盘、轴承座、线性滑轨、线性滑块、支撑座、增量式光电编码器，所述基座与旋转座相互垂直，所述旋转座的底部与基座相焊接，所述基座与旋转座之间均匀等距设有四块加强肋，所述电源线接口与旋转座为一体化结构，所述旋转座的左侧上设有控制箱，所述升降臂与套筒间隙配合，所述旋转座、升降臂与套筒处于同一条中心线上，所述圆形盖板与升降臂的上端相互配合，所述支撑座底部与升降杆螺纹连接，所述升降杆与圆形盖板、支撑座相互垂直，所述圆形盖板上均匀等距分布有四根升降杆，其特征在于：

所述横向传动机构与横向传动轴末端相配合，所述横向伸缩臂与横向传动轴相互平行，所述横向伸缩臂内部通过内六角螺栓与线性滑块螺纹连接，所述横向传动伺服电机与减速器相配合，所述减速器与横向伸缩臂内部的皮带轮轴相配合，所述旋转转盘通过带轮轴与横向伸缩臂的末端相连接，所述旋转转盘上均匀设有四个吸盘，所述线性滑轨与横向传动轴相互平行，所述线性滑轨通过螺丝与横向传动轴的右侧面螺纹连接，所述横向伸缩臂通过线性滑块与线性滑轨间隙配合，所述支撑座上设有横向传动轴，所述电机后盖内部设有增量式光电编码器，所述增量式光电编码器与横向传动伺服电机内部的传动轴连接；

所述增量式光电编码器由电源线接头、电源线、轴承、旋转轴、前端盖、发光二极管、棱镜、固定光栅、光敏管、光栅板组成，所述增量式光电编码器上设有电源线接头，所述电源线通过电源线接头与增量式光电编码器内部相连接，所述前端盖与量式光电编码器相配合，所述前端盖中间内部设有轴承，所述旋转轴通过轴承与光栅板固定连接，所述前端盖与增量式光电编码器内部设有发光二极管，所述光栅板前端设有固定光栅，所述光栅板后端设有光敏管。

进一步地，所述升降臂由固定座、导向柱、升降盘、圆形套筒、螺母座、电机、丝杆组成。

进一步地，所述导向柱与固定座垂直连接，所述升降盘通过圆形套筒与导向柱活动连接，所述导向柱与圆形套筒间隙配合，所述螺母座与升降盘中间相焊接，所述丝杆与螺母座螺纹连接，所述电机通过联轴器与丝杆相连接。

进一步地，所述横向传动机构由方形固定板、小带轮、传动轴、大带轮、传动带、伺服电机组成。

进一步地，所述伺服电机与方形固定板相互垂直，所述伺服电机通过螺丝与方形固定板螺纹连接，所述伺服电机上的输出轴与小带轮相配合，所述小带轮通过传动带与大带轮相连接，所述传动轴通过键与大带轮的内孔相配合。

进一步地，所述传动轴与横向传动轴内部的传动轮相配合。

进一步地，所述控制箱内部的PLC控制器设有正反转电路控制电路，所述正反转电路控制电路由三相电源输入端、闸刀开关QS、保险丝FU1、交流接触器KM2、交流接触器KM1、热继电器、保险丝FU2、停止按钮SB1、启动按钮SB2、启动按钮SB3、交流接触器线圈KM2、交流接触器线圈KM1组成。

进一步地，所述闸刀开关QS与三相电源输入端相连接，所述保险丝FU1、保险丝FU2与闸刀开关QS相连接，所述交流接触器KM2与交流接触器KM1相串联，所述热继电器与交流接触器KM1相连接，所述停止按钮SB1与保险丝FU2相连接，所述启动按钮SB2、交流接触器线圈KM1与停止按钮SB1相串联，所述启动按钮SB3、交流接触器线圈KM2与交流接触器线圈KM1与停止按钮SB1相并联。

本实用新型的有益效果，结构在横向传动伺服电机内部的传动轴上接入增量式光电编码器，增量式光电编码器将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量，可以准确的测出冲压机械手中的电机的速度，便于设备信号的接收。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的结构示意图；

图3为图2中A的结构示意图；

图4为图2中B的结构示意图；

图5为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的横向伸缩臂机构结构示意图；

图6为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的升降臂内部结构示意图；

图7为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的横向传动机构内部结构示意图；

图8为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的增量式光电编码器结构示意图；

图9为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的增量式光电编码器内部结构示意图；

图10为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的增量式光电编码器工作原理结构示意图；

图11为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的正反转电路控制电路结构示意图；

图12为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的PLC外部接线示意图；

图13为本实用新型一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统的正反转控制电路示意图。

图中：基座-1、加强肋-2、旋转座-3、电源线接口-4、控制箱-5、套筒-6、升降臂-7、圆形盖板-8、升降杆-9、横向传动机构-10、横向传动轴-11、内六角螺栓-12、横向伸缩臂-13、电机后盖-14、横向传动伺服电机-15、减速器-16、带轮轴-17、旋转转盘-18、吸盘-19、轴承座-20、线性滑轨-21、线性滑块-22、支撑座-23、增量式光电编码器-24、电源线接头-2401、电源线-2402、轴承-2403、旋转轴-2404、前端盖-2405、发光二极管-2406、棱镜-2407、固定光栅-2408、光敏管-2409、光栅板-2410、固定座-701、导向柱-702、升降盘-703、圆形套筒-704、螺母座-705、电机-706、丝杆-707、方形固定板-1001、小带轮-1002、传动轴-1003、大带轮-1004、传动带-1005、伺服电机-1006、正反转电路控制电路-25、三相电源输入端-2501、闸刀开关QS-2502、保险丝FU1-2503、交流接触器KM2-2504、交流接触器KM1-2505、热继电器-2506、保险丝FU2-2507、停止按钮SB1-2508、启动按钮SB2-2509、启动按钮SB3-2510、交流接触器线圈KM2-2511、交流接触器线圈KM1-2512。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例1：

请参阅图1-图10，本实用新型提供一种基于正反转电路的机械手自动化冲压系统：其结构包括基座1、加强肋2、旋转座3、电源线接口4、控制箱5、套筒6、升降臂7、圆形盖板8、升降杆9、横向传动机构10、横向传动轴11、内六角螺栓12、横向伸缩臂13、电机后盖14、横向传动伺服电机15、减速器16、带轮轴17、旋转转盘18、吸盘19、轴承座20、线性滑轨21、线性滑块22、支撑座23、增量式光电编码器24，所述基座1与旋转座3相互垂直，所述旋转座3的底部与基座1相焊接，所述基座1与旋转座3之间均匀等距设有四块加强肋2，所述电源线接口4与旋转座3为一体化结构，所述旋转座3的左侧上设有控制箱5，所述升降臂7与套筒6间隙配合，所述旋转座3、升降臂7与套筒6处于同一条中心线上，所述圆形盖板8与升降臂7的上端相互配合，所述支撑座23底部与升降杆9螺纹连接，所述升降杆9与圆形盖板8、支撑座23相互垂直，所述圆形盖板8上均匀等距分布有四根升降杆9，其特征在于：所述横向传动机构10与横向传动轴11末端相配合，所述横向伸缩臂13与横向传动轴11相互平行，所述横向伸缩臂13内部通过内六角螺栓12与线性滑块22螺纹连接，所述横向传动伺服电机15与减速器16相配合，所述减速器16与横向伸缩臂13内部的皮带轮轴相配合，所述旋转转盘18通过带轮轴17与横向伸缩臂13的末端相连接，所述旋转转盘18上均匀设有四个吸盘19，所述线性滑轨21与横向传动轴11相互平行，所述线性滑轨21通过螺丝与横向传动轴11的右侧面螺纹连接，所述横向伸缩臂13通过线性滑块22与线性滑轨21间隙配合，所述支撑座23上设有横向传动轴11，所述电机后盖14内部设有增量式光电编码器24，所述增量式光电编码器24与横向传动伺服电机15内部的传动轴连接；所述增量式光电编码器24由电源线接头2401、电源线2402、轴承2403、旋转轴2404、前端盖2405、发光二极管2406、棱镜2407、固定光栅2408、光敏管2409、光栅板2410组成，所述增量式光电编码器24上设有电源线接头2401，所述电源线2402通过电源线接头2401与增量式光电编码器24内部相连接，所述前端盖2405与量式光电编码器24相配合，所述前端盖2405中间内部设有轴承2403，所述旋转轴2404通过轴承2403与光栅板2410固定连接，所述前端盖2405与增量式光电编码器24内部设有发光二极管2406，所述光栅板2410前端设有固定光栅2408，所述光栅板2410后端设有光敏管2409，所述升降臂7由固定座701、导向柱702、升降盘703、圆形套筒704、螺母座705、电机706、丝杆707组成，所述导向柱702与固定座701垂直连接，所述升降盘703通过圆形套筒704与导向柱702活动连接，所述导向柱702与圆形套筒704间隙配合，所述螺母座705与升降盘703中间相焊接，所述丝杆707与螺母座705螺纹连接，所述电机706通过联轴器与丝杆707相连接，所述横向传动机构10由方形固定板1001、小带轮1002、传动轴1003、大带轮1004、传动带1005、伺服电机1006组成，所述伺服电机1006与方形固定板1001相互垂直，所述伺服电机1006通过螺丝与方形固定板1001螺纹连接，所述伺服电机1006上的输出轴与小带轮1002相配合，所述小带轮1002通过传动带1005与大带轮1004相连接，所述传动轴1003通过键与大带轮1004的内孔相配合，所述传动轴1003与横向传动轴11内部的传动轮相配合。

本专利所说的增量式光电编码器24是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

将设备接入电源，控制箱5内部的控制程序发出指令控制机械手动作，升降臂7在旋转座3的控制下执行旋转运动，支撑座23通过升降臂7做上下往复运动，旋转转盘18在横向传动伺服电机15的驱动下进行抓取指令，横向传动机构10驱动横向伸缩臂13做横向运动。

本实用新型基座-1、加强肋-2、旋转座-3、电源线接口-4、控制箱-5、套筒-6、升降臂-7、圆形盖板-8、升降杆-9、横向传动机构-10、横向传动轴-11、内六角螺栓-12、横向伸缩臂-13、电机后盖-14、横向传动伺服电机-15、减速器-16、带轮轴-17、旋转转盘-18、吸盘-19、轴承座-20、线性滑轨-21、线性滑块-22、支撑座-23、增量式光电编码器-24、电源线接头-2401、电源线-2402、轴承-2403、旋转轴-2404、前端盖-2405、发光二极管-2406、棱镜-2407、固定光栅-2408、光敏管-2409、光栅板-2410、固定座-701、导向柱-702、升降盘-703、圆形套筒-704、螺母座-705、电机-706、丝杆-707、方形固定板-1001、小带轮-1002、传动轴-1003、大带轮-1004、传动带-1005、伺服电机-1006、正反转电路控制电路-25、三相电源输入端-2501、闸刀开关QS-2502、保险丝FU1-2503、交流接触器KM2-2504、交流接触器KM1-2505、热继电器-2506、保险丝FU2-2507、停止按钮SB1-2508、启动按钮SB2-2509、启动按钮SB3-2510、交流接触器线圈KM2-2511、交流接触器线圈KM1-2512，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决现有技术无法精确的测出冲压机械手中的电机的速度，不便于设备信号的接收的问题，本实用新型通过上述部件的互相组合，结构在横向传动伺服电机内部的传动轴上接入增量式光电编码器，增量式光电编码器将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量，可以准确的测出冲压机械手中的电机的速度，便于设备信号的接收，具体如下所述：

所述增量式光电编码器24由电源线接头2401、电源线2402、轴承2403、旋转轴2404、前端盖2405、发光二极管2406、棱镜2407、固定光栅2408、光敏管2409、光栅板2410组成，所述增量式光电编码器24上设有电源线接头2401，所述电源线2402通过电源线接头2401与增量式光电编码器24内部相连接，所述前端盖2405与量式光电编码器24相配合，所述前端盖2405中间内部设有轴承2403，所述旋转轴2404通过轴承2403与光栅板2410固定连接，所述前端盖2405与增量式光电编码器24内部设有发光二极管2406，所述光栅板2410前端设有固定光栅2408，所述光栅板2410后端设有光敏管2409。

如图10所示：

从光电编码器输出的两路角位移信号首先进行滤波整型，硬件辨向，提取整周期信号，得到粗位移；同时对两路信号进行A/D转换，通过U函数得到计数脉冲，从而得到卦限值，通过V函数得到精位移的地址信号，查询得到精位移。

实施例2：

请参阅图11-图13，在控制箱内部的PLC控制器加入正反转电路控制电路，可以控制系统中伺服电机的正反转，使设备工作安全可靠。

如图11所示：所述控制箱-5内部的PLC控制器设有正反转电路控制电路-25，所述正反转电路控制电路-25由三相电源输入端-2501、闸刀开关QS-2502、保险丝FU1-2503、交流接触器KM2-2504、交流接触器KM1-2505、热继电器-2506、保险丝FU2-2507、停止按钮SB1-2508、启动按钮SB2-2509、启动按钮SB3-2510、交流接触器线圈KM2-2511、交流接触器线圈KM1-2512组成，所述闸刀开关QS-2502与三相电源输入端-2501相连接，所述保险丝FU1-2503、保险丝FU2-2507与闸刀开关QS-2502相连接，所述交流接触器KM2-2504与交流接触器KM1-2505相串联，所述热继电器-2506与交流接触器KM1-2505相连接，所述停止按钮SB1-2508与保险丝FU2-2507相连接，所述启动按钮SB2-2509、交流接触器线圈KM1-2512与停止按钮SB1-2508相串联，所述启动按钮SB3-2510、交流接触器线圈KM2-2511与交流接触器线圈KM1-2512与停止按钮SB1-2508相并联。

正向启动过程：

按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，与SB2并联的KM1的辅助常开触点闭合，以保证KMl线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。

停止过程：

按下停止按钮SB1，接触器KMl线圈断电，与SB2并联的KM1的辅助触点断开，以保证KMl线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。

反向启动过程：

按下起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电，与SB3并联的KM2的辅助常开触点闭合，以保证KM2线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。

如图12所示：

在梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。按下正转起动按钮SB2，X0变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自保持，使KM1的线圈通电，电机开始正转运行。按下停止按钮SB1，X2变为ON，其常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，电动机停止运行。

如图13所示：

在梯形图中，将Y0和Y1的常闭触点分别与对方的线圈串联，可以保证它们不会同时为ON，因此KM1和KM2的线圈不会同时通电，这种安全措施在继电器电路中称为“互锁”。除此之外，为了方便操作和保证Y0和Y1不会同时为ON，在梯形图中还设置了“按钮联锁”，即将反转起动按钮X1的常闭触点与控制正转的Y0的线圈串联，将正转起动按钮X0的常闭触点与控制反转的Y1的线圈串联。设Y0为ON，电动机正转，这时如果想改为反转运行，可以不按停止按钮SB1，直接按反转起动按钮SB3，X1变为ON，它的常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，同时X1的常开触点接通，使Y1的线圈“得电”，电机由正转变为反转。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。