一种双工位柔性化气动载料翻转机构的制作方法

本发明涉及一种翻转装置，尤其是一种双工位柔性化气动载料翻转机构。

背景技术：

当今汽车制造业生产，批量化、轻量化不断推进，冲压行业生产模式一般的是单机多工序人工手动作业，其中道序之间的工件翻转，是靠人工搬运识别完成，这种方式的缺点很多：第一，企业用工人员多，成本高；第二，生产节拍低；第三，存在安全隐患；第四，产品质量不稳定；市场竞争力不强，这就需要使用工业机器人集成冲压自动化连线生产，提升生产效率，减少用工人数，降低用工成本，提高产品品质，确保生产安全，以增强企业在国内外市场的竞争能力。

技术实现要素：

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

针对上述技术问题，本发明提出一种双工位柔性化气动载料翻转机构，通过集成两个不同工位端拾器总成，实现自动精确定位和高效率翻转的一体化功能，解决了压机连线自动化工序之间工件的流水线制作问题。

本发明公开了一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，包括：一翻转台总成，包括一个翻转台台架，所述翻转台台架包括一翻转台支撑板和驱动气缸，所述驱动气缸控制所述翻转台支撑板翻转；一存放工位端拾器总成，包括第一端拾器插座，设置在该第一端拾器插座上的第一连接杆组件，和设置在所述第一连接杆 组件端部的磁钢吸盘组，所述第一端拾器插座固定在所述翻转台支撑板上并随之翻转；一取件工位端拾器总成，包括第二端拾器插座，设置在所述第二端拾器插座上的第二连杆组件及其连接的取件工位存放托架。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，所述双工位柔性化气动载料翻转机构进一步包括：一翻转台底板，包括固定在所述翻转台台架顶层的一底板支撑部，和垂直连接在所述底板支撑部两侧边的连接部，所述两连接部对称开设有连接孔；其中，所述翻转台支撑板包括一支撑部，其两端分别垂直连接有一气缸连接板，在所述气缸连接板上各设有一连接凸台，所述两连接凸台嵌入所述翻转台底板的两连接孔，以使翻转台支撑板以所述两连接凸台为轴线180°翻转。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，所述翻转台台架中层包括一固定板，所述取件工位端拾器总成的第二端拾器插座固定在所述固定板上。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，所述第一、第二端拾器插座上端各设置第一、第二快速夹紧机构。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，所述翻转台台架上还设置有电磁阀和控制箱，所述电磁阀控制由若干磁石吸盘组成的所述磁石吸盘组。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，所述第一连接杆组件包括多个连接杆和连接杆关节的组合，所述第二连接杆组件包括多个存放架连接杆和连接杆关节的组合。

比较好的是，本发明揭示的一种双工位柔性化气动载料翻转机构，其特征在于，在所述翻转台底板的两侧各设置一吊环。

本发明的翻转机构配合机器人连线工序，解决了冲压件道序之间工件翻转的问题，翻转角度由驱动气缸进行调节，行程稳定，精度高。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明的双工位柔性化气动载料翻转机构的总体结构示意图；

图2是图1中翻转台总成1的结构示意图；

图2(1)是翻转台台架13的结构；

图2(2)是翻转台底板17和翻转台支撑板18组装之后的位置关系；

图3是图1中存放工位端拾器总成2的结构示意图；

图3(1)是存放工位端拾器总成2和底板17和支撑板18组装关系的示意图；

图4是图1中取件工位端拾器总成3的结构示意图；

图5所示为翻转台支撑板的结构示意图；

图6所示为翻转台底板的结构示意图；

图7是应用本发明的双工位柔性化气动载料翻转机构的工况示意图；

图7(1)示意了本发明的翻转机构在翻转前后的侧向示意图。

附图标记

1――翻转台总成

2――存放工位端拾器总成

3――取件工位端拾器总成

4――机器人抓手

10――气动载料翻转机构

11――翻转台底座安装板

12――翻转台紧固螺栓

13――翻转台台架

14――固定板

15――电磁阀

16――控制箱

17――翻转台底板

170――底板支撑部

171，171’――连接部

172――连接孔

18――翻转台支撑板

180――支撑部

181,181’――气缸连接板

182――连接凸台

183――中间连接孔

19――吊环

110，110’――驱动气缸

21――第一连接螺栓

22――第一端拾器插座

23――第一端拾器快速夹紧机构

25――磁石吸盘组

251—第一磁石吸盘

252—第二磁石吸盘

253—第三磁石吸盘

26――工件

27――第一连接杆组件

31――第二连接螺栓

32――第二端拾器插座

33――第二端拾器快速夹紧机构

37――第二连接杆组件

38――取件工位存放托架

39――存放架连接杆

390――单个的存放架连接杆

391――单个的存放架连接杆

392――单个的存放架连接杆

393――单个的存放架连接杆

具体实施方式

现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

请参见图1，所示为本发明的双工位柔性化气动载料翻转机构的总体结构示意图。

本发明的翻转机构由三部分组成，翻转台总成1，旨在提供本发明其他两个部分，即存放工位端拾器总成2和取件工位端拾器总成3这两部分所需要的支撑和固定等功能。以下分别予以介绍。

图2给出了翻转台总成1的具体组成。

该翻转台总成1包括一个三层的翻转台台架13，如图2(1)所示，其支架底层131固定一底座安装板11，用以稳固在地板上，支架中间层132上设置一固定板14，用以固定取件工位端拾器总成3，支架顶层133设置一翻转台底板17，用以固定存放工位端拾器总成2。

其中，翻转台台架13通过紧固螺栓12固定在底座安装板11上，在支架顶层133设置的一翻转台底板17同样通过紧固螺栓12固定在翻转台台架13上。

其中的翻转台底板17的结构请参见图6所示，包括一个底板支撑部170，和垂直连接在底板支撑部170两侧边的连接部171和171’，在两连接部171和171’上对称开设有连接孔172。连接孔172的直径大于翻转台支撑板18上的连接凸台182的直径，方便驱动气缸110与气缸连接板181的紧固连接。

与翻转台底板17相连接的翻转台支撑板18的结构如图5所示。

该翻转台支撑板18包括一支撑部180，其两端分别垂直连接有一气缸连接板181和181’，在气缸连接板181和181’上设有连接凸台182，组装时，将翻转台支撑板18的两侧连接凸台182嵌设在翻转台底板17的两侧连接孔172，使得翻转台支撑板18可以以两连接凸台182为轴线做180°的转动。

此外，回到图2中，在翻转台底板17的两侧各设置一吊环19，用以在检修或装配时，将翻转台紧固螺栓12上端的部分吊装起来，方便维护。

此外，图2中还可以了解到，在支架中间层132侧边还设置有电磁阀15和控制箱16，旨在与外部机器人系统同步操作。电磁阀15控制由第一磁石吸盘251，第二磁石吸盘152和第三磁石吸盘253组成的磁石吸盘组25的工作，并吸放工件26。

图2(2)示意了图2中翻转台底板17和翻转台支撑板18组装之后的位置关系。

这里的翻转台底板17通过紧固件固定在支架顶层133上，翻转台支撑板18的两端气缸连接板181，181’用螺栓紧固在驱动气缸110和110’的驱动芯轴上；而驱动气缸110和110’用紧固螺栓与翻转台底板17两侧边的连接部171和171’紧固连接，两驱动气缸可以驱动翻转台支撑板18整体旋转，由此，可以使得翻转台支撑板18在两驱动气缸的控制下实现180°翻转。

图3及图3(1)示意了存放工位端拾器总成2的组成。

该存放工位端拾器总成2包括第一端拾器插座22，设置在该第一端拾器插座22下端的第一连接螺栓21，设置在第一端拾器插座22上端的第一连接杆组件27，以及设置在各第一连接杆组件27端部的第一、二、三磁钢吸盘251、252、253，此外，在第一端拾器插座22上端还设置了第一快速夹紧机构23。该存放工位端拾器总成2通过其下端的第一连接螺栓21固定在翻转台支撑板18的支撑部180的中间连接孔183上。

请同时参考图4所示，该图示意了取件工位端拾器总成3的组成。

同样也包括一套与存放工位端拾器总成2类似的组成。

在第二端拾器插座32的上端，设置有一连杆组合装置，包括一主连接杆390， 可以插设在端拾器插座32内，该主连接杆390的另一端通过连接杆关节(未图示出)再连接若干存放架连接杆391、392、393等，并通过各个存放连接杆的另一端固定取件工位存放托架38，工件26就翻转以后就存放在该若干存放托架38上。

图7中，机器人抓手4从压机一抓举工件26，机器人抓手带件运动到存放工位端拾器总成2中，机器人系统协同电磁阀15工作，指挥第一、二、三磁石吸盘251、252、253工作，强烈磁场紧紧吸住工件26；系统协同驱动气缸110，110’同步工作，旋转驱动翻转台支撑板18进行180度旋转，而安装紧固在翻转台支撑板18上的存放工位端拾器总成2一起作180度翻转工作。翻转到位信号满足，系统指挥机器人抓手4释放工件26；释放的工件26掉入调节好的取件工位存放托架38；系统机器人抓手4，从取件工位端拾器总成3拾取工件26，然后在机器人运作至下一工位压机二的模具中，完成整个拾取—传送-放料—翻转—拾取—传送的工作过程。存放工位端拾器总成2在翻转放料以后，由系统协同指挥驱动气缸复位，等待下一次工作。

请再参考图1所示的总装图。

本发明翻转机构在总装时，翻转台台架13与翻转台底座安装板11通过定位螺栓紧固连接；固定板14与取件工位端拾器总成3紧固连接；翻转台支撑板18与存放工位端拾器总成2紧固连接；翻转台由翻转台底板17、翻转台支撑板18、两驱动气缸110和110’组成；翻转台底板17与翻转台台架13紧固连接，两驱动气缸110和110’的外壳与翻转台底板17紧固连接，两驱动气缸110和110’的驱动盘与翻转台支撑板18两侧边的气缸连接板紧固连接。

本发明中的存放工位端拾器总成2上存放架连接杆多采用多连杆式铝合金设计，配合连接杆关节27调节紧固，适合多种不同规格品种的产品。端拾器插座22采用标准通用形式，与翻转机构部件快插更换，维护方便。

两驱动气缸110和110’的行程可调，实例是锁定180度翻转行程，保证了工件的翻转精度。

此外，本发明中的存放工位端拾器总成2上的磁钢吸盘25是由电磁阀控制进行工作，当工件26放入存件工位时，磁钢吸盘25附近的传感器传递信号给系统 PLC，系统PLC控制电磁阀工作，磁钢吸盘25的工作由电磁阀控制开启与关闭。

结合图5，详细说明本发明的双工位柔性化启动载料翻转机构的工作过程。

图7是应用本发明的双工位柔性化气动载料翻转机构的工况示意图。

在该图中，左右两侧分别为压机一和压机二，本发明的翻转机构位于二者之中，机器人抓手J6的运动方向有箭头示意。

其中I示意为翻转前的状态，II示意为翻转后的状态。

从产品工况图可知，本发明是含有二个独立的单元工位，即存件工位与取件工位，二个工位的工件为旋转翻身而得。

从系统的工作原理图可知，本实施例的机构的工作过程是：

机器人抓手4上装有双工位端拾器，工件26由机器人抓手4从压机一的模具中取出，放到本发明的翻转机构10的存放工位端拾器总成2中(翻转前)，存放工位端拾器2磁钢吸盘25将工件26吸住，驱动气缸110和110’在PLC控制下按照预先设定的行程翻转工件26，将工件26翻身放入取件工位端拾器总成3的托铲中(翻转后)，机器人抓手4的另一工位从取件工位端拾器总成3中取走工件26，送入压机二的模具中，进行冲压作业。整个过程全部自动化电气控制，翻转效率高，定位精确，安全，无需人工操作。

本发明中，将存件工位与取件工位分作两个独立分开的单元，设计有柔性化铝合金连杆与关节紧固，满足不同产品大小形状需要，同时存放工位端拾器设计磁钢吸盘，磁钢的工作由电磁阀控制开启与关闭，而电磁阀则由机器人系统PLC控制，当磁钢与工件接触时，感应传感器发出信号给系统PLC。取件工位端拾器设计有导向滑槽托铲，满足工件翻身后精确定位。机器人抓手根据系统指令，先从前序压机模具中取出工件，放入存放工位端拾器总成2中，存放工位端拾器磁钢工作吸住工件，驱动气缸110和110’在PLC控制下按照预先设定的行程翻转工件，将工件翻身放入取件工位端拾器总成3，机器人抓手J6从取件工位吸取走工件，送入后序压机的模具中，进行冲压作业。整个过程全部自动化电气控制，翻转效率高，定位精确，安全，无需人工操作。

此外，图7(1)还示意了本发明的翻转机构在翻转前后的侧向示意图，可以看出存放工位端拾器总成2和取件工位端拾器总成3在翻转前后的不同位置。

综上所述，本发明解了决压机集成机器人连线冲压道序之间工件翻身的技术问题，提供一种结构简单，操作方便，集成存放工件与拾取工件独立单元的双工位柔性化翻转机构。

相对传统的工艺和技术，本发明有如下优点：

第一，集成存件工位与取件工位一体化的翻转机构设计。

第二，多连杆悬臂式柔性化结构设计，适合多种不同规格品种的产品。

第三，带固定180度翻转行程式翻转机构，确保工件的翻转定位精度。

第四，采用多点磁钢吸盘收放传送的工件，确保工件翻转稳定性。

第五，采用电磁阀控制磁钢工作，稳定可靠。

第六，端拾器采用快换快插的端口与翻转机构集成。

这种压机集成机器人连线工序间的柔性化双工位翻转机构，解决了冲压件道序之间工件翻转的问题，翻转角度由驱动气缸进行调节，行程稳定，精度高。适合机器人自动化抓手的夹持传送，保证了稳定性，提高了生产节拍。由于采用了双工位存取料结构，独立存取单元，稳定性好。而悬臂式多连杆机构有很好柔性化与承载性，适合不同冲压件形状的调节。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。