一种冲床用单片薄片自动送料装置的制作方法

本发明涉及一种送料装置，更具体地说，涉及一种冲床用单片薄片自动送料装置。

背景技术：

目前，针对冲床用单片薄片送料并没有成熟的装置，大部分通过手工操作，手工操作需要在冲压时用手将薄片放置冲床模具上，当冲床冲压后，需要工人手持毛刷将废料剔除。由于是冲压薄片，冲压时需要工人思想高度集中，人很容易产生疲劳，导致工人劳动强度大，生产效率低下，加工废品率高，同时存在安全隐患，工人手指被冲床压伤压掉的事故时有发生，无形中增加了中小企业的模具冲压生产成本。随着“中国质造”理念的提出，大部分企业意识到生产设备升级更新的重要性，尤其是生产步进电机和伺服电机的厂家，在冲压完大量的厚度只有零点几毫米的薄条锡钢片时，会产生大量的单片薄片废料，大大降低了材料的利用率。因此，行业中大多数生产厂商使用自动送料装置。例如中国专利号ZL200820086724.2，授权公告日为2009年02月04日，发明创造名称为：薄片冲压自动送料装置，该申请案涉及一种薄片冲压自动送料装置，包括主体、推料机构、退料机构和传动机构，主体前端固定在模具上，推料机构设置在主体上，退料机构设置在主体前端，传动机构固定在冲床上，并与推料机构连接，由传动机构带动推料机构往复运动，实现送料功能。该申请案在一定程度上解决了特定形状料片的送料，但存在推送料片规格单一、不利于更换模具、间隙调节块与推板下行面之间的间隙调节困难、运行过程中易造成推料卡壳和主要结构部件加工困难等缺陷。又如中国专利号ZL201110359136.8，授权公告日为2013年10月09日，发明创造名称为：高速精密冲床自动送料装置及其使用方法，该申请案涉及一种高速精密冲床自动送料装置及其使用方法，包括推料机构、储料机构、送料机构、条料限位块、底架平台、待送条料、传送条料、磁性垫板和红外探头。待送条料两端卡在储料槽内，推料气缸杆带动推块将最底层的一根条料快速推至传送条料处，手指气缸带动上夹紧块和下夹紧块夹住该条料，送料气缸带动上夹紧块和下夹紧块向冲床运动，上夹紧块、下夹紧块松开并复位，红外探头感应传送条料至送料完成，然后输送下一件条料。该申请案在一定程度上提高了自动化程度，满足了生产需求，但是该申请案只能传送一定厚度的材料，而对于厚度在0.5mm以下的薄片材料则很难传送，易造成卡壳等故障，并且传送的料形只能是条料，而对于圆形料则不能传送。再如中国专利号ZL201510297167.3，申请公布日为2015年11月04日，发明创造名称为：一种冲压薄片料单工装，该申请案涉及一种冲压薄片料单工装，包括机架、推送元件、安装在机架上的输送组件和夹持机构，输送组件上设有若干根导柱，导柱上叠加放置有若干工件，推送元件能伸出并推动工件沿导柱移动，夹持机构能夹持导柱上顶部的工件并带动工件移动，在一定程度上解决了现有的冲床劳动强度大，工作效率低的问题，但是该申请案输送组件和夹持结构上设有两个及以上的导柱与工件，结构复杂，难以操作，且不能对速度进行调节，设备不易维护。

因此，迫切需要一种设计合理，结构简单，易于操作，工作效率高和稳定性高的单片薄片自动送料装置。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有冲床的薄片自动送料装置存在工作效率低、结构复杂、传送料型结构单一等不足，提供一种设计合理，易于安全操作，送料速度快，稳定可靠且自动化程度高的自动送料装置，采用本发明的技术方案，能够实现薄片自动送料与冲床冲压的同步进行，自动化程度高，送料速度快，且精度高，易于安全操作，稳定运行可靠性高，能够有效地减轻工人劳动强度，有效地避免工伤事故的发生，有效提高产品质量和产品生产效益，节约了人工成本，节约了企业的生产成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，包括送料机构、推料机构、以及指形机械臂，所述的送料机构与指形机械臂相连接，用于驱动指形机械臂做同步升降摆动运动，所述的推料机构与指形机械臂相配合，用于驱动单片薄片物料逐片向上进给运动来配合指形机械臂的抓取动作；其中，

所述的送料机构包括往复驱动机构、摆动机构和升降机构，所述的指形机械臂具有能够升降和转动的机械臂轴，所述的往复驱动机构分别与摆动机构和升降机构相连接，所述的摆动机构与指形机械臂的尾部配合连接，通过往复驱动机构直线往复运动带动指形机械臂旋转摆动运动；所述的升降机构与指形机械臂的机械臂轴相配合，通过往复驱动机构直线往复运动同步带动指形机械臂垂直升降运动；

所述的指形机械臂的指形部下方设有用于抓取单片薄片物料的抓取机构；

所述的推料机构包括用于放置薄片物料的料叉和进给机构，所述的料叉位于指形机械臂的抓取机构下方，所述的进给机构与料叉相连接，用于带动料叉间歇性以单片薄片物料厚度为进给量向上推送薄片物料。

更进一步地，所述的往复驱动机构包括电机、四杆机构和滑动板，所述的滑动板安装于导轨上，所述的电机通过电机从动轮带动四杆机构中的曲柄端转动，所述的滑动板安装于四杆机构中的摇杆端，能够通过四杆机构中曲柄端的转动在导轨上往复滑动；所述的滑动板上设有拨块，且拨块与摆动机构配合连接，所述的升降机构包括设于滑动板上的斜坡块，所述的斜坡块与机械臂轴的底端接触配合。

更进一步地，所述的机械臂轴通过滑动轴承安装于机械臂轴支承筒内，机械臂轴上设有机械臂轴复位弹簧，能够使机械臂轴在竖直方向向下复位。

更进一步地，所述的机械臂轴与斜坡块配合的底端设有滚动轴承。

更进一步地，所述的摆动机构包括摆动轴、上摆臂、上摆动轴承、下摆臂、下摆动轴承和摇杆支承筒，所述的摆动轴通过轴承安装于摇杆支承筒上，摆动轴上端与上摆臂相联接，摆动轴下端与下摆臂相联接；所述的下摆动轴承安装于下摆臂上，且下摆动轴承的外圆柱面与拨块相配合，所述的上摆动轴承安装于上摆臂上，且上摆动轴承的外圆柱面与指形机械臂尾部的指形切面相配合。

更进一步地，所述的指形机械臂的中部还设有指形机械臂复位弹簧。

更进一步地，所述的进给机构包括棘轮机构、推进驱动机构、物料丝杠和丝杠齿轮，所述的料叉设于物料丝杠上，并能够随物料丝杠旋转而升降运动，所述的丝杠齿轮与物料丝杠相连接，且丝杠齿轮与棘轮机构中的棘轮相啮合，所述的棘轮机构与推进驱动机构相连接，由推进驱动机构带动棘轮机构间歇性运动。

更进一步地，所述的推进驱动机构包括气缸和连杆机构，所述的气缸通过连杆机构与棘轮机构相连接，所述的连杆机构包括长连杆、短连杆和连杆调节螺母，所述的连杆调节螺母能够调节长连杆和短连杆的联接长度。

更进一步地，所述的物料丝杠上方设有用于将料叉复位至底部的复位摇柄。

更进一步地，该冲床用单片薄片自动送料装置，在指形机械臂的摆动起始端设有机械臂起始端位置传感器，在摆动终端设有机械臂终端位置传感器，所述的机械臂起始端位置传感器和机械臂终端位置传感器均与控制系统相连接，通过控制系统的输出信号控制送料机构与推料机构同步协调运行。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其包括送料机构、推料机构、以及指形机械臂，送料机构与指形机械臂相连接，用于驱动指形机械臂做同步升降摆动运动，推料机构与指形机械臂相配合，用于驱动单片薄片物料逐片向上进给运动来配合指形机械臂的抓取动作；送料机构包括往复驱动机构、摆动机构和升降机构，指形机械臂具有能够升降和转动的机械臂轴，往复驱动机构往复运动带动摆动机构和升降机构同步动作，带动指形机械臂抓取物料；推料机构包括用于放置薄片物料的料叉和进给机构，进给机构带动料叉间歇性以单片薄片物料厚度为进给量向上推送薄片物料；采用上述结构，送料装置与推料装置同步协同工作，通过机械臂在垂直方向和旋转方向的复合同步运动，送料可靠，稳定性高，并且具有设计合理、结构简单、易于操作、送料速度快、工作效率高、自动化程度高等优点。

(2)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其往复驱动机构采用电机控制的四杆机构带动滑动板往复运动，并且滑动板通过拨块与摆动机构配合连接，滑动板通过斜坡块与机械臂轴的底端接触配合，结构简单紧凑，运行稳定可靠，通过控制电机转速即可调节送料速度，可实现高速送料；另外，机械臂轴通过滑动轴承安装于机械臂轴支承筒内，机械臂轴上设有机械臂轴复位弹簧，机械臂轴与斜坡块配合的底端设有滚动轴承，保证了指形机械臂摆动和升降复合运动稳定顺畅，减轻了装置运行噪音。

(3)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其摆动机构通过摆动轴上下设置的摆臂实现摆动动作，且上下摆臂分别采用摆动轴承与指形机械臂尾部的指形切面和滑动板上的拨块相配合，摆动动作稳定灵活，摆动运行角度准确可靠。

(4)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其进给机构采用棘轮机构来实现，通过推进驱动机构带动棘轮机构实现间歇式步进动作，结构设计简单紧凑，推料动作稳定可靠，且每次推料高度精度高，动作节拍紧凑。

(5)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其推送元件与进给机构中的棘爪通过连杆机构相连接，连杆机构包括长连杆、短连杆和连杆调节螺母，连杆调节螺母能够调节长连杆和短连杆的联接长度，推料速度可以调节，设计合理，结构简单，易于操作，能够实现高速度运行，有效地提高产品的质量和产品生产效益。

(6)本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其指形机械臂的摆动起始端设有机械臂起始端位置传感器，在摆动终端设有机械臂终端位置传感器，机械臂起始端位置传感器和机械臂终端位置传感器均与控制系统相连接，通过控制系统的输出信号控制送料机构与推料机构同步协调运行，易于安全操作，满足了冲床送料、推料生产线要求，大幅度提高了冲床送料、推料的自动化水平及生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置的主视结构示意图；

图2为本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置的俯视结构示意图；

图3为图2中A-A处剖视示意图。

示意图中的标号说明：

1、电机；2、四杆机构；3、指形机械臂；4、摆动机构；5、机械臂起始端位置传感器；6、气缸；7、吸盘；8、棘轮机构；9、物料丝杆；10、复位摇柄；11、导向杆；12、丝杠轮齿；13、料叉；14、连杆调节螺母；15、长连杆；16、棘轮机构复位弹簧；17、棘轮；18、料仓底板；20、指形机械臂复位弹簧；21、机械臂终端位置传感器；22、箱体；23、电机从动轮；24、上端盖；25、固定柱；26、下端盖；27、双头螺栓；28、下摆臂；29、拨块；30、下摆动轴承；31、导轨；32、滑动板；33、定位销；34、斜坡块；35、滚动轴承；36、机械臂轴；37、机械臂轴复位弹簧；38、滑动轴承；39、机械臂紧固夹块；40、上摆动轴承41、上摆臂；42、上紧固夹块；43、下紧固夹块；44、摆动轴；45、短连杆；46、料仓筒；47、送料机构；48、推料机构；49、往复驱动机构；50、摇杆支承筒；51、机械臂轴支承筒；52、棘爪。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1、图2和图3所示，本实施例的一种冲床用单片薄片自动送料装置，包括送料机构47、推料机构48、以及指形机械臂3，送料机构47安装于箱体22上，推料机构48安装于料仓底板18上。送料机构47与指形机械臂3相连接，用于驱动指形机械臂3做同步升降摆动运动，推料机构48与指形机械臂3相配合，用于驱动单片薄片物料逐片向上进给运动来配合指形机械臂3的抓取动作；其中，

送料机构47包括往复驱动机构49、摆动机构4和升降机构，指形机械臂3具有一能够升降和转动的机械臂轴36，往复驱动机构49分别与摆动机构4和升降机构相连接，摆动机构4与指形机械臂3的尾部配合连接，通过往复驱动机构49直线往复运动带动指形机械臂3旋转摆动运动；升降机构与指形机械臂3的机械臂轴36相配合，通过往复驱动机构49直线往复运动同步带动指形机械臂3垂直升降运动。

指形机械臂3的指形部下方设有用于抓取单片薄片物料的抓取机构；在本实施例中优选地使用吸盘7作为抓取机构。

推料机构48包括用于放置薄片物料的料叉13和进给机构，料叉13位于指形机械臂3的抓取机构下方，进给机构与料叉13相连接，用于带动料叉13间歇性以单片薄片物料厚度为进给量向上推送薄片物料。

采用上述结构，送料装置47与推料装置48同步协同工作，通过机械臂在垂直方向和旋转方向的复合同步运动，送料可靠，稳定性高，并且具有设计合理、结构简单、易于操作、送料速度快、工作效率高、自动化程度高等优点。

本实施例的一种冲床用单片薄片自动送料装置，不仅实现了薄片自动送料与冲床冲压的同步进行，还可以调节送料和推料速度，自动化程度高，且精度高，易于安全操作，稳定运行可靠性高，能够有效地减轻工人劳动强度，有效地避免工伤事故的发生，有效提高产品质量和产品生产效益，节约了人工成本，节约了企业的生产成本。

如图2和图3所示，在本实施例中，往复驱动机构49包括电机1、四杆机构2和滑动板32，滑动板32安装于导轨31上，电机1通过电机从动轮23带动四杆机构2中的曲柄端转动，滑动板32安装于四杆机构2中的摇杆端，能够通过四杆机构2中曲柄端的转动在导轨31上往复滑动；滑动板32上设有拨块29，且拨块29与摆动机构4配合连接，升降机构包括设于滑动板32上的斜坡块34，斜坡块34与机械臂轴36的底端接触配合，斜坡块34通过定位销33固定于斜坡块承载件32的T形槽内，且斜坡块34与机械臂轴36下部的滚动轴承35相配合，能够推动指形机械臂3在竖直方向升降运动。

往复驱动机构49采用电机1控制的四杆机构2带动滑动板32往复运动，并且滑动板32通过拨块29与摆动机构4配合连接，滑动板32通过斜坡块29与机械臂轴36的底端接触配合，结构简单紧凑，运行稳定可靠，通过控制电机1转速即可调节送料速度，可实现高速送料；另外，机械臂轴36通过滑动轴承38安装于机械臂轴支承筒51内，机械臂轴36上设有机械臂轴复位弹簧37，能够使机械臂轴36在竖直方向向下复位。机械臂轴36与斜坡块29配合的底端设有滚动轴承35，保证了指形机械臂3摆动和升降复合运动稳定顺畅，减轻了装置运行噪音。

摆动机构4包括摆动轴44、上摆臂41、上摆动轴承40、下摆臂28、下摆动轴承30和摇杆支承筒50，摆动轴44通过轴承安装于摇杆支承筒50上，摆动轴44上端通过上紧固夹块42与上摆臂41相联接，摆动轴44下端通过下紧固夹块43与下摆臂28相联接；下摆动轴承30安装于下摆臂28上，且下摆动轴承30的外圆柱面与拨块29相配合，上摆动轴承40安装于上摆臂41上，且上摆动轴承40的外圆柱面与指形机械臂3尾部的指形切面相配合。摆动机构4通过摆动轴44上下设置的摆臂实现摆动动作，且上下摆臂分别采用摆动轴承与指形机械臂3尾部的指形切面和滑动板32上的拨块29相配合，摆动动作稳定灵活，摆动运行角度准确可靠。

指形机械臂3主体部通过机械臂紧固夹块39与机械臂轴36的上端相连，指形机械臂3的中部还设有指形机械臂复位弹簧20。通过指形机械臂在竖直方向和旋转方向的复合同步运动，送料可靠，稳定性高。

如图1和图2所示，在本实施例中的进给机构包括棘轮机构8、推进驱动机构、物料丝杠9和丝杠齿轮12，料叉13设于物料丝杠9上，并能够随物料丝杠9旋转而升降运动，料叉13终端设于物料丝杠9上，通过导向杆11能够随物料丝杠9旋转而在竖直方向运动，且料叉13的分叉端设于料仓筒46内。丝杠齿轮12与物料丝杠9相连接，且丝杠齿轮12与棘轮机构8中的棘轮17相啮合，棘轮机构8与推进驱动机构相连接，由推进驱动机构带动棘轮机构8间歇性运动。进给机构采用棘轮机构8来实现，通过推进驱动机构带动棘轮机构8实现间歇式步进动作，结构设计简单紧凑，推料动作稳定可靠，且每次推料高度精度高，动作节拍紧凑。

推进驱动机构包括气缸6和连杆机构，气缸6通过连杆机构与棘轮机构8相连接，连杆机构包括长连杆15、短连杆45和连杆调节螺母14，连杆调节螺母14能够调节长连杆15和短连杆45的联接长度，能够使长连杆15和短连杆45处于最佳长度，利于气缸6有效地推动棘轮机构8，棘轮机构8上还设有棘轮机构复位弹簧16，有利于将棘轮机构8快速还原至初始位置，推料速度可以调节，设计合理，结构简单，易于操作，能够实现高速度运行，有效地提高产品的质量和产品生产效益。

物料丝杠9上方设有用于将料叉13复位至底部的复位摇柄10。物料丝杠9通过轴承连接上端盖24与下端盖26，上端盖24与下端盖26通过固定轴25和双头螺柱27固定于料仓底板18上，物料丝杠9上方设有用于将料叉13复位至料仓筒46底部的复位摇柄10，料叉13行进至料仓筒46顶端后，松开棘爪52，由复位摇柄反向旋转，将料叉13复位至料仓筒46底部，以利于重新装料，进入下一个推料过程。

如图1所示，在本实施例中该冲床用单片薄片自动送料装置，在指形机械臂3的摆动起始端设有机械臂起始端位置传感器5，在摆动终端设有机械臂终端位置传感器21，机械臂起始端位置传感器5和机械臂终端位置传感器21均与控制系统相连接，通过控制系统的输出信号控制送料机构47与推料机构48同步协调运行，易于安全操作，满足了冲床送料、推料生产线要求，大幅度提高了冲床送料、推料的自动化水平及生产效率。

本实施例的一种冲床用单片薄片自动送料装置，其具体使用方法如下：

1、在手动模式下，将指形机械臂3旋转摆动至机械臂终端位置传感器21处，将若干单片薄片材料放入料仓筒46内，机械臂终端位置传感器21输出的信号能够使控制系统不产生冲压控制信号；

2、在手动模式下，将指形机械臂3旋转摆动至机械臂起始端位置传感器5处；

3、由手动模式转入自动模式；在自动模式下，启动送料装置47，电机1运行，经电机1的齿轮与电机从动轮23啮合传动，四杆机构2推动往复驱动机构49在导轨31上做推动滑动；

4、往复驱动机构49上的拨块29推动摆动机构4的下摆臂28，经摆动轴44传动，上摆臂41在指形机械臂3指形端面处推动机械臂轴36开始旋转摆动，与此同时，往复驱动机构49的斜坡块34推动指形机械臂3垂直上升抬起，实现上升和指形机械臂3旋转摆动同时进行；

5、指形机械臂3旋转摆动至机械臂终端位置传感器21处时，该位置传感器信号传输至控制系统，控制系统控制推料机构48中的气缸6，气缸6推动棘轮机构8，料叉13垂直向上步进单片薄片厚度大小的位移；

6、四杆机构2推动往复驱动机构49在导轨31上回程运动时，在指形机械臂复位弹簧20和机械臂轴复位弹簧37的共同作用下，指形机械臂3旋转摆动和下降复合运动至机械臂起始端位置传感器5处时，该位置传感器信号传输至控制系统，控制系统给出控制冲床信号，与此同时，机械臂吸盘7吸咐单片薄片材料；

7、重复步骤4、步骤5和步骤6；

8、薄片成品料由安装于冲床上接料装置接走，废料由控制系统控制的气嘴吹离。

本发明的一种冲床用单片薄片自动送料装置，不仅能够一次完成单片薄片送料和推料工序，自动化程度高，送料速度快，而且重复精度高，易于安全操作，稳定运行可靠性高，能有效减轻工人劳动强度，有效提高产品质量和产品生产效益，节约了人工成本和企业的生产成本，进一步满足自动化生产线的生产要求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。