一种窄状钢板的加工设备及方法与流程

[0001]
本发明涉及金属薄板板材冷弯成型加工领域，特别是涉及一种窄状钢板的加工设备及方法。


背景技术：

[0002]
随着科技的发展，越来越多的行业使用工业机器人(机械手)替代人工从事一些繁重、危险的工作，例如：搬运、喷涂、铸造及焊接、冲压折弯等很多行业。工业机器人可以辅助激光切割机、冲剪设备、板料折弯机完成对金属薄板板材的转运、下料、弯曲成形等操作。
[0003]
机械手自动冲、割、折等作业中是采用真空吸盘或磁性吸盘装置吸附在钢板的表面，按照程序及示教运行轨迹来完成板材件的上料、加工、码垛的程序。当需要对表面有较多孔的窄状钢板进行加工时，虽真空吸盘和磁性吸盘装置的尺寸种类较多，但也会孔位分布不规则而无法建立真空负压，或材质变化时磁性吸盘装置无法发挥它们的优势，因而通过夹爪抓取窄状钢板更为方便。
[0004]
当夹爪将钢板(厚度大于或等于3mm的钢板为例)放置在下模具上，在上模具到达下模具时会对工件产生预压夹紧的状态，此时夹爪为保证钢板不发生偏移而无法松开工件，受机械手坐标位姿值的限制钢板会与上、下模具之间产生一簇极大的硬力(注：硬力是金属板料在被弯曲时产生的偏差，符合公差范围要求)，硬力通过钢板传导至夹爪，使之向外扩张变形，从而夹爪无法有效的夹紧钢板，硬力过大时容易损坏机械手臂和夹爪，随之折弯精度也会受到影响；并且由于钢板需要多次折弯，每次折弯均出现偏差易导致成品达不到要求，因此如何快速的将钢板折弯并且精确度不受影响需要一套完整的操作流程和设备。


技术实现要素：

[0005]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种窄状钢板的加工设备及方法，用于解决上述技术问题。
[0006]
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种窄状钢板的加工设备，所述设备包括机械手和折弯机，所述折弯机包括折弯机上梁和下模具，折弯机上梁的底部设置有上模具，所述机械手夹持钢板置于下模具的折弯位置；
[0007]
所述机械手包括真空吸盘组、支梁及至少一个夹持组件，所述真空吸盘组和夹持组件均与支梁固定连接；所述夹持组件包括夹爪、缓冲装置及气缸，所述夹爪通过转轴螺杆与缓冲装置连接，所述缓冲装置与气缸的伸缩杆连接。
[0008]
优选的，所述下模具的折弯位置向下凹陷形成直角凹槽，所述上模具设置有与直角凹槽匹配的直角边。
[0009]
优选的，所述真空吸盘组包括支臂、连接板及吸盘，所述吸盘通过支臂固定在连接板上，连接板通过螺钉与支梁固定连接。
[0010]
一种窄状钢板的加工方法，所述方法包括：
[0011]
s1：采用真空吸盘组将钢板的第一折弯点置于下模具的折弯位置，完成上料；
[0012]
s2：折弯机上梁带动上模具向下运动对钢板进行一次折弯，在折弯过程中，真空吸盘组松开钢板；
[0013]
s3：采用夹持组件夹取一次折弯后的钢板，并将钢板的第二折弯点置于下模具的折弯位置；
[0014]
s4：上模具与钢板接触时产生一簇硬力，利用缓冲装置消除所述硬力后，上模具继续向下运动对钢板进行二次折弯，在折弯过程中，夹持组件松开钢板；
[0015]
s5：重复步骤s3和s4对钢板进行多次折弯后，真空吸盘组将钢板移走归位，完成下料。
[0016]
优选的，在所述步骤s3中：机械手翻转使夹持组件的夹爪抓取钢板，并将钢板翻面使第二折弯点置于下模具的折弯位置。
[0017]
优选的，所述步骤s4具体包括：
[0018]
s41：所述硬力通过钢板传导至夹持组件，使夹爪向外扩张变形；
[0019]
s42：夹爪以转轴螺杆为旋转中心，夹爪的前端向外转动，末端向内转动做扩张运动，以消除硬力带来的形变。
[0020]
如上所述，本发明具有以下有益效果：
[0021]
1.本发明通过真空吸盘组和夹持组件的配合使用，由真空吸盘组将钢板夹取至下模具的折弯位置，完成首步尺寸定位和折弯，由于钢板较窄，翻转和换位需要由夹持组件操作，再由折弯机进行多次折弯，达到设定标准后由真空吸盘组下料，有效的解决了加工窄状钢板时所遇到的抓取问题。
[0022]
2.本发明为消除上、下模具压紧板料时对工件折弯时所产生的硬力，在夹持组件中加设了缓冲装置，夹爪以转轴螺杆为旋转中心，夹爪的前端向外转动，末端向内转动做扩张运动，以消除硬力带来的形变。
附图说明
[0023]
图1显示为本发明实施例中公开的设备的结构示意图。
[0024]
图2显示为本发明实施例中公开的机械手的结构示意图。
[0025]
图3显示为本发明实施例中公开的缓冲装置的结构示意图。
[0026]
图4显示为本发明实施例中公开的夹爪的结构示意图。
[0027]
图5显示为本发明实施例中公开的气缸的工作原理图。
[0028]
图6显示为本发明实施例中公开的缓冲装置的工作原理图。
[0029]
图7显示为本发明实施例中公开的角度的偏差范围图。
[0030]
图8显示为本发明实施例中公开的方法流程图。
[0031]
元件标号说明
[0032]
1-机械手；2-折弯机；3-折弯机上梁；4-下模具；5-上模具；6-真空吸盘组；7-支梁；8-夹持组件；9-夹爪；10-吸盘；11-缓冲装置；12-气缸；13-转轴螺杆；14-伸缩杆；15-连接板；16-弹簧保持孔；17-固定柱；18-套环；19-弹簧圈；20-夹体胶头；21-气缸保持架；22-支臂。
具体实施方式
[0033]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0034]
请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0035]
请参阅图1，本发明提供一种窄状钢板的加工设备，所述设备包括机械手1和折弯机2，折弯机2包括折弯机上梁3和下模具4，折弯机2的底部设置有与下模具4配合的上模具5，所述机械手1夹持钢板置于下模具4的折弯位置；
[0036]
请参阅图2，所述机械手1包括真空吸盘组6、支梁7及至少一个夹持组件8，真空吸盘组6和夹持组件8均与支梁7固定连接；所述夹持组件8包括夹爪9、缓冲装置11及气缸12，所述夹爪9通过转轴螺杆13与缓冲装置11连接，所述缓冲装置11与气缸12的伸缩杆14连接。
[0037]
具体的，请参阅图3，所述缓冲装置11包括弹簧保持孔16和固定柱17，弹簧保持孔16内设置有螺纹，固定柱17与弹簧保持孔16螺纹连接，请参阅图4，所述夹爪9的末端设置有套环18，所述套环18下方固定连接有弹簧圈19，所述套环18和弹簧圈19套设在固定柱17的外部。
[0038]
固定柱17的直径小于弹簧保持孔16的直径，并延伸出弹簧保持孔16外，由于套环18和弹簧圈19套设在固定柱17的外部，因此弹簧圈19也位于弹簧保持孔16内；请参阅图6，当夹爪9的前端受到硬力时，以转轴螺杆13为旋转中心，前端向外扩张，由于弹簧圈19具有弹性，末端挤压弹簧圈19向内转动，将弹簧圈19压缩在弹簧保持孔16内，从而实现夹爪9的扩张运动。
[0039]
具体的，所述气缸12设置有气缸保持架21，气缸保持架21通过螺钉与支梁7固定连接。
[0040]
具体的，所述夹爪9的前端设有夹体胶头20，既可防止夹伤钢板的表面又可增强夹爪的防滑力，在放开钢板后有助于弹簧圈19的弹力回位。
[0041]
基于以上实施例，所述下模具4的折弯位置向下凹陷形成直角凹槽，所述上模具5设置有与直角凹槽匹配的直角边，将钢板放置在下模具4的折弯位置处，上模具5在折弯机上梁3的作用下向下运动，使钢板折弯成90
°
。
[0042]
基于以上实施例，所述真空吸盘组6包括支臂22、连接板15及多个吸盘10，所述吸盘10通过支臂22固定在连接板15上，连接板15通过螺钉与支梁7固定连接。
[0043]
一种窄状钢板的加工方法，所述方法包括：
[0044]
s1：采用真空吸盘组6将钢板的第一折弯点置于下模具4的折弯位置，完成上料；
[0045]
s2：折弯机上梁3带动上模具5向下运动对钢板进行一次折弯，在折弯过程中，真空吸盘组6松开钢板；
[0046]
s3：采用夹持组件8夹取一次折弯后的钢板，并将钢板的第二折弯点置于下模具4
的折弯位置；
[0047]
s4：上模具5与钢板接触时产生一簇使夹持组件8变形的硬力，利用缓冲装置11消除所述硬力后，上模具5继续向下运动对钢板进行二次折弯，在折弯过程中，夹持组件8松开钢板；
[0048]
s5：重复步骤s3和s4对钢板进行多次折弯后，真空吸盘组6将钢板移走归位，完成下料。
[0049]
基于以上实施例，在所述步骤s3中：机械手1翻转使夹持组件8位于钢板附近，请参阅图5，伸缩杆14带动夹爪9向外移动，留出足够的空间夹持钢板，并将钢板翻面使第二折弯点置于下模具4的折弯位置。
[0050]
基于以上实施例，所述步骤s4具体包括：
[0051]
s41：所述硬力通过钢板传导至夹持组件8，使夹爪9向外扩张变形；
[0052]
s42：夹爪9以转轴螺杆13为旋转中心，夹爪9的前端向外转动，末端向内转动做扩张运动，以消除硬力带来的形变。
[0053]
本实施例中，当夹持组件8将钢板置于下模具4上时，钢板与下模具4的上表面存在一定的角度偏差，请参阅图7，当上模具5向下压制钢板时，首先需要将钢板按压至与下模具4的上表面平行，硬力在按压过程中产生，在没有安装缓冲装置11、套环18和弹簧圈19的情况下，硬力强行使夹爪9向外扩张变形，易损坏气缸12和夹爪9等器件。
[0054]
本发明通过真空吸盘组和夹持组件的配合使用，由真空吸盘组将钢板夹取至下模具的折弯位置，完成首步尺寸定位和折弯，再由夹持组件抓取钢板进行翻转和换位，进行多次折弯，达到设定标准后再由真空吸盘组下料，有效的解决了加工窄状钢板时所遇到的抓取问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0055]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。