冲压机器人及其操作方法
【专利摘要】本发明涉及冲压机器人及其操作方法，该机器人包括底座、升降机构、进给机构、旋转机构和摆臂，进给机构包括机罩、纵柱、驱动齿轮和进给电机，升降机构通过滑块对应安装于纵向滑轨，升降机构连接并驱动旋转机构竖向运动，旋转机构连接并驱动摆臂水平旋转，摆臂包括下臂以及上臂，上臂滑动连接在下臂上。利用进给机构带动升降机构、旋转机构及摆臂纵向运动，摆臂向一冲压机完成进给，利用摆臂将工件取出，实现一冲压工序，摆臂在旋转机构带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，达到反复取料操作，简化了安装结构，摆臂的上臂滑动连接在下臂上，不需要工作时，上臂和下臂可以滑动重叠，节省所占据的空间，也简化了安装结构。
【专利说明】
冲压机器人及其操作方法
技术领域
[0001]本发明涉及机器人的技术领域，尤其是冲压机器人及该冲压机器人的操作方法。
【背景技术】
[0002]目前冲压工艺广泛应用，它通过各种冲压模具冲压出不同类型的工件产品。在整个冲压过程中，除了冲压加工外，还需要将工件送入冲压模以及将工件从冲压模中取出。
[0003]冲压机器人能够代替人工在冲压过程中进行反复取料操作，避免采用人工取料发生安全事故，但是现有的冲压机器人结构复杂、体积较大，并且传动结构较为复杂，不便于安装到冲压生产线配合冲床使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供冲压机器人及其操作方法，旨在解决现有技术中，冲压机器人结构复杂、体积较大，不便于安装到冲压生产线配合冲床使用的问题。
[0005]本发明是这样实现的，冲压机器人，包括底座、升降机构、进给机构、旋转机构和摆臂，所述进给机构包括机罩、纵柱、驱动齿轮和进给电机，所述机罩包括一顶壳、二支脚箱和一底箱，二所述支脚箱竖向固定于底座，并通过底箱连接，二所述支脚箱的顶部通过顶壳连接，所述顶壳设有顶板，所述纵柱的顶面设有滑槽，所述顶板通过滑台安装于滑槽，所述纵柱的前、后面分别设有一纵向齿条及二平行的纵向滑轨，二所述支脚箱内分别沿竖向安装二进给电机，二所述进给电机分别通过RV减速器连接二驱动齿轮，二所述驱动齿轮与所述纵向齿条啮合，所述升降机构通过滑块对应安装于纵向滑轨，所述升降机构连接并驱动旋转机构竖向运动，所述旋转机构连接并驱动摆臂水平旋转，所述摆臂包括下臂以及上臂，所述上臂滑动连接在所述下臂上。
[0006]进一步地，所述旋转机构包括旋转电机和旋转轴，所述旋转电机通过带传动机构动力连接旋转轴，所述旋转轴与所述下臂的内端连接。
[0007]进一步地，所述升降机构包括上支撑座、下支撑座、升降电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆竖直设置，并与所述丝杆螺母螺纹连接，所述上支撑座、下支撑座分别安装有一升降电机，二所述升降电机位置相对，所述升降电机通过带传动机构动力连接丝杆，所述丝杆与所述下臂连接。
[0008]进一步地，所述摆臂的伸出端设有台阶状的法兰安装孔，所述法兰安装孔的顶面为法兰的定位面，所述法兰安装孔的底面为法兰的安装面。
[0009]进一步地，所述上臂的下端设有滑块，所述下臂的上端设有滑轨，且所述下臂的外端设有挡块。
[0010]进一步地，所述RV减速机包括齿轮轴、输入盘、行星轮、针齿壳、曲柄轴和输出盘，所述齿轮轴包括齿轮部、左端轴部和右端轴部，所述齿轮部设有输入齿，所述左端轴部设有输出齿，沿所述输出齿的圆周均布啮合有至少两个行星轮，所述左端轴部的轴端套设有左端轴承，所述左端轴承安装于输入盘，所述曲柄轴包括曲柄部、左轴部和右轴部，所述左轴部、右轴部设于曲柄部的两端，所述曲柄部套设有左偏心套和右偏心套，所述左偏心套、右偏心套分别套设有左摆线轮、右摆线轮，所述针齿壳的内腔设有针齿环、左内轴承和右内轴承，所述左内轴承、右内轴承设于针齿环的两端，所述左摆线轮、右摆线轮的轮缘均啮合于针齿环，所述左摆线轮、右摆线轮与所述输出盘连接，所述左内轴承、右内轴承分别套设于输出盘、输入盘并轴向固定，所述左轴部的轴端套设有左轴承，所述右轴部套设有右轴承，所述右轴部的轴端与对应的行星轮的内齿部啮合，所述左轴承、右轴承分别安装于输出盘、输入盘，所述输出盘与所述进给电机连接。
[0011]进一步地，所述输出盘的端面设有沉孔及至少三个限位柱，每个所述限位柱依次穿过左摆线轮、右摆线轮并固定，所述沉孔安装左轴承。
[0012]进一步地，所述输入盘的端面设有通孔，所述通孔安装右轴承，所述输入盘还设有中心孔，所述中心孔安装左端轴承。
[0013]本发明还提供了冲压机器人的操作方法，具体步骤如下:
步骤I.启动冲压机器人的启动按钮，进给机构通过驱动齿轮与纵向齿条的齿轮齿条传动，带动升降机构、旋转机构及摆臂纵向运动，使得摆臂向一冲压机完成进给；
步骤2.上臂在下臂上滑动伸出后，利用摆臂的上臂的法兰安装孔安装的吸盘将工件取出，实现一冲压工序；
步骤3.摆臂在旋转机构带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作；
步骤4.完成操作后，进给机构带动带动升降机构以及旋转机构复位，且上臂在下臂上滑动，直至上臂与下臂重叠复位，完成整个机器人上各个部件的复位，关闭电源。
[0014]与现有技术相比，本发明提供的冲压机器人，利用进给机构通过驱动齿轮与纵向齿条的齿轮齿条传动，带动升降机构、旋转机构及摆臂纵向运动，使得摆臂向一冲压机完成进给，并利用摆臂将工件取出，实现一冲压工序，同时摆臂在旋转机构带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作的目的，升降机构还能够驱动旋转机构及摆臂竖向运动，通过进给机构的水平运动、旋转机构的旋转运动、升降机构的竖直运动来实现冲压机器人的末端执行器沿三个方向的运动，从而简化了安装结构，适用于不同冲压数量的冲压生产线，摆臂的上臂滑动连接在下臂上，这样，不需要工作时，上臂和下臂可以滑动重叠，节省所占据的空间，也简化了安装结构。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例提供的冲压机器人的主视方向的立体图；
图2为本发明实施例提供的冲压机器人的后视方向的立体图；
图3为本发明实施例提供的冲压机器人的A处放大示意图；
图4为本发明实施例提供的RV减速机的立体示意图；
图5为本发明实施例提供的RV减速机的爆炸示意图；
图6为本发明实施例提供的RV减速机的的剖视示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
[0018]参照图1?6，为本发明提供的较佳实施例。
[0019]本实施例提供的冲压机器人，可以运用于冲压出不同类型的工件产品。
[0020]冲压机器人，包括底座10、升降机构20、进给机构30、旋转机构40和摆臂50，进给机构30包括机罩310、纵柱320、驱动齿轮和进给电机，机罩310包括一顶壳311、二支脚箱312和一底箱313，二支脚箱312竖向固定于底座10，并通过底箱313连接，二支脚箱312的顶部通过顶壳311连接，顶壳311设有顶板314，纵柱320的顶面设有滑槽321，顶板314通过滑台安装于滑槽321，纵柱320的前、后面分别设有一纵向齿条322及二平行的纵向滑轨323，二支脚箱312内分别沿竖向安装二进给电机，二进给电机分别通过RV减速器与二驱动齿轮连接，二驱动齿轮与纵向齿条322啮合，升降机构20通过滑块21对应安装于纵向滑轨323;升降机构20连接并驱动旋转机构40竖向运动，旋转机构40连接并驱动摆臂50水平旋转，该摆臂50包括下臂520以及上臂530，该上臂530滑动连接在下臂520上，这样，不需要工作时，上臂530和下臂520可以滑动重叠，节省所占据的空间。
[0021]上述的冲压机器人，利用进给机构30通过驱动齿轮与纵向齿条322的齿轮齿条传动，带动升降机构20、旋转机构40及摆臂50纵向运动，使得摆臂50向一冲压机完成进给，并利用摆臂50的法兰安装孔510安装的吸盘将工件取出，实现一冲压工序，同时摆臂50在旋转机构40带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作的目的，升降机构20还能够驱动旋转机构40及摆臂50竖向运动，通过进给机构30的水平运动、旋转机构40的旋转运动、升降机构20的竖直运动来实现冲压机器人的末端执行器(即摆臂50及吸盘)沿三个方向的运动，从而简化了安装结构，适用于不同冲压数量的冲压生产线，摆臂50的上臂530滑动连接在下臂520上，这样，不需要工作时，上臂530和下臂520可以滑动重叠，节省所占据的空间，也简化了安装结构。
[0022]在本实施例中，旋转机构40包括旋转电机410和旋转轴420，旋转电机410通过带传动机构动力连接旋转轴420，旋转轴420与下臂520的内端连接。由此，将旋转电机410的旋转运动通过带传动机构传递动力至旋转轴420的旋转运动，从而带动摆臂50旋转。升降机构20包括上支撑座220、下支撑座230、升降电机240、丝杆和丝杆螺母，丝杆竖直设置，并与丝杆螺母螺纹连接，上支撑座220、下支撑座230分别安装有一升降电机240，二升降电机240位置相对，升降电机240通过带传动机构动力连接丝杆，丝杆与下臂520连接。将升降电机240的旋转运动通过带传动机构传递动力至丝杆的旋转运动，丝杆与丝杆螺母通过螺旋传动传递动力至丝杆的直线运动，从而驱动旋转机构40及摆臂50竖向运动。
[0023]另外，摆臂50的上臂530的伸出端设有台阶状的法兰安装孔510，法兰安装孔510的顶面511为法兰的定位面，法兰安装孔510的底面512为法兰的安装面。通过法兰安装孔及法兰安装吸取工件的吸盘时，设置了法兰的安装面及定位面，保证了安装精度。
[0024]更进一步的，上臂530的下端设有滑块，下臂520的上端设有滑轨，且下臂520的外端设有挡块，防止上臂530滑动出界后掉落。
[0025]另外，进给机构30通过驱动齿轮与纵向齿条322的齿轮齿条传动，带动升降机构20、旋转机构40及摆臂50纵向运动，使得摆臂50向一冲压机完成进给，并利用摆臂50的法兰安装孔510安装的吸盘将工件取出，实现一冲压工序，同时摆臂50在旋转机构40带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作的目的，升降机构20还能够驱动旋转机构40及摆臂50竖向运动，通过进给机构30的水平运动、旋转机构40的旋转运动、升降机构20的竖直运动来实现冲压机器人的末端执行器(即摆臂50及吸盘)沿三个方向的运动，从而简化了安装结构，适用于不同冲压数量的冲压生产线。
[0026]在本实施例中，上述的RV减速机包括齿轮轴1、输入盘2、行星轮3、针齿壳4、曲柄轴5和输出盘6，齿轮轴I包括齿轮部11、左端轴部12和右端轴部13，齿轮部11设有输入齿111，左端轴部12设有输出齿121，沿输出齿121的圆周均布啮合有三个行星轮3，左端轴部12的轴端套设有左端轴承14，右端轴部13的轴端套设有右端轴承15，左端轴承14安装于输入盘2的中心孔21，右端轴承15用于安装于关节机器人，输出盘6通过垫圈7安装于进给电机连接。上述左端轴承14、右端轴承15均为滚动轴承。
[0027]曲柄轴5包括曲柄部51、左轴部52和右轴部53，左轴部52、右轴部53设于曲柄部51的两端，曲柄部51套设有左偏心套54和右偏心套55，左偏心套54、右偏心套55分别套设有左摆线轮56、右摆线轮57，针齿壳4的内腔设有针齿环41、左内轴承42和右内轴承43，左内轴承42、右内轴承43设于针齿环41的两端，左摆线轮56、右摆线轮57的轮缘均啮合于针齿环41，输出盘6端面的三个限位柱61分别依次穿过左摆线轮56、右摆线轮57并过盈配合固定。
[0028]左内轴承42、右内轴承43分别套设于输出盘6、输入盘2并轴向固定，左轴部52的轴端套设有左轴承58，右轴部53套设有右轴承59，右轴部53的轴端与对应的行星轮3的内齿部31啮合，左轴承58、右轴承59分别安装于输出盘6端面的沉孔62、输入盘2端面的通孔22。上述左内轴承42、右内轴承43、左轴承58、右轴承59均为滚动轴承。
[0029]上述RV减速机的传动原理如下:齿轮部11的输入齿111作为动力输入端，输出齿121传递动力给三个行星轮3，三个行星轮3绕着输出齿121公转的同时也沿曲柄轴5的左轴部52、右轴部53分别在左轴承58、右轴承59的内圈进行自转，并通过曲柄轴5的曲柄部51带动左偏心套54、右偏心套55及左摆线轮56、右摆线轮57作偏心运动，并且右轴部53推动右轴承59及输入盘2，使得输入盘2沿右内轴承43的内圈转动，此时左摆线轮56、右摆线轮57在针齿环41作用下自转，由于输出盘6与左摆线轮56、右摆线轮57通过三个限位柱61连接为一体，使得输出盘6沿左内轴承42的内圈转动，从而通过曲柄轴5将左摆线轮56、右摆线轮57的转动传递给输出盘6输出动力，通过将输入盘2及输出盘6嵌入针齿壳4，节省了左摆线轮56、右摆线轮57的安装空间，并缩短了齿轮轴1、行星轮3与曲柄轴5、左偏心套54、右偏心套55、左摆线轮56、右摆线轮57之间传动动力连接的轴向距离，从而简化了传动机构的安装结构，减轻了整个冲压机器人的重量。
[0030]本发明还提供了冲压机器人的操作方法，具体步骤如下:
步骤1.启动冲压机器人的启动按钮，进给机构30通过驱动齿轮与纵向齿条322的齿轮齿条传动，带动升降机构20、旋转机构40及摆臂50纵向运动，使得摆臂50向一冲压机完成进给；
步骤2.上臂530在下臂520上滑动伸出后，利用摆臂50的上臂530的法兰安装孔510安装的吸盘将工件取出，实现一冲压工序；
步骤3.摆臂50在旋转机构40带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作； 步骤4.完成操作后，进给机构30带动带动升降机构20以及旋转机构40复位，且上臂530在下臂520上滑动，直至上臂530与下臂520重叠复位，完成整个机器人上各个部件的复位，关闭电源。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.冲压机器人，其特征在于，包括底座、升降机构、进给机构、旋转机构和摆臂，所述进给机构包括机罩、纵柱、驱动齿轮和进给电机，所述机罩包括一顶壳、二支脚箱和一底箱，二所述支脚箱竖向固定于底座，并通过底箱连接，二所述支脚箱的顶部通过顶壳连接，所述顶壳设有顶板，所述纵柱的顶面设有滑槽，所述顶板通过滑台安装于滑槽，所述纵柱的前、后面分别设有一纵向齿条及二平行的纵向滑轨，二所述支脚箱内分别沿竖向安装二进给电机，二所述进给电机分别通过RV减速器连接二驱动齿轮，二所述驱动齿轮与所述纵向齿条啮合，所述升降机构通过滑块对应安装于纵向滑轨，所述升降机构连接并驱动旋转机构竖向运动，所述旋转机构连接并驱动摆臂水平旋转，所述摆臂包括下臂以及上臂，所述上臂滑动连接在所述下臂上。2.如权利要求1所述的冲压机器人，其特征在于，所述旋转机构包括旋转电机和旋转轴，所述旋转电机通过带传动机构动力连接旋转轴，所述旋转轴与所述下臂的内端连接。3.如权利要求2所述的冲压机器人，其特征在于，所述升降机构包括上支撑座、下支撑座、升降电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆竖直设置，并与所述丝杆螺母螺纹连接，所述上支撑座、下支撑座分别安装有一升降电机，二所述升降电机位置相对，所述升降电机通过带传动机构动力连接丝杆，所述丝杆与所述下臂连接。4.如权利要求3所述的冲压机器人，其特征在于，所述摆臂的伸出端设有台阶状的法兰安装孔，所述法兰安装孔的顶面为法兰的定位面，所述法兰安装孔的底面为法兰的安装面。5.如权利要求1至4任一项所述的冲压机器人，其特征在于，所述上臂的下端设有滑块，所述下臂的上端设有滑轨，且所述下臂的外端设有挡块。6.如权利要求5所述的冲压机器人，其特征在于，所述RV减速机包括齿轮轴、输入盘、行星轮、针齿壳、曲柄轴和输出盘，所述齿轮轴包括齿轮部、左端轴部和右端轴部，所述齿轮部设有输入齿，所述左端轴部设有输出齿，沿所述输出齿的圆周均布啮合有至少两个行星轮，所述左端轴部的轴端套设有左端轴承，所述左端轴承安装于输入盘，所述曲柄轴包括曲柄部、左轴部和右轴部，所述左轴部、右轴部设于曲柄部的两端，所述曲柄部套设有左偏心套和右偏心套，所述左偏心套、右偏心套分别套设有左摆线轮、右摆线轮，所述针齿壳的内腔设有针齿环、左内轴承和右内轴承，所述左内轴承、右内轴承设于针齿环的两端，所述左摆线轮、右摆线轮的轮缘均啮合于针齿环，所述左摆线轮、右摆线轮与所述输出盘连接，所述左内轴承、右内轴承分别套设于输出盘、输入盘并轴向固定，所述左轴部的轴端套设有左轴承，所述右轴部套设有右轴承，所述右轴部的轴端与对应的行星轮的内齿部啮合，所述左轴承、右轴承分别安装于输出盘、输入盘，所述输出盘与所述进给电机连接。7.如权利要求6所述的冲压机器人，其特征在于，所述输出盘的端面设有沉孔及至少三个限位柱，每个所述限位柱依次穿过左摆线轮、右摆线轮并固定，所述沉孔安装左轴承。8.如权利要求7所述的冲压机器人，其特征在于，所述输入盘的端面设有通孔，所述通孔安装右轴承，所述输入盘还设有中心孔，所述中心孔安装左端轴承。9.冲压机器人的操作方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤1.启动冲压机器人的启动按钮，进给机构通过驱动齿轮与纵向齿条的齿轮齿条传动，带动升降机构、旋转机构及摆臂纵向运动，使得摆臂向一冲压机完成进给； 步骤2.上臂在下臂上滑动伸出后，利用摆臂的上臂的法兰安装孔安装的吸盘将工件取出，实现一冲压工序； 步骤3.摆臂在旋转机构带动下水平旋转，将工件送入下一冲压机，实现下一冲压工序，达到反复取料操作； 步骤4.完成操作后，进给机构带动带动升降机构以及旋转机构复位，且上臂在下臂上滑动，直至上臂与下臂重叠复位，完成整个机器人上各个部件的复位，关闭电源。
【文档编号】B21D45/06GK105945171SQ201610386106
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】褚伟雄, 徐昕, 张洪磊, 胡光民
【申请人】广东伊雪松机器人设备有限公司