可移动上料机械手的制作方法

本实用新型属于冲压自动化技术领域，特别涉及一种可移动上料机械手。

背景技术：

一般的1000吨压力机工作台面比较大,在生产中有许多小件需要在这样的机床上压制, 由于模具较小,操作者送料与取件非常吃力,甚至需要坐在台面上才能取到压件,而且操作者坐在工作台面上，身体处于滑块运行范围内，快速运行的滑块对操作人员造成很大的不安全隐患，而且在更换模具时，移动工作台是从正面(即操作者上料的一侧)开出来，如果安装机械手会对更换模具造成影响。目前市场上没有成型的自动化产品可以直接应用于现场替代操作者，因此，本设计就是针对工作现场实际，研制的一套结构简单、操作方便的自动化机械手。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对工作现场实际情况、考虑降低成本、提高生产效率等因素，提供了一套动作和结构简单实用的可移动上料机械手，用来替代人工的操作。这里的移动方式包括更换模具时机械手与移动工作台的整体移动和拆卸后的单独移动两种。

可移动上料机械手，其特征为：它包括框架、纵向滑轨、水平滑轨箱体、水平滑轨、电气控制箱、平衡器、真空吸盘、板料检测开关、纵向传动齿条、水平传动齿条、纵向驱动电机、水平驱动电机、上升限位开关、水平限位开关、滚轮、U型连接块、万向轮、真空发生器，所述的框架采用四柱结构，顶部正中有一塔楼式框架用来支承和限制纵向滑轨，塔楼式框架两侧安装有滚轮作为纵向滑轨的滑动导向，框架在四柱的腰部位置伸出两根支臂，每个支臂前端外侧焊有两个U型连接块，U型连接块可与移动工作台的台面相连接，框架在四柱的底部位置安装有万向轮，用来移动整个机械手，所述的纵向滑轨与水平滑轨箱体连接成为 T字型整体，所述的水平滑轨安装在水平滑轨箱体内部，水平滑轨箱体内安装有滚轮,支承着水平滑轨，使其与水平滑轨箱体做水平相对运动，所述的纵向传动齿条垂直方向镶在纵向滑轨上，纵向驱动电机固定安装在框架的塔楼式框架上，纵向驱动电机的轴上带有齿轮，与镶在纵向滑轨上的纵向传动齿条相啮合，从而驱动纵向滑轨的升降运动，所述的水平驱动电机固定安装在水平滑轨箱体上面，水平驱动电机的轴上带有齿轮与镶在水平滑轨上的水平传动齿条啮合，该齿条与水平滑轨固联，驱动水平滑轨作水平方向的直线运动，水平滑轨箱体的前端安装有前进减速和前进停止两个水平限位开关，后端安装有后退减速和后退停止两个水平限位开关，所述的水平滑轨在靠近工作台的前端两侧安装真空吸盘和板料检测开关，所述的真空发生器安装在框架的左侧柱上，真空吸盘与真空发生器通过软管相连，所述的两个平衡器对称挂在框架的顶部塔楼式框架两侧，平衡器钢丝绳下端的吊钩与水平滑轨箱体的两端相连，吊住水平滑轨箱体，用来抵消全部运动部件的自重，这样电机所承受的载荷就可以降到最小，所述的上升限位开关安装在纵向滑轨上面，所述的电气控制箱安装在框架的右上角位置，该位置距机床电源最近，并与机床控制面板处于同侧，便于操作者的操作，电源用四芯电缆配装防爆航空插座和插头与机床电源以插拔方式相连，另一端接在电气控制箱的输入端，电气控制箱用电缆分别与纵向驱动电机、水平驱动电机、上升限位开关、水平限位开关、板料检测开关、真空发生器电连接，所述的电气控制箱内包括：PLC编程器、变频器、继电器、控制按钮盘，PLC编程器、变频器、继电器三个模块安装在电气控制箱的箱体内，控制按钮盘安装电气控制箱的柜门上面，控制按钮盘包括：手自动转换按钮、手动上升按钮、手动下降按钮、手动前进按钮、手动后退按钮、自动运行按钮、急停按钮，控制按钮盘上面的控制按钮电连接到PLC输入端，PLC输出端电连接到继电器，再由继电器电连接到变频器， PLC的输出信号通过继电器传送给变频器，所述的水平限位开关包括：前进减速开关、前进停止开关、后退减速开关、后退停止开关，各个开关与PLC编程器各功能输入端电连接。

进一步的万向轮有丝杠机构可以人工调节高低。

进一步的滚轮采用聚氨酯材料制成。

进一步的纵向驱动电机、水平驱动电机为1.5KW变频电机,变频器型号为安川J1000,PLC 编程器为欧姆龙CP1L-E型编程器。

进一步的纵向滑轨、水平滑轨和水平滑轨箱体采用铝合金型材制作。

进一步的框架是用40X60和80X80的矩形方管焊接制作。

进一步的框架中部的每个支臂前端外侧各焊有两个U型连接块，U型连接块可用M24的螺栓与工作台面相连接。

本实用新型具有结构新颖独特、简洁实用、操作简便的特点。

附图说明

图1为本实用新型的轴侧结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施方案进行详细描述：

根据图1所示的可移动上料机械手，其特征为：它包括框架1、纵向滑轨2、水平滑轨箱体3、水平滑轨4、电气控制箱5、平衡器10、真空吸盘11、板料检测开关12、纵向传动齿条13-1、水平传动齿条13-2、纵向驱动电机14、水平驱动电机15、上升限位开关16、水平限位开关17、滚轮18、U型连接块19、万向轮20、真空发生器21，所述的框架1为四柱结构，顶部正中有一塔楼式框架,用来支承和限制纵向滑轨2，塔楼式框架两侧安装有滚轮18 作为纵向滑轨2的滑动导向，框架1在四柱的腰部位置伸出两根支臂，每个支臂前端外侧各焊接有两个U型连接块19，U型连接块19可用M24的螺栓与移动工作台的台面安装在一起，框架1在四柱的底部位置安装有四个万向轮20，用来移动整个机械手，所述的纵向滑轨2与水平滑轨箱体3连接成为T字型整体，水平滑轨4安装在水平滑轨箱体3内，水平滑轨箱体 3内部两侧安装有滚轮18,支承着水平滑轨4，使其与水平滑轨箱体3做水平方向的相对运动，纵向传动齿条13-1垂直方向镶在纵向滑轨2上，纵向驱动电机14固定安装在框架1的塔楼式框架上，纵向驱动电机14的轴上带有齿轮，与镶在纵向滑轨2上的纵向传动齿条13-1 相啮合，从而驱动纵向滑轨2的升降运动，水平驱动电机15固定安装在水平滑轨箱体3上面，水平驱动电机15的轴上带有齿轮与镶在水平滑轨4上的水平传动齿条13-2啮合，该齿条与水平滑轨4固联，驱动水平滑轨4作水平方向的直线运动，水平滑轨4在靠近工作台的前端两侧安装真空吸盘11和板料检测开关12，真空发生器21安装在框架1的左侧柱上，该位置距机床气源点最近，通过软管与气源点相连，真空吸盘11与真空发生器21通过软管相连，两个平衡器10对称挂在框架1的顶部塔楼式框架两侧，平衡器10钢丝绳下端的吊钩与水平滑轨箱体3的两端相连，吊住水平滑轨箱体3，用来抵消全部运动部件的自重，这样电机所承受的载荷就可以降到最小，所述的上升限位开关16安装在纵向滑轨2上,四个限位开关17 分别安装在水平滑轨箱体3侧面的前后两端，即水平滑轨箱体3的前端安装有前进减速和前进停止两个水平限位开关17，后端安装有后退减速和后退停止两个水平限位开关17，所述的电气控制箱5安装在框架1的右上角位置，该位置距机床电源最近，并与机床控制面板处于同侧，便于操作者的操作，电源用四芯电缆配装防爆航空插座和插头与机床电源以插拔方式相连，另一端接在电气控制箱5的输入端，电气控制箱5用电缆分别与纵向驱动电机14、水平驱动电机15、上升限位开关16、水平限位开关17、板料检测开关12、真空发生器21电连接，电气控制箱5内包括：PLC编程器6、变频器7、继电器8、控制按钮盘9，PLC编程器6、变频器7、继电器8三个模块安装在电气控制箱5的箱体内，控制按钮盘9安装电气控制箱5 的柜门上面，控制按钮盘9上面的控制按钮电连接到PLC编程器6的输入端，PLC编程器6 的输出端电连接到继电器8，再由继电器8电连接到变频器7，PLC编程器6的输出信号通过继电器8传送给变频器7，所述的水平限位开关17包括：前进减速开关、前进停止开关、后退减速开关、后退停止开关，各个开关与PLC编程器6各功能端电连接，所述的控制按钮盘 9包括：手自动转换按钮、手动上升按钮、手动下降按钮、手动前进按钮、手动后退按钮、自动运行按钮、急停按钮，各个按钮与PLC编程器6各功能端电连接。

进一步的万向轮20的高矮设计有丝杠机构可以人工调节。

进一步的滚轮18采用聚氨酯材料制成，本实用新型滑道采用聚氨酯材料的滚轮式，相比直线轨道成本低廉，作为推广使用时可以采用更精密的传动方式。

进一步的纵向驱动电机14、水平驱动电机15为1.5KW变频电机,变频器7型号为安川 J1000,PLC编程器6为欧姆龙CP1L-E型编程器。

进一步的纵向滑轨2、水平滑轨4及水平滑轨箱体3体采用铝合金型材制作。

进一步的框架1是用40X60和80X80的矩形方管焊接制作。

进一步的框架1中部的每个支臂前端外侧各焊有两个U型连接块19，U型连接块19可用M24的螺栓与工作台面相连接。

本实用新型可移动上料机械手设计有手动和自动两种模式，调试时将旋钮旋转到手动模式，连续工作时旋钮旋转到到自动模式；工作时，按钮及各个检测开关的输入信号首先传送给PLC编程器6，PLC编程器6处理信号后输出给继电器8再输送给变频器7，变频器7把信号发送给纵向驱动电机14和水平驱动电机15，控制电机的起停和快慢速等运动方式来驱动纵向滑轨2和水平滑轨4的运动。

具体如下：

1、手动模式：

将手自动转换按钮旋转至手动模式，PLC编程器6的手动输入点得电，此时工作状态为点动模式，按下按钮得到相应的运动，松开按钮即停止运动。在此模式下：

手动上升：按手动上升按钮，PLC编程器6的上升输入点得电，经过PLC编程器6扫描， PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、上升两个信号，变频器7驱动机械手纵向升降电机14做上升运动；当上升到限位开关16检测到信号后，上升到达到极限位置，停止上升。

手动下降：按手动下降按钮，PLC编程器6下降输入点得电，经过PLC编程器6扫描， PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、下降两个信号，变频器7驱动机械手纵向升降电机14做下降运动，升降电机下降，当检测开关12检测到信号后，下降到达极限位置，停止下降。

手动前进：按前进按钮，PLC编程器6前进输入点得电，经过PLC编程器6扫描，PLC 编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、前进两个信号，变频器7驱动机械手水平驱动电机15做前进运动，当前进到停止开关检测到信号后，前进到达极限位置，停止前进。

手动后退：按后退按钮，PLC编程器6后退输入点得电，经过PLC编程器6扫描，PLC 编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、后退两个信号，变频器7驱动机械手水平驱动电机15做后退运动，当后退停止开关检测到信号，后退到达极限位置，停止后退。

2、自动模式：在手动模式状态下将机械手调整至后退原位(即后退的极限位置)，此位置为初始位置，然后将手自动转换旋钮旋转至自动模式，PLC编程器6自动输入点得电，进入自动模式。

此时，PLC编程器6自动运行输入点得电，经过PLC编程器6扫描，PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、下降两个信号，变频器7驱动机械手升降电机14下降，直至下降到位，检测开关12检测到信号，停止下降；下降到位后PLC编程器6取件输出点得电，真空发生器21得电，真空吸盘11吸气取料，吸取板料完成后，PLC编程器6经由继电器8 给变频器7输出使能、上升两个信号，变频器7驱动机械手升降电机14上升，直至上升到位，检测开关16检测到信号，停止上升，进入等待状态；

当接收到机床凸轮开关讯号或按下自动运行按钮，PLC编程器(6)经由继电器8给变频器7输出使能、前进两个信号，变频器驱动机械手的水平驱动电机15前进，当前进到减速开关位置时，减速开关检测到信号后，减速慢行，继续前进直到停止开关位置，停止开关检测到信号后，停止前进；前进到位后PLC编程器6放件输出点得电，真空发生器断电，真空吸盘吹气，板料落下；板料落下后PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、后退两个信号，变频器7驱动机械手水平驱动电机15后退，当后退到位检速开关检测到信号，减速慢行，继续后退直到停止开关检测到信号，停止后退。

水平方向后退运动停止后，PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、下降两个信号，变频器7驱动机械手升降电机14下降，直至下降到位检测开关12检测到信号，停止下降；下降到位后PLC编程器6取件输出点得电，真空发生器21得电，真空吸盘11吸气取料，吸取板料完成后，PLC编程器6经由继电器8给变频器7输出使能、上升两个信号，变频器7驱动机械手升降电机14上升，直至上升到位，检测开关16检测到信号，停止上升，进入等待状态；进入下一个循环工作。

本实用新型有水平(Y轴)和垂直(Z轴)两个方向的运动，垂直方向运动的下行运动行程，可随着料垛厚度的改变而自动进行检测和调节，当检测开关检测到板料后，纵向驱动电机停止，如果料垛变薄，则继续下降直到检测到板料才停止、真空吸盘取料；水平方向行程的大小可以通过向前或向后调节限位开关17的位置进行调节。

本实用新型根据机床的特征设计为与机床的移动工作台面相连接，并作为一个整体开进开出，这样既能实现自动化生产，同时与这种压力机床的换模方式相匹配。

本实用新型同样适用于其它同类型相似压力机,可以推广使用，并且不仅限于压力机的上料，同样可在取料一侧应用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，包括传动方式、驱动方式和限位方式等方面，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。