冲压上料四轴机器人的制作方法

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种成本低、重量轻的冲压上料四轴机器人。

背景技术：

在工业生产中，经常需要完成工件上料的动作，以将工件上料至冲压等需要加工的工位处。随着自动化技术的发展，为了获得较高的上料效率，工件的上料通常由手臂式机器人完成。该手臂式机器人上料时，需要通过枢转动作、升降动作完成上料。因此，面临机器人的结构简化、低成本、重量轻的实际需求，有必要提出进一步地解决方案。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种冲压上料四轴机器人，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种冲压上料四轴机器人，其包括：底座、第一机械臂、第二机械臂、导柱式升降机构、抓手、抓手四轴驱动机构；

所述第一机械臂的一端与所述底座枢转连接，并相对所述底座以第一轴为转轴枢转运动，所述第一机械臂另一端与所述导柱式升降机构的下端枢转连接，所述导柱式升降机构相对所述第一机械臂以第二轴为转轴枢转运动；

所述导柱式升降机构的上端与所述第二机械臂的一端固定连接，所述导柱式升降机构带动所述第二机械臂及其上的抓手沿第三轴进行升降运动，所述导柱式升降机构包括：三轴中板、三轴导柱、三轴丝杆、三轴电机、三轴同步轮机构、三轴电机固定板、外罩体、；

所述三轴电机通过所述三轴同步轮机构与所述三轴丝杆传动连接，且所述三轴同步轮机构及三轴丝杆由所述三轴电机固定板所固定，所述三轴丝杆伸入所述外罩体中，并带动整个外罩体及其上第二机械臂沿第三轴进行升降，所述三轴导柱为三根，三根三轴导柱位于所述外罩体中，并分布于一三角形的三个顶点位置，任一所述三轴导柱的上端固定于所述外罩体中的三轴中板上，下端固定于所述三轴电机固定板上；

所述抓手枢转连接于所述第二机械臂的另一端，所述抓手四轴驱动机构位于所述导柱式升降机构中上部，其沿第四轴输出驱动力，并带动所述抓手进行枢转运动。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述冲压上料四轴机器人还包括：一轴电机、一轴减速机、一臂固定抱箍，所述一轴电机收容于所述底座中，且所述一轴电机通过所述一轴减速机与所述第一机械臂的一端固定连接，所述第一机械臂的一端通过所述一臂固定抱箍与所述一轴减速机相连接。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述冲压上料四轴机器人还包括：二轴减速机、二轴电机、二轴减速机固定套筒；

所述第一机械臂的另一端与所述二轴减速机固定套筒相连接，所述二轴减速机固定套筒中空设置，所述二轴电机收容于所述二轴减速机固定套筒中，且所述二轴电机的电机轴通过所述二轴减速机与所述导柱式升降机构的底部枢转连接。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述三轴同步轮机构包括：分别套装于所述第二三轴电机的电机轴和三轴丝杆上的同步轮以及联动两个同步轮的传动带。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述导柱式升降机构还包括：三轴二臂固定板和三轴底板，所述外罩体的上端开口由三轴二臂固定板所封闭，下端开口由三轴底板所封闭，所述三轴丝杆贯穿所述三轴底板伸入所述外罩体中，并与所述三轴底板形成螺纹配合关系。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述导柱式升降机构还包括：三轴同步轮罩，所述三轴同步轮罩的下端封闭设置，上端开口由所述三轴电机固定板所封闭，所述三轴同步轮机构收容安装于所述三轴同步轮罩中。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述三轴底板与三轴导柱之间还设置有所述直线轴承。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，任一所述三轴导柱的上端通过所述导柱固定座固定于所述三轴中板上，下端通过所述导柱固定座固定于所述三轴电机固定板上。

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述抓手四轴驱动机构包括：三轴减速机、四轴减速机、四轴同步轮机构、四轴销轴、四轴轴承固定座；

所述三轴减速机位于所述外罩体中，并贯穿所述三轴中板与所述四轴减速机传动连接，所述四轴减速机自所述外罩体伸出并伸入所述第二机械臂中，并通过所述四轴同步轮机构与连接于所述抓手上的所述四轴销轴传动连接，所述四轴销轴的两端分别通过所述四轴轴承固定座固定于所述第二机械臂另一端的上下表面

作为本发明的冲压上料四轴机器人的改进，所述抓手包括：固定型材、连接于所述固定型材上的吸盘固定板以及滑动连接于所述吸盘固定板上的多个吸盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的冲压上料四轴机器人通过将导柱式升降机构设计于冲压上料四轴机器人的中部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻冲压上料四轴机器人的整体重量。同时，本发明的冲压上料四轴机器人的第二轴、第三轴、第四轴一体化设置在导柱式升降机构处，有利于提高机器人运动的效率，并减小机器人的体积。此外，本发明的冲压上料四轴机器人通过导柱式升降机构完成抓手的升降运动，其采用独特三导柱定位导向轻量化钢结构上下直线运动，稳定在移动过程中的精确运动轨迹，优点在于结构独特紧凑一体化，强度高，标准化元器件便于制造，成本底，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的冲压上料四轴机器人的一实施例的立体示意图；

图2为图1中冲压上料四轴机器人的俯视图；

图3为图2中a-a方向的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种冲压上料四轴机器人，其可适用于待冲压板材的周转、上料等，本发明的冲压上料四轴机器人将导柱式升降机构设计于冲压上料四轴机器人的中部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻冲压上料四轴机器人的整体重量。

如图1-3所示，本发明一实施例的冲压上料四轴机器人包括：底座1、一轴电机2、一轴减速机3、一臂固定抱箍4、第一机械臂5、二轴减速机固定套筒26、二轴电机25、二轴减速机24、导柱式升降机构27、第二机械臂10、抓手6、抓手四轴驱动机构。

所述底座1中空设置，所述一轴电机2收容于所述底座1中，且所述一轴电机2通过所述一轴减速机3与所述第一机械臂5的一端固定连接。所述第一机械臂5的一端通过所述一臂固定抱箍4与所述一轴减速机3相连接。所述一臂固定抱箍包括上下两部分，上下两部分扣合在一起将所述第一机械臂5的一端与所述一轴减速机3连接固定。如此，所述第一机械臂5可在所述一轴电机2的带动下围绕第一轴进行旋转。

所述第一机械臂5的另一端与所述二轴减速机固定套筒26相连接，所述二轴减速机固定套筒26中空设置，所述二轴电机25收容于所述二轴减速机固定套筒26中，且所述二轴电机25的电机轴通过所述二轴减速机24与所述导柱式升降机构27的底部枢转连接，以带动所述导柱式升降机构27围绕第二轴进行旋转。

所述导柱式升降机构27用于实现第二机械臂10及与其相连接的抓手6沿第三轴进行升降，其具有结构独特紧凑一体化，强度高，标准化元器件便于制造，成本底，使用寿命长的优点。

具体地，所述导柱式升降机构27包括：三轴二臂固定板12、导柱固定座13、三轴中板14、直线轴承16、三轴导柱17、三轴底板18、三轴丝杆19、三轴电机固定板20、三轴电机21、三轴同步轮罩22、三轴同步轮机构23、外罩体28。

所述三轴同步轮罩22位于所述外罩体28下方，所述外罩体28的上端开口由三轴二臂固定板12所封闭，下端开口由三轴底板18所封闭。所述三轴同步轮罩22的下端封闭设置，上端开口由所述三轴电机固定板20所封闭，所述第二机械臂10的一端连接于所述三轴二臂固定板12上。

所述三轴电机21通过所述三轴同步轮机构23与所述三轴丝杆19传动连接。其中，所述三轴同步轮机构23包括：分别套装于所述三轴电机21的电机轴和三轴丝杆19上的同步轮以及联动两个同步轮的传动带。从而，当三轴电机21工作时，可带动三轴丝杆19进行同步运动。所述三轴同步轮机构23及三轴丝杆19由三轴电机固定板20所固定，所述三轴同步轮机构23收容安装于所述三轴同步轮罩22中，所述三轴丝杆19贯穿所述三轴底板18伸入所述外罩体28中，并与所述三轴底板18形成螺纹配合关系，其上端固定连接至所述外罩体28中的三轴中板14上。

从而，当三轴电机21工作时，其通过所述三轴同步轮机带动三轴丝杆19进行同步运动，所述三轴丝杆19进一步通过三轴底板18带动整个外罩体28及其上三轴二臂固定板12进行升降，进而实现带动第二机械臂10及与其相连接的抓手6沿第三轴进行升降。

平行于第三轴设置的三轴导柱17用于提高导柱式升降机构27运动的稳定性，本实施例中，所述三轴导柱17为多根，三根三轴导柱17分布于一三角形的三个顶点位置。在其他实施例中，所述三轴导柱17也可以设置为其他合适的数量。当三轴导柱17为三根时，任一所述三轴导柱17的上端通过所述导柱固定座13固定于所述三轴中板14上，下端通过所述导柱固定座13固定于所述三轴电机固定板20上。从而，在三轴丝杆19的驱动下，外罩体28及其上三轴二臂固定板12和三轴底板18可沿所述三轴导柱17进行运动。此外，为了方便沿所述三轴导柱17进行升降运动，所述三轴底板18与三轴导柱17之间还设置有所述直线轴承16。

所述抓手四轴驱动机构用于实现导柱式升降机构27的上端沿第四轴驱动抓手6枢转的目的，此时，所述抓手9枢转连接于所述第二机械臂10的另一端，所述抓手四轴驱动机构位于所述导柱式升降机构27中上部，其沿第四轴输出驱动力，并带动所述抓手6进行枢转运动。

具体地，所述抓手四轴驱动机构包括：三轴减速机15、四轴减速机11、四轴同步轮机构9、四轴销轴7、四轴轴承固定座8。

其中，所述三轴减速机15位于所述外罩体28中，并贯穿所述三轴中板14与所述四轴减速机传动连接，所述四轴减速机进一步自所述三轴二臂固定板12伸出并伸入所述第二机械臂10中，并通过所述四轴同步轮机构9与连接于所述抓手6上的所述四轴销轴7传动连接。其中，所述四轴销轴7的两端分别通过所述四轴轴承固定座8固定于所述第二机械臂10另一端的上下表面。所述四轴同步轮机构9包括：分别套装于所述四轴减速机11的输出轴和四轴销轴7上的同步轮以及联动两个同步轮的传动带。从而，当三轴减速机15、四轴减速机11工作时，可带动抓手6沿第四轴进行枢转运动。

所述抓手6用于抓取板材类的工件，其包括：固定型材61、连接于所述固定型材61上的吸盘固定板62以及滑动连接于所述吸盘固定板62上的多个吸盘63。

所述固定型材61连接于所述四轴销轴7上。所述吸盘固定板62为多个，多个吸盘固定板62左右对称地连接于所述固定型材61的两侧，任一个吸盘固定板62上连接有至少一个所述吸盘63，且所述吸盘63朝下设置。为了实现所述吸盘63与吸盘固定板62之间的滑动连接，所述吸盘固定板62上设置有沿长度方向设置的滑轨，所述吸盘63上设置有沿所述滑轨滑动设置的滑块结构。

本发明实施例的冲压上料四轴机器人将工件上料至冲压位置时，当第一机械臂运动过程中，第二机械臂及抓手也同时联动完成移动定位，当抓手进入模具定位位置后，启动导柱式升降机构，第二机械臂及与其相连接的抓手向下运动，将由吸盘吸取的零件放入模具的定位位置后，吸盘松开吸气零件放在模具定位位置。第二机械臂及与其相连接的抓手再向上运动至指定位置后，第一、第二同时运动离开模具后进入下一个工位，实现重复连续工作。

综上所述，本发明的冲压上料四轴机器人通过将导柱式升降机构设计于冲压上料四轴机器人的中部位置，有利于降低成本，并简化整体的结构，减轻冲压上料四轴机器人的整体重量。同时，本发明的冲压上料四轴机器人的第二轴、第三轴、第四轴一体化设置在导柱式升降机构处，有利于提高机器人运动的效率，并减小机器人的体积。此外，本发明的冲压上料四轴机器人通过导柱式升降机构完成抓手的升降运动，其采用独特三导柱定位导向轻量化钢结构上下直线运动，稳定在移动过程中的精确运动轨迹，优点在于结构独特紧凑一体化，强度高，标准化元器件便于制造，成本底，使用寿命长。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。