一种用于转子冲片再加工的冲床机械手的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种用于转子冲片再加工的冲床机械手，尤其涉及到一种使用双吸盘 吸取原料、使用判定装置对进料数量进行判定的冲床机械手。
【背景技术】
[0002] 冲床是冲压加工必备的工艺装备，是目前电机定转子加工必需的机械。国内现有 的冲压工厂，特别是中小企业内仍然是一人一机单独生产。这种方式效率低下，危险系数 高。现有的一些机械手不能实现连续性工作，压力机75%以上的时间处于空转状态。
[0003] 在冲床对电机定转子硅钢片加工的过程中，通常定子硅钢片被冲床一次性冲制完 成，而转子则需要进行再加工。如图1所示为首次加工后转子硅钢片需切除部分示意图，其 中转轴孔27为首次加工时就切除的部分，花边28和聚铝孔29则为在二次加工时需要切除 的部分。再加工的转子硅钢片废料较小，切除后可通过冲床本身震动自然滑落，因此不需要 设计废料移除装置。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于转子冲片再加工的冲床机械手，克服目前市场上 转子冲片再加工机械手停顿多，无法对进料进行数量判定的缺点。实现了冲床连续工作不 停顿，并可对进料数量进行精准判定，对不符合规定的原料直接剔除的优点。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：一种用于转子冲片再加工的冲床机械手，主要包括 传动装置、送料装置、判定装置、参数调节模块和控制系统；其特征在于：其特征在于：传动 装置将冲床自身的动力传输至机械手，驱动机械手左右运动；送料装置包括永磁吸盘和电 磁吸盘，永磁吸盘和电磁吸盘分别位于传动杆和送料杆上面，二者相互配合将待加工料送 入模具；判定装置对单次进料的数量进行判定，并在控制系统的配合下控制冲床的运行，保 护模具；参数调节模块对机械手运行时的各种参数予以调节，使用滑动变阻器调节运行时 的参数。
[0006] 本发明所述传动装置，其结构特点为：冲床滑块连接主转动轴和模具上半块，刹车 轮位于主转动轴左端，传动杆连接于刹车轮上，永磁吸盘位于传动杆的一个分支上，永磁吸 盘同传动杆的分支并未完全固定，而是上下有一定的活动范围，主转动轴转动时，带动滑块 及模具上下运动，同时传动杆、永磁吸盘也随之上下运动，传动杆驱动变速齿轮顺时针或逆 时针旋转，变速齿轮驱动进料杆左右移动；托盘一端通过螺丝套在丝杠上面，另一端被固 定柱固定不能左右移动，但可上下移动，丝杠的底部同电机相连，电机正反转可驱动丝杠旋 转，由于托盘另一端被固定住，故而丝杠旋转时托盘不能随之旋转，进而托盘可随电机的正 反转而上下移动。
[0007] 本发明所述判定装置，判定单次进料的数量，主要包括单片机、真有效值转换电路 及一 C型铁氧体磁芯，单片机通过将检测线圈的输出值同标准值进行比较判定单次进料的 数量，并决定下一步的动作。
[0008] 本发明所述参数调节模块，调节判定部分中的判定标准值，以及机械手驱动电机 的正转时长。
[0009] 本发明所述控制系统，控制冲床及机械手驱动电机的运行与停止，包括单片机、接 近开关、中间继电器、电磁继电器、电磁衔铁、电机部件；电磁吸盘的通断电、冲床的运行，电 机的正反转及正反转时长均由控制系统控制。
[0010] 本发明所述通过永磁吸盘和电磁吸盘的配合吸取待加工冲片。
[0011] 本发明采用冲床直接驱动的方式，保证了机械手同模具的运行严格同步，并且采 用C型电磁铁进行判定，可精确的判断出进料的数量，进而决定继续工作或者停止工作。对 于判定标准及电机正转工作时间，采用滑动变阻器来调节，操作简单，普通工人通过短时培 训即可掌握操作机械手的方式。
[0012] 本发明的优点是：该系统可在冲床不间歇工作的条件下实现对转子硅钢片的再加 工，具备高效、安全、成品率高的特点。
【附图说明】
[0013] 图1首次加工后转子硅钢片需切除部分示意图。
[0014] 图2自动进料系统的机械装置示意图。
[0015] 图3冲床内部结构简图及电磁吸盘吸料示意图。
[0016] 图4冲床内部结构fg]图及进料杆进料不意图。
[0017] 图5电磁吸盘驱动电路控制原理图。
[0018] 图6进料判定C型磁芯。
[0019] 图7 ATmegal6的接口示意图。
[0020] 图8电机及电磁衔铁电气控制原理图。
[0021] 表1不同激励频率、不同硅钢片层数与感应电压的值。
[0022] 在图中，1.电磁衔铁，2.刹车轮，3.离合器，4.传动杆，5.定位轴承，6.变速齿 轮，7.永磁吸盘，8.上限位接近开关S3,9.下限位接近开关S4,10.托盘，11.电机，12.丝 杠，13.送料杆，14.电磁吸盘，15.滑块，16.模具，17.定位器，18.固定柱，19.主转动轴， 20.检测磁芯，21.托盘，22.待加工硅钢片，23.定位铁块，24.上电接近开关S1，25.检 测用接近开关S5，26.断电接近开关S2, 27、花边，28、转轴孔，29、聚铝孔。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合各附图及具体实例对本发明进行详细说明。
[0024] 本发明所述的传动装置如图2所示，各部分连接图如图3-图4所示：冲床滑块15 连接主转动轴19和模具16上半块，刹车轮2位于主转动轴19左端，传动杆4连接于刹车 轮2上，永磁吸盘位于传动杆4的一个分支上，永磁吸盘7同传动杆4的分支并未完全固定， 而是上下有一定的活动范围，如图3和图4所示，主转动轴19转动时，带动滑块15及模具 6上下运动，同时传动杆4、永磁吸盘7也随之上下运动，传动杆4驱动变速齿轮6顺时针或 逆时针旋转，变速齿轮6驱动进料杆13左右移动；托盘10 -端通过螺丝套在丝杠12上面， 另一端被固定柱18固定不能左右移动，但可上下移动，丝杜12的底部同电机11相连，电机 11正反转可驱动丝杠12旋转，由于托盘10另一端被固定住，故而丝杠12旋转时托盘21不 能随之旋转，进而托盘21可随电机的正反转而上下移动。
[0025] 判定装置的主要功能是判定单次进料的数量，主要包括单片机、真有效值转换电 路及一 C型铁氧体磁芯，磁芯形状如图6所示，单片机通过将检测线圈的输出值同标准值进 行比较判定单次进料的数量，并决定下一步的动作。
[0026] 参数调节模块的主要功能是调节判定部分中的判定标准值，以及机械手驱动电机 的正转时长。
[0027] 控制系统的主要功能是控制冲床及机械手驱动电机的运行与停止，包括单片机、 接近开关、中间继电器、电磁继电器、电磁衔铁、电机等部件；电磁吸盘的通断电、冲床的运 行，电机的正反转及正反转时长均由控制部分控制。
[0028] 冲床工作过程中，电磁衔铁1每吸合离合器一次，冲床冲压一次，人工操作的冲 床，大都是在原料放入模具后才冲压一次，期间冲床一直处于空转状态，在部分安装机械手 的冲床上，由于送料较慢，也会出现冲床空转的现象。且部分冲床由于机械手和冲床运动的 不协调，甚至会出现模具冲压机械手的严重事故。由于硅钢片表面比较光滑，上下两片较容 易粘连到一起，当两片甚至多片硅钢片被一次性送入模具冲压时，极易损坏模具，进而大大 降低工作效率。
[0029] 冲床及机械手运行过程中主要包括一下几个步骤： 1、进料过程 冲床及机械手运行包括以下两个步骤： (1)如图3所示，当滑块15向下运动时，刹车轮2驱动传动杆4向上运动，变速齿轮6 顺时针旋转，送料杆13向左移动。当滑块15到达最下方同模具16下半块咬合时，送料杆 13到达最左端，电磁吸盘14位于托盘21正上方，永磁吸盘7下部同电磁吸盘14下部高度 相同，电磁吸盘14通电并从永磁吸盘7处接过硅钢片；（2)如图4所示，当滑块15向上运 动时，刹车轮2驱动传动杆4向下运动，变速齿轮6逆时针旋转，送料杆13向右移动，当滑 块15到达最上方时，送料杆13到达最左端，电磁吸盘14位于模具16正中央上方，同时电 磁吸盘14断电，放下硅钢片。
[0030] 模具中央有定位器17,硅钢片放下时中央的转轴孔可套在定位器17上，防止硅钢 片错位。
[0031] 永磁吸盘同电磁吸盘配合吸料的过程如下： 1)滑块上升时，永磁吸盘7随传动杆下降，当永磁吸盘7接触到托盘21上的待加工料 后即不再下降(如图4所示)。
[0032] 2)滑块下降时，永磁吸盘7随传动杆上升，当滑块15下降到最低处时，永磁吸盘7 上升到最高处，此时电磁吸盘14位于托盘21正上方，电磁吸盘14的下端面同永磁吸盘7 的下端面平齐，电磁吸盘14通电。由于电磁吸盘14吸力较大，可直接将永磁吸盘7下的硅 钢片吸引随电磁吸盘14移动。
[0033] 若只用电磁吸盘14,则电机11必须时时旋转以保证托盘21上的硅钢片处于电磁 吸盘14的吸力范围内，这就使得电机11的控制必须非常精确，大大增加了工程的造价；且 吸力较大的电磁吸盘14容易单次吸引多张硅钢片，会对模具15造成很大的损伤。使用可 上下移动且吸力较小的永磁吸盘7即可以使吸料的行程增大，又大大降低了单次吸引多张 硅钢片的概率。
[0034] 电磁吸盘上电断电控制方法： 本发明中的金属传感器使用三线常开型接近开关，当接近开关顶部附近有金属时，接 近开关输出高电平，反之输出低电平。由于接近开关的带载能力非常弱，仅能输出几毫安的 电流，因此需要使用放大器对其输出的电平进行放大。图5中的ULN2004即时一种内阻达 林顿晶体管，输入内阻R为10. 5kQ，输入电流不到〇. 5mA，当输入端为高电平时，其输出端 可流过500mA的电流，完全可驱动中间继电器KMl和KM2。图3中，当电磁吸盘位于最左侧 即永磁吸盘正上方时，