冲压装置及其机械手的制作方法

本发明涉及冲压技术领域，更具体地，涉及一种冲压装置及其机械手。

背景技术：

现代化机械生产中，通过机械手对冲床的冲压件上下料是冲压加工中的趋势，传统的机械手主要有两大类，一类是旋转移动式，另一类是多自由度关节式。旋转移动式机械手的各旋转轴和移动轴均采用大功率伺服电机驱动，整台机械手结构较大，不仅设备笨重，还需在宽敞的场所才能适用，空间利用率不高。而多自由度关节式机械手精度要求极高，制造难度大，加工工艺繁杂，造价昂贵，不能普及。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种冲压装置及其机械手。

其技术方案如下：

一种机械手，用于在冲床的冲压生产过程中送料和卸料，包括：驱动机构、传动机构、取件机构、送件机构和机架；所述驱动机构第一端与冲床的动力机构连接，第二端与传动机构的第一端连接，所述传动机构的第二端分别与取件机构和送件机构转动连接，所述传动机构、取件机构和送件机构均安装在所述机架上。所述驱动机构经由传动机构驱动所述取件机构和送件机构运动，使得待冲压件经取件机构和送件机构后送入冲床的冲压模具内进行冲压。所述驱动机构直接与冲床的动力机构连接，无需额外提供大功率的伺服电机，减小了机械手的体积和重量，使得机械手能在更多场合利用。且整个机械手制造工艺简单，造价低，提升冲压效率，满足大中小各类企业的需求。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括第一曲柄、第一连杆、第一摇杆、第一连接轴、第一轴承组件、第一连接柄、第一连接杆和第二曲柄；所述第一曲柄、第一连杆、第一摇杆、第一连接轴、和第一轴承组件依次转动连接，且所述第一轴承组件与机架固定；所述第一连接柄一端套设于第一连接轴上，另一端与第一连接杆的第一端转动连接，所述第一连接杆的第二端与第二曲柄转动连接。所述第一曲柄带动第一连杆、第一摇杆和第一连接轴转动，所述第一轴承组件将第一连接轴固定，使其与地面水平，且可旋转，所述第一连接轴带动第一连接柄转动，所述转动的第一连接柄带动第一连接杆上下移动从而带动第二曲柄在竖直方向上下摆动。

在其中一个实施例中，所述取件机构包括第二连接柄、第二轴承组件、第二连接轴和取件器；所述第二连接柄、第二连接轴、取件器依次连接，所述第二连接柄还与第二曲柄转动连接，所述第二轴承组件套设于第二连接轴上且与机架固定。所述第二轴承组件对第二连接轴限位，使其在运行过程中只能在竖直方向运动，而不摆动，所述第二曲柄在竖直方向上下摆动带动所述第二连接柄及其第二连接轴和取件器上下运动，当取件器向下运动时，获取待冲压件，当取件器向上运动时，将所述待冲压件传递至相关送件机构，再经由送件机构将待冲压件送入冲床的冲压模具内。

在其中一个实施例中，所述送件机构包括第三连接轴、第三轴承组件、第二连接杆、第三连接杆、导轨杆、导轨套和送料取件器；所述导轨套滑动套设于导轨杆上，且所述导轨套与机架固定；所述第三连接轴的一端与第二曲柄连接，所述第三连接轴另一端、第二连接杆、第三连接杆、导轨杆依次转动连接，所述第三轴承组件套设于第三连接轴上且与机架固定；所述导轨杆的另一端与送料取件器连接。所述第三轴承组件对所述第三连接轴进行支承和限位，使其保持水平且能够旋转，所述第三连接轴带动所述第二连接杆、第三连接杆和导轨杆运动，导轨杆的水平高度被所述导轨套固定，且能通过第三连接杆的带动而前后移动，从而带动与导轨杆连接的送料取件器前后移动，所述待冲压件经由取件器将其传递至送料取件器后，送料取件器向前移动将其送至冲床的冲压模具内，完成送料。并且，当送料取件器将待冲压件送至冲压模具的同时，获取冲压模具内已冲压好的已冲压件，送料取件器向后移动时，将已冲压件带出冲床，完成卸料。

在其中一个实施例中，所述第一轴承组件、第二轴承组件和第三轴承组件包括轴承和轴承座，所述轴承设于轴承座上。

在其中一个实施例中，所述取件器包括磁性吸料杆。通过磁性吸料杆吸取待冲压件，适用于各种形状各异的待冲压件而无需另外制作取件器。

在其中一个实施例中，所述送料取件器包括磁性吸料板，所述磁性吸料板的上表面和下表面均设有磁性元件。取件器将待冲压件传递至磁性吸料板的下方，并被磁性吸料板的下表面吸附，将其送入冲床的冲压模具内。所述冲压模具包括上模和下模，所述待冲压件被送入下模内冲压，且被冲压好的已冲压件由于瞬时附着力而附着在冲压模具的上模上，当所述磁性吸料板将其下表面吸附的待冲压件送入下模内时，上模上的已冲压件落下，被所述磁性吸料板上表面的磁性元件吸附，所述送料取件器向后移动回程时，将已冲压件带出冲床完成卸料。

在其中一个实施例中，还包括冲压件托盘，所述冲压件托盘设于取件器下方。所述待冲压件放置于冲压件托盘上，供所述取件器吸取。

在其中一个实施例中，所述冲压件托盘上设有伸缩结构和传感器，所述传感器与伸缩结构连接。利用传感器对冲压件托盘上的伸缩结构进行控制，提高或降低所述冲压件托盘的高度，保证待冲压件可被取件器顺利获取。

本发明还提供一种冲压装置，包括冲床和机械手，所述机械手为上述任意一个实施例所述的机械手，所述机械手设于所述冲床一侧。

在其中一个实施例中，所述冲床包括冲压模具，所述冲压模具上设有挡下待冲压件的第一挡杆，所述冲床靠近机械手的侧面设有挡下已冲压件的第二挡杆。当送料取件器将待冲压件送入冲压模具时，通过冲压模具上的第一挡杆挡下所述待冲压件，使其准确落入模具内，并且，当送料取件器将已冲压件带出冲床时，通过在冲床侧面的第二挡杆挡下已冲压件，使其落入成品袋中。

本发明的有益效果在于：

所述驱动机构直接与冲床的动力机构连接，无需额外提供大功率的伺服电机，减小了机械手的体积和重量，使得机械手能在更多场合利用。且整个机械手制造工艺简单，造价低，提升冲压效率，满足大中小各类企业的需求。

通过磁性吸料杆吸取待冲压件，适用于各种形状各异的待冲压件而无需另外制作取件器。取件器将待冲压件传递至磁性吸料板的下方，并被磁性吸料板的下表面吸附，将其送入冲床的冲压模具内。所述冲压模具包括上模和下模，所述待冲压件被送入下模内冲压，且被冲压好的已冲压件由于瞬时附着力而附着在冲压模具的上模上，当所述磁性吸料板将其下表面吸附的待冲压件送入下模内时，上模上的已冲压件落下，被所述磁性吸料板上表面的磁性元件吸附，所述送料取件器向后移动回程时，将已冲压件带出冲床完成卸料。当送料取件器将待冲压件送入冲压模具时，通过冲压模具上的第一挡杆挡下所述待冲压件，使其准确落入模具内，并且，当送料取件器将已冲压件带出冲床时，通过在冲床侧面的第二挡杆挡下已冲压件，使其落入成品袋中。

附图说明

图1为本发明的冲压装置及其机械手的结构示意图；

图2为本发明的机械手的侧视图。

附图标记说明：

10、驱动机构；20、传动机构；21、第一曲柄；22、第一连杆；23、第一摇杆；24、第一连接轴；25、第一轴承组件；26、第一连接柄；27、第一连接杆；28、第二曲柄；30、取件机构；31、第二连接柄；32、第二轴承组件；33、第二连接轴；34、取件器；40、送件机构；41、第三连接轴；42、第三轴承组件；43、第二连接杆；44、第三连接杆；45、导轨杆；46、导轨套；47、送料取件器；50、机架；60、冲床；61、冲压模具；611、上模；612、下模；62、第一挡杆；63、第二挡杆；70、冲压件托盘；80、待冲压件；90、已冲压件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1和图2所示的一种机械手，用于在冲床的冲压生产过程中送料和卸料，包括：驱动机构10、传动机构20、取件机构30、送件机构40和机架50；所述驱动机构10第一端与冲床60的动力机构连接，第二端与传动机构20的第一端连接，所述传动机构20的第二端分别与取件机构30和送件机构40转动连接，所述传动机构20、取件机构30和送件机构40均安装在所述机架50上。所述驱动机构10经由传动机构20驱动所述取件机构30和送件机构40运动，使得待冲压件经取件机构30和送件机构40后送入冲床60的冲压模具61内进行冲压。所述驱动机构10直接与冲床60的动力机构连接，无需额外提供大功率的伺服电机，减小了机械手的体积和重量，使得机械手能在更多场合利用。且整个机械手制造工艺简单，造价低，提升冲压效率，满足大中小各类企业的需求。

所述传动机构20包括第一曲柄21、第一连杆22、第一摇杆23、第一连接轴24、第一轴承组件25、第一连接柄26、第一连接杆27和第二曲柄28；所述第一曲柄21、第一连杆22、第一摇杆23、第一连接轴24、和第一轴承组件25依次转动连接，且所述第一轴承组件25与机架50固定；所述第一连接柄26一端套设于第一连接轴24上，另一端与第一连接杆27的第一端转动连接，所述第一连接杆27的第二端与第二曲柄28转动连接。所述第一曲柄21带动第一连杆22、第一摇杆23和第一连接轴24转动，所述第一轴承组件25将第一连接轴24固定，使其与地面水平，且可旋转，所述第一连接轴24带动第一连接柄26转动，所述转动的第一连接柄26带动第一连接杆27上下移动从而带动第二曲柄28在竖直方向上下摆动。

所述取件机构30包括第二连接柄31、第二轴承组件32、第二连接轴33和取件器34；所述第二连接柄31、第二连接轴33、取件器34依次连接，所述第二连接柄33还与第二曲柄28转动连接，所述第二轴承组件32套设于第二连接轴33上且与机架50固定。所述第二轴承组件32对第二连接轴33限位，使其在运行过程中只能在竖直方向运动，而不摆动，本实施例中，所述第二轴承组件32的数量为2，间隔套设于所述第二连接轴33上，保证限位效果。所述第二曲柄28在竖直方向上下摆动带动所述第二连接柄31及其第二连接轴33和取件器34上下运动，当取件器34向下运动时，获取待冲压件80，当取件器34向上运动时，将所述待冲压件80传递至相关送件机构40，再经由送件机构40将待冲压件80送入冲床60的冲压模具61内。

所述送件机构40包括第三连接轴41、第三轴承组件42、第二连接杆43、第三连接杆44、导轨杆45、导轨套46和送料取件器47；所述导轨套46滑动套设于导轨杆45上，且所述导轨套46与机架50固定；所述第三连接轴42的一端与第二曲柄28连接，所述第三连接轴42另一端、第二连接杆43、第三连接杆44、导轨杆45依次转动连接，所述第三轴承组件42套设于第三连接轴41上且与机架50固定；本实施例中，所述第三轴承组件42的数量为2，且对称设置于第二曲柄28两侧，以平衡受力，保证第二曲柄28运行过程中不会因为受力不均匀而卡死导致机械手故障。所述导轨杆45的另一端与送料取件器47连接。所述第三轴承组件42对所述第三连接轴41进行支承和限位，使其保持水平且能够旋转，所述第三连接轴41带动所述第二连接杆43、第三连接杆44和导轨杆45运动，导轨杆45的水平高度被所述导轨套46固定，且能通过第三连接杆44的带动而前后移动，从而带动与导轨杆45连接的送料取件器47前后移动，本实施例中，所述导轨套46的数量为2，间隔套设于导轨杆45上，在其他实施例中，可根据导轨杆45的长度，适当增加或减少所述导轨套46的数量，以保证限位效果。所述待冲压件80经由取件器34将其传递至送料取件器47后，送料取件器47向前移动将其送至冲床60的冲压模具61内，完成送料。并且，当送料取件器47将待冲压件80送至冲压模具61的同时，获取冲压模具61内已冲压好的已冲压件90，送料取件器47向后移动回程时，将已冲压件90带出冲床60，完成卸料。

所述第一轴承组件25、第二轴承组件32和第三轴承组件42包括轴承和轴承座，所述轴承设于轴承座上。

所述取件器34包括磁性吸料杆。通过磁性吸料杆吸取待冲压件80，适用于各种形状各异的待冲压件80而无需另外制作取件器34。

所述送料取件器47包括磁性吸料板，所述磁性吸料板的上表面和下表面均设有磁性元件，本实施例中，所述磁性元件为强磁钢，所述强磁钢焊接于所述磁性吸料板的上表面和下表面上。取件器34将待冲压件80传递至磁性吸料板的下方，并被磁性吸料板的下表面吸附，将其送入冲床60的冲压模具61内。所述冲压模具61包括上模611和下模612，所述待冲压件80被送入下模612内冲压，且被冲压好的已冲压件90由于瞬时附着力而附着在冲压模具61的上模611上，当所述磁性吸料板将其下表面吸附的待冲压件80送入下模612内时，上模611上的已冲压件90落下，被所述磁性吸料板上表面的磁性元件吸附，所述送料取件器47向后移动回程时，将已冲压件90带出冲床60完成卸料。

一实施例中，所述机械手还包括与取件器34以及待冲压件80配套的冲压件托盘70，所述冲压件托盘70设于取件器34下方。所述待冲压件80放置于冲压件托盘70上，供所述取件器34吸取。本实施例中，所述待冲压件80为圆环状，因此所述冲压件托盘70的设计为柱状，所述待冲压件80套设于所述柱状的冲压件托盘70上，在其他实施例中，所述冲压件托盘70可根据待冲压件80的具体形状而设计。所述冲压件托盘70上还设有伸缩结构和传感器，所述伸缩结构和传感器连接，利用传感器对冲压件托盘70上的伸缩结构进行控制，提高或降低所述冲压件托盘70的高度，保证待冲压件80可被取件器24顺利获取。

本发明还提供一种冲压装置，包括冲床60和机械手，所述机械手为上述任意一个实施例所述的机械手，所述机械手设于所述冲床60一侧。

所述冲床60包括冲压模具61，所述冲压模具61包括上模611和下模612，所述冲压模具61上设有挡下待冲压件80的第一挡杆62，所述冲床60靠近机械手的侧面设有挡下已冲压件90的第二挡杆63。本实施例中，所述第一挡杆62设置于所述下模612远离机械手一侧的边缘处，且第一挡杆62的数量为2，间隔设置于下模612远离机械手一侧的边缘处。当送料取件器47将待冲压件80送入冲压模具61时，通过冲压模具61的下模612上的第一挡杆62挡下所述待冲压件，使其准确落入冲压模具61的下模612。并且，所述第二挡杆63设置于冲床60侧面的位置为所述送料取件器47向后移动回程时所需经过的位置，当送料取件器47将已冲压件90带出冲床60时，通过在冲床60侧面的第二挡杆63挡下已冲压件90，使其落入成品袋中。并且，在其他实施例中，还可在冲床60靠近机械手的一侧设置斜坡，所述斜坡设于第二挡杆63的下方，所述成品袋设于所述斜坡的最低点，当已冲压件90被第二挡杆63挡下后，落在斜坡上，并沿着斜坡滑入所述成品袋中，实现卸料全自动。因机械手和冲床60的动力机构连接，不仅机械手本身不需要任何独立动力源，而且使得冲压装置的整个送件、冲压、取件过程完全连贯，不需任何辅助时间，冲压效率大大提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。