一种高速柔性冲压搬运装置的制作方法

本技术属于高速冲压自动化，具体涉及一种高速柔性冲压搬运装置。

背景技术：

1、在乘用车覆盖件冲压行业，大型覆盖件的冲压生产一般采用多台压力机串联布置，因此，压力机间板料的快速搬运对冲压生产的效率提升是至关重要的。目前的汽车厂家一般采用机器人冲压自动化线来代替传统的人工生产线，机器人冲压自动化线能够实现压力机间板料的自动输送，达到机器人代替人工，保证产品的质量和稳定性，例如通常采用abb、kuka等冲压专用机器人。

2、申请号为cn2024113488144的中国发明专利公开了一种高速高柔性冲压搬运七轴单臂机器人，通过各个轴部分的联动，实现冲压零件在压力机间高速搬运，同时可以实现零件的多姿态调整。然而，在实际使用过程中，人们发现虽然生产效率获得很大的提升，但是由于整体结构较为复杂，占地空间较大，在初始将板料放置在压力机上时，人们往往很难快速的实现位置调整，使得板料与冲压模具之间常常发生错位，而人们又很难通过肉眼进行精准调节，用时较长；现有技术中，人们为了使得板料与冲压模具精准定位上，往往会增加板料的尺寸，这导致了材料的浪费和成本的上升。

3、本方案提供一种高速柔性冲压搬运装置，用于解决上述的技术难题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种高速柔性冲压搬运装置，解决了如何快速的实现板料与冲压模具实现位置关系调整的技术问题，快速实现板料位姿调整，准确投入模腔，实现板料与模腔型面的契合，同时具备板料与模腔位置关系的反馈功能，以验证板料位姿调整的准确性与正确性，节省了板料，避免了板料的浪费；同时利用本搬运装置，进一步提升冲压件的生产效率，提升姿态调整功能的技术问题，通过各个轴部分的联动，实现冲压零件在压力机间高速搬运，同时可以实现零件的多姿态调整。

2、一种高速柔性冲压搬运装置，包括固定在压力机前侧或后侧上的七轴联动系统；

3、所述七轴联动系统包括横向放置的y轴部分、水平移动设置在所述y轴部分上的z轴部分、连接在所述z轴部分的下方且用于水平回转的c1轴部分；

4、所述c1轴部分的下方与垂直于y方向水平移动的x1轴部分连接，所述x1轴部分的下方相同移动方向连接x2轴部分，所述x2轴部分的前端连接用于水平调整回转的c2轴部分，所述c2轴部分连接有用于绕y方向中心线转动的b轴部分，所述b轴部分连接有用于夹持冲压零件的端拾器；

5、所述端拾器的上方设置有摄像组件和照明组件，所述摄像组件与视觉检测系统连接，所述视觉检测系统与plc控制器连接。

6、所述y轴部分包括水平固定在压力机前侧或后侧上的大梁、平行设置在所述大梁上的导轨组件一和齿条一、滑动连接在所述导轨组件一上的溜板一、与所述齿条一连接的动力结构一，所述导轨组件一平行于所述齿条一设置，所述动力结构一设置在所述溜板一上；

7、所述动力结构一包括与所述齿条一啮合连接的齿轮组件一、通过减速机一与所述齿轮组件一连接的伺服电机一，所述减速机一与所述齿轮组件一连接。

8、通过伺服电机一及减速机一，驱动齿轮组件一往复旋转，齿轮组件一与齿条啮合连接，溜板一沿导轨组件一实现y向往复平移运动；实现冲压零件在y向的水平位置调整。

9、所述z轴部分包括竖直固定在所述溜板一上的齿条二和导轨组件二、上下滑动设置在所述导轨组件二上的竖梁、与所述齿条二连接的动力结构二，所述导轨组件二平行于所述齿条二设置，所述动力结构二设置在所述竖梁上；

10、所述动力结构二包括与所述齿条二啮合连接的齿轮组件二、通过减速机二与所述齿轮组件二连接的伺服电机二，所述减速机二与所述齿轮组件二连接；

11、所述溜板一与平衡气缸的一侧连接，所述平衡气缸的另一侧固定于所述竖梁上，为所述竖梁升降运动提供辅助动力。

12、通过伺服电机二及减速机二驱动齿轮组件二转动，齿轮组件二驱动齿条二直线往复运动，齿条二带动竖梁实现往复升降运动。

13、所述c1轴部分包括与所述竖梁连接的过渡法兰盘、伺服电机三、与所述伺服电机三连接的减速机三、与所述减速机三旋转驱动连接的连接座、坦克链一，所述减速机三固定连接在所述过渡法兰盘上，所述过渡法兰盘的外圈通过螺钉固定于所述竖梁的底端；

14、所述减速机三上的输出轴旋转驱动连接座，实现其绕所述竖梁的竖直中心线往复回转运动，实现冲压零件的在水平面内旋转姿态调整。

15、所述x1轴部分包括水平滑动设置在所述连接座上的上导轨和下导轨、设置在所述上导轨和所述下导轨之间且往复移动的横梁、水平固定在所述横梁上的齿条三、坦克链二、与所述齿条三连接的动力结构三，所述动力结构三设置在所述连接座上；

16、所述动力结构三包括与所述齿条三啮合连接的齿轮组件三、通过减速机四与所述齿轮组件三连接的伺服电机四，所述减速机四与所述齿轮组件三连接，所述伺服电机四及减速机四均固定在连接座上；

17、所述上导轨和所述下导轨连接，所述下导轨通过联动结构与所述伺服电机四连接。

18、伺服电机四及减速机四固定在连接座上，通过伺服电机四及减速机四驱动齿轮组件三转动，齿轮组件三驱动齿条三直线往复运动，齿条三带动横梁实现往复伸缩运动。

19、所述联动结构包括同步带一、分别设置在所述同步带一两端的同步带轮组件一，所述同步带轮组件一通过所述同步带一与伺服电机四驱动连接，所述同步带一与连接壳体固定连接。

20、所述x2轴部分包括与所述下导轨固定连接的连接壳体、与所述连接壳体内侧连接的碳纤维梁。

21、所述c2轴部分包括固定在所述碳纤维梁上的直角减速机、与所述直角减速机连接的伺服电机五、通过同步带二和同步带轮组件二与直角减速机传动连接的rv减速机，实现rv减速机的输出轴往复回转运动，实现冲压零件的在水平面内旋转姿态调整。

22、所述b轴部分包括固定在所述rv减速机上转接法兰、与所述转接法兰连接的t型减速机、与所述t型减速机连接的伺服电机六，实现冲压零件的前后方向倾斜姿态调整，所述转接法兰还通过旋转固定座与过渡法兰连接。

23、所述端拾器包括相互平行的yl轴与yr轴，所述yl轴与所述yr轴上均设置有主杆，所述主杆通过过渡法兰与b轴壳体连接，所述主杆上设置有导向轨并与副杆滑动连接，所述副杆上设置有吸盘，两个所述主杆通过连接件连接，所述主杆通过快换盘与过渡法兰连接；

24、所述副杆与气缸驱动连接，实现沿yl轴与yr轴向往复平移运动，实现序间冲压零件yl与yr向的位置调整以及抓取冲压零件。

25、本实用新型的优异技术效果在于如下几点：

26、（1）设置有y轴部分，实现了冲压零件在y向的往复平移位置调整；设置有z轴部分，实现了冲压零件在z向的上下位置调整；设置有c1轴部分，使得冲压零件绕z轴中心线进行回转运动，实现了冲压零件在水平面内旋转姿态调整；设置有x1轴部分，配合x2轴部分，实现了冲压零件在x向两倍速往复平移运动，实现了冲压零件的快速搬运；

27、设置有c2轴部分，绕所述竖梁的竖直中心线往复回转运动，实现冲压零件的在水平面内旋转姿态调整；设置有b部分，实现了冲压零件绕y方向往复回转运动，进而实现了冲压零件的前后方向倾斜姿态调整；设置有端拾器，通过气缸驱动，实现了yl/yr向往复平移运动，进而实现了序间冲压零件的yl/yr向位置调整以及抓取冲压零件；

28、最终，使得冲压零件在三维空间中的平移和回转，多个维度调整位置；

29、（2）本方案整体结构紧凑，采用3+1直线轴与3旋转轴共七轴联动，可以在较小空间中实现较大搬运距离，同时实现搬运零件在四个自由度中的姿态调整；

30、本方案需要压机间距小于常规压机间距（5500mm-6500mm），本方案可缩短整条生产线长度，使空间利用更加合理与充分；通过高速高柔性搬运机器人的七轴联动，本方案用于线首上料处可实现板料的对中抓取；用于线尾出料处，则可通过本方案所述利用1台设备实现板料的多种出料模式，如：线尾单边皮带机侧出、双皮带机直出；这样，本方案线尾出料处可不使用穿梭机，进一步缩短整条生产线的长度，同时也降低整线成本，此外，由于整线长度缩短，若线尾增加自动装框，可多增加装框工位，提高整线生产效率。

31、本方案各部件运动轨迹简单，便于通过运动学分析优化轨迹曲线，可快速优化处不同模具的轨迹，适应性强，安装调试方便快捷，缩短调试周期；

32、（3）x1轴部分采用同步带驱动运动部件，在保证精确传动的同时，还具有一定柔性，可减缓末端端拾器在取料时与板料的接触冲击，同时减小意外情况下与模具干涉碰撞造成的损坏程度；

33、x2轴部分采用碳纤维材质，满足强度刚度的同时，减轻了运动部件的重量，减小了运动惯量，降低了负载；

34、yl/yr轴及端拾器采用气缸驱动的形式，通过不同长度的限位块更换及接近开关的限制来适用于不同的冲压零件；相对于伺服电机+丝杆的结构，结构简单，末端整体重量得到减轻，进而降低了负载，进一步减小了末端运动惯量，从而提升了设备的稳定性，同时也降低了成本；

35、yl/yr轴及端拾器采用快换盘的形式，方便了更换不同冲压零件对应的端拾器；

36、（4）本方案改变了以往人工操作控制板料和冲压模具相对位置关系的技术问题，通过plc控制下的摄像拍照、视觉检测系统协同的作用，使得人们可以快速的使板料处于合适的位置状态，大大提升了劳动生产率，节省了时间、成本和板料的材料利用率，同时具有极高的精确度，避免了以往人工操作可能出现的差错。