一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及沖壓控制裝置，尤其涉及的是一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]非連續(xù)沖壓生產(chǎn)主要以人工上下料和操作機(jī)床為主，存在自動(dòng)化程度低、安全事故多、工作環(huán)境噪音大、質(zhì)量穩(wěn)定性欠佳等問(wèn)題。受勞動(dòng)力成本的不斷攀升影響，客觀上也需要取代人工的自動(dòng)化先進(jìn)裝備。當(dāng)前國(guó)內(nèi)人力成本不斷攀升，年輕的勞動(dòng)者一般不愿意從事這類工作，勞動(dòng)密集型沖壓生產(chǎn)正面臨越來(lái)越嚴(yán)重的用工荒。采用機(jī)器人取代人，對(duì)傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，是解決用工難和提升傳統(tǒng)沖壓行業(yè)技術(shù)水平的一種重要途徑。具有通用性好的六自由度機(jī)器人，因價(jià)格高、體積較大、運(yùn)動(dòng)能力富余、末端執(zhí)行器需要二次開(kāi)發(fā)等原因，難以應(yīng)用于沖壓生產(chǎn)的物料搬運(yùn)。相反，針對(duì)沖壓產(chǎn)品工藝特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，具有四自由度或五自由度的簡(jiǎn)易機(jī)械手，因成本低、直接使用等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。
[0003]現(xiàn)有的整體式?jīng)_壓移動(dòng)自動(dòng)生產(chǎn)線，存在變更生產(chǎn)線困難，設(shè)備成本高等問(wèn)題，難以滿足多品種，小批量沖壓生產(chǎn)的需要。多自由度沖壓搬運(yùn)機(jī)器人可取代人，完成上下料工作。研發(fā)與產(chǎn)品沖壓工藝相適應(yīng)的多自由度機(jī)器人以及由此配合沖床等設(shè)備構(gòu)建的沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線，可最大限度地提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、改善沖壓生產(chǎn)環(huán)境，改進(jìn)沖壓生產(chǎn)工藝，提升沖壓生產(chǎn)水平具有重要意義。
[0004]采用機(jī)器人輔助的全自動(dòng)生產(chǎn)流水線已被廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，如汽車車架焊接，在這些系統(tǒng)中，常采用分布式控制模式，各個(gè)對(duì)象具有自己獨(dú)立的控制器，能完成各自規(guī)定的動(dòng)作。對(duì)象之間通過(guò)某種通信方式組成網(wǎng)絡(luò)，由上位機(jī)和各對(duì)象之間進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)多機(jī)械手、工裝設(shè)備之間的協(xié)作。這種模式在實(shí)時(shí)性要求高、動(dòng)態(tài)多變環(huán)境的系統(tǒng)中具有優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)組建快速簡(jiǎn)單，但成本相對(duì)較高，協(xié)作難度大。
[0005]但工器具在沖壓過(guò)程中，目前亟待開(kāi)發(fā)一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，整體運(yùn)行節(jié)拍可達(dá)到8秒/次。
[0007]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，包括控制器、多臺(tái)沖床和多臺(tái)機(jī)械手，所述沖床的輸入輸出信號(hào)控制端與所述控制器的I/O接口電連接，所述機(jī)械手的輸入輸出信號(hào)控制端通過(guò)M/II總線與所述控制器電性連接，多臺(tái)沖床設(shè)為一排，多臺(tái)機(jī)械手設(shè)為一排，相向而設(shè)，且機(jī)械手設(shè)于兩沖床間的對(duì)面，用于將物理位置的上一沖床取走，并放入下一沖床上；
[0008]所述機(jī)械手包括支架、下板、上板、真空栗、底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)、大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和手抓機(jī)構(gòu)，所述下板設(shè)于所述支架的下方，所述上板設(shè)于下板上，所述底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)于所述上板并與所述上板配合連接固定，所述機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于所述底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上方并與底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配合連接固定，所述大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)面配合固定連接，所述小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合固定連接，所述手抓機(jī)構(gòu)設(shè)于所述小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，
[0009]所述底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，所述機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，以帶動(dòng)手抓機(jī)構(gòu)相對(duì)上下移動(dòng)，所示大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制手抓機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)，所述手抓機(jī)構(gòu)用于抓取物件。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、底座減速機(jī)、底座電機(jī)架、感應(yīng)環(huán)、底座聯(lián)軸器、定位套、密封套、第一毛氈油圈、密封套、第一底座軸承、固定架、第二底座軸承、第三底座軸承、緩沖套、第一毛氈油圈和底座軸。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括機(jī)身伺服電機(jī)、機(jī)身電、機(jī)板、機(jī)身連接板、機(jī)身聯(lián)軸器、機(jī)身絲杠固定側(cè)支撐座、機(jī)身絲杠、機(jī)身上板、機(jī)身導(dǎo)軌板、機(jī)身絲杠螺母、機(jī)身螺母板、機(jī)身支撐條、機(jī)身緩沖套、機(jī)身導(dǎo)軌、機(jī)身絲杠支持側(cè)支撐座、機(jī)身側(cè)板、機(jī)身下板和機(jī)身止轉(zhuǎn)板。
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大臂安裝板、大臂連接板、大臂電機(jī)板、大臂主動(dòng)輪、大臂同步帶、大臂從動(dòng)輪、大臂伺服電機(jī)、大臂絲杠固定側(cè)支撐座、大臂緩沖墊、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠、大臂絲杠螺母、大臂螺母板、大臂底板、大臂絲杠支持側(cè)支撐座、大臂滑塊架和大臂加強(qiáng)板。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:小臂底板、小臂連接架、小臂電機(jī)板、小臂感應(yīng)套、第一小臂同步輪、小臂減速機(jī)、小臂伺服電機(jī)、小臂同步帶、小臂導(dǎo)軌、小臂滑塊板和第二小臂同步輪。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述手抓機(jī)構(gòu)包括手抓風(fēng)琴吸盤、手抓吸盤座、手抓支臂、手爪軸、手爪軸承座、手抓定位套、手爪支臂板、手爪軸承和手爪軸用卡環(huán)。
[0015]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述控制器為MP2300控制器，內(nèi)置基本伺服模塊、擴(kuò)展伺服模塊、I /0接口電路和以太網(wǎng)接口電路。
[0016]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，還包括顯示模塊、交換機(jī)和PC機(jī)，所述顯示模塊和PC機(jī)通過(guò)所述交換機(jī)與所述控制器電連接。
[0017]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法的有益效果體現(xiàn)在:
[0018](I)本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，基于一個(gè)控制器的多個(gè)機(jī)械手、沖床、翻轉(zhuǎn)臺(tái)的集中式控制。通過(guò)簡(jiǎn)單的站號(hào)設(shè)置，控制器即可對(duì)不同的設(shè)備實(shí)施獨(dú)立的控制，基于M/II高速(lOMbps/s)總線的脈沖發(fā)送，可使機(jī)械手達(dá)到8秒/次左右的動(dòng)作節(jié)拍，滿足產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性需求。
[0019](2)本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，包括機(jī)械手，機(jī)械手可根據(jù)需要將物件從上一沖床上取走，并放入下一沖床上繼續(xù)沖壓，本實(shí)用新型提供的機(jī)械手可旋轉(zhuǎn)、左右移動(dòng)，上下移動(dòng)，滿足沖床生產(chǎn)線收取沖壓物件的需求，且機(jī)械手處理速度能控制在8秒/次左右的動(dòng)作節(jié)拍。
[0020](3)本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，控制器內(nèi)置以太網(wǎng)接口電路，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式，便于本實(shí)用新型的一種用于沖壓冰箱壓縮機(jī)支撐板融入更廣泛的柔性制造系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]圖1是本實(shí)用新型的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型的機(jī)械手的側(cè)視圖。
[0024]圖3是本實(shí)用新型的機(jī)械手的底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本實(shí)用新型的機(jī)械手的機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本實(shí)用新型的機(jī)械手的機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視圖。
[0027]圖6是本實(shí)用新型的機(jī)械手的機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0028]圖7是本實(shí)用新型的機(jī)械手的大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是本實(shí)用新型的機(jī)械手的大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0030]圖9是本實(shí)用新型的機(jī)械手的大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視圖。
[0031]圖10是本實(shí)用新型的機(jī)械手的小臂轉(zhuǎn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖11是本實(shí)用新型的機(jī)械手的小臂轉(zhuǎn)動(dòng)部件的俯視圖。
[0033]圖12是本實(shí)用新型的機(jī)械手的手抓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖13是本實(shí)用新型的機(jī)械手的手抓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0035]圖14是本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置的控制方法的控制流程圖。
[0036]圖15是本實(shí)用新型的一種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置的連續(xù)運(yùn)行控制的控制方法的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0038]—種具備交叉換位功能的機(jī)械控制裝置，包括控制器、多臺(tái)沖床和多臺(tái)機(jī)械手，沖床的輸入輸出信號(hào)控制端與所述控制器的I/O接口電連接，機(jī)械手的輸入輸出信號(hào)控制端通過(guò)M/II總線與控制器電性連接，多臺(tái)沖床設(shè)為一排，多臺(tái)機(jī)械手設(shè)為一排，相向而設(shè)，且機(jī)械手設(shè)于兩沖床間的對(duì)面，用于將物理位置的上一沖床取走，并放入下一沖床上。
[0039]如圖1、2所示，機(jī)械手包括支架3、下板2、上板4、真空栗5、底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7、大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9和手抓機(jī)構(gòu)10，下板2設(shè)于所述支架3的下方，上板4設(shè)于下板2上，底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6設(shè)于上板4并與上板4配合連接固定，機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7設(shè)于底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6上方并與底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6配合連接固定，大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8與機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7的側(cè)面配合固定連接，小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9與大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8配合固定連接，手抓機(jī)構(gòu)10設(shè)于小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上。其中，支架3下方設(shè)有重型腳杯I，用于支撐支架3。
[0040]如圖3所示，底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6控制機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8和小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9旋轉(zhuǎn)，機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7控制大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8上下移動(dòng)，以帶動(dòng)手抓機(jī)構(gòu)10相對(duì)上下移動(dòng)，大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8和小臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9控制手抓機(jī)構(gòu)10水平移動(dòng)，手抓機(jī)構(gòu)1用于抓取物件。
[0041]底部旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6包括底座旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)11、底座減速機(jī)12、底座電機(jī)架13、感應(yīng)環(huán)14、底座聯(lián)軸器15、定位套16、密封套17、第一毛氈油圈18、密封套19、第一底座軸承20、固定架21、第二底座軸承22、第三底座軸承23、緩沖套24、第一毛氈油圈25和底座軸26。底座電機(jī)架13上設(shè)有底座旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)11和底座減速機(jī)12，底座旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)11和底座減速機(jī)12通過(guò)感應(yīng)環(huán)14與底座聯(lián)軸器15傳動(dòng)連接，底座聯(lián)軸器15通過(guò)第一底座軸承20與固定架21的下端連接，固定架21的下端一次設(shè)有第二底座軸承22、第三底座軸承23，第三底座軸承23上設(shè)有底座軸26。
[0042]如圖4、5、6所示，機(jī)身上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括機(jī)身伺服電機(jī)27、機(jī)身電機(jī)板28、機(jī)身連接板29、機(jī)身聯(lián)軸器30、機(jī)身絲杠固定側(cè)支撐座31、機(jī)身絲杠32、機(jī)身上板33、機(jī)身導(dǎo)軌板34、機(jī)身絲杠螺母35、機(jī)身螺母板36、機(jī)身支撐條、37、機(jī)身緩沖套38、機(jī)身導(dǎo)軌39、機(jī)身絲杠支持側(cè)支撐座40、機(jī)身側(cè)板41、機(jī)身下板42和機(jī)身止轉(zhuǎn)板43。
[0043]如圖7、8、9所示，大臂水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)8包括大臂安裝板44、大臂連接板45、大臂電機(jī)板46、大臂主動(dòng)