[发明专利]一种冲压取放料五轴机器人及其控制方法

说明书

本发明公开一种冲压取放料五轴机器人及其控制方法，涉及机械设备领域。它包括控制箱、支撑底座、机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构、手爪旋转机构、手爪机构和操控面板，操控面板、控制箱以及各机构均位于支撑底座上；上臂提升机构沿垂直方向上下移动；前臂伸缩机构沿水平方向伸缩移动；前臂翻转机构绕水平方向轴上下翻转；手爪旋转机构绕垂直方向轴转动；手爪机构拾取或释放工件。本发明可满足板材冲压生产中，工件从上一模腔移动到下一模腔，各种放置要求，实现工件快速移动和高精度定位，该装置是实现冲压自动化生产的一种重要设备。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其是一种冲压取放料五轴机器人及其控制方法。

背景技术

传统的冲压或锻压生产，大多采用人工完成模腔上下料工作，存在劳动强度大、自动化程度低、安全事故多、工作环境噪音大以及质量稳定性欠佳等问题。当前劳动力成本不断攀升，招工和用工难成为冲压生产企业面临的难题，迫切需要能取代人工的先进自动化装备。

采用上下料机器人配合冲床可构建冲压自动生产线，工件从上一个模腔移动到下一个模腔，一般需要工件的方位调整，通常可能需要四种位置变换：原位置、前后调换、上下翻转和前后上下调换。满足上述工件移动要求的机器人一般具有四个自由度或以上，通用的六轴工业机器人因体积大、费用高、自由度富余和需要二次开发等，难以直接应用，四轴上下料机器人可以实现前三种工件位置调整要求，五轴上下料机器人可以实现工件传送中的前后上下位置调整。因此，五轴上下料机器人是构建冲压自动生产线的一种重要装备，对于提高冲压生产的效率，降低生产成本，提升产品质量稳定性，改善冲压生产环境，改进冲压生产工艺，提升冲压生产水平具有重要意义。

发明内容

为解决传统的冲压或锻压生产存在的上述问题，本发明提供一种冲压取放料五轴机器人及其控制方法，用于冲压和锻压等场合工件在前后模腔之间传送时，要求工件前后和上下两个方向的位置调整和精确定位，满足工件上下表面翻转和前后侧面调换的位置调整要求。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种冲压取放料五轴机器人，它包括控制箱、支撑底座、机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构、手爪旋转机构、手爪机构和操控面板，操控面板与控制箱电信号连接；控制箱与机身旋转机构、前臂伸缩机构、上臂提升机构、前臂翻转机构和手爪旋转机构的伺服电机及其驱动器和感应开关信号电连接，以及与手爪机构电连接；操控面板、控制箱以及各机构均位于支撑底座上；机身旋转机构与支撑底座的上表面相连，绕垂直方向轴左右转动；上臂提升机构与机身旋转机构相连，沿垂直方向上下移动；前臂伸缩机构与上臂提升机构相连，沿水平方向伸缩移动；前臂翻转机构与前臂伸缩机构相连，绕水平方向轴上下翻转；手爪旋转机构与前臂翻转机构相连，绕垂直方向轴转动；手爪机构与手爪旋转机构相连，通过负压或电磁吸附方式拾取或释放工件；支撑底座通过防滑脚杯调节水平度，通过万向脚轮和定向脚轮配合移动。

进一步地，机身旋转机构包括立柱、RV安装板、第一限位座、缓冲垫、第一感应器架、第一感应片、第一伺服电机、RV减速机、密封圈和第一感应开关，第一伺服电机连接RV减速机的一端；RV减速机的另一端连接于RV安装板上，并通过密封圈密封；RV安装板通过螺栓固连于立柱上；立柱固定于支撑底座的底板上；第一限位座和第一感应器架连接于RV安装板上；第一感应器架设置于机身旋转范围内；第一感应开关连接于第一感应器架上；第一感应片固定于第一伺服电机和RV减速机之间的联轴器上，随联轴器转动；缓冲垫固连于第一限位座上；

控制箱与第一伺服电机及其驱动器电连接；控制箱与设置机身旋转运动的左、右极限和零点位置的第一感应开关电连接；控制箱控制第一伺服电机的驱动器，驱动器控制第一伺服电机转动，实现转动角度的精确控制。