一种全伺服机器人弯管机

文档序号:1897745 发布日期:2021-11-30 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种全伺服机器人弯管机 (Full-servo robot pipe bending machine ) 是由 李聪 黄万永 刘坤 吴钰屾 周兵 王财先 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种全伺服机器人弯管机,涉及到零件加工技术领域,包括安装座以及设于安装座上的弯管转臂模块、主夹模块、导夹模块、导夹随动模块和弯管模具,其中,主夹模块安装在弯管转臂模块上,且弯管转臂模块可驱动主夹模块绕Z轴方向旋转,主夹模块上设有主夹模具,导夹模块上设有导夹模具,主夹模具和导夹模具分别与弯管模具连接,且主夹模具和导夹模具分别用于弯管模具Y方向的夹紧固定,导夹随动模块与导夹模具连接,用于控制导夹模具沿X方向运动。本发明中的弯管机,可配合机器人完成弯管折弯,采用伺服电机进行弯管夹紧、折弯以及弯管时跟随,可实现高精度弯管。(The invention discloses a full-servo robot pipe bending machine, which relates to the technical field of part processing and comprises a mounting seat, a pipe bending rotating arm module, a main clamp module, a guide clamp follow-up module and a pipe bending die, wherein the pipe bending rotating arm module, the main clamp module, the guide clamp follow-up module and the pipe bending die are arranged on the mounting seat, the main clamp module is arranged on the pipe bending rotating arm module, the pipe bending rotating arm module can drive the main clamp module to rotate around the Z-axis direction, a main clamp die is arranged on the main clamp module, the guide clamp die is arranged on the guide clamp module, the main clamp die and the guide clamp die are respectively connected with the pipe bending die, the main clamp die and the guide clamp die are respectively used for clamping and fixing the pipe bending die in the Y direction, and the guide clamp follow-up module is connected with the guide clamp die and is used for controlling the guide clamp die to move along the X direction. The pipe bending machine can be matched with a robot to finish pipe bending, adopts the servo motor to clamp and bend pipes and follow the pipes during pipe bending, and can realize high-precision pipe bending.)

一种全伺服机器人弯管机

技术领域

本发明涉及到零件加工技术领域,尤其涉及到一种全伺服机器人弯管机。

背景技术

弯管加工成型是管件塑性加工领域中常用的加工工艺之一,它是通过一定的管材加工成形方法将其加工成特定弯曲半径、弯曲角度和形状的弯曲零件,在船舶制造、家具、桥梁、汽车行业等领域,弯管质量直接影响着产品的安全性、稳定性和可靠性。

目前弯管加工设备大部分采用数控弯管机或液压弯管机进行弯管折弯,上下料采用人工辅助进行,上下道工序不能完全实现自动化,这样的加工工艺生产效率低、所需人工成本较高,不利于弯管全自动化生产改造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全伺服机器人弯管机,用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下:

一种全伺服机器人弯管机,包括安装座以及设于安装座上的弯管转臂模块、主夹模块、导夹模块、导夹随动模块和弯管模具,其中,所述主夹模块安装在所述弯管转臂模块上,且所述弯管转臂模块可驱动所述主夹模块绕Z轴方向旋转,所述主夹模块上设有主夹模具,所述导夹模块上设有导夹模具,所述主夹模具和所述导夹模具分别与所述弯管模具连接,且所述主夹模具和所述导夹模具分别用于所述弯管模具Y方向的夹紧固定,所述导夹随动模块与所述导夹模具连接,用于控制所述导夹模具沿X方向运动。

作为优选,所述弯管转臂模块包括弯管电机、第一减速机、第一过渡法兰和第一旋转轴,所述弯管电机设于所述安装座的上端,且所述弯管电机的下端通过所述第一过渡法兰与所述第一减速机连接,所述安装座的下端设有所述第一旋转轴,且所述第一旋转轴的一端与所述第一减速机连接,所述主夹模块安装在所述第一旋转轴上。

作为进一步的优选,还包括第二过渡法兰,所述第二过渡法兰设于所述第一旋转轴上,且所述第二过渡法兰位于所述主夹模块的下侧,所述第一旋转轴的另一端与所述弯管模具连接。

作为优选,所述主夹模块包括:

第一夹紧电机;

第二减速机,所述第二减速机与所述第一夹紧电机驱动连接;

第二旋转轴,所述第二旋转轴的一端与所述第二减速机连接;

第一丝杠,所述丝杆的一端与所述第二旋转轴传动连接;

第一滑块,所述第一滑块设于所述第一丝杠上,所述主夹模具与所述第一滑块连接。

作为进一步的优选,还包括第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮与所述旋转轴连接,所述第二齿轮与所述第一丝杠的一端连接,所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

作为优选,所述第一夹紧电机和所述第二减速机设于所述安装座的上端,所述第二旋转轴、所述第一丝杠以及所述第一滑块分别位于所述安装座的下端。

作为优选,所述导夹模块包括第二夹紧电机、第三减速机、第三旋转轴、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带、第二丝杠和第二滑块,所述第二夹紧电机与所述第三减速机连接,且所述第二夹紧电机以及所述第三减速机均设于所述安装座的上端,所述第三旋转轴设于所述安装座的下端,且所述第三旋转轴的一端与所述第三减速机连接,所述第三旋转轴上设有所述第一皮带轮,所述第二丝杠上设有第二皮带轮,且所述皮带连接所述第一皮带轮和所述第二皮带轮,所述第二丝杠上设有所述第二滑块,所述第二滑块与所述导夹模具连接。

作为优选,还包括机器人连接法兰,所述安装座的一侧设有所述机器人连接法兰,所述机器人连接法兰用于将所述安装座和机器人连接。

作为优选,所述导夹随动模块包括设于所述安装座下端驱动电机,所述驱动电机用于驱动所述导夹模具沿X方向运动。上述技术方案具有如下优点或有益效果:

本发明中的弯管机,可配合机器人完成弯管折弯,采用伺服电机进行弯管夹紧、折弯以及弯管时跟随,可实现高精度弯管;采用机器人手持弯管机即可实现管件上料、弯管、下料等多道工序,极大地提高了弯管自动化程度,有利于弯管自动化产线升级改造;其次所有伺服电机控制都可通过机器人进行控制,高度集成了机器人和弯管机头,完善了机器人弯管工艺。

附图说明

图1是本发明中全伺服机器人弯管机的结构示意图;

图2是本发明中弯管转臂模块的结构示意图;

图3是本发明中主夹模块的结构示意图;

图4是本发明中导夹模块的结构示意图;

图5是本发明中弯管模具的结构示意图;

图6为机器人自动化弯管工作站的结构示意图;

图7为本发明全伺服机器人弯管机应用状态示意图。

图中:1、全伺服机器人弯管机;2、安装座;3、弯管模具;4、主夹模具;5、导夹模具;6、弯管电机;601、第一减速机;602、第一过渡法兰;603、第一旋转轴;604、第二过渡法兰;7、第一夹紧电机;701、第二减速机;702、第二旋转轴;703、第一丝杠;704、第一滑块;705、第一齿轮;706、第二齿轮;8、第二夹紧电机;801、第三减速机;802、第三旋转轴;803、第一皮带轮;804、第二皮带轮;805、皮带;806、第二丝杠;807、第二滑块;9、机器人连接法兰;10、驱动电机;11、底座;12、控制柜;13、自动上料机;14、弯管机器人;15、下料架;16、旋转夹持器;17、主夹模块;18、管件辅助支撑机构;19、管件辅助支撑机构柜;20、机器人导轨。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明中全伺服机器人弯管机的结构示意图;图2是本发明中弯管转臂模块的结构示意图;图3是本发明中主夹模块的结构示意图;图4是本发明中导夹模块的结构示意图;图5是本发明中弯管模具的结构示意图;

图6中为机器人自动化弯管工作站的结构示意图,请参见图1至图6所示,示出了一种较佳的实施例,示出的一种全伺服机器人弯管机1,包括安装座2以及设于安装座2上的弯管转臂模块、主夹模块17、导夹模块、导夹随动模块和弯管模具3,其中,主夹模块17安装在弯管转臂模块上,且弯管转臂模块可驱动主夹模块17绕Z轴方向旋转,主夹模块17上设有主夹模具4,导夹模块上设有导夹模具5,主夹模具4和导夹模具5分别与弯管模具3连接,且主夹模具4和导夹模具5分别用于弯管模具3Y方向的夹紧固定,导夹随动模块与导夹模具4连接,用于控制导夹模具5沿X方向运动。本实施例中,如图1所示,弯管转臂模块用于驱动主夹模块17绕Z轴方向旋转,实现弯管动作,而主夹模块17用于控制主夹模具4对弯管模具3进行夹紧固定,导夹模块用于控制导夹模具5夹紧固定弯管模具3,弯管模具3用于连接弯管。当弯管模具3在旋转时,导夹随动模块可用于驱动导夹模具5进行X方向随动运动。本实施例中,主夹模具4可以随着主夹模块17一起围绕Z轴方向旋转。本实施例中的弯管机用于安装在机器人的手臂上,通过机器人进行控制。本实施例中的主夹模具4和导夹模具5均安装在安装座2的下端。

进一步,作为一种较佳的实施方式,弯管转臂模块包括弯管电机6、第一减速机601、第一过渡法兰602和第一旋转轴603,弯管电机6设于安装座2的上端,且弯管电机6的下端通过第一过渡法兰602与第一减速机601连接,安装座2的下端设有第一旋转轴603,且第一旋转轴603的一端与第一减速机601连接,主夹模块17安装在第一旋转轴603上。本实施例中,弯管电机6的输出轴通过第一减速机601进行减速后并控制第一旋转轴603进行旋转,第一减速机601的设置可以使得第一旋转轴603的转速更加稳定,第一旋转轴603用于控制主夹模块17旋转。

进一步,作为一种较佳的实施方式,还包括第二过渡法兰604,第二过渡法兰604设于第一旋转轴603上,且第二过渡法兰604位于主夹模块17的下侧,第一旋转轴603的另一端与弯管模具3连接。本实施例中,第一旋转轴603在旋转时,弯管模具3也跟随旋转,其中弯管模具3与第一旋转轴603之间通过第二过渡法兰604进行连接,设置的第二过渡法兰604能够便于弯管模具3的安装和拆卸。

进一步,作为一种较佳的实施方式,主夹模块17包括:

第一夹紧电机7;

第二减速机701,第二减速机701与第一夹紧电机7驱动连接;

第二旋转轴702,第二旋转轴702的一端与第二减速机701连接;

第一丝杠703,丝杆的一端与第二旋转轴702传动连接;

第一滑块704,第一滑块704设于第一丝杠703上,主夹模具4与第一滑块704连接。本实施例中,第一夹紧电机7的输出轴通过第二减速机701减速后驱动第一丝杠703转动,使得第一滑块704在第一丝杠703上滑动,而第一滑块704会带动主夹模具4进行收缩,使得主夹模具4夹紧或松开弯管模具3。

进一步,作为一种较佳的实施方式,还包括第一齿轮705和第二齿轮706,第一齿轮705与旋转轴连接,第二齿轮706与第一丝杠703的一端连接,第一齿轮705与第二齿轮706啮合。本实施例中,主夹模块17中的旋转轴与旋转轴之间通过齿轮传动的方式进行连接,也可以通过导夹模块中的皮带传动的方式进行连接。

进一步,作为一种较佳的实施方式,第一夹紧电机7和第二减速机701设于安装座2的上端,第二旋转轴702、第一丝杠703以及第一滑块704分别位于安装座2的下端。本实施例中,如图1所示,第一夹紧电机7位于第二减速机701的上端,第二减速机701与安装座2连接固定。

进一步,作为一种较佳的实施方式,导夹模块包括第二夹紧电机8、第三减速机801、第三旋转轴802、第一皮带轮803、第二皮带轮804、皮带805、第二丝杠806和第二滑块807,第二夹紧电机8与第三减速机801连接,且第二夹紧电机8以及第三减速机801均设于安装座2的上端,第三旋转轴802设于安装座2的下端,且第三旋转轴802的一端与第三减速机801连接,第三旋转轴802上设有第一皮带轮803,第二丝杠806上设有第二皮带轮804,且皮带805连接第一皮带轮803和第二皮带轮804,第二丝杠806上设有第二滑块807,第二滑块807与导夹模具5连接。本实施例中,第二夹紧电机8第三旋转轴802旋转,第三旋转轴802带动第一皮带轮803转动,第一皮带轮803通过皮带805带动第二皮带轮804转动,使得第二皮带轮804带动第二丝杠806旋转,而第二滑块807在第二丝杠806的转动下实现沿第二丝杠806的轴向方向滑动,从而控制导夹模具5夹紧或松开弯管模具3。本实施例中的第三旋转轴802与第二丝杠806之间通过皮带传动的方式进行连接,也可以通过主夹模块17中的齿轮传动的方式进行连接。

进一步,作为一种较佳的实施方式,还包括机器人连接法兰9,安装座2的一侧设有机器人连接法兰9,机器人连接法兰9用于将安装座2和机器人连接。

进一步,作为一种较佳的实施方式,导夹随动模块包括设于安装座2下端驱动电机10,驱动电机10用于驱动导夹模具5沿X方向运动。本实施例中的弯管电机6、第一夹紧电机7、第二夹紧电机8和驱动电机10均采用伺服电机,且所有的伺服电机均由机器人示教器直接控制,而驱动电机10也可以采用气缸、油缸进行代替。本实施例中的第一夹紧电机7和第二夹紧电机8均可进行正转和反转,实现第一滑块704以及第二滑块807的来回滑动。本实施例中的弯管模具3为多层模具,此处采用的是双层模具,分别对应不同管件和不同弯曲半径,具体的如图5所示。在弯管的过程中,弯管模具3旋转,驱动电机10驱动导夹模具5沿X方向跟随运动。弯管结束后,驱动电机10驱动导夹模具5回归原位。本实施例中的驱动电机10可以替换成气缸或油缸的方式进行驱动。

本发明的弯管的过程包括:

步骤一:机器人(弯管机器人14)手持全伺服机器人弯管机1,机器人控制主夹模块17中第一夹紧电机7控制主夹模具4进行夹紧管件,完成管件抓取。并将管件放置于旋转夹持器16中。

步骤二:机器人控制主夹模块17中第一夹紧电机7驱动主夹模具4松开,控制导夹模块中第二夹紧电机8驱动导夹模具5进行夹紧管件,此时不用完全夹紧管件,让管件处于半夹状态,可以在弯管模具3中进行旋转和移动。

步骤三:机器人手持全伺服机器人弯管机1移动到管件第一个弯点处,机器人控制主夹模具4夹紧弯管模具3,导夹模具5夹紧弯管模具3,此时管件完全被夹紧。机器人控制弯管电机6使主夹模块17和弯管模具3整体进行旋转,同时机器人控制驱动电机10使导夹模具5沿X方向跟随运动,将管件弯曲到所需角度。

步骤四:机器人控制第二夹紧电机8松开导夹模具5,并使导夹模具5退回至原位,控制第一夹紧电机7松开主夹模具4。此时的弯管机松开管件,机器人控制弯管电机6将主夹模块17退回零位。

步骤五:机器人手持全伺服机器人弯管机1移动至管件下一弯曲点位,重复步骤三和步骤四完成管件其它弯点弯管。弯管完成后,弯管电机6回零位,第一夹紧电机7驱动主夹模具4夹紧,第二夹紧电机8驱动导夹模具5夹紧。旋转夹持器16松开,机器人夹持管件进行下料,将弯管完成后管件抓取至下料架15。

以上所述仅为本申请较佳的实施例,并非因此限制本申请的保护范围及实施方式。

本申请在上述较佳的实施例的基础上还具有如下实施方式:

如图6所示,图6中为机器人自动化弯管工作站的示意图,该机器人自动化弯管工作站包括底座11和设于底座11上的控制柜12,控制柜12的一侧设有自动上料机13,自动上料机13的一侧设有弯管机器人14,弯管机器人14的手臂上设有全伺服机器人弯管机1,弯管机器人14远离自动上料机13的一侧设有下料架15,弯管机器人14的一侧还设有旋转夹持器16。本实施例中的控制柜12用于控制自动上料机13、自动上料机13和全伺服机器人弯管机1。

如图7所示,图7显示的是本申请中的全伺服机器人弯管机应用在机器人的情景。其包括弯管机器人14、全伺服机器人弯管机1、旋转夹持器16、管件辅助支撑机构18、管件辅助支撑机构柜19和机器人导轨20,其中,弯管机器人14设置在机器人导轨20上,可以在机器人导轨20上滑动,而全伺服机器人弯管机1设置在弯管机器人14的机械手臂上,在机器人导轨20的一侧沿机器人导轨20的长度方向设有两个管件辅助支撑机构柜19,每一个管件辅助支撑机构柜19的一端分别设有一个管件辅助支撑机构18,两个管件辅助支撑机构柜19之间设有一个旋转夹持器16。管件辅助支撑机构柜19用于控制管件辅助支撑机构18。而管件辅助支撑机构18用于支撑管件,旋转夹持器16用于夹持管件。

以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

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