專利名稱：一種送料裝置及利用其送料方法
技術領域：
本發(fā)明提出了一種用于大型多工位壓力機各工位自動同時送料的送料裝置及利 用其送料方法，適用于汽車工業(yè)、家電業(yè)等需要批量板材沖壓成型的行業(yè)。
背景技術：
由于金屬板材沖壓剪裁加工成零件過程中必要的步驟是成形步驟或沖孔步驟。目 前用于沖壓線上傳送工件的裝置是用于提起單件工件然后將工件送入壓力機中，沖壓完成 后再從壓力機中取出。目前的沖壓取、送料裝置主要有機械手、機器人，以上裝置適合于單 工位大型沖壓工件，需要多臺壓力機、多臺機械手或機器人組成生產線共同完成一個沖壓 零件，成批量中小型零件采用以上方式成本高、效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的之一是提供一種送料裝置，能夠連續(xù)的輸送工件并根據需要在三個坐 標方向調整工件位置，進而提供沖壓生產效率。為了實現上述目的，本發(fā)明是通過以下措施來實現的一種送料裝置，用于輸送工件通過多工位壓力機，包括兩個沿Y方向設置的并設 有端拾器和導向單元的送料橫桿；兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控制送料橫桿 沿χ方向相向或相對運動的χ方向運動機構，該χ方向運動機構包含兩個分別設置在壓力 機左、右立柱上的夾緊驅動單元和兩個分別與送料橫桿相連并由夾緊驅動單元控制沿X方 向運動的夾緊單元活動體；設置在送料橫桿一端的用于控制送料橫桿沿Y方向運動的Y方 向運動機構，該Y方向運動機構包含送進驅動單元和兩個分別與送料橫桿相連并由送進驅 動單元控制沿Y方向運動送進單元活動體；和兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控 制送料橫桿沿Z方向運動的Z方向運動機構，該Z方向運動機構包含兩個分別設置在壓力 機左、右立柱上的經傳動單元與夾緊單元活動體相連的提升驅動單元。本發(fā)明實施例中，還包括四組用于抵消提升重量的平衡氣墊結構，該平衡氣墊結 構具有蓄能器和與蓄能器相連接的氣缸，該氣缸固定在立柱上，進而增強抬起落下運動的 快速和靈活性。本發(fā)明實施例中，所述夾緊驅動單元包括安裝機架、夾緊伺服電機和第一同步傳 動機構，所述安裝機架沿X方向設置在壓力機左、右立柱上，且安裝機架上沿X方向設有第 一導軌滑塊副，所述夾緊單元活動體安裝在所述第一導軌滑塊副上。本發(fā)明實施例中，所述送進驅動單元包括安裝支架、送進伺服電機和第二同步傳 動機構，所述安裝機架與壓力機左、右立柱相連，且沿Y方向設有第二導軌滑塊副，所述送 進單元活動體安裝在第二導軌滑塊副上。本發(fā)明實施例中，所述提升驅動單元包括提升伺服電機。本發(fā)明實施例中，所述第一同步傳動機構為同步帶輪組件或鏈輪鏈條組件。本發(fā)明實施例中，第二同步傳動機構為同步帶輪組件或鏈輪鏈條組件。
本發(fā)明實施例中，所述傳動單元為滾珠絲杠副或齒輪齒條副。考慮到送料準確和實現各個坐標軸之間協(xié)調動作，本發(fā)明實施例中其還包括同步 控制裝置，該同步控制裝置包括用于采集到壓機當前運行角度信號的主軸編碼器、設置在 提升伺服電機、提升伺服電機及送進伺服電機中任意一個上的用于設定壓力機運行角度信 號的電機編碼器、設置在各個運動機構的末端用于比對采集到的信號和設定信號進行比較 的反饋編碼器和用于控制其他伺服電機運動的同步控制器。本發(fā)明目的之二是提供一種操作簡單的送料方法。為了實現上述目的，本發(fā)明是通過以下措施來實現的一種送料方法，其上述送料裝置完成，包括以下步驟A、工件夾緊將需要輸送的工件放置在送料橫桿上，根據工件的 寬度大小，由夾緊 驅動單元控制沿X方向運動的夾緊單元活動體帶動送料橫桿沿X方向相對運動，并利用端 拾器拾取工件B、工件抬起根據壓力機工作臺面的高度，利用提升驅動單元控制送料橫桿沿Z 方向運動，進而帶動工件升至合適的位置；C、工件送進由送進驅動單元控制送進單元活動體沿Y方向運動，從而帶動工件 移動至壓力機的工作臺上方；D、送料橫桿的落下利用提升驅動單元控制送料橫桿沿Z方向向下運動，進而帶 動工件落在壓力機的工作臺上合適的位置；E、工件松開由夾緊驅動單元控制沿X方向運動的夾緊單元活動體帶動送料橫桿 沿X方向相向運動，從而將工件松開放置在壓力機的工作臺上，從而實現進給自動送料；F、送料橫桿的返回由送進驅動單元控制送進單元活動體沿Y方向運動，從而帶 動送料橫桿返回起始位置，重復上述各個步驟，實現連續(xù)送料過程。本發(fā)明的有益效果1、送料橫桿配合端拾器完成送料，橫桿的送料動作由X方向運動機構、Y方向運動 機構、Z方向運動機構控制實現了提升、下落、夾緊、松開、送進、返回過程，進而實現了送料 橫桿及附件快速、準確轉移工件，且各個動作均在壓力機前后立柱之間完成，送料準確、動 作連續(xù)可靠，一次送料可以同時將多個工件前移一個工序，每完成一次送料壓力機滑塊完 成一次沖壓。2、根據板料大小和模具情況，送料和沖壓次數可以5 30次之間自由調整，相比 單臺壓力機單工位沖壓生產效率成倍提高；各個伺服軸通過力學核算和慣量匹配，運行穩(wěn) 定、準確、高速，滿足大型多工位壓力機要求穩(wěn)定、高效運的其特點。3、送料過程簡單，且不需要人工操作，方便實用。說明書附1是表示本發(fā)明選定實施例的結構示意圖；圖2送進驅動單元及送進活動體結構示意圖；圖3提升單元的結構示意圖；圖4夾緊單元的結構示意圖；圖5平衡氣墊的結構示意圖；圖6本發(fā)明實施例中送料控制配合原理圖7本發(fā)明實施例與壓力機的配合布置圖；圖8為各個軸的同步運動曲線圖；圖9為同步控制裝置原理圖；

圖10送料橫桿示意圖。1.提升驅動單元，2.夾進驅動單元，3.送料橫桿，4.送進驅動單元，5.送進單 元活動體，6.夾緊單元活動體，7.平衡氣墊，8.端適器，9.安裝支架，10.提升伺服電機， 11.氣缸，12.滾珠絲杠副，13.底板，14.夾緊伺服電機，15.第一同步帶輪，16.第一同步 帶，17.安裝機架，18.蓄能器，19.拆垛裝置，20.上料小車，21.過渡臺，22.壓力機，23.出 料皮帶機，24.主軸編碼器，25.立柱，26.導向單元，27.送進伺服電機，28.第二同步帶輪， 29.第二導軌滑塊副，30、第一導軌滑塊副，31、第二同步帶，32、伺服驅動器，33、制動器，34、 溫度保護器，35、電機編碼器，36、反饋編碼器，37、同步控制器。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，下述說明僅是示例性 的，以便于本領域人員更好理解本發(fā)明。參考附圖1 一種送料裝置，包括送料橫桿3、兩組用于控制送料橫桿3沿X方向相 向或相對運動的X方向運動機構、兩組用于控制送料橫桿3沿Y方向運動的Y方向運動機 構和兩組用于控制送料橫桿3沿Z方向運動的Z方向運動機構，其中所述送料橫桿3為兩 個，且平行間隔沿Y方向設置，并設有端拾器8和導向單元26 ；X方向運動機構分別設置壓 力機前、后立柱25上，該X方向運動機構包含兩個分別設置在壓力機左、右立柱上的夾緊驅 動單元2和兩個分別與送料橫桿3相連并由夾緊驅動單元2控制沿X方向運動的夾緊單元 活動體6 ；Y方向運動機構設置在送料橫桿3 —端，該Y方向運動機構包含送進驅動單元4 和兩個分別與送料橫桿3相連并由送進驅動單元4控制沿Y方向運動送進單元活動體5 ； Z方向運動機構分別設置壓力機前、后立柱上，該Z方向運動機構包含兩個分別設置在壓力 機左、右立柱25上的經傳動單元與夾緊單元活動體6相連的提升驅動單元1。參考附圖2所述送進驅動單元4包括安裝支架9、送進伺服電機27和第二同步傳 動機構，所述安裝機架9與壓力機左、右立柱25相連，且沿Y方向設有第二導軌滑塊副29， 所述送進單元活動體5安裝在第二導軌滑塊副29上。參考附圖4所述夾緊驅動單元2包括安裝機架17、夾緊伺服電機14和第一同步傳 動機構，所述安裝機架17沿X方向設置在壓力機左、右立柱上，且安裝機架17上沿X方向 設有第一導軌滑塊副30，所述夾緊單元活動體6安裝在所述第一導軌滑塊副30上。參考附圖3所述提升驅動單元1包括提升伺服電機14。所述傳動單元為滾珠絲杠 副12，當然本領域人員很容易想到傳動單元可以通過齒輪齒條副代替。如圖5所示本發(fā)明裝置還包括四組用于抵消提升重量的平衡氣墊結構，以增強抬 起落下運動的快速與靈活性，該平衡氣墊結構具有蓄能器18和與蓄能器18相連接的氣缸 11，該氣缸11固定在立柱上。本發(fā)明實施例中所述第一同步傳動機構包括兩個安裝在安裝機架17上的第一同 步帶輪15和用于連接第一同步帶輪15的第一同步帶16，所述第二同步傳動機構包括第二 同步帶輪28和第二同步帶31，所述第一同步傳動機構及第二同步傳動機構可以通過鏈輪鏈條組件代替。為了保證送料過程中精確定位，如圖10所示其還包括可編程同步控制器，以及若 干組與可編程同步控制器相連的編碼系統(tǒng)，所述編碼系統(tǒng)包括伺服驅動器、制動器、溫度保 護器、電機編碼器和主編碼器，所述主編碼器安裝在壓力機主軸上，所述伺服驅動器、制動 器、溫度保護器、電機編碼器均安裝在各個驅動單元上。實際生產過程中，所述安裝機架17通過底板13固定在立柱25上，所述提升驅動 單元1和平衡氣墊結構均安裝在安裝機架17上。各個坐標軸部件工作過程如下X方向運動機構由伺服電機14驅動第一同步帶輪15及第一同步帶16，帶動夾緊 單元活動體6完成夾緊、松開動作，兩根送料橫桿3沿第一導軌滑塊副30逆向運動，實現夾 緊松開動作。其中各個電機之間采用主從聯動方式，協(xié)調相互之間的配合。通過安裝在壓 力機上的主軸編碼器24，實現夾緊、松開與壓力機滑塊聯動連鎖，防止滑塊與橫桿相碰。Y方向運動機構由送進驅動電機27驅動第二同步帶輪28及第二同步帶31，帶動 送進單元活動體5沿第二導軌滑塊副29往返移動，驅動送進單元活動體5跟隨夾緊動作運 動的夾緊單元活動體6，驅動送料橫桿3實現送進、返回功能。第二導軌滑塊副29與夾緊 單元活動體6相連接。送進、返回行程可以根據板料大小和模具間距通過編程設定，設定送 進、返回軟限位和硬限位防止碰撞和損壞。Z.方向運動機構由提升驅動電機10通過滾珠絲杠副12帶動機架17和送料橫 桿3升降，以上部分通過安裝底板13安裝在壓力機立柱側面。平衡氣墊通過氣缸11和蓄 能器18抵消所提升重量，增強抬起落下運動的快速和靈活性。三個坐標軸方向各個部件之間的聯動三個坐標軸動作，通過編程控制適應板料尺寸變化、模具變化及速度匹配。送料系 統(tǒng)本身的運動部件及工件的尺寸大、重量沉，要求運動速度高、定位準、無振動，所采用伺服 系統(tǒng)，為大功率、高性能伺服控制系統(tǒng)，在伺服控制器中采用電子凸輪控制技術，送料裝置 按電子凸輪產生的曲線運動，保證送料系統(tǒng)在高速運動中精確定位、無振動的要求。編程控制采用可編程同步控制器做控制核心，伺服驅動器作為驅動元件，使用提 升伺服電機10、提升伺服電機14、送進伺服電機27作為執(zhí)行元件實現運動控制，作為主軸 的壓力機22需要和可編程同步控制器進行實時通訊，使得可編程同步控制器能夠采集到 壓機當前位置(運行角度)信號，這個信號來源于安裝在壓機上的主軸編碼器24，該主軸編 碼器24的電氣安裝位置可以選擇任意一個伺服驅動器接入到X4接口，如圖9所示從左到 右分別為各個伺服驅動器32、制動器33、溫度保護器34和電機編碼器3(以上裝在電機本 體上)，主軸編碼器通過定制的通訊電纜連接到伺服驅動器的X4接口上(X4為第二編碼器 接口)。在整個同步控制中這個編碼器就作為主軸，其它從軸跟隨這個主軸按照編輯的同步 曲線運動。如圖4所示為詳細的主從軸關系，RM代表壓機主軸，是一個實軸。VM是虛擬主軸， 當與壓機同步運行時，RM與VM耦合；當送料機構單獨運行時，RM與VM解耦合。VX，VY, VZ 等代表送料伺服機構的送進，提升等運動方向的虛擬軸，當自動或單次循環(huán)運行時，VX與 VM按照事先編制的凸輪曲線同步運行，實現送料機構的連續(xù)運動；當手動方式調整送料機 構的各個軸時，VX等與VM解耦合。X1，X2等與VX始終保持線性同步，保證多個電機在同一個運動方向上的同步性。夾緊/傾斜的位置根據壓力機電子凸輪的角度在運動曲線中完全 自由可編程。圖8所示為通過軟件制作的運動曲線，曲線中的橫坐標為主軸角度，縱坐標為從軸位置，通過不同的同步曲線實現了送料機構各個運動方向與壓力機的可編程運動控制。 從軸不跟隨主軸運動，從軸跟隨主軸做先加速后勻速再減速的五次方運動曲線，實現了完 整的同步運動。這條曲線就是VX，VY等與VM之間同步運動所需要的曲線，為VX，VY, VZ, VA，VB分別編制的同步曲線?！N利用所述送料裝置完成送料的方法，包括以下步驟A、工件夾緊將需要輸送的工件放置在送料橫桿3上，根據工件的寬度大小，由夾 緊驅動單元2控制沿X方向運動的夾緊單元活動體6帶動送料橫桿3沿X方向相對運動， 并利用端拾器25拾取工件B、工件抬起根據壓力機22工作臺面的高度，利用提升驅動單元1控制送料橫桿 3沿Z方向運動，進而帶動工件升至合適的位置；C、工件送進由送進驅動單元4控制送進單元活動體5沿Y方向運動，從而帶動工 件移動至壓力機22的工作臺上方；D、送料橫桿的落下利用提升驅動單元1控制送料橫桿3沿Z方向向下運動，進而 帶動工件落在壓力機22的工作臺上合適的位置；E、工件松開由夾緊驅動單元2控制沿X方向運動的夾緊單元活動體6帶動送料 橫桿3沿X方向相向運動，從而將工件松開放置在壓力機22的工作臺上，從而實現進給自 動送料；F、送料橫桿的返回由送進驅動單元4控制送進單元活動體5沿Y方向運動，從而 帶動送料橫桿返回起始位置，重復上述各個步驟，實現連續(xù)送料過程。參考附圖7，本發(fā)明裝置與拆垛裝置19及壓力機22共同實現了大型多工位壓力機 的主體功能，垛料小車20上放置垛料后，拆垛裝置19中的機械手從垛料上抓取板料，并放 置在過渡臺上21，接著經壓力機22及送料裝置將零件送到出料皮帶機23，經檢驗后完成零 件生產的過程。
權利要求
一種送料裝置，用于輸送工件通過多工位壓力機，其特征在于包括兩個沿Y方向設置的并設有端拾器(8)和導向單元的送料橫桿(3)；兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控制送料橫桿(3)沿X方向相向或相對運動的X方向運動機構，該X方向運動機構包含兩個分別設置在壓力機左、右立柱上的夾緊驅動單元(2)和兩個分別與送料橫桿(3)相連并由夾緊驅動單元(2)控制沿X方向運動的夾緊單元活動體(6)；設置在送料橫桿(3)一端的用于控制送料橫桿(3)沿Y方向運動的Y方向運動機構，該Y方向運動機構包含送進驅動單元(4)和兩個分別與送料橫桿(3)相連并由送進驅動單元(4)控制沿Y方向運動送進單元活動體(5)；和兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控制送料橫桿(3)沿Z方向運動的Z方向運動機構，該Z方向運動機構包含兩個分別設置在壓力機左、右立柱上的經傳動單元與夾緊單元活動體(6)相連的提升驅動單元(1)。
2.根據權利要求1所述送料裝置，其特征在于其還包括四組用于抵消提升重量的平 衡氣墊結構，該平衡氣墊結構具有蓄能器(18)和與蓄能器(18)相連接的氣缸(11)，該氣缸 (11)固定在立柱上。
3.根據權利要求1所述送料裝置，其特征在于所述夾緊驅動單元(2)包括安裝機架 (17)、夾緊伺服電機(14)和第一同步傳動機構，所述安裝機架(17)沿X方向設置在壓力機 左、右立柱上，且安裝機架(17)上沿X方向設有第一導軌滑塊副，所述夾緊單元活動體(6) 安裝在所述第一導軌滑塊副上。
4.根據權利要求1所述送料裝置，其特征在于所述送進驅動單元(4)包括安裝支架 (9)、送進伺服電機(27)和第二同步傳動機構，所述安裝機架(9)與壓力機左、右立柱相連， 且沿Y方向設有第二導軌滑塊副，所述送進單元活動體(5)安裝在第二導軌滑塊副上。
5.根據權利要求1所述送料裝置，其特征在于所述提升驅動單元(1)包括提升伺服 電機(14)。
6.根據權利要求3所述送料裝置，其特征在于所述第一同步傳動機構為同步帶輪組 件或鏈輪鏈條組件。
7.根據權利要求4所述送料裝置，其特征在于第二同步傳動機構為同步帶輪組件或 鏈輪鏈條組件。
8.根據權利要求5所述送料裝置，其特征在于所述傳動單元為滾珠絲杠副或齒輪齒 條副。
9.根據權利要求1至8任意一項所述送料裝置，其特征在于其還包括同步控制裝置， 該同步控制裝置包括用于采集到壓機當前運行角度信號的主軸編碼器(24)、設置在提升伺 服電機(10)、提升伺服電機(14)及送進伺服電機(27)中任意一個上的用于設定壓力機運 行角度信號的電機編碼器(35)、設置在各個運動機構的末端用于比對采集到的信號和設定 信號進行比較的反饋編碼器(36)和用于控制其他伺服電機運動的同步控制器(37)。
10.一種送料方法，其特征在于利用權利要求1至8任意一項所述送料裝置完成，包 括以下步驟A、工件夾緊將需要輸送的工件放置在送料橫桿(3)上，根據工件的寬度大小，由夾緊 驅動單元(2)控制沿X方向運動的夾緊單元活動體(6)帶動送料橫桿(3)沿X方向相對運動，并利用端拾器(8)拾取工件B、工件抬起根據壓力機(22)工作臺面的高度，利用提升驅動單元(1)控制送料橫桿 (3)沿Z方向運動，進而帶動工件升至合適的位置；C、工件送進由送進驅動單元(4)控制送進單元活動體(5)沿Y方向運動，從而帶動工 件移動至壓力機(22)的工作臺上方；D、送料橫桿的落下利用提升驅動單元(1)控制送料橫桿(3)沿Z方向向下運動，進而 帶動工件落在壓力機(22)的工作臺上合適的位置；E、工件松開由夾緊驅動單元(2)控制沿X方向運動的夾緊單元活動體(6)帶動送料 橫桿(3)沿X方向相向運動，從而將工件松開放置在壓力機(22)的工作臺上，從而實現進 給自動送料；F、送料橫桿的返回由送進驅動單元⑷控制送進單元活動體(5)沿Y方向運動，從而 帶動送料橫桿返回起始位置，重復上述各個步驟，實現連續(xù)送料過程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種送料裝置及送料方法，一種送料裝置，用于輸送工件通過多工位壓力機，包括兩個沿Y方向設置送料橫桿；兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控制送料橫桿沿X方向相向或相對運動的X方向運動機構；設置在送料橫桿一端的用于控制送料橫桿沿Y方向運動的Y方向運動機構；和兩組分別設置壓力機前、后立柱上的用于控制送料橫桿沿Z方向運動的Z方向運動機構。一種送料方法，其上述送料裝置完成，包括以下步驟A、工件夾緊；B、工件抬起；C、工件送進；D、送料橫桿的落下；E、工件松開；F、送料橫桿的返回。本發(fā)明的有益效果一次送料可以同時將多個工件前移一個工序，每完成一次送料壓力機滑塊完成一次沖壓；送料過程簡單，且不需要人工操作，方便實用。
文檔編號B21D43/00GK101829737SQ20101017780
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者張朋, 李超, 趙玉華, 郭偉 申請人:濟南二機床集團有限公司