2600T油压机自动上下料机械手结构设计

2600T油压机自动上下料机械手结构设

计

摘要：为落实发展工厂智能制造理念，改善作业环境，降低职工劳动强度，

提高作业安全性。针对2600T油压机进行自动上下料机械手设计。自动上下料系

统由上料平台、下料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可

实现抓取料，送料，码垛功能。

前言：2600T油压机主要加工产品为C70E下侧门板，C80E左右门板等大型

板材，最大重量94Kg。加工过程：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品

下料（天车吊运）。人工上下料时，共需作业人员4人。且作业人员需进入到滑

块下方进行操作，存在极大安全隐患，同时作业人员劳动强度较大。为解决上述

问题，根据现场工艺平面对机械手机械结构进行研究设计。

1设计理念：

1.1、在不破坏2600T压力机总工艺平面的基础上，进行自动化，智能化升级。

1.2、因现场条件约束[1]，上、下料机械手钢结构采用斜梁单臂结构，不占

原厂地的工艺平面。设计中通过NX软件进行有限元分析，在抓取100KG板材时，钢结构变形量0.26mm。机械手为五轴联动，最大回转半径4米，可实现上料抓取、对料抓取、送料抓取、下料码垛。

1.3、机械手各部传动为X轴伺服电机带动齿轮、齿条传动，实现横向移动。Z轴伺服电机带动链轮、链条传动，实现机械手升降。3个回转轴采用摆线针轮

RV减速器，保证机械手回转精度[2]。一号转臂安装有滚柱式回转支承，提高机械

手使用稳定性。机械手横梁及滑车均安装直线导轨，保证机械手抓取精度，滑枕

安装两套平衡风缸，保证了其安全可靠性。上料机构由6个94KG真空吸盘组成。

下料机构由12个DC24V电磁铁组成，可实现废料和产品的码垛功能。上、下料传送装置，安装有缓冲平台，有效控制料件对平台的冲击，提高上、下料平台使用寿命。对料平台上安有5组校对风缸，保证料件的抓取位置。上、下料平台及对料平台控制线接头，均为航空快插接头，方便拆卸安装。

作业平面布局：

作业单元工作流程：

①天车配合，人工将整垛料放置于辊筒线的缓存位→②整垛料自动传输至辊筒线的取料位→③上料机械手将单张料从取料位抓取，送至对料平台→④对料平台自动进行单板定位→⑤定位完成后，上料机械手将单板抓取，送至压形模精准位置→⑥冲压→⑦下料机械手将成品及料边（如有）一并取出，同时上料机械手同步将下一张单板送至压形模具精准位置→⑧下料机械手放置料边（如有）→⑨下料机械手将成品码垛至下料辊筒线放料位→⑩整垛成品从下料辊筒线放料位传至吊料位→天车配合，人工将整垛成品吊离工作区。

2结构及性能要求

自动上下料系统由上下料辊筒线、对料平台、上下料机械手、电控系统、监控系统等组成。可实现每班2名操作者完成整个作业单元的连续生产，可实现双班作业（以往因劳动强度大，为单班生产）。自动上下料系统电控部分均为航空

插头连接，可根据实际生产情况选用自动和人工操作模式，上下料辊筒线和对料

平台可实现快速拆卸、吊运、安装。

3上料辊筒线

辊筒线可放置两垛板材，台面为辊道结构；辊道一端为缓存位，另一端为取

料位，其中缓存位设升降缓冲平台，防止放料过程对辊道造成冲击，升降平台可

承受5T原材料垂直0.5米/s的冲击泄力作用；平台升起时，上平面与辊道上平

台高度差不小于100mm。辊道线为动力辊道，当取料位最后一张板取走后，有补

给报警提示，并可自动将缓存的整垛料前移，稳定对正，以实现原料的自动补给。

4对料平台

对料平台安有5组可调校正气缸，满足板料平面度50mm以内的可靠定位，

精准度在1mm以内；可满足不同规格板料的快速转产调整；对料平台安装有万向

滚珠，减少板材与台面的摩擦力。

5上下料机械手

安装在设备的进出口两侧，立柱整体安装于混凝土地面，当人工上下料时，

机械活动机构可移至一侧，整体不影响人工作业；设计和安装位置不与模具吊装、工作台移出干涉。机械手的展臂足够长，抓取的板材及成品中心可放置于设备

（或模具）的中心，并留有至少100mm的移动距离。在规定的效率下，负重（不

含端拾器）不小于100kg。重复精度在1mm以内。机械手上下行程及左右覆盖范

围满足设备参数、模具参数、产品参数和辊筒线参数等相关要求。

6上下料装置

上下机械手各配一套（共计两套）。框架采用冷弯矩形空心型钢焊接，吸盘、磁铁采用模块化设计，易于安装、调试、维修；柔性化设计，在换产时可快调整

相应吸盘位置，上料采用真空吸盘，下料采用电磁铁结构。适用不同产品的抓取。

7下料辊筒线

辊筒线可放置两垛成品，台面为辊道结构；辊道一端为缓存位，另一端为取料位。当缓存位放置的成品数量达到要求后，有出料报警提示，并可自动将缓存的整垛料前移至取料位。由天车将整垛合格产品吊离取料位。

结论

目前该自动上下料系统已用于2600T油压机自动上下料的工序，运行稳定，满足工艺要求。为公司其他同类型设备机械手新制、改造积累了一定经验。

参考文献：

{1}李允文。工业机械手设计[M].北京:机械工业出版社,1996.43-50

{2}刘晋霞,张明明.基于Solid Works的装载机工作装置设计及仿

真.2000.13-18