数控转塔冲床上下料助力机械手设计与分析

2 0 1 4年 2月

机床与液压 MACHI NE TOOL& HYDRAUL I CS

F e b . 2 01 4 Vo 1 . 4 2 No . 3

第4 2卷第 3期

DOI: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 1—3 8 8 1 . 2 0 1 4 . 0 3 . 0 0 4

数控转塔冲床上下料助力机械手设计与分析 柳光涛，钟佩思，刘大志，丁淑辉 ( 1 .山东科技大学先进制造技术研究中心，山东青岛 2 6 6 5 9 0; 2 .山东大学机械工程学院，山东济南 2 5 0 0 6 1 ) 摘要：根据数控转塔冲床的特点以及生产现场实际，分析了助力机械手在数控转塔冲床板料上下料的应用，构建了板料抓取结构、助力机械手、数控转塔冲床的组成单元，设计了拆垛上料机机械本体的整体机构，并介绍了关键技术有限元 分析和运动学分析。 关键词：数控转塔冲床；上下料；机械手 中图分类号：T H 1 6 2+. 1 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 1— 3 8 8 1( 2 0 1 4)3— 0 1 2— 4

De s i g n a nd An a l y s i s f o r Lo a d i ng/Unl o a d i ng Ma ni p ul a t o r o f NC Tur r e t Punc h Pr e s s LI U Gu a n g t a o .ZHONG Pe i s i,LI U Da z hi,DI NG S h u h ui

( 1 . A d v a n c e d Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y C e n t e r, S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d

T e c h n o l o g y, Q i n g d a o S h a n d o n g 2 6 6 5 9 0,C h i n a; 2 . S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g, S h a n d o n g U n i v e r s i t y, J i n a n S h a n d o n g 2 5 0 0 6 1,C h i n a ) A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f n u m e i r c a l c o n t r o l( N C )t u r r e t p u n c h p r e s s a

n d t h e a c t u a l p r o d u c t i o n o n s i t e, t h e a p p l i c a t i o n o f h e l p ma n i p u l a t o r f o r l o a d i n g/ u n l o a d i n g o f t h e s h e e t me t a l ma t e i r a l i n N C t u r r e t p u n c h p r e s s w a s a n a l y z e d,a n d t h e s h e e t me t a l g r a b s t r u c t u r e,h e l p ma n i p u l a t o r,N C t u re t p u n c h p r e s s c o mp o s i t i o n b l o c k s w e r e c o n s t r u c t e d,a n d t h e me c h a n i c a l b o d y w h o l e

me c h a n i s m o f o p e n b u t t r e s s f e e d i n g m a c h i n e w a s d e s i g n e d .T h e k e y t e c h n o l o g y o f f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s( F E A)a n d k i n e m a t i c a l a n a l— y s i s we r e i n t r o du c e d.

Ke y wo r d s: N C t u r r e t p u n c h p r e s s; L o a d i n/u g n l o a d i n g;M a n i p u l a t o r

数控机床是先进制造技术的关键设备之一，而数控转塔冲床是近年来高速钣金加工的一种重要的压力成型设备，集机、电、液、气于一体，可在板材上进行高速冲孔加工和浅拉深成型，是一种通用、高效率和高精度的冲压设备，拥有多个工位并能实现快速 换模。

过离合器/制动器的接合或分离，带动曲轴旋转，再通过曲柄连杆机构，带动滑块上、下往复运动，冲击转盘上所选定的模具对板材进行冲孔或其他成型加

工。液压主传动的工作原理是将液压系统提供的液压 油通过电磁换向阀的动作，进入液压缸的上下腔，使

活塞杆带动滑块上下往复运动，冲击模具进行冲 孔。

随着我国冲压行业的发展，板料冲压设备性能逐 渐与世界接轨，冲压生产自

动化程度得到了进一步的

提高。在冲压生产的首道工序中，我国许多企业仍然在采用传统的手工上料方式，这种上料方式不仅生产 效率低下、劳动强度大，而且易发生人身伤害事故。 为提升我国冲压生产的自动化水平、提高生产效率和 改善工人生产劳动条件，研发出与冲压设备自动化水 一

机床的工作原理：在机床没有任何报警的情况下，C N C执行一编好的程序，依照程序指令， 和y 轴带着钢板运动到冲头下，T盘将程序中所需模具运动到冲头下，液压冲头执行对模具的打击，完成一次冲压，然后和 y轴再移动一个位置，冲头再执行次冲压，如此往复，只到一个程序全部执行完毕， 退回到上料位置。

平相配套的自动上料系统具有重要的意义

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1 数控转塔冲床组成和工作原理 数控转塔冲床主传动分为机械、液压。机械主传动工作原理是主电机通过小带轮带动飞轮转动，再通

2机械手总体方案 2 . 1机械手总体结构因为设计要求搬运的加工板材的质量达 3 0 k g,

收稿日期：2 0 1 3— 0 3— 0 2

基金项目：山东省自然科学基金资助项目 ( Z R 2 0 1 1 E E M 0 1 4 ) 作者简介：柳光涛 ( 1 9 8 7一),男，硕士研究生，主要从事先进设计与制造技术等方向的研究。E—m a i l:l i u g u a n O a o _ 2 0 1 1@ 1 63 . C O i n。