(19)中華人民共和國國家知識產權局(12)發明專利申請(10)申請公布號CN113714348A(43)申請公布日2021.11.30(21)申請號2.9(22)申請日2021.08.02(71)申請人北京安川機器人有限公司地址201906北京市寶山區富聯路1500號(72)發明人李聰黃萬永劉坤吳鈺屾周兵王財先(74)專利代理機構北京申新律師事務所31272代理人林志豪(51)Int.Cl.B21D7/024(2006.01)B21D7/12(2006.01)B21D43/10(2006.01)B25J5/02(2006.01)B25J11/00(2006.01)權力要求書1頁說明書5頁附圖4頁(54)發明名稱一種全伺服機器人彎管機(57)摘要本發明公開了一種全伺服機器人彎管機，涉及到零件加工技術領域，包括安裝座以及設于安裝座上的彎管轉臂模塊、主夾模塊、導夾模塊、導夾隨動模塊和彎管磨具，其中，主夾模塊安裝在彎管轉臂模塊上，且彎管轉臂模塊可驅動主夾模塊繞Z軸方向旋轉，主夾模塊上設有主夾磨具，導夾模塊上設有導夾磨具，主夾磨具和導夾磨具分別與彎管磨具聯接，且主夾磨具和導夾磨具分別用于彎管磨具Y方向的夾緊固定，導夾隨動模塊與導夾磨具聯接，用于控制導夾磨具沿X方向運動。

本發明中的彎管機，可配合機器人完成彎管折邊，采用伺服馬達進行彎管夾緊、折彎以及彎A管時追隨，可實現高精度彎管。843417311NCCN113714348A權力要求書1/1頁1.一種全伺服機器人彎管機，其特點在于，包括安裝座以及設于安裝座上的彎管轉臂模塊、主夾模塊、導夾模塊、導夾隨動模塊和彎管磨具，其中，所述主夾模塊安裝在所述彎管轉臂模塊上，且所述彎管轉臂模塊可驅動所述主夾模塊繞Z軸方向旋轉，所述主夾模塊上設有主夾磨具，所述導夾模塊上設有導夾磨具，所述主夾磨具和所述導夾磨具分別與所述彎管磨具聯接，且所述主夾磨具和所述導夾磨具分別用于所述彎管磨具Y方向的夾緊固定，所述導夾隨動模塊與所述導夾磨具聯接，用于控制所述導夾磨具沿X方向運動。2.如權力要求1所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，所述彎管轉臂模塊包括彎管馬達、第一減速機、第一過渡法蘭和第一旋轉軸，所述彎管馬達設于所述安裝座的下端，且所述彎管馬達的左端通過所述第一過渡法蘭與所述第一減速機聯接伺服彎管機，所述安裝座的上端設有所述第一旋轉軸，且所述第一旋轉軸的一端與所述第一減速機聯接，所述主夾模塊安裝在所述第一旋轉軸上。

3.如權力要求2所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，還包括第二過渡法蘭，所述第二過渡法蘭設于所述第一旋轉軸上，且所述第二過渡法蘭坐落所述主夾模塊的兩側，所述第一旋轉軸的另一端與所述彎管磨具聯接。4.如權力要求1所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，所述主夾模塊包括：第一夾緊馬達；第二減速機，所述第二減速機與所述第一夾緊馬達驅動聯接；第二旋轉軸，所述第二旋轉軸的一端與所述第二減速機聯接；第一螺栓，所述絲杠的一端與所述第二旋轉軸傳動聯接；第一滑塊，所述第一滑塊設于所述第一螺栓上，所述主夾磨具與所述第一滑塊聯接。5.如權力要求4所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于伺服彎管機，還包括第一蝸桿和第二齒輪，所述第一蝸桿與所述旋轉軸聯接，所述第二蝸桿與所述第一螺栓的一端聯接，所述第一蝸桿與所述第二蝸桿漸開線。6.如權力要求4所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，所述第一夾緊馬達和所述第二減速機設于所述安裝座的下端，所述第二旋轉軸、所述第一螺栓以及所述第一滑塊分別坐落所述安裝座的上端。7.如權力要求1所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，所述導夾模塊包括第二夾緊馬達、第三減速機、第三旋轉軸、第一皮帶輪、第二皮帶輪、皮帶、第二螺栓和第二滑塊，所述第二夾緊馬達與所述第三減速機聯接，且所述第二夾緊馬達以及所述第三減速機均設于所述安裝座的下端，所述第三旋轉軸設于所述安裝座的上端，且所述第三旋轉軸的一端與所述第三減速機聯接，所述第三旋轉軸上設有所述第一皮帶輪，所述第二螺栓上設有第二皮帶輪，且所述皮帶聯接所述第一皮帶輪和所述第二皮帶輪，所述第二螺栓上設有所述第二滑塊，所述第二滑塊與所述導夾磨具聯接。

8.如權力要求1所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，還包括機器人聯接法蘭，所述安裝座的右側設有所述機器人聯接法蘭，所述機器人聯接法蘭用于將所述安裝座和機器人聯接。9.如權力要求1所述的全伺服機器人彎管機，其特點在于，所述導夾隨動模塊包括設于所述安裝座上端驅動馬達，所述驅動馬達用于驅動所述導夾磨具沿X方向運動。22CN113714348A說明書1/5頁一種全伺服機器人彎管機技術領域[0001]本發明涉及到零件加工技術領域，尤其涉及到一種全伺服機器人彎管機。背景技術[0002]彎管加工成形是管材塑性加工領域中常用的加工工藝之一，它是通過一定的型材加工成型方式將其加工成特定彎曲直徑、彎曲角度和形狀的彎曲零件，在船舶制造、家具、橋梁、汽車行業等領域，彎管質量直接影響著產品的安全性、穩定性和可靠性。[0003]目前彎管加工設備大部份采用數控彎管機或油壓彎管機進行彎管折邊，上下料采用人工輔助進行，上下道工序不能完全實現手動化，這樣的加工工藝生產效率低、所需人工成本較高，不利于彎管全手動化生產改建。發明內容[0004]本發明的目的在于提供一種全伺服機器人彎管機，用于解決上述技術問題。

[0005]本發明采用的技術方案如下：[0006]一種全伺服機器人彎管機，包括安裝座以及設于安裝座上的彎管轉臂模塊、主夾模塊、導夾模塊、導夾隨動模塊和彎管磨具，其中，所述主夾模塊安裝在所述彎管轉臂模塊上，且所述彎管轉臂模塊可驅動所述主夾模塊繞Z軸方向旋轉，所述主夾模塊上設有主夾模具，所述導夾模塊上設有導夾磨具，所述主夾磨具和所述導夾磨具分別與所述彎管磨具連接，且所述主夾磨具和所述導夾磨具分別用于所述彎管磨具Y方向的夾緊固定，所述導夾隨動模塊與所述導夾磨具聯接，用于控制所述導夾磨具沿X方向運動。[0007]作為優選，所述彎管轉臂模塊包括彎管馬達、第一減速機、第一過渡法蘭和第一旋轉軸，所述彎管馬達設于所述安裝座的下端，且所述彎管馬達的左端通過所述第一過渡法蘭與所述第一減速機聯接，所述安裝座的上端設有所述第一旋轉軸，且所述第一旋轉軸的一端與所述第一減速機聯接，所述主夾模塊安裝在所述第一旋轉軸上。[0008]作為進一步的優選，還包括第二過渡法蘭，所述第二過渡法蘭設于所述第一旋轉軸上，且所述第二過渡法蘭坐落所述主夾模塊的兩側，所述第一旋轉軸的另一端與所述彎管磨具聯接。

[0009]作為優選，所述主夾模塊包括：[0010]第一夾緊馬達；[0011]第二減速機，所述第二減速機與所述第一夾緊馬達驅動聯接；[0012]第二旋轉軸，所述第二旋轉軸的一端與所述第二減速機聯接；[0013]第一螺栓，所述絲杠的一端與所述第二旋轉軸傳動聯接；[0014]第一滑塊，所述第一滑塊設于所述第一螺栓上，所述主夾磨具與所述第一滑塊連接。[0015]作為進一步的優選，還包括第一蝸桿和第二蝸桿，所述第一蝸桿與所述旋轉軸連接，所述第二蝸桿與所述第一螺栓的一端聯接，所述第一蝸桿與所述第二蝸桿漸開線。33CN113714348A說明書2/5頁[0016]作為優選，所述第一夾緊馬達和所述第二減速機設于所述安裝座的下端，所述第二旋轉軸、所述第一螺栓以及所述第一滑塊分別坐落所述安裝座的上端。[0017]作為優選，所述導夾模塊包括第二夾緊馬達、第三減速機、第三旋轉軸、第一皮帶輪、第二皮帶輪、皮帶、第二螺栓和第二滑塊，所述第二夾緊馬達與所述第三減速機聯接，且所述第二夾緊馬達以及所述第三減速機均設于所述安裝座的下端，所述第三旋轉軸設于所述安裝座的上端，且所述第三旋轉軸的一端與所述第三減速機聯接，所述第三旋轉軸上設有所述第一皮帶輪，所述第二螺栓上設有第二皮帶輪，且所述皮帶聯接所述第一皮帶輪和所述第二皮帶輪，所述第二螺栓上設有所述第二滑塊，所述第二滑塊與所述導夾磨具聯接。

[0018]作為優選，還包括機器人聯接法蘭，所述安裝座的右側設有所述機器人聯接法蘭，所述機器人聯接法蘭用于將所述安裝座和機器人聯接。[0019]作為優選，所述導夾隨動模塊包括設于所述安裝座上端驅動馬達，所述驅動馬達用于驅動所述導夾磨具沿X方向運動。上述技術方案具有如下優點或有益療效：[0020]本發明中的彎管機，可配合機器人完成彎管折邊，采用伺服馬達進行彎管夾緊、折彎以及彎管時追隨，可實現高精度彎管；采用機器人手持彎管機即可實現管材上料、彎管、下料等多道工序，極大地增強了彎管手動化程度，有利于彎管手動化產線升級改建；其次所有伺服馬達控制都可通過機器人進行控制，高度集成了機器人和彎管機頭，建立了機器人彎管工藝。附圖說明[0021]圖1是本發明中全伺服機器人彎管機的結構示意圖；[0022]圖2是本發明中彎管轉臂模塊的結構示意圖；[0023]圖3是本發明中主夾模塊的結構示意圖；[0024]圖4是本發明中導夾模塊的結構示意圖；[0025]圖5是本發明中彎管磨具的結構示意圖；[0026]圖6為機器人手動化彎管工作站的結構示意圖；[0027]圖7為本發明全伺服機器人彎管機應用狀態示意圖。

[0028]圖中：1、全伺服機器人彎管機；2、安裝座；3、彎管磨具；4、主夾磨具；5、導夾磨具；6、彎管馬達；601、第一減速機；602、第一過渡法蘭；603、第一旋轉軸；604、第二過渡法蘭；7、第一夾緊馬達；701、第二減速機；702、第二旋轉軸；703、第一螺栓；704、第一滑塊；705、第一蝸桿；706、第二蝸桿；8、第二夾緊馬達；801、第三減速機；802、第三旋轉軸；803、第一皮帶輪；804、第二皮帶輪；805、皮帶；806、第二螺栓；807、第二滑塊；9、機器人聯接法蘭；10、驅動馬達；11、底座；12、控制柜；13、自動上料機；14、彎管機器人；15、下料架；16、旋轉夾持器；17、主夾模塊；18、管件輔助支撐機構；19、管件輔助支撐機構柜；20、機器人滑軌。具體施行方法[0029]下邊將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，其實，所描述的施行例是本發明一部份施行例，而不是全部的施行例?；诒景l明中的施行例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他施行例，都屬于本發明保護的范圍。[0030]在本發明的描述中，須要說明的是，如出現術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、44CN113714348A說明書3/5頁“豎直”、“水平”、“內”、“外”等，其所指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了易于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或器件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因而不能理解為對本發明的限制。

據悉，如出現術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。[0031]在本發明的描述中，須要說明的是，除非另有明晰的規定和限定，如出現術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，比如，可以是固定聯接，也可以是可拆卸聯接，或一體地聯接；可以是機械聯接，也可以是電聯接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個器件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含意。[0032]圖1是本發明中全伺服機器人彎管機的結構示意圖；圖2是本發明中彎管轉臂模塊的結構示意圖；圖3是本發明中主夾模塊的結構示意圖；圖4是本發明中導夾模塊的結構示意圖；圖5是本發明中彎管磨具的結構示意圖；[0033]圖6中為機器人手動化彎管工作站的結構示意圖，請參見圖1至圖6所示，示出了一種較佳的施行例，示出的一種全伺服機器人彎管機1，包括安裝座2以及設于安裝座2上的彎管轉臂模塊、主夾模塊17、導夾模塊、導夾隨動模塊和彎管磨具3，其中，主夾模塊17安裝在彎管轉臂模塊上，且彎管轉臂模塊可驅動主夾模塊17繞Z軸方向旋轉，主夾模塊17上設有主夾磨具4，導夾模塊上設有導夾磨具5，主夾磨具4和導夾磨具5分別與彎管磨具3聯接，且主夾磨具4和導夾磨具5分別用于彎管磨具3Y方向的夾緊固定，導夾隨動模塊與導夾磨具4連接，用于控制導夾磨具5沿X方向運動。

本施行例中，如圖1所示，彎管轉臂模塊用于驅動主夾模塊17繞Z軸方向旋轉，實現彎管動作，而主夾模塊17用于控制主夾磨具4對彎管磨具3進行夾緊固定，導夾模塊用于控制導夾磨具5夾緊固定彎管磨具3，彎管磨具3用于聯接彎管。當彎管磨具3在旋轉時，導夾隨動模塊可用于驅動導夾磨具5進行X方向隨動運動。本施行例中，主夾磨具4可以隨著主夾模塊17一起圍繞Z軸方向旋轉。本施行例中的彎管機用于安裝在機器人的肩膀上，通過機器人進行控制。本施行例中的主夾磨具4和導夾磨具5均安裝在安裝座2的上端。[0034]進一步，作為一種較佳的施行方法，彎管轉臂模塊包括彎管馬達6、第一減速機601、第一過渡法蘭602和第一旋轉軸603，彎管馬達6設于安裝座2的下端，且彎管馬達6的下端通過第一過渡法蘭602與第一減速機601聯接，安裝座2的上端設有第一旋轉軸603，且第一旋轉軸603的一端與第一減速機601聯接，主夾模塊17安裝在第一旋轉軸603上。本施行例中，彎管馬達6的輸出軸通過第一減速機601進行減速后并控制第一旋轉軸603進行旋轉，第一減速機601的設置可以促使第一旋轉軸603的怠速愈發穩定，第一旋轉軸603用于控制主夾模塊17旋轉。

[0035]進一步，作為一種較佳的施行方法，還包括第二過渡法蘭604，第二過渡法蘭604設于第一旋轉軸603上，且第二過渡法蘭604坐落主夾模塊17的外側，第一旋轉軸603的另一端與彎管磨具3聯接。本施行例中，第一旋轉軸603在旋轉時，彎管磨具3也跟著旋轉，其中彎管磨具3與第一旋轉軸603之間通過第二過渡法蘭604進行聯接，設置的第二過渡法蘭604才能以便彎管磨具3的安裝和拆卸。[0036]進一步，作為一種較佳的施行方法，主夾模塊17包括：[0037]第一夾緊馬達7；55CN113714348A說明書4/5頁[0038]第二減速機701，第二減速機701與第一夾緊馬達7驅動聯接；[0039]第二旋轉軸702，第二旋轉軸702的一端與第二減速機701聯接；[0040]第一螺栓703，蝸桿的一端與第二旋轉軸702傳動聯接；[0041]第一滑塊704，第一滑塊704設于第一螺栓703上，主夾磨具4與第一滑塊704聯接。本施行例中，第一夾緊馬達7的輸出軸通過第二減速機701減速后驅動第一螺栓703轉動，使得第一滑塊704在第一螺栓703上滑動，而第一滑塊704會推動主夾磨具4進行收縮，使得主夾磨具4夾緊或握住彎管磨具3。

[0042]進一步，作為一種較佳的施行方法，還包括第一蝸桿705和第二蝸桿706，第一蝸桿705與旋轉軸聯接，第二蝸桿706與第一螺栓703的一端聯接，第一蝸桿705與第二蝸桿706嚙合。本施行例中，主夾模塊17中的旋轉軸與旋轉軸之間通過蝸桿傳動的方法進行聯接，也可以通過導夾模塊中的皮帶傳動的方法進行聯接。[0043]進一步，作為一種較佳的施行方法，第一夾緊馬達7和第二減速機701設于安裝座2的下端，第二旋轉軸702、第一螺栓703以及第一滑塊704分別坐落安裝座2的上端。本施行例中，如圖1所示，第一夾緊馬達7坐落第二減速機701的下端，第二減速機701與安裝座2聯接固定。[0044]進一步，作為一種較佳的施行方法，導夾模塊包括第二夾緊馬達8、第三減速機801、第三旋轉軸802、第一皮帶輪803、第二皮帶輪804、皮帶805、第二螺栓806和第二滑塊807，第二夾緊馬達8與第三減速機801聯接，且第二夾緊馬達8以及第三減速機801均設于安裝座2的下端，第三旋轉軸802設于安裝座2的上端，且第三旋轉軸802的一端與第三減速機801聯接，第三旋轉軸802上設有第一皮帶輪803，第二螺栓806上設有第二皮帶輪804，且皮帶805聯接第一皮帶輪803和第二皮帶輪804，第二螺栓806上設有第二滑塊807，第二滑塊807與導夾磨具5聯接。

本施行例中，第二夾緊馬達8第三旋轉軸802旋轉，第三旋轉軸802帶動第一皮帶輪803轉動，第一皮帶輪803通過皮帶805推動第二皮帶輪804轉動，致使第二皮帶輪804推動第二螺栓806旋轉，而第二滑塊807在第二螺栓806的轉動下實現沿第二螺栓806的軸向方向滑動，進而控制導夾磨具5夾緊或握住彎管磨具3。本施行例中的第三旋轉軸802與第二螺栓806之間通過皮帶傳動的方法進行聯接，也可以通過主夾模塊17中的蝸桿傳動的方法進行聯接。[0045]進一步，作為一種較佳的施行方法，還包括機器人聯接法蘭9，安裝座2的兩側設有機器人聯接法蘭9，機器人聯接法蘭9用于將安裝座2和機器人聯接。[0046]進一步，作為一種較佳的施行方法，導夾隨動模塊包括設于安裝座2上端驅動馬達10，驅動馬達10用于驅動導夾磨具5沿X方向運動。本施行例中的彎管馬達6、第一夾緊馬達7、第二夾緊馬達8和驅動馬達10均采用伺服馬達，且所有的伺服馬達均由機器人示教器直接控制，而驅動馬達10也可以采用汽缸、油缸進行替代。本施行例中的第一夾緊馬達7和第二夾緊馬達8均可進行正轉和反轉，實現第一滑塊704以及第二滑塊807的來回滑動。

本施行例中的彎管磨具3為多層磨具，此處采用的是單層磨具，分別對應不同管材和不同彎曲半徑，具體的如圖5所示。在彎管的過程中，彎管磨具3旋轉，驅動馬達10驅動導夾磨具5沿X方向跟著運動。彎管結束后，驅動馬達10驅動導夾磨具5回歸原位。本施行例中的驅動馬達10可以替換成汽缸或油缸的方法進行驅動。[0047]本發明的彎管的過程包括：66CN113714348A說明書5/5頁[0048]步驟一：機器人(彎管機器人14)手持全伺服機器人彎管機1，機器人控制主夾模塊17中第一夾緊馬達7控制主夾磨具4進行夾緊管材，完成管材抓取。并將管材放置于旋轉夾持器16中。[0049]步驟二：機器人控制主夾模塊17中第一夾緊馬達7驅動主夾磨具4抬起，控制導夾模塊中第二夾緊馬達8驅動導夾磨具5進行夾緊管材，此時不用完全夾緊管材，讓管材處于半夾狀態，可以在彎管磨具3中進行旋轉和聯通。[0050]步驟三：機器人手持全伺服機器人彎管機1聯通到管材第一個彎點處，機器人控制主夾磨具4夾緊彎管磨具3，導夾磨具5夾緊彎管磨具3，此時管材完全被夾緊。機器人控制彎管馬達6使主夾模塊17和彎管磨具3整體進行旋轉，同時機器人控制驅動馬達10使導夾磨具5沿X方向跟著運動，將管材彎曲到所需角度。

[0051]步驟四：機器人控制第二夾緊馬達8抬起導夾磨具5，并使導夾磨具5退回至原位，控制第一夾緊馬達7抬起主夾磨具4。此時的彎管機抬起管材，機器人控制彎管馬達6將主夾模塊17退回零值。[0052]步驟五：機器人手持全伺服機器人彎管機1聯通至管材下一彎曲點位，重復步驟三和步驟四完成管材其它彎點彎管。彎管完成后，彎管馬達6回零值，第一夾緊馬達7驅動主夾磨具4夾緊，第二夾緊馬達8驅動導夾磨具5夾緊。旋轉夾持器16抬起，機器人夾持管材進行下料，將彎管完成后管材抓取至下料架15。[0053]以上所述僅為本申請較佳的施行例，并非為此限制本申請的保護范圍及施行方式。[0054]本申請在上述較佳的施行例的基礎上還具有如下施行方法：[0055]如圖6所示，圖6中為機器人手動化彎管工作站的示意圖，該機器人手動化彎管工作站包括基座11和設于基座11上的控制柜12，控制柜12的右側設有手動上料機13，手動上料機13的右側設有彎管機器人14，彎管機器人14的肩膀上設有全伺服機器人彎管機1，彎管機器人14遠離手動上料機13的兩側設有下料架15，彎管機器人14的兩側還設有旋轉夾持器16。

本施行例中的控制柜12用于控制手動上料機13、自動上料機13和全伺服機器人彎管機1。[0056]如圖7所示，圖7顯示的是本申請中的全伺服機器人彎管機應用在機器人的情境。其包括彎管機器人14、全伺服機器人彎管機1、旋轉夾持器16、管件輔助支撐機構18、管件輔助支撐機構柜19和機器人滑軌20，其中，彎管機器人14設置在機器人滑軌20上，可以在機器人滑軌20上滑動，而全伺服機器人彎管機1設置在彎管機器人14的機械右手上，在機器人導軌20的左邊沿機器人滑軌20的寬度方向設有兩個管材輔助支撐機構柜19，每一個管材輔助支撐機構柜19的一端分別設有一個管材輔助支撐機構18，兩個管材輔助支撐機構柜19之間設有一個旋轉夾持器16。管材輔助支撐機構柜19用于控制管材輔助支撐機構18。而管材輔助支撐機構18用于支撐管材，旋轉夾持器16用于夾持管材。[0057]以上所述僅為本發明較佳的施行例，并非為此限制本發明的施行方法及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應該就能意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所做出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應該包含在本發明的保護范圍內。77CN113714348A說明書附圖1/4頁圖1圖288CN113714348A說明書附圖2/4頁圖3圖499CN113714348A說明書附圖3/4頁圖5圖61010CN113714348A說明書附圖4/4頁圖71111