本發明涉及一種工業4.0在數控折彎機上使用機器人自動抓取、安裝或拆下上下模具的單元系統，尤其是一種數控折彎機的上的模具自動裝拆機構。

背景技術：

工業4.0技術飛速發展，使得機器人在各行業得到廣泛的應用。在鈑金加工領域發展也同樣如此。鈑金加工牽涉到各行各業，是一個勞動密集性行業，如不加以防護具有一定的危險性工種。隨著時代的進步和發展勞動力成本的不斷提高，越來越需要機器人代替人工來完成設備上的操作。我們集團公司與日本生產機器人的企業發那科公司聯合合作，在2016年上海工業博覽會上展出了一臺機器人與我公司生產的數控折彎機配合加工鈑金零件的示例。但是在這一項目還未實現全封閉的自動化。眾所周知，若加工一個復雜的鈑金零件，不是一種模具能夠完成的，它需要在不同的工步中更換模具，目前的機床上都是采用人工來實現更換模具的。因此，需要設計一種機構安裝在機器人上，通過電腦控制實現機器人自動抓取和拆卸上下模具，利用機器人的手臂進行動作及定位到設定的位置，配合數控折彎機的相關油路動作，自動抓取上下模具，從而實現全自動化過程。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題就是提供一種數控折彎機上的模具自動裝拆機構，該機構結構簡單，操作方便，實現上下模具機構可通過機器手完全實現全自動封閉式裝拆。。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種數控折彎機上的模具自動裝拆機構，包括上模、更換模具裝置、機器手、上模液壓夾緊裝置、上滑塊、下模、下模液壓夾緊裝置，所述更換模具裝置安裝在機器手上，所述上模液壓夾緊裝置安裝在數控折彎機的上滑塊上，所述上模液壓夾緊裝置上裝有上模，所述下模液壓夾緊裝置安裝在數控折彎機的下工作臺上上，所述下模液壓夾緊裝置上裝有下模；所述更換模具裝置包括大氣缸、壓頭、小氣缸、箱體、壓銷和壓軸，箱體固定在機器手上，箱體前端安裝有箱體前端搭子，箱體前端搭子貼緊待裝拆的模具，小氣缸、大氣缸固連接在箱體上，大氣缸的活塞桿前端固定連接壓軸，壓軸的中配合連接壓銷，所述小氣缸的活塞桿通過螺紋連接壓頭；所述上模液壓夾緊裝置由上壓緊塊、上油壓管、彈簧組成，上壓緊塊連接上油壓管和彈簧；所述下模液壓夾緊裝置由壓緊板、油壓管組成，壓緊板連接油壓管；所述上模內部裝有按鈕樁、鉤子、彈簧；所述數控折彎機上的電腦與控制機器手的電腦箱相連接，用于控制上模液壓夾緊裝置中上壓緊塊和下模液壓夾緊裝置中的壓緊板動作，以及通過機械手控制所述更換模具裝置的大氣缸、小氣缸正確動作，自動完成上模、下模的裝拆。

所述上模液壓夾緊裝置通過螺栓與數控折彎機的上滑塊相連。所述上油壓管和所述彈簧在油壓的作用下使上壓緊塊產生作用力壓緊所述上模；當拆下所述上模時，所述上油壓管壓力釋放，所述上壓緊塊失力放松所述上模。

所述小氣缸和其相連的所述壓頭作用于所述上模液壓壓緊裝置上；拆下所述上模時：所述大氣缸的活塞桿伸出，使所述壓軸和所述壓銷通過所述上模上的圓形長槽孔，所述箱體在所述機械手的動作下翻轉o，使所述壓銷垂直于圓形長槽孔，穿過所述上模使所述壓銷達到所述上模背后，所述大氣缸活塞桿收回，所述上模位于所述壓銷和所述箱體搭子之間。

所述上模柄端設有便于上壓緊塊壓緊的開槽；當需拆下所述上模時，所述壓頭在所述小氣缸活塞桿伸出的作用下，按下所述按鈕樁，使按鈕樁后面的所述彈簧壓緊，所述鉤子脫開所述上模液壓壓緊裝置，所述上模與所述上模液壓壓緊裝置脫開。

所述下模上開有圓形長槽孔，當裝拆所述下模時，所述大氣缸的活塞桿伸出，使所述壓軸和所述壓銷通過所述下模上的圓形長槽孔，所述箱體在所述機械手的動作下翻轉o，使所述壓銷垂直于圓形長槽孔，穿過所述下模使所述壓銷達到所述下模背后，所述大氣缸活塞桿收回，所述下模位于所述壓銷和所述箱體搭子之間。

本發明的有益效果是：本發明結構簡單方便，牽涉到的機械結構緊湊，機器人驅動更換模具裝置靈活，氣動部分結構簡易，易于和其他部件相匹配。在工業4.0時代，作為數控折彎機的重要輔助裝置將被市場廣為接受。

附圖說明

圖1 是數控折彎機上的模具自動裝卸結構示意圖；

圖2 是裝拆上模的更換模具裝置剖視圖；

圖3是圖2中更換模具裝置的俯剖視圖；

圖4是裝拆下模的更換模具裝置示意圖；

圖5是上模中需特制圓形長槽孔的示意圖；

圖6是圖5的左視圖；

圖7是拆除上模的操作步驟示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖中的實施例對本發明做進一步的說明。

如圖1～圖6中，一種數控折彎機上的模具自動裝拆機構，包括主機數控板料折彎機1、上模2、更換模具裝置3、機器手4、大氣缸5、壓頭6、小氣缸7、箱體8、按鈕樁9、鉤子10、上模液壓夾緊裝置11、上壓緊塊12、上滑塊13、上油壓管14、彈簧15、螺釘16、彈簧17、壓銷18、壓軸19、下模20、下模液壓夾緊裝置21、螺栓22、墊片23、壓板24、下工作臺25、油壓管26、壓緊塊27等。

更換模具裝置3安裝在機器手4上，上模液壓夾緊裝置11安裝在數控折彎機1的上滑塊13上，所述上模液壓夾緊裝置11上裝有上模2，下模液壓夾緊裝置21安裝在數控折彎機1的下工作臺上25上，下模液壓夾緊裝置21上裝有下模20；所述更換模具裝置3包括大氣缸5、壓頭6、小氣缸7、箱體8、壓銷18和壓軸19，箱體8固定在機器手4上，箱體8前端安裝有箱體前端搭子，箱體前端搭子貼緊待裝拆的模具，小氣缸7、大氣缸5固連接在箱體8上，大氣缸5的活塞桿前端固定連接壓軸19，壓軸19的中配合連接壓銷18，所述小氣缸7的活塞桿通過螺紋連接壓頭6；所述上模液壓夾緊裝置11由上壓緊塊12、上油壓管14、彈簧15組成，上壓緊塊12連接上油壓管14和彈簧15；下模液壓夾緊裝置21由壓緊板27、油壓管26組成，壓緊板27連接油壓管26；所述上模2內部裝有按鈕樁9、鉤子10、彈簧17；所述數控折彎機1上的電腦與控制機器手4的電腦箱相連接，用于控制上模液壓夾緊裝置11中上壓緊塊12和下模液壓夾緊裝置21中的壓緊板27動作，以及通過機械手4控制所述更換模具裝置3的大氣缸5、小氣缸7正確動作，自動完成上模2、下模20的裝拆。

本發明的數控折彎機上的模具自動裝拆機構。主要部件為安裝在機器手4上的更換模具裝置3。在機器手4的作用下，更換模具裝置3可以在空間任意位置做直線或者是旋轉運動，即可達到自動裝拆上下模具的目的。

更換模具裝置3包括了大氣缸5、壓頭6、小氣缸7、箱體8、壓銷18和壓軸19。箱體8為更換模具裝置3的主體部分，依靠螺栓等使之固定于機器手4上。箱體8前端安裝有箱體前端搭子用于貼緊待裝拆的模具。大氣缸4通過螺栓等固定于箱體8上，大氣缸5的活塞桿前端以緊定螺釘和壓軸19連接，壓軸19的中前端配合壓銷18。

在更換模具裝置3的主體部分即箱體8中，在裝拆上模時，箱體8中還需安裝小氣缸7，可通過過渡角鐵搭子用螺栓和箱體8連接。小氣缸7的活塞桿前端螺紋相配壓頭6，用以按下按鈕樁9，使上模2脫離上模液壓夾緊裝置11。

用于模具自動裝拆機構的上模2需特殊定制，有別于普通上模結構。上模2在固定位置需開特制圓形長槽孔，用于壓軸19和壓銷18通過，并使壓銷18垂直于圓形長槽孔，壓銷18在壓軸19和大氣缸5活塞桿的作用下穿過上模2至其背面，箱體8前端搭子貼牢上模2，大氣缸5活塞桿縮回，此時上模2位于壓銷18和箱體8的搭子之間。

上模2的頭部手柄肩胛部位需加工特定槽口，用于安裝鉤子10，在鉤子10的前端安裝按鈕樁9，螺栓17中有彈簧16，螺栓17通過上模2把鉤子10、按鈕樁9固定于上模2中。鉤子10可勾住上模液壓壓緊裝置11。在上模2的頭部柄端需加工燕尾槽，用于上模液壓夾緊裝置11中的上壓緊塊12在工作時進入燕尾槽，實現夾緊上模的目的。

上模液壓夾緊裝置11通過螺栓等和所述數控折彎機1的上滑塊13相連。上油壓管14和彈簧15在油壓的作用下使上壓緊塊12產生作用力，上壓緊塊12位于上模液壓壓緊裝置11內部繼而壓緊上模2。當拆下上模2時，上油壓管14壓力釋放，彈簧15放松，上壓緊塊12失力上模2放松。

下模20因自重向下，無需按鈕樁9、鉤子10等鉤住下模液壓夾緊裝置21的相關零件，更換模具裝置3同樣無需安裝小氣缸7及壓頭9。下模20上開有和上模2相同的圓形長槽孔。當裝拆下模20時，其余操作步驟相同于裝拆上模2。

本發明的上模拆下工作過程可見圖7如下：上油壓管14壓力釋放，上壓緊塊12失力放松上模。機器手4運動更換模具3裝置對準上模2中特制的圓形長槽孔，使箱體8上的前端搭子觸碰到上模2并貼牢。更換模具裝置3上的大氣缸5的活塞缸對準上模2上的特制圓形長槽孔，且使壓銷18垂直對準圓形長槽孔，并穿過上模，壓銷到達上模2的背面。在機器手4的作用下，整個更換模具裝置3轉過90o，壓銷18必要處在上模圓形長槽孔的垂直位置。大氣缸5的活塞缸收回，上模2位于壓銷18與箱體8搭子之間并壓牢。小氣缸7活塞缸伸出，前端壓頭6壓下上模2中的按鈕樁9，上模2中的鉤子10脫開。機械手4手臂向下運動則拆下上模2。安裝上模2步驟與拆除相反。下模20自重向下，無需按鈕樁9、鉤子10等鉤住下模液壓夾緊裝置21的相關零件，更換模具裝置3同樣無需安裝小氣缸7及壓頭6。下模20上開有和上模相同的圓形長槽孔。當裝拆所述下模20時，其余操作步驟相同于裝拆所述上模2。以上為模具自動裝拆機構工作的全過程。