一種車身柔性搬運生產線的製作方法

2023-07-09 02:44:22 4

本實用新型汽車生產設備領域，主要涉及一種用於汽車車身焊接的柔性搬運生產線。

背景技術：

針對隨著我國汽車生產規模的快速發展，市場競爭的日益加劇，顧客和市場需求的多樣化和個性化發展，汽車生產由傳統的單品種、大批量生產方式向多品種、小批量的生產方式過渡。為了加快產品上市速度、降低項目風險，規劃柔性的生產平臺已經成為各大車企的共識。

汽車焊裝生產是一個大批量、高強度、的生產作業過程，以往的以人工作業為主體的生產模式漸漸的被全自動化機器臂機器人作業所取代。但是怎樣提高機械臂的作業效率，獲得更快的生產節拍時目前考慮的重點。尤其運用在焊點數量較多、板件巨大的車身底板及車身主拼、車身增打等自動生產線上就尤為突出，由於空間布局的原因，往往一個工位只能布置6~8臺焊接機器人進行焊接，如果需要高節拍生產的情況下，就需要布置多工位進行焊接，搬送機構起到了多工位之間的搬送橋梁的作用。但是怎樣減少搬送時間是本次研發的核心內容。

針對現有技術的缺陷，提出本實用新型。

技術實現要素：

鑑於現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提出用於汽車車身焊接的柔性搬運生產線。

為實現上述實用新型目的，本實用新型的技術方案是：一種車身柔性搬運生產線，用於汽車車身焊接生產線的車身搬運，包括適應焊接工序設置的相應數量的工位，以及延伸覆蓋所有工位的往復杆機構，往復杆機構通過伺服驅動機構驅動；所述每個工位均設有一支撐基座，支撐基座上安裝有柔性定位機構，支撐基座中部安裝有滾輪導向機構，滾輪導向機構上安裝有往復杆機構，往復杆機構對應每個工位設置有搬運定位機構；車身工件在柔性定位機構的支撐下完成焊接工作後，柔性定位機構下降，車身工件下降0.5mm~1mm後落在對應的搬運定位機構上，柔性定位機構繼續下降，伺服驅動機構驅動往復杆向下一工位處，下一工位的柔性定位機構上升，支撐住車身工件後，進行下一工位處的焊接工作，往復杆機構回復到原工位處待命；如此循環工作。

所述的柔性定位機構包括設置在各個支撐基座表面的四角的伺服柔性定位裝置， 所述伺服柔性定位裝置的豎向軸移動機構安裝有一支座，支座的頂端安裝有一固定板，固定板上連接有支撐架，支撐架上固定有銷釘缸；豎向軸移動機構的側面安裝有一近接開關支架，近接開關支架上安裝有近接開關；所述支撐基座表面的一側邊緣設置有第一蓋板，第一蓋板內設置有連接氣源的空氣淨化系統的三聯組合元件；第一蓋板內旁側設置有第二蓋板，第二蓋板內設置有通過改變氣體的流向來改變夾具動作的電磁閥，第二蓋板的後側設置有氣排；所述支撐基座表面上還安裝有電器信號模塊安裝支座。

所述的搬運定位機構包括間隔設置的發動機艙支撐機構、前底板支撐機構、後底板支撐機構以及後圍板支撐機構，所有支撐機構均包括有一氣缸安裝座，氣缸安裝座安裝有氣缸，氣缸的氣缸杆伸出氣缸安裝座的末端安裝有支撐塊安裝座，其中，

發動機艙支撐機構的支撐塊安裝座中部安裝有第一支撐塊；

前底板支撐機構的支撐塊安裝座上安裝有第一橋式安裝座，第一橋式安裝座的一端安裝有第二支撐塊，另一端安裝有第一近接開關安裝支架，第一近接開關安裝支架上安裝有第一近接開關，靠近第一近接開關處設有第三支撐塊，第三支撐塊內安裝有第一支撐銷；

後底板支撐機構的支撐塊安裝座的兩端對稱安裝有第四支撐塊；

後圍板支撐機構的支撐塊安裝座上安裝有第二橋式安裝座，第二橋式安裝座的一端安裝有第五支撐塊，另一端安裝有第二近接開關安裝支架，第二近接開關安裝支架上安裝有第二近接開關，靠近第二近接開關處設有第六支撐塊，第六支撐塊內安裝有第二支撐銷。

所述的往復杆機構包括相對設置的磨材板，所述磨材板上預留有安裝孔，磨材板之間通過安裝孔安裝有多根連接杆，所述連接杆可拆卸並用搬運定位支撐機構替換。

所述的滾輪導向機構包括成對間隔設置在各個工位上的支撐柱，每個支撐柱的頂端設有壓緊輪安裝塊，壓緊輪安裝塊上安裝有壓緊輪；壓緊輪安裝塊的下方相對設置有支撐輪安裝塊，支撐輪安裝塊上安裝有支撐輪； 支撐輪安裝塊的一側設置有導向輪支撐板，導向輪支撐板上安裝有導向輪；壓緊輪和支撐輪之間設有磨材板，壓緊輪和支撐輪共同約束磨材板在Z方向的自由度，並且磨材板在驅動機構的帶動下沿壓緊輪和支撐輪的X方向進行往復運動；導向輪在磨材板的外側，並且相對的一對導向輪約束磨材板在Y方向的自由度。

所述伺服驅動機構包括一伺服減速電機，伺服減速電機的輸出軸安裝有齒輪；所述磨材板的外側安裝有齒條，齒輪與齒條嚙合，伺服減速電機的正反轉，從而通過齒輪、齒條帶動磨材板進行往復運動，帶動整個往復杆機構進行往復運動。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型相對於以往搬送定位機構使用的舉升缸將工件舉升脫離開定位工裝後進行搬運輸送，節省搬運時間，將傳統搬運的舉升過程去除，工件實現了「0搬送」（工件始終保持在打點作業高度的狀態）模式，大大的縮短了工件的搬運時間，同時採用伺服電機的驅動模式，可以實現多車種，多落點位置的柔性搬運需求。

附圖說明

當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定，其中：

圖1a為本實用新型第一工位與第二工位的打點工作狀態示意圖；

圖1b為圖1a的立面視圖；

圖2a為本實用新型第一工位與第二工位的搬運定位機構定位工作狀態示意圖；

圖2b為圖2a的立面視圖；

圖3a為本實用新型往復杆機構帶動搬運定位機構的搬運工作狀態示意圖；

圖3b為圖3a的立面視圖；

圖4 a為本實用新型的第二工位柔性定位機構上升定位搬運來的工件的工作狀態示意圖；

圖4b為圖4a的立面視圖；

圖5 a為本實用新型的第二工位搬運定位機構下降的工作狀態示意圖；

圖5b為圖5a的立面視圖；

圖6a為本實用新型的往復杆機構帶動搬運定位機構回到第一工位的工作狀態示意圖；

圖6b為圖6a的立面視圖；

圖7為本實用新型中的柔性定位機構的結構示意圖；

圖8為圖7的工作狀態示意圖；

圖9為本實用新型的搬運定位機構的結構示意圖；

圖10為本實用新型的往復杆機構和滾輪導向機構的總體結構示意圖；

圖11是圖10中的A部局部放大圖；

圖12為伺服驅動機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1a、圖1b所示，本實用新型的一種車身柔性搬運生產線，用於汽車車身焊接生產線的車身搬運，包括適應焊接工序設置的相應數量的工位，以及延伸覆蓋所有工位的往復杆機構4，往復杆機構4通過伺服驅動機構1驅動；為描述方便，本實用新型的生產線為8個工位，並預留有取件工位，本實用新型只摘取第一、第二工位進行描述，其中，往復杆機構為覆蓋所有8個工位，只摘取第一工位部分的往復杆機構進行描述其循環動作進行說明。圖1a-圖6b中，左側為第一工位，右側為第二工位，餘處不在重複贅述。

每個工位均設有一支撐基座5，支撐基座5上安裝有柔性定位機構2，支撐基座5中部安裝有滾輪導向機構6，滾輪導向機構6上安裝有往復杆機構4，往復杆機構4對應每個工位設置有搬運定位機構3，往復杆機構4通過伺服驅動機構1驅動。具體工作過程如下：

圖1a為本實用新型第一工位與第二工位的打點工作狀態示意圖；圖1b為圖1a的立面視圖；如圖1a、圖1b所示，柔性定位機構2首先升起，對車身工件7進行定位支撐，車身工件7在柔性定位機構2的支撐下進行焊接時，搬運定位機構3上升至距離工件0.5mm~1mm的位置進行等待；

圖2a為本實用新型第一工位與第二工位的搬運定位機構定位工作狀態示意圖；圖2b為圖2a的立面視圖；如圖2a、圖2b所示，焊接工作完畢後，柔性定位機構2下降，車身工件下降0.5mm~1mm後落在對應的搬運定位機構3上，完成搬運定位機構3對車身工件7的支撐和定位；柔性定位機構2繼續下降；

圖3a為本實用新型往復杆機構帶動搬運定位機構的搬運工作狀態示意圖；

圖3b為圖3a的立面視圖；如圖3a、圖3b所示，伺服驅動機構1驅動往復杆機構4從第一工位到第二工位，從而帶動搬運定位機構3上的車身工件7到第二工位；

圖4 a為本實用新型的第二工位柔性定位機構上升定位搬運來的工件的工作狀態示意圖；圖4b為圖4a的立面視圖；如圖4a、圖4b所示，第二工位的柔性定位機構2上升，定位車身工件7，繼續上升0.5mm~1mm，同時工件脫離搬運定位機構3；與此同時，第一工位完成下一個車身工件的抓取放置動作；

圖5 a為本實用新型的第二工位搬運定位機構下降的工作狀態示意圖；

圖5b為圖5a的立面視圖；如圖5a、圖5b所示，第二工位開始進行焊接作業，在進行焊接作業的同時，搬運定位機構3繼續下降；與此同時，第一工位的車身工件與第二工位同時進行焊接作業；

圖6a為本實用新型的往復杆機構帶動搬運定位機構回到第一工位的工作狀態示意圖；圖6b為圖6a的立面視圖；如圖6a、圖6b所示，伺服驅動機構1驅動往復杆機構4回復到第一工位處待命，進行下一循環動作。

圖7為本實用新型中的柔性定位機構的結構示意圖；圖8為圖7的工作狀態示意圖；如圖7、圖8所示，柔性定位機構2包括設置在各個支撐基座5表面的四角的伺服柔性定位裝置，

所述伺服柔性定位裝置的豎向軸移動機構安裝有一支座214，支座214的頂端安裝有一固定板215，固定板215上連接有支撐架216，支撐架216上固定有銷釘缸217；豎向軸移動機構的側面安裝有一近接開關支架218，近接開關支架218上安裝有近接開關219。

支撐基座5表面的一側邊緣設置有第一蓋板22，第一蓋板22內設置有連接氣源的空氣淨化系統的三聯組合元件23，三聯組合元件23包括空氣過濾器、減壓閥、油霧器、殘壓釋放閥組成。用於連接氣源，對氣體進行過濾、降壓、潤滑等處理滿足生產所需要的要求；第一蓋板22旁側設置有第二蓋板24，第二蓋板24內設置有通過改變氣體的流向來改變夾具動作的電磁閥25，第二蓋板24的後側設置有氣排26；支撐基座5表面上還安裝有電器信號模塊安裝支座27；

支撐基座5表面中部設置有往復杆機構4，往復杆機構4上安裝有車身搬運定位機構3，車身搬運定位機構3搬運而來的車身工件7，車身搬運定位機構3下落後，支撐基座5表面四角的伺服柔性定位裝置對車身工件進行定位，

支撐基座5的底面均布設置有固定機構，支撐基座5通過固定機構固定的工作平面上，所述固定機構包括通過螺栓29固定的承壓板28，承壓板上設置有豎向支撐板210，豎向支撐板210的一側設有支撐基座5的支撐板211，支撐板211通過螺栓29與承壓板28固定連接。

車身搬運定位機構3搬運而來的車身工件7降落0.5mm左右，伺服柔性定位裝置驅動支座214，使得銷釘缸217實現對工件的定位和支撐，車身搬運定位機構3繼續下降，通過往復杆機構4回復的原工位進行下一工件的搬運，在此期間，由於本機構的支撐，車身工件持續在焊接打點的工序中，由此節省了等待搬運機構的往復和升降下落的時間，提高了工效。

圖9為本實用新型的搬運定位機構的結構示意圖，如圖9所示，車身搬運定位機構3安裝在往復杆機構4的框架梁上，包括間隔設置的發動機艙支撐機構32、前底板支撐機構33、後底板支撐機構34以及後圍板支撐機構35，所有支撐機構均包括有一氣缸安裝座36，氣缸安裝座36安裝有氣缸361，氣缸361的氣缸杆362伸出氣缸安裝座36的末端安裝有支撐塊安裝座37，氣缸安裝座36的左右兩側均安裝有氣缸安裝架363，氣缸安裝架363的一端固定在氣缸安裝座36的側邊上，氣缸安裝架363的另一端固定在往復杆機構的框架梁上。

發動機艙支撐機構32的支撐塊安裝座37中部安裝有第一支撐塊321，用於支撐發動機艙部件，直接起到支撐作用。

前底板支撐機構33的支撐塊安裝座37上安裝有第一橋式安裝座331，第一橋式安裝座331的一端安裝有第二支撐塊332，另一端安裝有第一近接開關安裝支架333，第一近接開關安裝支架333上安裝有第一近接開關334，靠近第一近接開關處334設有第三支撐塊335，第三支撐塊335內安裝有第一支撐銷336；所述的第一支撐銷336採用銷釘缸，銷釘缸配合第一近接開關334動作進行定位支撐，當前底板部件靠近碰觸第一接近開關334時，第一支撐銷336動作執行定位支撐工作。

後底板支撐機構34的支撐塊安裝座37的兩端對稱安裝有第四支撐塊341；

後圍板支撐機構35的支撐塊安裝座37上安裝有第二橋式安裝座351，第二橋式安裝座351的一端安裝有第五支撐塊352，另一端安裝有第二近接開關安裝支架353，第二近接開關安裝支架353上安裝有第二近接開關354，靠近第二近接開關354處設有第六支撐塊355，第六支撐塊355內安裝有第二支撐銷356。所述的第二支撐銷356採用銷釘缸，銷釘缸配合第二近接開關354動作進行定位支撐，當後底板部件靠近碰觸第二接近開關354時，第二支撐直銷356動作執行定位支撐工作。第一支撐銷336與第二支撐銷356為斜對線設置。

圖10為本實用新型的往復杆機構和滾輪導向機構的總體結構示意圖；圖11是圖10中的A部局部放大圖；圖12為伺服驅動機構的結構示意圖。

結合圖10、圖11以及圖12，本實用新型的往復杆機構4包括相對設置的磨材板48，所述磨材板上預留有安裝孔49，磨材板48之間通過安裝孔49安裝有多根連接杆410，所述連接杆410可拆卸並用搬運定位機構3替換。

所述的滾輪導向機構6包括成對間隔設置在各個工位上的支撐柱61，每個支撐柱61上均設置有支撐輪安裝塊64，支撐輪安裝塊64上安裝有支撐輪65；支撐輪安裝塊64的一側設置有導向輪支撐板66，導向輪支撐板66上安裝有導向輪67；支撐輪65上支撐有磨材板48，磨材板48在驅動機構的帶動下沿X方向進行往復運動；導向輪67在磨材板48的外側，並且相對的一對導向輪67約束磨材板48在Y方向的自由度；

所述伺服驅動機構1包括一伺服減速電機114，伺服減速電機114的輸出軸安裝有齒輪115；所述磨材板8的外側安裝有齒條116，齒輪115與齒條116嚙合，伺服減速電機114的正反轉，從而通過齒輪115、齒條116帶動磨材板48進行往復運動，帶動整個往復杆機構4進行往復運動。

伺服減速電機114兩側的支撐柱的頂端設有壓緊輪安裝塊62，壓緊輪安裝塊62上安裝有壓緊輪63，壓緊輪63位於支撐輪65的上方，壓緊輪63和支撐輪65共同約束磨材板48在Z方向的自由度，

壓緊輪63隻是設置在伺服減速電機114的兩側，原因是伺服減速電機114在作業時會給磨材板48一個向上的分力，而伺服減速電機114附近的壓緊輪63可以抵消這個分力，保證磨材板48的精度位置，在其他工位沒有設置壓緊輪63。

所述壓緊輪安裝塊62上位於壓緊輪63的兩側安裝有鐵絲毛刷612，鐵絲毛刷612安裝在毛刷安裝板613上，作用是在生產時會有焊渣落到磨材板上，壓緊輪63兩側的鐵絲毛刷612可以清除磨材板上的焊渣，保證磨材板在運動時與壓緊輪之間的相對位置。

所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。