CN103604044B - 汽车气瓶组装安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车生产用装置和方法。一种汽车气瓶组装安装装置，包括汽车组装流水线、气瓶组装架、气瓶托盘、以及在气瓶组装架和汽车组装流水线之间转移气瓶的气瓶转移机构、位于气瓶组装架前端的前升降装置和位于气瓶组装架后端的后升降装置，气瓶组装架设有气瓶托盘输送带和位于气瓶托盘输送带下方的气瓶托盘回收带，前升降装置上设有前段输送带，后升降装置设有后段输送带。本发明提供了一种单人即可进行气瓶组装安装工作的汽车气瓶组装安装装置及方法，解决了全人工组装安装气瓶的方法所存在的费力、扭矩测试数据准确性差、气瓶会产生磕碰车身、安装气瓶时需要停止流水线的前行的问题。

Description

汽车气瓶组装安装装置

技术领域

    本发明涉及汽车生产用装置和方法，尤其涉及一种汽车气瓶组装安装装置及方法。

背景技术

   汽车装燃气的气瓶的一种布局方式为安装在车身的后备箱的位于车身前端的一端内。在中国专利号为2011201411008、授权公告日为2012年1月4日、名称为“奔腾燃料电池桥车整车布置”的专利文件中公开了气瓶的该种布局方式。气瓶由瓶身和阀门构成，阀门安装到瓶身后阀门和瓶身的轴线垂直。从气瓶供应商采购来的气瓶的瓶身和阀门是分开的，在安装到车身前将阀门和瓶身组装在一起并对组装好的气瓶的阀门和瓶身的连接处扭力进行测试。现有的气瓶组装和安装过程为：一人手扶瓶身对瓶身进行固定、另一人将阀门组装到瓶身上然后进行扭力校检，然后两人将气瓶搬至流水线对应车辆安装位置，然后使流水线停止下通过人工将气瓶安装到车身的后备箱内的气瓶安装架上，气瓶安装好后使流水线运转而将车身输送到下一个工序。因此现在的通过人工进行气瓶组装和安装的方式存在以下不足：通过人工固定瓶身不但费力而且在进行扭力测试时会产生瓶身晃动的现象，导致扭力数据的准确性差；由于每个气瓶总成重量在50Kg左右，每天按日产240台计算，每日操作员工需要手持运输、安装气瓶总质量在12000Kg，不但耗费人力多且员工劳动量大、体力要求高、易疲劳，容易出现气瓶脱落导致零部件报废及人身安全隐患；由于气瓶长度大于后备箱开口的宽度尺寸（沿产生宽度方向的尺寸）且气瓶安装架位于部分隐藏在后备箱内，因此在将气瓶安装到车身上时容易产生气瓶磕碰车身的现象而导致车身气瓶变形；将气瓶放置到后备箱内时需要停止汽车组装流水线，因此会影响汽车生产的速度，干涉其它工序的生产。

发明内容

本发明提供了一种单人即可进行气瓶组装安装工作的汽车气瓶组装安装装置，解决了全人工组装安装气瓶所存在的费力、扭矩测试数据准确性差、气瓶会产生磕碰车身的问题；本发明还提供了一种单人即可进行气瓶组装安装工作的汽车气瓶组装安装方法，解决了全人工组装安装气瓶的方法所存在的费力、扭矩测试数据准确性差、气瓶会产生磕碰车身、安装气瓶时需要停止流水线的前行的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种汽车气瓶组装安装装置，包括汽车组装流水线、气瓶组装架、气瓶托盘、以及在气瓶组装架和所述汽车组装流水线之间转移气瓶的气瓶转移机构、位于气瓶组装架前端的前升降装置和位于气瓶组装架后端的后升降装置，所述气瓶组装架设有气瓶托盘输送带和位于气瓶托盘输送带下方的气瓶托盘回收带，所述前升降装置上设有前段输送带，所述后升降装置设有后段输送带。生产过程中待安装气瓶的车身经汽车组装流水线输送，气瓶托盘位于前段输送带时将瓶身搁置在气瓶托盘上，前升降装置将前段升降带升起后再将气瓶托盘输送到气瓶托盘输送带上，气瓶托盘输送带使气瓶托盘从前到后移动，在此移动过程中人工将阀门装配到瓶身上，然后气瓶转移机构将气瓶从气瓶托盘上转移到车身上完成气瓶的安装，卸掉气瓶的气瓶托盘移动到后段输送带上，后升降装置下降到同气瓶回收带平齐后将空的气瓶托盘输送到气瓶回收带上，气瓶托盘回收带将气瓶托盘输送到前输送带上，然后再重复上述过程。为了使生产的连续性更好、以降低等待时间，可以根据运转速度甚至如干个气瓶托盘进行周转，从而避免出现等待气瓶托盘的时间。

作为优选，所述气瓶转移机构包括沿气瓶瓶身径向夹持气瓶的气瓶夹、同气瓶夹相连接的沿竖直方向设置的第一旋转气缸、同第一旋转气缸相连接的沿水平方向设置的第二旋转气缸、同第二旋转气缸相连接的气瓶夹升降气缸、以及同气瓶夹升降气缸相连接的在气瓶组装架和所述汽车组装流水线之间移动的平移机构。能够在气瓶安装架位于后备箱内部且后备箱宽度小于气瓶长度的情况下实现自动将气瓶安装到后备箱内的气瓶安装架上。气瓶不会产生磕碰车身，安全性好。

作为优选，所述气瓶夹包括同所述第一旋转气缸相连接的顶架、连接于顶架的导轨、上端滑动连接于导轨的一对夹持臂、连接在一对夹持臂之间的折叠杆、以及连接在顶架和折叠杆之间的折叠气缸。气瓶夹开合时方便、可靠且结构紧凑。

作为优选，所述折叠气缸有两个，两个折叠气缸沿所述夹持臂分布方向分布。两个气缸或一个气缸动作时都能实现气缸夹的开合、一个气缸的卡死不会干涉另一个气缸的动作，可靠性好。

作为优选，所述夹持臂从上而下依次设有竖直段和同气瓶瓶身曲率相等的弧形夹持段，所述竖直段所在的面和所述夹持段所在的面相切。夹持气瓶时的可靠性和平稳性好，且结构紧凑性好。

作为优选，所述气瓶托盘设有弧形托接面，所述托接面的轴线沿所述气瓶托盘输送带的宽度方向延伸。放置气瓶时的方便性好，转动气瓶调整阀门的角度时瓶身不会产生沿气瓶托盘输送带延伸方向的移位且转动时省力。

作为优选，所述托接面上设有支撑滚轮，所述支撑滚轮的滚动轴线同所述托接面的轴线平行。支撑滚轮可以为轴承、钢球等。能够进一步提高转动瓶身以调整阀门角度时的方便性。

作为优选，所述前升降装置包括前底座和位于前底座上的前升降气缸，所述前段输送带安装在所述前升降气缸上。结构简单、控制方便，不容易产生滴漏而污染环境的情况。

作为优选，所述后升降装置包括后底座和位于后底座上的后升降气缸，所述后段输送带安装在所述后升降气缸上。结构简单、控制方便，不容易产生滴漏而污染环境的情况。

本发明具有下述优点：将前段输送带设计为可升降的方式、使得将瓶身搁置到本发明上时省力；无需人工固定瓶身即能进行阀门的装配和扭力的测试，节省人力且测试时的数据准确性好；无需人力即能完成气瓶的安装，安装气瓶时无需停止汽车组装生产线，自动化程度高；气瓶托盘能够实现自动回收周转使用，生产时方便。

附图说明

图1为本发明的右视示意图。

图2为气瓶夹的右视放大示意图。

图3为气瓶夹的仰视示意图。

图4为气瓶托盘的右视放大示意图。

图5为本发明的使用状态示意图。

图中：汽车组装流水线1、气瓶组装架2、气瓶托盘输送带21、气瓶托盘回收带22、气瓶抓取位限位开关23、第一压力开关24、托盘限位开关25、气瓶转移机构3、气瓶夹31、顶架311、导轨312、夹持臂313、竖直段313、夹持段3132、折叠杆314、折叠气缸315、第一旋转气缸32、第二旋转气缸33、气瓶夹升降气缸34、平移机构35、滑轨351、悬挂块352、悬挂块驱动电机353、气瓶托盘4、托接面41、支撑滚轮42、前升降装置5、前底座51、前升降气缸52、前段输送带53、第二压力传感器54、后升降装置6、后底座61、后升降气缸62、后段输送带63、第三压力传感器64、气瓶7、瓶身71、阀门72、气瓶安装支架8、汽车9、后备箱91、后备箱开口911、阀门的延伸方向同水平面的夹角B。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种汽车气瓶组装安装装置，包括汽车组装流水线1、气瓶组装架2、气瓶转移机构3和气瓶托盘4。

汽车组装流水线1为现有的用于输送车身前行的流水线。

气瓶组装架2设有气瓶托盘输送带21和气瓶托盘回收带22。气瓶托盘回收带22位于气瓶托盘输送带21下方。气瓶托盘输送带21和气瓶托盘回收带22都由输送链和驱动输送链的电机构成。气瓶组装架2还设有气瓶抓取位限位开关23和第一压力开关24。气瓶抓取位限位开关23和第一压力开关24位于气瓶托盘输送带21的后端。气瓶托盘回收带22的前端设有托盘限位开关25。

气瓶组装架2前端即图中左端设有前升降装置5。前升降装置5包括前底座51和位于前底座上的前升降气缸52。前升降气缸52上设有前段输送带53。前段输送带53的结构形式和气瓶托盘输送带21相同，都为现有结构的输送带。前段输送带53上设有第二压力传感器54。前升降气缸52还设有前气缸高位检测开关和前气缸低位检测开关。

气瓶组装架2后端设有后升降装置6。后升降装置6包括后底座61和位于后底座上的后升降气缸62。后升降气缸62上设有后段输送带63。后段输送带63的结构形式和气瓶托盘输送带21相同，都为现有结构的输送带。后段输送带63上设有第三压力传感器64。后升降气缸62还设有后气缸高位检测开关和后气缸低位检测开关。

气瓶转移机构3包括气瓶夹31、同气瓶夹相连接的沿竖直方向设置的第一旋转气缸32、同第一旋转气缸相连接的沿水平方向设置的第二旋转气缸33、同第二旋转气缸相连接的气瓶夹升降气缸34和同气瓶夹升降气缸相连接的平移机构35。平移机构35包括滑轨351、悬挂块352和悬挂块驱动电机353。滑轨351从气瓶托盘输送带21上方延伸到汽车组装流水线1上方后沿汽车组装流水线1延伸方向延伸。气瓶夹升降气缸34同悬挂块352连接在一起。气瓶夹31包括同第一旋转气缸相连接的顶架311、连接于顶架的导轨312和滑动连接于导轨312的一对夹持臂313。导轨312同气瓶托盘输送带21的延伸方向相同。

气瓶托盘4有2个。当然设置一个或2个以上气瓶托盘都可以。

本发明还包括控制装置。控制装置在图中没有画出。

参见图2，气瓶夹还包括折叠杆314和折叠气缸315。夹持臂313的上端滑动连接于导轨312。折叠杆314位于一对夹持臂313之间，折叠杆314的两端分被同一对夹持臂313铰接在一起。夹持臂313从上而下依次设有竖直段3131和弧形夹持段3132。弧形夹持段3132的曲率同待作业的瓶身的曲率相等。竖直段3131所在的面和夹持段3132所在的面相切。折叠气缸315有两个。两个折叠气缸315沿前后方向即图中左右方向分布。折叠气缸315一端铰接于顶架311、另一端铰接于折叠杆314。

参见图3，导轨312有两根。折叠杆314由三段构成。两个折叠气缸315连接在折叠杆314的两个铰接点处。该连接方式能够降低折叠和展开折叠杆时对折叠杆产生的折断力，且不会产生卡死现象。

参见图4，气瓶托盘4设有弧形托接面41。托接面41的轴线沿图中前后方向即气瓶托盘输送带的宽度方向延伸。托接面41上设有支撑滚轮42。支撑滚轮42沿托接面41的周向分布。支撑滚轮41的滚动轴线同托接面41的轴线平行。

通过本发明进行汽车气瓶组装安装的方法为：以下各动作除注明了为人工的外其余都在控制装置的控制下进行的，

参见图5，第一步、当前段输送带53上没有放置气瓶时，前段升降装置5下降到使前段输送带53低于或平齐气瓶托盘回收带22即前段输送带处于低位，气瓶托盘回收带22使气瓶托盘4流到前段输送带53上，人工将瓶身71以瓶身轴线沿前段输送带53宽度的方向即垂直于纸面的方向搁置在气瓶托盘4上。参见图4，弧形托接面41上的支撑滚轮42支撑住瓶身。

参见图5，第二压力传感器54检测到前段输送带53上有气瓶时则控制装置使前升降装置5升起、否则使前输送带53处于低位。前段输送带53是否下降到低位通过前气缸低位检测开关检测。当前气缸低位检测开关检测到前输送带位于低位且第二压力检测传感器54检测到前段输送带上无气瓶托盘时控制装置使气瓶托盘回收带22按照图中A向运行、当第二压力检测传感器54检测到前段输送带上有气瓶托盘且气瓶托盘回收带22上的气瓶托盘4被托盘限位开关25检测到时气瓶托盘回收带22停止运行。

第二步、前段升降装置5使前段输送带53上升到高于或平齐气瓶托盘输送带21即前段输送带处于高位，前段输送带53将气瓶托盘4输送到气瓶托盘输送带21上，气瓶托盘输送带21使气瓶托盘4由前向后即按照同图中A向相反的方向前行，在此前行过程中通过人工将气瓶阀门72安装到瓶身71上并进行阀门连接处扭力测试，阀门72的延伸方向垂直于瓶身71的轴线。以下将安装有阀门和瓶身总称为气瓶7。前段输送带53是否上升到低位通过前气缸高位检测开关检测。

第三步、气瓶托盘输送带21将气瓶托盘4输送到被气瓶抓取位限位开关23检测到（即气瓶托盘4位于气瓶抓取位）且第一压力开关24检测到有气瓶7时、或气瓶抓取位限位开关23检测到且第三压力开关64检测到后段输送带63上有气瓶托盘时停止移动，人工转动瓶瓶身71使阀门的延伸方向同水平面的夹角B呈45°。如果第一压力开关24检测到无气瓶7且第三压力开关64检测到后段输送带63上无气瓶托盘时则气瓶托盘输送带21运行。

第四步、平移机构35使气瓶夹31移动到位于气瓶抓取位上方，如果第一压力检测传感器24检测到位于气瓶抓取位上的气瓶托盘上有气瓶则气瓶夹升降气缸34使处于张开状态的气瓶夹31下降到一对夹持臂313位于瓶身71的径向两侧，夹持臂313合拢而将瓶身71夹持住，气瓶夹升降气缸34驱动气瓶夹31上升而使得气瓶7同气瓶托盘4分离，平移机构35驱动气瓶7移动到汽车组装流水线1上的汽车9的后备箱91上方后以同汽车组装流水线1相同的速度行进，瓶身71长度是大于车身上的后备箱开口911沿车身9宽度方向的长度的，第一旋转气缸32使气瓶夹31在水平面内转动而带动气瓶7转动到瓶身71能够经后备箱开口911进入后备箱91，气瓶夹升降气缸34使气瓶7下降到后备箱91内，第一旋转气缸32使气瓶7反方向旋转到瓶身71轴向同车身9宽度方向一致，第二旋转气缸33使气瓶7在竖直平面内转动到气瓶7位于汽车后备箱中的气瓶安装支架8上方，气瓶升降气缸34伸长而将气瓶7放置到气瓶安装支架8上，气瓶夹31松开对气瓶的夹持，平移机构35运行速度减慢，从而使气瓶夹31从后备箱91中脱出，然后平移机构35使气瓶夹31回移到气瓶抓取位上方。

参见图2和图3，气瓶夹开合的过程为：折叠气缸315使折叠杆314折叠，折叠杆314折叠时驱动一对夹持臂311沿导轨312滑动而靠拢，从而实现气瓶夹的合拢；反之，折叠气缸315使折叠杆314伸长，折叠杆314伸长时驱动一对夹持臂311沿导轨312滑动而分开，从而实现气瓶夹的松开。

参见图5，第六步、后升降装置6在后段输送带63上没有气瓶托盘4时使后段输送带63保持在低于或平齐气瓶托盘输送带即后段输送带处于高位，在气瓶7从气瓶托盘4上转移走后气瓶托盘输送带21继续运行从而将空置的气瓶托盘输送到后段输送带63上，后升降装置6使后段输送带63下降到高于或平齐气瓶托盘回收带22即后段输送带处于低位，后段输送带63将气瓶托盘4输送到气瓶托盘回收带22上。后段输送带63是否升降到位通过后气缸高位检测开关和后气缸低位检测开关进行检测。

Claims (8)

1.一种汽车气瓶组装安装装置，包括汽车组装流水线（1），其特征在于，还包括气瓶组装架（2）、气瓶托盘（4）、以及在气瓶组装架和所述汽车组装流水线之间转移气瓶的气瓶转移机构（3）、位于气瓶组装架前端的前升降装置（5）和位于气瓶组装架后端的后升降装置（6），所述气瓶组装架（2）设有气瓶托盘输送带（21）和位于气瓶托盘输送带下方的气瓶托盘回收带（22），所述前升降装置（5）上设有前段输送带（53），所述后升降装置（6）设有后段输送带（63），所述气瓶转移机构（3）包括沿气瓶瓶身径向夹持气瓶的气瓶夹（31）、同气瓶夹相连接的沿竖直方向设置的第一旋转气缸（32）、同第一旋转气缸相连接的沿水平方向设置的第二旋转气缸（33）、同第二旋转气缸相连接的气瓶夹升降气缸（34）、以及同气瓶夹升降气缸相连接的在气瓶组装架和所述汽车组装流水线之间移动的平移机构（35）。

2.根据权利要求1所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述气瓶夹（31）包括同所述第一旋转气缸（32）相连接的顶架（311）、连接于顶架的导轨（312）、上端滑动连接于导轨的一对夹持臂（313）、连接在一对夹持臂之间的折叠杆（314）、以及连接在顶架和折叠杆之间的折叠气缸（315）。

3.根据权利要求2所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述折叠气缸（315）有两个，两个折叠气缸（315）沿所述夹持臂（313）分布方向分布。

4.根据权利要求2所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述夹持臂（313）从上而下依次设有竖直段（3131）和同气瓶瓶身曲率相等的弧形夹持段（3132），所述竖直段（3131）所在的面和所述夹持段（3132）所在的面相切。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述气瓶托盘（4）设有弧形托接面（41），所述托接面（41）的轴线沿所述气瓶托盘输送带（21）的宽度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述托接面（41）上设有支撑滚轮（42），所述支撑滚轮（42）的滚动轴线同所述托接面（41）的轴线平行。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述前升降装置（5）包括前底座（51）和位于前底座上的前升降气缸（52），所述前段输送带（53）安装在所述前升降气缸（52）上。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的汽车气瓶组装安装装置，其特征在于，所述后升降装置（6）包括后底座（61）和位于后底座上的后升降气缸（62），所述后段输送带（63）安装在所述后升降气缸（62）上。