CN103817698A - 一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置,包括：工作组件(2)和动力源（3），工作组件（2）包括上卡钳（21）、下卡钳（22）和矩形丝杆工作室（24），其中上卡钳（21）固定，下卡钳（22）与矩形丝杆工作室(24)的丝杆连接，可通过矩形丝杆工作室（24）的丝杆的传输力沿着上卡钳(21)往复运动，矩形丝杆工作室（24）的动力来源于动力源（3）。本发明提供的装置可以简易并安全的装配螺旋弹簧，可广泛运用于汽车或其他行业需要将弹簧压卸到一定状态的两个关联零件上。实用性强、安全系数高、柔性化强、调整范围广、极具通用性。

Description

一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置及使用方法

技术领域

本发明涉及汽车制造工艺装备技术领域，尤其是涉及一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置。

背景技术

在汽车制造生产过程中，装配汽车后轴螺旋弹簧通常均是将弹簧放置在后下托臂内，利用AGV小车装配后轴总成的同时装配后螺旋弹簧；先将放置好螺旋弹簧的后轴放置到AGV小车上，再由操作工一边操作AGV设备上升，一边扶持弹簧，让螺旋弹簧对应到车身上的凸台内，再由另外的操作工连接好后轴与车身，待连接完成后前面的操作工可放开AGV小车。

在以上的操作过程中，存在严重的安全隐患；因后螺旋弹簧的弹力很大，若弹簧未放到车身凸台内，弹簧弹开，会碰伤或者砸伤操作工人；若弹簧放到车身凸台内，由于AGV小车上升的速度过快加上弹簧的弹力，车身无法消除强大的冲击力，而使得车身顶起，甚至发生车身翻到的危险。

如上所述，不仅损坏汽车零部件的质量，造成汽车制造成本的浪费，惊吓操作工，使操作工对制造工艺产生疑虑，且影响后道工序的装配。

发明内容

本发明解决的问题是如何简便安全有效的装配汽车后轴螺旋弹簧。既要减轻员工疲劳强度、达到完成螺旋弹簧装配的任务，又能够充分保证操作人员的人身安全，且能运用在共线的多款车型上。除此之外，还必须具备一般操作机械手的基本功能。

本发明具体公开了一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置,包括：工作组件和动力源，工作组件包括上卡钳、下卡钳和矩形丝杆工作室，其中上卡钳固定，下卡钳与矩形丝杆工作室的丝杆连接，可通过矩形丝杆工作室的丝杆的传输力沿着上卡钳往复运动，矩形丝杆工作室的动力来源于动力源。

进一步，还包括机械臂组件，具有定位控制按钮盒、L形臂、和轴承连接机构，机械臂组件通过轴承连接机构与工作组件连接，定位控制按钮盒通过螺栓螺纹固定组件固定在L形臂上上。

进一步，工作组件还包括行程开关，限制下卡钳的上下运动位置。

进一步，工作组件还包括左移动手柄和右移动手柄，其中左移动手柄和右移动手柄通过螺栓螺纹固定组件设置在矩形丝杆工作室壳体外部。

进一步，动力源包括：气动工具、气源工作开关、正反转控制开关，气动工具通过螺栓螺纹固定组件固定在工作组件下部，气动工具与矩形丝杆工作室连接，通过气动工具将扭矩传递至矩形丝杆工作室，带动下卡钳上下往复运动；气源工作开关）负责接通和切断压缩空气；正反转控制开关控制气动工具内马达的正反转来控制矩形丝杆工作室的丝杆的向上或者向下运动，带动下卡钳向上或者向下运动。

进一步，上卡钳和下卡钳压卸弹簧槽深和槽宽可根据需要进行设计。

进一步，定位控制按钮盒上具有移动和锁止按钮，按下移动按钮，打开定位保护装置，机械手可以移动；按下锁止按钮，可将机械手定位在指定位置上。

本发明还公开了采用上述汽车螺旋弹簧压卸机械手装置进行螺旋弹簧安装的方法，包括如下步骤：

1）将汽车后轴螺旋弹簧放置在特定工作台上；

2）移动螺旋弹簧压卸机械手装置到弹簧放置的工作台位置；

3）将动力源接上压缩空气，将动力源的正反转开关打在反转位置上，按下动力源的气源工作开关，使下卡钳往下运动；

4）在下卡钳运动至弹簧尺寸下至点位置时，松开气源工作开关，停止下卡钳运动；

5）将上卡钳与下卡钳放置到工作台上，卡入螺旋弹簧；

6）将正反转开关打在正转位置上，按下气源工作开关，下卡钳向上运动，运行至弹簧尺寸上止点位置时，松开气源工作开关停止下卡钳的运动，此时弹簧压缩工作完成；

7）移动螺旋弹簧压卸机械手装置至整车下需要装配螺旋弹簧的位置，放入汽车后下托臂内；

8）将正反转开关打在反转位置上，点动气源工作开关，让下卡钳向下运动，慢慢卸开弹簧；

9）当弹簧完全被卸开，与上卡钳、下卡钳之间存在间隙时，停止点动气源工作开关;

10）使上卡钳、下卡钳脱离螺旋弹簧，此时单侧螺旋弹簧已经被安放在后托臂内，装配任务完成。

本发明提供的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置可以简易并安全的装配螺旋弹簧，可广泛运用于汽车或其他行业需要将弹簧压卸到一定状态的两个关联零件上。同时可解决多款车型不同螺旋弹簧共线生产的问题，使生产工艺更加人性化和智能化，并扩大了机械手的使用范围。实用性强、安全系数高、柔性化强、调整范围广、极具通用性，极大的节约了公司硬件投资成本和人力资源投入成本，且具有使用寿命长、维护成本低等优点。

附图说明

图1：本发明汽车螺旋弹簧压卸机械手装置示意图；

附图标记说明：

1-机械臂组件

11-定位控制按钮盒；

12-L形臂；

13-螺栓螺纹固定组件；

14–轴承连接机构操；

2-工作组件

21-上卡钳；

22 -下卡钳；

23–行程开关；

24–矩形丝杆工作室；

25-左移动手柄；

26-右移动手柄；

27-螺栓螺纹固定组件；

3-动力源

31-气源工作开关；

32 -正反转控制开关；

33 -螺栓螺纹固定组件；

34–气动工具。 

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施示例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的工作及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置包括：机械臂组件1、工作组件2和动力源3。

机械臂组件1包括：定位控制按钮盒11、L形臂12、螺栓螺纹固定组件13和轴承连接机构14。其中定位控制按钮盒11通过螺栓螺纹固定组件13固定在L形臂上12上，定位控制按钮盒11的作用为在弹簧压卸机械手不使用时将机械手定在合适位置，防止机械手摇晃，碰到周边固定物或者碰伤工作人员；机械臂组件1通过轴承连接机构操14与工作组件2连接。

工作组件2包括：上卡钳21、下卡钳22、行程开关23、矩形丝杆工作室24、左移动手柄25、右移动手柄26和螺栓螺纹固定组件27。上卡钳21相对于工作组件2中的其它组件为固定，下卡钳22为弹簧压卸机械手的工作运动部分，下卡钳22与矩形丝杆工作室24的丝杆连接，下卡钳22通过矩形丝杆工作室24内的丝杆传输力沿着上卡钳21往复运动。为能够将弹簧压缩到预先设定的压缩量，压缩自动停止，设置行程开关23，避免在操作工程中将行程用到极限位置，有效避免机械伤害。人力借用左移动手柄25与右移动手柄26以达到将工作组件2移到到想要的工作位置，左移动手柄25与右移动手柄26运用螺栓螺纹固定组件27固定在矩形丝杆工作室24的壳体外部。

动力源3包括：气动工具34、气源工作开关31、正反转控制开关32和螺栓螺纹固定组件33。运用气动工具34接通车间的压缩空气，将压缩空气转化为输出扭矩，通过气动工具34将扭矩传递至矩形丝杆工作室24，带动下卡钳22的上下往复运动。气源工作开关31负责接通和切断压缩空气；正反转控制开关32控制气动工具34内马达的正反转来控制矩形丝杆的向上或者向下运动，使得下卡钳22向上或者向下运动，气动工具34通过螺栓螺纹固定组件33与工作组件2连接牢靠。

机械臂组件1具备一定的承载能力，能够轻松承载工作组件2和动力源3。

上卡钳11和下卡钳12压卸弹簧槽深和槽宽可根据需要进行设计，为了使其能够压卸更多不同中径的弹簧，可适当增大上卡钳11、下卡钳12上的槽深和槽宽。

使用过程：

以下操作步骤默认为弹簧压卸机械手在未使用前下卡钳22停止在最高极限位置。

先将汽车后轴螺旋弹簧放置在特定工作台上，根据螺旋弹簧压卸机械手定位控制按钮盒11上“移动”按钮指示，打开定位保护装置，让机械手可以在人的操作下任意移动；用手握住左移动手柄25与右移动手柄26，移动螺旋弹簧压卸机械手到弹簧放置的工作台位置；将动力源3接上压缩空气，将正反转开关33打在反转位置上，按下气源工作开关31，下卡钳22往下运动，（根据弹簧压缩的尺寸，可在上卡钳21上做下卡钳22运行下至点、上止点记号）目测至弹簧尺寸下至点位置时，松掉气源工作开关31，停止下卡钳22运动；将上卡钳21与下卡钳22放置到工作台上，卡入螺旋弹簧，将正反转开关33打在正转位置上，按下气源工作开关31，下卡钳22向上运动，目测运行至弹簧尺寸上止点位置时，松开气源工作开关31停止下卡钳22继续运动，此时弹簧压缩工作完成。用手握住左移动手柄25与右移动手柄26，移动螺旋弹簧压卸机械手至整车下需要装配螺旋弹簧的位置，放入汽车后下托臂内，将正反转开关33打在反转位置上，点动气源工作开关31，让下卡钳22往下运动，开始慢慢卸开弹簧（此时不可迅速卸开弹簧，以防止弹簧瞬时硬力释放而顶起车身造成安全事故），当弹簧完全被卸开，与上卡钳21、下卡钳22之间存在间隙时，停止点动气源工作开关31，操作左移动手柄25与右移动手柄26，让上卡钳21、下卡钳22脱离螺旋弹簧，此时单侧螺旋弹簧已经被安放在后托臂内，装配任务完成。重复以上动作，可完成连续装配任务。所有装配任务完成后，移动左移动手柄25与右移动手柄26将弹簧压卸机械手放置在线旁，并按下11定位控制按钮盒1上的“锁止”按钮（防止机械手状态不固定）将机械手定位在指定位置上，此时汽车螺旋弹簧装配工序完成。

具有上述特殊结构的汽车弹簧压卸机械手装置，可广泛运用于汽车或其他行业需要将弹簧压卸到一定状态的两个关联零件上；因现汽车基本采用后螺旋弹簧作为后轴减震机构，且汽车行业产品线共线车型较多，故此发明在汽车行业中的作用极其重要。本发明的弹簧压卸机械手装置，实用性强、安全系数高、柔性化强、调整范围广、极具通用性，极大的节约了公司硬件投资成本和人力资源投入成本，且具有使用寿命长、维护成本低等优点。

上面结合附图对发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用与其他场合的，均在本发明专利的保护范围内。

Claims (8)

1.一种汽车螺旋弹簧压卸机械手装置,包括：工作组件(2)和动力源（3），工作组件（2）包括上卡钳（21）、下卡钳（22）和矩形丝杆工作室（24），其中上卡钳（21）固定，下卡钳（22）与矩形丝杆工作室(24)的丝杆连接，可通过矩形丝杆工作室（24）的丝杆的传输力沿着上卡钳(21)往复运动，矩形丝杆工作室（24）的动力来源于动力源（3）。

2.根据权利要求1所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：还包括机械臂组件(1)，具有定位控制按钮盒（11）、L形臂（12）、和轴承连接机构(14)，机械臂组件（1）通过轴承连接机构（14）与工作组件（2）连接，定位控制按钮盒（11）通过螺栓螺纹固定组件（13）固定在L形臂上（12）上。

3.根据权利要求1或2所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：工作组件（2）还包括行程开关（23），限制下卡钳（22）的上下运动位置。

4.根据权利要求3所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：工作组件（2）还包括左移动手柄（25）和右移动手柄（26），其中左移动手柄（25）和右移动手柄（26）通过螺栓螺纹固定组件(27)设置在矩形丝杆工作室（24）壳体外部。

5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：动力源（3）包括：气动工具（34）、气源工作开关(31)、正反转控制开关(32)，气动工具（34)通过螺栓螺纹固定组件（33）固定在工作组件（2）下部，气动工具（34)与矩形丝杆工作室（24）连接，通过气动工具（34）将扭矩传递至矩形丝杆工作室(24)，带动下卡钳(22)上下往复运动；气源工作开关（31）负责接通和切断压缩空气；正反转控制开关（32）控制气动工具（34）内马达的正反转来控制矩形丝杆工作室(24)的丝杆的向上或者向下运动，带动下卡钳（22）向上或者向下运动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：上卡钳（11）和下卡钳（12）压卸弹簧槽深和槽宽可根据需要进行设计。

7.根据权利要求2所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置，其特征在于：定位控制按钮盒（11）上具有移动和锁止按钮，按下移动按钮，打开定位保护装置，机械手可以移动；按下锁止按钮，可将机械手定位在指定位置上。

8.采用权利要求1-7任一项所述的汽车螺旋弹簧压卸机械手装置进行螺旋弹簧安装的方法，包括如下步骤：

1）将汽车后轴螺旋弹簧放置在特定工作台上；

2）移动螺旋弹簧压卸机械手装置到弹簧放置的工作台位置；

3）将动力源（3）接上压缩空气，将动力源的正反转开关（33）打在反转位置上，按下动力源的气源工作开关（31），使下卡钳（22）往下运动；

4）在下卡钳（22）运动至弹簧尺寸下至点位置时，松开气源工作开关（31），停止下卡钳(22)运动；

5）将上卡钳（21）与下卡钳（22）放置到工作台上，卡入螺旋弹簧；

6）将正反转开关（33）打在正转位置上，按下气源工作开关（31），下卡钳（22）向上运动，运行至弹簧尺寸上止点位置时，松开气源工作开关（31）停止下卡钳（22）的运动，此时弹簧压缩工作完成；

7）移动螺旋弹簧压卸机械手装置至整车下需要装配螺旋弹簧的位置，放入汽车后下托臂内；

8）将正反转开关（33）打在反转位置上，点动气源工作开关（31），让下卡钳（22）向下运动，慢慢卸开弹簧；

9）当弹簧完全被卸开，与上卡钳（21）、下卡钳（22）之间存在间隙时，停止点动气源工作开关（31）；

10）使上卡钳（21）、下卡钳（22）脱离螺旋弹簧，此时单侧螺旋弹簧已经被安放在后托臂内，装配任务完成。

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