CN103949562B - 一种汽车门槛构件自动化生产装置 - Google Patents
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Abstract
一种汽车门槛构件自动化生产装置，它包括辊压成型单元、切断机构、工件输送单元、冲压单元和防护栏，所述切断机构布置在辊压成型单元和工件输送单元之间，所述工件输送单元由过渡接料皮带机、快速移动定位机构、搬运机械手和冲压单元上料工作台组成，所述过渡接料皮带机一端与切断机构的出料端对接，另一端与快速移动定位机构对接，所述搬运机械手布置在快速移动定位机构和冲压单元上料工作台之间，所述冲压单元上料工作台与冲压单元匹配，所述防护栏布置在工件输送单元和冲压单元的周边区域。本发明不仅能提高生产效率和产品质量，而且可减少劳动力资源和生产空间浪费，降低产品的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种钣金类构件生产设备，尤其是一种适用于汽车门槛构件的自动化生产装置，属于金属无切削加工技术领域。
背景技术
如附图1、图2所示的一种汽车门槛构件1，它为槽型截面结构的长条类钣金结构件，该汽车门槛构件1一般采用高强度金属材料，其生产工艺流程为：先辊压成型截面形状，然后冲压零件上凸包、凹槽及孔等结构。现有技术中汽车门槛构件1生产的辊压和冲压工序为独立作业模式，工件需要经过半成品接料、码垛、储存及转运等中间环节，因此不仅造成了劳动力资源和生产空间的浪费，工作效率低下，生产成本高，而且上述中间环节还极易导致工件的磕碰、挤压，使产品质量难以保证。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能减少劳动力资源和生产空间浪费、提高工作效率、降低生产成本的汽车门槛构件自动化生产装置。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽车门槛构件自动化生产装置，它包括辊压成型单元、切断机构、工件输送单元、冲压单元和防护栏，所述切断机构布置在辊压成型单元和工件输送单元之间，所述工件输送单元由过渡接料皮带机、快速移动定位机构、搬运机械手和冲压单元上料工作台组成，所述过渡接料皮带机一端与切断机构的出料端对接，另一端与快速移动定位机构对接，所述搬运机械手布置在快速移动定位机构和冲压单元上料工作台之间，所述冲压单元上料工作台与冲压单元匹配，通过冲压单元上料工作台使工件准确对中定位，所述防护栏布置在工件输送单元和冲压单元的周边区域。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述过渡接料皮带机包括皮带机机架、磁性皮带和驱动及控制组件，所述磁性皮带安装在皮带机机架上，它与驱动及控制组件配装，所述皮带机机架两端设置机架高度调整机构，皮带机机架固定在水平底座上。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述快速移动定位机构包括型块、平移气缸、平移滑轨和支撑架，所述型块设有与工件外侧型面匹配的容纳腔，它包括布置在靠近过渡接料皮带机一端的固定型块和与平移气缸配装的活动型块，所述平移气缸为电磁无杆气缸，其活动部件与活动型块固定装配，所述活动型块底面与平移滑轨配装，所述平移滑轨固定在支撑架台面上，所述支撑架两端设置支撑架高度调整机构，支撑架固定在水平底座上。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述快速移动定位机构还设有旋转夹紧气缸组件，所述旋转夹紧气缸组件由水平布置和竖直布置的两部分组成，其中竖直布置的旋转夹紧气缸组件固定在活动型块上，水平布置的旋转夹紧气缸组件固定在支撑架台面上，它与固定型块配装。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述快速移动定位机构还设有侧向定位气缸和侧向定位块，所述侧向定位气缸数量不少于两组，它们均固定在支撑架台面上，所述侧向定位块数量与侧向定位气缸数量匹配，每一组侧向定位块均由固定部分和活动部分组成，其中固定部分安装在支撑架台面上，活动部分固定在侧向定位气缸伸缩臂上，固定部分和活动部分的相对工作面与工件侧面形状匹配。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述搬运机械手为六轴关节机械手，在其自由端设置一组吸盘，所述吸盘从快速移动定位机构上抓取工件后，通过六轴关节机械手动作放置到冲压单元上料工作台上。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述辊压成型单元包括开卷校平机组、液压冲孔机组和辊压机组，所述开卷校平机组、液压冲孔机组和辊压机组从前至后依次布置。
上述汽车门槛构件自动化生产装置，所述冲压单元包括高速薄板冲压机、第一机械手、第二机械手和线尾下料皮带机，所述第一机械手、第二机械手布置在高速薄板冲压机两侧，所述线尾下料皮带机布置在高速薄板冲压机后端。
本发明通过工件输送单元将辊压成型单元、切断机构及冲压单元连接为汽车门槛构件自动化生产装置，它利用过渡接料皮带机将辊压成型后被切断的工件输送至快速移动定位机构上，再通过快速移动定位机构对工件位置及姿态进行调整，保证了搬运机械手吸盘能准确抓取工件，然后通过六轴关节机械手的空间翻转动作将工件搬运至冲压单元上料工作台上，从而实现了工件由辊压成型工序到冲压工序的自动输送。本发明在过渡接料皮带机的机架、快速移动定位机构的支撑架上均设置了高度调整机构，不仅可以与不同辊压成型单元及冲压单元相匹配，具有较好的通用性能，同时也使得生产线上不同类型产品的切换更加方便快捷。本发明在工件输送单元和冲压单元的周边设置了防护栏，降低了安全事故的发生几率。总之，本发明具有安全可靠、通用性强、自动化程度高等特点，不仅能显著提高生产效率和产品质量，而且可减少劳动力资源和生产空间浪费，降低产品的制造成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是汽车门槛构件结构示意图；
图2是汽车门槛构件截面形状示意图；
图3是本发明的总体布置图（俯视）；
图4是切断机构、工件输送单元、冲压单元和防护栏结构示意图；
图5是工件输送单元结构示意图；
图6是过渡接料皮带机工作状态示意图；
图7、图8是快速移动定位机构工作过程示意图；
图9是搬运机械手工作状态示意图。
图中各标号清单为：1、汽车门槛构件（工件），2、辊压成型单元，2-1、开卷校平机组，2-2、液压冲孔机组,2-3、辊压机组，3、切断机构，4、工件输送单元，4-1、过渡接料皮带机，4-1-1、磁性皮带，4-1-2、皮带机机架，4-1-3、驱动及控制组件，4-1-4、机架高度调整机构，4-2、快速移动定位机构，4-2-1、平移气缸，4-2-2、旋转夹紧气缸组件，4-2-3、活动型块，4-2-4、侧向定位气缸，4-2-5、侧向定位块，4-2-6、固定型块，4-2-7、支撑架，4-2-8、平移滑轨，4-2-9、支撑架高度调整机构，4-3、搬运机械手，4-3-1、吸盘，4-4、冲压单元上料工作台，5、冲压单元，5-1、高速薄板冲压机，5-2、第一机械手，5-3、线尾下料皮带机，5-4、第二机械手，6、防护栏。
具体实施方式
参看图3、图4，本发明包括辊压成型单元2、切断机构3、工件输送单元4、冲压单元5和防护栏6，所述切断机构3布置在辊压成型单元2和工件输送单元4之间，所述工件输送单元4由过渡接料皮带机4-1、快速移动定位机构4-2、搬运机械手4-3和冲压单元上料工作台4-4组成，所述过渡接料皮带机4-1一端与切断机构3的出料端对接，另一端与快速移动定位机构4-2对接，所述搬运机械手4-3布置在快速移动定位机构4-2和冲压单元上料工作台4-4之间，所述冲压单元上料工作台4-4与冲压单元5匹配，通过冲压单元上料工作台4-4使工件准确对中定位，所述防护栏6布置在工件输送单元4和冲压单元5的周边区域。
参看图5，本发明的过渡接料皮带机4-1包括皮带机机架4-1-2、磁性皮带4-1-1和驱动及控制组件4-1-3，所述磁性皮带4-1-1安装在皮带机机架4-1-2上，它与驱动及控制组件4-1-3配装，所述皮带机机架4-1-2两端设置机架高度调整机构4-1-4，皮带机机架4-1-2固定在水平底座上。
参看图5，本发明的快速移动定位机构4-2包括型块、平移气缸4-2-1、平移滑轨4-2-8和支撑架4-2-7，所述型块设有与工件外侧型面匹配的容纳腔，它包括布置在靠近过渡接料皮带机一端的固定型块4-2-6和与平移气缸4-2-1配装的活动型块4-2-3，所述平移气缸4-2-1为电磁无杆气缸，其活动部件与活动型块4-2-3固定装配，所述活动型块4-2-3底面与平移滑轨4-2-8配装，所述平移滑轨4-2-8固定在支撑架4-2-7的台面上，所述支撑架4-2-7两端设置支撑架高度调整机构4-2-9，支撑架4-2-7固定在水平底座上；本发明的快速移动定位机构4-2还设有旋转夹紧气缸组件4-2-2，所述旋转夹紧气缸组件4-2-2由水平布置和竖直布置的两部分组成，其中竖直布置的旋转夹紧气缸组件固定在活动型块4-2-3上，水平布置的旋转夹紧气缸组件固定在支撑架4-2-7的台面上，它与固定型块4-2-6配装；本发明的快速移动定位机构4-2还设有侧向定位气缸4-2-4和侧向定位块4-2-5，所述侧向定位气缸4-2-4数量不少于两组，它们均固定在支撑架4-2-7的台面上，所述侧向定位块4-2-5数量与侧向定位气缸4-2-5数量匹配，每一组侧向定位块均由固定部分和活动部分组成，其中固定部分安装在支撑架4-2-7的台面上，活动部分固定在侧向定位气缸4-2-4伸缩臂上，固定部分和活动部分的相对工作面与工件侧面形状匹配。
参看图4、图9，本发明的搬运机械手4-3为六轴关节机械手，在其自由端设置一组吸盘4-3-1，所述吸盘4-3-1从快速移动定位机构4-2上抓取工件后，通过六轴关节机械手动作放置到冲压单元上料工作台4-4上。
参看图3，本发明的辊压成型单元2包括开卷校平机组2-1、液压冲孔机组2-2和辊压机组2-3，所述开卷校平机组2-1、液压冲孔机组2-2和辊压机组2-3从前至后依次布置。
参看图3，本发明的冲压单元5包括高速薄板冲压机5-1、第一机械手5-2、第二机械手5-4和线尾下料皮带机5-3，所述第一机械手5-2、第二机械手5-4布置在高速薄板冲压机5-1两侧，所述线尾下料皮带机5-3布置在高速薄板冲压机5-1后端，用于将加工好的工件输送到生产线外面。
参看图6～图9，本发明的工作过程为：钢板卷材经过开卷校平机2-1开卷校平后变成连续的钢带；然后进入液压冲孔机组2-2进行冲孔；接着带孔的钢带就被送进辊压机组2-3辊压为汽车门槛构件截面形状，并由切断机构3切断为所需长度的工件1；工件1落在过渡接料皮带机4-1上，由磁性皮带吸附将工件1送入快速定位装置4-2的固定型块4-2-6上（如图6所示）；此时由控制系统控制侧向定位气缸4-2-4动作，推动对应的侧向定位块4-2-5侧向拍打定位工件1，使工件1与型块的容纳腔贴合（如图7所示）；随即竖直布置的旋转夹紧气缸组件4-2-2的夹头旋转90度并夹紧工件1；平移气缸4-2-1活动部分拉动活动型块4-2-3及工件1移动到达设定位置，然后竖直布置的旋转夹紧气缸组件4-2-2的夹头打开，水平布置的旋转夹紧气缸组件4-2-2的气缸臂带动夹头旋转90度并拍打工件1，与前端固定型块的挡板配合共同完成工件在长度方向上的定位（如图8所示）；搬运机械手4-3的吸盘4-3-1将工件1抓起，通过搬运机械手4-3空间旋转及翻转动作，工件1被放置到冲压单元上料工作台上，使工件1准确对中定位（如图9所示）；之后工件1进入冲压工序，由高速薄板冲压机5-1、第一机械手5-2、第二机械手5-4和线尾下料皮带机5-3配合完成工件1上凸包、凹槽及孔等结构的冲压作业。
Claims (8)
1.一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，它包括辊压成型单元（2）、切断机构（3）、工件输送单元（4）、冲压单元（5）和防护栏（6），所述切断机构（3）布置在辊压成型单元（2）和工件输送单元（4）之间，所述工件输送单元（4）由过渡接料皮带机（4-1）、快速移动定位机构（4-2）、搬运机械手（4-3）和冲压单元上料工作台（4-4）组成，所述过渡接料皮带机（4-1）一端与切断机构（3）的出料端对接，另一端与快速移动定位机构（4-2）对接，所述搬运机械手（4-3）布置在快速移动定位机构（4-2）和冲压单元上料工作台（4-4）之间，所述冲压单元上料工作台（4-4）与冲压单元（5）匹配，通过冲压单元上料工作台（4-4）使工件准确对中定位，所述防护栏（6）布置在工件输送单元（4）和冲压单元（5）的周边区域。
2.根据权利要求1所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述过渡接料皮带机（4-1）包括皮带机机架（4-1-2）、磁性皮带（4-1-1）和驱动及控制组件（4-1-3），所述磁性皮带（4-1-1）安装在皮带机机架（4-1-2）上，它与驱动及控制组件（4-1-3）配装，所述皮带机机架（4-1-2）两端设置机架高度调整机构(4-1-4)，皮带机机架(4-1-2)固定在水平底座上。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述快速移动定位机构（4-2）包括型块、平移气缸（4-2-1）、平移滑轨（4-2-8）和支撑架（4-2-7），所述型块设有与工件外侧型面匹配的容纳腔，型块包括布置在靠近过渡接料皮带机一端的固定型块（4-2-6）和与平移气缸（4-2-1）配装的活动型块（4-2-3），所述平移气缸（4-2-1）为电磁无杆气缸，其活动部件与活动型块（4-2-3）固定装配，所述活动型块（4-2-3）底面与平移滑轨（4-2-8）配装，所述平移滑轨（4-2-8）固定在支撑架（4-2-7）的台面上，所述支撑架（4-2-7）两端设置支撑架高度调整机构（4-2-9），支撑架（4-2-7）固定在水平底座上。
4.根据权利要求3所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述快速移动定位机构（4-2）还设有旋转夹紧气缸组件（4-2-2），所述旋转夹紧气缸组件（4-2-2）由水平布置和竖直布置的两部分组成，其中竖直布置的旋转夹紧气缸组件固定在活动型块（4-2-3）上，水平布置的旋转夹紧气缸组件固定在支撑架（4-2-7）的台面上，水平布置的旋转夹紧气缸组件与固定型块（4-2-6）配装。
5.根据权利要求4所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述快速移动定位机构（4-2）还设有侧向定位气缸（4-2-4）和侧向定位块（4-2-5），所述侧向定位气缸（4-2-4）数量不少于两组，它们均固定在支撑架（4-2-7）的台面上，所述侧向定位块（4-2-5）数量与侧向定位气缸（4-2-4）数量匹配，每一组侧向定位块均由固定部分和活动部分组成，其中固定部分安装在支撑架（4-2-7）的台面上，活动部分固定在侧向定位气缸（4-2-4）伸缩臂上，固定部分和活动部分的相对工作面与工件侧面形状匹配。
6.根据权利要求5所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述搬运机械手（4-3）为六轴关节机械手，在其自由端设置一组吸盘（4-3-1），所述吸盘（4-3-1）从快速移动定位机构（4-2）上抓取工件后，通过六轴关节机械手动作放置到冲压单元上料工作台（4-4）上。
7.根据权利要求5所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述辊压成型单元（2）包括开卷校平机组（2-1）、液压冲孔机组（2-2）和辊压机组（2-3），所述开卷校平机组（2-1）、液压冲孔机组（2-2）和辊压机组（2-3）从前至后依次布置。
8.根据权利要求5所述的一种汽车门槛构件自动化生产装置，其特征是，所述冲压单元（5）包括高速薄板冲压机（5-1）、第一机械手（5-2）、第二机械手（5-4）和线尾下料皮带机（5-3），所述第一机械手（5-2）、第二机械手（5-4）布置在高速薄板冲压机（5-1）两侧，所述线尾下料皮带机（5-3）布置在高速薄板冲压机（5-1）后端。
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