CN104289565A - 顶盖横梁自动预弯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶盖横梁自动预弯装置，包括框架、固定于所述框架上的机器人连接盘以及并列设置于所述框架上的多组抓取预弯机构，每组抓取预弯机构包括：抓取机构，包括抓取动力件、抓取固定件以及夹持件，抓取动力件驱动夹持件与抓取固定件相配合以夹持顶盖横梁；支撑机构，包括支撑件；预弯机构，包括预弯动力件以及由预弯动力件驱动的压力件，在抓取机构夹持住所述顶盖横梁时，压力件与支撑件相配合：由支撑件支撑所述顶盖横梁，压力件压向所述顶盖横梁并使其弯曲。上述框架的移动由机器人控制，抓取及预弯工作由动力件完成，全程自动完成，由此解决现有技术中需要人工预拼顶盖横梁的问题。

Description

顶盖横梁自动预弯装置

技术领域

本发明涉及汽车制造机械，具体涉及一种顶盖横梁自动预弯装置。 

背景技术

高节拍制造技术是汽车制造业的发展趋势，它既满足了汽车生产要求的规模效益，又保证了产品多元化的需求。为提升生产节拍，现有技术在车身生产线的总拼工位前设置预拼工位，该工位主要完成侧围总成、地板总成以及顶盖横梁等零件的上件、定位及预拼工作。 

现有技术在顶盖横梁预拼时，操作工人先手工完成顶盖横梁的上件和定位，然后操作专用工具完成顶盖横梁的预弯工作。 

现有技术的不足之处在于，顶盖横梁的上件、定位及预弯操作主要依赖人工操作，因此具有人工操作的低效率、低一致性等一系列问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种顶盖横梁自动预弯装置，以解决现有技术中需要人工预拼顶盖横梁的问题。 

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 

一种顶盖横梁自动预弯装置，包括框架、固定于所述框架上的机器人连接盘以及并列设置于所述框架上的多组抓取预弯机构，所述抓取预弯机构包括： 

抓取机构，包括抓取动力件、抓取固定件以及夹持件，所述抓取动力件通过所述抓取固定件固定于所述框架上，所述抓取动力件驱动所述夹持件与所述抓取固定件相配合，以夹持顶盖横梁； 

支撑机构，固定于所述框架上，包括支撑所述顶盖横梁的支撑件； 

预弯机构，包括预弯固定件，预弯动力件以及由所述预弯动力件驱动 的压力件，所述预弯动力件通过所述预弯固定件固定于所述框架上，所述抓取机构处于夹持状态时，所述压力件压向所述顶盖横梁并使其弯曲。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，还包括固定于所述框架上的框架定位机构，所述框架定位机构用于定位所述框架的放置位置。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述抓取预弯机构还包括固定于所述框架上的顶盖横梁定位机构，所述顶盖横梁定位机构与所述顶盖横梁上的定位部相配合。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述顶盖横梁定位机构包括固定块和定位件，所述固定块上设置有一调节部，所述定位件上设置有多个配合部，所述调节部与任一所述配合部相连接。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述抓取预弯机构还包括检测所述顶盖横梁是否位于预定位置的顶盖横梁位置检测机构。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述抓取固定件和所述夹持件围成圈状结构，所述圈状结构的内腔构成所述顶盖横梁的夹持空间。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述支撑件上与顶盖横梁相接触的部分为斜面，所述斜面的倾斜角度与所述顶盖横梁的设计弯曲角度相同。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述支撑机构还包括用于驱动所述支撑件的支撑动力件。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述压力件包括压力件本体和转动连接于压力件本体上的滚轮，所述压力件通过所述滚轮压向所述顶盖横梁。 

上述的顶盖横梁自动预弯装置，所述预弯机构还包括限位件，所述限位件固定于所述压力件的运动行程上，当所述顶盖横梁弯曲到设计角度时，所述限位件与所述压力件抵接。在上述技术方案中，本发明提供的顶盖横梁自动预弯装置，框架通过机器人连接盘连接机器人，由机器人控制整个框架的移动轨迹，工作时，通过框架上的抓取机构抓取并夹持住顶盖横梁，此后，支撑机构与预弯机构相配合以完成顶盖横梁的预弯工作，由支撑机构支撑顶盖横梁，由预弯机构对顶盖横梁施加压力以迫使其弯曲。上述框架的移动由机器人控制，抓取及预弯工作由动力件完成，全程自动完成，由此解决现有技术中需要人工预拼顶盖横梁的问题。 

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例提供的顶盖横梁自动预弯装置的结构示意图； 

图2为本发明实施例提供的顶盖横梁自动预弯装置的侧视图； 

图3为本发明实施例所述的抓取机构的结构示意图； 

图4为本发明实施例所述的预弯机构的结构示意图； 

图5为本发明实施例所述的预弯机构的侧视图； 

图6为本发明实施例所述的支撑机构的结构示意图； 

图7为本发明实施例所述的预弯机构和支撑机构的结构示意图； 

图8为本发明实施例所述的顶盖横梁定位机构的结构示意图； 

图9为本发明实施例提供的顶盖横梁自动预弯装置的使用状态图。 

附图标记说明： 

1、框架；         2、机器人连接盘；         3、抓取机构； 

31、抓取动力件；  32、抓取固定件；          33、夹持件； 

4、支撑机构；     41、支撑件；              42、支撑动力件； 

43、支撑固定件；  5、预弯机构；             51、预弯动力件； 

52、压力件；      521、压力件本体；         522、滚轮； 

53、限位件；      54、预弯固定件；          55、转动连接件； 

6、框架定位机构； 7、顶盖横梁定位机构；     71、固定块； 

72、定位件；      73、第一转接块；          74、第二转接块； 

75、调节片；      8、顶盖横梁位置检测机构； 9、顶盖横梁。 

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。 

如图1-9所示，本发明实施例提供的一种顶盖横梁自动预弯装置， 包括框架1、固定于框架1上的机器人连接盘2以及并列设置于框架1上的多组抓取预弯机构，每组抓取预弯机构包括： 

抓取机构3，固定于框架1上，包括抓取动力件31、抓取固定件32以及夹持件33，抓取动力件31驱动夹持件33以使得抓取固定件32与夹持件33相配合以夹持顶盖横梁9； 

支撑机构4，固定于框架1上，包括支撑件41； 

预弯机构5，固定于框架1上，包括预弯固定件54、预弯动力件51以及由预弯动力件51驱动的压力件52，在抓取机构3夹持住顶盖横梁9时，压力件52与支撑件41相配合：由支撑件41支撑顶盖横梁9，压力件52压向顶盖横梁9并使其弯曲。 

具体的，框架1是整个装置的基础，为装置的各个分组件提供安装点，优选的，框架1包括一根主梁，主梁上固定机器人连接盘2，机器人连接盘2用于连接机器人，机器人通过主梁控制框架1乃至整个顶盖横梁自动预弯装置的运动轨迹，主梁上连接多个支梁，支梁用于安装抓取预弯机构，每组抓取预弯机构用于抓取并预弯一根顶盖横梁9，抓取预弯机构的数量根据汽车顶盖横梁9的数量和实际加工需要确定，可以为一组、两组或以上，如图1所示的H形框架1，在一根主梁的两端各安装一根支梁，两根支梁上各安装一组抓取预弯机构。框架1的具体结构如图1所示的主梁、支梁结构以外，其它的能够为机器人连接盘2和抓取预弯机构提供安装点的结构均可。 

抓取预弯机构包括抓取机构3、支撑机构4以及预弯机构5。如图3所示，抓取机构3包括抓取动力件31、抓取固定件32以及夹持件33，其中，抓取固定件32安装于框架1上，抓取动力件31固定于抓取固定件32上，夹持件33由抓取动力件31驱动，夹持件33与抓取固定件32相配合以抓取顶盖横梁9。抓取动力件31可以是各种动力源，如气缸，抓取固定件32和夹持件33可以是管材、板材或其它一上一下能够夹住顶盖横梁9的结构。抓取前，抓取固定件32和夹持件33处于远离状态，当机器人通过框架1带动抓取机构3运动到抓取位置后，抓取动力件31驱动夹持件33转动，使得夹持件33和抓取固定件32合拢以将顶盖横梁9夹住。 

优选的，抓取固定件32和夹持件33围成圈状结构，圈状结构的内腔构成顶盖横梁9的夹持空间。如图3中的夹持件33位于抓取固定件32的下方且为U形结构，抓取固定件32的两部分由框架1连接后为倒U形结构，夹持件33和抓取固定件32合拢后为“口”形结构。圈状结构的优点在于能够限制顶盖横梁9的径向移动。 

很显然，夹持件33可位于抓取固定件32的下方，也可位于抓取固定件32的上方，两种方式合拢后均可夹持顶盖横梁9。 

本实施例中，若抓取固定件32和夹持件33与顶盖横梁9的接触面积较小，优选设置两个或以上的抓取机构3以均匀的夹住顶盖横梁9的不同轴向位置；若抓取固定件32和夹持件33的夹持面积足够大，可仅设置一个抓取机构3以抓取顶盖横梁9的中部。 

如图4-5所示，预弯机构5包括预弯固定件54、预弯动力件51以及由预弯动力件51驱动的压力件52，预弯机构5的作用在于，由压力件52向顶盖横梁9施加压力以迫使其发生弯曲。本实施例中，优选的，预弯动力件51设置于预弯固定件54上，预弯固定件54与框架1固定连接，压力件52的一侧与预弯固定件54转动连接，具体的，压力件52可以直接通过转轴与预弯固定件54转动连接，也通过一个转动连接件55(如图4中的转动连接板)间接与预弯固定件54转动连接。转动连接的好处在于，压力件52的施压轨迹为一弧线，施压过程中压力件52与顶盖横梁9发生相对滑动，相对于定点直线施压，效率更高。更优选的，压力件52包括压力件本体521和与压力件本体521转动连接的滚轮522，滚轮522用于压向顶盖横梁9，滚轮522在施压时与顶盖横梁9发生相对滚动，以降低压力件52划伤顶盖横梁9的概率。 

本实施例中，进一步的，预弯机构5还包括限位件53，限位件53设置于压力件52的运动行程上，当顶盖横梁9弯曲到设计角度时，限位件53与压力件52抵接。限位件53在顶盖横梁9预弯到设计角度时，强行阻止压力件52进一步对顶盖横梁9施压，如图5中所示的柱件，柱件的一部分固定于预弯固定件54上，柱件的另一部分固定于压力件52上，当顶盖横梁9被弯曲到设计角度时，柱件的两部分相抵接，压力件52无法进一步 运动。很显然的，限位件53的固定位置及具体结构均无特别限定，仅需保证其能够挡住压力件52，以防止压力件52对顶盖横梁9施加超过设计角度的压力即可。 

如图6-7所示，支撑机构4包括一支撑件41，支撑件41的作用在于从下方支撑住顶盖横梁9，以便于预弯机构5的压力件52对支撑横梁施压。作为优选的，支撑件41上与顶盖横梁9相接触的部分(即支撑面)为斜面，斜面的倾斜角度与顶盖横梁9的设计弯曲角度相同。斜面的优点在于，在压力件52施压时保证顶盖横梁9的弯曲角度会按照设计角度变形，不会在压力件52过度施压时导致变形过度，斜面和上述的限位件53一起防止压力件52过度施压。 

进一步的，支撑机构4还包括支撑动力件42以及支撑固定件43，支撑动力件42和支撑件41固定于支撑固定件43上，支撑动力件42用于驱动支撑件41。可动的支撑件41的优点在于抓取机构3抓取时支撑件41可先移开，防止支撑件41在抓取过程中与顶盖横梁9发生干涉。 

很显然的，上述抓取动力件31，预弯动力件51和支撑动力件42均可为各种动力源，如气缸。 

本实施例中，进一步的，抓取预弯机构还包括固定于框架1上的顶盖横梁定位机构7，顶盖横梁定位机构7用于与顶盖横梁9上的定位部相配合。顶盖横梁定位机构7用于在抓取机构3抓取顶盖横梁9时准确的定位顶盖横梁9，优选的，顶盖横梁9上的定位部为多个通孔，顶盖横梁定位机构7为与通孔配合的定位销。显然的，顶盖横梁定位机构7和定位部也可以参见现有技术中的其它定位机构。 

更优选的，顶盖横梁定位机构7包括固定块71和定位件72，固定块71上设置有一调节部，定位件72上设置有配合部，所述配合部与调节部相连接，以使得定位件72在固定块71具有至少两个不同固定位置。如图8所示，定位件72为定位销，固定块71为L形固定座，L形固定座固定于框架1上，调节部和配合部包括第一转接块73、第二转接块74以及调节片75，第一转接块73和第二转接块74横向并列布置，且第一转接块73位于L形固定座的纵向后侧，定位销通过一螺母竖直的固定于第二转接块 74上，第一转接块73与L形固定座和第二转接块74之间均设置有多个调节片75。本实施例中，通过调节第一转接块73与L形固定座之间的调节片75的数量可以调节定位销相对L形固定座(同样相对于框架1)的纵向距离，通过调节第一转接块73与第二转接块74之间的调节片75的数量可以调节定位销相对L形固定座的横向距离，转动定位销的螺母即可调节定位销相对L形固定座的竖直距离，如此，就实现了定位销相对于框架1的一定范围内的任意位置调节。很显然的，上述调节部和配合部可选择为仅调节某一方向(如竖直方向)上的位置。其具体结构也可参见现有技术的中相关位置调节结构，如螺纹调节、齿形结构调节等等。 

本实施例中，更进一步的，抓取预弯机构还包括固定于框架1上的顶盖横梁位置检测机构8，顶盖横梁位置检测机构8用于检测顶盖横梁9是否位于预定位置。顶盖横梁位置检测机构8用于检测顶盖横梁9是否到位以防止抓取机构3抓空，其具体结构可参见现有技术中相关的工件位置检测装置，如红外线检测装置、相关类型的传感器等等。 

综上，本实施例中，每组抓取预弯机构应包括抓取机构3、支撑机构4、预弯机构5，还可包括顶盖横梁定位机构7、顶盖横梁位置检测机构8，抓取操作时，机器人通过框架1带动抓取预弯机构运行到抓取位置，当顶盖横梁9在位，抓取机构3抓取顶盖横梁9，同时，顶盖横梁定位机构7与顶盖横梁9上的定位部相连接；抓取后，顶盖横梁位置检测机构8检测顶盖横梁9是否抓取到位，随后，机器人带动框架1将顶盖横梁9放置到装配位置，此时，支撑件41支撑到顶盖横梁9的下表面上，压力件52下移并对顶盖横梁9施加压力以迫使其弯曲，当顶盖横梁9弯曲到预定角度后，抓取机构3、支撑机构4以及预弯机构5上限制顶盖横梁9的相关部件全部撤离，然后机器人带动整个顶盖横梁自动预弯装置撤离，进入下一根顶盖横梁9的抓取预弯操作。 

本实施例中，很显然的，顶盖横梁位置检测机构8也可以被配置成检测多个位置的顶盖横梁9是否到位，如预抓取位置是否有顶盖横梁9、抓取后顶盖横梁9是否到位以及装配位置是否放置到位等等。 

需要说明的是，本实施例中，当顶盖横梁9有多根时，即抓取预弯机 构有多组时，各顶盖横梁9(如前顶盖横梁9和后顶盖横梁9)的尺寸和预弯曲角度可能会有所不同，因此，多组抓取预弯机构的具体结构会有所不同，在运行时，各组抓取预弯机构的抓取行程和预弯行程也会有所不同。 

本实施例中，更进一步的，还包括固定于框架1上的框架定位机构6，框架定位机构6用于定位框架1。框架定位机构6的作用在于，将框架1准确的定位于框架放置机构(如架台)上，以便于机器人自动、准确的连接框架1。具体结构上，可以是一个或多个定位销，定位销对应于架台上的通孔，又或者框架定位机构6为多个通孔，对应于架台上的多个定位销。 

很显然的，本实施例中的顶盖横梁定位机构7和框架定位机构6可以是上述的定位销、定位孔以及具有定位功能的各类传感器(如红外传感器)，顶盖横梁定位机构7和框架定位机构6还可以参见现有技术中的其它相关定位装置。 

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。 

Claims (10)

1.一种顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，包括框架、固定于所述框架上的机器人连接盘以及并列设置于所述框架上的多组抓取预弯机构，所述抓取预弯机构包括：

抓取机构，包括抓取动力件、抓取固定件以及夹持件，所述抓取动力件通过所述抓取固定件固定于所述框架上，所述抓取动力件驱动所述夹持件与所述抓取固定件相配合，以夹持顶盖横梁；

支撑机构，固定于所述框架上，包括支撑所述顶盖横梁的支撑件；

预弯机构，包括预弯固定件，预弯动力件以及由所述预弯动力件驱动的压力件，所述预弯动力件通过所述预弯固定件固定于所述框架上，所述抓取机构处于夹持状态时，所述压力件压向所述顶盖横梁并使其弯曲。

2.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，还包括固定于所述框架上的框架定位机构，所述框架定位机构用于定位所述框架的放置位置。

3.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述抓取预弯机构还包括固定于所述框架上的顶盖横梁定位机构，所述顶盖横梁定位机构与所述顶盖横梁上的定位部相配合。

4.根据权利要求3所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述顶盖横梁定位机构包括固定块和定位件，所述固定块上设置有一调节部，所述定位件上设置有多个配合部，所述调节部与任一所述配合部相连接。

5.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述抓取预弯机构还包括检测所述顶盖横梁是否位于预定位置的顶盖横梁位置检测机构。

6.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述抓取固定件和所述夹持件围成圈状结构，所述圈状结构的内腔构成所述顶盖横梁的夹持空间。

7.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述支撑件上与顶盖横梁相接触的部分为斜面，所述斜面的倾斜角度与所述顶盖横梁的设计弯曲角度相同。

8.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述支撑机构还包括用于驱动所述支撑件的支撑动力件。

9.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述压力件包括压力件本体和转动连接于压力件本体上的滚轮，所述压力件通过所述滚轮压向所述顶盖横梁。

10.根据权利要求1所述的顶盖横梁自动预弯装置，其特征在于，所述预弯机构还包括限位件，所述限位件固定于所述压力件的运动行程上，当所述顶盖横梁弯曲到设计角度时，所述限位件与所述压力件抵接。