CN105880401A - 一种门盖高效柔性机器人滚边岛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其包括底座和滚边机器人；底座上安装有回转台和驱动电机；回转台上设置有多个胎膜夹具总成；胎膜夹具总成旋转对称布置于回转台的四周；胎膜夹具总成包括安装框架和胎膜夹具；安装框架固接于回转台上；胎膜夹具与安装框架滑动配合连接。本发明不仅适用于多种车型的高节拍自动化混线滚边且能够实现胎膜夹具的快速更换，而且操作便捷、切换迅速，便于装配和使用。

Description

一种门盖高效柔性机器人滚边岛

技术领域

本发明涉及一种门盖机器人滚边岛，属于车身制造技术领域，尤其涉及一种门盖高效柔性机器人滚边岛。

背景技术

在现有技术中，机器人滚边是一种门盖总成内外板扣合的工艺方式，通过不同滚边程序能够控制机器人实现对应的滚边轨迹，具有较高的柔性化，有利于多车型混线生产，因此广泛应用于汽车厂焊装车间门盖线。机器人滚边岛通常由滚边机器人、滚边设备、安全设施以及相应的控制系统等组合而成以共同完成门盖的机器人滚边工作。通常采用的直线滑台导轨形式、单工位回转台形式、双工位回转台形式机器人滚边岛，主要适用于特定车型，节拍不高的生产模式。

同时滚边设备中安装框架与胎模夹具间一般采用螺纹形式进行稳固连接，以便分模块制造及运输，在新车型导入时也可以通过拆换胎模夹具来重新进行工位匹配。但是由于装卸过程费时费力，因此主要适用于特定车型的长时间稳定生产。

在中国实用新型专利说明书CN201832885U中公开了一种滚边工作站，其包括配合工作的定位机构和滚边机构，所述定位机构由底座、支架和装有胎模总成的夹具总成构成，所述夹具总成经支架固定在底座上；所述滚边机构由六轴机器人及安装在六轴机器人工作端部的滚边工具总成构成。该实用新型虽然解决了现有滚边机构只能针对单一型号的车门或发动机舱盖进行滚边处理，带来设备投入高、可利用价值低、维护检修不便的负面效应的问题，但是该实用新型不适合多车型高节拍的自动化生产，同时其带有胎模总成的夹具总成可通过拆装螺钉和定位销的方式进行更换，故也不利于胎膜总成模块化的制造和安装。

在中国发明专利说明书CN101712056B中公开了一种机器人滚边系统转台，其是由传动单元、定位单元和控制单元组成；传动单元中将回转支承固定设置在机架上，位于回转支承的内圈、与回转支承之间可相对转动的内齿圈与回转台固联；固联在驱动电机输出轴上的传动齿轮与内齿圈啮合传动；定位单元是在机架上、处在回转支承的外周，设置由气缸驱动的定位销；在回转台上、与定位销相对应的位置上设置定位块；由控制单元检测回转台的转动角度，并为驱动电机提供加速、减速或停机控制信号。该发明主要公开了一种滚边系统转台，保证了较好的回转定位精度，但是该发明并没有公开一种适宜于高节拍自动化滚边的机器人滚边岛。

在中国实用新型专利说明书CN201960347U中公开了一种滚轮包边夹具转台，其包括转台面，电机和传动装置，所述转台面为倒V型，倒V型转台面两面与水平面夹角相等，倒V型转台面两面与水平面夹角为40度—50度；从而解决了没有转台，传统的机器人滚边系统一个机械手只能对3个工位上三个工件进行滚边工作，工作效率低，且现有转台不能对所需滚轮包边机械起到夹具的作用的问题。利用转台实现1个机器手对6个工件进行滚边工作，节省了设备的投入，提高了工作效率，设置了转台，杜绝工人和机械手的直接接触，避免了人身伤害，提高了安全性，上下零件无需停止机器手，提高生产效率。但是该实用新型不利于胎膜夹具的安装和使用，同时对于不能实现多种车型的混线生产。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其不仅可以适用于多种车型的高节拍自动化混线滚边，同时能够实现胎膜夹具的快速更换。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其包括底座和滚边机器人；所述底座上安装有回转台和驱动电机；所述回转台上设置有多个胎膜夹具总成；所述胎膜夹具总成旋转对称布置于所述回转台的四周；所述胎膜夹具总成包括安装框架和胎膜夹具；所述安装框架固接于所述回转台上；所述胎膜夹具与所述安装框架滑动配合连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具的底部设置有平行导轨；所述安装框架上设置有与所述平行导轨配合的导向滑槽。

在本发明的一种优选实施方案中，所述导向滑槽包括连接板；所述连接板固接在所述安装框架上；所述连接板上固接有U形安装座；所述U形安装座的内部设置有沿竖直方向布置的滑轮；所述U形安装座的两端设置有沿水平方向布置的一对导轮。

在本发明的一种优选实施方案中，所述导轮通过调整垫片固接于所述U形安装座的两端；两个导轮之间的距离可调。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具上设置有夹紧碰块和限位碰块；所述安装框架上设置有用于与所述夹紧碰块配合推动胎膜夹具水平滑动的夹紧气缸；所述安装框架上还设置用于与所述限位碰块配合对胎膜夹具限位的限位块。

在本发明的一种优选实施方案中，所述夹紧气缸包括气缸，传动机构，夹紧推头；所述气缸固接在所述安装框架中部；所述传动机构的输入端与所述气缸连接；所述传动机构的输出端与所述夹紧推头铰接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具的后部设置有缓冲碰块；所述安装框架的后部设置有缓冲器。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具上还设置有检测碰块；所述安装框架的两侧设置有到位检测。

在本发明的一种优选实施方案中，所述底座旁同轴布置有环形拖链槽；所述环形拖链槽内滑动配合连接有拖链。

在本发明的一种优选实施方案中，所述安装框架包括底部框架；所述底部框架上设置有垂直布置的支架；所述底部框架和所述支架之间设置有加强筋。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具包括三角形支撑框架；所述三角形支撑框架的底面固接有平行导轨；所述三角形支撑框架的斜面设置有用于夹持胎膜的夹具。

在本发明的一种优选实施方案中，所述胎膜夹具总成为四组；四组胎膜夹具总成旋转对称布置于所述底座的四周；所述滚边机器人为三个；三个滚边机器人分别布置于所述回转台的回转中心和滚边加工区域的两侧。

本发明的有益效果是：本发明不仅适用于多种车型的高节拍自动化混线滚边且能够实现胎膜夹具的快速更换，而且操作便捷、切换迅速，便于装配和使用。本发明在机器人滚边岛中采用多达三台滚边机器人的协同工作，提高滚边效率，更有利于满足高循环节拍要求；通过四工位回转台方式切换车型，可以有效降低共用部分的设备投资，缩短建造或改造周期。此外，每个工位的安装框架与胎模夹具之间还可以设置切换装置，主体采用导轨滑轮形式，代替原有的螺纹固接形式，并配套其它辅助部件，可以降低胎模夹具安装和拆卸时间，实现一个工位安装框架上快速切换多个胎模夹具，操作便捷，切换迅速；在多款车型的门盖混线生产中，占用厂房面积小，设备投资小。

附图说明

图1是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的结构示意图；

图2是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的安装框架与胎模夹具连接结构示意图；

图3是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的胎模夹具底部示意图；

图4是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的安装框架结构示意图；

图5是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的导轮组和滑轮组布局示意图；

图6是本发明实施例一种门盖高效柔性机器人滚边岛的机器人滚边岛布局示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由图1所示的一种门盖高效柔性机器人滚边岛的结构示意图可知，本发明技术方案为：一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其包括三台滚边机器人、四工位安装框架、四个专用滚边胎模夹具、回转台、驱动电机及安装底座。其中安装底座上固定有回转台和驱动电机，回转台上连接四工位安装框架，每个工位分别承载一个专用滚边胎模夹具，三台滚边机器人分别布置在回转台中心及胎模夹具外侧，并同时对应一个胎模夹具。胎模夹具在装卸区完成装件，驱动电机驱动回转台转动180°，使得该胎模夹具进入工作区，三台滚边机器人协同完成滚边工作，同时对侧的胎模夹具带着滚边完成的总成件转入装卸区，进行卸件及下一个装件工作，然后驱动电机驱动回转台再反转180°，完成装卸件及滚边工作，如此反复。其它车型混线时需切换至另外两个工位，工作方式与此相同。安装框架与胎模夹具间的快换装置，包括固定在安装框架两侧的夹紧气缸、滑轮组、导轮组、缓冲器、限位块及到位检测，安装在胎模夹具底部的两条平行导轨。其中安装框架通过连接板和U型安装座固定有滑轮组及导轮组。胎模夹具底部的平行导轨可以顺着导轮组形成的导槽在滑轮组上平滑移动。安装框架后部左、右分别设有一个缓冲器，以缓冲胎模夹具滑动中产生的冲击力。通过中部设有的两个夹紧气缸对胎模夹具实施夹紧力，并与后部设有的两个限位块共同作用，保证胎模夹具最终到位锁死。同时通过两侧的到位检测将到位检测信号传递给主控单元以执行后续指令。

在本发明的一种实施例中，其包括底座1，底座1上安装有回转台2和驱动电机3，在驱动电机3的驱动下，回转台2可以360°自由转动。全部周边线缆铺设在拖链4中，拖链4可以沿着规定的环形拖链槽5来回运动，通过拖链4和环形拖链槽5的相互运动来避免转台转动时线缆与地面摩擦破损。安装框架20固定在回转台2上，并承载胎模夹具10。回转中心及胎模外侧布置有三个机器人底座6，每个机器人底座6上安装有一台滚边机器人7，三台滚边机器人7协同工作，对同一个胎模夹具10上的待滚边总成件执行相应的滚边程序。

如图2所示，胎模夹具10底部固定有平行导轨15，共同放置在安装框架20上，并可前后自由滑动。

如图3所示，两条平行导轨15两端均设有导向倒角15.1，底面均设有两个销孔15.2和六个沉头通孔15.3以便与承载的胎模夹具10固接。胎模夹具10底部中间设有两个夹紧碰块12，后部设有两个缓冲碰块11和两个限位碰块13，后部外侧设有两个到位检测碰块14。

如图4所示，安装框架20包括底部框架20a；底部框架20a上设置有垂直布置的支架20b；底部框架20a和支架20b之间设置有起加强框架刚度的加强筋20c。安装框架20后部设有两个缓冲器21，动作过程中与缓冲碰块11接触，作用是对胎模夹具10在滑动过程中的冲击力进行缓冲；中部设有两个夹紧气缸22对夹紧碰块12施加夹紧力，推动胎模夹具10运动到一定位置时，安装框架20后部设有的两个限位块23与限位碰块13硬性接触，从而最终限定胎模夹具10准确处于要求位置；其中夹紧气缸22包括气缸，传动机构，夹紧推头；气缸固接在所述安装框架20中部；传动机构的输入端与气缸连接；传动机构的输出端与所述夹紧推头铰接，这样传动机构就可以把气缸的直线运动转化为夹紧推头的回转运动，该传动机构可为曲柄滑块机构或者齿轮齿条机构等，只要可以使得夹紧推头绕气缸回转并配合夹紧碰块12推动胎膜夹具10沿水平方向运动即可；左、右外侧各设有一个到位检测24，以检测胎模夹具10的最终到位情况；安装框架20左、右两侧各设有一个连接板25，每个连接板25上沿长度方向等间距安装有三个U型安装座26，每个安装座26上设有一对导轮27和一个滑轮28。

如图5所示，三个U型安装座26均通过两个销孔26.1和六个沉头通孔26.2固定在连接板25上，每个U型安装座26前端纵向安装有一对导轮27，每个导轮27均可以通过调整垫片29调整各自的横向位置，三对导轮27组成一侧的导轮组，通过适当调整位置会形成直线导槽，平行导轨15可以顺着该导槽做直线运动；每个U型安装座26后端横向安装有一个滑轮28，三个滑轮28组成一侧的滑轮组，平行导轨15可以压在滚轮组上轻松做平滑移动，方便整个胎模夹具10导入和导出。

如图6所示，本发明四工位安装框架上分别固定有车型I和Ⅱ的前、后盖胎模M1、M2、M3及M4，两侧库位放置有待切换车型Ⅲ的前、后盖胎模M5及M6，工作区布置有三台滚边机器人R1、R2及R3，其中R1处于回转中心，R2和R3处于胎模外侧的左、右对称位置。其具体工作流程如下：

①操作人员在装卸区将滚边完成的车型I后盖总成件拆卸下来，再将下一个待滚边的后盖总成件装入；同时，对面工作区中的三台滚边机器人协同工作，完成车型I前盖总成件的滚边工作。

②安装框架在电机驱动下，带动四个胎模旋转180°，此时车型I前盖胎模M1进入装卸区，车型I后盖胎模M2进入工作区。

③按照与①类似的操作完成相关工作，安装框架再带动四个胎模反转180°，回到①的状态。

④当生产管理发出指令，要求切换至车型Ⅱ的前、后盖时，安装框架带动四个胎模旋转90°，车型Ⅱ的前、后盖胎模M3和M4分别进入装卸区和工作区，然后按①-③的工作步骤进行生产。

⑤当生产管理发出指令，要求切换至车型Ⅲ的前、后盖时，操作人员需将安装框架两侧的胎模拆卸下来，并将两侧库位存放的车型3前、后盖胎模M5和M6切换安装上去，安装框架再带动四个胎模旋转90°，车型Ⅲ的前、后盖胎模分别进入装卸区和工作区，然后按①-③的工作步骤进行生产。

应当理解的是，以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种门盖高效柔性机器人滚边岛，包括底座(1)和滚边机器人(7)；所述底座(1)上安装有回转台(2)和驱动电机(3)；所述回转台(2)上设置有多个胎膜夹具总成；其特征在于：所述胎膜夹具总成旋转对称布置于所述回转台(2)的四周；所述胎膜夹具总成包括安装框架(20)和胎膜夹具(10)；所述安装框架(20)固接于所述回转台(2)上；所述胎膜夹具(10)与所述安装框架(20)滑动配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具(10)的底部设置有平行导轨(15)；所述安装框架(20)上设置有与所述平行导轨(15)配合的导向滑槽。

3.根据权利要求2所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述导向滑槽包括连接板(25)；所述连接板(25)固接在所述安装框架(20)上；所述连接板(25)上固接有U形安装座(26)；所述U形安装座(26)的内部设置有沿竖直方向布置的滑轮(28)；所述U形安装座(26)的两端设置有沿水平方向布置的一对导轮(27)。

4.根据权利要求3所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述导轮(27)通过调整垫片(29)固接于所述U形安装座(26)的两端；两个导轮(27)之间的距离可调。

5.根据权利要求2所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具(10)上设置有夹紧碰块(12)和限位碰块(13)；所述安装框架(20)上设置有用于与所述夹紧碰块(12)配合推动胎膜夹具(10)水平滑动的夹紧气缸(22)；所述安装框架(20)上还设置用于与所述限位碰块(13)配合对胎膜夹具(10)限位的限位块(23)。

6.根据权利要求5所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具(10)的后部设置有缓冲碰块(11)；所述安装框架(20)的后部设置有缓冲器(21)。

7.根据权利要求5所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具(10)上还设置有检测碰块(14)；所述安装框架(20)的两侧设置有到位检测(24)。

8.根据权利要求1所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述底座(1)旁同轴布置有环形拖链槽(5)；所述环形拖链槽(5)内滑动配合连接有拖链(4)。

9.根据权利要求1所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述安装框架(20)包括底部框架(20a)；所述底部框架(20a)上设置有垂直布置的支架(20b)；所述底部框架(20a)和所述支架(20b)之间设置有加强筋(20c)。

10.根据权利要求1所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具(10)包括三角形支撑框架；所述三角形支撑框架的底面固接有平行导轨(15)；所述三角形支撑框架的斜面设置有用于夹持胎膜的夹具。

11.根据权利要求1所述的一种门盖高效柔性机器人滚边岛，其特征在于：所述胎膜夹具总成为四组；四组胎膜夹具总成旋转对称布置于所述底座(1)的四周；所述滚边机器人(7)为三个；三个滚边机器人(7)分别布置于所述回转台(2)的回转中心和滚边加工区域的两侧。