CN105904127A - 一种车身柔性搬运生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车身柔性搬运生产线，包括适应焊接工序设置的相应数量的工位，以及延伸覆盖所有工位的往复杆机构，往复杆机构通过伺服驱动机构驱动；所述每个工位均设有支撑基座，支撑基座上安装有柔性定位机构，支撑基座中部安装有滚轮导向机构，滚轮导向机构上安装有往复杆机构，往复杆机构对应每个工位设置有搬运定位机构；车身工件在柔性定位机构的支撑下完成焊接工作后，柔性定位机构下降，车身工件下降0.5mm~1mm后落在对应的搬运定位机构上，柔性定位机构继续下降，伺服驱动机构驱动往复杆向下一工位处，下一工位的柔性定位机构上升，支撑住车身工件后，进行下一工位处的焊接工作，往复杆机构回复到原工位处待命；如此循环工作。

Description

一种车身柔性搬运生产线

技术领域

本发明汽车生产设备领域，主要涉及一种用于汽车车身焊接的柔性搬运生产线。

背景技术

针对随着我国汽车生产规模的快速发展，市场竞争的日益加剧，顾客和市场需求的多样化和个性化发展，汽车生产由传统的单品种、大批量生产方式向多品种、小批量的生产方式过渡。为了加快产品上市速度、降低项目风险，规划柔性的生产平台已经成为各大车企的共识。

汽车焊装生产是一个大批量、高强度、的生产作业过程，以往的以人工作业为主体的生产模式渐渐的被全自动化机器臂机器人作业所取代。但是怎样提高机械臂的作业效率，获得更快的生产节拍时目前考虑的重点。尤其运用在焊点数量较多、板件巨大的车身底板及车身主拼、车身增打等自动生产线上就尤为突出，由于空间布局的原因，往往一个工位只能布置6~8台焊接机器人进行焊接，如果需要高节拍生产的情况下，就需要布置多工位进行焊接，搬送机构起到了多工位之间的搬送桥梁的作用。但是怎样减少搬送时间是本次研发的核心内容。

针对现有技术的缺陷，提出本发明。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出用于汽车车身焊接的柔性搬运生产线。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种车身柔性搬运生产线，用于汽车车身焊接生产线的车身搬运，包括适应焊接工序设置的相应数量的工位，以及延伸覆盖所有工位的往复杆机构，往复杆机构通过伺服驱动机构驱动；所述每个工位均设有一支撑基座，支撑基座上安装有柔性定位机构，支撑基座中部安装有滚轮导向机构，滚轮导向机构上安装有往复杆机构，往复杆机构对应每个工位设置有搬运定位机构；车身工件在柔性定位机构的支撑下完成焊接工作后，柔性定位机构下降，车身工件下降0.5mm~1mm后落在对应的搬运定位机构上，柔性定位机构继续下降，伺服驱动机构驱动往复杆向下一工位处，下一工位的柔性定位机构上升，支撑住车身工件后，进行下一工位处的焊接工作，往复杆机构回复到原工位处待命；如此循环工作。

所述的柔性定位机构包括设置在各个支撑基座表面的四角的伺服柔性定位装置， 所述伺服柔性定位装置的竖向轴移动机构安装有一支座，支座的顶端安装有一固定板，固定板上连接有支撑架，支撑架上固定有销钉缸；竖向轴移动机构的侧面安装有一近接开关支架，近接开关支架上安装有近接开关；所述支撑基座表面的一侧边缘设置有第一盖板，第一盖板内设置有连接气源的空气净化系统的三联组合元件；第一盖板内旁侧设置有第二盖板，第二盖板内设置有通过改变气体的流向来改变夹具动作的电磁阀，第二盖板的后侧设置有气排；所述支撑基座表面上还安装有电器信号模块安装支座。

所述的搬运定位机构包括间隔设置的发动机舱支撑机构、前底板支撑机构、后底板支撑机构以及后围板支撑机构，所有支撑机构均包括有一气缸安装座，气缸安装座安装有气缸，气缸的气缸杆伸出气缸安装座的末端安装有支撑块安装座，其中，

发动机舱支撑机构的支撑块安装座中部安装有第一支撑块；

前底板支撑机构的支撑块安装座上安装有第一桥式安装座，第一桥式安装座的一端安装有第二支撑块，另一端安装有第一近接开关安装支架，第一近接开关安装支架上安装有第一近接开关，靠近第一近接开关处设有第三支撑块，第三支撑块内安装有第一支撑销；

后底板支撑机构的支撑块安装座的两端对称安装有第四支撑块；

后围板支撑机构的支撑块安装座上安装有第二桥式安装座，第二桥式安装座的一端安装有第五支撑块，另一端安装有第二近接开关安装支架，第二近接开关安装支架上安装有第二近接开关，靠近第二近接开关处设有第六支撑块，第六支撑块内安装有第二支撑销。

所述的往复杆机构包括相对设置的磨材板，所述磨材板上预留有安装孔，磨材板之间通过安装孔安装有多根连接杆，所述连接杆可拆卸并用搬运定位支撑机构替换。

所述的滚轮导向机构包括成对间隔设置在各个工位上的支撑柱，每个支撑柱的顶端设有压紧轮安装块，压紧轮安装块上安装有压紧轮；压紧轮安装块的下方相对设置有支撑轮安装块，支撑轮安装块上安装有支撑轮； 支撑轮安装块的一侧设置有导向轮支撑板，导向轮支撑板上安装有导向轮；压紧轮和支撑轮之间设有磨材板，压紧轮和支撑轮共同约束磨材板在Z方向的自由度，并且磨材板在驱动机构的带动下沿压紧轮和支撑轮的X方向进行往复运动；导向轮在磨材板的外侧，并且相对的一对导向轮约束磨材板在Y方向的自由度。

所述伺服驱动机构包括一伺服减速电机，伺服减速电机的输出轴安装有齿轮；所述磨材板的外侧安装有齿条，齿轮与齿条啮合，伺服减速电机的正反转，从而通过齿轮、齿条带动磨材板进行往复运动，带动整个往复杆机构进行往复运动。

本发明的有益效果是：

本发明相对于以往搬送定位机构使用的举升缸将工件举升脱离开定位工装后进行搬运输送，节省搬运时间，将传统搬运的举升过程去除，工件实现了“0搬送”（工件始终保持在打点作业高度的状态）模式，大大的缩短了工件的搬运时间，同时采用伺服电机的驱动模式，可以实现多车种，多落点位置的柔性搬运需求。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1a为本发明第一工位与第二工位的打点工作状态示意图；

图1b为图1a的立面视图；

图2a为本发明第一工位与第二工位的搬运定位机构定位工作状态示意图；

图2b为图2a的立面视图；

图3a为本发明往复杆机构带动搬运定位机构的搬运工作状态示意图；

图3b为图3a的立面视图；

图4 a为本发明的第二工位柔性定位机构上升定位搬运来的工件的工作状态示意图；

图4b为图4a的立面视图；

图5 a为本发明的第二工位搬运定位机构下降的工作状态示意图；

图5b为图5a的立面视图；

图6a为本发明的往复杆机构带动搬运定位机构回到第一工位的工作状态示意图；

图6b为图6a的立面视图；

图7为本发明中的柔性定位机构的结构示意图；

图8为图7的工作状态示意图；

图9为本发明的搬运定位机构的结构示意图；

图10为本发明的往复杆机构和滚轮导向机构的总体结构示意图；

图11是图10中的A部局部放大图；

图12为伺服驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1a、图1b所示，本发明的一种车身柔性搬运生产线，用于汽车车身焊接生产线的车身搬运，包括适应焊接工序设置的相应数量的工位，以及延伸覆盖所有工位的往复杆机构4，往复杆机构4通过伺服驱动机构1驱动；为描述方便，本发明的生产线为8个工位，并预留有取件工位，本发明只摘取第一、第二工位进行描述，其中，往复杆机构为覆盖所有8个工位，只摘取第一工位部分的往复杆机构进行描述其循环动作进行说明。图1a-图6b中，左侧为第一工位，右侧为第二工位，余处不在重复赘述。

每个工位均设有一支撑基座5，支撑基座5上安装有柔性定位机构2，支撑基座5中部安装有滚轮导向机构6，滚轮导向机构6上安装有往复杆机构4，往复杆机构4对应每个工位设置有搬运定位机构3，往复杆机构4通过伺服驱动机构1驱动。具体工作过程如下：

图1a为本发明第一工位与第二工位的打点工作状态示意图；图1b为图1a的立面视图；如图1a、图1b所示，柔性定位机构2首先升起，对车身工件7进行定位支撑，车身工件7在柔性定位机构2的支撑下进行焊接时，搬运定位机构3上升至距离工件0.5mm~1mm的位置进行等待；

图2a为本发明第一工位与第二工位的搬运定位机构定位工作状态示意图；图2b为图2a的立面视图；如图2a、图2b所示，焊接工作完毕后，柔性定位机构2下降，车身工件下降0.5mm~1mm后落在对应的搬运定位机构3上，完成搬运定位机构3对车身工件7的支撑和定位；柔性定位机构2继续下降；

图3a为本发明往复杆机构带动搬运定位机构的搬运工作状态示意图；

图3b为图3a的立面视图；如图3a、图3b所示，伺服驱动机构1驱动往复杆机构4从第一工位到第二工位，从而带动搬运定位机构3上的车身工件7到第二工位；

图4 a为本发明的第二工位柔性定位机构上升定位搬运来的工件的工作状态示意图；图4b为图4a的立面视图；如图4a、图4b所示，第二工位的柔性定位机构2上升，定位车身工件7，继续上升0.5mm~1mm，同时工件脱离搬运定位机构3；与此同时，第一工位完成下一个车身工件的抓取放置动作；

图5 a为本发明的第二工位搬运定位机构下降的工作状态示意图；

图5b为图5a的立面视图；如图5a、图5b所示，第二工位开始进行焊接作业，在进行焊接作业的同时，搬运定位机构3继续下降；与此同时，第一工位的车身工件与第二工位同时进行焊接作业；

图6a为本发明的往复杆机构带动搬运定位机构回到第一工位的工作状态示意图；图6b为图6a的立面视图；如图6a、图6b所示，伺服驱动机构1驱动往复杆机构4回复到第一工位处待命，进行下一循环动作。

图7为本发明中的柔性定位机构的结构示意图；图8为图7的工作状态示意图；如图7、图8所示，柔性定位机构2包括设置在各个支撑基座5表面的四角的伺服柔性定位装置，

所述伺服柔性定位装置的竖向轴移动机构安装有一支座214，支座214的顶端安装有一固定板215，固定板215上连接有支撑架216，支撑架216上固定有销钉缸217；竖向轴移动机构的侧面安装有一近接开关支架218，近接开关支架218上安装有近接开关219。

支撑基座5表面的一侧边缘设置有第一盖板22，第一盖板22内设置有连接气源的空气净化系统的三联组合元件23，三联组合元件23包括空气过滤器、减压阀、油雾器、残压释放阀组成。用于连接气源，对气体进行过滤、降压、润滑等处理满足生产所需要的要求；第一盖板22旁侧设置有第二盖板24，第二盖板24内设置有通过改变气体的流向来改变夹具动作的电磁阀25，第二盖板24的后侧设置有气排26；支撑基座5表面上还安装有电器信号模块安装支座27；

支撑基座5表面中部设置有往复杆机构4，往复杆机构4上安装有车身搬运定位机构3，车身搬运定位机构3搬运而来的车身工件7，车身搬运定位机构3下落后，支撑基座5表面四角的伺服柔性定位装置对车身工件进行定位，

支撑基座5的底面均布设置有固定机构，支撑基座5通过固定机构固定的工作平面上，所述固定机构包括通过螺栓29固定的承压板28，承压板上设置有竖向支撑板210，竖向支撑板210的一侧设有支撑基座5的支撑板211，支撑板211通过螺栓29与承压板28固定连接。

车身搬运定位机构3搬运而来的车身工件7降落0.5mm左右，伺服柔性定位装置驱动支座214，使得销钉缸217实现对工件的定位和支撑，车身搬运定位机构3继续下降，通过往复杆机构4回复的原工位进行下一工件的搬运，在此期间，由于本机构的支撑，车身工件持续在焊接打点的工序中，由此节省了等待搬运机构的往复和升降下落的时间，提高了工效。

图9为本发明的搬运定位机构的结构示意图，如图9所示，车身搬运定位机构3安装在往复杆机构4的框架梁上，包括间隔设置的发动机舱支撑机构32、前底板支撑机构33、后底板支撑机构34以及后围板支撑机构35，所有支撑机构均包括有一气缸安装座36，气缸安装座36安装有气缸361，气缸361的气缸杆362伸出气缸安装座36的末端安装有支撑块安装座37，气缸安装座36的左右两侧均安装有气缸安装架363，气缸安装架363的一端固定在气缸安装座36的侧边上，气缸安装架363的另一端固定在往复杆机构的框架梁上。

发动机舱支撑机构32的支撑块安装座37中部安装有第一支撑块321，用于支撑发动机舱部件，直接起到支撑作用。

前底板支撑机构33的支撑块安装座37上安装有第一桥式安装座331，第一桥式安装座331的一端安装有第二支撑块332，另一端安装有第一近接开关安装支架333，第一近接开关安装支架333上安装有第一近接开关334，靠近第一近接开关处334设有第三支撑块335，第三支撑块335内安装有第一支撑销336；所述的第一支撑销336采用销钉缸，销钉缸配合第一近接开关334动作进行定位支撑，当前底板部件靠近碰触第一接近开关334时，第一支撑销336动作执行定位支撑工作。

后底板支撑机构34的支撑块安装座37的两端对称安装有第四支撑块341；

后围板支撑机构35的支撑块安装座37上安装有第二桥式安装座351，第二桥式安装座351的一端安装有第五支撑块352，另一端安装有第二近接开关安装支架353，第二近接开关安装支架353上安装有第二近接开关354，靠近第二近接开关354处设有第六支撑块355，第六支撑块355内安装有第二支撑销356。所述的第二支撑销356采用销钉缸，销钉缸配合第二近接开关354动作进行定位支撑，当后底板部件靠近碰触第二接近开关354时，第二支撑直销356动作执行定位支撑工作。第一支撑销336与第二支撑销356为斜对线设置。

图10为本发明的往复杆机构和滚轮导向机构的总体结构示意图；图11是图10中的A部局部放大图；图12为伺服驱动机构的结构示意图。

结合图10、图11以及图12，本发明的往复杆机构4包括相对设置的磨材板48，所述磨材板上预留有安装孔49，磨材板48之间通过安装孔49安装有多根连接杆410，所述连接杆410可拆卸并用搬运定位机构3替换。

所述的滚轮导向机构6包括成对间隔设置在各个工位上的支撑柱61，每个支撑柱61上均设置有支撑轮安装块64，支撑轮安装块64上安装有支撑轮65；支撑轮安装块64的一侧设置有导向轮支撑板66，导向轮支撑板66上安装有导向轮67；支撑轮65上支撑有磨材板48，磨材板48在驱动机构的带动下沿X方向进行往复运动；导向轮67在磨材板48的外侧，并且相对的一对导向轮67约束磨材板48在Y方向的自由度；

所述伺服驱动机构1包括一伺服减速电机114，伺服减速电机114的输出轴安装有齿轮115；所述磨材板8的外侧安装有齿条116，齿轮115与齿条116啮合，伺服减速电机114的正反转，从而通过齿轮115、齿条116带动磨材板48进行往复运动，带动整个往复杆机构4进行往复运动。

伺服减速电机114两侧的支撑柱的顶端设有压紧轮安装块62，压紧轮安装块62上安装有压紧轮63，压紧轮63位于支撑轮65的上方，压紧轮63和支撑轮65共同约束磨材板48在Z方向的自由度，

压紧轮63只是设置在伺服减速电机114的两侧，原因是伺服减速电机114在作业时会给磨材板48一个向上的分力，而伺服减速电机114附近的压紧轮63可以抵消这个分力，保证磨材板48的精度位置，在其他工位没有设置压紧轮63。

所述压紧轮安装块62上位于压紧轮63的两侧安装有铁丝毛刷612，铁丝毛刷612安装在毛刷安装板613上，作用是在生产时会有焊渣落到磨材板上，压紧轮63两侧的铁丝毛刷612可以清除磨材板上的焊渣，保证磨材板在运动时与压紧轮之间的相对位置。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种车身柔性搬运生产线，用于汽车车身焊接生产线的车身搬运，其特征在于，包括适应焊接工序设置的相应数量的工位，以及延伸覆盖所有工位的往复杆机构，往复杆机构通过伺服驱动机构驱动；所述的工位均设有一支撑基座，支撑基座上安装有柔性定位机构，支撑基座中部安装有滚轮导向机构，滚轮导向机构上安装有往复杆机构，往复杆机构对应每个工位设置有搬运定位机构；车身工件在柔性定位机构的支撑下完成焊接工作后，柔性定位机构下降，车身工件下降0.5mm~1mm后落在对应的搬运定位机构上，柔性定位机构继续下降，伺服驱动机构驱动往复杆向下一工位处，下一工位的柔性定位机构上升，支撑住车身工件后，进行下一工位处的焊接工作，往复杆机构回复到原工位处待命；如此循环工作。

2.根据权利要求1所述的一种车身柔性搬运生产线，其特征在于，所述的柔性定位机构包括设置在各个支撑基座表面的四角的伺服柔性定位装置， 所述伺服柔性定位装置的竖向轴移动机构安装有一支座，支座的顶端安装有一固定板，固定板上连接有支撑架，支撑架上固定有销钉缸；竖向轴移动机构的侧面安装有一近接开关支架，近接开关支架上安装有近接开关；所述支撑基座表面的一侧边缘设置有第一盖板，第一盖板内设置有连接气源的空气净化系统的三联组合元件；第一盖板内旁侧设置有第二盖板，第二盖板内设置有通过改变气体的流向来改变夹具动作的电磁阀，第二盖板的后侧设置有气排；所述支撑基座表面上还安装有电器信号模块安装支座。

3.根据权利要求1所述的一种车身柔性搬运生产线，其特征在于，所述的搬运定位机构包括间隔设置的发动机舱支撑机构、前底板支撑机构、后底板支撑机构以及后围板支撑机构，所有支撑机构均包括有一气缸安装座，气缸安装座安装有气缸，气缸的气缸杆伸出气缸安装座的末端安装有支撑块安装座，其中， 发动机舱支撑机构的支撑块安装座中部安装有第一支撑块； 前底板支撑机构的支撑块安装座上安装有第一桥式安装座，第一桥式安装座的一端安装有第二支撑块，另一端安装有第一近接开关安装支架，第一近接开关安装支架上安装有第一近接开关，靠近第一近接开关处设有第三支撑块，第三支撑块内安装有第一支撑销；

后底板支撑机构的支撑块安装座的两端对称安装有第四支撑块；

后围板支撑机构的支撑块安装座上安装有第二桥式安装座，第二桥式安装座的一端安装有第五支撑块，另一端安装有第二近接开关安装支架，第二近接开关安装支架上安装有第二近接开关，靠近第二近接开关处设有第六支撑块，第六支撑块内安装有第二支撑销。

4.根据权利要求2所述的一种车身柔性搬运生产线，其特征在于，所述的往复杆机构包括相对设置的磨材板，所述磨材板上预留有安装孔，磨材板之间通过安装孔安装有多根连接杆，所述连接杆可拆卸并用搬运定位支撑机构替换。

5.根据权利要求3所述的一种车身柔性搬运生产线，其特征在于，所述的滚轮导向机构包括成对间隔设置在各个工位上的支撑柱，每个支撑柱的顶端设有压紧轮安装块，压紧轮安装块上安装有压紧轮；压紧轮安装块的下方相对设置有支撑轮安装块，支撑轮安装块上安装有支撑轮； 支撑轮安装块的一侧设置有导向轮支撑板，导向轮支撑板上安装有导向轮；压紧轮和支撑轮之间设有磨材板，压紧轮和支撑轮共同约束磨材板在Z方向的自由度，并且磨材板在驱动机构的带动下沿压紧轮和支撑轮的X方向进行往复运动；导向轮在磨材板的外侧，并且相对的一对导向轮约束磨材板在Y方向的自由度。

6.根据权利要求5所述的一种车身柔性搬运生产线，其特征在于，所述伺服驱动机构包括一伺服减速电机，伺服减速电机的输出轴安装有齿轮；所述磨材板的外侧安装有齿条，齿轮与齿条啮合，伺服减速电机的正反转，从而通过齿轮、齿条带动磨材板进行往复运动，带动整个往复杆机构进行往复运动。