CN106180469B - 车门铰链冲压成形组装装置及方法 - Google Patents

车门铰链冲压成形组装装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车门铰链冲压成形组装装置及方法。其主要包括由前至后依次设置的上料机构、冲压机构、输送装置、铆接装置，冲压机构包括多台由前至后依次布置的冲床，在上料机构、冲床、输送装置、铆接装置之间均设有机械手；上料机构包括上料架，上料架上滑动设有上料工作台组件，在上料工作台组件上方的上料架上滑动设置有取料机械手，上料架的侧面设置有校正台，上料工作台组件的下方设有竖直设置的升降液压缸与十字形的顶板连接，铆接装置包括铆接工作台，铆接工作台上设置有铆接机、滑动设置的铆接夹具，铆接夹具的一端与推拉油缸连接，在铆接夹具的两侧设有相对设置的压销轴油缸和引导气缸，在铆接机相对的位置设置有止挡组件。

Description

车门铰链冲压成形组装装置及方法
技术领域
本发明涉及一种车门铰链冲压成形组装装置。本发明还涉及一种利用该车门铰链冲压成形组装装置进行门铰链冲压成形组装的方法。
背景技术
在车门铰链生产装配过程中，车门铰链销轴的铆接松紧程度直接决定门铰链的转轴扭矩力，铆接的力度大小直接决定门铰链的铆接质量；同时车门铰链的质量的稳定情况也与冲压零部件的质量有直接关系。现有技术中，车门铰链都是通过人工进行铆接装配，但人工铆接设备存在铆接力度不稳定的现象，从而直接导致成形的门铰链的质量不稳定，同时人工铆接受冲压零部件质量的影响比较大，容易影响铆接质量。此外，采用人工铆接，生产效率低下，生产成本高，严重影响生产效益，且人工操作也存在很大的安全问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种能够自动进行冲压、铆接、生产的车门铰链质量可靠的车门铰链自动冲压成形组装装置。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：包括由前至后依次设置的用于上料的上料机构、用于冲压成形车门铰链的阳铰链和阴铰链的冲压机构、输送装置、铆接装置，所述冲压机构包括多台由前至后依次布置的冲床，在所述上料机构与相邻的冲床之间、相邻的两台冲床之间、输送装置与相邻的冲床之间、输送装置与铆接装置之间均设置有机械手；所述上料机构包括上料架，所述上料架上滑动设置有上料工作台组件，所述上料工作台组件上设有工作料仓和至少一个储备料仓，在所述上料工作台组件上方的上料架上滑动设置有取料机械手，所述上料架的侧面设置有校正台，所述校正台对应设置在所述取料机械手的下方，所述校正台上设有用于定位工件的多个定位件，所述上料工作台组件的下方设有竖直设置的升降液压缸与十字形的顶板连接，所述十字形的顶板在所述升降液压缸的驱动下可自所述上料工作台组件上的十字形槽穿出；所述铆接装置包括铆接工作台，所述铆接工作台上设置有铆接机、铆接夹具，所述铆接夹具滑动设置在一固定在所述铆接工作台上的导轨上，所述导轨垂直于铆接机的轴线设置在铆接机的前部，所述铆接夹具沿导轨方向的其中一端与固定在铆接工作台上的推拉油缸连接，在所述铆接夹具的两侧设有相对设置的压销轴油缸和引导气缸，在所述导轨的侧面设有与所述铆接机相对应的止挡组件；所述机械手包括机身，设置在机身上的可在平面内转动的旋转轴，所述旋转轴上设有滑台模组，所述滑台模组上滑动设置有伸缩臂，在所述伸缩臂前端连接有工件夹具。
本发明中，上料机构中的上料工作台组件上设置的工作料仓和至少一个储备料仓分别用于放置加工门铰链用的料片工件，通过上料工作台组件的滑动可将相应的料仓内的料片工件送至预定的工作位置，工件在预定的工作位置可由上料工作台下部的升降液压缸带动的十字形的顶板顶升；上料机构中的取料机械手可将由十字形的顶板顶升起来的料片工件拾取后送至校正台上进行校正；通过设置在上料机构与相邻的冲床之间的机械手将上料机构的校正台上的料片工件送至冲床上进行冲压加工，并通过设置在冲床之间的机械手将每一道冲床加工后的工件送至后续的工序上，直至完成冲压工序，由机械手将完成冲压的工件送至输送装置上最后输送到铆接装置附近，再由机械手将相应的工件送至铆接装置的铆接工作台上进行组装，通过铆接机对组装好的工件进行铆接，从而完成车门铰链的自动冲压组装成形。
本发明中的取料机械手可以采用现有技术中的机械手结构，但考虑到结构设计的简单及可靠性，所述取料机械手包括固定设置在所述上料架上部的横梁、滑动设置在所述横梁上的滑动组件、与所述滑动组件连接的气缸组件，所述气缸组件下端连接有多个用于吸附工件的吸盘。本发明中，气缸组件可带动吸盘升降，吸盘可吸附用于加工门铰链的料片工件，滑动组件可带动气缸组件及吸盘沿横梁进行移动，从而将料片工件由料仓转移至校正台。
为了保证组装的车门铰链的质量，在所述铆接装置的后部设有扭矩检测机构，所述扭矩检测机构包括由伺服电机驱动的拨叉杆，对应于所述拨叉杆设置的检测用夹具，所述伺服电机与拨叉杆之间的连接杆上设有扭矩传感器。通过扭矩检测机构可对门铰链的启动扭矩大小、开启/关闭的角度大小及工作扭矩大小进行检测，以对产品质量进行控制。
为便于实现自动化控制，在铆接装置与扭矩检测机构之间也设置有机械手。通过机械手可将铆接完成的车门铰链直接送至扭矩检测机构上进行装夹、检测。
为了提高生产效率，所述上料机构、冲压机构、输送装置对称设有两排，所述铆接装置设置在两排上料机构、冲压机构、输送装置的中心线位置。当设置为两排时，两排设备可同时分别对阴、阳铰链进行加工，能够大大提高生产效率。
本发明还提供了一种利用上述的车门铰链冲压成形组装装置进行冲压成形组装车门铰链的方法，其包括如下步骤：(1)上料机构的取料机械手自上料工作台组件上的工作料仓内取出料片工件，并将其放置在校正台上进行校正；(2)通过机械手将放置在所述校正台上的料片工件送至临近的冲床上进行冲压加工，然后再通过机械手将料片工件依次送入后续的冲床上进行冲压加工直至完成组成门铰链的阳铰链和阴铰链的冲压成形，然后通过机械手将冲压完成后的阳铰链和阴铰链工件送至输送装置；(3)通过机械手将阳铰链和阴铰链工件分别定位在铆接装置的铆接夹具上，并将组成车门铰链的销轴安装在铆接工作台的预装工位上，然后通过压销轴油缸将销轴压装入阳铰链和阴铰链的销孔内组成铰链组件；(4)通过推拉油缸将铆接夹具及铰链组件送至铆接工作台的铆接工位，由铆接机进行旋铆。
进一步的，为了保证组装的车门铰链的质量，通过机械手将铆接后的铰链组件安装在扭矩检测机构的检测用夹具上，控制伺服电机旋转检测车门铰链的启动扭矩大小、开启/关闭的角度大小及工作扭矩大小，并判定是否合格。
本发明的有益效果是：本发明通过特殊设计的上料机构能够实现车门铰链料片冲压过程中送料、冲压、收料一体化，实现了铆接的自动化，加工的车门铰链产品质量大大提高，且产品质量稳定，大大提高了生产效率，降低了生产成本，降低了对人力的依赖性，同时避免了人为操作的不安全因素。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中的俯视示意图；
图2是图1中的上料机构的立体结构示意图；
图3是图1的侧视示意图；
图4是本发明中上料机构中的升降液压缸部分的结构示意图；
图5是本发明中上料机构中的上料工作台组件的主视图；
图6是图5的俯视图；
图7是图5的侧视图；
图8是本发明中上料机构中的校正台的俯视图；
图9是本发明中上料机构中的取料机械手部分的立体结构示意图；
图10是本发明中上料机构中的取料机械手部分的局部放大示意图；
图11是图1中的铆接装置的主视示意图；
图12是图11的俯视示意图；
图13是图1中的扭矩检测机构主视示意图；
图14是图13的俯视示意图；
图15是图1中的机械手的立体结构示意图；
图16是图1中的机械手的主视图；
图17是图16的侧视图；
图18的图17的俯视图；
图19是本发明具体实施方式中的另一实施例中的俯视示意图；
图中，1是上料机构，2是机械手，3是冲床，4是输送装置，5是铆接装置，6是扭矩检测机构，7是上料架，8是校正台，9是取料机械手，10是电控柜，11是上料工作台组件，12是气缸，13是液压站，14是储备料仓，15是工作料仓，16是圆导轨，17是升降液压缸，18是十字形的顶板，19是导向杆，20是液压缸固定板，21是十字形槽，22是固定组件，23是滑块，24是定位销，25是定位块，26是定位气缸，27是定位块，28是横梁，29是滑动组件，30是吸盘，31是气缸组件，32是电机驱动机构，33是铆接机，34是铆接夹具，35是铆接工作台，36是导轨，37是推拉油缸，38是止挡组件，39是压销轴油缸，40是引导气缸，41是气缸，42是拨叉杆，43是扭矩传感器，44是伺服电机,45是检测用夹具，46是机身，47是伸缩臂，48是滑台模组，49是电控柜，50是工件夹具，51是旋转轴。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对发明作进一步的说明：
如附图所示，一种车门铰链冲压成形组装装置，其包括由前至后依次设置的用于上料的上料机构1、用于冲压成形门铰链的阳铰链和阴铰链的冲压机构、输送装置4、铆接装置5。所述冲压机构包括多台由前至后依次布置的冲床3，在所述上料机构1与相邻的冲床3之间、相邻的两台冲床3之间、输送装置4与相邻的冲床3之间、输送装置4与铆接装置5之间均设置有机械手2，其中，本实施例中的冲床采用的是现有技术，其主要包括固定设置的下模、位于下模上方并可上下移动进行冲压的上模、驱动上模移动的冲压驱动机构，通过驱动机构驱动上模移动，对放置在下模上的工件进行冲压加工，所设置的冲床数量根据待加工工件所需的冲压工序而定；所述机械手2包括机身46，设置在机身46上的可在平面内转动的旋转轴51，所述旋转轴51上设有滑台模组48，所述滑台模组48上滑动设置有伸缩臂47，在所述伸缩臂47前端连接有工件夹具50。工件夹具可夹持工件，伸缩臂可进行伸缩，滑台模组可带动伸缩臂进行移动，旋转轴可带动滑台模组及伸缩臂在平面内旋转。所述上料机构1包括上料架7，上料架7为型钢焊接的框架结构，所述上料架7上设置有圆导轨16，上料工作台组件11通过其下部的滑块23滑动设置在圆导轨16上，上料工作台组件11通过与其连接的气缸12带动其移动，上料架7上还设有电控柜10、液压站13。所述上料工作台组件11上设有工作料仓15和至少一个储备料仓14，在所述上料工作台组件11上方的上料架7上滑动设置有取料机械手9，所述上料架7的侧面设置有校正台8，所述校正台8对应设置在所述取料机械手9的下方。所述校正台8上设有用于定位工件的多个定位件：定位块25、27，定位销24，定位气缸26。所述上料工作台组件11的下方设有竖直设置的升降液压缸17，升降液压缸17通过液压缸固定板20固定在上料架上，升降液压缸17的缸杆与十字形的顶板18连接，还设有导向杆19与十字形的顶板18连接，所述十字形的顶板18在所述升降液压缸17的驱动下可自所述上料工作台组件11上的十字形槽21穿出。所述铆接装置5包括铆接工作台35，所述铆接工作台35上设置有铆接机33、铆接夹具34，所述铆接夹具34滑动设置在一固定在所述铆接工作台35上的导轨36上，所述导轨36垂直于铆接机33的轴线设置在铆接机33的前部，所述铆接夹具34沿导轨36方向的其中一端与固定在铆接工作台35上的推拉油缸37的缸杆连接，铆接夹具34可在推拉油缸的带动下沿导轨36移动。在所述铆接夹具34的两侧设有相对设置的压销轴油缸39和引导气缸40。在所述导轨36的侧面设有与所述铆接机33相对应的止挡组件38，用于对组件进行定位。本发明中的铆接机采用的是现有技术中的铆接机。
本实施例中，所述取料机械手9包括固定设置在所述上料架7上部的横梁28、滑动设置在所述横梁28上的滑动组件29、与所述滑动组件29连接的气缸组件31，所述气缸组件31下端连接有多个用于吸附工件的吸盘30。其中，滑动组件29是由设置在横梁28内的电机驱动机构32驱动其沿横梁移动。
本实施例中，在所述铆接装置的后部设有扭矩检测机构6，所述扭矩检测机构6包括由伺服电机44驱动的拨叉杆42，对应于所述拨叉杆42设置的检测用夹具45，所述伺服电机44与拨叉杆42之间的连接杆上设有扭矩传感器43。在铆接装置5与扭矩检测机构6之间也设置有机械手2。通过控制伺服电机44旋转可检测门铰链的启动扭矩大小、开启/关闭的角度大小及工作扭矩大小，并判定是否合格。
本实施例中，所述上料机构1、冲压机构、输送装置4对称设有两排，且两排相对设置，所述铆接装置5设置在两排上料机构1、冲压机构、输送装置4的中心线位置。当设置为两排时，两排设备可同时对阴、阳铰链分别进行加工，铆接装置5两侧的机械手可分别夹持相应的工件送至铆接装置上进行铆接，能够大大提高生产效率。
实际上，本发明中的上料机构1、冲压机构、输送装置4、铆接装置也可以设置为一排，如附图19所示。
本发明的工作过程是：上料机构中的上料工作台组件11上设置的工作料仓15和储备料仓14内分别放置加工车门铰链用的料片工件，上料工作台组件11在气缸的带动下移动，可将相应的料仓内的料片工件送至预定的工作位置，工件在预定的工作位置可由上料工作台组件11下部的升降液压缸17带动的十字形的顶板18顶升；上料机构中的取料机械手9将由十字形的顶板18顶升起来的料片工件拾取后送至校正台8上进行校正，当工作料仓中的材料取完后，上料工作台组件11将自动向右运动，左侧的储备料仓运动到工作位置，实现连续生产，此时原工作料仓在右侧空位，变为了储备料仓，可进行装料——如此运动，可实现可持续生产；通过设置在上料机构1与相邻的冲床3之间的机械手2将上料机构的校正台8上的料片工件送至冲床3上进行冲压加工，并通过设置在各冲床之间的机械手2将上一道冲床加工后的工件送至后续的工序上，直至完成冲压工序，由机械手2将完成冲压的工件送至输送装置4上最后输送到铆接装置5附近，再由机械手2将相应的工件送至铆接装置5的铆接工作台35上进行组装，铆接时，将阳铰链和阴铰链分别定位在铆接夹具上，再将销轴安装到预装工位上，按下操作按钮，引导气缸自动夹紧工件，通过压销轴油缸将销轴压装入阴、阳铰链的销孔内组成铰链组件，然后通过推拉油缸自动将铰链组件沿导轨推至铆接工位上，通过铆接机33对组装好的工件进行铆接，从而完成车门铰链的自动冲压组装成形。
本实施例中的其他部分采用已知技术，在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：包括由前至后依次设置的用于上料的上料机构(1)、用于冲压成形车门铰链的阳铰链和阴铰链的冲压机构、输送装置(4)、铆接装置(5)，所述冲压机构包括多台由前至后依次布置的冲床(3)，在所述上料机构(1)与相邻的冲床(3)之间、相邻的两台冲床(3)之间、输送装置(4)与相邻的冲床(3)之间、输送装置(4)与铆接装置(5)之间均设置有机械手(2)；所述上料机构(1)包括上料架(7)，所述上料架(7)上滑动设置有上料工作台组件(11)，所述上料工作台组件(11)上设有工作料仓(15)和至少一个储备料仓(14)，在所述上料工作台组件(11)上方的上料架(7)上滑动设置有取料机械手(9)，所述上料架(7)的侧面设置有校正台(8)，所述校正台(8)对应设置在所述取料机械手(9)的下方，所述校正台(8)上设有用于定位工件的多个定位件，所述上料工作台组件(11)的下方设有竖直设置的升降液压缸(17)与十字形的顶板(18)连接，所述十字形的顶板(18)在所述升降液压缸(17)的驱动下可自所述上料工作台组件(11)上的十字形槽(21)穿出；所述铆接装置(5)包括铆接工作台(35)，所述铆接工作台(35)上设置有铆接机(33)、铆接夹具(34)，所述铆接夹具(34)滑动设置在一固定在所述铆接工作台(35)上的导轨(36)上，所述导轨(36)垂直于铆接机(33)的轴线设置在铆接机(33)的前部，所述铆接夹具(34)沿导轨(36)方向的其中一端与固定在铆接工作台(35)上的推拉油缸(37)连接，在所述铆接夹具(34)的两侧设有相对设置的压销轴油缸(39)和引导气缸(40)，在所述导轨(36)的侧面设有与所述铆接机(33)相对应的止挡组件(38)；所述机械手(2)包括机身(46)，设置在机身(46)上的可在平面内转动的旋转轴(51)，所述旋转轴(51)上设有滑台模组(48)，所述滑台模组(48)上滑动设置有伸缩臂(47)，在所述伸缩臂(47)前端连接有工件夹具(50)。
2.根据权利要求1所述的车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：所述取料机械手(9)包括固定设置在所述上料架(7)上部的横梁(28)、滑动设置在所述横梁(28)上的滑动组件(29)、与所述滑动组件(29)连接的气缸组件(31)，所述气缸组件(31)下端连接有多个用于吸附工件的吸盘(30)。
3.根据权利要求1或2所述的车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：在所述铆接装置的后部设有扭矩检测机构(6)，所述扭矩检测机构(6)包括由伺服电机驱动的拨叉杆(42)，对应于所述拨叉杆(42)设置的检测用夹具(45)，所述伺服电机与拨叉杆(42)之间的连接杆上设有扭矩传感器(43)。
4.根据权利要求3所述的车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：在铆接装置(5)与扭矩检测机构(6)之间也设置有机械手。
5.根据权利要求1或2所述的车门铰链冲压成形组装装置，其特征是：所述上料机构(1)、冲压机构、输送装置(4)对称设有两排，所述铆接装置(5)设置在两排上料机构(1)、冲压机构、输送装置(4)的中心线位置。
6.一种车门铰链冲压成形组装方法，其特征是：利用权利要求1-5中任一所述的车门铰链冲压成形组装装置进行冲压成形组装车门铰链，其包括如下步骤：(1)上料机构的取料机械手自上料工作台组件(11)上的工作料仓(15)内取出料片工件，并将其放置在校正台(8)上进行校正；(2)通过机械手(2)将放置在所述校正台(8)上的料片工件送至临近的冲床上进行冲压加工，然后再通过机械手(2)将料片工件依次送入后续的冲床上进行冲压加工直至完成组成车门铰链的阳铰链和阴铰链的冲压成形，然后通过机械手将冲压完成后的阳铰链和阴铰链工件送至输送装置；(3)通过机械手将阳铰链和阴铰链工件分别定位在铆接装置的铆接夹具上，并将组成车门铰链的销轴安装在铆接工作台的预装工位上，然后通过压销轴油缸(39)将销轴压装入阳铰链和阴铰链的销孔内组成铰链组件；(4)通过推拉油缸(37)将铆接夹具及铰链组件送至铆接工作台的铆接工位，由铆接机进行旋铆。
7.根据权利要求6所述的车门铰链冲压成形组装方法，其特征是：通过机械手将铆接后的铰链组件安装在扭矩检测机构(6)的检测用夹具(45)上，控制伺服电机旋转检测车门铰链的启动扭矩大小、开启/关闭的角度大小及工作扭矩大小，并判定是否合格。
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