CN106564196B - 一种防撞梁自动胶接铆接输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防撞梁自动胶接铆接输送装置，包括机架，所述机架设有涂胶工位、涂胶机器人、铆接工位、铆接机器人和上料机构，还包括：下模架，用于支撑防撞梁，具有与防撞梁的下表面相配合的支撑面；传送机构，用于将下模架在涂胶工位和铆接工位之间输送；上模架，安装在机架的涂胶工位，位于下模架的上方，具有与防撞梁的上表面相配合的压紧面；升降机构，用于驱动所述上模架上下移动；加热装置，用于加热固化防撞梁上的胶接处；本发明的装置通过各组件紧密协调的配合作用下，实现自动涂胶固化连接以及自动铆接，且结构简单、易于实现，能够快速、高效、大批量地生产碳纤维复合材料的成型制件，具有优良的应用前景。

Description

一种防撞梁自动胶接铆接输送装置

技术领域

本发明涉及汽车防撞梁的制造技术，特别涉及一种防撞梁自动胶接铆接输送装置。

背景技术

当今碳纤维复合材料被广泛应用在汽车车身上，目前还没有可替代的材料能够既高强度、高硬度、抗冲击，又重量轻，耐腐蚀，寿命长。随着自动化技术不断应用，碳纤维复合材料的部件成型成本不断降低，加工质量不断提高，且成型周期不断缩小。

在全球节能、环保趋势推动下，汽车的油耗问题越来越引起人们重视。轻量化设计成为汽车节能减排的有效途径，而碳纤维复合材料的材料性能及发展趋势正顺应了汽车工业的这一发展需要。碳纤维复合材料比钢轻50％，比铝材轻30％，减重效果明显，因此不少汽车厂家在汽车制造和改装过程中为追求极致轻量化开始尝试应用大量碳纤维复合材料，随着新能源汽车的发展碳纤维复合材料将得到越来越广泛的应用。例如传统的汽车防撞梁一般采用金属材料制成，其缺点是：重量重，不利于提升汽车的操控性；各种金属防撞梁的成型方法存在不足，且与其他部件的组装过程繁琐，费工费时。因此，将碳纤维复合材料替代现有的金属材料用于制作汽车防撞梁，将有利于实现汽车轻量化与节能环保。

授权公告号CN 102514117 B的专利文献公开了一种用于汽车防撞梁的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及汽车防撞梁的制作方法，汽车防撞梁包括两部分，第一部分为汽车防撞梁产品三维模型图中的下半部分，第二部分为汽车防撞梁产品三维模型图中的上半部分，然后将这两部分焊接而成汽车防撞梁整件产品的方法，包括如下步骤：步骤1：将碳纤维增强聚苯硫醚复合材料装卡在汽车防撞梁第一部分的模具内，在热压机中先预热1～5min，预热温度为290～330℃，使碳纤维增强聚苯硫醚复合材料软化，然后缓慢合模加压，压力在0.1～0.5MPa之间，冷却后脱模修边，完成汽车防撞梁整件的第一部分；步骤2：将碳纤维增强聚苯硫醚复合材料装卡在汽车防撞梁第二部分的模具内，重复步骤1的工艺过程，制得汽车防撞梁整件的第二部分；步骤3：将步骤1和步骤2制得的两部分制件通过复合材料电阻焊接焊成整体，得到汽车防撞梁整件产品。

上述的防撞梁采用了焊接的方式连接，制造精度要求高，提升了制造成本，而采用胶接和铆接并用的方式连接防撞梁的各部，制造更简单、成本更低，但是目前市场上缺少经济、高效、可靠的防撞梁自动胶接、铆接输送装置。

发明内容

本发明提供了一种防撞梁自动胶接铆接输送装置，集中碳纤维防撞梁自动胶接、铆接输送装置为一体，实现碳纤维汽车防撞梁的高效率低成本制造。

一种防撞梁自动胶接铆接输送装置，包括机架，所述机架设有涂胶工位、涂胶机器人、铆接工位、铆接机器人和上料机构，还包括：

下模架，用于支撑防撞梁，具有与防撞梁的下表面相配合的支撑面；

传送机构，用于将下模架在涂胶工位和铆接工位之间输送；

上模架，安装在机架的涂胶工位，位于下模架的上方，具有与防撞梁的上表面相配合的压紧面；

升降机构，用于驱动所述上模架上下移动；

加热装置，用于加热固化防撞梁上的胶接处。

防撞梁包括三个部分，分别为防撞梁下体、防撞梁上体和两个吸能盒，本发明装置工作时，上模架移动到上限位置，下模架移动至涂胶工位，位于上模架的正下方，上料机构将防撞梁下体送至下模架的支撑面上，涂胶机器人按设定轨迹在防撞梁下体上涂胶，完成后，上料机构将防撞梁上体送至防撞梁下体上进行胶接，升降机构驱动上模架下移压住撞梁上体进行施压，同时加热装置对涂胶处加热至固化，升降机构驱动上模架上移，涂胶机器人按设定轨迹在防撞梁下体上进行涂胶，上料机构将两个吸能盒送至防撞梁上体进行胶接，同时上料机构自带的压紧装置对吸能盒进行施压，加热装置对涂胶处进行加热固化，完成三部分的胶接固化后，传送机构启动驱动下模架将其传送至铆接工位，铆接机器人工作完成铆接。

为了降低能耗，提高加热固化效果，优选的，所述加热装置包括固定加热单元和活动加热单元，所述固定加热单元为多个安装在下模架内用于加热支撑面的第一发热体。防撞梁下体与防撞梁上体具有与支撑面对应的胶接面，因此，在下模架内安装固定的第一发热体，可以直接加热胶接面，加热固化效果好，同时还设置活动加热单元配合其余需要加热的位置，灵活性高。

为了提高加热的均匀性，优选的，所述下模架包括两块间隔布置且长度沿传送方向延伸的立板，每块立板的顶面为支撑面，每块立板的顶部安装有三个沿立板长度方向分布的第一发热体。设有多个第一发热体，均匀加热支撑面上的胶接面。

针对吸能盒的胶接位置设置活动加热单元的加热结构，有效提高加热固化效果，优选的，所述活动加热单元设有两组，分布在传送机构的两侧，每组包括两个活动加热体，每个活动加热体分别对应加热防撞梁的一个吸能盒的胶接处，每个活动加热体包括固定在机架上升降平移机构以及安装在升降平移机构的活动端的第二发热体。

为了方便使用和安装，优选的，所述升降平移机构包括与机架固定的升降气缸以及与升降气缸的动力输出端固定连接的平移气缸，所述平移气缸的动力输出端安装有第二发热体。

为了缩短固化胶体的固化时间，提高固化效果，优选的，所述第一发热体和第二发热体为红外加热器。

为了使上模架均匀压紧防撞梁，优选的，所述升降机构包括：相对布置且沿传送机构传动方向分布的两对立柱导轨，安装在一对立柱导轨上的滑座以及驱动滑座上下移动的动力输出部件，所述上模架的两端分别与两滑座固定连接。设有多个立柱导轨，使上模架运行平稳，定位准确。

进一步提高上模架运行的稳定性，优选的，所述动力输出部件包括四个驱动气缸，每个驱动气缸对应驱动滑座的一端。所述动力输出部件还可以采用电机驱动，或是丝杆结构驱动。

为了防止上模架上升过程中超过上限位置，优选的，所述升降机构还包括固定在滑座上方用于限制上模架的限位件。限位件设有传感器，感应到上模架到达上限位置后即控制关闭动力输出部件。

为了保证生产安全，优选的，所述升降机构还包括将上模架锁定在上限位置的锁定机构。锁定机构可以将上模架锁定在上限位置，防止上模架在升降机构坠落，特别适合当动力输出部件采用驱动气缸的情况。

本发明的有益效果：

本发明的装置通过各组件紧密协调的配合作用下，实现自动涂胶固化连接以及自动铆接，且结构简单、易于实现，能够快速、高效、大批量地生产碳纤维复合材料的成型制件，具有优良的应用前景。

附图说明

图1为本发明的防撞梁自动胶接铆接输送装置的立体结构示意图。

图2为本发明的上机架的立体结构示意图。

图3为本发明的升降机构的立体结构示意图。

图4为本发明的下模架的立体结构示意图。

图5为本发明的固定加热单元的立体结构示意图。

图6为本发明的活动加热单元的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1～6所示，本实施例的防撞梁自动胶接铆接输送装置包括上机架1、下机架2、涂胶工位3、涂胶机器人(图中未画出)、铆接工位4、铆接机器人(图中未画出)和上料机构(图中未画出)，还包括：安装在下机架2上的下模架5、传送机构6和加热装置7，安装在上机架1上的升降机构8和上模架9。

传送机构6包括下导轨支架61和平行固定在下导轨支架61上的两根导轨62，安装在下机架2上的链条涨紧座63以及驱动座64，安装在驱动座64上的伺服电机65，下模架5固定在传送链条66上形成闭合的传送机构，传送链条66连接涂胶工位3和铆接工位4用于将下模架5在两工位之间传送。

下模架5包括两块间隔布置且长度沿传送方向延伸的立板51，每块立板51的顶面为支撑面。

升降机构8包括固定安装在上机架1上、垂直设置的四根立柱导轨81以及四根无杆气缸82，上模架9固定在对称布置的两上滑座83之间，上机架1两侧均安装有限位件84与锁定机构85，上模架9依靠无杆气缸82内部活塞运动作上下移动，施加压力。限位件84固定在滑座83上方用于限制上模架9上移，锁定机构85将上模架9锁定在上限位置，本实施例中，锁定机构85包括驱动气缸以及由驱动气缸带动的支撑块，当上模架9上升到上限位置后，支撑块伸出挡住上模架9下坠。

加热装置7包括固定加热单元71和活动加热单元72，每块立板51的顶部沿长度方向安装有三组固定加热单元71，固定加热单元71包括红外加热罩73、安装在红外加热罩73内的红外灯管74和两个红外灯管接头75。

活动加热单元72安装在下机架2上，每个对应安装在下模架5的外侧，用于加热防撞梁的吸能盒10的胶接处，活动加热单元72包括加热罩支架76，固定在加热罩支架76上的红外加热灯罩77，红外加热灯管78安装在红外加热灯管接头79上，加热罩支架76与水平移动的驱动短程气缸710相连，短程气缸710安装在短程气缸支架711上，短程气缸支架711与垂直移动的长程气缸712相连，长程气缸712固定在长程气缸支架713上。长程气缸支架713固定在下机架2上，下机架2上共对称布置有四组活动加热单元72。红外加热灯罩77朝向吸能盒10的胶接处，且转动安装在加热罩支架76上使红外加热灯管78可以绕吸能盒10的外周转动，从而使加热更均匀，固化效果更好。红外加热灯罩77、红外加热灯管78和红外加热灯管接头79组成加热体。

本实施例的工作过程如下：

升降机构8驱动上模架9上移至上限位置，下模架5通过传送链条66移动到上模架9的正下方，即涂胶工位3，上料机构将防撞梁下体101送至下模架5上，涂胶机器人按设定轨迹进行在防撞梁下体101上涂胶，完成后，上料机构将防撞梁上体102送至防撞梁下体101上进行胶接，升降机构8驱动上模架9下移压住维防撞梁上体102进行施压，同时下模架5上的固定加热单元71工作，防撞梁的胶接处加热至固化，上模架9上移，涂胶机器人按设定轨迹进行在防撞梁上体102上进行涂胶，上料机构将两个吸能盒10送至防撞梁上体102进行胶接，同时上料机构自带的压紧装置进行施压，四组活动加热单元72的短程、长程气缸工作，将红外加热灯管78伸至预定位置进行加热固化，完成固化后，四组活动加热单元72回原点位置，上料机构回原，传送机构6启动，伺服电机65驱动带动传送链66移动下模架5，传送至铆接工位4，铆接机器人工作，完成铆接。

以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防撞梁自动胶接铆接输送装置，包括机架，所述机架设有涂胶工位、涂胶机器人、铆接工位、铆接机器人和上料机构，其特征在于，还包括：

下模架，用于支撑防撞梁，具有与防撞梁的下表面相配合的支撑面；

传送机构，用于将下模架在涂胶工位和铆接工位之间输送；

上模架，安装在机架的涂胶工位，位于下模架的上方，具有与防撞梁的上表面相配合的压紧面；

升降机构，用于驱动所述上模架上下移动；

加热装置，用于加热固化防撞梁上的胶接处。

2.如权利要求1所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述加热装置包括固定加热单元和活动加热单元，所述固定加热单元为多个安装在下模架内用于加热支撑面的第一发热体。

3.如权利要求2所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述下模架包括两块间隔布置且长度沿传送方向延伸的立板，每块立板的顶面为支撑面，每块立板的顶部安装有三个沿立板长度方向分布的第一发热体。

4.如权利要求2或3所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述活动加热单元设有两组，分布在传送机构的两侧，每组包括两个活动加热体，每个活动加热体分别对应加热防撞梁的一个吸能盒的胶接处，每个活动加热体包括固定在机架上升降平移机构以及安装在升降平移机构的活动端的第二发热体。

5.如权利要求4所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述升降平移机构包括与机架固定的升降气缸以及与升降气缸的动力输出端固定连接的平移气缸，所述平移气缸的动力输出端安装有第二发热体。

6.如权利要求4所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述第一发热体和第二发热体为红外加热器。

7.如权利要求1所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述升降机构包括：相对布置且沿传送机构传动方向分布的两对立柱导轨，安装在一对立柱导轨上的滑座以及驱动滑座上下移动的动力输出部件，所述上模架的两端分别与两滑座固定连接。

8.如权利要求7所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述动力输出部件包括四个驱动气缸，每个驱动气缸对应驱动滑座的一端。

9.如权利要求7或8所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述升降机构还包括固定在滑座上方用于限制上模架的限位件。

10.如权利要求7或8所述的防撞梁自动胶接铆接输送装置，其特征在于，所述升降机构还包括将上模架锁定在上限位置的锁定机构。