CN106862765B - 一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：包括上料机构、预定位机构、焊接机构、出料机构及视觉检测机构，其中：所述上料机构包括齿条上料位和连接板上料位；所述预定位机构包括至少一个定位台，该定位台上设有与齿板旋转中心孔位匹配的连接板定位销；所述焊接机构包括焊接平台、激光焊接装置及磁性夹取件；所述出料机构包括下料机械臂、输送带；所述视觉检测机构通过影像对比装置判断齿板的良品否，不良品被移除，良品由所述输送带送出。本发明通过上料、定位、焊接、出料检测，实现对齿板结构的自动化生产，提高产品良品率以及生产效率。

Description

一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件的自动化生产系统，尤其涉及一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统。

背景技术

汽车座椅的坐垫的高度，通过高度调节器的齿轮与坐垫的齿板啮合进行传动。传统的齿板为一体成型件，其整块齿板采用冲压成型。为了保证齿板与齿轮的啮合精度及齿板的强度，该整件式齿板结构的生产成本较高。

为解决上述问题，出现了分体式齿板，由具有旋转中心的齿板连接板和与齿轮啮合的齿条构成，齿板连接板与齿条之间通过焊接固定，如中国实用新型专利公开的《一种应用于汽车座椅中的齿板结构》(CN205836584)，由于齿板连接板与齿条的材料及料厚均不相同，且两者焊接时形成的焊缝由一弧形缝及一折线形缝构成，因此齿板连接板与齿条的焊接工艺要求相当高，普通的焊接设备无法很好地完成整个工艺，需要研究开发一整套配合该分体式齿板结构材料、形状特性的焊接系统，才能生产出符合使用要求的产品。

发明内容

本发明目的是提供一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，使用本系统可完全自动化生产分体式齿板，确保生产的效率及良品率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，包括上料机构、预定位机构、焊接机构、出料机构及视觉检测机构，其中：

所述上料机构包括齿条上料位和连接板上料位，所述齿条上料位及连接板上料位分别通过上料机械臂送至所述预定位机构处；

所述预定位机构包括至少一个定位台，该定位台上设有与齿板旋转中心孔位匹配的连接板定位销，所述定位台通过传动机构送至所述焊接机构处；

所述焊接机构包括焊接平台、激光焊接装置及磁性夹取件，所述磁性夹取件自所述定位台上抓取所述齿条及连接板放置于所述焊接平台上，所述焊接平台上设有定位治具，所述激光焊接装置与所述齿条、连接板的拼缝对应；

所述出料机构包括下料机械臂、输送带，所述下料机械臂自焊接平台上取料放置所述输送带上，所述输送带将焊接后的齿板送至所述视觉检测机构内；

所述视觉检测机构通过影像对比装置判断齿板的良品否，不良品被移除，良品由所述输送带送出。

上述技术方案中，所述齿条上料位及连接板上料位分别为堆栈式弹匣治具，所述堆栈式弹匣治具包括料柜及料柜顶部或底部的定位治具，齿条或连接板以层叠的方式放置于所述料柜内，所述定位治具上设有齿条或连接板侧边匹配的定位弧线边，所述定位治具沿所述料柜顶部或底部滑移，以所述定位弧线边推动所述齿条或连接板移动至所述上料机械臂处。

上述技术方案中，所述预定位机构包括三个定位台，每一定位台通过若干个气缸构成的所述传动机构推动，形成自上料位至下料位的逆时针或顺时针循环移动，所述上料位与所述上料机械臂配合，所述下料位与所述磁性夹取件配合。

上述技术方案中，所述焊接机构中还包括一翻转机构，所述焊接平台通过翻转机构具有翻转180度的自由度，使得齿板背侧朝向所述激光焊接装置，所述焊接平台上对应齿条、连接板拼缝处设有焊接留孔。

上述技术方案中，所述焊接平台上的定位治具包括与所述齿条配合的推板治具以及推动该推板治具的移动块，所述推板治具中部设有与齿条啮合的锯齿，所述移动块通过位于所述焊接平台两侧的偏心推杆的旋转，推动所述推板治具向所述齿条侧移动，使齿条与连接板顶紧，所述焊接平台一端设有推动气缸，当所述推动气缸驱动所述焊接平台向推杆侧移动时，所述推杆偏心旋转；所述焊接平台上设有与齿板旋转中心孔位匹配的第一定位销，以及与靠近所述齿条处的定位孔配合的第二定位销，构成对齿板在X向及Y向上的定位，所述焊接平台上设有若干个电磁铁块，将所述齿条与连接板吸附于焊接平台上。

进一步的技术方案是，所述焊接平台侧边还设有Z向定位压板，该Z向定位压板通过Z向气缸推动，抵于所述齿条与所述连接板上。

上述技术方案中，所述激光焊接装置包括Y轴支架、设置于Y轴支架上的X轴轨道以及滑动连接于X轴轨道上的激光焊接头。

上述技术方案中，所述视觉检测机构设置于所述输送带的一侧，包括一成像装置，一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄所述输送带上的待检测齿板影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否。

进一步的技术方案是，所述识别装置中预存的标准数据为齿板旋转中心孔至所述齿条顶部的轮廓度以及连接板顶部的安装小孔至所述齿条顶部的轮廓度的有效范围，还包括有所述齿条与连接板焊接拼缝形貌的数据有效范围。

上述技术方案中，所述输送带一侧设有不良品收集区，对应该不良品收集区设有一移除闸道或移除机械臂，当所述视觉检测机构判断齿板为不良品时，所述移除闸道打开，不良品滑入所述不良品收集区，或移除机械臂抓取该不良品放置于不良品收集区内。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明中通过上料机构、预定位机构、焊接机构、出料机构及视觉检测机构完成齿板结构的焊接及检验，最终合格品自动落入良品收集区内，不良品则被挑出，整个系统完全自动化，无需人工介入，一方面提高了生产效率，另一方面避免人工操作的失误，提高成品的良品率；

2.焊接平台通过翻转机构可翻转180度，使待焊接的齿条、连接板的背侧朝向激光焊接装置，由于齿条与连接板之间有厚薄差，因此从其背侧平整面进行焊接，更易于控制焊接质量，牢固度及精度更佳；

3.视觉检测机构通过将产品的影像数据与预存数据进行比较，从安装孔位至齿条顶部的轮廓度(距离)，以及焊缝的形貌(粗、细、深、浅)的数据来比较，若影像数据测得落入预存数据的范围内，则检测产品合格，由输送带送至良品收集区，否则即为不合格产品，将启动移除闸道或是移除机械臂，将不合格产品送入不良品收集区，整个检测由识别装置通过软件程序自动完成，保证检测准备的一致性及检测效率；

4.齿条上料位及连接板上料位均采用弹匣治具，可自动弹出零件，缺料时自动提醒操作人员加料，同时配合定位治具，利用定位弧线边调整齿条或连接板的位置，在上料机械臂抓取后在定位台上完成准确对位拼接；

5.采用多个定位台，由若干个气缸配合推动，使定位台以逆时针或顺时针移动，实现轮流上料、下料，提高整个系统的作业效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一中焊接平台的结构示意图；

图3是本发明实施例一中焊接机构的结构示意图。

其中：1、齿条上料位；2、连接板上料位；3、上料机械臂；4、定位台；5、焊接平台；6、激光焊接装置；7、磁性夹取件；8、下料机械臂；9、输送带；10、视觉检测机构；11、定位治具；12、气缸；13、推板治具；14、齿板旋转中心孔位；15、第一定位销；16、定位孔；17、第二定位销；18、推动气缸；19、推杆；20、翻转机构；21、Y轴支架；22、X轴轨道；23、激光焊接头；24、焊接留孔；25、安装小孔；26、不良品收集区；27、移除机械臂；28、良品收集区；29、移动块；30、电磁铁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1～3所示，一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，包括上料机构、预定位机构、焊接机构、出料机构及视觉检测机构10，其中：

所述上料机构包括齿条上料位1和连接板上料位2，所述齿条上料位1及连接板上料位2分别通过上料机械臂3送至所述预定位机构处；

所述预定位机构包括至少一个定位台4，该定位台4上设有与齿板旋转中心孔位匹配的连接板定位销，所述定位台通过传动机构送至所述焊接机构处；

所述焊接机构包括焊接平台5、激光焊接装置6及磁性夹取件7，所述磁性夹取件7自所述定位台4上抓取所述齿条及连接板放置于所述焊接平台5上，所述焊接平台5上设有定位治具，所述激光焊接装置6与所述齿条、连接板的拼缝对应；

所述出料机构包括下料机械臂8、输送带9，所述下料机械臂8自焊接平台5上取料放置所述输送带9上，所述输送带9将焊接后的齿板送至所述视觉检测机构10内；

所述视觉检测机构10通过影像对比装置判断齿板的良品否，不良品被移除，良品由所述输送带送出。

如图1所示，所述齿条上料位1及连接板上料位2分别为堆栈式弹匣治具，所述堆栈式弹匣治具包括料柜及料柜底部的定位治具11，齿条或连接板以层叠的方式放置于所述料柜内，当底部的零部件被取走后，自动弹出下一个零部件，若料柜中零部件接近取完，则会自动发出提醒缺料信号，以便操作人员及时加料；所述定位治具11上设有齿条或连接板侧边匹配的定位弧线边，所述定位治具11沿所述料柜底部滑移，以所述定位弧线边推动所述齿条或连接板移动至所述上料机械臂3处，利用定位弧线边可对齿条及连接板进行位置的调整，在被上料机械臂3抓取时即为两者拼接对接的位置。

所述预定位机构包括三个定位台4，每一定位台4通过四个气缸12构成的所述传动机构推动，形成自上料位至下料位的逆时针循环移动，所述上料位与所述上料机械臂3配合，所述下料位与所述磁性夹取件7配合。三个定位台4轮流经过上料位和下料位，与上料机械臂3、磁性夹取件7配合作业，减少整个系统停歇时间，提高生产效率。

如图2所示，所述焊接平台5上的定位治具包括与所述齿条配合的推板治具13以及推动该推板治具13的移动块29，所述推板治具13中部设有与齿条啮合的锯齿，所述移动块29通过位于所述焊接平台5两侧的偏心推杆19的旋转，推动所述推板治具13向所述齿条侧移动，使齿条与连接板顶紧，所述焊接平台5一端设有推动气缸18，当所述推动气缸18驱动所述焊接平台5向推杆19侧移动时，所述推杆19偏心旋转；所述焊接平台5上设有与齿板旋转中心孔位14匹配的第一定位销15，以及与靠近所述齿条处的定位孔16配合的第二定位销17，构成对齿板在X向及Y向上的定位，所述焊接平台5上设有四个电磁铁块30，将所述齿条与连接板吸附于焊接平台5上，为加强对齿条和连接板Z向的定位，避免电磁铁块30吸附力不足，或齿条与连接板不够平整，焊接平台5侧边还设有Z向定位压板(未画出)，该Z向定位压板通过Z向气缸推动，抵于所述齿条与所述连接板上。

如图3所示，所述焊接机构中还包括一翻转机构20，待X、Y、Z方向上定位后，待焊接的齿条与连接板被定位在焊接平台5上，所述焊接平台5通过翻转机构20翻转180度，使得齿板背侧朝向所述激光焊接装置6，所述焊接平台5上对应齿条、连接板拼缝处设有焊接留孔24。所述激光焊接装置6包括Y轴支架21、设置于Y轴支架21上的X轴轨道22以及滑动连接于X轴轨道22上的激光焊接头23，沿Y轴支架22及X轴轨道23移动激光焊接头23，与其下方的焊接留孔24对应，启动焊接。完成后，激光焊接头23退回初始位，焊接平台5翻转回位。

所述视觉检测机构10设置于所述输送带9的一侧，包括一成像装置，一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄所述输送带上的待检测齿板影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否。

具体来说：

所述识别装置中预存的标准数据为①齿板旋转中心孔位14至所述齿条顶部的轮廓度A1，②连接板顶部的安装小孔25至所述齿条顶部的轮廓度A2，A1和A2的有效范围为标准数据，还包括有所述齿条与连接板焊接拼缝形貌(粗、细及深、浅)的数据有效范围A3、A4。当齿板结构通过输送带移动至成像装置处时，成像装置对其进行拍照，将影像数据传送给识别装置，由识别装置中的影像对比软件程序将接收到的影像数据分解出：①齿板旋转中心孔位14至所述齿条顶部的轮廓度，②连接板顶部的安装小孔25至所述齿条顶部的轮廓度，③齿条与连接板焊缝宽度，④齿条与连接板焊缝凹陷深度，得出的数据与预存数据A1、A2、A3、A4进行比较，判断是否在范围内，若上述四个数据均在有效范围内，则表示该齿板结构为合格产品，反之则为不合格产品。

如图1所示，所述输送带9一侧设有不良品收集区26，对应该不良品收集区26设有一移除机械臂27(也可以设置一移除闸道，测得不良品则打开闸道)，当所述视觉检测机构判断齿板为不良品时，所述移除机械臂27抓取该不良品放置于不良品收集区26内，合格品则顺着输送带9落入尽头的良品收集区28。

Claims (10)

1.一种生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：包括上料机构、预定位机构、焊接机构、出料机构及视觉检测机构，其中：

所述上料机构包括齿条上料位和连接板上料位，所述齿条上料位及连接板上料位分别通过上料机械臂送至所述预定位机构处；

所述预定位机构包括至少一个定位台，该定位台上设有与齿板旋转中心孔位匹配的连接板定位销，所述定位台通过传动机构送至所述焊接机构处；

所述焊接机构包括焊接平台、激光焊接装置及磁性夹取件，所述磁性夹取件自所述定位台上抓取所述齿条及连接板放置于所述焊接平台上，所述焊接平台上设有定位治具，所述激光焊接装置与所述齿条、连接板的拼缝对应；

所述出料机构包括下料机械臂、输送带，所述下料机械臂自焊接平台上取料并放置于所述输送带上，所述输送带将焊接后的齿板送至所述视觉检测机构内；

所述视觉检测机构通过影像对比装置判断齿板的良品与否，不良品被移除，良品由所述输送带送出。

2.根据权利要求1所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述齿条上料位及连接板上料位分别为堆栈式弹匣治具，所述堆栈式弹匣治具包括料柜及料柜顶部或底部的定位治具，齿条或连接板以层叠的方式放置于所述料柜内，所述定位治具上设有与齿条或连接板侧边匹配的定位弧线边，所述定位治具沿所述料柜顶部或底部滑移，以使所述定位弧线边推动所述齿条或连接板移动至所述上料机械臂处。

3.根据权利要求1所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述预定位机构包括三个定位台，每一定位台通过若干个气缸构成的所述传动机构推动，形成自上料位至下料位的逆时针或顺时针循环移动，所述上料位与所述上料机械臂配合，所述下料位与所述磁性夹取件配合。

4.根据权利要求1所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述焊接机构中还包括一翻转机构，所述焊接平台通过翻转机构具有翻转180度的自由度，使得齿板背侧朝向所述激光焊接装置，所述焊接平台上对应齿条、连接板拼缝处设有焊接留孔。

5.根据权利要求1或4所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述焊接平台上的定位治具包括与所述齿条配合的推板治具以及推动该推板治具的移动块，所述推板治具中部设有与齿条啮合的锯齿，所述移动块通过位于所述焊接平台两侧的偏心推杆的旋转，推动所述推板治具向所述齿条侧移动，使齿条与连接板顶紧，所述焊接平台一端设有推动气缸，当所述推动气缸驱动所述焊接平台向推杆侧移动时，所述推杆偏心旋转；所述焊接平台上设有与齿板旋转中心孔位匹配的第一定位销，以及与靠近所述齿条处的定位孔配合的第二定位销，构成对齿板在X向及Y向上的定位，所述焊接平台上设有若干个电磁铁块，将所述齿条与连接板吸附于焊接平台上。

6.根据权利要求5所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述焊接平台侧边还设有Z向定位压板，该Z向定位压板通过Z向气缸推动，抵于所述齿条与所述连接板上。

7.根据权利要求1所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述激光焊接装置包括Y轴支架、设置于Y轴支架上的X轴轨道以及滑动连接于X轴轨道上的激光焊接头。

8.根据权利要求1所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述视觉检测机构设置于所述输送带的一侧，包括一成像装置和一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄所述输送带上的待检测齿板影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否。

9.根据权利要求8所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述识别装置中预存的标准数据为齿板旋转中心孔至所述齿条顶部的轮廓度以及连接板顶部的安装小孔至所述齿条顶部的轮廓度的有效范围，还包括有所述齿条与连接板焊接拼缝形貌的数据有效范围。

10.根据权利要求1或8所述的生产汽车座椅中齿板结构的自动化系统，其特征在于：所述输送带一侧设有不良品收集区，对应该不良品收集区设有一移除闸道或移除机械臂，当所述视觉检测机构判断齿板为不良品时，所述移除闸道打开，不良品滑入所述不良品收集区，或移除机械臂抓取该不良品放置于不良品收集区内。