CN107671468B - 一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置 - Google Patents

一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，设置在依次分布的第一至第三工位上，所述第一至第三工位中均设有高速滚床和柔性台车，白车身经所述柔性台车与所述高速滚床相连接，其中，所述第二工位处还设有合拼滑台，所述装置包括一层设备和二层设备；本发明通过在地面和空中分设置一层设备和二层设备，利用地面的输送地轨和空中的移载机构可以实现夹具单元的快速存储和提取，以完成不同车型所需夹具单元的快速切换，其不仅占地面积较小，而且宽度方向明显低于传统总拼系统侧围夹具切换装置尺寸，以及夹具单元存贮时不用布置在焊接机器人的后方，有利于焊接机器人维护。

Description

一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置
技术领域
本发明涉及汽车白车身自动化生产技术领域，尤其涉及一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置。
背景技术
在汽车生产的四大工艺中，装焊工艺是不可缺少的工艺流程，也是不同车型最不易共用生产线的工艺流程。为了满足汽车市场多元化的需求，装焊生产线的趋势必然是柔性化生产线，满足不同车型的生产需求。焊装总拼工位作为汽车焊装生产线的核心工位，要实现多车型共线生产，势必要求焊装总拼工位柔性化，而总拼工位的柔性就要求焊装具有夹具切换装置。
目前，汽车白车身侧围夹具切换装置的主要方式有如下几种：1.地面排列存储，地面小车切换。此种方式虽然占地面积小，地面存储利于夹具的维修，但是夹具需要存储在机器人的后方，机器人维修不方便，并且夹具存储在机器人的后方造成在车身两侧方向整个柔性系统宽度过宽。2.四面体存储，夹具翻转、地面小车切换。该方式占地面积小，但是空间局促，夹具尺寸受限，夹具维修不方便，新夹具投入困难。3.地面排列存储，吊装切换。此种方式需要架大跨距行车，空中由于行车的阻碍，无法架设第二层焊接机器人。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种占地面积小，性能稳定、结构简单的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明提供的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，设置在依次分布的第一至第三工位-上，所述第一至第三工位-中均设有高速滚床和柔性台车，白车身经所述柔性台车与所述高速滚床相连接，其中，所述第二工位处还设有合拼滑台，其特征在于，所述装置包括一层设备和二层设备；
所述一层设备包括过渡对接轨、定位装置、夹具单元、输送地轨、牵引车、焊接机器人、夹具存储平台和第一安装平台，所述合拼滑台经所述过渡对接轨与所述输送地轨相对接，所述输送地轨分别对称设置在所述第一工位的两侧和第三工位的两侧，且位于所述第一工位和第三工位同一侧相对的所述输送地轨通过过渡地轨相连接，所述牵引车滑动地设置在所述输送地轨上，并用于牵引输送所述夹具单元，所述夹具单元设置在外部的夹具转移车上，所述夹具转移车经所述定位装置与所述合拼滑台相配合，所述焊接机器人安装在所述第一安装平台上，所述第一安装平台对称设置在所述第二工位的两侧，所述夹具存储平台对称设置在所述第一工位的两侧和第三工位的两侧，并用于存储所述夹具单元，其中，远离第一工位的输送地轨和远离第三工位的输送地轨通过过渡地轨对接相通，靠近第一工位的输送地轨和靠近第三工位的输送地轨通过过渡对接轨和合拼滑台相对接，所述焊接机器人分布于合拼滑台和过渡地轨之间；
所述二层设备包括钢架结构，所述钢架结构上安装有二层焊接机器人和移载机构，所述移载机构用于将所述夹具单元移动至所述输送地轨或夹具存储平台上；
通过在地面和空中分设置所述一层设备和所述二层设备，利用地面的输送地轨和空中的移载机构以实现夹具单元的快速存储和提取，以完成不同车型所需夹具单元的快速切换，以及，夹具单元存贮时不用布置在焊接机器人的后方；
定义所述白车身焊接生产线行进方向为X方向，白车身侧面方向为Y方向，白车身高度方向为Z方向；其中，所述移载机构能够在Y方向移动时导向，在Z方向移动时导向，并且移载机构能够抓取和开合。
进一步地，所述二层设备还包括第二安装平台和安全防护围栏、所述第二安装平台固定在所述钢架结构上，所述二层焊接机器人安装在所述第二安装平台上，所述安全防护围栏固定在所述钢架结构上，并位于所述二层焊接机器人的外侧。
进一步地，所述二层设备还包括攀爬扶梯，所述攀爬扶梯设置在所述第二安装平台与地面之间。
进一步地，所述移载机构包括直线导轨、长行程气缸、抓取机构、连杆机构、推动气缸、滑块和活动连接板，所述直线导轨水平固定在所述钢架结构上，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述长行程气缸的活塞杆竖直地穿过所述滑块后与活动连接板相连接，所述推动气缸固定在所述活动连接板的下表面，所述抓取机构经所述连杆机构与所述推动气缸相连接，其中，所述抓取机构与所述夹具单元相配合。
进一步地，所述滑块和活动连接板之间还设有多个导杆，所述导杆的一端与所述活动连接板固定连接，其另一端活动地穿设所述滑块上。
本发明的有益效果在于：通过在地面和空中分设置一层设备和二层设备，利用地面的输送地轨和空中的移载机构可以实现夹具单元的快速存储和提取，以完成不同车型所需夹具单元的快速切换，其不仅占地面积较小，而且宽度方向明显低于传统总拼系统侧围夹具切换装置尺寸，以及夹具单元存贮时不用布置在焊接机器人的后方，有利于焊接机器人维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置的整体结构示意图；
图2是本发明的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置的一层设备布置图；
图3是本发明的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置的二层设备的布置图；
图4是本发明的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置的移载机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1-2所示，本发明的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，设置在依次分布的第一至第三工位(4-6)上，第一至第三工位(4-6)中均设有高速滚床110和柔性台车111，白车身107经柔性台车111与高速滚床110相连接，其中，第二工位5处还设有合拼滑台113，本装置包括一层设备1和二层设备2；
一层设备1包括过渡对接轨101、定位装置102、夹具单元103、输送地轨104、牵引车105、焊接机器人106、夹具存储平台108和第一安装平台109，合拼滑台113经过渡对接轨101与输送地轨104相对接，输送地轨104分别对称设置在第一工位4的两侧和第三工位6的两侧，且位于第一工位4和第三工位6同一侧相对的输送地轨104通过过渡地轨112相连接，牵引车105滑动地设置在输送地轨104上，并用于牵引输送夹具单元103，夹具单元103设置在外部的夹具转移车上，夹具转移车经定位装置102与合拼滑台113相配合，焊接机器人106安装在第一安装平台109上，第一安装平台109对称设置在第二工位5的两侧，夹具存储平台108对称设置在第一工位4的两侧和第三工位6的两侧，并用于存储夹具单元103；
二层设备2包括钢架结构201，钢架结构201上安装有二层焊接机器人203和移载机构3，移载机构3用于将夹具单元103移动至输送地轨104或夹具存储平台108上。其中，二层焊接机器人203用于焊接白车身107的顶部。
本发明通过在地面和空中分设置一层设备1和二层设备2，利用地面的输送地轨104和空中的移载机构3可以实现夹具单元103的快速存储和提取，以完成不同车型所需夹具单元103的快速切换，其不仅占地面积较小，而且宽度方向明显低于传统总拼系统侧围夹具切换装置尺寸，以及夹具单元103存贮时不用布置在焊接机器人106的后方，有利于焊接机器人维护。
参阅图3所示，二层设备2还包括第二安装平台204和安全防护围栏205、第二安装平台204固定在钢架结构201上，二层焊接机器人203安装在第二安装平台204上，安全防护围栏205固定在钢架结构201上，并位于二层焊接机器人203的外侧。其中，第二安装平台204用于固定二层焊接机器人203；安全防护围栏205用于二层焊接机器人203的维修防护。
二层设备2还包括攀爬扶梯202，攀爬扶梯202设置在第二安装平台204与地面之间。其中，攀爬扶梯202主要用于维修人员到达第二安装平台204处。
参阅图4所示，移载机构3包括直线导轨301、长行程气缸303、抓取机构304、连杆机构305、推动气缸306、滑块307和活动连接板308，直线导轨301水平固定在钢架结构201上，滑块307与导轨301滑动连接，长行程气缸303的活塞杆竖直地穿过滑块307后与活动连接板308相连接，推动气缸306固定在活动连接板308的下表面，抓取机构304经连杆机构305与推动气缸306相连接，其中，抓取机构304与夹具单元103相配合。
滑块307和活动连接板308之间还设有多个导杆302，导杆302的一端与活动连接板308固定连接，其另一端活动地穿设滑块307上。
本实施例中，定义白车身107焊接生产线行进方向为X方向，白车身107侧面方向为Y方向，白车身107高度方向为Z方向。则：直线导轨301用于移载机构在Y方向移动时导向；导杆302用于移载机构在Z方向移动时导向；长行程气缸303用于实现移载机构在Z方向移动；抓取机构304用于抓取夹具单元103；连杆机构305用于实现抓取机构304的开合功能；推动气缸306用于推动连杆机构305。
本发明的工作过程如下：
当需要切换侧围夹具时，首先夹具转移车和过渡对接轨101完成对接，然后定位装置102松开，夹具转移车和其上固定的夹具单元103处于自由状态。停靠在输送地轨104外端的牵引车105此时开始动作，沿着输送地轨104轨道行进，并且经过过渡对接轨101到达夹具转移车的一端，牵引车105挂接上夹具转移车，然后牵引车105开始牵引夹具单元103，把夹具单元103牵引到输送地轨104上。同时，移栽机构3已经到位等待抓取，移栽机构3完成抓取--提起--Y向输送--下降--放置的动作，把夹具单元103运送到闲置的夹具存储平台108上。
与此同时，下一车型的夹具单元103提取也需要通过移栽机构3完成抓取--提起--Y向输送--下降--放置的动作，把待用夹具单元103放置在输送地轨104上，然后由牵引车105负责把新的夹具单元103输送到焊接工位。当然这个动作和上一车型的夹具单元103存储动作是同时的，此种情况是存储的夹具和提取的夹具放在不同的存储单元中。
当然，还会有存储的夹具单元103和提取的夹具单元103放在相同的夹具存储平台108中的情况，假如夹具存储平台108中只有一个通道进出是无法完成同时存储和提取动作的。所以需增加一个通道，具体实施方法是把最外侧的一个夹具存储平台108用输送地轨104代替，配置牵引车105，并且用过渡地轨112连接第一工位4和第三工位6的输送地轨104。举例：假如左(1)夹具存储单元已经存满三套夹具，左(2)此时只存放两套夹具，焊接下一个车型时，需要提取的夹具单元103在左(2)中，那么夹具单元103提取必须从过渡对接轨101到达焊接工位。此时只有左(2)有空闲位置以供存储切换下来的夹具单元103，但是切换下来的夹具单元103无法到达左(2)，这就需要从左(1)中输送一套夹具单元103到左(2)中，在左(1)让出空位，切换下来的夹具单元103存储在左(1)中。左(1)原有夹具通过输送地轨104及过渡地轨112进行传输到左(2)中。到此完成整个切换动作。
以上，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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，设置在依次分布的第一至第三工位(4-6)上，所述第一至第三工位(4-6)中均设有高速滚床(110)和柔性台车(111)，白车身(107)经所述柔性台车(111)与所述高速滚床(110)相连接，其中，所述第二工位(5)处还设有合拼滑台(113)，其特征在于，所述装置包括一层设备(1)和二层设备(2)；
所述一层设备(1)包括过渡对接轨(101)、定位装置(102)、夹具单元(103)、输送地轨(104)、牵引车(105)、焊接机器人(106)、夹具存储平台(108)和第一安装平台(109)，所述合拼滑台(113)经所述过渡对接轨(101)与所述输送地轨(104)相对接，所述输送地轨(104)分别对称设置在所述第一工位(4)的两侧和第三工位(6)的两侧，且位于所述第一工位(4)和第三工位(6)同一侧相对的所述输送地轨(104)通过过渡地轨(112)相连接，所述牵引车(105)滑动地设置在所述输送地轨(104)上，并用于牵引输送所述夹具单元(103)，所述夹具单元(103)设置在外部的夹具转移车上，所述夹具转移车经所述定位装置(102)与所述合拼滑台(113)相配合，所述焊接机器人(106)安装在所述第一安装平台(109)上，所述第一安装平台(109)对称设置在所述第二工位(5)的两侧，所述夹具存储平台(108)对称设置在所述第一工位(4)的两侧和第三工位(6)的两侧，并用于存储所述夹具单元(103)，其中，远离第一工位(4)的输送地轨(104)和远离第三工位(6)的输送地轨(104)通过过渡地轨(112)对接相通，靠近第一工位(4)的输送地轨(104)和靠近第三工位(6)的输送地轨(104)通过过渡对接轨(101)和合拼滑台(113)相对接，所述焊接机器人(106)分布于合拼滑台(113)和过渡地轨(112)之间；
所述二层设备(2)包括钢架结构(201)，所述钢架结构(201)上安装有二层焊接机器人(203)和移载机构(3)，所述移载机构(3)用于将所述夹具单元(103)移动至所述输送地轨(104)或夹具存储平台(108)上；
通过在地面和空中分设置所述一层设备(1)和所述二层设备(2)，利用地面的输送地轨(104)和空中的移载机构(3)以实现夹具单元(103)的快速存储和提取，以完成不同车型所需夹具单元(103)的快速切换，以及，夹具单元(103)存贮时不用布置在焊接机器人(106)的后方；
定义所述白车身(107)焊接生产线行进方向为X方向，白车身(107)侧面方向为Y方向，白车身(107)高度方向为Z方向；其中，所述移载机构(3)能够在Y方向移动时导向，在Z方向移动时导向，并且移载机构(3)能够抓取和开合。
2.如权利要求1所述的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，其特征在于，所述二层设备(2)还包括第二安装平台(204)和安全防护围栏(205)、所述第二安装平台(204)固定在所述钢架结构(201)上，所述二层焊接机器人(203)安装在所述第二安装平台(204)上，所述安全防护围栏(205)固定在所述钢架结构(201)上，并位于所述二层焊接机器人(203)的外侧。
3.如权利要求2所述的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，其特征在于，所述二层设备(2)还包括攀爬扶梯(202)，所述攀爬扶梯(202)设置在所述第二安装平台(204)与地面之间。
4.如权利要求3所述的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，其特征在于，所述移载机构(3)包括直线导轨(301)、长行程气缸(303)、抓取机构(304)、连杆机构(305)、推动气缸(306)、滑块(307)和活动连接板(308)，所述直线导轨(301)水平固定在所述钢架结构(201)上，所述滑块(307)与所述导轨(301)滑动连接，所述长行程气缸(303)的活塞杆竖直地穿过所述滑块(307)后与活动连接板(308)相连接，所述推动气缸(306)固定在所述活动连接板(308)的下表面，所述抓取机构(304)经所述连杆机构(305)与所述推动气缸(306)相连接，其中，所述抓取机构(304)与所述夹具单元(103)相配合。
5.如权利要求4所述的用于柔性总拼系统的侧围夹具切换装置，其特征在于，所述滑块(307)和活动连接板(308)之间还设有多个导杆(302)，所述导杆(302)的一端与所述活动连接板(308)固定连接，其另一端活动地穿设所述滑块(307)上。
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