CN108393408A - 一种用于冲压流水线的中转装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于冲压流水线的中转装置及控制方法，属于汽车制造技术领域，包括机架、皮带机构和矫正机构，矫正机构设于皮带机构的下料端，矫正机构包括2个或以上的滚筒、止动机构及夹紧机构，滚筒垂直于皮带机构的输送方向布置，止动机构固定设置在滚筒远离皮带机构的一侧的机架上用于对工件的X轴线方向进行限位，夹紧机构对工件的Y轴线方向的位置进行限位，本发明的中转装置通过矫正机构矫正工件的位置及方向，使工件的位置及方向具有唯一性，便于机械手的后续取放及传递作业，通过中转装置即可实现机械手对工件的取放和传递作业自动化，降低了生产工艺对冲压机床安装布置精度要求，节约设备安装投入成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及一种用于冲压流水线的中转装置及控制方法。
背景技术
汽车座椅的调节滑轨属于高精度的机械零件，在制作过程中常采用钣金多次冲压而成，在多次冲压的流水线上，要实现自动化的生产，就必须解决冲压机床之间的工件的取放、冲压、传递问题。
现有的自动化冲压流水线，为实现任意2个冲压机床之间的工件的取放和传递，需要在2个冲压机床之间设置一条供机械手移动的轨道，那就要求相邻2个冲压机床的工作台高度一致，且必需在一条直线上，但一条冲压流水线往往有7～10台冲压机床，要求所有的冲压机床布置成一条直线，且工作台高度也完全一致，导致冲压流水线的安装投入成本非常高，且对厂房的要求也非常高。
发明内容
本发明为克服现有技术中存在的问题，提供一种用于冲压流水线的中转装置，通过矫正机构矫正工件的位置及方向，使工件的位置及方向具有唯一性，便于机械手的后续取放及传递作业，通过中转装置即可实现机械手对工件的取放和传递作业自动化，降低了生产工艺对冲压机床安装布置精度要求，节约设备安装投入成本。
本发明为解决上述现有技术中存在的问题，采用如下的技术方案。
一种用于冲压流水线的中转装置，所述中转装置包括机架、用于输送工件的皮带机构、和用于矫正工件位置的矫正机构，所述矫正机构设于皮带机构的下料端，所述矫正机构包括2个或以上的滚筒、止动机构及夹紧机构，所述滚筒垂直于皮带机构的输送方向布置，所述滚筒中至少有1个带有动力驱动，多个滚筒之间间隔平行排布，所述滚筒的输送平面与皮带机构的输送平面处于同一水平面，所述止动机构固定设置在所述滚筒远离皮带机构的一侧的机架上用于对工件的X轴线方向进行限位，所述止动机构与工件的接触面垂直于滚筒的输送方向设置，所述夹紧机构对工件的Y轴线方向的位置进行限位。
进一步的，所述止动机构包括底板、L形支座及调节挡板，所述底板上设置有多组矩形阵列分布的平向定位孔，所述L形支座的平板上设置有平向定位槽，所述L形支座与底板通过平向定位槽及平向定位孔采用螺栓联接固定，所述L形支座的竖板上设置有多组矩形阵列分布的竖向定位孔，所述调节挡板的下部设置有竖向定位槽，所述L形支座与调节挡板通过竖向定位孔及竖向定位槽采用螺栓联接固定。
进一步的，所述止动机构还包括前挡板、后挡板、销杆、弹簧及锁紧螺母，所述销杆的靠近矫正机构的一端与前挡板固定连接，销杆的另一端依次活动贯穿弹簧、调节挡板、后挡板并与锁紧螺母螺纹连接，所述弹簧为压缩弹簧。
进一步的，所述止动机构与工件的接触面还设置有磁块。
进一步的，所述夹紧机构包括2个或以上的手指夹紧气缸及电磁阀，所述电磁阀与多个手指夹紧气缸之间电联接用于控制多个手指夹紧气缸同步运动，多个手指夹紧气缸之间间隔平行排布，所述手指夹紧气缸的2个手指上均设有向外延伸的Z形拐臂，位于工件同侧的多个Z形拐臂之间通过夹块连接成一体结构，多个手指夹紧气缸驱动同步驱动2个夹块夹紧或松开工件。
进一步的，所述皮带机构与矫正机构之间还设有活塞杆垂直向上的阻挡气缸，所述阻挡气缸收缩时，活塞杆的顶部不高于皮带机构的输送平面。
进一步的，还包括用于检测输送至矫正机构上方的工件的位置的第一接近开关。
进一步的，所述皮带机构与阻挡气缸之间还设有用于检测输送至皮带机构的下料端的工件位置的第二接近开关。
本发明的中转装置的控制方法如下：
1、当待冲压的第一工件由人工或机械手放置在皮带机构的皮带上的上料端，第一工件在皮带机构的作用下向前运行；
2、当第一工件运行至滚筒机构上，并使第一接近开关导通，PLC控制程序控制阻挡气缸的活塞杆伸出阻止后续的第二工件继续进入矫正机构上方；
第一工件在滚筒的作用下继续向前运行至止动机构，在止动机构的作用下停止前进，PLC控制程序接收第一接近开关反馈的信号后，延时控制夹紧机构对第一工件进行夹紧定位；
同时，皮带机构继续向前输送第二工件至阻挡气缸的活塞杆，并使第二接近开关导通，第一接近开关与第二接近开关同时导通，PLC控制程序控制皮带机构停止运动。
3、PLC控制程序延时控制夹紧机构松开工件；
4、第一工件由人工或机械手取料至冲压机床的模具上方，第一接近开关断开，PLC控制程序控制阻挡气缸的活塞杆收缩，并启动皮带机构继续向前输送第二工件；
5、循环重复步骤2～4。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：
1、本发明的用于冲压流水线的中转装置，工件处于滚筒上方时其X轴向及Y轴向的位置及方向处于自由状态，通过矫正机构矫正工件的位置及方向，使工件的位置及方向具有唯一性，便于机械手的后续取放及传递作业，通过中转装置即可实现机械手对工件的取放和传递作业自动化，降低了生产工艺对冲压机床安装布置精度要求，节约设备安装投入成本。
2、本发明的用于冲压流水线的中转装置，可根据生产工艺需要，快速调节止动机构的限位位置及限位高度，满足不同型号的待冲压工件生产需求，适用性好。
3、本发明的用于冲压流水线的中转装置，工件以一定速度与止动机构接触限位时，弹簧受力压缩，可减小工件表面受到的冲击应力，有利于保护工件而提高工件表面精度。
4、本发明的用于冲压流水线的中转装置，止动机构与工件的接触面设置的磁块，不仅可将工件吸附在其表面防止工件在冲击接触止动机构后发生回弹，而且可对工件的方向进行初步调整，使工件方向与滚筒的输送方向平行，辅助矫正机构对工件的位置及方向的矫正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明的用于冲压流水线的中转装置及冲压机床的结构示意图。
图2为本发明的用于冲压流水线的中转装置的结构示意图。
图3为本发明的矫正机构的结构示意图。
图4为本发明的止动机构的结构示意图。
图中：1、机架；2，皮带机构；3、矫正机构；4、滚筒；
5、止动机构；51、底板；511、平向定位孔；52、L形支座；521、平向定位槽；522、竖向定位孔；53、调节挡板；54、前挡板；55、后挡板；56、销杆；57、锁紧螺母；58、磁块；
6、夹紧机构；61、手指夹紧气缸；62、Z形拐臂；63、夹块；
7、阻挡气缸；81、第一接近开关；82、第二接近开关；9、工件；10、冲压机床。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1～2所示，一种用于冲压流水线的中转装置，中转装置包括机架1、用于输送工件9的皮带机构2、和用于矫正工件9位置的矫正机构3，矫正机构3设于皮带机构2的下料端。中转装置设置在冲压机床10的一侧，待冲压的工件9由皮带机构2、矫正机构3输送至冲压机床10。优选的方案，皮带机构2的两侧设置有用于对工件9进行导向的隔板。
矫正机构3包括2个或以上的滚筒4及夹紧机构6(本实用例图中为3个)，滚筒4垂直于皮带机构2的输送方向布置，滚筒4中至少有1个带有动力驱动，多个滚筒4之间间隔平行排布，带有动力驱动的滚筒4主动驱动工件9向冲压机床10方向运动，而不带动力驱动的滚筒4对工件9起导向作用，工件9处于滚筒4上方时其X轴向及Y轴向的位置及方向均处于自由状态。
滚筒4的输送平面与皮带机构2的输送平面处于同一水平面，便于工件9由皮带机构2顺利输送过渡至矫正机构3上方。
止动机构5固定设置在滚筒4远离皮带机构2的一侧的机架1上，工件9的前端(靠近冲压机床10的一端)接触止动机构5而停止继续向前运动，从而实现对工件9的X轴线方向进行限位，止动机构5与工件9的接触面垂直于滚筒4的输送方向设置，夹紧机构6对工件9的Y轴线方向的位置进行限位。通过止动机构5和夹紧机构6的作用，可矫正工件9的位置及方向，此时工件9的位置及方向具有唯一性，便于机械手的后续取放及传递作业。
如图4所示，止动机构5包括底板51、L形支座52及调节挡板53。底板51采用螺栓联接固定在机架1上，底板51上设置有多组矩形阵列分布的平向定位孔511(图中为2组)，L形支座52的平板上设置有平向定位槽521，L形支座52与底板51通过平向定位槽521及平向定位孔511采用螺栓联接固定，通过调节L形支座52的平板上的平向定位槽521与底板51上的平向定位孔511之间的配合位置，可方便调整止动机构5对工件9的X轴向限位的位置。
L形支座52的竖板上设置有多组矩形阵列分布的竖向定位孔，调节挡板53的下部设置有竖向定位槽522，L形支座52与调节挡板53通过竖向定位孔及竖向定位槽522采用螺栓联接固定。同样，通过L形支座52的竖板上的竖向定位孔与调节挡板53上的竖向定位槽522之间的配合位置，可方便调整止动机构5的高度(Z轴方向)。
止动机构5还包括前挡板54、后挡板55、销杆56、弹簧(图中未示出)及锁紧螺母57，销杆56的靠近矫正机构3的一端与前挡板54固定连接，销杆56的另一端依次活动贯穿弹簧、调节挡板53、后挡板55并与锁紧螺母57螺纹连接，所述弹簧为压缩弹簧，止动机构5未受到来自X轴正方向的外力冲击时，弹簧压缩于前挡板54与调节挡板53之间。
工件9由矫正机构3以一定速度输送至止动机构5并与其前端的前挡板54接触，前挡板54受到来工件9的冲力而向X轴正方向运动进一步压缩弹簧抵消冲力，减小工件9表面受到的冲击应力，有利于保护工件9而提高工件9表面精度。
止动机构5与工件9的接触面还设置有磁块58。本实施例中，磁块58为永磁铁或电磁铁的一种，磁块58吸附在前挡板54接近矫正机构3的一端的端面，可将工件9吸附在其表面，防止工件9在冲击接触止动机构5后发生回弹，且止动机构5与工件9的接触面(即本实施例中的前挡板54)垂直于滚筒4的输送方向设置，前挡板54上的磁块58在将工件9吸附在其表面时，可对工件9的方向进行初步调整，使工件9方向与滚筒4的输送方向平行，辅助矫正机构3对工件9的位置及方向的矫正。
如图3所示，夹紧机构6包括2个或以上的手指夹紧气缸61及电磁阀(图中未示出)，电磁阀与多个手指夹紧气缸61之间电联接用于控制多个手指夹紧气缸61同步运动，多个手指夹紧气缸61之间间隔平行排布。
手指夹紧气缸61的2个手指上均设有向外延伸的Z形拐臂62，Z形拐臂62与手指夹紧气缸61的手指之间采用可拆卸的螺钉联接固定，便于根据工艺需要更换Z形拐臂62，使得夹紧机构6的夹紧宽度不限于手指夹紧气缸61的2个手指之间的行程限制，满足多种宽度的工件9的夹紧工艺需要。
位于工件9同侧的多个Z形拐臂62之间通过夹块63连接成一体结构，Z形拐臂62与夹块63之间采用可拆卸的螺钉联接固定，多个手指夹紧气缸61同步驱动2个夹块63夹紧或松开工件9。
皮带机构2与矫正机构3之间还设有活塞杆垂直向上的阻挡气缸7，阻挡气缸7收缩时，活塞杆的顶部不高于皮带机构2的输送平面。阻挡气缸7的活塞杆向上伸长至输送平面之上，用于阻挡皮带机构2输送过来的工件9继续向前运动。
中转装置还包括用于检测输送至矫正机构3上方的工件9的位置的第一接近开关81。第一接近开关81与夹紧机构6及阻挡气缸7电联接，并检测反馈其上方的工件9位置信息给PLC控制程序并控制夹紧机构6及阻挡气缸7动作。
皮带机构2与阻挡气缸7之间还设有用于检测输送至皮带机构2的下料端的工件9位置的第二接近开关82。第二接近开关82与皮带机构2的驱动电机电联接，并检测反馈其上方的工件9位置信息给PLC控制程序并控制皮带机构2动作。
本发明的中转装置的控制方法如下：
1、当待冲压的第一工件9由人工或机械手放置在皮带机构2的皮带上的上料端，第一工件9在皮带机构2的作用下向前运行；
2、当第一工件9运行至滚筒4机构上，并使第一接近开关81导通，PLC控制程序控制阻挡气缸7的活塞杆伸出阻止后续的第二工件9继续进入矫正机构3上方；
第一工件9在滚筒4的作用下继续向前运行至止动机构5，在止动机构5的作用下停止前进，PLC控制程序接收第一接近开关81反馈的信号后，延时控制夹紧机构6对第一工件9进行夹紧定位；
同时，皮带机构2继续向前输送第二工件9至阻挡气缸7的活塞杆，并使第二接近开关82导通，第一接近开关81与第二接近开关82同时导通，PLC控制程序控制皮带机构2停止运动。
3、PLC控制程序延时控制夹紧机构6松开工件9；
4、第一工件9由机械手取料至冲压机床10的模具上方，第一接近开关81断开，PLC控制程序控制阻挡气缸7的活塞杆收缩，并启动皮带机构2继续向前输送第二工件9；
5、循环重复步骤2～4。
特别说明的是，本实施例中的第一工件9及第二工件9，仅为控制流程描述方便进行的区分，其结构完全相同。
本发明的用于冲压流水线的中转装置，通过矫正机构3矫正工件9的位置及方向，使工件9的位置及方向具有唯一性，便于机械手的后续取放及传递作业，通过中转装置即可实现机械手对工件9的取放和传递作业自动化，降低了生产工艺对冲压机床10安装布置精度要求，节约设备安装投入成本。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (9)
1.一种用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，包括机架(1)、用于输送工件(9)的皮带机构(2)、和用于矫正工件(9)位置的矫正机构(3)，所述矫正机构(3)设于皮带机构(2)的下料端，所述矫正机构(3)包括2个或以上的滚筒(4)、止动机构(5)及夹紧机构(6)，所述滚筒(4)垂直于皮带机构(2)的输送方向布置，所述滚筒(4)中至少有1个带有动力驱动，多个滚筒(4)之间间隔平行排布，所述滚筒(4)的输送平面与皮带机构(2)的输送平面处于同一水平面，所述止动机构(5)固定设置在所述滚筒(4)远离皮带机构(2)的一侧的机架(1)上用于对工件(9)的X轴线方向进行限位，所述止动机构(5)与工件(9)的接触面垂直于滚筒(4)的输送方向设置，所述夹紧机构(6)对工件(9)的Y轴线方向的位置进行限位。
2.根据权利1所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述止动机构(5)包括底板(51)、L形支座(52)及调节挡板(53)，所述底板(51)上设置有多组矩形阵列分布的平向定位孔(511)，所述L形支座(52)的平板上设置有平向定位槽(521)，所述L形支座(52)与底板(51)通过平向定位槽(521)及平向定位孔(511)采用螺栓联接固定，所述L形支座(52)的竖板上设置有多组矩形阵列分布的竖向定位孔(522)，所述调节挡板(53)的下部设置有竖向定位槽，所述L形支座(52)与调节挡板(53)通过竖向定位孔(522)及竖向定位槽采用螺栓联接固定。
3.根据权利2所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述止动机构(5)还包括前挡板(54)、后挡板(55)、销杆(56)、弹簧及锁紧螺母(57)，所述销杆(56)的靠近矫正机构(3)的一端与前挡板(54)固定连接，销杆(56)的另一端依次活动贯穿弹簧、调节挡板(53)、后挡板(55)并与锁紧螺母(57)螺纹连接，所述弹簧为压缩弹簧。
4.根据权利1～3任一项所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述止动机构(5)与工件(9)的接触面还设置有磁块(58)。
5.根据权利1所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述夹紧机构(6)包括2个或以上的手指夹紧气缸(61)及电磁阀，所述电磁阀与多个手指夹紧气缸(61)之间电联接用于控制多个手指夹紧气缸(61)同步运动，多个手指夹紧气缸(61)之间间隔平行排布，所述手指夹紧气缸(61)的2个手指上均设有向外延伸的Z形拐臂(62)，位于工件(9)同侧的多个Z形拐臂(62)之间通过夹块(63)连接成一体结构，多个手指夹紧气缸(61)驱动同步驱动2个夹块(63)夹紧或松开工件(9)。
6.根据权利1所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述皮带机构(2)与矫正机构(3)之间还设有活塞杆垂直向上的阻挡气缸(7)，所述阻挡气缸(7)收缩时，活塞杆的顶部不高于皮带机构(2)的输送平面。
7.根据权利1所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，还包括用于检测输送至矫正机构(3)上方的工件(9)的位置的第一接近开关(81)。
8.根据权利1所述的用于冲压流水线的中转装置，其特征在于，所述皮带机构(2)与阻挡气缸(7)之间还设有用于检测输送至皮带机构(2)的下料端的工件(9)位置的第二接近开关(82)。
9.一种如权利要求1所述的用于冲压流水线的中转装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当待冲压的第一工件(9)由人工或机械手放置在皮带机构(2)的皮带上的上料端，第一工件(9)在皮带机构(2)的作用下向前运行；
(2)当第一工件(9)运行至滚筒(4)机构上，并使第一接近开关(81)导通，PLC控制程序控制阻挡气缸(7)的活塞杆伸出阻止后续的第二工件(9)继续进入矫正机构(3)上方；
第一工件(9)在滚筒(4)的作用下继续向前运行至止动机构(5)，在止动机构(5)的作用下停止前进，PLC控制程序接收第一接近开关(81)反馈的信号后，延时控制夹紧机构(6)对第一工件(9)进行夹紧定位；
同时，皮带机构(2)继续向前输送第二工件(9)至阻挡气缸(7)的活塞杆，并使第二接近开关(82)导通，第一接近开关(81)与第二接近开关(82)同时导通，PLC控制程序控制皮带机构(2)停止运动；
(3)PLC控制程序延时控制夹紧机构(6)松开工件(9)；
(4)第一工件(9)由机械手取料至冲压机床(10)的模具上方，第一接近开关(81)断开，PLC控制程序控制阻挡气缸(7)的活塞杆收缩，并启动皮带机构(2)继续向前输送第二工件(9)；
(5)循环重复步骤2～4。
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