CN108820678A - 线边自动化工装立体切换与存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线边自动化工装立体切换与存储装置，包括伺服工装定位平台及轨道、升降及横移系统、工装立体库组成，其特征在于，所述伺服工装定位平台及轨道包括工装定位平台和轨道，定位工装夹具和输送工装夹具至生产工位；所述升降及横移系统上下和横向可移动，完成对工装夹具的调度和升降；所述工装立体库为框架式结构，伺服工装定位平台及轨道和升降及横移系统均安装在工装立体库结构上。与现有技术相比，本发明通过平面库位向空间立体布局化发展，有效缩减了线边区域空间上的利用率；同时库区设计结构简洁，投资成本低；模块化设计使得增减库区方便，可以分期投入，减少资金压力；独有的导库区域工作空间重合设计，有效加快工装切换时间。

Description

线边自动化工装立体切换与存储装置

技术领域

本发明涉及自动化生产领域，尤其涉及一种线边自动化工装立体切换与存储装置。

背景技术

目前自动化生产领域，同类多规格产品共线生产以节约生产设备资源和场地的需求越来越明显。催生柔性化、智能化线体布局方案和生产工艺不断改进和完善。本发明主要由白车身焊装自动化生产线的实际需求演化而来但其实现方式可以被借鉴于任何需要特别工装或物料自动快速替换的任意场合。

汽车焊装生产过程中，很多企业需要在某条单一生产线上生产多种不同的车型，一条生产线根据车型的不同，需要不同的夹具来进行装夹完成焊接生产的需要，在分拼工位因工件大小不一，上件要求不一致等各种因素，往往夹具大小和重量差别较大，故实际项目应用中难以在技术和资金上实现工装夹具本体的柔性化实现。因此，目前阶段要实现柔性化多车型混线生产，就必须依赖于多工装夹具之间相互切换。

另外，由于车身焊装生产线的生产节拍要求以及选择任意混线生产模式或小批量切换生产模式的市场需求越来越高，大部分生产者舍弃了将工装存放于远离生产区域的存储地，利用周转物流设备按需要运输安装的传统工装切换方式，而选择直接在生产线边设置工装的存放位置，生产需要时直接切入生产线，替换线上的工装，以节省切换时间，来获取宝贵的生产时间。

一种线边自动化工装立体切换与存储装置通过平面库位向空间立体布局化发展，有效缩减了线边区域空间上的利用率；同时库区设计结构简洁，投资成本低；模块化设计使得增减库区方便，可以分期投入，减少资金压力；独有的导库区域工作空间重合设计，有效加快工装切换时间。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种线边自动化工装立体切换与存储装置，以解决传统方式存储方式单一、生产区域空间狭小、工装切换缓慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用一种线边自动化工装立体切换与存储装置，包括伺服工装定位平台及轨道、升降及横移系统、工装立体库组成，其特征在于，所述伺服工装定位平台及轨道包括工装定位平台和轨道，定位工装夹具和输送工装夹具至生产工位；所述升降及横移系统上下和横向可移动，完成对工装夹具的调度和升降；所述工装立体库为框架式结构，伺服工装定位平台及轨道和升降及横移系统均安装在工装立体库结构上。

进一步地，所述所述升降及横移系统从定位平台或存储库位上拖取工装至自身框架上，升降到指定位置后再推出至存储位置或定位平台，升降横移系统包括：框架，横移平台，过渡支承轨道，配重平衡系统，安全插销及牵引小车、配重块和配重链条组成；底部设置过渡支承轨道，可以在实际使用时，上部工装进行库位切出过程，下部同时进行定位平台上工装的切出过程。两过程同步执行可以大量节省切换时间；底部设置过渡支承轨道和升降系统的横移平台配套设计，可以使得横移平台下落后嵌入支承轨道，最大利用空间。

进一步地，所述工装立体库包括框架、支承导向轮、限位缓冲块、工装锁紧机构、接近传感器，工装立体库的布局方式可以向上或继续向后拓展，以满足实际项目的空间布局需要。

与现有技术相比，本发明一种线边自动化工装立体切换与存储装置通过平面库位向空间立体布局化发展，有效缩减了线边区域空间上的利用率；同时库区设计结构简洁，投资成本低；模块化设计使得增减库区方便，可以分期投入，减少资金压力；独有的导库区域工作空间重合设计，有效加快工装切换时间。

附图说明

图1为本发明所述一种线边自动化工装立体切换与存储装置的整体立体示意图。

图2为本发明所述一种线边自动化工装立体切换与存储装置的升降及横移系统图。

图3为本发明所述一种线边自动化工装立体切换与存储装置的横移平台结构图。

图4为本发明所述一种线边自动化工装立体切换与存储装置的工装立体库结构图。

图5为本发明所述一种线边自动化工装立体切换与存储装置的夹具切换示例图。

具体实施方式

在本发明较佳实施例中，为解决上述技术问题，本发明采用一种线边自动化工装立体切换与存储装置，请参阅图1，包括伺服工装定位平台及轨道1、升降及横移系统2、工装立体库3组成，其特征在于，所述伺服工装定位平台及轨道1包括工装定位平台11和轨道12，定位工装夹具和输送工装夹具至生产工位；所述升降及横移系统2上下和横向可移动，完成对工装夹具的调度和升降；所述工装立体库3为框架式结构，伺服工装定位平台及轨道1和升降及横移系统2均安装在工装立体库结构上。

请参阅图2，升降横移系统2包括：框架21，横移平台22，过渡支承轨道23，配重平衡系统24，安全插销25及牵引小车26、配重块27和配重链条28组成。所有机构均安装在框架上，横移平台22通过4根直线导轨和滑块连接在框架上并实现上下升降的导向。横移平台22上有电机和减速机，带动两侧齿轮与框架上安装的齿条啮合，完成升降的运动。两侧配重通过配置链条28滑轮转向后连接到横移平台的框架上，用以平衡重量、减少电机功率，提高系统运动控制效果和安全性。升降机框架上下端设有机械限位与行程限位开关，每个与立库区接壤的位置设立传感器作到位位置检测。安全插销25与框架21立柱上的插销组孔配合，确保意外故障时横移平台掉落。过渡支承轨道23安装在升降系统底部区域，中间设计空出的空间与横移平台框架21避让。当横移平台22下降到底部时正好嵌入过渡支承轨道。两者用于起到支承和导向工装作用的滚轮正好对齐。过渡支承轨道23用于在上部在后序需要的工装切出的同时最底部的工装从伺服定位工装平台上切出到库区等待位置，通过这样的方式来大幅节省工装间的切换时间。

请参阅图3，横移平台22包括平台框架221、升降用伺服电机222与减速机223、双侧齿轮轴与连接过渡轴224、横向工装移动机构225、工装锁紧机构226、横移驱动伺服电机227、直线滑块228、防护板229、支撑与导向轮2210、拖动销2211组成。平台框架221上安装4对直线滑块228，紧扣升降系统框架上的直线导轨，使得横移平台22可以上下顺滑移动并保持水平。平台的升降是依靠升降用伺服电机222通过减速机223带动平台两侧齿轮与升降系统框架上的齿条啮合传动实现的。两侧均有齿轮是为了起到传动平稳的效果，两侧的齿轮轴有连接过渡轴连接确保同转速，通过轴承确保位置同心。横向工装移动机构225利用电机带动同步带进行传动，夹具工装的拖动销安装在同步带的平移运动段，同时，拖动销安装板与直线导轨的滑块连接，确保夹具被带动横移时有可靠的直线导向。拖动销由气缸控制伸缩，气缸收缩时销子顶出，可以钩取夹具，气缸伸出时销子缩回，可以与夹具脱离。在工装横移过程中，拖动销会在横移平台22上往复移动来切换与工装的连接位置，利用此一套机构完成工装三个位置的连续横移。在进行此动作过程中，工装锁紧机构226为顶出状态，确保工装此时在平台上不会移动。横移平台上设置了多个滚轮来支承和导向工装夹具，确保切库动作过程中工装不会跑偏或掉出。

请参阅图4，工装立体库3包括框架31、支承导向轮32、限位缓冲块33、工装锁紧机构34、接近传感器35等。伺服工装定位平台及轨道可以占据其底层的一侧位置，另一侧位置即用作待机预留位置。支承导向轮32用于支承和引导工装进入或提出存放。限位缓冲块33防止夹具滑出库位，同时末端设置有传感器35，用于识别工装夹具。工装锁紧机构34与横移平台22上的机构相同，当感应到工装到达库区指定位置后升出锁住夹具，防止夹具意外滑出库区产生故障或坠落事故。

请参阅图5，库位切换的实际过程如下所述：以夹具FA与夹具FE互切为例：首先，升降系统的横移平台上升至夹具FE的存储位置，横移平台上的横向工装移动机构移到夹具下部，拖动销伸出，钩住夹具。横向工装移动机构移动回初始位，此时将夹具FE牵引出存储区域。横移到位后，横移平台上的夹具锁紧销升出锁住夹具FE。横向工装移动机构上的拖动销缩回，脱离工装夹具FE。于此同时，底部过渡支承轨道上的牵引小车将工装定位平台上的FA牵引出来，一致牵引到待切换准备区（图5库区的下层最右侧）。当FA完全进入待切换准备区后，横移平台降落至升降系统最底部位置，与此同时，平台上的横向工装移动机构移动至另一侧，拖动销升起，插入工装FE另一侧的拖动位置。横移平台上的横向工装移动机构往初始方向移动，推动夹具FE进入工装定位平台。平台锁紧工装后横向移动机构上的拖动销退出，脱离工装夹具。完成切换过程。工装定位平台沿着伺服轨道滑出库区，进入工作位置参与正式生产过程。

上述过程中，由于预留出底层的待切换空位用作周转空间，使得多部动作可以同时进行，极大地压缩了整个过程时间。而传统方式在没有留出待切换工位（底部支承轨道和小车）的情况下，整个切换过程由于空间上无法满足设备间的同时动作，整个周期会延长。另外，留在待转准备空间的夹具FA,在FE夹具参与生产工作的过程时，可以由升降横移平台送入原来FE工装夹具的存储位置。如此待转准备区又可以空出，为下次切换做好准备。而一般情况下，单一周期的生产时间远大于将工装存回存储位的时间，所以这一过程并不会造成生产线的生产时间流失（开动率）。

综上所述，本发明一种线边自动化工装立体切换与存储装置通过平面库位向空间立体布局化发展，有效缩减了线边区域空间上的利用率；同时库区设计结构简洁，投资成本低；模块化设计使得增减库区方便，可以分期投入，减少资金压力；独有的导库区域工作空间重合设计，有效加快工装切换时间。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (3)

1.一种线边自动化工装立体切换与存储装置，包括伺服工装定位平台及轨道、升降及横移系统、工装立体库组成，其特征在于，所述伺服工装定位平台及轨道包括工装定位平台和轨道，定位工装夹具和输送工装夹具至生产工位；所述升降及横移系统上下和横向可移动，完成对工装夹具的调度和升降；所述工装立体库为框架式结构，伺服工装定位平台及轨道和升降及横移系统均安装在工装立体库结构上。

2.根据权利要求1所述的一种线边自动化工装立体切换与存储装置，其特征在于：所述升降及横移系统从定位平台或存储库位上拖取工装至自身框架上，升降到指定位置后再推出至存储位置或定位平台，升降横移系统包括：框架，横移平台，过渡支承轨道，配重平衡系统，安全插销及牵引小车、配重块和配重链条组成。

3.根据权利要求1所述的一种线边自动化工装立体切换与存储装置，其特征在于：所述工装立体库包括框架、支承导向轮、限位缓冲块、工装锁紧机构、接近传感器，工装立体库的布局方式可以向上或继续向后拓展。