CN110282421B - 一种排气管自动搬运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种排气管自动搬运系统，包括：支架机构，其上设有能够储存排气管或排气管零件的物料存储区；至少一个搬运机构，滑动连接在支架机构上，用于将物料存储区内的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位；夹具机构，设在搬运机构上，用于将排气管或排气管零件夹持固定在搬运机构上；机械手，设在支架机构内，用于实现物料存储区与搬运机构之间、不同搬运机构之间的排气管或排气管零件的转换；驱动机构，与搬运机构、夹持机构传动相连，起到驱动作用；控制机构，与驱动机构、机械手电性相连，起到总控作用。实现排气管各零部件的组焊到组焊后的部件无人化操作自动搬运，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。

Description

一种排气管自动搬运系统

技术领域

本发明涉及汽车排气管加工技术领域技术领域，具体是一种排气管自动搬运系统。

背景技术

目前，汽车排气管生产加工领域中，排气管各部分的组焊、组焊件的检测与补焊、气密检测、打标及标识检测等，主要由人工将排气管的各部分零件安装于焊接站的夹具体上，组焊完毕后由人工将组焊好的排气管搬运至检测与补焊、气密检测、打标、标识检测等工位，以及将成品放入成品货架上，或者由人工与半自动化的机械臂共同完成排气管的搬运。其操作繁复、劳动强度大、工作效率低，极大地浪费人力成本。

发明内容

本发明提供一种排气管自动搬运系统，用于克服现有技术中的不足，实现排气管加工过程中的存储于搬运。

为实现上述目的，本发明提供一种排气管自动搬运系统，包括：

支架机构，其上设有能够储存排气管或排气管零件的物料存储区；

至少一个搬运机构，滑动连接在支架机构上，用于将物料存储区内的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位；

夹具机构，设在搬运机构上，用于将排气管或排气管零件夹持固定在搬运机构上；

机械手，设在支架机构内，用于实现物料存储区与搬运机构之间、不同搬运机构之间的排气管或排气管零件的转换；

驱动机构，与搬运机构、夹持机构传动相连，起到驱动作用；

控制机构，与驱动机构、机械手电性相连，起到总控作用。

进一步优选的，所述夹持机构包括夹持架与夹持件，所述夹持架的顶端通过连接机构连接在搬运机构上，所述夹持件的数量至少为两个且对向设在夹持架的底部的两端。

进一步优选的，所述夹持件包括底座、滑块与至少一个夹持组件，所述底座滑动连接在夹持架上，所述滑块滑动连接在底座上，所述夹持组件包括两个对向滑动连接在滑块上的夹持臂，同一个夹持组件中的两个夹持臂之间形成能够安置排气管或排气管零件的夹持腔，所述底座、滑块与夹持臂均与驱动机构传动相连，所述底座的滑动方向与滑块的滑动方向垂直，若夹持组件的数量为两个或两个以上时，一个夹持组件到另一个坚持组件的方向与夹持架底部安装有夹持件的一端到夹持架底部安装有夹持件的另一端的方向相同。

进一步优选的，所述夹持臂为从夹持腔向该夹持臂方向凹陷的弧形结构。

进一步优选的，所述夹持臂朝向夹持腔一侧的壁上设有缓冲件。

进一步优选的，所述连接机构包括连接件、转动件与翻转件，所述连接件的顶端固定连接在搬运机构上，所述转动件的一端转动连接在连接件的底端，所述翻转件的一端铰接在转动件的另一端，所述夹持机构固定连接在翻转件的另一端，所述转动件、翻转件均与驱动机构传动相连，所述转动件的转动平面与翻转件的转动平面垂直。

进一步优选的，所述支架机构上设有至少一个横向或纵向的导轨，所述导轨上滑动连接有至少一个搬运机构，所述搬运机构包括搬运架以及竖向滑动连接在搬运架上的升降组件，所述搬运架滑动连接在对应的导轨上，所述搬运架、升降组件均与驱动机构传动相连，所述夹持机构连接在升降组件上。

进一步优选的，所述搬运架与驱动机构之间、升降组件与驱动机构之间均通过齿带传动结构传动相连。

本发明提供的一种排气管自动搬运系统，通过在支架机构设置物料存储区来存储排气管或排气管零件，并通过搬运机构、劫持机构与机械手的共同作用将物料存储区的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位，实现排气管各零部件的组焊到组焊后的部件无人化操作自动搬运，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率，同时能够实现复杂形状排气管搬运过程中的中间存储，将分步组焊的排气管或已组焊完成的排气管进行存储。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明第一种实施方式的正视图；

图2为本发明第一种实施方式的侧视图；

图3为本发明第一种实施方式的俯视图；

图4为本发明第一种实施方式的轴测图；

图5为本发明实施例中夹持件的结构示意图；

图6为本发明第二种实施方式的正视图；

图7为本发明第二种实施方式的侧视图；

图8为本发明第二种实施方式的俯视图；

图9为本发明第二种实施方式的轴测图；

图10为本发明第三种实施方式的正视图；

图11为本发明第三种实施方式的侧视图；

图12为本发明第三种实施方式的俯视图；

图13为本发明第三种实施方式的轴测图；

图14为本发明第四种实施方式的正视图；

图15为本发明第四种实施方式的侧视图；

图16为本发明第四种实施方式的俯视图；

图17为本发明第四种实施方式的轴测图；

附图标号说明：1-支架机构、1a-型钢、1b-物料存储区、1c-导轨；2-机械手；3-搬运机构、3a-搬运架、3b-升降杆、3c-连接机构；4-夹持机构、4a-夹持架、4b-夹持件、4b1-底座，4b2-滑块，4b3-夹持臂，4b4-缓冲件、5-控制机构

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-4所示的是一种排气管自动搬运系统的第一种实施方式，排气管自动搬运系统包括支架机构1、搬运机构3、夹持机构4、机械手2、驱动机构与控制机构5组成；其中，支架机构1为由若干根型钢1a拼接组成的框架结构，框架结构内形成有若干搬运排气管或排气管零件过程中“行走”的廊道，廊道的方向为横向或纵向，每一廊道上方设有至少一个对应廊道方向的导轨1c；其中，组成支架机构1的型钢1a之间采用焊接或螺栓连接的方式形成框架结构。支架机构1上的部分廊道为物料存储区1b，其上设有有存储柜，用于存储排气管或排气管零件。

搬运机构3的数量至少为一个，滑动连接在导轨1c上以用于将物料存储区 1b内的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位；搬运机构3包括搬运架3a以及竖向滑动连接在搬运架3a上的升降组件，搬运架3a滑动连接在对应的导轨1c上，搬运架3a、升降组件均与驱动机构传动相连，夹持机构4连接在升降组件上。

具体的，驱动机构包括设在导轨1c端部的第一驱动电机，导轨1c上沿导轨1c的方向设有与第一驱动电机传动相连的环形齿带，搬运架3a上转动连接有第一驱动齿轮，且第一驱动齿轮与环形齿带啮合；当第一驱动电机启动后，环形齿带在第一驱动电机的驱动下转动，此时与环形齿带啮合的第一驱动齿轮跟随齿带转动进而沿着导轨1c的方向滑动；优选的，导轨1c上位于环形齿带上、下两侧的位置还设有滑轨，搬运架3a上位于第一驱动齿轮上、下两侧的位置设有与滑轨对应的滑槽，滑槽滑动连接在滑轨上，对搬运架3a在导轨1c上滑动的过程中起到一定的稳固、导向的作用。

驱动机构还包括设有搬运架3a上的第二驱动电机，升降组件包括竖向的升降杆3b与条状齿带，升降杆3b上设有竖向的驱动槽，驱动槽的壁上设有环状的刚性齿带，第二驱动电机的输出端上设有第二驱动齿轮，第二驱动齿轮的两侧分别与驱动槽左、右两侧的壁上的刚性齿条啮合。第二驱动电机驱动后，在齿轮传动结构的带动下，进而实现升降杆3b在搬运架3a上的升降功能。

夹持机构4设在搬运机构3上，用于将排气管或排气管零件夹持固定在搬运机构3上；夹持机构4包括夹持架4a与夹持件4b，夹持架4a的顶端通过连接机构3c连接在升降杆3b底端，夹持件4b的数量至少为两个且对向设在夹持架4a的底部的两端。

具体的，连接机构3c包括连接件、转动件与翻转件，连接件的顶端固定连接在升降杆3b底端，转动件的一端转动连接在连接件的底端，翻转件的一端铰接在转动件的另一端，夹持机构4固定连接在翻转件的另一端，转动件、翻转件均与驱动机构传动相连，转动件的转动平面与翻转件的转动平面垂直。其中，驱动机构包括设在连接件底部的第三驱动电机，第三驱动电机的输出端上设有第三驱动齿轮，转动件为环形件，环形件的顶部通过一个突起嵌入转动连接件的底部，转动件的侧壁设有环状的刚性齿带，第三驱动齿轮与转动件侧部的齿带啮合，第三驱动电机启动后即能带动转动件在连接件上转动。驱动机构还包括驱动气缸，驱动气缸的固定端铰接在旋转件的底部，驱动气缸的输出端铰接在翻转件上远离转动件的一端，在驱动气缸的驱动下实现翻转件在转动件上的转动过程。

参考图5，夹持件4b为电动/气动机械爪，具体包括底座4b1、滑块4b2与至少一个夹持组件，底座4b1滑动连接在夹具基架上，滑块4b2滑动连接在底座4b1上，夹持组件包括两个对向滑动连接在滑块4b2上的夹持臂4b3，具体的，驱动机构还包括电源/微型气泵，两个夹持臂4b3在电源/微型气泵的驱动下在滑块4b2上滑动，以完成对排气管或排气管零件的夹持与松开。同一个夹持组件中的两个夹持臂4b3之间形成能够安置排气管或排气管零件的夹持腔，底座 4b1、滑块4b2与夹持臂4b3均与驱动机构传动相连，底座4b1的滑动方向与滑块4b2的滑动方向垂直，若夹持组件的数量为两个或两个以上时，一个夹持组件到另一个坚持组件的方向与夹持架4a底部安装有夹持件4b的一端到夹持架 4a底部安装有夹持件4b的另一端的方向相同。驱动机构还包括设在每一个夹持架4a与底座4b1上的微电机，夹持架4a上的微电机通过齿轮传动机构驱动底座4b1在夹持基架上滑动，底座4b1上的微电机通过齿轮传动机构驱动滑块4b2 在底座4b1上滑动。通过两个微电机的驱动，可以将滑块4b2调节至夹持架4a 上的任意位置，以使得夹持件4b能够夹持不同形状的排气管或排气管零件。

优选的，夹持臂4b3为从夹持腔向该夹持臂4b3方向凹陷的弧形结构，以适应排气管两端消音器部分的弧面，使得夹持效果更佳稳定。进一步的，夹持臂4b3朝向夹持腔一侧的壁上设有缓冲件4b4，本实施例中，缓冲件4b4为若干间隔设在夹持臂4b3上朝向夹持腔一侧的壁上的橡胶垫块，缓冲件4b4还可以是设在持臂上朝向夹持腔一侧的壁上的弧形橡胶板，其中，弧形橡胶板的长度方向与一个连接机构3c到另一个连接机构3c的方向相同，弧形橡胶板从夹持腔向对应夹持臂4b3的方向凹陷。通过在夹持臂4b3上增设缓冲件4b4以防止夹持臂4b3在夹持排气管的过程中因夹持力度过大而损坏排气管。

机械手2的数量至少一个，设在支架机构1的廊道内，用于实现物料存储区1b与搬运机构3之间、不同搬运机构3之间的排气管或排气管零件的转换；本实施例中的机械手2采用市场上常见的类型，例如OTC FD-B4型号的多功能机械手2后。

控制机构5包括电性相连的电气控制柜与控制面板，具体的，电气控制柜为PLC控制柜，PLC的具体编程过程属于常规技术手段，本领域技术人员可以根据本实施例中所公开的内容进行PLC的控制程序的编程工作；驱动机构、机械手2与电机控制柜电性相连，工作人员通过操作控制面板进而控制整个排气管自动搬运系统的运行。其中，电气控制柜与控制面板均采用现有技术中的通用设备，因此本实施例中不作赘述。

上述实施例通过在支架机构1设置物料存储区1b来存储排气管或排气管零件，并通过搬运机构3、劫持机构与机械手2的共同作用将物料存储区1b的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位，实现排气管各零部件的组焊到组焊后的部件无人化操作自动搬运，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率，同时能够实现复杂形状排气管搬运过程中的中间存储，将分步组焊的排气管或已组焊完成的排气管进行存储。

本实施方式中，框架结构内具有两个廊道，一个为横向，另一个为纵向；其中物料存储区1b位于横向廊道的一端，横向廊道的另一端与纵向廊道通，使得整个制成机构形成7字形结构。其中，横向廊道与纵向廊道内分别设有一个导轨1c，每一个导轨1c上设置有一个搬运机构3。

如图6-9所示的是一种排气管自动搬运系统的第二种实施方式，包括与第一种实施方式结构相同的支架机构1、搬运机构3、夹持机构4、机械手2、驱动机构与控制机构5组成，与第一种实施方式的不同之处在于：框架结构内具有两个廊道，一个为横向，另一个为纵向；其中物料存储区1b位于横向廊道的一端，横向廊道的另一端与纵向廊道通，使得整个制成机构形成7字形结构。其中，横向廊道内设有两个相互平行的导轨，纵向廊道内设有一个导轨，每一个导轨上设置有一个搬运机构3。

如图10-13所示的是一种排气管自动搬运系统的第三种实施方式，包括与第一种实施方式结构相同的支架机构1、搬运机构3、夹持机构4、机械手2、驱动机构与控制机构5组成，与第一种实施方式的不同之处在于：框架结构内具有两个廊道，一个为横向，另一个为纵向；其中物料存储区1b位于横向廊道的一端，横向廊道的另一端与纵向廊道通，使得整个制成机构形成7字形结构。其中，横向廊道与纵向廊道内分别设有一个导轨，横向廊道内的导轨上设有两个搬运机构3，纵向廊道内的导轨上设有一个搬运机构3。

如图14-17所示的是一种排气管自动搬运系统的第四种实施方式，包括与第一种实施方式结构相同的支架机构1、搬运机构3、夹持机构4、机械手2、驱动机构与控制机构5组成，与第一种实施方式的不同之处在于：框架结构内具有两个廊道，一个为横向，另一个为纵向；其中物料存储区1b位于横向廊道的一端，横向廊道的另一端与纵向廊道通，使得整个制成机构形成7字形结构。其中，横向廊道与纵向廊道内分别设有一个导轨，每一个导轨上设置有一个搬运机构3，横向廊道导轨与纵向廊道导轨设在一个7形结构的型材上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种排气管自动搬运系统，其特征在于，包括：

支架机构，其上设有能够储存排气管或排气管零件的物料存储区；

至少一个搬运机构，滑动连接在支架机构上，用于将物料存储区内的排气管或排气管零件搬运至安装工位或焊接工位；

夹具机构，设在搬运机构上，用于将排气管或排气管零件夹持固定在搬运机构上；

机械手，设在支架机构内，用于实现物料存储区与搬运机构之间、不同搬运机构之间的排气管或排气管零件的转换；

驱动机构，与搬运机构、夹持机构传动相连，起到驱动作用；

控制机构，与驱动机构、机械手电性相连，起到总控作用；

驱动机构包括设在导轨端部的第一驱动电机，导轨上沿导轨的方向设有与第一驱动电机传动相连的环形齿带，搬运架上转动连接有第一驱动齿轮，且第一驱动齿轮与环形齿带啮合；当第一驱动电机启动后，环形齿带在第一驱动电机的驱动下转动，此时与环形齿带啮合的第一驱动齿轮跟随齿带转动进而沿着导轨的方向滑动，导轨上位于环形齿带上、下两侧的位置还设有滑轨，搬运架上位于第一驱动齿轮上、下两侧的位置设有与滑轨对应的滑槽，滑槽滑动连接在滑轨上；

驱动机构还包括设有搬运架上的第二驱动电机，升降组件包括竖向的升降杆与条状齿带，升降杆上设有竖向的驱动槽，驱动槽的壁上设有环状的刚性齿带，第二驱动电机的输出端上设有第二驱动齿轮，第二驱动齿轮的两侧分别与驱动槽左、右两侧的壁上的刚性齿条啮合；

连接机构包括连接件、转动件与翻转件，所述连接件的顶端固定连接在搬运机构上，所述转动件的一端转动连接在连接件的底端，所述翻转件的一端铰接在转动件的另一端，所述夹持机构固定连接在翻转件的另一端，所述转动件、翻转件均与驱动机构传动相连，所述转动件的转动平面与翻转件的转动平面垂直；

所述夹持机构包括夹持架与夹持件，所述夹持架的顶端通过连接机构连接在搬运机构上，所述夹持件的数量至少为两个且对向设在夹持架的底部的两端；

所述夹持件包括底座、滑块与至少一个夹持组件，所述底座滑动连接在夹持架上，所述滑块滑动连接在底座上，所述夹持组件包括两个对向滑动连接在滑块上的夹持臂，同一个夹持组件中的两个夹持臂之间形成能够安置排气管或排气管零件的夹持腔，所述底座、滑块与夹持臂均与驱动机构传动相连，所述底座的滑动方向与滑块的滑动方向垂直，若夹持组件的数量为两个以上时，一个夹持组件到另一个夹持组件的方向与夹持架底部安装有夹持件的一端到夹持架底部安装有夹持件的另一端的方向相同。

2.根据权利要求1所述排气管自动搬运系统，其特征在于，所述夹持臂为从夹持腔向该夹持臂方向凹陷的弧形结构。

3.根据权利要求1所述排气管自动搬运系统，其特征在于，所述夹持臂朝向夹持腔一侧的壁上设有缓冲件。

4.根据权利要求1至3任一项所述排气管自动搬运系统，其特征在于，所述支架机构上设有至少一个横向或纵向的导轨，所述导轨上滑动连接有至少一个搬运机构，所述搬运机构包括搬运架以及竖向滑动连接在搬运架上的升降组件，所述搬运架滑动连接在对应的导轨上，所述搬运架、升降组件均与驱动机构传动相连，所述夹持机构连接在升降组件上。

5.根据权利要求4所述排气管自动搬运系统，其特征在于，所述搬运架与驱动机构之间、升降组件与驱动机构之间均通过齿带传动结构传动相连。