CN110340575A - 一种机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线。所述机车顶盖焊装拼台包括库位、上件台和抓手，所述上件台通过一锁紧机构锁止于所述库位的上部；所述上件台的上端设有用于对放置的车顶盖实现定位的车顶盖限位机构，和设有用于对放置的抓手实现定位的抓手限位机构。与相关技术相比，本发明实现了多车型车顶盖共线生产，并通过将车顶盖和抓手的存放功能合二为一，都集成于上件台上，从而减少了抓手存放架的占地空间，还降低了机器人的可达性风险，更节省了投入成本，另还解决了汽车厂商预留车型的空间问题。

Description

一种机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线

技术领域

本发明涉及汽车零部件生产加工技术领域，尤其涉及一种机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线。

背景技术

现有的车顶盖焊接工艺中需要采用的工装设备有：用于焊接车顶盖的主生产线，设于所述主生产线旁侧的上件台和抓手存放架，用机器人将抓手存放架上的抓手取出，再用抓手拾取上件台上的车顶盖，位移至主生产线的焊接夹具上将车顶盖夹紧，再进行车顶盖的焊接。抓手在不使用时通常是放置于抓手存放架上。

其中，不同车型的上件台通过精定位库位来实现多车型的柔性切换。而不同抓手的切换则是通过抓手存放架来实现。一旦众多车型共线生产，未来预留车型多，顶盖差异性大，使抓手的数量增多，导致抓手存放架的数量也相应增多，则在生产线布局时需要考虑足够的存放空间，浪费场地，且投入成本高。另外，还提高了机器人的可达性风险。

因此，有必要提供一种机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取消抓手存放架、节约场地、减少投入成本的机车顶盖焊装拼台及使用其的焊接生产线。

本发明的技术方案是：一种机车顶盖焊装拼台包括库位、上件台和抓手，所述上件台通过一锁紧机构锁止于所述库位的上部；所述上件台的上端设有用于对放置的车顶盖实现定位的车顶盖限位机构，和设有用于对放置的抓手实现定位的抓手限位机构。

上述方案中，将车顶盖、抓手的存放集成于上件台，取消了抓手存放架，既减少了抓手存放架的占地空间，又降低了机器人的可达性风险，减少设备投入成本。另外，库位与上件台的活动设置，可实现库位与不同车型的上件台匹配，可实现线下不同车顶盖的上件台灵活切换，实现多车型共线生产。不同车型的上件台放置对应车型的车顶盖或抓手。

优选的，所述锁紧机构包括多个Y向导向轮、Z向导向轮和一缓冲装置，多个所述Y向导向轮沿所述上件台的纵轴线对称设置，多个所述Z向导向轮竖向设于所述上件台底部的四周；所述库位沿其纵轴线对称设有两导向板；所述缓冲装置设于库位上，且位于上件台移动方向的末端；所述上件台移动至所述库位上部后，多个所述Y向导向轮抵接于所述导向板的外侧，同时，所述Z向导向轮与所述库位上端接触，缓冲装置与所述上件台行进的前端抵接。

纵向是指库位和上件台的长度方向，宽度方向为横向，即该长度方位也为上件台的位移方向，是指纵轴线库位或上件台在纵向上的中心线。

优选的，所述锁紧机构还包括一端固设于所述库位的夹紧装置，所述上件台移动至所述库位上部后，所述夹紧装置的另一端在与缓冲装置抵接方向的反向侧将所述上件台锁紧。

优选的，两所述导向板在上件台进入的前端设有向库位纵轴线倾斜的夹角。进入时，可通过该夹角进行粗定位。

优选的，所述车顶盖限位机构包括两车顶盖定位销和多个车顶盖定位块，两所述车顶盖定位销设于上件台的垂直于上件台行进方向的两端，多个所述车顶盖定位块竖向设于上件台的上端面，并与待放置的车顶盖的下端面匹配。

上述垂直也即指两所述车顶盖定位销中心连线与上件台行进方向垂直。

优选的，所述抓手限位机构包括两抓手定位销和多个抓手定位块，两所述抓手定位销设于上件台的垂直于上件台行进方向的两端，多个所述抓手定位块竖向设于上件台的上端面，并与待放置的抓手的外形匹配。

优选的，所述车顶盖定位销的安装高度高于所述抓手定位销的安装高度，所述车顶盖定位块的垂直高度高于所述抓手定位块的垂直高度，且所述车顶盖定位销与所述抓手定位销错开设置，所述车顶盖定位块与所述抓手定位块错开设置。

优选的，所述抓手为框架结构，包括设置在其上的多个与车顶盖上端面匹配的吸盘、多个用于夹持车顶盖侧端的夹持装置、及在抓手两端设置的与车顶盖上的孔匹配的插销。

优选的，所述抓手上还设有用于与车顶盖焊接夹具匹配的多个定位杆，多个所述定位杆设置在抓手纵向的两侧且沿抓手的纵轴线对称。

抓手的纵向与库位的纵向相同，抓手纵轴线指抓住在纵向上的中心线。

本发明还提供一种机车顶盖焊接生产线，包括主线、设于主线上的车顶盖焊接夹具，位于主线的上料端一侧的机器人，还包括上述的机车顶盖焊装拼台，所述焊装拼台设于主线的上料端，且所述机器人在焊装拼台和主线之间动作。

优选的，所述库位预埋在所述主线上料端的地面上。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、将库位设计为通用结构，在顶盖工位的柔性焊接中，将上件台设计为分车型，从而实现多车型共线的通用焊接加工方式，在任意多种车型中快速切换；

二、实现了多车型车顶盖共线生产，并通过将车顶盖和抓手的存放功能合二为一，都集成于上件台上，从而减少了抓手存放架的占地空间，还降低了机器人的可达性风险，更节省了投入成本，另还解决了汽车厂商预留车型的空间问题。

附图说明

图1为本发明提供的机车顶盖焊接生产线的结构示意图；

图2为本发明提供的机车顶盖焊装拼台的结构示意图；

图3为图2的立体示意图；

图4为本发明的库位与上件台连接的俯视示意图；

图5为本发明的库位与上件台的立体结构示意图；

图6为本发明的上件台放置车顶盖的示意图；

图7为本发明的抓手在上件台上抓取车顶盖的示意图；

图8为本发明的抓手带动车顶盖放置主线上的焊接夹具的示意图。

附图中，1-主线、2-焊接夹具、3-焊装平台、R1-机器人、4-车顶盖、21-夹块、31-库位、32-上件台、33-抓手、34-锁紧机构、35-车顶盖限位机构、36-抓手限位机构、311-导向板、321-车轮、322-坡度块、331-吸盘、332-夹持装置、333-插销、334-定位杆、335-法兰盘、341-Y向导向轮、342-Z向导向轮、343-缓冲装置、344-夹紧装置、351-车顶盖定位销、352-车顶盖定位块、361-抓手定位销、362-抓手定位块。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本发明提供的一种机车顶盖焊接生产线包括主线1、设于所述主线1上的焊接夹具2、位于所述主线1上料端旁侧的焊装拼台3和用于将所述焊装拼台3上的车顶盖物料抓取并放置于所述主线1上的焊接夹具2的机器人R1。

如图2所示，所述焊接拼台3包括库位31、上件台32和抓手33。所述库位31基建预埋在所述主线1的上料端地面上，所述库位31的上端面高出地面一定高度。所述库位31为垂直于主线1长度方向的框架结构，所述库位31的长度方向为纵向（如图3所示的Y向），宽度方向为横向（如图3所示的X向）。

所述上件台32通过在其底部设置的车轮321可实现位移。使用时，将上件台32位移至库位31的上部，不使用时，则位移至缓存区。

所述上件台32移动至所述库位31上部后，通过一锁紧机构34将所述上件台32和库位31锁紧，所述上件台32的上端设有用于对放置的车顶盖实现定位的车顶盖限位机构35，和设有用于对放置的抓手实现定位的抓手限位机构36。

如图3、7所示，所述抓手33为框架结构，包括设置在其上的多个与车顶盖上端面匹配的吸盘331、多个用于夹持车顶盖侧端的夹持装置332、及在抓手两端设置的与车顶盖上的孔匹配的插销333、用于与车顶盖焊接夹具匹配的多个定位杆334。定位杆334设置在抓手纵向（与库位纵向相同）的两侧且沿抓手的纵轴线（与库位纵轴线平齐）对称。所述插销333设于抓手横向方向（与库位横向相同）的两端，插销333可通过气缸实现伸缩。抓手33的顶端设有一用于机器人的机械臂末端抓取的法兰盘335。

如图2、4所示，所述锁紧机构34包括四对Y向导向轮341、四个Z向导向轮342和一缓冲装置343。所述Y向导向轮341沿所述上件台32的纵轴线对称设置有四对，两侧呈对称的相对设置。上件台32的纵向是指上件台32进入库位31的位移方向，且该纵向与库位的长度方向一致，上件台32的纵轴线则指该方向上的中心线。Y向导向轮341通过支架水平固定于上件台32上。

所述库位31沿其纵轴线（长度中心线）对称设有两导向板311，且两所述导向板311在上件台进入的前端设有向库位31纵轴线倾斜的夹角α，该夹角α为165°。所述上件台32移动至所述库位31上部后，多个所述Y向导向轮341抵接于所述导向板311的外侧。当上件台32接近库位31时，先通过两个导向板311的两个倾斜夹角实现粗定位，当上件台32进入后，再通过上件台32上的Y向导向轮341与导向板311的外侧抵接，实现上件台32的Y方向（宽度方向）的精定位。

如图2、3、4所示，四个车轮321设于上件台32外轮廓的四角处，四个所述Z向导向轮342竖向设于所述上件台底部的四周，四个Z向导向轮342位于四个车轮321内，且Z向导向轮342的高度小于四个车轮321的高度。四个Z向导向轮342横向方向上的两个Z向导向轮342之间的间距大于库位31上两导向板311之间的间距，即，当上件台32进入库位31上部后，四个Z向导向轮342与库位上端面接触，当上件台32位移至与缓冲装置343抵接后，夹紧装置344锁紧上件台32。缓冲装置343的抵接方向与夹紧装置344的夹紧方向相反，可起较好的锁紧作用。夹紧装置344可通过气缸驱动杠杆实现夹紧。

所述上件台32的上端面还设有坡度块322，所述坡度块322与Z向导向轮342的位置及数量一一对应，用于Z向导向轮342移动至上件台32上端时的导向作用。四个Z向导向轮342在推入过程中，与坡度块322接触，使上件台32离开地面从而实现Z向精定位。再通过缓冲装置343实现X方向定位，最后通过夹紧装置344的气缸将上件台夹紧，以确保上件台在三个方向的精度稳定不变。

如图5、6所示，所述车顶盖限位机构35包括两个车顶盖定位销351和多个车顶盖定位块352，两所述车顶盖定位销351设于上件台32的垂直于上件台32行进方向的两端，即指设置在上件台32横向方向的两端。多个所述车顶盖定位块352竖向设于上件台32的上端面，并与待放置的车顶盖的下端面匹配。

如图2、3、5所示，所述抓手限位机构36包括两个抓手定位销361和多个抓手定位块362，两所述抓手定位销361设于上件台32的垂直于上件台32行进方向的两端，即指设置在上件台32横向方向的两端，所述车顶盖定位销351的安装高度高于所述抓手定位销361的安装高度，且两者错开设置。多个所述抓手定位块362竖向设于上件台32的上端面，并与待放置的抓手的外形匹配。

如图2、3所示，当需要放置抓手33时，抓手33因为框架结构，其需与车顶盖定位块362错开，其下端面与抓手定位块362接触实现Z方向的限位，并通过抓手定位销361实现X、Y方向的限位，由此保证抓手在上件台32上的三个方向的精度。

在本实施例中，车顶盖为整体的钣金件，抓手为框架梁结构，为了保证上件台32能兼容地放置抓手或车顶盖，避免车顶盖放置在上件台时与抓手限位机构发生干涉，所述车顶盖限位机构的定位基座的垂直高度高于所述抓手限位机构的垂直高度，即所述车顶盖定位销351与所述抓手定位销361错开设置，所述车顶盖定位块352与抓手定位块362错开设置，且所述车顶盖定位块352的垂直高度高于所述抓手定位块362的垂直高度。

本发明提供的机车顶盖焊接生产线的工艺流程为：

工艺布局将用于上件台的精定位库位31布局在机器人R1可达区内；

当线上需要加工A车型的车顶盖时，把放置有A车型的抓手的A车型上件台推入库位31并锁紧定位；

机器人R1接收到信号后将抓手取出回到HOME位，人工通过吊具将A车型的车顶盖4放置A车型上件台上对应位置，让车顶盖4下端面与车顶盖定位块352接触，并通过车顶盖定位销351与车顶盖4对应的孔实现位置限定（如图7所示）；

机器人R1驱动抓手移动至A车型上件台的上部并与车顶盖接触，通过插销333与车顶盖上对应的孔位进行粗定位，再通过吸盘331吸取车顶盖的上端面，最后通过加持装置332绕经车顶盖的侧端在另一侧夹紧；

机器人R1将车顶盖4抓取至主线1的焊接夹具2上，定位杆334与焊接夹具2上的四个立柱5位置匹配，并通过焊接夹具的夹块21将定位杆334及车顶盖4固定（如图8所示）；

由其它焊接机器人进行焊接。

当线上需要加工B车型时，机器人R1接收信息将其末端的A车型抓手放置在A车型上件台上，库位31松开A车型上件台，人工将A车型上件台及其上的抓手退走；

再将B车型上件台及放置于其上的B车型抓手推入库位31中夹紧并定位，依次完成上述A车型形同的焊接工作。

可快速完成任意两种车型的切换而不增加主线上设备及占用场地空间，并且使机器人R1的工作空间保持良好不变。

对于汽车厂商可以预留两种以上车型的任意切换，既减少了抓手存放架的占地空间，又降低了机器人的可达性风险，同时还节省了投入成本，更解决了汽车厂商预留车型的空间问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机车顶盖焊装拼台，其特征在于，包括库位（31）、上件台（32）和抓手（33），所述上件台（32）通过一锁紧机构（34）锁止于所述库位（31）的上部；所述上件台（32）的上端设有用于对放置的车顶盖实现定位的车顶盖限位机构（35），和设有用于对放置的抓手（33）实现定位的抓手限位机构（36）。

2.根据权利要求1所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述锁紧机构（34）包括多个Y向导向轮（341）、Z向导向轮（342）和一缓冲装置（343），多个所述Y向导向轮（341）沿所述上件台（32）的纵轴线对称设置，多个所述Z向导向轮（342）竖向设于所述上件台（32）底部的四周；所述库位（31）沿其纵轴线对称设有两导向板（311）；所述缓冲装置（343）设于库位（31）上，且位于上件台（32）移动方向的末端；所述上件台（32）移动至所述库位（31）上部后，多个所述Y向导向轮（341）抵接于所述导向板（311）的外侧，同时，所述Z向导向轮（342）与所述库位（31）上端接触，缓冲装置（343）与所述上件台（32）行进的前端抵接。

3.根据权利要求2所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述锁紧机构（34）还包括一端固设于所述库位（31）的夹紧装置（344），所述上件台（32）移动至所述库位（31）上部后，所述夹紧装置（344）的另一端在与缓冲装置（343）抵接方向的反向侧将所述上件台（32）锁紧。

4.根据权利要求2所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，两所述导向板（311）在上件台（32）进入的前端设有向库位（31）纵轴线倾斜的夹角。

5.根据权利要求1所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述车顶盖限位机构（35）包括两车顶盖定位销（351）和多个车顶盖定位块（352），两所述车顶盖定位销（351）设于上件台（32）的垂直于上件台（32）行进方向的两端，多个所述车顶盖定位块（352）竖向设于上件台（32）的上端面，并与待放置的车顶盖的下端面匹配。

6.根据权利要求5所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述抓手限位机构（36）包括两抓手定位销（361）和多个抓手定位块（362），两所述抓手定位销（361）设于上件台（32）的垂直于上件台（32）行进方向的两端，多个所述抓手定位块（362）竖向设于上件台（32）的上端面，并与待放置的抓手的外形匹配。

7.根据权利要求6所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述车顶盖定位销（351）的安装高度高于所述抓手定位销（361）的安装高度，所述车顶盖定位块（352）的垂直高度高于所述抓手定位块（362）的垂直高度，且所述车顶盖定位销（351）与所述抓手定位销（361）错开设置，所述车顶盖定位块（352）与所述抓手定位块（362）错开设置。

8.根据权利要求1所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述抓手（33）为框架结构，包括设置在其上的多个与车顶盖上端面匹配的吸盘（331）、多个用于夹持车顶盖侧端的夹持装置（332）、及在抓手（33）两端设置的与车顶盖上的孔匹配的插销（333）。

9.根据权利要求7所述的机车顶盖焊装拼台，其特征在于，所述抓手（33）上还设有用于与车顶盖焊接夹具匹配的多个定位杆（334），多个所述定位杆（334）设置在抓手（33）纵向的两侧且沿抓手（33）的纵轴线对称。

10.一种机车顶盖焊接生产线，包括主线、设于主线（1）上的车顶盖焊接夹具（2）、位于主线（1）的上料端一侧的机器人（R1），其特征在于，还包括如权利要求1~9任一项所述的机车顶盖焊装拼台（3），所述焊装拼台（3）设于主线（1）的上料端，且所述机器人（R1）在焊装拼台（3）和主线（1）之间动作。