CN110371330A - 一种汽车座垫自动化填充设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车座垫自动化填充设备，填充设备包括机架、竖直移动机构、水平移动机构、送料机构、水平传送机构和夹具机构，所述机架由主机架和副机架构成，所述副机架垂直主机架安装，且副机架上承载固定有竖直移动机构、送料机构和水平移动机构，且主机架的面板上安装固定有水平传送机构，夹具机构至少有4个分别固定在机架的槽前和槽后。本发明的优点是：改善工人劳动条件，降低工作人员劳动强度；实现自动化生产，提高生产效率，降低劳动成本；系统工作平稳，增强产品的可靠性和质量的稳定性；适应性强，能够填充各种材料、形状的座垫，同时能够对具有类似结构的其他用品进行物料填充。

Description

一种汽车座垫自动化填充设备

技术领域

本发明属于机械自动化领域，特别适用于汽车座垫物料自动填充时使用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，家用汽车的数量越来越多，人们对汽车用品的要求和体验感觉也越来越高，汽车座垫就是常用的汽车内饰用品之一。汽车座垫不仅起到装饰作用，还影响着人们的驾驶体验。在皮革、织物等众多材料做成的座垫中，养生座垫以其实用性、保健性和成本低廉成为人们争相选购的产品。

养生座垫外层为装饰层，内层为布艺密封层，使用缝纫机将整个座垫缝制出均匀分布的、宽度为1～2cm的通道，在通道中填充决明子、山楂籽、荞麦壳等植物颗粒料，座垫饱满有韧性，环保健康。

当前对颗粒料进行填充时，人工手持装料漏斗，用高压气体将颗粒料吹入座垫通道，一次填充一个通道，依次填充每个通道。由于一块座垫有几十到上百个通道，容器中的填充物的重量较重，工人长时间手动操作，劳动量较大；同时填充过程中产生大量的粉尘，严重危害身体健康和环境。人工操作时，凭借经验，有些通道填充过满，容易造成密封层破裂；有些通道填充量少，填充不满。因此，有必要设计一种新的技术方案，解决座椅靠垫填充过程中存在的问题。

发明内容

本发明的任务是提出一种提高工作效率，降低工作人员劳动强度，适应性强的一种汽车座垫自动化填充设备。

本发明的任务是这样完成的，其特征在于：填充设备包括机架、竖直移动机构、水平移动机构、送料机构、水平传送机构和夹具机构，所述机架由主机架和副机架构成，所述副机架垂直主机架安装，且副机架上承载固定有竖直移动机构、送料机构和水平移动机构，且主机架的面板上安装固定有水平传送机构，夹具机构至少有4个分别固定在机架的槽前和槽后。

所述主动架采用型材焊接或螺栓拼接，周围用盖板覆盖，且主机架中间加有物料垫充过程中让座垫通过的槽，槽的后方设置有框门和通风口，框门里安装有电器元件，脚杯1安装在主机架的底部，所述副机架采用型材焊接或螺栓拼接。

所述竖直移动机构包括立板、竖直移动伺服电机、同步带、同步轮、导轨、滑块、云台，且竖直移动伺服电机固定在副机架的立板上，导轨沿着立板方向固定，且竖直移动伺服电机上安装有同步轮，且同步轮上面的立板上固定有另一个同步轮，且同步轮与另一个同步轮之间用同步轮带环绕，且可以调节同步轮上下之间的距离和紧绷程度，滑块通过螺栓和压板固定在同步带一侧，并能随同步带的移动在导轨里移动，且导轨固定在副机架上，云台固定在滑块上并随滑块上下运动，云台是用于固定水平移动机构的平台。

所述水平移动机构包括伺服电机、前端板、滚珠丝杠、丝杠螺母、水平移动滑块、后端板、夹子台、底板，所述底板安装在云台上，承载整个水平移动机构，所述伺服电机和前端板并同固定在底板上，且伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，且滚珠丝杠两端通过前端板和后端板固定在底板上，且底板表面装配有导轨，丝杠的螺母套在滚珠丝杠上，水平移动滑块下端和导轨配合，同时和夹子台一起固定在丝杠螺母上，当伺服电机带动滚珠丝杠转动时，丝杠螺母、水平移动滑块和夹子台一起沿着导轨作直线运动，所述夹子台为板状零件，中间有圆孔侧边开槽，用于夹持送料机构上的喷吹头，将喷吹头放入圆孔后，螺栓旋入侧边凸台圆孔，实现紧固。

所述送料机构包括储料罐、软管、气动接头、喷吹头、喷管，所述储料罐固定在副机架的顶部，储料罐适用于存放填充物料，储料罐的底部与软管一端连接，且软管的另一端与喷吹头一端连接，且喷吹头的中间装有气动接头，气动接头通入高压气体，且喷吹头另一端与喷管连接，填充物料从储料罐经软管进入喷吹头再经过喷管被压入座垫，喷吹头安装在水平移动机构的夹子台上，并随夹子台一起运动，竖直移动机构和水平移动机构共同决定了喷管的位置。

所述水平传送机构包括横板及其背部导轨、水平同步轮、水平同步带、水平滑块、水平传送伺服电机、水平导轨和导轨，所述水平导轨至少3条，水平滑块至少5个，所述示水平传送伺服电机固定在横板的一端，且水平传送伺服电机上装有水平同步轮，且另一个水平同步轮安装在横板的另一端，且水平同步轮之间用水平同步带连接，且水平同步带上通过夹板固定有水平滑块，水平滑块和横板之间通过横板背部导轨连接，该导轨通过螺栓固定在横板背面，当水平传送伺服电机运动时，水平同步轮、水平同步带和水平滑块能够沿着该水平导轨直线移动。

所述夹具机构包括包括个相同的独自结构，每个结构包括前调节板、滑轨气缸、下夹板、压紧气缸、上夹板、后调节板，且夹具机构主机架槽前面的个独立机构通过前调节板连接构成主动机构，主机架槽后面的2个独立机构通过后调节连接构成从动机构，且主动和从动夹紧机构的结构相同；前调节板和水平移动机构中的水平滑块连接，上夹板固定在压紧气缸的活塞杆上能够随活塞杆一起上下运动，压紧气缸安装在下夹板上，下夹板安装在滑轨气缸的上滑座的顶面，当滑轨气缸的上滑座向后运动时，下夹板、压紧气缸和上夹板能一起向后运动，当4个夹紧气缸的活塞杆同时向下运动时，能夹住座垫的4个边角；当4个滑轨气缸同时作用时，其活塞杆带动上滑座向各自滑轨气缸尾部运动，将座垫在前后方向上拉紧，其通道口张开。

本发明具有以下效果：本发明的优点是：

（1）改善工人劳动条件，降低工作人员劳动强度；

（2）实现自动化生产，提高生产效率，降低劳动成本；

（3）系统工作平稳，增强产品的可靠性和质量的稳定性；

（4）适应性强，能够填充各种材料、形状的座垫，同时能够对具有类似结构的其他用品进行物料填充。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是喷嘴结构示意图；图3是夹具结构示意图；图4是水平移动机构示意图。

图面说明：1、脚杯，2、盖板，3、主机架，4、导轨，5、副机架，6、竖直移动伺服电机，7、云台，8、滑块，9、同步带，10、同步轮，11、立板，12、储料罐，13、软管，14、气管接头，15、喷吹头，16、喷管，17、夹具机构，18、水平同步轮，19、水平同步带，20、水平滑块，21、横板，22、水平传送伺服电机，23、水平导轨；

附图2中：14、气管接头，15、喷吹头，16、喷管；

附图3中： 41、前调节板，42、滑轨气缸，43、下夹板，44、压紧气缸，45、上夹板，46、后调节板；

附图4中：51、伺服电机，52、前端板，53、滚珠丝杠，54、丝杠螺母，55、水平移动滑块，56、后端板，57、夹子台，58、底板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

具体实施例如图所示，填充设备包括机架、竖直移动机构、水平移动机构、送料机构、水平传送机构和夹具机构，所述机架由主机架3和副机架5构成，所述副机架垂直主机架3安装，且副机架上承载固定有竖直移动机构、送料机构和水平移动机构，且主机架的面板上安装固定有水平传送机构，夹具机构包括4组独立运动机构分别固定在机架的槽前和槽后。

所述主动架3采用型材焊接或螺栓拼接，周围用盖板2覆盖，且主机架中间加有物料垫充过程中让座垫通过的槽，槽的后方设置有框门和通风口，框门里安装有电器元件，脚杯1安装在主机架的底部。

所述副机架5采用型材焊接或螺栓拼接。

所述竖直移动机构包括立板11、竖直移动伺服电机6、同步带9、同步轮10、导轨4、滑块8、云台7，且竖直移动伺服电机6固定在副机架5的立板11上，导轨沿着立板方向固定，且竖直移动伺服电机上安装有同步轮9，且同步轮上面的立板上固定有另一个同步轮，且同步轮与另一个同步轮之间用同步轮带9环绕，且可以调节同步轮上下之间的距离和紧绷程度，滑块8通过螺栓和压板固定在同步带一侧，并能随同步带的移动在导轨里移动，且导轨4固定在副机架上，云台7固定在滑块上并随滑块上下运动，云台是用于固定水平移动机构的平台。

所述水平移动机构包括伺服电机51、前端板52、滚珠丝杠53、丝杠螺母54、水平移动滑块55、后端板56、夹子台57、底板58（如图4所示），所述底板58安装在云台上，承载整个水平移动机构，所述伺服电机51和前端板52并同固定在底板58上，且伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠53连接，且滚珠丝杠两端通过前端板52和后端板56固定在底板上，且底板表面装配有导轨，丝杠的螺母54套在滚珠丝杠上，水平移动滑块55下端和导轨配合，同时和夹子台57一起固定在丝杠螺母54上，当伺服电机51带动滚珠丝杠53转动时，丝杠螺母54、水平移动滑块55和夹子台57一起沿着导轨作直线运动，所述夹子台57为板状零件，中间有圆孔侧边开槽，用于夹持送料机构上的喷吹头15，将喷吹头15放入圆孔后，螺栓旋入侧边凸台圆孔，实现紧固。

所述送料机构包括储料罐12、软管13、气动接头14、喷吹头15、喷管16，所述储料罐固定在副机架的顶部，储料罐适用于存放填充物料，储料罐的底部与软管一端连接，且软管13的另一端与喷吹头15一端连接，且喷吹头的中间装有气动接头14，气动接头通入高压气体，且喷吹头另一端与喷管16连接，填充物料从储料罐经软管进入喷吹头下锥部，被经过气动接头的高压气体吹入喷管然后压入座垫通道，喷吹头安装在水平移动机构的夹子台上，并随夹子台一起运动，竖直移动机构和水平移动机构共同决定了喷管的位置。

所述水平传送机构包括横板21及其背部导轨、水平同步轮18、水平同步带19、水平滑块20、水平传送机构伺服电机22、水平导轨23和导轨4，所述水平导轨至少3条，水平滑块至少5个，所述传送伺服电机22固定在横板21的一端，且水平传动伺服电机22上装有水平同步轮18，且另一个水平同步轮安装在横板的另一端，且水平同步轮之间用水平同步带19连接，且水平同步带19上通过夹板固定有水平滑块20，水平滑块20和横板21之间通过横板背部导轨连接，该导轨通过螺栓固定在横板背面。当水平传送伺服电机22运动时，水平同步轮18、水平同步带19和水平滑块20能够沿着该水平导轨直线移动。

主机架3的台面上安装导轨4和水平导轨23，两条导轨一共安装4个滑块，滑块分别位于夹具结构的4个滑轨气缸42的下方，和滑轨气缸42固定在一起，滑块和夹具机构能够一起运动。

所述夹具机构包括包括4个相同的独自结构，每个结构包括前调节板41、滑轨气缸42、下夹板43、压紧气缸44、上夹板45、后调节板46，且夹具机构主机架槽前面的2个独立机构通过前调节板41连接构成主动机构，主机架槽后面的2个独立机构通过后调节板46连接构成从动机构，且主动和从动夹紧机构的结构相同。

前调节板41和水平移动机构中的水平滑块20连接，连接方式为螺栓连接，连接孔是前调节板41中间的4个孔。当水平滑块20移动时，带动前连接板41、主动机构和下方的2个滑块沿水平导轨23移动，主动机构再带动座垫、从动机构和其下方的2个滑块沿导轨4同时移动。前、后调节板两端的孔位用来调节左右两组夹具的距离，以适应不同宽度的座垫。

以夹具机构的左前独立机构为例，上夹板45固定在压紧气缸44的活塞杆上能够随活塞杆一起上下运动，实现对座垫一个边角的夹紧。压紧气缸44安装在下夹板43上，下夹板43安装在滑轨气缸42的上滑座的顶面，当滑轨气缸42的上滑座向后运动时，下夹板43、压紧气缸44和上夹板45能一起向后运动。当4个夹紧气缸的活塞杆同时向下运动时，能夹住座垫的4个边角；当4个滑轨气缸同时作用时，其活塞杆带动上滑座向各自滑轨气缸尾部运动，将座垫在前后方向上拉紧，其通道口张开。

工作时，接通电源后，检查气源、电路、传动结构等工作状态无误后，将被填充的颗粒料放入储料罐12中，让其顺软管13流入喷吹头15下锥部。在前调节板41和后调节板46上调节左、右夹具机构的距离，使其适应座垫的宽度。

将座垫的4个边角分别夹在夹具结构的上夹板45和下夹板43之间，夹紧气缸44驱动上夹板45向下运动，夹住座垫的边角。4个夹紧气缸各自独立，操作者逐次将每个边角拉紧、夹紧。夹紧后，4个滑轨气缸42上滑座同时向各自尾部运动，将座垫在前后方向上拉紧，使其通道口张开，座垫自由悬挂在盖板2的槽中。

水平传送机构伺服电机22转动，带动4套夹具机构和座垫整体向左移动，移动到座垫的第一个通道口对准喷管16的下端。设置座垫通道深度、通道间距、通道数量、空行程速度、填充速度等参数，启动进入自动运转程序。

设备自动运转时，竖直移动机构伺服电机6转动，带动同步带9转动，同时驱动滑块8、云台7和水平移动机构一起以空行程速度快速向下运动。运动到设定的通道深度后，高压气体阀门自动打开，高压气体流经气管接头14进入喷吹头15内，喷管16和通道底部充满颗粒料。

此刻，高压气体阀门打开，同时竖直移动机构伺服电机6反向转动，驱动滑块8、云台7和水平移动机构一起以设定的填充速度缓慢上升，直到喷管16下端移出座垫通道，关闭高压气体阀门。在此过程中，在高压气体的作用下，物料充满整个通道。

接着，水平传送机构伺服电机22转动，带动水平同步带19移动，同时驱动水平滑块20、前调节板41、后调节板46、4套夹具机构和座垫整体向左移动一个通道间距，然后竖直移动机构伺服电机6运动，带动水平移动机构和喷管16向下运动至通道底部，自动开启高压气体阀门通入高压气体；然后，竖直移动机构伺服电机6反向运动，带动水平移动机构和喷管16向上运动直至移出通道，自动关闭高压气体阀门，完成第二道座垫通道的填充工作。

循环上述动作，依次完成所有通道的物料填充工作。在填充过程中，如果出现运动偏差使喷管16不能准确插入座垫通道，运行水平移动机构的伺服电机51，调节滑块55、夹子台57和喷吹头15的位置以补偿误差。

除此之外，设备还具有手动运行功能、到位检测功能、计数功能、急停和暂停功能等功能。

本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

Claims (7)

1.一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：填充设备包括机架、竖直移动机构、水平移动机构、送料机构、水平传送机构和夹具机构，所述机架由主机架和副机架构成，所述副机架垂直主机架安装，且副机架上承载固定有竖直移动机构、送料机构和水平移动机构，且主机架的面板上安装固定有水平传送机构，夹具机构至少有4个分别固定在机架的槽前和槽后。

2.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述主动架采用型材焊接或螺栓拼接，周围用盖板覆盖，且主机架中间加有物料垫充过程中让座垫通过的槽，槽的后方设置有框门和通风口，框门里安装有电器元件，脚杯1安装在主机架的底部，所述副机架采用型材焊接或螺栓拼接。

3.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述竖直移动机构包括立板、竖直移动伺服电机、同步带、同步轮、导轨、滑块、云台，且竖直移动伺服电机固定在副机架的立板上，导轨沿着立板方向固定，且竖直移动伺服电机上安装有同步轮，且同步轮上面的立板上固定有另一个同步轮，且同步轮与另一个同步轮之间用同步轮带环绕，且可以调节同步轮上下之间的距离和紧绷程度，滑块通过螺栓和压板固定在同步带一侧，并能随同步带的移动在导轨里移动，且导轨固定在副机架上，云台固定在滑块上并随滑块上下运动，云台是用于固定水平移动机构的平台。

4.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述水平移动机构包括伺服电机、前端板、滚珠丝杠、丝杠螺母、水平移动滑块、后端板、夹子台、底板，所述底板安装在云台上，承载整个水平移动机构，所述伺服电机和前端板并同固定在底板上，且伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，且滚珠丝杠两端通过前端板和后端板固定在底板上，且底板表面装配有导轨，丝杠的螺母套在滚珠丝杠上，水平移动滑块下端和导轨配合，同时和夹子台一起固定在丝杠螺母上，当伺服电机带动滚珠丝杠转动时，丝杠螺母、水平移动滑块和夹子台一起沿着导轨作直线运动，所述夹子台为板状零件，中间有圆孔侧边开槽，用于夹持送料机构上的喷吹头，将喷吹头放入圆孔后，螺栓旋入侧边凸台圆孔，实现紧固。

5.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述送料机构包括储料罐、软管、气动接头、喷吹头、喷管，所述储料罐固定在副机架的顶部，储料罐适用于存放填充物料，储料罐的底部与软管一端连接，且软管的另一端与喷吹头一端连接，且喷吹头的中间装有气动接头，气动接头通入高压气体，且喷吹头另一端与喷管连接，填充物料从储料罐经软管进入喷吹头再经过喷管被压入座垫，喷吹头安装在水平移动机构的夹子台上，并随夹子台一起运动，竖直移动机构和水平移动机构共同决定了喷管的位置。

6.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述水平传送机构包括横板及其背部导轨、水平同步轮、水平同步带、水平滑块、水平传送伺服电机、水平导轨和导轨，所述水平导轨至少3条，水平滑块至少5个，所述示水平传送伺服电机固定在横板的一端，且水平传送伺服电机上装有水平同步轮，且另一个水平同步轮安装在横板的另一端，且水平同步轮之间用水平同步带连接，且水平同步带上通过夹板固定有水平滑块，水平滑块和横板之间通过横板背部导轨连接，该导轨通过螺栓固定在横板背面，当水平传送伺服电机运动时，水平同步轮、水平同步带和水平滑块能够沿着该水平导轨直线移动。

7.如权利要求1所述的一种汽车座垫自动化填充设备，其特征在于：所述夹具机构包括包括个相同的独自结构，每个结构包括前调节板、滑轨气缸、下夹板、压紧气缸、上夹板、后调节板，且夹具机构主机架槽前面的个独立机构通过前调节板连接构成主动机构，主机架槽后面的2个独立机构通过后调节连接构成从动机构，且主动和从动夹紧机构的结构相同；前调节板和水平移动机构中的水平滑块连接，上夹板固定在压紧气缸的活塞杆上能够随活塞杆一起上下运动，压紧气缸安装在下夹板上，下夹板安装在滑轨气缸的上滑座的顶面，当滑轨气缸的上滑座向后运动时，下夹板、压紧气缸和上夹板能一起向后运动，当4个夹紧气缸的活塞杆同时向下运动时，能夹住座垫的4个边角；当4个滑轨气缸同时作用时，其活塞杆带动上滑座向各自滑轨气缸尾部运动，将座垫在前后方向上拉紧，其通道口张开。