CN110788537A - 汽车焊接用柔性切换系统布局结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车焊接用柔性切换系统布局结构，包括：一直线型滑台；一台车机构，设于所述滑台上；N个车型切换区，每个车型切换区具有1～2个夹具库，设置在所述滑台一端的一侧或两侧，且所述夹具库的中心线与所述滑台的中心线垂直，所述夹具库可与所述台车机构进行夹具切换；M个焊接搬运区，每个焊接搬运区具有：1～2条七轴，设置在所述滑台另一端的一侧或两侧，且所述七轴的中心线与所述滑台的中心线垂直；1～2台七轴机器人，分别安装在所述七轴上，可在所述七轴上水平移动；一焊接机器人，设置在所述滑台另一端的一侧。本发明的柔性切换系统布局结构可实现焊接和搬运之间的切换、多种车型的切换以及降低后续生产线的改造工期和成本等优点。

Description

汽车焊接用柔性切换系统布局结构

技术领域

本发明属于汽车装备制造技术领域，尤其涉及一种汽车焊接用柔性切换系统布局结构。

背景技术

在当前的汽车焊接装备领域，为提高生产效率，提高焊接质量，改善工作环境，降低劳动强度和生产成本，机器人焊接技术和机器人搬运技术已经被广泛应用。未来汽车是向着多品种、高产能趋势发展，根据这种趋势，对每款车型新建一条生产线是不太现实的，因此，一条生产线上同时生产多款车型是未来汽车装备行业的趋势，常常需要多车型切换。由于场地大小的不同以及工艺布局的不同，实现多车型切换的布局也不同。

发明内容

因此，本发明针对现有技术中一条生产线上无法同时生产多款车型的技术问题，目的在于提供一种汽车焊接用柔性切换系统布局结构，该柔性切换系统可对多种车型进行柔性切换从而进行焊接以及搬运。

本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，包括：

一直线型滑台；

一台车机构，可滑行地设于所述滑台上，可运输夹具；

N个车型切换区，每个车型切换区具有1～2个夹具库，设置在所述滑台一端的一侧或两侧，且所述夹具库的中心线与所述滑台的中心线垂直，所述夹具库可与所述台车机构进行夹具切换；

M个焊接搬运区，每个焊接搬运区具有：1～2条七轴，设置在所述滑台另一端的一侧或两侧，且所述七轴的中心线与所述滑台的中心线垂直；1～2台七轴机器人，分别安装在所述七轴上，可在所述七轴上水平移动；一焊接机器人，设置在所述滑台另一端的一侧；

其中，M和N为≥1的自然数。

较佳地是，每个焊接搬运区还具有1～2个抓手存放架和1～2个焊钳存放架，分别固定在所述滑台另一端的一侧或两侧且靠近所述七轴机器人。

较佳地是，所述七轴机器人上设有焊接和搬运共用的换枪盘，可以实现焊接和搬运之间的切换。

在本发明一较佳实施例中，所述台车机构包括：

一主体框架；

至少四个导向轮机构，固定在所述主体框架的四个角下，可在所述滑台上的滑轨上滑行；

一驱动机构，固定在所述主体框架的一侧壁上；

两支撑限位机构，分别对称地固定在所述主体框架的两侧边上，用于支撑并限位夹具，所述台车机构的两支撑限位机构可与所述夹具库的库轮机构对齐；

至少一定位机构，固定在所述主体框架上，用于定位并固定所述夹具。

在本发明一较佳实施例中，所述支撑限位机构具有：

凸轮连接杆，所述凸轮连接杆固定在所述主体框架的两侧边上；

若干承重凸轮，等距间隔设置在所述凸轮连接杆的侧壁上，用于对所述夹具承重；

若干限位凸轮，等距间隔设置在所述凸轮连接杆的上壁上，用于对所述夹具限位。

在本发明一较佳实施例中，所述支撑限位机构还具有：

若干凸轮锁紧螺母，分别将所述承重凸轮和所述限位凸轮锁紧固定在所述凸轮连接杆上。

在本发明一较佳实施例中，所述定位机构具有：

一气缸固定件，固定在所述主体框架上；

一气缸，连接在所述气缸固定件的底端；

一定位销，滑动连接在所述气缸固定件的内腔上部。

在本发明一较佳实施例中，所述定位机构还具有：

一L型连接块，所述L型连接块的侧壁连接有所述气缸固定件和所述气缸，借由所述L型连接块将所述气缸固定件和所述气缸固定在所述主体框架上；

一手柄，连接在所述气缸的活塞上；

一衬套，固定在所述气缸固定件的内腔内壁，借用所述衬套将所述定位销滑动连接在所述气缸固定件的内腔上部；

一衬套挡块，固定在所述气缸固定件的顶部，将所述衬套封在所述气缸固定件的内腔内；

一连接块，位于所述气缸固定件的内腔内，一端连接所述定位销，另一端连接所述气缸的活塞杆。

在本发明一较佳实施例中，所述驱动机构具有：

一L型支架；

一电机，借用一电机固定板安装在所述L型支架上；

一齿轮，安装固定在所述L型支架上，由所述电机驱动；

一注油壶，借用一注油壶支架安装在所述L型支架上；

一吸油毛毡轮，借用一毛毡轮支架安装在所述L型支架上，与所述齿轮啮合，通过油管与所述注油壶连接。

在本发明一较佳实施例中，所述主体框架为方形框架，具有：

一外围框架，围成口字型；所述四个导向轮机构安装于在所述外围框架的四个角下；所述驱动机构安装在所述外围框架的一侧壁上；所述支撑限位机构对称地固定在所述外围框架的两侧边上；所述定位机构为两个，分别固定在所述外围框架的另两侧边上；

若干横架，相互平行地对接在所述外围框架的内部；

若干纵架，相互平行地对接在所述外围框架的内部，且与所述若干横架垂直。

在本发明一较佳实施例中，所述的汽车焊接滚边用台车机构，还包括：

一拖链连接件，安装在所述主体框架的另一侧壁上，

两折弯件，分别安装在所述主体框架的两侧壁上，用于台车机构超行程检测。

在本发明一较佳实施例中，所述直线型滑台具有：

两平行的底梁；

若干轨枕，平行间隔设置，所述轨枕上固定有所述底梁；

两滑轨，分别固定在所述两底梁上，所述滑轨上滑设有所述台车机构。

在本发明一较佳实施例中，所述夹具库具有：

两根库底梁，互相平行，所述两根库底梁之间用若干库枕连接起来，与所述滑台的底梁垂直；

两根库上梁，通过若干库连杆连接固定在对应的库底梁上；

两排库轮机构，通过轮板间隔固定在所述库上梁上；

两根轨撑梁，互相平行地固定在所述库枕上；

两根导轨，分别固定在所述轨撑梁上；

一库驱动机构，滑设在所述导轨上。

在本发明一较佳实施例中，所述库轮机构具有：

一轮底座，通过轮板固定在所述库上梁上；

一承重凸轮，固定在所述轮底座的侧壁上，与所述台车机构的承重凸轮排成一排；

一限位凸轮，固定在所述轮底座的上表面，与所述台车机构的限位凸轮排成一排。

在本发明一较佳实施例中，所述库驱动机构具有：

一底座；

四个导向轮机构，固定连接在所述底座下，可在所述夹具库的导轨上滑行；

一电机，固定在所述底座上，用于驱动所述库驱动机构；

一凸轮，固定在所述底座上，用于勾拉所述夹具入库或出库。

较佳地是，所述七轴具有：

一U型基座；

一机器人台架，可移动地设在所述U型基座上。

本发明的积极进步效果在于：

1.本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构利用七轴机器人在七轴上水平移动，并安装焊接和搬运共用的换枪盘，通过焊钳和夹具之间的切换实现焊接和搬运之间的切换，实现柔性生产。

2.本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构通过在滑台两侧设置夹具库和七轴机器人和焊接机器人，并通过台车机构可与夹具库进行夹具切换，达到生产不同车型的目的，使得同一条生产线可生产多款车型。从而该柔性切换系统具有产能高，降低单台汽车生产成本等优势，可以实现多种车型的快速切换。

3.本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构还可以在滑台一端的两侧设置多个夹具库，在滑台的延长线上可再安装多对七轴和七轴机器人，在规划阶段预留新车型的导入空间，后期新车型导入时，直接导入新的夹具库位，大大缩短了改造工期和并降低改造成本，因此发明的布局结构具有创新性。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构的平面结构图；

图2为本发明的滑台10、台车机构20与车型切换区30组合的立体结构图；

图3为本发明的滑台10与台车机构20组合的立体结构图；

图4为本发明的夹具库31的立体结构图；

图5为本发明的七轴结构图；

图6为本发明的七轴机器人结构图；

图7为本发明的焊钳存放架44结构图；

图8为本发明的抓手存放架45结构图；

图9为本发明的换枪盘421结构图；

图10为本发明的台车机构的立体结构示意图；

图11为本发明的台车机构的另一角度立体结构示意图；

图12为本发明的驱动机构30的立体结构示意图；

图13A为本发明的定位机构50的立体结构示意图；

图13B为本发明的定位机构50的剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，包括：直线型滑台10、台车机构20、车型切换区30和焊接搬运区40。

如图2～3所示，直线型滑台10具有：两平行的底梁11；若干轨枕12平行间隔设置，轨枕12上固定有底梁11；两滑轨13分别固定在两底梁11上，滑轨 13上滑设有台车机构20。台车机构20可以在滑台10的滑轨13上从车型切换区30的夹具库31对着的工位与焊接搬运区40对着的工位之间来回穿梭滑行。

如图4所示，车型切换区30具有2个夹具库31，设置在滑台10一端的两侧，且夹具库31的中心线与滑台10的中心线垂直，夹具库31可与台车机构 20进行夹具切换。夹具库31具有：两根库底梁311，互相平行，两根库底梁 311之间用若干库枕连接起来，库底梁311与滑台10的底梁11垂直；两根库上梁312通过若干库连杆313连接固定在对应的库底梁311上；两排库轮机构314 通过轮板315间隔固定在库上梁312上；两根轨撑梁316，互相平行地固定在库枕上；两根导轨317，分别固定在轨撑梁316上；库驱动机构318滑设在导轨 317上。库轮机构314具有：轮底座3141通过轮板315固定在库上梁312上；承重凸轮3142固定在轮底座3141的侧壁上，与台车机构20的承重凸轮排成一排；限位凸轮3143固定在轮底座3141的上表面，与台车机构20的限位凸轮排成一排，以便夹具库31与台车机构20之间轻松实现夹具的入库与出库。库驱动机构318具有：底座3181；四个导向轮机构3182固定连接在底座3181下，可在夹具库31的导轨317上滑行；电机3183固定在底座3181 上，用于驱动库驱动机构318；凸轮3184固定在底座3181上，用于勾拉夹具入库或出库。

如图5～9所示，焊接搬运区40具有2条七轴41，设置在滑台10另一端的两侧，且七轴41的中心线与滑台10的中心线垂直，七轴41通过基座412安装在地面上。七轴41具有：U型基座412，固定在地面上；机器人台架413可移动地设在U型基座412上。2台七轴机器人42分别通过机器人台架413安装在七轴41上，七轴机器人42可在七轴41上水平移动；焊接机器人43设置在滑台10另一端的一侧，通过机器人底座固定在地面上；2个焊钳存放架44 和2个抓手存放架45，分别固定在滑台10另一端的两侧且靠近各自对应七轴机器人42，分别通过地脚调节装置和底座固定在地面上。七轴机器人42上设有焊接和搬运共用的换枪盘421，固定在机器人六轴上。可以实现焊接和搬运之间的切换。

如图10所示，台车机构20可滑行地设于滑台10上，用于运输夹具；包括：主体框架21、四个导向轮机构22固定在主体框架21的四个角下，可在滑台上滑行；驱动机构23固定在主体框架21的侧壁上；两支撑限位机构24 分别对称地固定在主体框架21的两侧边上，用于支撑并限位夹具；两定位机构25固定在主体框架21上，用于定位并固定夹具。

如图10、11所示，主体框架21为方形框架，具有外围框架211，围成口字型。若干横架212相互平行地对接在外围框架211的内部；若干纵架213 相互平行地对接在外围框架211的内部，且与若干横架212垂直。四个导向轮机构22固定安装于在外围框架211的四个角下，可包裹在滑台10的滑轨 13上，在滑轨13上来回滑行。驱动机构23安装在外围框架211的一侧壁上。支撑限位机构24对称地固定在外围框架211的两侧边上；定位机构25固定在外围框架211的另两侧边上。

如图12所示，驱动机构23具有L型支架231；电机232借用电机固定板2321安装在L型支架231上；齿轮235，安装固定在L型支架231上，由电机232驱动；注油壶233借用注油壶支架2331安装在L型支架231上；吸油毛毡轮234借用毛毡轮支架2341安装在L型支架231上，与齿轮235 啮合，通过油管2342与注油壶233连接。

再如图10所示，支撑限位机构24具有凸轮连接杆241，凸轮连接杆241 固定在主体框架21的外围框架211的两侧边上。若干承重凸轮242等距间隔设置在凸轮连接杆241的侧壁上，用于对夹具承重；若干限位凸轮243等距间隔设置在凸轮连接杆241的上壁上，用于对夹具限位。若干凸轮锁紧螺母 244分别将承重凸轮242和限位凸轮243锁紧固定在凸轮连接杆241上。切换夹具时，台车机构20的两支撑限位机构24可与夹具库的库轮机构对齐。

如图13A和13B所示，定位机构25具有气缸固定件251，固定在主体框架21的外围框架211的另两侧边上。气缸252连接在气缸固定件251的底端；定位销253滑动连接在气缸固定件251的内腔上部。定位机构250具有L型连接块254，L型连接块254的侧壁连接有气缸固定件251和气缸252，借由 L型连接块254将气缸固定件251和气缸252固定在主体框架210上。手柄 255连接在气缸252的活塞上；衬套256固定在气缸固定件251的内腔内壁，借用衬套256将定位销253滑动连接在气缸固定件251的内腔上部；衬套挡块257固定在气缸固定件251的顶部，将衬套256封在气缸固定件251的内腔内；连接块258位于气缸固定件251的内腔内，一端连接定位销253，另一端连接气缸252的活塞杆。

本发明的汽车焊接滚边用台车机构，还包括：拖链连接件26，安装在主体框架21的另一侧壁上，两折弯件27分别安装在主体框架21的两侧壁上。

本发明的汽车焊接滚边用台车机构的支撑限位机构24底部的承重凸轮 242支撑夹具，两侧限位凸轮243限位夹具。定位机构25定位夹具。支撑限位机构24和定位机构25定位好夹具后，驱动机构22带动主体框架21利用导向轮机构22在导轨上做往复运动，运动到进库位位置时，定位机构25缩回，当气缸252卡住不动时，用手柄255把气缸252拉出，库位驱动机构利用台车机构底部的承重凸轮242和两侧限位凸轮243滚动进入夹具库。

本发明的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，在焊接机器人43对板件进行焊接过程中，上游的七轴机器人42焊接完成，把焊钳放在焊钳存放架45 上，去抓手存放架44上切换抓手，同时下游七轴机器人42也焊接完成，把焊钳放在焊钳存放架45上，去抓手存放架44上切换抓手，同时上游七轴机器人42在七轴41上运动，去上一工位取件，待焊接机器人43焊接完成后，下游七轴机器人42取件，运到到下一工位放件，取完件后上游七轴机器人 42放件，放完件后焊接机器人43开始焊接，七轴机器人42把抓手放在抓手存放架44上，去焊钳存放架45上切换焊钳，对板件进行焊接，同时下游七轴机器人42放完件后把抓手放在抓手存放架44上，去焊钳存放架45上切换焊钳，对板件进行焊接。需要切换夹具时，台车机构20拖动夹具在滑台10 上运动，运动到正对夹具库31的工位时，夹具库31的库驱动机构318拖动夹具到夹具库31存放，另一侧的夹具库31的库驱动机构318拖动夹具库31 的夹具运动到台车机构20上后，台车机构20拖动夹具运动到工作位置。

以上详细描述了本发明的各较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (16)

1.一种汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于包括：

一直线型滑台；

一台车机构，可滑行地设于所述滑台上，可运输夹具；

N个车型切换区，每个车型切换区具有1～2个夹具库，所述夹具库设置在所述滑台一端的一侧或两侧，且所述夹具库的中心线与所述滑台的中心线垂直，所述夹具库可与所述台车机构进行夹具切换；

M个焊接搬运区，每个焊接搬运区具有：1～2条七轴，设置在所述滑台另一端的一侧或两侧，且所述七轴的中心线与所述滑台的中心线垂直；1～2台七轴机器人，分别安装在所述七轴上，可在所述七轴上水平移动；一焊接机器人，设置在所述滑台另一端的一侧；

其中，M和N为≥1的自然数。

2.如权利要求1所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，每个焊接搬运区还具有1～2个抓手存放架和1～2个焊钳存放架，分别固定在所述滑台另一端的一侧或两侧且靠近所述七轴机器人。

3.如权利要求1或2所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述七轴机器人上设有焊接和搬运共用的换枪盘，可以实现焊接和搬运之间的切换。

4.如权利要求1或2所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述台车机构，包括：

一主体框架；

至少四个导向轮机构，固定在所述主体框架的四个角下，可在所述滑台上滑行；

一驱动机构，固定在所述主体框架的一侧壁上；

两支撑限位机构，分别对称地固定在所述主体框架的两侧边上，用于支撑并限位夹具，所述台车机构的两支撑限位机构可与所述夹具库的库轮机构对齐；

至少一定位机构，固定在所述主体框架上，用于定位并固定所述夹具。

5.如权利要求4所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述支撑限位机构具有：

凸轮连接杆，所述凸轮连接杆固定在所述主体框架的两侧边上；

若干承重凸轮，等距间隔设置在所述凸轮连接杆的侧壁上，用于对所述夹具承重；

若干限位凸轮，等距间隔设置在所述凸轮连接杆的上壁上，用于对所述夹具限位。

6.如权利要求5所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述支撑限位机构还具有：

若干凸轮锁紧螺母，分别将所述承重凸轮和所述限位凸轮锁紧固定在所述凸轮连接杆上。

7.如权利要求4所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述定位机构具有：

一气缸固定件，固定在所述主体框架上；

一气缸，连接在所述气缸固定件的底端；

一定位销，滑动连接在所述气缸固定件的内腔上部。

8.如权利要求7所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述定位机构还具有：

一L型连接块，所述L型连接块的侧壁连接有所述气缸固定件和所述气缸，借由所述L型连接块将所述气缸固定件和所述气缸固定在所述主体框架上；

一手柄，连接在所述气缸的活塞上；

一衬套，固定在所述气缸固定件的内腔内壁，借用所述衬套将所述定位销滑动连接在所述气缸固定件的内腔上部；

一衬套挡块，固定在所述气缸固定件的顶部，将所述衬套封在所述气缸固定件的内腔内；

一连接块，位于所述气缸固定件的内腔内，一端连接所述定位销，另一端连接所述气缸的活塞杆。

9.如权利要求4所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述驱动机构具有：

一L型支架；

一电机，借用一电机固定板安装在所述L型支架上；

一齿轮，安装固定在所述L型支架上，由所述电机驱动；

一注油壶，借用一注油壶支架安装在所述L型支架上；

一吸油毛毡轮，借用一毛毡轮支架安装在所述L型支架上，与所述齿轮啮合，通过油管与所述注油壶连接。

10.如权利要求4所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述主体框架为方形框架，具有：

一外围框架，围成口字型；所述四个导向轮机构安装于在所述外围框架的四个角下；所述驱动机构安装在所述外围框架的一侧壁上；所述支撑限位机构对称地固定在所述外围框架的两侧边上；所述定位机构为两个，分别固定在所述外围框架的另两侧边上；

若干横架，相互平行地对接在所述外围框架的内部；

若干纵架，相互平行地对接在所述外围框架的内部，且与所述若干横架垂直。

11.如权利要求4所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于还包括：

一拖链连接件，安装在所述主体框架的另一侧壁上，

两折弯件，分别安装在所述主体框架的两侧壁上，用于台车机构超行程检测。

12.如权利要求1所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述直线型滑台具有：

两平行的底梁；

若干轨枕，平行间隔设置，所述轨枕上固定有所述底梁；

两滑轨，分别固定在所述两底梁上，所述滑轨上滑设有所述台车机构。

13.如权利要求1所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述夹具库具有：

两根库底梁，互相平行，所述两根库底梁之间用若干库枕连接起来，与所述滑台的底梁垂直；

两根库上梁，通过若干库连杆连接固定在对应的库底梁上；

两排库轮机构，通过轮板间隔固定在所述库上梁上；

两根轨撑梁，互相平行地固定在所述库枕上；

两根导轨，分别固定在所述轨撑梁上；

一库驱动机构，滑设在所述导轨上。

14.如权利要求13所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述库轮机构具有：

一轮底座，通过轮板固定在所述库上梁上；

一承重凸轮，固定在所述轮底座的侧壁上，与所述台车机构的承重凸轮排成一排；

一限位凸轮，固定在所述轮底座的上表面，与所述台车机构的限位凸轮排成一排。

15.如权利要求13所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述库驱动机构具有：

一底座；

四个导向轮机构，固定连接在所述底座下，可在所述夹具库的导轨上滑行；

一电机，固定在所述底座上，用于驱动所述库驱动机构；

一凸轮，固定在所述底座上，用于勾拉所述夹具入库或出库。

16.如权利要求1所述的汽车焊接用柔性切换系统布局结构，其特征在于，所述七轴具有：

一U型基座；

一机器人台架，可移动地设在所述U型基座上。

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