CN110860883B - 一种板簧自动装配设备的自动上料台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板簧组装设备领域，具体涉及一种板簧自动装配设备的自动上料台，包括有机架和滚珠台；机架设置在地面上，滚珠台与机架活动连接，滚珠台的旁侧设置有驱动滚珠台朝向一角倾斜的抬升机构，滚珠台相邻其倾角的两边均设置有升降挡板，升降挡板的工作面竖直设置并且紧贴滚珠台的边缘，滚珠台的台面上嵌入式地安装有滚轮台，滚轮台的底端设置有驱动滚轮台竖直向上贯穿滚珠台台面的举升机构；该上料台可以实现自动上料、自动对齐，并且便于机械手取料。

Description

一种板簧自动装配设备的自动上料台

技术领域

本发明涉及板簧组装设备领域，具体涉及一种板簧自动装配设备的自动上料台。

背景技术

板弹簧，简称板簧，由不少于1片的弹簧钢叠加组合而成的板状弹簧。

汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用。汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。在悬架系统中除了起缓冲作用而外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用；另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减。

钢板弹簧的常规装车方式：钢板弹簧中心螺栓头与车桥定位孔配合，在钢板弹簧中心部位用盖板通过骑马U型螺栓与车桥牢固地联结为一个整体，在两卷耳端用钢板销轴与车架吊耳支架联结。钢板弹簧卷包耳端前支架为固定吊耳支架，后端为活动吊耳支架。

中国专利CN206445734U公开了一种专用板簧总成装配架，包括机架，横板，定位块，钢板弹簧，中间竖板，定位套，所述的机架包括2个竖直对称固定的支撑杆，所述的2个支撑杆的中部设有横板；所述的横板包括上横板和下横板，所述的上横板的中间位置设有定位槽，所述的定位槽是放置钢板弹簧的定位块的位置；所述的定位槽上设有中间竖板，所述的中间竖板顶端设有定位套。

从该专利中可以看出，板簧的装配是采用多种设备结合固定装配架，通过人工操作设备的方法将板簧组装为一体，安装过程缓慢、繁琐，工作效率不如机械自动装配，自动装配板簧的设备需要有上料装置、能够自动组装板簧的机器人和板簧总成装配架，板簧总成装配架与机器人的技术已经相当成熟，而上料装置的技术尚不成熟。

因为机器人取料之前需要板材精准地位于指定的位置，如果板材没有精准地位于指定位置，那么机器人抓取板材时要么无法抓取板材，要么无法精准地将板材移动至装配架上；如果通过人工精准地将板簧板材放置在上料台上，然后再由机器人将板簧板材从上料台移动至板簧总成装配架上，属于重复工作，还不如通过人工直接将板簧板材移动至板簧总成装配架上，所以需要一种能够板簧板材的自动上料台，该上料台应当能够自动将板材移动至指定位置，方便机器人自动取料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板簧自动装配设备的自动上料台，该上料台可以实现自动上料、自动对齐，并且便于机械手取料。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种板簧自动装配设备的自动上料台，包括有机架和滚珠台；机架设置在地面上，滚珠台与机架活动连接，滚珠台的旁侧设置有驱动滚珠台朝向一角倾斜的抬升机构，滚珠台相邻其倾角的两边均设置有升降挡板，升降挡板的工作面竖直设置并且紧贴滚珠台的边缘，滚珠台的台面上嵌入式地安装有滚轮台，滚轮台的底端设置有驱动滚轮台竖直向上贯穿滚珠台台面的举升机构；

上料状态下，升降挡板的工作面贯穿滚珠台的台面，滚轮台的工作面位于滚珠台的台面上方；

出料状态下，升降挡板和滚轮台的工作面均位于滚珠台的台面下方。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，滚珠台包括有工作台和满布工作台台面的万向滚珠，滚轮台包括有支架和并排安装在支架上的多个电动滚轴，工作台上设置有与每个电动滚轴一一对应并且可供电动滚轴竖直穿过工作台的开口。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，工作台上设置有若干位于相邻的两个万向滚珠之间的凹槽。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，升降挡板包括有有动力滑台和挡板，有动力滑台的工作端竖直向上设置，挡板固定安装在有动力滑台的工作端，挡板的侧壁与滚珠台的侧边之间留有间隙，有动力滑台固定安装在机架或滚珠台上。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，有动力滑台固定安装在机架上，有动力滑台包括有第一滑轨和第一气缸，机架上设置有多对沿着挡板的边缘竖直向上延伸的第一立柱，第一滑轨竖直安装在每个第一立柱上，挡板可滑动地安装在第一滑轨上，第一气缸固定安装在第一立柱之间并且第一气缸的工作端竖直向上设置，第一气缸的工作端与挡板固定连接。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，升降挡板还包括有固定安装在挡板上的多个电磁铁，电磁铁的工作端高度与滚珠台的工作面高度平齐，电磁铁并排安装在挡板上，电磁铁的工作端朝向滚珠台设置。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，机架上固定安装有铰链，滚珠台的一角通过铰链与机架铰接，滚珠台上与铰链相邻的两角搭接在机架上，滚珠台上远离铰链的一角悬空在机架上；

抬升机构包括有直线驱动器和杠杆机构，直线驱动器的中端铰接在机架上，直线驱动器的工作端竖直向下设置，杠杆机构固定安装在机架上，杠杆机构的一个工作端与滚珠台的悬空端搭接，杠杆机构的另一个工作端与直线驱动器的工作端铰接。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，机架远离铰链的一角设置有竖直向上延伸的竖板，直线驱动器的中端铰接在竖板上，杠杆机构包括有固定安装在机架上并且位于竖板和滚珠台之间的转轴座，转轴座上可旋转地安装有转杆，转杆的中部与转轴座的转轴连接，转杆的一端与直线驱动器的工作端铰接，转杆的另一端抵接在滚珠台的悬空端正下方。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，支架包括有框架和固定安装在框架顶端的横梁，电动滚轴并排安装在横梁上，框架固定安装在举升机构的工作端，举升机构固定安装在机架或者滚轮台上。

作为一种板簧自动装配设备的自动上料台的一种优选方案，举升机构固定安装在机架上，机架上设置有沿着框架的边缘竖直向上延伸的第二立柱，举升机构包括有第二滑轨和第二气缸，第二滑轨和第二气缸与每个第二立柱一一对应，第二滑轨竖直安装在第二立柱上，第二气缸固定安装在机架上，第二气缸的工作端与框架的底端固定连接。

本发明的有益效果：

上料时，滚珠台保持水平，举升机构驱动滚轮台的工作端移动至滚珠台的台面上方，升降挡板从滚珠台的台面下方上升并形成包裹滚珠台台面两边的周壁，滚轮台驱动板簧板材前进直至抵接在升降挡板上；随后，举升机构驱动滚轮台下降至滚珠台的台面下方，板簧板材自然落在滚珠台上， 抬升机构驱动滚珠台朝向两个升降挡板的夹角处倾斜，板簧板材在滚珠台上自然滑动并与两个升降挡板的工作面抵接，在重力的作用下板簧板材的两边分别与两个升降挡板的工作面对齐；出料时，电磁铁先启动吸住板簧板材，接着抬升机构驱动滚珠台恢复水平，电磁铁关闭，有动力滑台驱动挡板下降，板簧板材停留在滚珠台的一角，并且板簧板材的两边与滚珠台的两边对齐。

该上料台可以实现自动上料、自动对齐，并且便于机械手取料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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获得其他的附图。

图1是板簧自动装配设备的立体图；

图2是板簧自动装配设备的俯视图；

图3是板簧自动装配设备的侧视图；

图4是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的上料状态立体图；

图5是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的对齐状态立体图；

图6是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的对齐状态侧视图；

图7是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的出料状态立体图；

图8是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台去除滚轮台的立体图；

图9是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的去除滚珠台和滚轮台的立体图；

图10是本发明实施例所述的一种板簧自动装配设备的自动上料台的滚轮台和举升机构侧视图；

图中：

1、组装台；

2、水平位移机构；

3、组装机械手；

4、机架；4a、铰链；4b、竖板；4c、第一立柱；4d、第二立柱；

5、滚珠台；5a、工作台；5a1、开口；5a2、凹槽；5b、万向滚珠；

6、升降挡板；6a、有动力滑台；6a1、第一滑轨；6a2、第一气缸；6b、挡板；6c、电磁铁；

7、抬升机构；7a、直线驱动器；7b、杠杆机构；7b1、转轴座；7b2、转杆；

8、滚轮台；8a、支架；8a1、框架；8a2、横梁；8b、电动滚轴；

9、举升机构；9a、第二滑轨；9b、第二气缸。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2、3所示的自动组装板簧的设备，包括有上料台、组装台1、水平移动机构2和组装机械手3，组装台1用于叠放板簧板材，水平移动机构2用于驱动组装机械手3在上料台和组装台1之间往复移动，组装机械手3用于抓取上料台上的板簧板材，然后将其放置到组装台1上并最终完成板簧的装配，组装机械手3的精准工作依赖于板簧板材能够精准地位于上料台上的指定位置，从而使得组装机械手3能够精准地抓取板簧板材，组装机械手3的工作端类似于叉车的叉杆机构，可以自下而上地托起板簧板材。

参照图4至图7所示的一种板簧自动装配设备的自动上料台，包括有机架4和滚珠台5；机架4设置在地面上，滚珠台5与机架4活动连接，滚珠台5的旁侧设置有驱动滚珠台5朝向一角倾斜的抬升机构7，滚珠台5相邻其倾角的两边均设置有升降挡板6，升降挡板6的工作面竖直设置并且紧贴滚珠台5的边缘，滚珠台5的台面上嵌入式地安装有滚轮台8，滚轮台8的底端设置有驱动滚轮台8竖直向上贯穿滚珠台5台面的举升机构9；

上料状态下，升降挡板6的工作面贯穿滚珠台5的台面，滚轮台8的工作面位于滚珠台5的台面上方；

出料状态下，升降挡板6和滚轮台8的工作面均位于滚珠台5的台面下方。

上料时，滚珠台5保持水平，举升机构9驱动滚轮台8的工作端移动至滚珠台5的台面上方，升降挡板6从滚珠台5的台面下方上升并形成包裹滚珠台5台面两边的周壁，板簧板材通过人工或者传输机等方法移动至滚轮台8上，滚轮台8驱动板簧板材向着组装台1的方向移动直至抵接在升降挡板6上；

随后，举升机构9驱动滚轮台8下降至滚珠台5的台面下方，板簧板材自然落在滚珠台5上，接着抬升机构7驱动滚珠台5朝向两个升降挡板6的夹角处倾斜，板簧板材在滚珠台5上自然滑动并与两个升降挡板6的工作面抵接，在重力的作用下板簧板材的两边分别与两个升降挡板6的工作面对齐；

出料时，抬升机构7复位，滚珠台5恢复水平，板簧板材停留在两个升降挡板6的夹角处并且与升降挡板6对齐，升降挡板6下降到滚珠台5的台面下方，组装机械手3的工作端伸入滚珠台5内部并且从板簧板材的下方将其托起，然后水平位移机构2驱动组装机械手3移动到组装台1的上方，组装机械手3在组装台1上组装板簧。

滚珠台5包括有工作台5a和满布工作台5a台面的万向滚珠5b，滚轮台8包括有支架8a和并排安装在支架8a上的多个电动滚轴8b，工作台5a上设置有与每个电动滚轴8b一一对应并且可供电动滚轴8b竖直穿过工作台5a的开口5a1。

工作台5a、万向滚珠5b组合成滚珠台5，可供放置在滚珠台5上的物体自由移动，支架8a和电动滚轴8b组合成滚轮台8，电动滚轴8b通电可以旋转从而带动放置在滚轮台8上的物体朝向一个方向移动；

举升机构9驱动滚轮台8竖直向上移动时，电动滚轴8b穿过开口5a1移动至万向滚珠5b的工作面上方，从而使得放置在滚轮台8上的物体脱离滚珠台5，只能被滚轮台8驱动朝向一个方向移动；

举升机构9驱动滚轮台8竖直向下移动时，电动滚轴8b穿过开口5a1移动至万向滚珠5b的工作面下方，从而使得放置在电动滚轴8b上的物体移动至万向滚珠5b上，进而使得滚珠台5倾斜时物体可以在万向滚珠5b上自由移动，不会被电动滚轴8b阻碍。

工作台5a上设置有若干位于相邻的两个万向滚珠5b之间的凹槽5a2。

凹槽5a2可供组装机械手3的工作端插入其中，出料时，升降挡板6下降至凹槽5a2的底面下方，组装机械手3的工作端插入到凹槽5a2中即可伸至板簧板材的下方。

升降挡板6包括有有动力滑台6a和挡板6b，有动力滑台6a的工作端竖直向上设置，挡板6b固定安装在有动力滑台6a的工作端，挡板6b的侧壁与滚珠台5的侧边之间留有间隙，有动力滑台6a固定安装在机架4或滚珠台5上。

有动力滑台6a为气缸动力滑台，有动力滑台6a可以视需要安装在机架4或滚珠台5上，当滚珠台5的倾角不大时，为了确保有动力滑台6a的工作稳定，应当将有动力滑台6a固定安装在机架4上，当滚珠台5的倾角较大时，为了确保板簧板材与挡板6b的贴合度，应当将有动力滑台6a固定安装在滚珠台5上；有动力滑台6a用于驱动挡板6b上升或下降。

有动力滑台6a固定安装在机架4上，有动力滑台6a包括有第一滑轨6a1和第一气缸6a2，机架4上设置有多对沿着挡板6b的边缘竖直向上延伸的第一立柱4c，第一滑轨6a1竖直安装在每个第一立柱4c上，挡板6b可滑动地安装在第一滑轨6a1上，第一气缸6a2固定安装在第一立柱4c之间并且第一气缸6a2的工作端竖直向上设置，第一气缸6a2的工作端与挡板6b固定连接。

第一滑轨6a1和第一气缸6a2组合成有动力滑台6a，第一立柱4c用于固定有动力滑台6a，第一气缸6a2工作驱动挡板6b沿着第一滑轨6a1滑动，从而使得挡板6b能够竖直向下移动。

升降挡板6还包括有固定安装在挡板6b上的多个电磁铁6c，电磁铁6c的工作端高度与滚珠台5的工作面高度平齐，电磁铁6c并排安装在挡板6b上，电磁铁6c的工作端朝向滚珠台5设置。

电磁铁6c用于吸引并固定板簧板材，当滚珠台5倾斜时，板簧板材的两边在重力作用下自动与两个升降挡板6贴合，当滚珠台5复位时，板簧板材的位置可能会因为滚珠台5的震动而偏斜，所以在滚珠台5复位之前，电磁铁6c启动牢牢地吸住板簧板材的两边，在滚珠台5复位完成之后，电磁铁6c关闭，然后有动力滑台6a再驱动挡板6b下降。

机架4上固定安装有铰链4a，滚珠台5的一角通过铰链4a与机架4铰接，滚珠台5上与铰链4a相邻的两角搭接在机架4上，滚珠台5上远离铰链4a的一角悬空在机架4上；

抬升机构7包括有直线驱动器7a和杠杆机构7b，直线驱动器7a的中端铰接在机架4上，直线驱动器7a的工作端竖直向下设置，杠杆机构7b固定安装在机架4上，杠杆机构7b的一个工作端与滚珠台5的悬空端搭接，杠杆机构7b的另一个工作端与直线驱动器7a的工作端铰接。

直线驱动器7a为气缸，直线驱动器7a工作驱动杠杆机构7b的一端下降，杠杆机构7b的另一端自然升起，通过杠杆原理，杠杆机构7b升起的一端将滚珠台5的悬空端向上抬起，滚珠台5环绕铰链4a的轴线旋转一定角度，从而使得滚珠台5朝向铰链4a的方向倾斜。

机架4远离铰链4a的一角设置有竖直向上延伸的竖板4b，直线驱动器7a的中端铰接在竖板4b上，杠杆机构7b包括有固定安装在机架4上并且位于竖板4b和滚珠台5之间的转轴座7b1，转轴座7b1上可旋转地安装有转杆7b2，转杆7b2的中部与转轴座7b1的转轴连接，转杆7b2的一端与直线驱动器7a的工作端铰接，转杆7b2的另一端抵接在滚珠台5的悬空端正下方。

转轴座7b1和转杆7b2组合成一个用于翘起滚珠台5的杠杆机构，直线驱动器7a竖直向下推动转杆7b2的一端时，转杆7b2环绕转轴座7b1的转轴轴线旋转从而将滚珠台5的悬空端翘起，通过改变转杆7b2位于转轴座7b1两端的长度即可改变转杆7b2的输出力量与行程距离。

支架8a包括有框架8a1和固定安装在框架8a1顶端的横梁8a2，电动滚轴8b并排安装在横梁8a2上，框架8a1固定安装在举升机构9的工作端，举升机构9固定安装在机架4或者滚轮台8上。

举升机构9工作驱动框架8a1竖直往复移动，框架8a1与横梁8a2为一体件，框架8a1带动电动滚轴8b竖直往复穿过开口5a1移动，举升机构9可以安装在机架4上也可以安装在滚轮台8上，举升机构9的安装位置对滚珠台5和滚轮台8的工作无影响。

举升机构9固定安装在机架4上，机架4上设置有沿着框架8a1的边缘竖直向上延伸的第二立柱4d，举升机构9包括有第二滑轨9a和第二气缸9b，第二滑轨9a和第二气缸9b与每个第二立柱4d一一对应，第二滑轨9a竖直安装在第二立柱4d上，第二气缸9b固定安装在机架4上，第二气缸9b的工作端与框架8a1的底端固定连接。

第二滑轨9a和第二气缸9b组合成气缸动力滑台，举升机构9工作驱动支架8a竖直往复移动。

本发明的工作原理：

上料时，滚珠台5保持水平，举升机构9驱动滚轮台8的工作端移动至滚珠台5的台面上方，升降挡板6从滚珠台5的台面下方上升并形成包裹滚珠台5台面两边的周壁，板簧板材通过人工或者传输机等方法移动至滚轮台8上，滚轮台8驱动板簧板材向着组装台1的方向移动直至抵接在升降挡板6上；

随后，举升机构9驱动滚轮台8下降至滚珠台5的台面下方，板簧板材自然落在滚珠台5上，接着抬升机构7驱动滚珠台5朝向两个升降挡板6的夹角处倾斜，板簧板材在滚珠台5上自然滑动并与两个升降挡板6的工作面抵接，在重力的作用下板簧板材的两边分别与两个升降挡板6的工作面对齐；

出料时，抬升机构7复位，滚珠台5恢复水平，板簧板材停留在两个升降挡板6的夹角处并且与升降挡板6对齐，升降挡板6下降到滚珠台5的台面下方，组装机械手3的工作端伸入滚珠台5内部并且从板簧板材的下方将其托起，然后水平位移机构2驱动组装机械手3移动到组装台1的上方，组装机械手3在组装台1上组装板簧。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (1)

1.一种板簧自动装配设备的自动上料台，其特征在于，包括有机架（4）和滚珠台（5）；机架（4）设置在地面上，滚珠台（5）与机架（4）活动连接，滚珠台（5）的旁侧设置有驱动滚珠台（5）朝向一角倾斜的抬升机构（7），滚珠台（5）相邻其倾角的两边均设置有升降挡板（6），升降挡板（6）的工作面竖直设置并且紧贴滚珠台（5）的边缘，滚珠台（5）的台面上嵌入式地安装有滚轮台（8），滚轮台（8）的底端设置有驱动滚轮台（8）竖直向上贯穿滚珠台（5）台面的举升机构（9）；

上料状态下，升降挡板（6）的工作面贯穿滚珠台（5）的台面，滚轮台（8）的工作面位于滚珠台（5）的台面上方；

出料状态下，升降挡板（6）和滚轮台（8）的工作面均位于滚珠台（5）的台面下方；

机架（4）上固定安装有铰链（4a），滚珠台（5）的一角通过铰链（4a）与机架（4）铰接，滚珠台（5）上与铰链（4a）相邻的两角搭接在机架（4）上，滚珠台（5）上远离铰链（4a）的一角悬空在机架（4）上；

抬升机构（7）包括有直线驱动器（7a）和杠杆机构（7b），直线驱动器（7a）的中端铰接在机架（4）上，直线驱动器（7a）的工作端竖直向下设置，杠杆机构（7b）固定安装在机架（4）上，杠杆机构（7b）的一个工作端与滚珠台（5）的悬空端搭接，杠杆机构（7b）的另一个工作端与直线驱动器（7a）的工作端铰接；

机架（4）远离铰链（4a）的一角设置有竖直向上延伸的竖板（4b），直线驱动器（7a）的中端铰接在竖板（4b）上，杠杆机构（7b）包括有固定安装在机架（4）上并且位于竖板（4b）和滚珠台（5）之间的转轴座（7b1），转轴座（7b1）上可旋转地安装有转杆（7b2），转杆（7b2）的中部与转轴座（7b1）的转轴连接，转杆（7b2）的一端与直线驱动器（7a）的工作端铰接，转杆（7b2）的另一端抵接在滚珠台（5）的悬空端正下方。

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