CN112059484A - 一种薄板制件自动柔性定位上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板制件自动柔性定位上料装置，包括动力输出杆、比例放大机构、直线运动机构、定位机构和连接绳；比例放大机构包括比例放大杆，比例放大杆转动安装在固定座上；所述动力输出杆安装在夹具的纵梁夹紧块上随之进行旋转运动，动力输出杆通过连接绳一与比例放大杆的圆柱型杆体连接；所述比例放大杆的圆台型杆体连接有连接绳二，连接绳二另一端与直线运动机构连接。本发明通过利用纵梁夹紧块旋转运动，利用比例放大机构将旋转运动变更为直线运动，同时满足旋转运动的行程与直线运动行程的比例，实现薄板制件的自动上料并与纵梁夹紧实现互联，消除了纵梁变形的影响，其与直线运动机构、定位机构配合，实现了薄板制件自动柔性定位上料。

Description

一种薄板制件自动柔性定位上料装置

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种薄板制件自动柔性定位上料装置。

背景技术

在车架焊接生产中，纵梁加强板由于为2mm薄板且内表面与纵梁外侧贴合，纵梁总成在Z向夹紧时沿沿Z向存在约1-1.5mm变形，采用普通定位销定位由于板材较薄，如预留导向部分则定位销有效定位部分不足，无法准确定位，如无导向部分则制件装配困难，且由于纵梁夹紧前后存在1-1.5mm变形，定位销受力极大，极易产生损坏。

因此，普通的侧向定位方式无法使用，只能采用人工以制件型面进行定位焊接；这种方式不仅定位精度不足，而且定位焊接时由于一手拿件定位，一手进行焊接，无法使用防护用品，对员工健康伤害很大。

综上，目前纵梁加强板焊接存在定位精度低、焊接时无法有效防护、普通定位销定位无法使用等问题。

公告号CN106378363B的发明公开了一种新能源汽车用圆形薄板自动取料上料成型机构，包括机架，所述机架的顶板右侧固定有上支撑架，机架的顶板的左侧放置有料桶，料桶和上支撑架之间的机架的顶板上固定有旋转气缸架，旋转气缸固定在旋转气缸架的顶面上，旋转气缸的旋转轴的端部固定有旋转杆，旋转杆的端部底面固定有真空吸盘，真空吸盘处于料桶的正上方；机架的顶板的中部成型有连接凸起部，连接凸起部的外侧壁处的机架的顶板上固定有环形套体；它自动将料桶的圆形薄板抓取并将圆形薄板放置在模具支撑座上，然后自动调节圆形薄板，无需人工上料，其上料方便，从而提高了其加工效率和加工效果。

该技术方案主要针对圆形薄板的上料，其不能适用于车架焊接生产中纵梁加强板的薄板上料加工。

公告号CN103962735A的发明公开了板材加工技术领域内的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，包括上料机械手和工作台，工作台上设置有定位销和定位夹钳，所述上料机械手上铰接有旋转支架，旋转支架两端分别与上料机械手之间设有拉簧，旋转支架上设有定位气缸和导轨，导轨上配合设置有滑块，定位气缸的活塞杆伸出端设有连接座，连接座与滑块相连，连接座上还连接有真空吸盘；定位销为一个，定位夹钳至少有两个并分布于一直线上；当真空吸盘处于自由状态时，导轨轴线方向与定位夹钳所在直线方向的夹角为30°~60°。该装置使得板材能准确定位，为后续的废料分离及分批释放进行精确分选提供了保证。其特别适合应用在激光切割自动板材加工柔性生产线上。

该技术方案主要针对板材的激光切割，其不能适用于车架焊接生产中纵梁加强板的薄板上料加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄板制件自动柔性定位上料装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种薄板制件自动柔性定位上料装置，包括动力输出杆、比例放大机构、直线运动机构、定位机构和连接绳；

所述比例放大机构包括比例放大杆，比例放大杆由同轴连接的圆柱型杆体和圆台型杆体连接而成，圆柱型杆体和圆台型杆体上分别设有螺旋沟槽，且两处螺旋沟槽的旋向相反；比例放大杆转动安装在固定座上；

所述动力输出杆安装在夹具的纵梁夹紧块上随之进行旋转运动，动力输出杆通过连接绳一与比例放大杆的圆柱型杆体连接，且连接绳一配合绕制在圆柱型杆体上的螺旋沟槽内；

所述比例放大杆的圆台型杆体连接有连接绳二，连接绳二配合绕制在圆台型杆体的螺旋沟槽内，且连接绳二另一端与直线运动机构连接；

所述直线运动机构包括支撑架、直线导轨、连接块、吊挂支架及滚轮，支撑架固定在夹具上，其上安装有倾斜带角度的直线导轨，直线导轨上安装连接块，支撑架上部安装有吊挂支架，其上安装有滚轮；所述的连接绳二另一端绕过滚轮与连接块连接；

所述的定位机构安装在直线运动机构中的连接块上，用于定位及固定制件。

所述连接绳一在位于动力输出杆与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器，所述连接绳二在位于直线运动机构与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器。

所述弹性吊挂器包括筒体及在筒体内同轴布置的复位弹簧，连接绳一/连接绳二分部穿过筒体接在复位弹簧的两端。

所述定位机构包括定位基板，定位基板固定在直线运动机构中的连接块上，定位基板上安装有定位销及限位块以保证制件位置唯一，定位基板上还安装有吸附单元保证制件定位后不产生移动。

所述吸附单元为磁铁。

所述定位销的端面与为异形端面，其形状为定位销与制件下部边缘为起点做一个切面，其斜度不大于直线导轨所保持的斜度，同时要求直线导轨的斜度大于定位销进入制件深度与定位销直径的比值。

所述固定座包括支撑板，支撑板固定在夹具上，支撑板上前、后安装有定位轴座，定位轴座内安装有轴承，比例放大杆的两端分别在安装在对应轴承内。

所述连接绳一和连接绳二均为钢丝绳。

所述比例放大杆上螺旋沟槽的横截面为U型。

本发明的有益效果：

1、本发明通过利用纵梁夹紧块旋转运动，利用比例放大机构将旋转运动变更为直线运动，同时满足旋转运动的行程与直线运动行程的比例，实现薄板制件的自动上料并与纵梁夹紧实现互联，消除了纵梁变形的影响，其与直线运动机构、定位机构配合，实现了薄板制件自动柔性定位上料，解决了原先作业者定位焊接时一手拿件，一手进行焊接，无法使用防护用品的问题，并解决了型面定位精度不足的问题；同时本装置还有结构紧凑、简单、投资小的特点。

2、本发明中比例放大杆由同轴连接的圆柱型杆体和圆台型杆体连接而成，圆柱型杆体和圆台型杆体上分别设有螺旋沟槽，且两处螺旋沟槽的旋向相反；动力输出杆通过连接绳一与比例放大杆的圆柱型杆体连接，比例放大杆的圆台型杆体连接有连接绳二，连接绳二另一端与直线运动机构连接，圆台型杆体上螺旋沟槽的连接绳连接位置的变更将可调整比例放大的系数，满足一定范围内的运动行程比例变化。

3、本发明中连接绳一在位于动力输出杆与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器，所述连接绳二在位于直线运动机构与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器；弹性吊挂器在使用时，其内部的复位弹簧提供恒定弹力，使钢丝绳保持一定张紧力，当钢丝绳在使用过程中伸长时，复位弹簧收缩保证钢丝绳张紧力不变，防止其自螺旋沟槽中脱出；当纵梁制件远离制件时，复位弹簧收缩保证制件到位，当纵梁制件靠近制件时，复位弹簧5伸长保证制件不与纵梁干涉。

4、定位机构包括定位基板，定位基板固定在直线运动机构中的连接块上，定位基板上安装有定位销及限位块以保证制件位置唯一，定位基板上还安装有吸附单元保证制件定位后不产生移动，方便制件的定位及固定。

本发明中定位机构中的定位销采用异形端面，其形状为以位销与制件下部边缘为起点做一个切面，其斜度不大于直线导轨所保持的斜度，同时要求直线导轨的斜度大于定位销进入制件深度与定位销直径的比值，与制件不存在干涉，可方便退出，异形端面的定位销解决了制件因纵梁夹紧前后变形导致的定位销卡滞受力的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明中比例放大杆的示意图

图3是本发明中定位销的示意图；

图4是图3的右视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1至图4所示，本发明的一种薄板制件自动柔性定位上料装置，包括动力输出杆、比例放大机构、直线运动机构、定位机构和钢丝绳。

比例放大机构包括比例放大杆6，比例放大杆6由同轴连接的圆柱型杆体和圆台型杆体连接而成，圆柱型杆体和圆台型杆体上分别设有螺旋沟槽，且两处螺旋沟槽的旋向相反，一个为左旋一个为右旋。螺旋沟槽的横截面为U型。

比例放大杆6转动安装在固定座上。本实施例中，固定座包括支撑板9，支撑板9固定在夹具2上，支撑板9上前、后安装有定位轴座8，定位轴座8内安装有轴承7，比例放大杆6的前后两端端部为圆柱状，其尺寸与轴承配合，分别在安装在对应轴承内。

动力输出杆1安装在夹具2的纵梁夹紧块上随之进行旋转运动，动力输出杆1通过钢丝绳31与比例放大杆6的圆柱型杆体连接，且钢丝绳31配合绕制在圆柱型杆体上的螺旋沟槽内。

比例放大杆6的圆台型杆体连接有钢丝绳32，钢丝绳32配合绕制在圆台型杆体的螺旋沟槽内，且钢丝绳32另一端与直线运动机构连接。

所述直线运动机构包括支撑架14、直线导轨15、连接块11、吊挂支架13、转轴12及V型滚轮10，支撑架14固定在夹具2上，其上安装有倾斜带角度的直线导轨15，直线导轨15上安装连接块11，支撑架14上部安装有吊挂支架13，其上安装转轴12，转轴12上有V型滚轮10；钢丝绳32另一端绕过V型滚轮10与连接块11连接。

所述定位机构包括定位基板16，定位基板16固定在直线运动机构中的连接块11上，定位基板16上安装有定位销18及限位块17以保证制件20位置唯一，定位基板16上还安装有磁铁19保证制件20定位后不产生移动。

本实施例中，定位销18采用异形端面，其形状为定位销与制件下部边缘为起点做一个切面，其斜度不大于直线导轨所保持的斜度，同时要求直线导轨的斜度大于定位销进入制件深度与定位销直径的比值，与制件不存在干涉，可方便退出，异形端面的定位销解决了制件因纵梁夹紧前后变形导致的定位销卡滞受力的问题。

钢丝绳31在位于动力输出杆与比例放大杆6之间的位置装有弹性吊挂器4，钢丝绳32在位于直线运动机构与比例放大杆6之间的位置也装有弹性吊挂器4。弹性吊挂器4包括筒体及在筒体内同轴布置的复位弹簧5，钢丝绳31/钢丝绳32分部穿过筒体接在复位弹簧5的两端。

本发明的工作原理如下：使用时，将制件20通过定位销18及限位块17定位，并有磁铁19保证不产生移动，纵梁夹紧块旋转运动带动动力输出杆1随之旋转，动力输出杆1通过钢丝绳31及弹性吊挂器4带动比例放大杆6的前端（圆柱型杆体）旋转，此时钢丝绳在比例放大杆6的前端（圆柱型杆体）为绕出状态，比例放大杆6的后端（圆台型杆体）旋转将其上的钢丝绳32绕入，通过弹性吊挂器4带动连接块11上移，制件沿直线导轨15方向向纵梁方法移动，当夹具的纵梁夹紧块到位后，制件20恰好与纵梁贴合，完成制件的准确定位；当纵梁夹紧块打开时，动动力输出杆1随之复位，此时在重力作用下，定位基板16与连接块11等一起沿直线导轨15方向下移复位，带动钢丝绳32绕V型滚轮旋转，并自比例放大杆6后端（圆台型杆体）绕出，比例放大杆6反向旋转，此时比例放大杆6前端（圆柱型杆体）钢丝绳31绕入，直到纵梁夹紧块到位后比例放大杆6不能旋转，相应的定位基板16也恢复原位，等待下一次制件定位焊接。

弹性吊挂器4在使用时，其内部的复位弹簧5提供恒定弹力，使钢丝绳保持一定张紧力，当钢丝绳在使用过程中伸长时，复位弹簧5收缩保证钢丝绳张紧力不变，防止其自螺旋沟槽中脱出；当纵梁制件远离制件20时，复位弹簧5收缩保证制件20到位，当纵梁制件靠近制件20时，复位弹簧5伸长保证制件20不与纵梁干涉。

在定位销18沿直线导轨15方向下移同时夹紧块打开，纵梁上移，此时由于定位销18为异形端面，其端面斜度大于直线导轨所保持的斜度，因此与制件不存在干涉，可方便退出。

本发明能够利用夹具夹紧块的旋转运动，通过比例放大杆将运动的比例调整，并将旋转运动转换为直线运动，利用弹性吊挂器保持制件稳定的与纵梁定位，采用异形定位销解决了纵梁在夹紧过程中的位移，防止了定位销与制件的干涉，本发明实现了加强板的精确定位模式，不仅解决了纵梁夹紧时存在变形造成无法采用正常侧向定位的问题，解决了制件定位不准且焊接时无法有效作业防护的问题，本装置还具有结构紧凑、简单、投资小的特点。

本发明利用比例放大机构将旋转运动变更为直线运动，同时满足旋转运动的行程与直线运动行程的比例，实现薄板制件的自动上料并与纵梁夹紧实现互联，消除了纵梁变形的影响，其与直线运动机构、定位机构配合，实现了薄板制件自动柔性定位上料，解决了原先作业者定位焊接时一手拿件，一手进行焊接，无法使用防护用品的问题，并解决了型面定位精度不足的问题。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (9)

1.一种薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：包括动力输出杆、比例放大机构、直线运动机构、定位机构和连接绳；

所述比例放大机构包括比例放大杆，比例放大杆由同轴连接的圆柱型杆体和圆台型杆体连接而成，圆柱型杆体和圆台型杆体上分别设有螺旋沟槽，且两处螺旋沟槽的旋向相反；比例放大杆转动安装在固定座上；

所述动力输出杆安装在夹具的纵梁夹紧块上随之进行旋转运动，动力输出杆通过连接绳一与比例放大杆的圆柱型杆体连接，且连接绳一配合绕制在圆柱型杆体上的螺旋沟槽内；

所述比例放大杆的圆台型杆体连接有连接绳二，连接绳二配合绕制在圆台型杆体的螺旋沟槽内，且连接绳二另一端与直线运动机构连接；

所述直线运动机构包括支撑架、直线导轨、连接块、吊挂支架及滚轮，支撑架固定在夹具上，其上安装有倾斜带角度的直线导轨，直线导轨上安装连接块，支撑架上部安装有吊挂支架，其上安装有滚轮；所述的连接绳二另一端绕过滚轮与连接块连接；

所述的定位机构安装在直线运动机构中的连接块上，用于定位及固定制件。

2.根据权利要求1所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述连接绳一在位于动力输出杆与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器，所述连接绳二在位于直线运动机构与比例放大杆之间的位置装有弹性吊挂器。

3.根据权利要求2所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述弹性吊挂器包括筒体及在筒体内同轴布置的复位弹簧，连接绳一/连接绳二分部穿过筒体接在复位弹簧的两端。

4.根据权利要求1-3任一项所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述定位机构包括定位基板，定位基板固定在直线运动机构中的连接块上，定位基板上安装有定位销及限位块以保证制件位置唯一，定位基板上还安装有吸附单元保证制件定位后不产生移动。

5.根据权利要求4所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述吸附单元为磁铁。

6.根据权利要求4所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述定位销的端面与为异形端面，其形状为定位销与制件下部边缘为起点做一个切面，其斜度不大于直线导轨所保持的斜度，同时要求直线导轨的斜度大于定位销进入制件深度与定位销直径的比值。

7.根据权利要求1项所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述固定座包括支撑板，支撑板固定在夹具上，支撑板上前、后安装有定位轴座，定位轴座内安装有轴承，比例放大杆的两端分别在安装在对应轴承内。

8.根据权利要求1项所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述连接绳一和连接绳二均为钢丝绳。

9.根据权利要求1项所述的薄板制件自动柔性定位上料装置，其特征在于：所述比例放大杆上螺旋沟槽的横截面为U型。

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