CN113911700A - 一种轿车变速箱壳体的搬运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轿车变速箱壳体的搬运系统，包括机械手、工作台、多个托盘、牵引机构、控制系统；所述工作台上设有上料工位和下料工位，所述工作台的下料工位处设有托盘到位感应机构、工件感应机构、工件放正识别机构、托盘锁定机构、压轮机构。本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统通过牵引机构牵引工作台上的托盘循环运动，从而带动托盘上的工件移动到下料工位，然后托盘到位感应机构、工件感应机构以及工件放正识别机构分别对托盘和工件进行检测，当工件正确摆放到托盘时，托盘锁定机构限制托盘移动，机械手将下料工位处的工件搬运到加工工位上，实现自动将铸造完成的轿车变速箱壳体逐一搬运到智能设备的加工工位上的搬运流程。

Description

一种轿车变速箱壳体的搬运系统

技术领域

本发明涉及汽车零部件生产技术领域，特别涉及一种轿车变速箱壳体的搬运系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及交通道路的便利，汽车的市场需求量日益增大，汽车生产商为了更好地提高产能，节省劳动力，汽车生产线逐步向智能化生产方向进行改造。

轿车变速箱壳体主要通过铸造而成，完成铸造后的轿车变速箱壳体还处于半成品状态，需要经过去水口、去毛刺、以及质量检测等工序后才能装车，为了使轿车变速箱壳体能够逐一且自动化地被搬运到智能加工设备的加工工位上进行加工，所以亟需一种轿车变速箱壳体的搬运系统。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种轿车变速箱壳体的搬运系统，旨在将轿车变速箱壳体逐一且自动化地搬运到智能加工设备的加工工位上进行加工。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种轿车变速箱壳体的搬运系统，包括机械手、工作台、多个可相对工作台移动的托盘、用于牵引托盘以腰形轨迹循环运动的牵引机构、控制系统；所述工作台上设有上料工位和下料工位，所述工作台的下料工位处设有托盘到位感应机构、工件感应机构、工件放正识别机构、托盘锁定机构、压轮机构；所述托盘到位感应机构用于在托盘移动到位时反馈信号到控制系统，使控制系统控制牵引机构停止工作；所述工件感应机构用于感应上料工位处的托盘上是否存在工件；所述工件放正识别机构用于识别下料工位处的工件是否正确摆放在托盘上；所述托盘锁定机构用于锁定下料工位处的托盘，防止托盘移动；所述压轮机构用于压住托盘，防止工件下料时牵起托盘；所述机械手用于将下料工位处的工件搬运到加工工位上；所述牵引机构、托盘到位感应机构、工件感应机构、工件放正识别机构、托盘锁定机构、机械手均与控制系统电性连接。

所述托盘包括水平设置的安装板、固定在安装板上表面的限位柱、若干个设置在安装板上表面的定位柱和限位块。

所述安装板上设置有若干个锁定孔，所述工作台的下料工位处开设有与锁定孔相对应的避让孔，所述托盘锁定机构包括固定设置在工作台底部的驱动气缸、与驱动气缸的活塞杆端部固接的连接板、设置在连接板上锁定杆；所述锁定杆与锁定孔的数量相等且一一对应，所述驱动气缸用于驱动连接板上的锁定杆自下而上穿过避让孔且插入锁定孔中实现对托盘的移动限制。

所述压轮机构包括两组压轮组件，两组压轮组件分别设置在安装板两侧且抵压在安装板的边缘上，每组压轮组件包括若干个压轮支座、水平且可转动地设置在压轮支座上的压轮。

所述安装板上开设有避让口，工件放正识别机构包括设置在工作台上的第一传感器，所述第一传感器的检测光束能够穿过避让口，识别托盘上的工件是否摆放正确。

所述安装板的底部设有感应块，所述托盘到位感应机构包括两个第二传感器，两个所述第二传感器均用于探测感应块。

所述工件感应机构包括对射传感器和两个立架，其中一个立架上设置有对射传感器的发射器，另一个立架上设置有对射传感器的接收器。

所述牵引机构包括水平且可转动地设置在工作台上的主动链轮和从动链轮、绕设在主动链轮和从动链轮上的链条、设置在链条内侧的第一滚轮机构、设置在链条外侧的第二滚轮机构、用于驱动主动链轮转动的驱动电机；所述链条用于牵引所述托盘移动，所述托盘抵压在第一滚轮机构和第二滚轮机构。

在水平投影下，所述链条呈腰型，所述链条包括两段相互平行的直线链条段和两段分别连接两段直线链条段端部的弧形链条段；所述第一滚轮机构包括两个第一直线安装条，所述第一直线安装条与两段直线链条段平行且设置在两段直线链条段之间，每个第一直线安装条上沿其长度方向等距设置有多个第一滚轮。

所述第二滚轮机构包括两个第二直线安装条；所述第二直线安装条与两段直线链条段平行且设置在两段直线链条段的外侧，每个第二直线安装条上沿其长度方向等距设置有多个第二滚轮；所述第二滚轮机构还包括若干个设置在所述弧形链条段外侧的转向滚轮机构，所述转向滚轮机构包括滚轮支座和可转动地设置在滚轮支座上的第三滚轮。

有益效果：

与现有技术相比，本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统根据轿车变速箱壳体的特点进行适应性的设计，通过牵引机构牵引工作台上的托盘循环运动，从而带动托盘上的工件移动到下料工位，然后托盘到位感应机构、工件感应机构以及工件放正识别机构分别对托盘和工件进行检测，当工件正确摆放到托盘时，托盘锁定机构限制托盘移动，机械手将下料工位处的工件搬运到加工工位上，实现自动将铸造完成的轿车变速箱壳体逐一搬运到智能设备的加工工位上的搬运流程，自动化程度高，节省人力成本，搬运效率高，更好地提高产能，推进汽车制造行业向工业4.0的方向进行改革发展。

附图说明

图1为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统的俯视图。

图2为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，工作台的结构示意图一。

图3为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，工作台的结构示意图二。

图4为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，工作台的主视图。

图5为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，转向滚轮机构的立体图。

图6为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，托盘的结构示意图。

图7为本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统中，托盘与轿车变速箱壳体的装配图。

主要元件符号说明：1-工作台、11-机械手、12-上料工位、13-下料工位、2-牵引机构、3-托盘、4-托盘到位感应机构、5-工件感应机构、6-工件放正识别机构、7-托盘锁定机构、8-压轮组件、21-主动链轮、22-从动链轮、23-链条、231-直线链条段、232-弧形链条段、24-第一滚轮机构、25-第二滚轮机构、241-第一直线安装条、242-第一滚轮、251-第二直线安装条、252-第二滚轮、26-转向滚轮机构、261-滚轮支座、262-第三滚轮、31-安装板、32-限位柱、33-定位柱、34-限位块、35-第一插孔、36-第二插孔、37-锁定孔、38-避让口、39-感应块、341-固定方块、342-调节块、343-第一螺钉、344-腰型孔、331-圆形凸起、332-截头圆锥部、333-圆柱部、71-驱动气缸、72-连接板、73-锁定杆、74-滑套、81-压轮支座、82-压轮、61-第一传感器、51-立架、52-发射器、53-接收器、9-安全光栅、27-驱动电机、28-第一齿轮、29-第二齿轮、20-电机安装架、41-支架、42-第二传感器、10-轿车变速箱壳体。

具体实施方式

本发明提供一种轿车变速箱壳体的搬运系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种轿车变速箱壳体的搬运系统，包括机械手11、工作台1、多个可相对工作台1移动的托盘3、用于牵引托盘3以腰形轨迹循环运动的牵引机构2、控制系统；所述工作台1上设有上料工位12和下料工位13，所述工作台1的下料工位13处设有托盘到位感应机构4、工件感应机构5、工件放正识别机构6、托盘锁定机构7、压轮机构；所述托盘到位感应机构4用于在托盘3移动到位时反馈信号到控制系统，使控制系统控制牵引机构2停止工作；所述工件感应机构5用于感应上料工位12处的托盘3上是否存在工件；所述工件放正识别机构6用于识别下料工位13处的工件是否正确摆放在托盘3上；所述托盘锁定机构7用于锁定下料工位13处的托盘3，防止托盘3移动；所述压轮机构用于压住托盘3，防止工件下料时牵起托盘3；所述机械手11用于将下料工位13处的工件搬运到加工工位上；所述牵引机构2、托盘到位感应机构4、工件感应机构5、工件放正识别机构6、托盘锁定机构7、机械手11均与控制系统电性连接。

实际应用时，每一个托盘3对应承载一个轿车变速箱壳体10；工作时，工人可通过人力或机器将完成铸造的工件(轿车变速箱壳体)放置在位于上料工位12处的托盘3上，然后牵引机构2牵引托盘3和放置托盘3上的工件移动至下料工位13。当托盘到位感应机构4检测到托盘3移动到下料工位13时，托盘到位感应机构4反馈信号到控制系统，使控制系统控制牵引机构2停止工作；继而工件感应机构5感应托盘3上是否存在工件，当托盘3为空托盘3(即托盘3上没有装载工件)时，控制系统启动牵引机构2工作，将下一个托盘3运输到下料工位13上；当工件感应机构5判断托盘3上摆放有工件后，工件放正识别机构6继续识别工件是否正确摆放在托盘3上，若工件放正识别机构6判定工件摆放不正确时，该托盘3上的工件不会被机械手11抓取；与此同时，控制系统启动牵引机构2工作，将下一个托盘运输到下料工位13上，将该托盘3输运到上料工位12处，工人将工件重新摆放正确。此处，摆放不正确可以理解为，工件没有与托盘3相适配，工件存在倾侧或放置偏离的问题。当工件放正识别机构6判定工作摆放正确后，托盘锁定机构7锁定下料工位13处的托盘3，防止托盘3移动；最后机械手11将下料工位13处的工件搬运到智能加工设备的加工工位上；机械手11在搬运工件的过程中压轮机构压住托盘3，防止工件下料时牵起托盘3，从而保护牵引机构。本发明提供的轿车变速箱壳体的搬运系统根据轿车变速箱壳体10的特点进行适应性的设计，能够自动将铸造完成的轿车变速箱壳体逐一搬运到智能设备的加工工位上，自动化程度高，节省人力成本，搬运效率高，更好地提高产能，推进汽车制造行业向工业4.0的方向进行改革发展。

需要说明的是，轿车变速箱壳体10在图7中只是示意性地画出整体外形结构，并没有细致描绘出轿车变速箱壳体上的结构设计特点。

具体的，请参阅图6，所述托盘3包括水平设置的安装板31、固定在安装板31上表面的限位柱32、若干个设置在安装板31上表面的定位柱33和限位块34。上料时，工人将完成铸造的轿车变速箱壳体放置在托盘3上，定位柱33与轿车变速箱壳体底部的定位孔相嵌合，一方面定位柱33保证轿车变速箱壳体相对安装板31的位置准确，另一方面定位柱33对轿车变速箱壳体起到支撑作用；所述限位块34抵压在轿车变速箱壳体10的外侧面上，防止轿车变速箱壳体在运输过程中因颠簸振动发生移位，保证轿车变速箱壳体在移动过程中平稳、可靠；轿车变速箱壳体的底部设有与限位柱32相适配的凹槽，配合限位块34共同对轿车变速箱壳体实现水平移动限制。

具体的，请参阅图4和图6，所述安装板31上设置有若干个锁定孔37，所述工作台1的下料工位13处开设有与锁定孔37相对应的避让孔(图中不可见)，所述托盘锁定机构7包括固定设置在工作台1底部的驱动气缸71、与驱动气缸71的活塞杆端部固接的连接板72、设置在连接板72上锁定杆73；所述锁定杆73与锁定孔37的数量相等且一一对应，所述驱动气缸71用于驱动连接板72上的锁定杆73自下而上穿过避让孔且插入锁定孔37中实现对托盘3的移动限制。通过设置托盘锁定机构7，可避免机械手11在抓取工件时，工作带动托盘3移动，从而造成牵引机构2发生运动或造成损坏。

进一步的，见图4所示，所述工作台1的底部设有若干个滑套74，所述滑套74与锁定杆73数量相等且一一对应，每根锁定杆73可滑动地插置在滑套74中。通过滑套74与锁定杆73的导向作用，不仅能够保证锁定杆73的运动方向正确，还能避免驱动气缸71的活塞杆受剪切力，防止活塞杆因剪切力而变形。

优选的，请参阅图1-3，所述压轮机构包括两组压轮组件8，两组压轮组件8分别设置在安装板31两侧且抵压在安装板31的边缘上，使安装板31两侧受力均匀，不会发生倾侧，每组压轮组件8包括若干个压轮支座81、水平且可转动地设置在压轮支座81上的压轮82；每个压轮支座81上可设置一个或多个压轮82；由于压轮82与安装板31之间为滚动摩擦，摩擦系数小，使托盘3依然可以顺畅地移动。

优选的，请参阅图3，所述安装板31上开设有避让口38，工件放正识别机构6包括设置在工作台1上的第一传感器61，所述第一传感器61的检测光束能够穿过避让口38，识别托盘3上的工件是否摆放正确。

优选的，请参阅图3，所述安装板31的底部设有感应块39，所述托盘到位感应机构4包括两个第二传感器42，两个所述第二传感器42均用于探测感应块39。实际应用时，两个第二传感器42通过支架41设置在工作台1的上表面，两个第二传感器42之间的距离等于感应块39的长度；当两个第二传感器42同时检测到感应块39时，说明托盘3准确移动下料工位13上；控制系统控制牵引机构2停止工作。

优选的，请参阅图2，所述工件感应机构5包括对射传感器和两个立架51，其中一个立架51上设置有对射传感器的发射器52，另一个立架51上设置有对射传感器的接收器53。工作时，发射器52发送检测光束至接收器53，当接收器53不能收到检测光束时，说明料工位上的托盘3存在工件，工件切断检测光束，对射传感器反馈信号至控制系统。

具体的，请参阅图1-3，所述牵引机构2包括水平且可转动地设置在工作台1上的主动链轮21和从动链轮22、绕设在主动链轮21和从动链轮22上的链条23、设置在链条23内侧的第一滚轮机构24、设置在链条23外侧的第二滚轮机构25、用于驱动主动链轮21转动的驱动电机27；所述链条23用于牵引所述托盘3移动，所述托盘3抵压在第一滚轮机构24和第二滚轮机构25。所述安装板31上开设有第一插孔35和第二插孔36，所述链条23通过插销插入第一插孔35和第二插孔36实现与托盘3的连接，此处所述第一插孔35为圆形插孔，第二插孔36为腰型插孔。通过将第二插孔36设为腰型插孔，可以便于提高插销的位置适配性。

在本实施例中，见图4所示，所述驱动电机27通过电机安装架20设置在工作台1的顶部；该驱动电机27的主轴竖直朝上且套有一个第一齿轮28，所述主动链轮21的转轴上套有一个第二齿轮29，所述第一齿轮28和第二齿轮29啮合，即驱动电机通过第一齿轮28和第二齿轮29的传动，带动主动链轮21转动，由于齿轮传动稳定性较高，主动链轮21能够平稳地转动。

进一步的，请参阅图6，所述限位块34包括固定方块341、设置在固定方块341上的调节块342，所述调节块342通过第一螺钉343与固定方块341连接。所述固定方块341可以与安装板31一体成型或通过焊接方式固定在安装板31上。所述调节块342由硬质塑胶制成，可防止调节块342刮花轿车变速箱壳体的外表面。

优选的，请参阅图6，所述调节块342呈L型，由竖直部和水平部组成，所述水平部上开设有至少两个沿固定方块341宽度方向延伸的腰型孔344，所述固定方块341上开设有与腰型孔344数量相等且一一对应的螺纹孔(图中不可见)，每个腰型孔344处分别自上而下穿过一根所述第一螺钉343，每根第一螺钉343的底端分别拧入对应的螺纹孔中。松开第一螺钉343，然后微调调节块342的位置，最后锁紧第一螺钉343即可完成调节块342的位置调整。

优选的，所述限位块34设有4个，其中一个限位块34设置在安装板31的前侧部上，其中一个限位块34设置在安装板31的后侧部上，其中两个限位块34设置在安装板31的右侧部上。

优选的，请参阅图6，所述定位柱33包括依次竖直连接的圆形凸起331、截头圆锥部332、圆柱部333，所述截头圆锥部332的小径端(即截头圆锥部332的顶部)与圆形凸起331连接，所述截头圆锥部332的大径端(即截头圆锥部332的底部)与圆柱部333连接，所述截头圆锥部332通过若干第二螺钉固定在安装板31上。通过这样设置，定位柱33的结构简单，圆形凸起331嵌入轿车变速箱壳体底部的定位孔中，截头圆锥部332不与轿车变速箱壳体的底部发生干涉。

优选的，所述定位柱33设有三个，在水平投影下，三个所述定位柱33呈三角形分布。通过这样设置，定位柱33对轿车变速箱壳体的支撑稳定，定位准确。通过这样设置，定位柱33对轿车变速箱壳体的支撑稳定，定位准确。

具体的，请参阅图1，在水平投影下，所述链条23呈腰型，所述链条23包括两段相互平行的直线链条段231和两段分别连接两段直线链条段231端部的弧形链条段232；所述链条23处于绷紧状态，两段直线链条段231设置在主动链轮21和从动链轮22之间，两段弧形链条段232分别与主动链轮21和从动链轮22啮合传动。

优选的，请参阅图1-3，所述第一滚轮机构24包括两个第一直线安装条241，所述第一直线安装条241与两段直线链条段231平行且设置在两段直线链条段231之间，每个第一直线安装条241上沿其长度方向等距设置有多个第一滚轮242。

优选的，请参阅图1-3，所述第一滚轮机构24包括两个第一直线安装条241，所述第一直线安装条241与两段直线链条段231平行且设置在两段直线链条段231之间，每个第一直线安装条241上沿其长度方向等距设置有多个第一滚轮242。所述第一直线安装条241的横截面呈U字型且固定在工作台1的上表面上，多个第一滚轮242可转动且水平设置在第一直线安装条241的内腔中。通过这样设置，第一滚轮242排布紧凑，便于拆装，避免第一滚轮242与工作台1接触造成磨损。

优选的，请参阅图1-3，所述第二滚轮机构25包括两个第二直线安装条251；所述第二直线安装条251与两段直线链条段231平行且设置在两段直线链条段231的外侧，每个第二直线安装条251上沿其长度方向等距设置有多个第二滚轮252。通过这样设置，第二滚轮252排布紧凑，便于拆装，避免第二滚轮252与工作台1接触造成磨损。

优选的，请参阅图1-3，所述第二滚轮机构25还包括若干个设置在所述弧形链条段232外侧的转向滚轮机构26，所述转向滚轮机构26包括滚轮支座261和可转动地设置在滚轮支座261上的第三滚轮262。每个所述滚轮支座261呈U字型，且固定在工作台1的上表面上，每个第三滚轮262设置在滚轮支座261上。托盘3在经过弧形链条段232时，所述第三滚轮262对托盘3的外侧部进行有效的支撑。

优选的，请参阅图1-3，所述上料工位12处设有安全光栅9，通过设置安全光栅9，当工人触及上料工位12或者人工将完成铸造的轿车变速箱壳体搬运到托盘3上时驱动电机不会启动，确保作业安全。

优选的，所述机械手11可以由六轴机械手11和设置在六轴机械手11上的夹臂组成，由于机械手11并不是发明点所在，所以此处不再赘述机械手11的工作原理。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，包括机械手、工作台、多个可相对工作台移动的托盘、用于牵引托盘以腰形轨迹循环运动的牵引机构、控制系统；所述工作台上设有上料工位和下料工位，所述工作台的下料工位处设有托盘到位感应机构、工件感应机构、工件放正识别机构、托盘锁定机构、压轮机构；所述托盘到位感应机构用于在托盘移动到位时反馈信号到控制系统，使控制系统控制牵引机构停止工作；所述工件感应机构用于感应上料工位处的托盘上是否存在工件；所述工件放正识别机构用于识别下料工位处的工件是否正确摆放在托盘上；所述托盘锁定机构用于锁定下料工位处的托盘，防止托盘移动；所述压轮机构用于压住托盘，防止工件下料时牵起托盘；所述机械手用于将下料工位处的工件搬运到加工工位上；所述牵引机构、托盘到位感应机构、工件感应机构、工件放正识别机构、托盘锁定机构、机械手均与控制系统电性连接。

2.根据权利要求1所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述托盘包括水平设置的安装板、固定在安装板上表面的限位柱、若干个设置在安装板上表面的定位柱和限位块。

3.根据权利要求2所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述安装板上设置有若干个锁定孔，所述工作台的下料工位处开设有与锁定孔相对应的避让孔，所述托盘锁定机构包括固定设置在工作台底部的驱动气缸、与驱动气缸的活塞杆端部固接的连接板、设置在连接板上锁定杆；所述锁定杆与锁定孔的数量相等且一一对应，所述驱动气缸用于驱动连接板上的锁定杆自下而上穿过避让孔且插入锁定孔中实现对托盘的移动限制。

4.根据权利要求2所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述压轮机构包括两组压轮组件，两组压轮组件分别设置在安装板两侧且抵压在安装板的边缘上，每组压轮组件包括若干个压轮支座、水平且可转动地设置在压轮支座上的压轮。

5.根据权利要求2所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述安装板上开设有避让口，工件放正识别机构包括设置在工作台上的第一传感器，所述第一传感器的检测光束能够穿过避让口，识别托盘上的工件是否摆放正确。

6.根据权利要求2所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述安装板的底部设有感应块，所述托盘到位感应机构包括两个第二传感器，两个所述第二传感器均用于探测感应块。

7.根据权利要求1所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述工件感应机构包括对射传感器和两个立架，其中一个立架上设置有对射传感器的发射器，另一个立架上设置有对射传感器的接收器。

8.根据权利要求1所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述牵引机构包括水平且可转动地设置在工作台上的主动链轮和从动链轮、绕设在主动链轮和从动链轮上的链条、设置在链条内侧的第一滚轮机构、设置在链条外侧的第二滚轮机构、用于驱动主动链轮转动的驱动电机；所述链条用于牵引所述托盘移动，所述托盘抵压在第一滚轮机构和第二滚轮机构。

9.根据权利要求8所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，在水平投影下，所述链条呈腰型，所述链条包括两段相互平行的直线链条段和两段分别连接两段直线链条段端部的弧形链条段；所述第一滚轮机构包括两个第一直线安装条，所述第一直线安装条与两段直线链条段平行且设置在两段直线链条段之间，每个第一直线安装条上沿其长度方向等距设置有多个第一滚轮。

10.根据权利要求9所述的轿车变速箱壳体的搬运系统，其特征在于，所述第二滚轮机构包括两个第二直线安装条；所述第二直线安装条与两段直线链条段平行且设置在两段直线链条段的外侧，每个第二直线安装条上沿其长度方向等距设置有多个第二滚轮；所述第二滚轮机构还包括若干个设置在所述弧形链条段外侧的转向滚轮机构，所述转向滚轮机构包括滚轮支座和可转动地设置在滚轮支座上的第三滚轮。

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