CN115008163B - 一种采用机器人的汽车柔性装配线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用机器人的汽车柔性装配线，包括龙门桁架，所述龙门桁架设置有X行走轴、Y行走轴、Z行走轴，所述Z行走轴末端设置有抓取机构，所述抓取机构下端对应设置有转运框，所述转运框上设置有轮毂，所述转运框与所述龙门桁架同侧设置有滑台组装总成；所述滑台组装总成设置有底座，所述底座中心设置有定位装置，所述定位装置两侧的底座上设置有滑动装置，所述滑动装置上连接有压紧装置，所述压紧装置下端底座内连接有驱动装置，所述定位装置上连接有桥壳，所述桥壳两端对应设置有承托装置，所述承托装置连接有转运车；本发明通用化程度高，可完全适用所有桥壳，无需人工转运桥壳，自动化程度高，提高装配效率，降低劳动强度。

Description

一种采用机器人的汽车柔性装配线

技术领域

本发明属于汽车装配技术领域，具体涉及一种采用机器人的汽车柔性装配线。

背景技术

轮毂是轮胎内廓轮钢通过立柱连接的轮芯旋转部分，即支撑轮胎的中心装在轴上的金属部件，对轮毂总成压装工序是将轮毂轴承压装到车桥支撑轴上，轮毂总成的可靠快速压装对驱动桥装配质量及效率有着重要意义。

现有的轮毂总成压装方式，存在以下问题：1、轮毂总成使用行车吊装，吊装效率低，吊装绳磨损等存在一定的安全隐患；2、轮毂压装过程中，需要两人操作压装内外轴承各两次，效率低下，工序工作量较多，操作时间紧张；3、轮毂总成无法精准定位，且不易观察，压装效果不好，操作者需反复核验；4、压装过程中，经常出现损坏轮毂油封的问题，本领域技术人员亟待解决这一技术问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明的目的是，提供一种采用机器人的汽车柔性装配线。

本发明采用如下技术方案：

一种采用机器人的汽车柔性装配线，包括龙门桁架，所述龙门桁架对称设置有两个立柱，两个所述立柱上水平设置有横梁，所述横梁上设置有X行走轴，所述X行走轴相对滑动设置有两个，所述X行走轴上滑动连接有Y行走轴，所述X行走轴与所述Y行走轴垂直设置，所述Y行走轴远离所述X行走轴的一端滑动连接有Z行走轴，所述Z行走轴与所述Y行走轴垂直设置，两个所述Z行走轴末端设置有抓取机构，所述抓取机构下端对应设置有转运框，所述转运框上设置有轮毂，两个所述转运框用于轮毂的转运输送，所述转运框与所述龙门桁架同侧设置有滑台组装总成；

所述滑台组装总成设置有底座，所述底座中心设置有定位装置，所述定位装置内设置有升降装置，所述定位装置两侧的底座上设置有滑动装置，所述滑动装置上连接有压紧装置，两个所述压紧装置相对设置，所述压紧装置下端底座内连接有驱动装置，所述定位装置上连接有桥壳，所述桥壳与所述定位装置设置在同一轴线上，所述桥壳两端对应设置有承托装置，所述承托装置连接有转运车，所述承托装置随转运车直线移动；

所述抓取机构设置有主架，所述主架上端与所述Z行走轴刚性连接，所述主架下端连接有支撑架，所述支撑架与所述主架转动连接，所述支撑架设置伺服总成驱动旋转，所述支撑架下端连接有抓取盘，所述抓取盘上设置有传动装置，所述传动装置两侧连接有油压转角缸，2个所述油压转角缸延伸至所述抓取盘下端设置，所述支撑架上设置有组合压盘，所述组合压盘贯穿所述抓取盘设置，所述组合压盘内设置有组合顶尖，所述组合压盘、组合顶尖可伸缩设置，所述组合顶尖配合轮毂支撑轴内孔，组合压盘配合轮毂轴承内圈，传动装置带动油压转角缸移动，油压转角缸旋转夹持轮毂。

进一步的，所述组合压盘设置有压盘，所述压盘穿过所述抓取盘连接有压头，所述压盘上端连接有第一光轴，所述第一光轴贯穿设置有第一直线轴承，所述第一直线轴承固定在所述支撑架上，所述压盘与所述支撑架之间的第一光轴上设置有第一弹簧，所述第一光轴伸出所述支撑架上连接有压块，所述压盘内设置有组合顶尖。

进一步的，所述组合顶尖设置有顶尖座，所述顶尖座上设置有锁合部伸出所述压盘与所述抓取盘固定连接，所述顶尖座内部中心设置有第二光轴，所述第二光轴内设置通孔，所述第二光轴上依次设置有第二弹簧、第二轴承，所述第二轴承上套接有顶尖，所述第二光轴远离所述顶尖的一端连接有传感器。

进一步的，所述定位装置设置有定位盘安装座，所述定位盘安装座上设置有定位盘，所述定位盘下端对应所述定位盘安装座内设置有升降装置，所述升降装置设置为升降油缸。

进一步的，所述滑动装置设置有线轨滑块，所述线轨滑块上连接有滑动板，所述滑动板上连接所述压紧装置。

进一步的，所述压紧装置设置有立板，所述立板与所述滑动板垂直设置，所述立板上设置有压紧油缸，所述压紧油缸伸缩杆贯穿所述立板连接有压紧套。

进一步的，所述驱动装置设置丝杠，所述丝杠两端固定在所述底座上，所述丝杠一端连接有驱动电机，所述驱动电机驱动所述丝杠旋转带动所述压紧装置沿着所述滑动装置水平方向移动。

进一步的，所述承托装置设置有承托板，所述承托板上设置有托架，所述承托板一端连接所述转运车。

进一步的，所述转运车设置有轨道，所述轨道上设置有转运支架，所述转运支架滑动设置在所述轨道上，所述转运支架设置电机驱动，所述转运支架内设置有升降组件，所述升降组件上端伸出所述转运支架连接有辅助托板，所述辅助托板上端固定连接所述承托板。

进一步的，还包括防护栏，所述防护栏设置在所述龙门桁架的两侧。

本发明的有益效果：

1、本发明通用化程度高，可完全适用所有桥壳，无需人工转运桥壳，自动化程度高，提高装配效率，降低劳动强度；

2、此装配线采用桁架机器人结构，建立XYZ轴三维坐标系，定位精度高，避免挤油封隐患，轮毂转运框和轮毂压装机位于桁架同侧，占用空间小；

3、轮毂抓取机构可实现所有轮毂总成的自动抓取和翻转，并配合实现同步压装，降低作业时间。

附图说明

图1为本发明所述一种采用机器人的汽车柔性装配线结构示意图；

图2为本发明所述龙门桁架结构示意图；

图3为本发明所述抓取机构结构示意图；

图4为本发明所述组合压盘、组合顶尖结构示意图；

图5为本发明所述滑台组装总成结构示意图；

图6为本发明所述承托装置、运转车结构示意图。

图中：1龙门桁架，101立柱，102横梁，103X行走轴，104Y行走轴，105Z行走轴，2抓取机构，201主架，202支撑架，203伺服总成，204抓取盘，205传动装置，206油压转角缸，207组合压盘，2071压盘，2072压头，2073第一光轴，2074第一直线轴承，2075第一弹簧，2076压块，208组合顶尖，2081顶尖座，2082第二光轴，2083第二弹簧，2084第二轴承，2085顶尖，2086传感器，3转运框，4滑台组装总成，401底座，402定位装置，4021定位盘安装座，4022定位盘，403滑动装置，4031线轨滑块，4032滑动板，404压紧装置，4041立板，4042压紧油缸，4043压紧套，405驱动装置，4051丝杠，4052驱动电机，406升降装置，5桥壳，6承托装置，601承托板，602托架，7运转车，701轨道，702转运支架，703升降组件，704辅助托板，8防护栏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种采用机器人的汽车柔性装配线，包括龙门桁架1，所述龙门桁架1对称设置有两个立柱101，两个所述立柱101上水平设置有横梁102，所述横梁102上设置有X行走轴103，所述X行走轴103相对滑动设置有两个，所述X行走轴103上滑动连接有Y行走轴104，所述X行走轴103与所述Y行走轴104垂直设置，所述Y行走轴104远离所述X行走轴103的一端滑动连接有Z行走轴105，所述Z行走轴105与所述Y行走轴104垂直设置，两个所述Z行走轴105末端设置有抓取机构2，所述抓取机构2下端对应设置有转运框3，所述转运框3上设置有轮毂，两个所述转运框3用于轮毂的转运输送，所述转运框3与所述龙门桁架1同侧设置有滑台组装总成4，使装配线整体占用空间小；

所述滑台组装总成4设置有底座401，所述底座401中心设置有定位装置402，所述定位装置402内设置有升降装置406，所述定位装置402两侧的底座401上设置有滑动装置403，所述滑动装置403上连接有压紧装置404，两个所述压紧装置404相对设置，所述压紧装置404下端底座401内连接有驱动装置405，所述定位装置402上连接有桥壳5，所述桥壳5与所述定位装置402设置在同一轴线上，所述桥壳5两端对应设置有承托装置6，所述承托装置6连接有转运车7，所述承托装置6随转运车7直线移动，桥壳5压装完成后，升降装置406向上托起桥壳5，所述转运车7带动承托装置6伸入桥壳5下端，此时升降装置406向下运动的过程中，承托装置6接住桥壳5，运转车7完成输送工作；

所述抓取机构2设置有主架201，所述主架201上端与所述Z行走轴105刚性连接，所述主架201下端连接有支撑架202，所述支撑架202与所述主架201转动连接，所述支撑架202设置伺服总成203驱动旋转，所述支撑架202下端连接有抓取盘204，所述抓取盘204上设置有传动装置205，所述传动装置205两侧连接有油压转角缸206，2个所述油压转角缸206延伸至所述抓取盘204下端设置，所述支撑架202上设置有组合压盘207，所述组合压盘207贯穿所述抓取盘204设置，所述组合压盘207内设置有组合顶尖208，所述组合压盘207、组合顶尖208可伸缩设置，所述组合顶尖208配合轮毂支撑轴内孔，组合压盘207配合轮毂轴承内圈，传动装置205带动油压转角缸206移动，油压转角缸206旋转夹持轮毂。

在实际应用中，如图4所示，所述组合压盘207设置有压盘2071，所述压盘2071穿过所述抓取盘204连接有压头2072，螺纹形式快换压头2072，可覆盖所有轴承内圈，所述压盘2071上端连接有第一光轴2073，所述第一光轴2073贯穿设置有第一直线轴承2074，所述第一直线轴承2074固定在所述支撑架202上，所述压盘2071与所述支撑架202之间的第一光轴2073上设置有第一弹簧2075，所述第一弹簧2075保持压头2072与轴承内圈压紧，所述第一光轴2073伸出所述支撑架202上连接有压块2076，所述压盘2071内设置有组合顶尖208。

在实际应用中，所述组合顶尖208设置有顶尖座2081，所述顶尖座2081上设置有锁合部伸出所述压盘2071与所述抓取盘204固定连接，所述顶尖座2081内部中心设置有第二光轴2082，所述第二光轴2082内设置通孔，所述第二光轴2082上依次设置有第二弹簧2083、第二轴承2084，所述第二轴承2084上套接有顶尖2085，所述顶尖2085可覆盖所有轮毂支撑轴内孔，设置顶尖座2081保证顶尖2085处于抓取机构2的中心，所述第二光轴2082远离所述顶尖2085的一端连接有传感器2086，所述传感器2086穿过所述第二光轴2082内孔实现物体感应，设置第二弹簧2083，使顶尖2085具有一定的伸缩性。

在实际应用中，如图5所示，所述定位装置402设置有定位盘安装座4021，所述定位盘安装座4021上设置有定位盘4022，所述定位盘4022适配各系列桥壳5，所述定位盘4022下端对应所述定位盘安装座4021内设置有升降装置406，所述升降装置406设置为升降油缸。

在实际应用中，所述滑动装置403设置有线轨滑块4031，所述线轨滑块4031上连接有滑动板4032，所述滑动板4032上连接所述压紧装置404。

在实际应用中，所述压紧装置404设置有立板4041，所述立板4041与所述滑动板4032垂直设置，所述立板4041上设置有压紧油缸4042，所述压紧油缸4042伸缩杆贯穿所述立板4041连接有压紧套4043。

在实际应用中，所述驱动装置405设置丝杠4051，所述丝杠4051两端固定在所述底座401上，所述丝杠4051一端连接有驱动电机4052，所述驱动电机4052驱动所述丝杠4051旋转带动所述压紧装置404沿着所述滑动装置403水平方向移动。

在实际应用中，如图6所示，所述承托装置6设置有承托板601，所述承托板601上设置有托架602，所述承托板601一端连接所述转运车7。

在实际应用中，所述转运车7设置有轨道701，所述轨道701上设置有转运支架702，所述转运支架702滑动设置在所述轨道701上，所述转运支架702设置电机驱动，所述转运支架702内设置有升降组件703，所述升降组件703上端伸出所述转运支架702连接有辅助托板704，所述辅助托板704上端固定连接所述承托板601。

在实际应用中，还包括防护栏8，所述防护栏8设置在所述龙门桁架1的两侧，机械作业过程中，不受外部环境影响。

工作原理：

本发明所述机器人的汽车柔性装配线，通过X、Y、Z三个方向行走轴实现轮毂抓取机构2自动寻找轮毂中心，所述传感器2086穿过所述第二光轴2082内孔实现物体感应，顶尖2085可轴向伸缩压紧支撑轴内孔，组合压盘207配合轮毂轴承内圈，第一弹簧2075保持压头2072对轴承内圈的压紧，轮毂及轴承内圈同时压紧吊装并整体通过伺服总成203旋转90度，通过X、Y、Z三个方向行走轴移动至桥壳5轴线理论坐标处，Z方向行走轴上下寻位得到Z轴测量值，并与理论值比较，然后两侧X行走轴同时开始套轮毂，套入到轴承压装点前停止，两侧轮毂压紧装置404前进至压装点，两侧开始压装，轮毂抓取机构同时松开油压转角缸206，轮毂抓取机构2、压紧装置404返回原点，此时，升降装置406抬升所述桥壳5，使之脱离所述定位盘4022，同时承托装置6随转运车7前移伸入桥壳5下端，升降装置406回缩，承托装置6承接已组装完成的桥壳5，并通过转运车7输送至下一工位后，再输送另一个待组装桥壳5返回至定位装置402上，反复作业。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。文中使用的前、后、左、右非特指，主要为了更直观说明技术方案，不起限定作用。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：包括龙门桁架（1），所述龙门桁架（1）对称设置有两个立柱（101），两个所述立柱（101）上水平设置有横梁（102），所述横梁（102）上设置有X行走轴（103），所述X行走轴（103）相对滑动设置有两个，所述X行走轴（103）上滑动连接有Y行走轴（104），所述X行走轴（103）与所述Y行走轴（104）垂直设置，所述Y行走轴（104）远离所述X行走轴（103）的一端滑动连接有Z行走轴（105），所述Z行走轴（105）与所述Y行走轴（104）垂直设置，两个所述Z行走轴（105）末端设置有抓取机构（2），所述抓取机构（2）下端对应设置有转运框（3），所述转运框（3）上设置有轮毂，两个所述转运框（3）用于轮毂的转运输送，所述转运框（3）与所述龙门桁架（1）同侧设置有滑台组装总成（4）；

所述滑台组装总成（4）设置有底座（401），所述底座（401）中心设置有定位装置（402），所述定位装置（402）内设置有升降装置（406），所述定位装置（402）两侧的底座（401）上设置有滑动装置（403），所述滑动装置（403）上连接有压紧装置（404），两个所述压紧装置（404）相对设置，所述压紧装置（404）下端底座（401）内连接有驱动装置（405），所述定位装置（402）上连接有桥壳（5），所述桥壳（5）与所述定位装置（402）设置在同一轴线上，所述桥壳（5）两端对应设置有承托装置（6），所述承托装置（6）连接有转运车（7），所述承托装置（6）随转运车（7）直线移动；

所述抓取机构（2）设置有主架（201），所述主架（201）上端与所述Z行走轴（105）刚性连接，所述主架（201）下端连接有支撑架（202），所述支撑架（202）与所述主架（201）转动连接，所述支撑架（202）设置伺服总成（203）驱动旋转，所述支撑架（202）下端连接有抓取盘（204），所述抓取盘（204）上设置有传动装置（205），所述传动装置（205）两侧连接有油压转角缸（206），2个所述油压转角缸（206）延伸至所述抓取盘（204）下端设置，所述支撑架（202）上设置有组合压盘（207），所述组合压盘（207）贯穿所述抓取盘（204）设置，所述组合压盘（207）设置有压盘（2071），所述组合压盘（207）内设置有组合顶尖（208），所述组合压盘（207）、组合顶尖（208）可伸缩设置，所述组合顶尖（208）配合轮毂支撑轴内孔，组合压盘（207）配合轮毂轴承内圈，传动装置（205）带动油压转角缸（206）移动，油压转角缸（206）旋转夹持轮毂；

所述组合顶尖（208）设置有顶尖座（2081），所述顶尖座（2081）上设置有锁合部伸出所述压盘（2071）与所述抓取盘（204）固定连接，所述顶尖座（2081）内部中心设置有第二光轴（2082），所述第二光轴（2082）内设置通孔，所述第二光轴（2082）上依次设置有第二弹簧（2083）、第二轴承（2084），所述第二轴承（2084）上套接有顶尖（2085），所述第二光轴（2082）远离所述顶尖（2085）的一端连接有传感器（2086）。

2.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述压盘（2071）穿过所述抓取盘（204）连接有压头（2072），所述压盘（2071）上端连接有第一光轴（2073），所述第一光轴（2073）贯穿设置有第一直线轴承（2074），所述第一直线轴承（2074）固定在所述支撑架（202）上，所述压盘（2071）与所述支撑架（202）之间的第一光轴（2073）上设置有第一弹簧（2075），所述第一光轴（2073）伸出所述支撑架（202）上连接有压块（2076）。

3.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述定位装置（402）设置有定位盘安装座（4021），所述定位盘安装座（4021）上设置有定位盘（4022），所述定位盘（4022）下端对应所述定位盘安装座（4021）内设置有升降装置（406），所述升降装置（406）设置为升降油缸。

4.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述滑动装置（403）设置有线轨滑块（4031），所述线轨滑块（4031）上连接有滑动板（4032），所述滑动板（4032）上连接所述压紧装置（404）。

5.根据权利要求4所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述压紧装置（404）设置有立板（4041），所述立板（4041）与所述滑动板（4032）垂直设置，所述立板（4041）上设置有压紧油缸（4042），所述压紧油缸（4042）伸缩杆贯穿所述立板（4041）连接有压紧套（4043）。

6.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述驱动装置（405）设置丝杠（4051），所述丝杠（4051）两端固定在所述底座（401）上，所述丝杠（4051）一端连接有驱动电机（4052），所述驱动电机（4052）驱动所述丝杠（4051）旋转带动所述压紧装置（404）沿着所述滑动装置（403）水平方向移动。

7.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述承托装置（6）设置有承托板（601），所述承托板（601）上设置有托架（602），所述承托板（601）一端连接所述转运车（7）。

8.根据权利要求7所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：所述转运车（7）设置有轨道（701），所述轨道（701）上设置有转运支架（702），所述转运支架（702）滑动设置在所述轨道（701）上，所述转运支架（702）设置电机驱动，所述转运支架（702）内设置有升降组件（703），所述升降组件（703）上端伸出所述转运支架（702）连接有辅助托板（704），所述辅助托板（704）上端固定连接所述承托板（601）。

9.根据权利要求1所述的一种采用机器人的汽车柔性装配线，其特征在于：还包括防护栏（8），所述防护栏（8）设置在所述龙门桁架（1）的两侧。