CN117864741A - 一种用于汽车多车型生产的柔性移载机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，属于汽车制造物料输送技术领域，包括第一移栽单元、第二移栽单元、高位龙门架、低位龙门架、双驱动力机构和双轴动力离合装置；第一移栽单元和第二移栽均安装在高位龙门架和低位龙门架上，第一单元设置有第一移动夹具，第二移栽单元设置有第二移动夹具，双驱动力机构用于驱动第一移动夹具在第一移栽单元滑动，驱动第二移动夹具在第二移栽单元滑动；双轴动力离合装置设置在低位龙门架上，双驱动力机构还安装有第一主轴和第二主轴，通过双轴动力离合装置将第一主轴和第二主轴连接，双轴动力离合装置用于控制第一移动夹具、第二移动夹具同步或者独立运行。

Description

一种用于汽车多车型生产的柔性移载机

技术领域

本发明属于汽车制造物料输送技术领域，具体涉及一种用于汽车多车型生产的柔性移载机。

背景技术

随着汽车行业的快速发展，汽车生产线的自动化和柔性化需求日益增长。多车型生产是汽车行业未来的发展趋势，而移载机作为汽车制造生产线上的重要设备，应用广泛。能够适应多车型生产的需要，提高生产效率和降低生产成本。

传统的移载机通常采用机械手或气动夹具等方式进行工件抓取和搬运，这种方式存在一定的局限性和不足。例如，机械手需要针对不同车型进行定制和调整，气动夹具的夹持精度和稳定性也有待提高。此外，传统移载机还存在一些技术瓶颈，如尺寸相差较大或重量相差较大的工件需要设置不同类型的移载机分别进行不同工件的输送，不能在一台移载机上完成尺寸大小或重量差异较大的工件输送，而不同类型的移载机切换生产需要占用生产节拍时间，限制了汽车产线的柔性化生产，降低了汽车生产的效率，且多台移载机的设置也增加了汽车产线的投资成本和设备占地面积。为了减少移载机的数量，目前也有采用一台大型移载机对尺寸大小或重量差异较大的工件进行输送，但输送小尺寸工件或小重量工件时大型移载机能耗大，浪费能源，生产成本高。

此外，常规的移载机由于驱动力限制，常应用于水平运送工件，若工件位置需升高，一般需要移载机再配置升降机协同作业，导致生产效率降低，产线投资成本增加。

针对这些问题，本发明提出了一种用于汽车多车型生产的柔性移载机。该移载机采用了双驱动力以及双轴动力离合技术和控制系统，能够快速适应不同车型零件、特别是尺寸和重量差异较大且水平和垂直位置均需移位的汽车零部件移载需求，具有高节拍、高柔性、低能耗、爬坡能力强和产线设备投资成本低的特点。该柔性移载机的研发和应用，将为汽车行业的发展提供有力支持。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题本发明提供了一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，解决现有移载机不能适应尺寸和重量差异较大且水平和垂直位置均需移位的汽车零部件移载需求，且成本高，生产效率低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，包括第一移栽单元、第二移栽单元、高位龙门架、低位龙门架、双驱动力机构和双轴动力离合装置；所述第一移栽单元和所述第二移栽均安装在所述高位龙门架和低位龙门架上，所述第一单元设置有第一移动夹具，所述第二移栽单元设置有第二移动夹具，所述双驱动力机构用于驱动所述第一移动夹具在所述第一移栽单元滑动，驱动所述第二移动夹具在所述第二移栽单元滑动；

所述双轴动力离合装置设置在所述低位龙门架上，所述双驱动力机构还安装有第一主轴和第二主轴，通过所述双轴动力离合装置将所述第一主轴和所述第二主轴连接，所述双轴动力离合装置用于控制所述第一移动夹具、第二移动夹具同步或者独立运行。

优选的，还包括安装板，所述高位龙门架和低位龙门架放置在水平地面上，所述第一移栽单元和所述第二移栽单元并排放置，且所述第一移栽单元和所述第二移栽单元的两端通过安装板分别与低位龙门架和高位龙门架连接。

优选的，所述第一移载单元和第二移载单元为两侧对称结构，由一套双驱动力机构驱动。

优选的，所述双轴动力离合装置包括防转杆、防转块、集线器和单列球轴承；所述防转杆安装在低位龙门架上，所述防转杆前端设置有U型槽并通过所述U型槽套设在防转块上，所述防转块与集线器外壁固定连接，所述集线器通过单列球轴承安装在第一主轴上。

优选的，所述双轴动力离合装置还包括第一平键、磁吸器、离合法兰、轴套、双列球轴承、端盖、连接套和第二平键；所述双列球轴承通过轴套和端盖安装在第一主轴端部，所述磁吸器通过第一平键安装在第一主轴上，所述离合法兰与磁吸器活动连接，所述连接套安装在双列球轴承上，一端与离合法兰螺栓连接，另一端通过第二平键安装在第二主轴上。

优选的，所述双轴动力离合装置包括第一减速电机、第一法兰、第一带座轴承和第一传动组件；所述第一法兰安装在所述第一移栽单元，所述第一减速电机与第一法兰连接，所述第一带座轴承安装在第一移载单元的一端，所述第一主轴安装在第一带座轴承并与第一减速电机连接；所述第一传动组件安装在所述第一主轴，所述第一减速电机驱动所述第一传动组件运动。

优选的，所述第一传动组件包括第一链条、第一链轮和第一胀套；所述第一链轮通过第一胀套安装在第一主轴上，所述第一链条与第一链轮啮合并与第一移动夹具连接。

优选的，所述双轴动力离合装置包括第二减速电机、第二法兰、第二带座轴承和第二传动组件；所述第二法兰安装在所述第二移栽单元，所述第二减速电机与第二法兰连接，所述第二带座轴承安装在第二移载单元的一端，所述第二主轴安装在第二带座轴承并与第二减速电机连接；所述第二传动组件安装在所述第二主轴，所述第二减速电机驱动所述第二传动组件运动。

优选的，所述第二传动组件包括第二链条、第二链轮和第二胀套；所述第二链轮通过第二胀套安装在第二主轴上，所述第二链条与第二链轮啮合并与第二移动夹具连接。

优选的，所述第一减速电机和所述第二减速电机采用PLC控制。

本发明的有益效果为：

一、采用了双驱动力以及双轴动力离合技术和控制系统，能够快速适应不同车型零件、特别是尺寸和重量差异较大且水平和垂直位置均需移位的汽车零部件移载需求，具有高节拍、高柔性、低能耗、爬坡能力强和产线设备投资成本低的特点。

二、采用了第一减速电机和第二减速电机双动力同步驱动，保证了重载工件的爬坡移动的平稳运行，无需配置升降机，降低了汽车产线的设备投资成本。

三、用了第一减速电机和第二减速电机动力单独驱动，减少了设备能耗，降低了轻载工件的生产成本，同时，双轴动力离合装置的快速离合，保证了重载工件和轻载工件的高效切换生产，增加了汽车生产的制造柔性，提高了汽车多车型切换生产的效率。

四、利用PLC控制第一减速电机和第二减速电机，使它们以相同的速度、方向和时间运行，从而保证第二移动夹具和第一移动夹具运动的同步性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明在一实施例中提供的整体结构示意图；

图2为本发明在一实施例中提供的重载工件移载俯视示意图；

图3为本发明在一实施例中提供的工件爬坡示意图；

图4为本发明在一实施例中提供的双驱动力机构示意图；

图5为本发明在一实施例中提供的双轴动力离合装置示意图；

图6为本发明在一实施例中提供的轻载工件移载立体示意图；

图7为本发明在一实施例中提供的轻载工件移载俯视示意图；

图例：1、第一移载单元；2、第二移载单元；3、安装板；4、高位龙门架；5、低位龙门架；6、第一移动夹具；7、双驱动力机构；701、第一减速电机；702、第一法兰；703、第一带座轴承；704、第一链条；705、第一链轮；706、第一胀套；707、第一主轴；708、第二减速电机；709、第二法兰；710、第二链条；711、第二链轮；712、第二胀套；713、第二主轴；714、第二带座轴承；8、双轴动力离合装置；801、防转杆；802、防转块；803、集线器；804、单列球轴承；805、第一平键；806、磁吸器；807、离合法兰；808、轴套；809、双列球轴承；810、端盖；811、连接套；812、第二平键；9、第二移动夹具；10、第一重载工件；11、第二重载工件；12、第三重载工件；13、第四重载工件；14、第一轻载工件；15、第二轻载工件；16、第三轻载工件；17、第四轻载工件；18、第五轻载工件；19、第六轻载工件；20、第七轻载工件；21、第八轻载工件。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

如图1-图7所示，一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，包括第一移载单元1、第二移载单元2、安装板3、高位龙门架4、低位龙门架5、第一移动夹具6、双驱动力机构7、双轴动力离合装置8、第二移动夹具9，高位龙门架4和低位龙门架5并排安装在水平地面上，第一移载单元1和第二移载单元2通过安装板3并排安装在高位龙门架4和低位龙门架5上，双驱动力机构7安装在第一移载单元1和第二移载单元2一端，双轴动力离合装置8安装在低位龙门架5上并与双驱动力机构7连接，双驱动力机构7带动第一移动夹具6和第二移动夹具9同步或独立在第一移载单元1和第二移载单元2环绕运动，工件置于第一移动夹具6和第二移动夹具9上并只在第一移载单元1和第二移载单元2的倾斜上表面做同步跟随运动，完成多种工件水平和垂直方向的同时移位；

双驱动力机构7包括第一减速电机701、第一法兰702、第一带座轴承703、第一链条704、第一链轮705、第一胀套706、第一主轴707、第二减速电机708、第二法兰709、第二链条710、第二链轮711、第二胀套712、第二主轴713、第二带座轴承714，第一减速电机701通过第一法兰702安装在第一移载单元1的一端，第二减速电机708通过第二法兰709安装在第二移载单元2的一端，第一带座轴承703安装在第一移载单元1的一端，第二带座轴承714安装在第二移载单元2的一端，第一主轴707安装在第一带座轴承703上并连接在第一减速电机701上，第二主轴713安装在第二带座轴承714上并连接在第二减速电机708上，第一链轮705通过第一胀套706安装在第一主轴707上，第二链轮711通过第二胀套712安装在第二主轴713上，第一链条704与第一链轮705啮合并与第二移动夹具9连接，第二链条710与第二链轮711啮合并与第一移动夹具6连接，双驱动力机构7通过第一链条704带动第二移动夹具9在第一移载单元1上环绕运动，双驱动力机构7通过第二链条710带动第一移动夹具6在第二移载单元2上环绕运动，第一主轴707和第二主轴713通过双轴动力离合装置8连接，双轴动力离合装置8用于第一主轴707和第二主轴713联动控制的连接；

双轴动力离合装置8包括防转杆801、防转块802、集线器803、单列球轴承804、第一平键805、磁吸器806、离合法兰807、轴套808、双列球轴承809、端盖810、连接套811和第二平键812，防转块802固定安装于双轴动力离合装置8的端面且与集线器803外壁固定连接，集线器803通过单列球轴承804安装在第一主轴707上，防转杆801安装在低位龙门架5上，防转杆801前端的U型槽套设在防转块802上，用于防止集线器803转动，从防止双轴动力离合装置8的电源线和信号线的缠绕损坏，磁吸器806通过第一平键805安装在第一主轴707上，跟随第一主轴707同步转动，双列球轴承809通过轴套808和端盖810安装在第一主轴707端部，连接套811安装在双列球轴承809上，一端与离合法兰807螺栓连接，另一端通过第二平键812安装在第二主轴713上，离合法兰807与磁吸器806活动连接，离合法兰807通过电磁作用力与磁吸器806相互吸合或分离，用于控制离合法兰807是否跟随磁吸器806旋转，从而控制第二主轴713是否跟随第一主轴707旋转，磁吸器806吸合离合法兰807时，第二主轴713跟随第一主轴707同步旋转，磁吸器806松开离合法兰807时，第二主轴713和第一主轴707各自独立旋转，其中，第二主轴713由第二减速电机708驱动旋转，第一主轴707由第一减速电机701驱动旋转；

第一移载单元1和第二移载单元2为两侧对称结构，由一套双驱动力机构7驱动，这种对称设计可以保证第一移载单元1上的第二移动夹具9和第二移载单元2上的第一移动夹具6在运行时的稳定性和平衡性，从而避免因为重力或其他因素引起置于第二移动夹具9和第一移动夹具6上的工件发生偏移或倾斜；第一减速电机701安装在第一移载单元1的外侧，是第一移载单元1的动力源，第二减速电机708安装在第二移载单元2的外侧，是第二移载单元2的动力源；第一减速电机701和第二减速电机708利用PLC联动控制，用于驱动第一移载单元1和第二移载单元2同步运行；

第一减速电机701与第一主轴707相连接，第二减速电机708与第二主轴713相连接，第一主轴707和第二主轴713通过双轴动力离合装置8活动连接，通过双轴动力离合装置8的离合，第一主轴707和第二主轴713可以同步运动，也可以独自运动，第一主轴707和第二主轴713同步运动时可对大型及重型汽车零部件进行输送，第一主轴707和第二主轴713独自运动时可对小型及轻型汽车零部件进行输送；

输送大型及重型汽车零部件时，需第一移载单元1和第二移载单元2同步运动，保证第二移动夹具9和第一移动夹具6同步运动，从而保证置于第二移动夹具9和第一移动夹具6上的同一个大型及重型工件平稳运行，为了实现第一移载单元1和第二移载单元2的同步运行，双驱动力机构7的第一减速电机701和第二减速电机708可以利用PLC进行联动控制。在这种情况下，PLC会根据预设的程序或接收到的信号控制第一减速电机701和第二减速电机708的运行，使它们以相同的速度、方向和时间运行，从而保证第二移动夹具9和第一移动夹具6运动的同步性。

其中，PLC的控制方式为，分别命名为PLC1和PLC2，用于控制第一移载单元1和第二移载单元2的运行，将第一移载单元1和第二移载单元2的输入模块和输出模块的信号连接到PLC，其中输入模块包括启动按钮、停止按钮、急停按钮；输出模块包括电机驱动器、报警装置、指示灯等，电机驱动器与PLC1和PLC2的输出模块连接。PLC1和PLC2根据输入模块接收到的信号和预设的逻辑程序，控制电机驱动器驱动第一移载单元1和第二移载单元2运行。具体来说，当接收到启动信号时，PLC1和PLC2同时输出驱动信号给电机驱动器，使第一移载单元1和第二移载单元2的电机同时启动；当接收到停止信号或急停信号时，PLC1和PLC2同时输出停止信号给电机驱动器，使第一移载单元1和第二移载单元2的电机同时停止，此外，HMI通过通讯接口与PLC1和PLC2连接。操作人员可以在HMI上设定运行参数(如速度、行程等)，并监控第一移载单元1和第二移载单元2的实时状态。同时，PLC1和PLC2也可以将第一移载单元1和第二移载单元2的运行数据传输给HMI显示，方便操作人员了解第一移载单元1和第二移载单元2的实时运行情况；

工件爬坡时：第二移载单元2通过安装板3安装在具有高度差的高位龙门架4和低位龙门架5上，第二移载单元2的两端产生高度差，置于第一移动夹具6上的第四重载工件13、第三重载工件12、第二重载工件11和第一重载工件10依次按方向A从第二移载单元2的低位的一端移动至高位的一端，第二移载单元2高低位的设置有利于人与机器人的协同作业，作业时，在第二移载单元2的低位的一端人工上件，工件通过第一移动夹具6从第二移载单元2低位的一端移动至第二移载单元2高位的一端，机器人在第二移载单元2高位的一端取件，工件取走后，第一移动夹具6按方向B从第二移载单元2高位的一端移动返回至低位的一端，完成工件爬坡；

重载工件移载时：双轴动力离合装置8吸合并将第一主轴707和第二主轴713连接成一个无相对转动的整体轴，PLC1和PLC2控制第一减速电机701和第二减速电机708同步启停，通过整体轴驱动第一移载单元1和第二移载单元2同步运行，第二移动夹具9和第一移动夹具6同步移动，第四重载工件13、第三重载工件12、第二重载工件11和第一重载工件10的一端放置于第二移动夹具9上，另一端放置于第一移动夹具6上，跟随第二移动夹具9和第一移动夹具6的同步移动按方向C依次从第一移载单元1和第二移载单元2的一端移动至另一端，同时完成工件的爬坡移位，实现重载工件的移载需求，由于采用了第一减速电机701和第二减速电机708双动力同步驱动，保证了第四重载工件13、第三重载工件12、第二重载工件11和第一重载工件10的爬坡移动的平稳运行，无需配置升降机，降低了汽车产线的设备投资成本；

轻载工件移载时：汽车多车型生产时工件种类和数量较多，工件尺寸及重量差异较大，由重载工件生产转换至轻载工件生产时，双轴动力离合装置8松开第一主轴707和第二主轴713的无相对转动的连接，第一主轴707和第二主轴713能独立的无相互作用的各自转动，PLC1控制第一减速电机701启停，PLC2控制第二减速电机708启停，第一减速电机701驱动第一移载单元1运行，第二减速电机708驱动第二移载单元2运行，第一移载单元1带动第二移动夹具9移动，第二移载单元2带动第一移动夹具6移动，第四轻载工件17、第三轻载工件16、第二轻载工件15和第一轻载工件14放置于第二移动夹具9上，第八轻载工件21、第七轻载工件20、第六轻载工件19和第五轻载工件18放置于第一移动夹具6上，第四轻载工件17、第三轻载工件16、第二轻载工件15和第一轻载工件14跟随第二移动夹具9同步移动按方向D依次从第一移载单元1的一端移动至另一端，第八轻载工件21、第七轻载工件20、第六轻载工件19和第五轻载工件18跟随第一移动夹具6同步移动按方向D依次从第二移载单元2的一端移动至另一端，同时完成工件的爬坡移位，实现轻载工件的移载需求，由于采用了第一减速电机701和第二减速电机708动力单独驱动，减少了设备能耗，降低了轻载工件的生产成本，同时，双轴动力离合装置8的快速离合，保证了重载工件和轻载工件的高效切换生产，增加了汽车生产的制造柔性，提高了汽车多车型切换生产的效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，包括第一移栽单元、第二移栽单元、高位龙门架、低位龙门架、双驱动力机构和双轴动力离合装置；所述第一移栽单元和所述第二移栽均安装在所述高位龙门架和低位龙门架上，所述第一单元设置有第一移动夹具，所述第二移栽单元设置有第二移动夹具，所述双驱动力机构用于驱动所述第一移动夹具在所述第一移栽单元滑动，驱动所述第二移动夹具在所述第二移栽单元滑动；

所述双轴动力离合装置设置在所述低位龙门架上，所述双驱动力机构还安装有第一主轴和第二主轴，通过所述双轴动力离合装置将所述第一主轴和所述第二主轴连接，所述双轴动力离合装置用于控制所述第一移动夹具、第二移动夹具同步或者独立运行。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，还包括安装板，所述高位龙门架和低位龙门架放置在水平地面上，所述第一移栽单元和所述第二移栽单元并排放置，且所述第一移栽单元和所述第二移栽单元的两端通过安装板分别与低位龙门架和高位龙门架连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述第一移载单元和第二移载单元为两侧对称结构，由一套双驱动力机构驱动。

4.根据权利要求2所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述双轴动力离合装置包括防转杆、防转块、集线器和单列球轴承；所述防转杆安装在低位龙门架上，所述防转杆前端设置有U型槽并通过所述U型槽套设在防转块上，所述防转块与集线器外壁固定连接，所述集线器通过单列球轴承安装在第一主轴上。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述双轴动力离合装置还包括第一平键、磁吸器、离合法兰、轴套、双列球轴承、端盖、连接套和第二平键；所述双列球轴承通过轴套和端盖安装在第一主轴端部，所述磁吸器通过第一平键安装在第一主轴上，所述离合法兰与磁吸器活动连接，所述连接套安装在双列球轴承上，一端与离合法兰螺栓连接，另一端通过第二平键安装在第二主轴上。

6.根据权利要求1所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述双轴动力离合装置包括第一减速电机、第一法兰、第一带座轴承和第一传动组件；所述第一法兰安装在所述第一移栽单元，所述第一减速电机与第一法兰连接，所述第一带座轴承安装在第一移载单元的一端，所述第一主轴安装在第一带座轴承并与第一减速电机连接；所述第一传动组件安装在所述第一主轴，所述第一减速电机驱动所述第一传动组件运动。

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述第一传动组件包括第一链条、第一链轮和第一胀套；所述第一链轮通过第一胀套安装在第一主轴上，所述第一链条与第一链轮啮合并与第一移动夹具连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述双轴动力离合装置包括第二减速电机、第二法兰、第二带座轴承和第二传动组件；所述第二法兰安装在所述第二移栽单元，所述第二减速电机与第二法兰连接，所述第二带座轴承安装在第二移载单元的一端，所述第二主轴安装在第二带座轴承并与第二减速电机连接；所述第二传动组件安装在所述第二主轴，所述第二减速电机驱动所述第二传动组件运动。

9.根据权利要求8所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述第二传动组件包括第二链条、第二链轮和第二胀套；所述第二链轮通过第二胀套安装在第二主轴上，所述第二链条与第二链轮啮合并与第二移动夹具连接。

10.根据权利要求9所述的一种用于汽车多车型生产的柔性移载机，其特征在于，所述第一减速电机和所述第二减速电机采用PLC控制。