CN207844384U - 白车身焊接生产线的工件输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种白车身焊接生产线的工件输送系统，包括基架、导轨、输送单元、滑台、报警装置和控制系统，基架固定在地面上，基架上固定设有报警装置和沿Y向的导轨，导轨上设有位移传感器I，导轨位于焊接生产线地面设备的上方；导轨沿生产线工件输送方向设置在基架上端，输送单元上端与导轨配合，输送单元下端悬吊，滑台位于输送单元下方，待输送的工件放置在滑台上，控制系统控制输送单元和滑台的动作。该工件输送系统可架设在生产线上方实现工件的长距离输送，占用生产现场场地少，工件输送过程中处于夹紧状态并保持初始的放置状态，同时控制系统控制实现各个动作件的动作，控制效率高，可靠性高。

Description

白车身焊接生产线的工件输送系统

技术领域

本实用新型涉及自动化生产领域，具体涉及一种白车身焊接生产线的工件输送系统。

背景技术

自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。因生产线自动化程度高，生产效率高，设备利用率大而广泛应用于工业生产中；现今汽车加工大多采用自动化生产线加工，比如汽车后侧围总成的焊接生产线。

自动化生产线如白车身焊接生产线一般会出现如下情况：

在白车身焊接生产线中，综合考虑到生产的成本、生产线布置的场地、设备的利用率，一条生产线中工件A在生产线的工作站间的输送是不连续的，如工件A在工作站I加工完成后，工作站II和工作站III是用于加工工件B，而工件A和工件B在工作站IV组合加工形成工件C，从而导致工价A在工作站I加工完成后需要输送系统将工件A从工作站I运输到工作站IV，而现有的工作站II到工作站IV的输送系统上主要是输送工件B，不便于同时输送工件A；一方面由于工作站与工作站之间的距离较远，机器人的臂长有限，使用机器人搬运无法实现工件A在工作站之间的输送；另一方面如果搭建一条专门的地面传送带运输工件A会占用较大生产场地，不便于设备等的布置。

同时白车身焊接生产线上由于工件为白车身的零部件，形状不规则，对于输送系统上工件的夹紧和定位要求高，否则输送过程中工件的错位滑动等会影响下一工序工件的焊缝位置，进而影响焊接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种白车身焊接生产线的工件输送系统，实现自动生产线上物料的长距离输送，同时也不影响生产线设备的布置，占用场地少。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

白车身焊接生产线的工件输送系统，包括基架、输送单元、滑台和控制系统；

所述基架固定在地面上，基架上固定设有报警装置和沿Y向的导轨，导轨上设有位移传感器I，导轨位于焊接生产线地面设备的上方；优选的，所述的报警装置为安装在基架侧面的报警灯，还可以为其他常用的报警装置；基架架设在现有的生产线的上方，立于焊接生产线的加工设备和机器人上方，不额外占用生产现场地面场所，场地利用率高，对生产线的改动小。

所述输送单元包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台、竖直连接臂和抓手，竖直连接臂连通上端的滑动工作台和下端的抓手，竖直连接臂上设有位移传感器II，滑动工作台上设有与导轨配合滚轮；抓手的下端设有若干抓手夹具，抓手夹具的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机固定在滑动工作台上并驱动竖直连接臂上下运动；Z向驱动电机固定在基架上并驱动滑动工作台沿导轨运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向；

优选的，位移传感器I和位移传感器II可以为工业中常用的数字激光位移传感器，通过激光回波分析法测定滑动工作台在导轨上的运动位移或者竖直连接臂在竖直方向上的运动位移；进一步的，位移传感器I和位移传感器II还可以为光栅、磁栅等大位移直线传感器，根据使用环境和要求达到的精度选用。

所述滑台设置在基架下方，滑台包括基座、移动板和若干滑台夹具，工件放置在移动板上，移动板设置在基座上端，基座上设有放件位和工作位，移动板在气缸驱动下在放件位和工件位之间切换；移动板上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具分为两组，滑台夹具组I和滑台夹具组II；

优选的，抓手夹具/滑台夹具由旋转气缸驱动，抓手夹具/滑台夹具通过由旋转气缸驱动的旋转臂夹紧/松开工件，旋转臂与工件的接触端为夹紧端，接触式传感器I/接触式传感器II设置在旋转臂与工件贴合的端面上，进一步的，接触式传感器I/接触式传感器II优选接触式压力传感器，通过接触式压力传感器反馈的接触面间的压力数据判断抓手夹具/滑台夹具是否夹紧工件。

优选的，气缸上的位移传感器III固定在缸体上，通过气缸的活塞感知缸体上的位移传感器的信号从而实现气缸活塞的位移的控制，通过控制气缸活塞的行程实现移动板在放件位和工件位之间的切换，其中放件位为将工件放置于滑台上移动板所处的位置，放件位靠近放件机器人，工件位为抓手夹具夹取工件时移动板所处的位置。

所述控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机的控制信号、Y向驱动电机的控制信号、抓手夹具的驱动控制信号、滑台夹具的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。

优选的，所述的基架上设有两道导轨，两道导轨可以同时用于输送工件，提高输送效率；同时，若两条焊接生产线平行布置，可以使用同一套工件输送系统实现工件的输送。

优选的，还包括站台、护栏和护台，站台设置在基架的上方，站台的周边设有护栏；护台呈U型，护台悬吊在基架上，护台上端固定在基架上，护台下端面高于基架下端设备。抓手及工件在Z向驱动电机的带动下上升到指定高度后，抓手及工件Y向移动时，工件和抓手从护台中通过，防止发生意外时工件掉落损坏下方生产线上的设备；站台和护栏便于人员在基架上方观察整个生产线的工作情况。

优选的，所述的Z向驱动电机为伺服电机，Y向驱动电机为步进电机；实际工作过程中，对抓手Z向的定位精度要求较高，所以Z向驱动电机为步进电机，相对的，Y向的定位精度要求不高，使用步进电机降低了输送系统的成本。

优选的，所述的导轨沿Y向的两端还固定设置有接触片，相应的，滑动工作台沿Y向的两端还设有行程开关，行程开关的控制信号与控制器连通；行程开关和接触片的相互作用实现对滑动工作台在Y向的限位保护。

优选的，所述的竖直连接臂上设有竖直布置的齿条，齿条与设置在Z向驱动电机输出轴上的齿轮啮合。

优选的，所述的控制器为PLC控制器。

具体的，控制系统控制工件输送系统的输送过程如下：

S1.移动板从放件位移动到工作位，气缸上的位移传感器III将信号传递到控制器；控制器根据位移传感器III的信号判断移动板位于工作位，执行S2，否则重新执行S1；

S2.控制器控制Z向驱动电机带动抓手向下移动到工件I的抓取位，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手位于工件I的抓取位，控制器锁死Z向驱动电机并执行S3，否则重新执行S2；

S3.控制器控制滑台夹具组I松开工件I，然后控制抓手夹具夹紧工件I，最后控制滑台夹具组II松开工件I；接触式传感器I和接触式传感器II将信号传递给控制器；控制器根据接触式传感器I和接触式传感器II的信号判断滑台夹具已松开工件I且抓手夹具已夹紧工件I，则执行S4，否则重新执行S3；

S4.控制器控制Z向驱动电机带动抓手向上移动到指定高度I，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手位于指定高度I，控制器锁死Z向驱动电机并执行S5，否则重新执行S4；

S5.控制器控制 Y向驱动电机带动滑动工作台由位置I沿Y向运动到位置II，位移传感器I将位置信号传递给控制器，控制器判断滑动工作台位于位置II，控制器锁死Y向驱动电机并执行S6，否则重新执行S5；

S6.控制器控制Z向驱动电机驱动竖直连接臂带动工件I向下运动到工件I的目标位，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断工件I位于目标位，控制器锁死Z向驱动电机并执行S7，否则重新执行S6；

S7. 控制器控制抓手夹具松开工件I，接触式传感器I将信号传递给控制器；控制器判断抓手夹具已松开工件I，执行S8，否则重新执行S7；

S8.控制器控制Z向驱动电机带动抓手向上运动到指定高度II，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手位于指定高度II，控制器锁死Z向驱动电机并执行S9，否则重新执行S8；

S9.控制器控制Y向驱动电机带动滑动工作台由位置II沿Y向移动到位置I，位移传感器I将位置信号传递给控制器；控制器判断滑动工作台位于位置I，控制器锁死Y向驱动电机，否则重新执行S9；

所述S1-S9中，若重新执行后，控制器判断仍未到达到执行下一步的条件，则控制器触发报警装置报警。

在 S3执行完成后，滑台的控制过程如下：

A1.气缸驱动移动板从工作位移动到放件位，位移传感器III将信号传递给控制器；控制器判断移动板位于放件位，控制器锁死气缸并执行A2，否则重新执行A1；

A2.工件II放置到移动板上后，滑台夹具夹紧工件II，接触式传感器II将信号传递给控制器；控制器判断滑台夹具已夹紧工件II，执行S1，否则重新执行A2；

所述A1和A2中，若重新执行后，控制器判断仍未达到执行下一步去的条件，则控制器触发报警装置报警。

在滑动工作台完成S9的动作且滑台完成A2动作后，工件输送系统开始重复上述动作过程，输送下一个工件。

本实用新型的有益效果是：通过设置输送单元在Z向的运动和Y向的运动，实现工件的长距离输送，并通过控制系统实现该输送系统的控制，控制精确，控制效率高，同时输送系统架设在现有生产线的上方，占用地面少，场地利用率高，便于生产线的布置。同时通过滑台夹具和抓手夹具使工件在输送过程中始终被夹紧，并保持初始的放置状态，便于后续焊接工序的进行，保证了焊接的质量。

附图说明

图1为白车身焊接生产线的工件输送系统结构示意图；

图2为滑台的结构示意图；

图3为输送单元的结构示意图；

图4为输送单元的抓手结构示意图；

图5为输送单元的滑动工作台结构示意图；

图6行程开关和接触片结构示意图；

图中，10-基架，20-导轨，21-接触片，30-输送单元，31-抓手，32-抓手夹具，33-滚轮，34-行程开关，35-滑动工作台，36-竖直连接臂， 40-站台，50-护台，60-滑台，61-基座，62-移动板，63a、63b 、63c 、63d 、63e 、63f-滑台夹具，A-放件位，B-工作位。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，白车身焊接生产线的工件输送系统，包括基架10、输送单元30、滑台60和控制系统；

基架10固定在地面上，基架10上固定设有报警装置和沿Y向的导轨20，导轨20上设有位移传感器I，导轨20位于焊接生产线地面设备的上方；优选的，报警装置为安装在基架侧面的报警灯，还可以为其他常用的报警装置；基架10架设在现有的生产线的上方，立于焊接生产线的加工设备和机器人上方，不额外占用生产现场地面场所，场地利用率高，对生产线的改动小。

输送单元30包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台35、竖直连接臂36和抓手31，竖直连接臂36连通上端的滑动工作台35和下端的抓手31，竖直连接臂36上设有位移传感器II，滑动工作台35上设有与导轨20配合的滚轮33；抓手31的下端设有若干抓手夹具32，抓手夹具32的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机固定在滑动工作台35上，并驱动竖直连接臂36上下运动；Z向驱动电机固定在基架10上，并驱动滑动工作台35沿导轨20运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向。

优选的，位移传感器I和位移传感器II可以为工业中常用的数字激光位移传感器，通过激光回波分析法测定滑动工作台35在导轨20上的运动位移或者竖直连接臂36在竖直方向上的运动位移；进一步的，位移传感器I和位移传感器II还可以为光栅、磁栅等大位移直线传感器，根据使用环境和要求达到的精度选用。

滑台60设置在基架10下方，滑台60包括基座61、移动板62和若干滑台夹具，工件放置在移动板62上，移动板62设置在基座61上端，基座61上设有放件位A和工作位B，移动板62在气缸驱动下在放件位A和工件位之间切换；移动板62上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具63的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具63分为两组，滑台夹具组I和滑台夹具组II；通过设定滑台夹具组I和滑台夹具组II的不同的动作时间，保证在抓手夹具在夹工件的过程中，工件始终处于固定状态，防止工件滑动或者错位。

如图2所示，滑台夹具组I为滑台夹具63b、63d和63e，滑台夹具组II为滑台夹具63c、63a和63f，工件形状和结构的不同导致滑台60上滑台夹具的布置和数量不同，使用者可以根据实际情况划分滑台夹具组I和滑台夹具组II，进一步的，划分时需将抓手夹具32夹紧时与滑台夹具干涉的可能性考虑在内，滑台夹具组I优选可能影响抓手夹具正常夹紧工件的滑台夹具。在抓手夹具夹紧工件过程中，滑台夹具组I先松开工件，待抓手夹具夹紧工件后，滑台夹具组II再松开工件，保证该过程中工件始终处于固定并保持初始的放置状态，防止工件滑动和错位，同时也防止了因工件的滑动和错位导致损害工件的表面。

优选的，抓手夹具32/滑台夹具由旋转气缸驱动，抓手夹具32/滑台夹具通过由旋转气缸驱动的旋转臂夹紧/松开工件，旋转臂与工件的接触端为夹紧端，接触式传感器I/接触式传感器II设置在旋转臂与工件贴合的端面上，进一步的，接触式传感器I/接触式传感器II优选接触式压力传感器，通过接触式压力传感器反馈的接触面间的压力数据判断抓手夹具/滑台夹具是否夹紧工件。

优选的，气缸上的位移传感器III固定在缸体上，通过气缸的活塞感知缸体上的位移传感器的信号从而实现气缸活塞的位移的控制，通过控制气缸活塞的行程实现移动板在放件位A和工件位B之间的切换，其中放件位A为将工件放置于滑台上移动板所处的位置，放件位A靠近放件机器人，工件位B为抓手夹具夹取工件时移动板所处的位置。

控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机的控制信号、Y向驱动电机的控制信号、抓手夹具32的驱动控制信号、滑台夹具的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。

优选的，基架10上设有两道导轨20，两道导轨20可以同时用于输送工件，提高输送效率；同时，若两条焊接生产线平行布置，两道的导轨20同时实现两条焊接生产线工件的输送。

优选的，还包括站台40、护栏和护台50，站台40设置在基架10的上方，站台40的周边设有护栏；护台50呈U型，护台50悬吊在基架10上，护台50上端固定在基架10上，护台50下端面高于基架10下端设备；抓手31及工件在Z向驱动电机的带动下上升到指定高度后，抓手31及工件Y向移动时，工件和抓手31从护台50中通过，防止发生意外时工件掉落损坏下方生产线上的设备；站台40和护栏便于人员在基架10上方观察整个生产线的工作情况。

优选的，Z向驱动电机为伺服电机，Y向驱动电机为步进电机，实际工作过程中，对抓手Z向的定位精度要求较高，所以Z向驱动电机为步进电机，相对的，Y向的定位精度要求不高，使用步进电机降低了输送系统的成本。

优选的，如图6所示，导轨20沿Y向的两端还固定设置有接触片21（图6中未示出导轨20），相应的，滑动工作台35沿Y向的两端还设有行程开关34，行程开关34的控制信号与控制器连通；行程开关34和接触片21的相互作用实现滑动工作台35在Y向的限位保护，防止滑动工作台35沿Y向移动时超出安全移动范围。

优选的，竖直连接臂36上设有竖直布置的齿条，齿条与设置在Z向驱动电机输出轴上的齿轮啮合。

优选的，控制器为PLC控制器。

控制系统控制工件输送系统过程如下：

S1.移动板从放件位A移动到工作位B，气缸上的位移传感器III将信号传递到控制器；控制器根据位移传感器III的信号判断移动板位于工作位B，执行S2，否则重新执行S1；

S2.控制器控制Z向驱动电机带动抓手31向下移动到工件I的抓取位，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手31位于工件I的抓取位，控制器锁死Z向驱动电机并执行S3，否则重新执行S2；

S3.控制器控制滑台夹具组I松开工件I，然后控制抓手夹具32夹紧工件I，最后控制滑台夹具组II松开工件I；接触式传感器I和接触式传感器II将信号传递给控制器；控制器根据接触式传感器I和接触式传感器II的信号判断滑台夹具63已松开工件I且抓手夹具32已夹紧工件I，则执行S4，否则重新执行S3；

S4.控制器控制Z向驱动电机带动抓手31向上移动到指定高度I，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手31位于指定高度I，控制器锁死Z向驱动电机并执行S5，否则重新执行S4；

S5.控制器控制 Y向驱动电机带动滑动工作台35由位置I沿Y向运动到位置II，位移传感器I将位置信号传递给控制器，控制器判断滑动工作台35位于位置II，控制器锁死Y向驱动电机并执行S6，否则重新执行S5；

S6.控制器控制Z向驱动电机驱动竖直连接臂36带动工件I向下运动到工件I的目标位，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断工件I位于目标位，控制器锁死Z向驱动电机并执行S7，否则重新执行S6；

S7. 控制器控制抓手夹具32松开工件I，接触式传感器I将信号传递给控制器；控制器判断抓手夹具32已松开工件I，执行S8，否则重新执行S7；

S8.控制器控制Z向驱动电机带动抓手31向上运动到指定高度II，位移传感器II将位置信号传递给控制器；控制器判断抓手位于指定高度II，控制器锁死Z向驱动电机并执行S9，否则重新执行S8；

S9.控制器控制Y向驱动电机带动滑动工作台35由位置II沿Y向移动到位置I，位移传感器I将位置信号传递给控制器；控制器判断滑动工作台35位于位置I，控制器锁死Y向驱动电机，否则重新执行S9；

在S1-S9中，若重新执行后，控制器判断仍未到达到执行下一步的条件，则控制器触发报警装置报警。

在S3执行完成后，控制系统还控制滑台的动作，动作过程如下：

A1.气缸驱动移动板62从工作位B移动到放件位A，位移传感器III将信号传递给控制器；控制器判断移动板62位于放件位A，控制器锁死气缸并执行A2，否则重新执行A1；

A2.工件II放置到移动板上后，滑台夹具夹紧工件II，接触式传感器II将信号传递给控制器；控制器判断滑台夹具已夹紧工件II，执行S1，否则重新执行A2；

在A1和A2中，若重新执行后，控制器判断仍未达到执行下一步去的条件，则控制器触发报警装置报警。

在滑动工作台完成S9的动作且滑台完成A2动作后，工件输送系统开始重复上述动作过程，输送下一个工件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：包括基架（10）、输送单元（30）、滑台（60）和控制系统；

所述基架（10）固定在地面上，基架（10）上固定设有报警装置和沿Y向的导轨（20），导轨（20）上设有位移传感器I，导轨（20）位于焊接生产线地面设备的上方；

所述输送单元（30）包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台（35）、竖直连接臂（36）和抓手（31），竖直连接臂（36）连通上端的滑动工作台（35）和下端的抓手（31），竖直连接臂（36）上设有位移传感器II，滑动工作台（35）上设有与导轨（20）配合的滚轮（33）；抓手（31）的下端设有若干抓手夹具（32），抓手夹具（32）的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机固定在滑动工作台（35）上并驱动竖直连接臂（36）上下运动；Z向驱动电机固定在基架（10）上并驱动滑动工作台（35）沿导轨（20）运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向；

所述滑台（60）设置在基架（10）下方，滑台（60）包括基座（61）、移动板（62）和若干滑台夹具，工件放置在移动板（62）上，移动板（62）设置在基座（61）上端，基座（61）上设有放件位和工作位，移动板（62）在气缸驱动下在放件位和工件位之间切换；移动板（62）上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具分为两组，滑台夹具组I和滑台夹具组II，在滑台夹具松开工件时，滑台夹具组I先松开工件，滑台夹具组II后松开工件；

所述控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机的控制信号、Y向驱动电机的控制信号、抓手夹具（32）的驱动控制信号、滑台夹具（63）的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。

2.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的基架（10）上设有两道导轨（20）。

3.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：还包括站台（40）、护栏和护台（50），站台（40）设置在基架（10）的上方，站台（40）的周边设有护栏；护台（50）呈U型，护台（50）悬吊在基架（10）上，护台（50）上端固定在基架（10）上，护台（50）下端面高于基架（10）下端设备。

4.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的Z向驱动电机为伺服电机，Y向驱动电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的导轨（20）沿Y向的两端还固定设置有接触片（21），相应的，滑动工作台（35）沿Y向的两端还设有行程开关（34），行程开关（34）的控制信号与控制器连通；行程开关（34）和接触片（21）的相互作用实现滑动工作台（35）在Y向的限位保护。

6.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的竖直连接臂（36）上设有竖直布置的齿条，齿条与设置在Z向驱动电机输出轴上的齿轮啮合。

7.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的控制器为PLC控制器。