CN209110521U - 汽车合装生产线自动拧紧设备及其安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车合装生产线自动拧紧设备及其安全控制装置。该安全控制装置包括：至少一电机(11)；一变频器(12)，其用于驱动所述至少一电机(11)；一接触器(13)，其电连接于所述变频器(12)和一电源(19)之间；一安全控制器(14)，其与所述变频器(12)通讯连接，并向所述接触器(13)输出安全控制信号；和一安全操作手柄(15)，其包括：三级使能按钮(151)，设置于所述安全操作手柄(15)的侧边，并与所述安全控制器(14)电连接，所述三级使能按钮(151)被手抓握处于全按压状态(S1)或未按压状态(S3)时使所述安全控制器(14)执行安全停止操作。

Description

汽车合装生产线自动拧紧设备及其安全控制装置

技术领域

本实用新型涉及汽车合装生产线自动拧紧设备的安全控制技术领域，尤其涉及汽车合装生产线自动拧紧设备及其安全控制装置。

背景技术

汽车总装车间合装生产线具有多个工位，其中自动拧紧工位是一中常用的工位。在自动拧紧工位中，通常需要对螺旋进行位置标定。传统的标定方法是：一个人站在自动拧紧工位安全围栏内观察拧紧枪和汽车底盘螺栓的位置，指挥围栏外操作人员从触摸屏上操作伺服电机(包括X、Y、Z轴伺服电机)使拧紧枪对准螺栓，从而完成螺栓的位置标定。当有人进入安全围栏内，一定要打开围栏上“安全门”，并要“上锁挂牌”，这样围栏内的所有设备是处于“安全停止”状态。所以上述传统的标定方法是违反汽车生产厂家安全管理规定的。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供汽车合装生产线自动拧紧设备及其安全控制装置，该安全控制装置保障了动拧紧工位的安全围栏内的人员的安全，避免了违章作业。

本实用新型的一个方面提供了安全控制装置，包括：

至少一电机；

一变频器，其用于驱动至少一电机；

一接触器，其电连接于变频器和一电源之间；

一安全控制器，其与变频器通讯连接，并向接触器输出安全控制信号；和

一安全操作手柄，其包括：三级使能按钮，设置于安全操作手柄的侧边，并与安全控制器电连接，三级使能按钮被手抓握处于全按压状态或未按压状态时使安全控制器执行安全停止操作。这样保障了动拧紧工位的安全围栏内的人员的安全。

在安全控制装置的一种示意性的实施方式中，安全控制装置还包括：

一钥匙开关，其与安全控制器电连接；

一安全门电子开关，其与安全控制器电连接，钥匙开关控制安全门电子开关的开关状态；

其中，三级使能按钮被手抓握处于半按压状态时使安全控制器屏蔽安全门电子开关输入的安全控制信号。这样，安全门打开时，操作人员能够进入安全围栏执行螺栓位置的标定操作。

在安全控制装置的另一种示意性的实施方式中，安全操作手柄还包括：一电机运行控制机构，与安全控制器电连接，以控制至少一电机中的一个电机的运行方向。通过电机运行控制机构操纵电机的运行，简单方便。

在安全控制装置的再一种示意性的实施方式中，电机运行控制机构包括一第一控制按钮和一第二控制按钮，分别控制电机正向或反向运行。该电机运行控制机构结构简单，操作方便。

在安全控制装置的又一种示意性的实施方式中，电机的数量为复数个，安全操作手柄还包括一选择开关，用于从复数个电机中选择一个被变频器驱动。这样通过选择开关依次选择电机进行位置调整，最终完成螺栓位置的标定。

本实用新型的另一个方面提供了汽车合装生产线自动拧紧设备，包括：

上述的安全控制装置，

一拧紧枪，和

一底盘托架，用于承载汽车底盘，

至少一电机能够驱动拧紧枪或底盘托架在至少一个方向上移动。

这样保障了动拧紧工位的安全围栏内的人员的安全。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：

图1是本实用新型的一个实施例提供的安全控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例提供的安全操作手柄的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例提供的三级使能按钮工作原理示意图。

标号说明：

10 安全控制装置

11 电机

12 变频器

13 接触器

14 安全控制器

15 安全操作手柄

151 三级使能按钮

152 电机运行控制机构

1521 第一控制按钮

1522 第二控制按钮

153 选择开关

16 钥匙开关

17 安全门电子开关

18 断路器

19 电源

S1 全按压状态

S2 半按压状态

S3 未按压状态

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解，可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1是本实用新型的一个实施例提供的安全控制装置的结构示意图。从图1中可以看出，该安全控制装置10包括：

至少一电机11；

一变频器12，其用于驱动至少一电机11；

一接触器13，其电连接于变频器12和一电源19之间；

一安全控制器14，其与变频器12通讯连接，并向接触器13输出安全控制信号；和

一安全操作手柄15，其包括：三级使能按钮151，设置于安全操作手柄15的侧边，并与安全控制器14电连接，三级使能按钮151被手抓握处于全按压状态S1或未按压状态S3时使安全控制器14执行安全停止操作。

具体而言，变频器12驱动该至少一电机11，通常同一时刻驱动其中的一台电机。变频器12与安全控制器14通讯连接，从安全控制器14接收控制指令，向安全控制器14反馈信息。电源19向变频器12和电机11提供电能。安全控制器14向接触器13输出安全控制信号(即安全输出信号)，以控制电源19是否向变频器12和电机11供电。安全操作手柄15设置有三级使能按钮151。图2是本实用新型的一个实施例提供的安全操作手柄的结构示意图；图3是本实用新型的一个实施例提供的三级使能按钮工作原理示意图。结合图2和图3可以看出，该三级使能按钮151设置于安全操作手柄15的侧边，并向安全控制器14输入第一安全控制信号(即第一安全输入信号)。使用时，操作人员用手握住安全操作手柄15，并抓握该三级使能按钮151。根据手抓握的力度不同，可以分为全按压状态S1(即三级使能按钮151被按压到底)、半按压状态S2和未按压状态S3(即三级使能按钮151未被按压，处于自由状态)。半按压状态S2处于全按压状态S1和未按压状态S3之间。当三级使能按钮151被手抓握处于全按压状态S1或未按压状态S3时使安全控制器14执行安全停止操作，即控制接触器13断开以使得变频器12和电机11断电。这样所有电机11均停止工作。也就是说，当操作人员因为恐慌，会把三级使能按钮151松开或握紧，此时三级使能按钮151处于全按压状态S1或未按压状态S3，安全控制器14执行安全停止，电机无动作。这样保障了动拧紧工位的安全围栏内的人员的安全。在一个示意性的实施方式中，该安全控制装置10还包括一断路器18，电连接于电源19和接触器之间。在一个示意性的实施方式中，该电源19为交流电源，例如400VAC。图1中画出了3个电机作为示例，但并不以此为限。

另外，安全控制装置10还包括：

一钥匙开关16，其与安全控制器14电连接；

一安全门电子开关17，其与安全控制器14电连接，钥匙开关16控制安全门电子开关17的开关状态；

其中，三级使能按钮151被手抓握处于半按压状态S2时使安全控制器屏蔽安全门电子开关17输入的安全控制信号。

也就是说，钥匙开关16控制安全门电子开关17的开关状态，即钥匙开关16打开时安全门电子开关17打开，此时自动拧紧工位安全围栏的安全门被打开；钥匙开关16闭合时安全门电子开关17关闭，此时自动拧紧工位安全围栏的安全门被关上。安全门电子开关17根据自身的开关状态向安全控制器14输入第二安全控制信号(即第二安全输入信号)。没有其他安全输入信号时，如果安全门电子开关17打开，那么安全控制器14执行安全停止操作。但是当三级使能按钮151被手抓握处于半按压状态S2时，安全控制器14屏蔽安全门电子开关17输入的安全控制信号。也即是说，即使安全门电子开关17打开，当三级使能按钮151被手抓握处于半按压状态S2时安全控制器14不执行安全停止操作。当三级使能按钮151被手抓握处于半按压状态S2时，三级使能按钮151向安全控制器14输入安全使能信号，以使电机11处于安全使能状态，能够被操纵执行动作。这样，安全门打开时，操作人员能够进入安全围栏执行螺栓位置的标定操作。

当操作员需要进入自动拧紧工位安全围栏内观察拧紧枪(图中未画出)和汽车底盘螺栓(图中未画出)的位置以便进行标定时，需要用钥匙打开钥匙开关16，安全门电子开关17打开，安全门打开。操作人员手握安全操作手柄15并按压三级使能按钮151使其处于半按压状态S2，那么操作人员仍然能够操纵电机11执行动作，完成螺栓位置的标定。当操作人员因为恐慌，把三级使能按钮151松开或握紧，此时三级使能按钮151处于全按压状态S1或未按压状态S3，安全控制器14执行安全停止，电机无动作。

在一个示意性的实施方式中，安全操作手柄15还包括：一电机运行控制机构152，与安全控制器14电连接，以控制至少一电机11中的一个电机的运行方向。这样，操作人员手握安全操作手柄15并按压三级使能按钮151使其处于半按压状态S2，同时就可以操作电机运行控制机构152以控制电机11的运行方向。通过电机运行控制机构操纵电机的运行，简单方便。在一个示意性的实施方式中，电机运行控制机构152包括一第一控制按钮1521和一第二控制按钮1522，分别控制电机正向或反向运行。操作人员按下第一控制按钮1521时，电机11正向运行；操作人员按下第二控制按钮1522时，电机11反向运行。该电机运行控制机构结构简单，操作方便。

在一个示意性的实施方式中，电机11的数量为复数个，安全操作手柄15还包括一选择开关153，用于从复数个电机11中选择一个被变频器12驱动。操作人员打开钥匙开关和安全门电子开关17，进入安全围栏后，拨动选择开关153从复数个电机11中选择一个被变频器12驱动。被选择的电机在电机运行控制机构152的操作下正向或反向运转。在一个示意性的实施方式中，该复数个电机包括X轴电机、Y轴电机和Z轴电机。这样通过选择开关153依次选择电机进行位置调整，最终完成螺栓位置的标定。在一个示意性的实施方式中，选择开关153为带有多级格雷码(例如12级)的旋钮开关。

本实用新型的实施例还提供了汽车合装生产线自动拧紧设备，包括：上述的安全控制装置10，一拧紧枪(图中未画出)，和一底盘托架(图中未画出)，用于承载汽车底盘，至少一电机11能够驱动拧紧枪或底盘托架在至少一个方向上移动。例如，电机11有三个，分别实现X，Y，Z三个方向的位置移动。这样，通过该安全控制装置10，操作员在安全门打开时，手持安全操作手柄15进入安全围栏后，通过选择开关153选定其中的一个电机11，然后按压三级使能按钮151使其处于半按压状态S2，进而通过操作电机运行控制机构152控制该被选定的电机11的正向或反向旋转，然后再通过选择开关153选定另一个电机11，重复上述操作，依次类推，直至完成螺栓位置的标定。另外，汽车合装生产线自动拧紧设备的螺栓位置标定效率更高、标定的位置更精确。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.安全控制装置，其特征在于，包括：

至少一电机(11)；

一变频器(12)，其用于驱动所述至少一电机(11)；

一接触器(13)，其电连接于所述变频器(12)和一电源(19)之间；

一安全控制器(14)，其与所述变频器(12)通讯连接，并向所述接触器(13)输出安全控制信号；和

一安全操作手柄(15)，其包括：三级使能按钮(151)，设置于所述安全操作手柄(15)的侧边，并与所述安全控制器(14)电连接，所述三级使能按钮(151)被手抓握处于全按压状态(S1)或未按压状态(S3)时使所述安全控制器(14)执行安全停止操作。

2.根据权利要求1所述的安全控制装置，其特征在于，所述安全控制装置还包括：

一钥匙开关(16)，其与所述安全控制器(14)电连接；

一安全门电子开关(17)，其与所述安全控制器(14)电连接，所述钥匙开关(16)控制所述安全门电子开关(17)的开关状态；

其中，所述三级使能按钮(151)被手抓握处于半按压状态(S2)时使所述安全控制器(14)屏蔽所述安全门电子开关(17)输入的安全控制信号。

3.根据权利要求2所述的安全控制装置，其特征在于，所述安全操作手柄(15)还包括：一电机运行控制机构(152)，与所述安全控制器(14)电连接，以控制所述至少一电机(11)中的一个电机的运行方向。

4.根据权利要求3所述的安全控制装置，其特征在于，所述电机运行控制机构(152)包括一第一控制按钮(1521)和一第二控制按钮(1522)，分别控制所述电机(11)正向或反向运行。

5.根据权利要求3所述的安全控制装置，其特征在于，所述电机(11)的数量为复数个，所述安全操作手柄(15)还包括一选择开关(153)，用于从所述复数个电机(11)中选择一个被所述变频器(12)驱动。

6.汽车合装生产线自动拧紧设备，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一项所述的安全控制装置(10)，

一拧紧枪，和

一底盘托架，用于承载汽车底盘，

所述至少一电机(11)能够驱动所述拧紧枪或所述底盘托架在至少一个方向上移动。