CN106270245A - 汽车零件冲压用多工位自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车零件冲压用多工位自动上料装置，包括机台和设于机台一侧的机械手，其改进是在机台上设置顶料工位、活动平台及驱动该活动平台水平往复通过顶料工位的水平驱动机构，活动平台上分设有若干用于叠放待冲压汽车零件的安置区；每个安置区均设有顶料孔，而顶料工位上设有顶出孔，该顶出孔下方设有顶出机构，顶出机构包括顶出块以及驱动顶出块经由所述顶出孔和顶料孔上下活动的升降驱动机构；顶料工位上还设有检测立柱，该检测立柱上设有用于检测待冲压汽车零件是否堆放达到预定高度的激光感应仪，达到时PLC控制器将驱动机械手将零件转移至冲压设备的进料端。本发明装置能进一步提高生产效率和作业精度，降低企业生产成本。

Description

汽车零件冲压用多工位自动上料装置

技术领域

本发明属于汽车零件自动化机加工设备技术领域，具体涉及一种汽车零件冲压用多工位自动上料装置。

背景技术

汽车零件的金属冲压件是汽车构造中十分重要的部分，例如汽车的车身、车架、车厢的主体都是由钢板冲压成形后焊接装配而成的。

已知技术中对于上述冲压件的生产都是采用自动化的冲压设备来完成，但上料则是由人工完成。工人将待冲压的金属板材预先堆叠码放至冲压设备的进料端台面侧，然后一片一片的依次递送至工位进行后续的冲压作业。由于产量大，金属板材重量重，故实际作业时工人体力消耗也大，通常需要多个工人交替作业，这导致用工成本较高。另一方面，人工高强度作业，难免会因操作疏漏和失误而造成安全问题。

当然目前亦有一些企业采用自动化的机械手替代人工实施上料，但在实际运用中存在如下问题：

1）机械手抓取对于板材码放的质量要求较高，假如工人码放杂乱，或码放高度未到位，则机械手往往无法顺利抓取，需要工人重新整理堆放，反而更加费时费力；

2）上料工位仅一个，实际作业时机械手抓取效率依旧较低。

发明内容

本发明目的是：针对背景技术中涉及的不足而提供一种自动化程度更高的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其能够进一步提高生产效率以及作业精度，降低企业生产成本。

本发明的技术方案是：一种汽车零件冲压用多工位自动上料装置，包括机台和设于机台一侧的机械手，其特征在于所述机台上设有顶料工位、活动平台以及驱动该活动平台水平往复通过所述顶料工位的水平驱动机构，所述活动平台上分设有若干用于叠放待冲压汽车零件的安置区；每个所述安置区均设有顶料孔，而所述顶料工位上设有顶出孔，该顶出孔下方设有顶出机构，所述顶出机构包括顶出块以及驱动所述顶出块经由所述顶出孔和顶料孔上下活动的升降驱动机构；所述顶料工位上还设有检测立柱，该检测立柱上设有用于检测待冲压汽车零件是否堆放达到预定高度的激光感应仪，该激光感应仪和机械手均与PLC控制器电连接，而PLC控制器同时连接控制所述水平驱动机构和升降驱动机构；当激光感应仪检测到待冲压汽车零件堆放达到预定高度时向PLC控制器发出信号，再由PLC控制器发出指令控制机械手将待冲压汽车零件转移至冲压设备的进料端。

进一步的，本发明中所述水平驱动机构是由伺服电机带动的平移丝杠副或齿轮分度盘。需要说明，采用平移丝杠副时活动平台是被驱动直线来回运动，而采用齿轮分度盘时活动平台是被驱动来回摆动。对于这两种运动形式，本发明都予以保护。当然伺服电机带动的平移丝杠副和齿轮分度盘都是常规技术，本发明中不再详述。

进一步的，本发明中所述水平驱动机构是伺服液压缸或伺服气缸。采用伺服液压缸和伺服气缸时，活动平台将被驱动做直线来回运动。

进一步的，本发明中所述顶出机构还包括若干平行纵向设置的导向杆，这些导向杆均固定在顶出块的底部，同时所述机台的底部藉由吊板连接有升降驱动机构固定板，所述升降驱动机构设于该升降驱动机构固定板上，同时所述升降驱动机构固定板上设有供所述导向杆穿过的导向孔。上述结构设计确保顶出块的升降运动更加平稳可靠。

优选的，本发明中所述升降驱动机构是伺服蜗轮丝杠升降机。同常规技术一样，该伺服蜗轮丝杠升降机由伺服电机、蜗杆、传动箱和螺杆构成，蜗杆横向设置，并与伺服电机的输出轴连接固定，传动箱内设有与蜗杆配合的蜗轮，该蜗轮通过轴承定位，且中心一体设置螺母，该螺母与纵向设置的螺杆配合。螺杆顶部与顶出块活动连接。伺服电机转动后通过蜗杆和蜗轮带动螺杆上下运动，使得顶出块能够上下升降带动安置区内的零件一起运动。

优选的，本发明中所述机台上设有用于支撑并导向活动平台的滑轨，活动平台底部设有与滑轨配合的滑块。

优选的，本发明中所述每个安置区均设有用于限制待冲压汽车零件水平活动的限位机构，该限位机构包括设置在所述安置区四周用于限制汽车待冲压零件水平活动的若干纵向定位销柱，活动平台上对应于各定位销柱均设置有定位块，定位块上设有供定位销柱穿设的孔，同时定位块四周横向设有锁紧所述定位销柱的螺钉。定位销柱的具体使用数量根据实际情况而定，对于矩形的汽车零件板材，通常每边都至少设置两根定位销柱来定位。

进一步的，本发明中所述机械手为电磁铁式机械手或真空吸盘式机械手，具体结构形式均参见现有技术。

优选的，本发明中所述顶出块呈X形，而顶料孔和顶出孔均与顶出块的形状匹配。当然顶出块也可以设计成其他形状，只需确保体积小的同时又能稳固的承托待冲压汽车零件。

进一步的，本发明中所述机台的顶料工位上还设有支架和固定在支架上用于分隔待冲压汽车零件的磁性分离器，由于汽车零件都是金属材质，且当待冲压的零件为较薄的片材类时，它们相互堆叠后形成粘滞力较难分开，不便于机械手抓取，而磁性分离器能够给予相邻片材一定斥力，便于两者分离。当然磁性分离器为常规技术，本发明中不再详述。

本发明具体使用时机台放置在冲压设备的进料端（台面）一侧，因所述活动平台上分设有多个用于叠放待冲压汽车零件的安置区，工作人员先在其中一个上叠放零件。随即PLC控制器控制水平驱动机构工作，驱动活动平台运动直至叠放有零件的安置区到达机台上的顶料工位时停止。激光感应仪检测叠放零件是否达到预定高度，如达到，则PLC控制器发出指令控制机械手将零件转移至冲压设备进料端（台面）上；如未达到，则由PLC控制器控制升降驱动机构带动顶出块上升，将零件顶起至预定高度，激光感应仪检测通过后，PLC再次发送指令控制机械手将零件转移至冲压设备进料端（台面）上。机械手在操作过程中，工人可以在其他安置区预先叠放待冲压汽车零件，待前一安置区的零件上料完毕，则下一安置区进入顶料工位继续工作。

本发明的优点是：

1．本发明通过PLC控制多机构协调作业实现多工位的汽车零件上料，自动化程度更高，工作效率和作业精度都进一步得到提高，能够大大节约企业用工成本。

2. 本发明活动平台上设有多个安置区，当其中一个安置区处于机台顶料工位进行上料作业时，其他安置区可以预先堆放待冲压的汽车零件，节约时间，提高上料作业效率。

3. 本发明预先采用激光感应仪检测零件高度，只有零件达到预定高度才进一步驱动机械手抓取零件，这一改进避免了机械手无法顺利抓取零件，大大提高了机械手的抓取精度，使得上料作业进程更加顺利可靠。

4. 本发明的安置区四周采用定位销柱来限位，确保零件叠放整齐，不会晃动，使得后面的机械手能够更好的抓取，大大提高抓取精度。

5. 本发明顶出机构和激光感应仪的配合设计确保叠放后的汽车零件能够依次递进自动上料，减轻了人工负担，且运作可靠，效率高，能够大大降低企业生产成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明一种具体实施例的主视图；

图2为图1的俯视图。

其中：1、机台；A、顶料工位；2、活动平台；3、安置区；4、顶料孔；5、顶出块；6、检测立柱；7、激光感应仪；8、伺服电机；9、平移丝杠副；10、导向杆；11、吊板；12、升降驱动机构固定板；13、伺服蜗轮丝杠升降机；13a、伺服电机；13b、传动箱；13c、螺杆；14、滑轨；15、滑块；16、定位销柱；17、定位块；18、螺钉；19、支架；20、磁性分离器。

具体实施方式

实施例：结合图1和图2所示，对本发明提供的这种汽车零件冲压用多工位自动上料装置的具体实施方式说明如下：

整套装置具有机台1和设于机台1一侧的机械手（图中省略），所述机台1上设有顶料工位A、活动平台2以及驱动该活动平台2水平往复通过所述顶料工位A的水平驱动机构，本实施例中水平驱动机构采用的是由伺服电机8带动的平移丝杠副9，平移丝杠副9内的螺杆与伺服电机8的输出轴连接，而平移丝杠副9内与螺杆配合的多个螺母固定在活动平台2底部，伺服电机8与PLC控制器（图中未画出）电连接。并且本实施例中所述机台1上设有用于支撑并导向活动平台2的滑轨14，数量为两根，关于平移丝杠副9左右平行对称设置。活动平台2底部设有与滑轨14配合的滑块15，如图1和图2所示。

本实施例中所述活动平台2上分设有两个用于叠放待冲压汽车零件的安置区3；每个所述安置区3均设有顶料孔4，而所述顶料工位A上设有顶出孔（图中未标出），该顶出孔下方设有顶出机构，所述顶出机构由顶出块5、驱动所述顶出块5经由所述顶出孔和顶料孔4上下活动的升降驱动机构以及导向杆10共同组成。本实施例中的顶出块5呈X形，而顶料孔4和顶出孔均与顶出块5的形状匹配。

如图1所示，本实施例中升降驱动机构采用的是伺服蜗轮丝杠升降机13。同常规技术一样，该伺服蜗轮丝杠升降机13由伺服电机13a、蜗杆（图中不可见）、传动箱13b和螺杆13c构成，蜗杆横向设置，并与伺服电机13a的输出轴连接固定，传动箱13b内设有与蜗杆配合的蜗轮，该蜗轮通过轴承定位，且中心一体设置螺母，该螺母与纵向设置的螺杆13c配合。螺杆13c顶部与顶出块5活动连接。伺服电机13a也与PLC控制器电连接，其转动后通过蜗杆和蜗轮带动螺杆13c上下运动，使得顶出块5能够上下升降带动安置区3内的待冲压汽车零件一起运动。

依旧结合图1所示，本实施例中所述导向杆10数量为4根，平行纵向设置，这些导向杆10均固定在顶出块5的底部，同时所述机台1的底部藉由吊板11连接有升降驱动机构固定板12，所述升降驱动机构的伺服电机13a和传动箱13b均固定在该升降驱动机构固定板12上，同时所述升降驱动机构固定板12上设有供所述导向杆10穿过的导向孔。上述结构设计确保顶出块5的升降运动更加平稳可靠。

本实施例中在所述顶料工位A上还设有检测立柱6，该检测立柱6上设有用于检测待冲压汽车零件是否堆放达到预定高度的激光感应仪7，该激光感应仪7和机械手均与PLC控制器电连接。

结合图1和图2所示，本实施例中在所述每个安置区3均设有用于限制待冲压汽车零件水平活动的限位机构，该限位机构由设置在所述安置区3四周用于限制汽车待冲压零件水平活动的8根纵向定位销柱16和与各定位销柱16相对应的定位块17及其锁紧用螺钉18共同组成。本实施例中上料的待冲压汽车零件为矩形片材，其叠放至安置区3后，每边都由两根定位销柱16定位。所述活动平台2上对应于各定位销柱16均设置定位块17，定位块17上设有供定位销柱16穿设的孔，同时定位块17四周横向设有锁紧所述定位销柱16的螺钉18。

本实施例中所述机台的顶料工位A上还设有支架19和固定在支架19上用于分隔待冲压汽车零件的磁性分离器20。

本实施例中所述机械手为真空吸盘式机械手。

本实施例具体用于汽车片材零件的冲压上料，具体使用时，其机台1放置在冲压设备的进料端（台面）一侧，因所述活动平台2上分设有两个用于叠放待冲压汽车零件的安置区3，工作人员先在其中一个上叠放零件。随即PLC控制器控制水平驱动机构的伺服电机8工作，驱动活动平台2运动直至叠放有零件的安置区3到达机台1上的顶料工位A时停止。激光感应仪7检测叠放零件是否达到预定高度，如达到，则PLC控制器发出指令控制机械手将零件转移至冲压设备进料端（台面）上；如未达到，则由PLC控制器控制升降驱动机构内的伺服电机13a带动顶出块5上升，将零件顶起至预定高度，激光感应仪7检测通过后，PLC再次发送指令控制机械手将零件转移至冲压设备进料端（台面）上。机械手在操作过程中，工人可以在另一空闲的安置区3预先叠放待冲压汽车零件，待前一安置区3的零件上料完毕，则下一安置区3进入顶料工位A继续工作。

当然上述实施例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能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车零件冲压用多工位自动上料装置，包括机台（1）和设于机台（1）一侧的机械手，其特征在于所述机台（1）上设有顶料工位（A）、活动平台（2）以及驱动该活动平台（2）水平往复通过所述顶料工位（A）的水平驱动机构，所述活动平台（2）上分设有若干用于叠放待冲压汽车零件的安置区（3）；每个所述安置区（3）均设有顶料孔（4），而所述顶料工位（A）上设有顶出孔，该顶出孔下方设有顶出机构，所述顶出机构包括顶出块（5）以及驱动所述顶出块（5）经由所述顶出孔和顶料孔（4）上下活动的升降驱动机构；所述顶料工位（A）上还设有检测立柱（6），该检测立柱（6）上设有用于检测待冲压汽车零件是否堆放达到预定高度的激光感应仪（7），该激光感应仪（7）和机械手均与PLC控制器电连接，而PLC控制器同时连接控制所述水平驱动机构和升降驱动机构；当激光感应仪（7）检测到待冲压汽车零件堆放达到预定高度时向PLC控制器发出信号，再由PLC控制器发出指令控制机械手将待冲压汽车零件转移至冲压设备的进料端。

2.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述水平驱动机构是由伺服电机（8）带动的平移丝杠副（9）或齿轮分度盘。

3.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述水平驱动机构是伺服液压缸或伺服气缸。

4.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述顶出机构还包括若干平行纵向设置的导向杆（10），这些导向杆（10）均固定在顶出块（5）的底部，同时所述机台（1）的底部藉由吊板（11）连接有升降驱动机构固定板（12），所述升降驱动机构设于该升降驱动机构固定板（12）上，同时所述升降驱动机构固定板（12）上设有供所述导向杆（10）穿过的导向孔。

5.根据权利要求1或4所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于升降驱动机构是伺服蜗轮丝杠升降机（13）。

6.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述机台（1）上设有用于支撑并导向活动平台（2）的滑轨（14），活动平台（2）底部设有与滑轨（14）配合的滑块（15）。

7.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述每个安置区（3）均设有用于限制待冲压汽车零件水平活动的限位机构，该限位机构包括设置在所述安置区（3）四周用于限制汽车待冲压零件水平活动的若干纵向定位销柱（16），活动平台（2）上对应于各定位销柱（16）均设置有定位块（17），定位块（17）上设有供定位销柱（16）穿设的孔，同时定位块（17）四周横向设有锁紧所述定位销柱（16）的螺钉（18）。

8.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述机械手为电磁铁式机械手或真空吸盘式机械手。

9.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述顶出块（5）呈X形，而顶料孔（4）和顶出孔均与顶出块（5）的形状匹配。

10.根据权利要求1所述的汽车零件冲压用多工位自动上料装置，其特征在于所述机台的顶料工位（A）上还设有支架（19）和固定在支架（19）上用于分隔待冲压汽车零件的磁性分离器（20）。