CN108160900A - 一种汽车前端框架自动铆接生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车前端框架自动铆接生产线，由PLC控制***控制，其特征在于：包括上料机构、定位治具、自动铆接机构、中转料机构、以及下料机构；所述定位治具位于所述上料机构与下料机构之间；所述中转料机构位于所述上料机构、定位治具、以及下料机构的上方，用于将靠所述被铆接件分步地从上料机构上抓取到定位治具上、以及从定位治具上抓取到下料机构上；所述自动铆接机构包括铆接机械手，是用于自动化完成铆接工序的核心结构。本发明具有自动化、流水线、智能化生产的功能，大大降低生产成本，提高产品质量稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动铆接生产线设备，具体涉及一种用于汽车前端框架的自动铆接生产线。
背景技术
铆钉连接作为机械加工中一种常用的固定连接方式，具有成本低廉、连接紧固性高等优点，现有的铆钉连接通常采用手工方式将铆钉放置到预定位置后利用专用设备进行冲压铆接。这种方式一方面增加了操作工的劳动强度，影响工作效率，安全操作方面也存在一定的安全隐患；另一方面，对于连接固定技术要求较高的产品，如汽车前端框架，通过手工铆接常常会导致成品率低、产品使用寿命短等问题。
随着经济和科技的发展，汽车的拥有量的增加，汽车前端框架的制备量也大幅增长，市场上迫切需求一种自动化程度高的汽车前端框架铆接的生产线设备。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述现有技术的缺点，提供一种汽车前端框架自动铆接生产线。
本发明采用了如下技术方案来实现：
一种汽车前端框架自动铆接生产线，由PLC控制***控制，其特征在于：包括上料机构、定位治具、自动铆接机构、中转料机构、以及下料机构；所述定位治具位于所述上料机构与下料机构之间；所述中转料机构位于所述上料机构、定位治具、以及下料机构的上方，用于将靠所述被铆接件分步地从上料机构上抓取到定位治具上、以及从定位治具上抓取到下料机构上；
所述自动铆接机构至少包括一个振动盘以及一个铆接机械手；所述铆接机械手位于所述定位治具的一侧；所述铆接机械手包括从下到上依次连接的底座、转动盘、机械臂、摆臂、铆接装置、以及驱动电机组；所述转动盘与底座同轴设置，且转动盘可相对底座绕轴心旋转；所述机械臂竖直地铰接在转动盘上、可在转动盘上方沿水平方向摆动；所述摆臂水平地铰接在机械臂上、可相对机械臂上下摆动；所述铆接装置连接在摆臂上、位于所述定位治具的上方；所述转动盘、机械臂、摆臂、以及铆接装置的动作均通过所述驱动电机组驱动；所述振动盘通过软管与所述铆接装置连接、两者配合使用。
本发明的汽车前端框架自动铆接生产线的工作原理是：将被铆接件置于上料机构上即可自动运输到靠近定位治具处；当被铆接件靠近定位治具时，中转料机构将被铆接件转置于定位治具上；自动铆接机构中的振动盘将M6拉帽通过软管送料到铆接装置上，铆接机械手操作完成拉帽工序；然后中转料机构将被铆接件转置于下料机构上，输送到下一个生产环节。
进一步地，所述铆接装置包括拉帽枪、拉帽气缸、自动填料机构、分料气缸；所述拉帽枪连接在所述拉帽气缸的活塞杆上；所述自动填料机构上设有填料孔，所述与振动盘连接的软管的输出端位于所述填料孔的上方；所述自动填料机构连接在所述分料气缸的活塞杆上，所述自动填料机构可在竖直方向上升降运动、以及可绕分料气缸的活塞杆转动至所述填料孔位于所述拉帽枪的下方。该铆接装置具有如下优势：(1)检测漏打铆钉异常，防止漏打现象；(2)检测坏牙螺母，自动排出废螺帽；(3)检测拉帽枪螺钉坏牙，可定期提醒更换螺钉；(4)检测铆接的质量，防止拉帽螺母铆歪铆坏；(5)检测拉帽枪螺钉退出卡住现象。
进一步地，所述定位治具包括定位座和托盘；所述托盘通过转轴连接在定位座上方，托盘可在定位座上方水平转动；所述托盘上还设有用于固定被铆接件的定位槽。被铆接件转置到托盘上被定位槽固定其相对位置，铆接完一侧后，托盘转向预设角度(如四方形的汽车前端框架，铆接完一侧后转向90°)，继续铆接另一侧。
优选地，为提高铆接效率，所述自动铆接机构包括两个振动盘和两个铆接机械手；所述每个铆接机械手分别与一个振动盘配合使用；所述两个铆接机械手分别位于所述定位治具的相对两侧，且两个铆接机械手分别独立运作。
进一步地，所述中转料机构包括基座架以及至少一个升降取料机构；所述基座架上设有导轨，所述导轨位于所述上料机构、定位治具、以及下料机构的上方；所述升降取料机构包括滑块、升降气缸、升降块、至少一个横向气缸、以及至少一个取料块；所述滑块的上端设有与所述导轨配合的导槽，滑块可沿所述导轨往复滑动；所述升降气缸设置在所述滑块上；所述升降块连接在升降气缸的活塞杆上，升降块可相对滑块上下移动；所述横向气缸水平地设置在所述升降块的底部；所述取料块呈“L”型，包括竖直的连接部和水平的承料部，所述连接部的外侧连接在横向气缸的活塞杆上；所述取料块可水平地往复移动。
优选地，所述升降取料机构包括有两个横向气缸以及两个取料块；每个取料块连接的连接部外侧均连接在一个横向气缸的活塞杆上；所述两个取料块对称设置，且两者的运动方向相反。
更进一步地，为提高中转料的效率以及降低中转料的出错率，所述中转料机构包括基座架以及两个升降取料机构，即第一升降取料机构以及第二升降取料机构；所述第一升降取料机构的滑动行程为在所述上料机构与定位治具之间，所述第二升降取料机构的滑动行程为在所述定位治具与下料机构之间。
进一步地，所述上料机构包括上料架、上料输送带、以及上料到位传感器；所述上料输送带安装在所述上料架上；所述上料到位传感器位于所述上料架靠近所述定位治具的一侧，用于检测被铆接件被输送到位时反馈信号到PLC控制***中使其控制所述上料输送带暂停运行。
更进一步地，所述上料机构还包括上料定位组件，所述上料定位组件位于所述上料到位传感器附近；所述上料定位组件包括第一定位气缸、第二定位气缸、第一定位板和第二定位板；所述第一定位气缸和第二定位气缸分别设置在所述上料输送带的两侧；所述第一定位板竖直地连接在第一定位气缸的活塞杆上，所述第二定位板竖直地连接在第二定位气缸的活塞杆上；所述第一定位板和第二定位板可在所述上料输送带的上方、相对往复平移。
进一步地，所述下料机构包括下料架和下料输送带。
本发明具有以下有益效果：(1)通过紧密的输送结构，对每一步加工工序实现自动化生产；(2)节省企业成本，机器前期投入成本回收后，后期与现状相比节省了一批工人的费用成本；(3)减轻工人劳动强度，机器能取代工人长时间重复、繁琐和疲劳的工作，减轻工人劳动强度；(4)生产效率提高，工人长时间工作比较容易疲劳，机器人可24小时连续作业，有效的提高产量；(5)产品质量稳定可靠，人工生产质量不稳定，机器具有统一性，质量稳定可靠；(6)机器人通用性较强，机器人的通用性较高，类似的产品只需要调整相关机构和位置就可以适用对应的产品。
附图说明
图1为实施例的自动铆接生产线的整体结构示意图；
图2为图1中A部的局部放大图；
图3为实施例的自动铆接机构与定位治具的结构示意图；
图4为实施例的第一铆接装置的结构示意图；
图5为实施例的第一铆接装置的使用状态结构示意图；
附图标记：1-上料机构；11-上料架；12-上料输送带；13-上料定位组件；131-第一定位气缸；132-第一定位板；133-第二定位气缸；134-第二定位板；
2-定位治具；21-定位座；22-托盘；221-定位槽；
3-自动铆接机构；31-第一振动盘；32-第一铆接机械手；321-第一底座；322-第一转动盘；323-第一机械臂；324-第一摆臂；325-第一铆接装置；326-第一驱动电机组；301-第一拉帽枪；302-第一拉帽气缸；303-第一自动填料机构；304-第一填料孔；305-第一分料气缸；306-软管；33-第二振动盘；34-第二铆接机械手；
4-中转料机构；41-基座架；42-第一升降取料机构；421-滑块；422-升降气缸；423-升降块；424-第一横向气缸；425-第一取料块；426-第二横向气缸；427-第二取料块；43-第二升降取料机构；
5-下料机构；51-下料架；52-下料输送带；
具体实施方式
如图1，一种汽车前端框架自动铆接生产线，是由PLC控制***控制其各个机构的运行的，其结构包括上料机构1、定位治具2、自动铆接机构3、中转料机构4、以及下料机构5。所述定位治具2位于所述上料机构1与下料机构2之间；所述中转料机构4位于所述上料机构1、定位治具2、以及下料机构3的上方，用于将靠所述被铆接件分步地从上料机构1上抓取到定位治具2上、并从定位治具2上抓取到下料机构3上；所述自动铆接机构3是用于自动铆接位于定位治具2上的被铆接件的。
如图1和2所示，所述上料机构1包括上料架11，安装在所述上料架11上的上料输送带12、上料到位传感器(图未示出)、以及上料定位组件13。所述上料输送带12安装在所述上料架11上；所述上料到位传感器位于所述上料定位组件13附近，用于检测被铆接件被输送到位时反馈信号到PLC控制***中使其控制所述上料输送带12暂停运行。所述上料定位组件13位于上料架11上靠近定位治具2的一侧。如图2，所述上料定位组件13包括第一定位气缸131、第一定位板132、第二定位气缸133、以及第二定位板134；所述第一定位气缸131和第二定位气缸133分别设置在所述上料输送带12的两侧；所述第一定位板132竖直地连接在第一定位气缸131的活塞杆上，所述第二定位板134竖直地连接在第二定位气缸133的活塞杆上；所述第一定位板132和第二定位板134可在所述上料输送带12的上方、相对往复平移。
如图1和图3所示，所述定位治具2包括定位座21和托盘22；所述托盘22通过转轴连接在定位座21的上方，托盘22可在定位座21上方水平转动；所述托盘22上还设有用于固定被铆接件的定位槽221。
如图1和图2所示，所述中转料机构4包括基座架41、第一升降取料机构42、以及第二升降取料机构43。所述基座架41的顶部内侧设有导轨(图未示出)，所述导轨位于所述上料机构1、定位治具2、以及下料机构3的上方，沿被铆接件被输送方向延伸。所述第一升降取料机构42与第二升降取料机构43结构一样，以第一升降取料机构42为例详细说明。如图2所示，所述第一升降取料机构42包括滑块421、升降气缸422、升降块423、第一横向气缸424、第一取料块425、第二横向气缸426、以及第二取料块427。所述滑块421的上端设有与所述导轨配合的导槽(图未示出)，滑块421可沿所述导轨往复滑动；所述升降气缸422设置在所述滑块421上；所述升降块423连接在升降气缸422的活塞杆上，升降块423可相对滑块421上下移动；所述第一横向气缸424和第二横向气缸426水平地设置在所述升降块423的底部；所述第一取料块425和第二取料块427均呈“L”型，包括竖直的连接部和水平的承料部；第一取料块425的连接部连接在第一横向气缸424的活塞杆上，第二取料块427的连接部连接在第二横向气缸426的活塞杆上；第一取料块425和第二取料块427均可水平地往复移动，且两者的承料部朝向外侧、两者的运动方向相反。所述第一升降取料机构42的滑动行程为在所述上料机构1与定位治具2之间，所述第二升降取料机构43的滑动行程为在所述定位治具2与下料机构5之间。
如图1所示，所述下料机构5包括下料架51、以及安装在所述下料架51上的下料输送带52。
如图3和图4所示，所述自动铆接机构3包括第一振动盘31、第一铆接机械手32、第二振动盘33和第二铆接机械手34。所述第一振动盘31通过软管连接到第一铆接机械手32上，第二振动盘33通过软管连接到第二铆接机械手34上。所述第一铆接机械手32和第二铆接机械手34分别位于定位治具2的相对两侧。第一铆接机械手32和第二铆接机械手34的结构相同，以第一铆接机械手32为例，详细说明其结构。所述第一铆接机械手32包括从下到上依次连接的第一底座321、第一转动盘322、第一机械臂323、第一摆臂324、第一铆接装置325、以及第一驱动电机组326。所述第一转动盘322与第一底座321同轴设置、且第一转动盘322可相对第一底座321绕轴心转动；所述第一机械臂323竖直地铰接在第一转动盘322上、且可在第一转动盘322上方沿水平方向摆动；所述第一摆臂324水平地铰接在第一机械臂323上、且可相对第一机械臂323上下摆动；所述第一铆接装置325连接在第一摆臂324上、位于所述定位治具2的上方；所述第一转动盘322、第一机械臂323、第一摆臂324、以及第一铆接装置325的动作均通过所述第一驱动电机组326驱动。
如图4所示，所述第一铆接装置325包括第一拉帽枪301、第一拉帽气缸302、第一自动填料机构303、以及第一分料气缸305。所述第一拉帽枪301连接在所述第一拉帽气缸302的活塞杆上；所述第一自动填料机构303上设有第一填料孔304，所述第一填料孔304位于所述第一振动盘31连接的软管306的输出端下方；所述第一自动填料机构303连接在所述第一分料气缸305的活塞杆上，所述第一自动填料机构303可在竖直方向上升降运动，第一自动填料机构303还可绕第一分料气缸305的活塞杆转动，至所述第一填料孔304位于所述第一拉帽枪301的下方，即如图5。
本实施例的汽车前端框架自动铆接生产线的工作原理是：将被铆接件置于上料机构上即可自动运输到靠近定位治具处；当被铆接件输送到上料到位感应器附近时，上料输送带停止运作，中转料机构中的第一升降取料机构将被铆接件转送至定位治具上；第一铆接机械手与第二铆接机械手同时操作完成拉帽工序；定位治具上的托盘旋转90°，第一铆接机械手与第二铆接机械手再次工作完成汽车前框另外两侧的铆接；然后第二升级取料机构将被铆接件转送至下料机构上，输送到下一个生产环节。
Claims (9)
1.一种汽车前端框架自动铆接生产线，由PLC控制***控制，其特征在于：包括上料机构、定位治具、自动铆接机构、中转料机构、以及下料机构；所述定位治具位于所述上料机构与下料机构之间；所述中转料机构位于所述上料机构、定位治具、以及下料机构的上方，用于将靠所述被铆接件分步地从上料机构上抓取到定位治具上、以及从定位治具上抓取到下料机构上；
所述自动铆接机构至少包括一个振动盘以及一个铆接机械手；所述铆接机械手位于所述定位治具的一侧；所述铆接机械手包括从下到上依次连接的底座、转动盘、机械臂、摆臂、铆接装置、以及驱动电机组；所述转动盘与底座同轴设置，且转动盘可相对底座绕轴心旋转；所述机械臂竖直地铰接在转动盘上、可在转动盘上方沿水平方向摆动；所述摆臂水平地铰接在机械臂上、可相对机械臂上下摆动；所述铆接装置连接在摆臂上、位于所述定位治具的上方；所述转动盘、机械臂、摆臂、以及铆接装置的动作均通过所述驱动电机组驱动；所述振动盘通过软管与所述铆接装置连接、两者配合使用。
2.如权利要求1所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述铆接装置包括拉帽枪、拉帽气缸、自动填料机构、分料气缸；所述拉帽枪连接在所述拉帽气缸的活塞杆上；所述自动填料机构上设有填料孔，所述与振动盘连接的软管的输出端位于所述填料孔的上方；所述自动填料机构连接在所述分料气缸的活塞杆上，所述自动填料机构可在竖直方向上升降运动、以及可绕分料气缸的活塞杆转动至所述填料孔位于所述拉帽枪的下方。
3.如权利要求1所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述定位治具包括定位座和托盘；所述托盘通过转轴连接在定位座上方，托盘可在定位座上方水平转动；所述托盘上还设有用于固定被铆接件的定位槽。
4.如权利要求1所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述自动铆接机构包括两个振动盘和两个铆接机械手；所述每个铆接机械手分别与一个振动盘配合使用；所述两个铆接机械手分别位于所述定位治具的相对两侧，且两个铆接机械手分别独立运作。
5.如权利要求1所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述中转料机构包括基座架以及至少一个升降取料机构；所述基座架上设有导轨，所述导轨位于所述上料机构、定位治具、以及下料机构的上方；所述升降取料机构包括滑块、升降气缸、升降块、至少一个横向气缸、以及至少一个取料块；所述滑块的上端设有与所述导轨配合的导槽，滑块可沿所述导轨往复滑动；所述升降气缸设置在所述滑块上；所述升降块连接在升降气缸的活塞杆上，升降块可相对滑块上下移动；所述横向气缸水平地设置在所述升降块的底部；所述取料块呈“L”型，包括竖直的连接部和水平的承料部，所述连接部的外侧连接在横向气缸的活塞杆上；所述取料块可水平地往复移动。
6.如权利要求5所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述升降取料机构包括有两个横向气缸以及两个取料块；每个取料块连接的连接部外侧均连接在一个横向气缸的活塞杆上；所述两个取料块对称设置，且两者的运动方向相反。
7.如权利要求1或5所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述中转料机构包括基座架以及两个升降取料机构，即第一升降取料机构以及第二升降取料机构；所述第一升降取料机构的滑动行程为在所述上料机构与定位治具之间，所述第二升降取料机构的滑动行程为在所述定位治具与下料机构之间。
8.如权利要求1所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述上料机构包括上料架、上料输送带、以及上料到位传感器；所述上料输送带安装在所述上料架上；所述上料到位传感器位于所述上料架靠近所述定位治具的一侧，用于检测被铆接件被输送到位时反馈信号到PLC控制***中使其控制所述上料输送带暂停运行。
9.如权利要求8所述的一种汽车前端框架自动铆接生产线，其特征在于：所述上料机构还包括上料定位组件，所述上料定位组件位于所述上料到位传感器附近；所述上料定位组件包括第一定位气缸、第二定位气缸、第一定位板和第二定位板；所述第一定位气缸和第二定位气缸分别设置在所述上料输送带的两侧；所述第一定位板竖直地连接在第一定位气缸的活塞杆上，所述第二定位板竖直地连接在第二定位气缸的活塞杆上；所述第一定位板和第二定位板可在所述上料输送带的上方、相对往复平移。
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