CN110712030A - 一种汽车仪表板柔性化自动转接*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，包括装配机械手、仪表分装托盘和自动解锁站；装配机械手，用于多车型仪表板抓取及合装过程中的随行；仪表分装托盘，用于仪表分装过程中固定和锁紧、旋转装配及输送；其包括支撑架、仪表板横梁支撑框架、车型调整装置、锁紧装置、旋转装置和底板；车型调整装置、锁紧装置固定于仪表板横梁定位支撑框架上，所述的仪表板横梁定位支撑框架通过固定于支撑架上，旋转装置与仪表板横梁定位支撑框架的支撑轴连接带动其旋转，支撑架通过底座支撑；自动解锁站，用于仪表托盘定位及装配机械手抓取仪表板时仪表板锁紧装置的解锁。

Description

一种汽车仪表板柔性化自动转接***

技术领域

本发明属于汽车仪表自动化输送领域，特别涉及一种多车型内饰仪表板分装、存储输送线到整车合装工位的柔性化自动转接***。

背景技术

在现有汽车合装生产线中，通过物料车将仪表板输送到汽车合装工位，由人工将仪表转接到装配机械手上与整车合装，自动化程度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种汽车仪表板柔性化自动转接***，根据车型识别，装配机械手自动调整抓取位置，利用装配机械手、仪表分装托盘及自动解锁站互锁，实现多车型仪表板从分装输送线到合装工位柔性化自动化转接，降低工人劳动强度，提高生产节拍。具有转接准确、运行平稳可靠、稳定性好、自动化程度高等特点。

本发明采用的技术方案如下：

一种汽车仪表板柔性化自动转接***,包括装配机械手、仪表分装托盘和自动解锁站；

装配机械手用于多车型仪表板抓取及合装过程中的随行，仪表分装托盘用于仪表分装过程中固定和锁紧、旋转装配及输送，自动解锁站用于仪表托盘定位及装配机械手抓取仪表板时仪表板锁紧装置的解锁。

所述的装配机械手由横向行走机构、纵向行走机构、机械臂机构、仪表板抓取机构；

所述的横向行走机构安装在所述的纵向行走结构上，可沿着所述的纵向行走机构运动；所述的机械臂机构悬吊在横向行走机构上，机械臂结构与仪表板抓取结构相连；在所述的仪表板抓取结构上设有车型调整装置和定位套；

所述的仪表板抓取结构包括移动支架、滑轨、固定销；所述的移动支架安装在滑轨上，在所述的移动支架上设置有定位销，所述的滑轨通过螺栓连接固定于机械臂机构上。

所述的车型调整装置包括伺服电机、丝杆、滑块、固定支架；仪表板抓取机构通过螺栓连接固定在所述的滑块上，滑块与丝杆梯形螺纹配合，伺服电机通过联轴器与丝杆直联，固定于固定支架上；所述的固定支架通过螺栓连接固定于机械臂机构上。

所述的定位套包括固定支架、套、检测开关，所述的套通过固定支架固定于机械臂横梁上，检测开关通过自身螺纹安装在套上；与仪表板托盘的定位销配合确保抓取过程中的准确定位。

根据车型识别，车型调整装置通过伺服电机驱动丝杆带动移动座上的抓取装置自动调整抓取位置，通过仪表板抓取机构与仪表板分装托盘、自动解锁站配合完成仪表板从仪表板分装托盘将仪表板解锁，实现仪表板从仪表板托盘到装配机械手转接。仪表板转接到装配机械手后，由装配机械手横向行走机构的驱动电机减速机带动横向行走机构在横向轨道上移动及机械臂机构实现与装配车辆定位，由纵向行走机构的驱动电机减速机带动纵向行走机构在纵向轨道上移动实现与合装车辆同步移动。

所述的仪表分装托盘由支撑架、仪表板横梁支撑框架、车型调整装置、锁紧装置、旋转装置、底板和托盘定位装置组成；

所述的车型调整装置、锁紧装置固定于仪表板横梁定位支撑框架上，所述的仪表板横梁定位支撑框架通过立式座轴承固定于支撑架上，所述的旋转装置与仪表板横梁定位支撑框架的支撑轴连接带动其旋转，支撑架通过底座支撑；

进一步的，所述的车型调整装置由摆臂、第一连接杆、第二连接杆、第一过度支架、第二过度支架组成，摆臂的中心通过销轴与仪表板横梁支撑框架相连，摆臂的一端与第一连接杆相连，摆臂的另一端与第二连接杆相连，第一连接杆通过第一过度支架与第一锁紧装置相连，第二连接杆通过第二过度支架与第二锁紧装置相连，两个锁紧装置通过连接杆、摆臂、过度支架的连接带动，调整两个锁紧装置的距离实现车型调节。

所述的锁紧装置由手柄、第一锥齿轮、第二锥齿轮、凸轮、锁紧片组成，第一锥齿轮与转动手柄相连，第二锥齿轮安装在传动轴上，传动轴的一端连接凸轮，凸轮与锁紧片相连；传动轴的另外一端连接一个拨块，拨块与解锁装置配合实现解锁。扳动手柄，通过第一锥齿轮及第二锥齿轮带动凸轮将锁紧片打开，将不同车型仪表横梁工艺孔放置于锁紧装置固定销上，将手柄复位带动锁紧片复位并将仪表板横梁锁紧。

根据不同车型仪表板用车型调整装置上的连杆带动滑轨上的两个锁紧装置滑动，进而实现两个锁紧装置的距离调整，进而实现左右锁紧装置上的固定销的间距调整，将不同车型仪表横梁工艺孔固定于锁紧装置定位销上并通过锁片锁紧，并用支撑架固定于底板上。仪表板分装过程中通过手动转动旋转装置将仪表板360°旋转并45°定位，旋转简易、操作力小，提高装配效率。在仪表板合装工位通过定位装置固定于自动解锁站上保证装配机械手自动抓取精度。

所述的自动解锁站由解锁装置、活动框架、导向装置、顶升定位装置及底座组成；所述的底座顶部安装有导向装置，导向装置的两侧安装有顶升定位装置，顶升定位装置的外侧安装有活动框架，在所述的活动框架上安装解锁装置。

所述的解锁装置由第一阻挡装置、第二阻挡装置、旋转装置、拨块、固定支座组成；所述的第一阻挡装置安装在固定支座的左侧、第二阻挡装置安装在固定支座的右侧；旋转装置安装在旋转装置的中心位置，其驱动拨块旋转。

分装完成后的仪表板输送到整车合装工位处自动解锁站，通过导向装置将仪表板分装托盘预定位，通过顶升定位装置准确定位满足装配机械手抓取精度要求。通过活动框架带动解锁装置与锁紧装置接合，并通过第一阻挡装置及第二阻挡装置将仪表托盘固定，通过旋转装置旋转带动拨块旋转拨动打开仪表板托盘锁紧装置中拨块通过凸轮带动锁紧片将锁紧装置打开，使仪表板与托盘脱离，完成转接。

自动转接动作说明：分装完成的仪表板分装托盘输送到合装工位自动解锁站。通过仪表分装托盘预定位装置及自动解锁站导向装置对仪表分装托盘粗定位。自动解锁站的顶升定位装置举升将定位销送入仪表分装托盘定位孔，实现仪表板X 和Y向精确定位，保证装配机械手重复抓取位置一致。顶升定位后自动转接站的活动框架移动，实现仪表板Z向精确定位。精确定位后装配机械手动运行到解锁站，同时根据车型识别将车型调整装置调整到位，装配机械手的定位孔与仪表分装托盘定位销配合，保证抓取过程稳定性。自动转接站解锁装置收到装配机械手到位信号后自动打开仪表分装托盘上锁紧装置，实现仪表板与仪表板分装托盘分离。装配机械手收到解锁完成信号后，携带仪表板自动转接到整车合装处，完成一台汽车仪表板组装。

本发明公开的仪表板自动转接装置有如下有益效果：

该机构将分装输送线与合装线集成一体，具有自动转接的功能。该设备具有结构简单、实用、制作成本低、自动化程度高、机构运行可靠、稳定、维修方便等特点。是汽车总装生产线实用设备之一，与目前使用的人工转接比较具有结构紧凑、提高生产效率及降低操作人员劳动强度的优势。

本发明提供的仪表板从分装输送线到整车合装线自动转接，提高生产节拍。自动解锁装置减少人员操作。装配机械手用于多车型仪表板抓取及合装过程中的随行。根据车型识别，车型调整装置自动调整抓取位置。仪表分装托盘根据不同车型仪表板用车型调整装置调整及锁紧，仪表板分装过程中仪表板360°旋转并 45°定位。自动解锁与装配机械手配合自动解锁将仪表板于分装托盘分离，顶升定位装置准确定位满足装配机械手抓取精度要求。

结构安全可靠，组装方便，合装过程中实现自动化转接。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1本发明的整体结构示意图；

图2、图3、图4是本发明中机械装配手的结构示意图；

图5、图6、图7是仪表板分装托盘的结构示意图；

图8(a)、图8(b)是车型调整装置的结构示意图；

图9(a)、图9(b)是锁紧装置的结构示意图；

图10、图11是自动解锁站的结构示意图；

图12是解锁装置的示意图；

图中：1、装配机械手，2、仪表板分装托盘，3、自动解锁站，101、横向行走机构，102、纵向行走机构，103、机械臂机构，104、仪表板抓取机构，105、定位套，106、车型调整装置，107、检测开关，201、支撑架， 202、仪表板横梁定位支撑框架，203、车型调整装置，204、锁紧装置，205、旋转装置，206、底板，207、预定位装置，208、定位孔，209、定位销， 2010、定位转盘，2011、分度定位销，301、解锁装置302、活动框架，303、导向装置，304、顶升定位装置，305、底座，306、定位销。

2031、第一过度支架，2032、第一连接杆，2033、摆臂，2034、第二连接杆，2035、第二过度支架；

2041、锁紧片，2042、凸轮，2043、拨块，2044、传动轴，2045、第一锥齿轮，2046、第二锥齿轮，2047、手柄，2048、固定销；

3011、第一阻挡装置，3012、旋转装置，3013、拨块，3014、固定支座，3015、第二阻挡装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种柔性化自动转接***。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，柔性化自动转接***由装配机械手1、仪表分装托盘2、自动解锁站3三部分组成。

装配机械手1用于多车型仪表板抓取及合装过程中的随行；

仪表分装托盘2用于仪表分装过程中固定和锁紧、旋转装配及输送；

自动解锁站3用于仪表托盘定位及装配机械手抓取仪表板时仪表板锁紧装置的解锁。

装配机械手1：由横向行走机构101、纵向行走机构102、机械臂机构103、仪表板抓取机构104、定位套105、车型调整装置106、检测开关107等组成。

根据车型识别，车型调整装置106通过伺服电机驱动丝杆带动移动座上的抓取装置自动调整抓取位置，通过仪表板抓取机构104与仪表板分装托盘2、自动解锁站3配合完成仪表板从仪表板分装托盘2将仪表板解锁，实现仪表板从仪表板托盘2到装配机械手1转接。

仪表板转接到装配机械手1后，由装配机械手1横向行走机构101的驱动电机减速机带动横向行走机构101在横向轨道上移动及机械臂机构103实现与装配车辆定位，由纵向行走机构102的驱动电机减速机带动纵向行走机构102在纵向轨道上移动实现与合装车辆同步移动；横向行走机构101和纵向行走机构102的设置可以参考现有的龙门吊结构；

所述的仪表板抓取结构包括移动支架、滑轨、固定销；所述的移动支架安装在滑轨上，在所述的移动支架上设置有定位销，所述的滑轨通过螺栓连接安装机械臂机构上。

所述的车型调整装置包括伺服电机、丝杆、滑块、固定支架；仪表板抓取机构通过螺栓连接固定在所述的滑块上，滑块与丝杆梯形螺纹配合，伺服电机通过联轴器与丝杆直联，固定于固定支架上；所述的固定支架通过螺栓连接固定于机械臂机构上。

所述的定位套包括固定支架、套、检测开关107，所述的套通过固定支架固定于机械臂横梁上，检测开关107安装在定位套上，检测仪表板托盘的定位销，确定抓取机构是否到位，确保抓取过程中的准确性。

仪表分装托盘2：由支撑架201、仪表板横梁定位支撑框架202、车型调整装置203、锁紧装置204、旋转装置205、底板206、预定位装置207、组成。车型调整装置203、锁紧装置204固定于仪表板横梁定位支撑框架202上，仪表板横梁定位支撑框架202通过立式座轴承固定于支撑架201上，旋转装置205与仪表板横梁定位支撑框架202的支撑轴连接带动其旋转。根据不同车型仪表板用车型调整装置203上的连杆带动滑轨上的锁紧装置204来回滑动，通过调整左右锁紧装置204上的定位销2048的间距，将不同车型仪表横梁工艺孔固定于锁紧装置 204上；预定位装置207安装在底板206的底部，实现预定位；在底板206上设置定位孔208，定位孔208主要是为了实现与自动解锁站3之间的定位；在仪表板横梁定位支撑框架202还设有两个定位销209，装配机械手的定位套105与仪表分装托盘定位销209配合，保证抓取过程稳定性。

锁紧装置204包括锁紧片2041、凸轮2042、拨块2043、传动轴2044、第一锥齿轮2045、第二锥齿轮2046、手柄2047、固定销2048；

扳动手柄2047，通过第一锥齿轮2045及第二锥齿轮2046带动凸轮2042将锁紧片2041打开；第一锥齿轮2045与转动手柄相连，第二锥齿轮2046安装在传动轴2044上，传动轴2044的一端连接凸轮2042，凸轮与锁紧片2041相连；锁紧片2041与固定销2048配合，实现锁紧；传动轴2044的另外一端连接一个拨块2043，拨块2043与解锁装置配合实现解锁。

将不同车型仪表横梁工艺孔放置于锁紧装置204的定位销2048上，将手柄 2047复位带动锁紧片2041复位并将仪表板横梁锁紧，并用支撑架201固定于底板206上。仪表板分装过程中用手转动旋转装置205的手轮将仪表板360°旋转并通过分度定位销2011与定位转盘2010配合45°定位，旋转简易、操作力小，提高装配效率。在仪表板合装工位通过定位装置207固定于自动解锁站3上保证装配机械手1自动抓取精度。

上述的车型调整装置203包括第一过度支架2031、第一连接杆2032、摆臂 2033、第二连接杆2034和第二过度支架2035；第一连接杆2032和第二连接杆 2034的一端分别与摆臂2033的两端相连，摆臂2033的中心与仪表板横梁定位支撑框架202上部梁的中心位置；第一连接杆2032另一端与第一过度支架2031 相连，第二连接杆2034的另一端与第二过度支架2035相连，第一过度支架2031 与左侧的锁紧装置204相连，第二过度支架与右侧的锁紧装置204相连，两个锁紧装置通过连接杆、摆臂、过度支架的连接带动，调整两个锁紧装置的距离实现车型调节。

自动解锁站3：由解锁装置301、活动框架302、导向装置303、顶升定位装置304)及底座305组成。分装完成后的仪表板输送到整车合装工位处自动解锁站3，通过导向装置303将仪表板分装托盘2预定位，通过顶升定位装置304准确定位满足装配机械手1抓取精度要求。通过活动框架302带动解锁装置301与锁紧装置204连接；

解锁装置301包括第一阻挡装置3011、旋转装置3012、拨块3013、固定支座 3014、第二阻挡装置3015；第一阻挡装置3011安装在固定支座3014的顶部、第二阻挡装置3015安装在旋转装置3012的底部，上下对称设置；旋转装置3012 安装在旋转装置3012的中心位置，其驱动拨块3013旋转；

进一步的，第一阻挡装置3011、第二阻挡装置3015左右对称安装，分别包括气缸和阻挡板，气缸固定在固定支座3014上，气缸的驱动杆驱动阻挡板左右运动，实现两者之间的距离调整。

通过第一阻挡装置3011及第二阻挡装置3015将仪表托盘固定，通过旋转装置3012旋转带动拨块3013旋转拨动仪表板托盘锁紧装置204中拨块2043，拨块 2043通过传动轴2044旋转，进而传动轴2044经凸轮2042带动锁紧片2041滑动，将锁紧装置打开，完成仪表板从托盘到机械手1的自动转接。

自动转接动作说明：分装完成的仪表板分装托盘2输送到合装工位自动解锁站3。通过仪表分装托盘预定位装置207及自动解锁站导向装置303对仪表分装托盘粗定位。自动解锁站的顶升定位装置304举升将定位销306送入仪表分装托盘定位孔208，实现仪表板X和Y向精确定位，保证装配机械手重复抓取位置一致。顶升定位后自动转接站的活动框架302移动，实现仪表板Z向精确定位。精确定位后装配机械手1自动运行到解锁站3，同时根据车型识别将车型调整装置 106调整到位，装配机械手的定位套105与仪表分装托盘定位销209配合，保证抓取过程稳定性。自动转接站解锁装置301收到装配机械手到位信号后自动打开仪表分装托盘上锁紧装置204，实现仪表板与仪表板分装托盘分离。装配机械手收到解锁完成信号后，携带仪表板自动转接到整车合装处，完成一台汽车仪表板组装。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，包括装配机械手、仪表分装托盘和自动解锁站；

装配机械手，用于多车型仪表板抓取及合装过程中的随行；

仪表分装托盘，用于仪表分装过程中固定和锁紧、旋转装配及输送；其包括支撑架、仪表板横梁支撑框架、车型调整装置、锁紧装置、旋转装置和底板；所述的车型调整装置、锁紧装置固定于仪表板横梁定位支撑框架上，所述的仪表板横梁定位支撑框架通过固定于支撑架上，所述的旋转装置与仪表板横梁定位支撑框架的支撑轴连接带动其旋转，支撑架通过底座支撑；

自动解锁站，用于仪表托盘定位及装配机械手抓取仪表板时仪表板锁紧装置的解锁；其包括解锁装置、活动框架、导向装置、顶升定位装置及底座；所述的底座顶部安装有导向装置，导向装置的两侧安装有顶升定位装置，顶升定位装置的外侧安装有活动框架，在所述的活动框架上安装解锁装置。

2.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的装配机械手由横向行走机构、纵向行走机构、机械臂机构、仪表板抓取机构；

所述的横向行走机构安装在所述的纵向行走结构上，可沿着所述的纵向行走机构运动；所述的机械臂机构悬吊在横向行走机构上，机械臂结构与仪表板抓取结构相连；在所述的仪表板抓取结构上设有车型调整装置和定位套。

3.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的仪表板抓取结构包括移动支架、滑轨、固定销；所述的移动支架安装在滑轨上，在所述的移动支架上设置有定位销，所述的滑轨通过螺栓连接固定于机械臂机构上。

4.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的车型调整装置包括伺服电机、丝杆、滑块、固定支架；仪表板抓取机构通过螺栓连接固定在所述的滑块上，滑块与丝杆梯形螺纹配合，伺服电机通过联轴器与丝杆直联，固定于固定支架上；所述的固定支架通过螺栓连接固定于机械臂机构上。

5.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的定位套包括固定支架、套、检测开关，所述的套通过固定支架固定于机械臂横梁上，检测开关通过自身螺纹安装在套上；与仪表板托盘的定位销配合确保抓取过程中的准确定位。

6.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的车型调整装置由摆臂、第一连接杆、第二连接杆、第一过度支架、第二过度支架组成，摆臂的中心通过销轴与仪表板横梁支撑框架相连，摆臂的一端与第一连接杆相连，摆臂的另一端与第二连接杆相连，第一连接杆通过第一过度支架与第一锁紧装置相连，第二连接杆通过第二过度支架与第二锁紧装置相连。

7.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的锁紧装置包括两个，对称的安装在仪表板横梁定位支撑框架上，通过车型调整装置驱动调整相对位置。

8.如权利要求1或7所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的锁紧装置由驱动机构、传动机构、凸轮、固定销和锁紧片组成，所述的驱动机构通过传动机构驱动一个传送轴旋转，传动轴的一端连接凸轮，凸轮与锁紧片相连；所述的锁紧片与所述的固定销配合，不同车型仪表横梁工艺孔固定于定位销上并通过锁片锁紧；传动轴的另外一端连接一个拨块，拨块与解锁装置配合实现解锁。

9.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的底板底部设有预定位装置。

10.如权利要求1所述的汽车仪表板柔性化自动转接***,其特征在于，所述的解锁装置由第一阻挡装置、第二阻挡装置、旋转装置、拨块、固定支座组成；所述的第一阻挡装置安装在固定支座的顶部、第二阻挡装置安装在旋转装置的底部；旋转装置安装在旋转装置的中心位置，其驱动拨块旋转。

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