CN113829102B - 飞轮壳加工柔性自动化生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了飞轮壳加工柔性自动化生产装置，包括：运动支撑架、升将运动组件、装夹控制组件和定制装夹头，运动支撑架的顶面固定安装有柔性运动导轨，柔性运动导轨的一端固定安装有丝杆电机，柔性运动导轨的顶面滑动安装有丝杆电机，升将运动组件滑动安装于丝杆电机的顶面，装夹控制组件固定于升将运动组件的输出端。本发明中，通过采用运动式滑轨与装夹结构组建柔性自动化生产线，分别利用运动支撑架、升将运动组件和装夹控制组件实现待加工毛坯件的自动化搬运，从上一加工程序中转移至下一加工工序中，无需人工搬运与装夹定位，减少人工提高整个生产线的自动化程度，从而提高加工生产效率。

Description

飞轮壳加工柔性自动化生产装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为飞轮壳加工柔性自动化生产装置。

背景技术

汽车车门、发动机顶盖和飞轮壳是汽车车身总成的重要组成部分，因在车身制造中所具有的普遍性和工艺上的特殊性而被各大汽车生产厂家越来越重视。随着汽车工业的迅速发展，车型更新换代加速，各大汽车制造厂家为了缩短产品的开发周期，降低开发成本，广泛采用柔性化生产技术。飞轮壳是柴油机零部件之一，柴油机飞轮壳安装于柴油机飞轮的外部，用于罩盖飞轮，起安全防护作用。传统的柴油机飞轮壳包括飞轮壳本体，飞轮壳本体上设置有飞轮室和机体连接面，通过机体连接面与柴油机机体连接，通过飞轮室罩盖飞轮，飞轮壳加工时，需将毛坯件精确固定。

目前，机器人滚边压合柔性技术已经成为汽车产品开发和生产的首选技术，如飞轮壳加工生产线。但是现有的飞轮壳加工生产线存在布局占用空间大、生产效率低，并且在四面体转台定位喷镀时存在位置偏差，影响喷镀机器人的喷镀质量，需要人工进行飞轮壳毛坯件的搬运与装夹，并校对定位。因此，如何对飞轮壳加工生产线进行合理的布局，减少人工配合，提高四面体转台进行的定位精度和自动化程度是本领域技术人员亟待解决的问题。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供飞轮壳加工柔性自动化生产装置，来解决目前存在的自动化程度低、装夹定位存在位置偏差的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：飞轮壳加工柔性自动化生产装置，包括：运动支撑架、升降运动组件、装夹控制组件和定制装夹头，所述运动支撑架的顶面固定安装有柔性运动导轨，所述柔性运动导轨的一端固定安装有丝杆电机，所述柔性运动导轨的顶面滑动安装有运动台，所述升降运动组件滑动安装于丝杆电机的顶面，所述装夹控制组件固定于升降运动组件的输出端，所述装夹控制组件的输出端与定制装夹头的端部固定连接；所述装夹控制组件包括压合控制板、固定架、下压控制组件和压缩气囊，所述固定架的一侧与升降运动组件的输出端固定连接，所述压合控制板的底面固定于固定架的表面，所述下压控制组件的数量为两个并呈对称布置于固定架的两侧，所述压缩气囊固定安装于压合控制板的内部，所述压合控制板的底端设有与定制装夹头相连通的连通管；所述定制装夹头包括连接管头和装夹气囊，所述连接管头的底端与装夹气囊的端部密封接通，所述连接管头的一侧设有压力计，所述装夹气囊为软胶材质构件。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述丝杆电机的输出端固定连接有丝杆，丝杆位于柔性运动导轨内侧，所述丝杆与柔性运动导轨呈平行布置，所述运动台的底面设有螺纹套，螺纹套套接于所述丝杆表面，利用柔性运动导轨和丝杆电机实现运动台与装夹控制组件、定制装夹头的平行移动，进行工件的自动化柔性输送。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降运动组件包括液压驱动杆和运动导板，所述运动导板呈垂直安装于运动台的顶面，所述液压驱动杆的顶端固定连接有升降导台，所述升降导台滑动安装于运动导板表面，所述固定架的一侧与所述升降导台的表面固定连接。

通过采用上述技术方案，利用升降运动组件实现装夹控制组件和定制装夹头竖直方向的运动，进行自动化工作将定制装夹头伸入工件内侧并在膨胀后提起工件运动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压合控制板包括基台板、联动板和下压动板，所述联动板活动铰接固定于基台板的边缘，所述下压动板的一端与联动板的另一端活动铰接，所述固定架的上下表面分别与基台板和下压动板的表面固定连接。

通过采用上述技术方案，利用联动板和下压动板的铰接连接对压缩气囊进行形变控制，利用板面结构提高驱动柄偏转与压缩气囊的接触形变量，从而使压缩气囊的压缩型变量扩大，定制装夹头的进气量增加，提高与工件表面贴合度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定架为叠状充压气囊结构，所述固定架为硬质PVC材质构件，叠状充压气囊可将竖直方向下压力变成气压推动，避免周侧膨胀形变，提高装夹气囊的充压强度，从而与工件表面紧密贴合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下压控制组件包括偏转舵机和套接于偏转舵机输出端的驱动柄，所述驱动柄为曲柄轴结构，所述驱动柄的表面与下压动板的表面滑动抵接。

通过采用上述技术方案，通过偏转舵机带动驱动柄偏转，利用驱动柄偏心端与下压动板表面的抵接，从而形成挤压效果，利用电机偏转易于控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定架的表面设有控制器，所述控制器的输出端与下压控制组件的输入端电性连接，所述装夹控制组件的一端设有安装架，所述安装架滑动安装于固定架的表面。

通过采用上述技术方案，可滑动调节下压控制组件的初始位置，改变驱动柄与压缩气囊的竖向偏离度，下压控制组件位于不同位置时驱动柄偏转至竖直角度后压缩气囊的形变压缩量不同，从而控制压缩气囊和装夹气囊的最大形变量，提高装夹气囊与工件的接触效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定制装夹头的数量为两个，且两个定制装夹头之间设有间距，利用两个定制装夹头对工件的内型腔进行抵接或两个定制装夹头对工件外侧的膨胀抵接进行多种夹持效果适配不同工件的柔性输送，所述连接管头为PVC筒状结构，所述装夹气囊的底面呈平面结构，装夹气囊的平面底面在膨胀变形时膨胀量小与边缘膨胀量，从而使得周边与工件内型腔的接触面积变大，提高吊装稳定性。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过采用运动式滑轨与装夹结构组建柔性自动化生产线，分别利用运动支撑架、升降运动组件和装夹控制组件实现待加工毛坯件的自动化搬运，从上一加工程序中转移至下一加工工序中，无需人工搬运与装夹定位，减少人工提高整个生产线的自动化程度，从而提高加工生产效率。

2.本发明中，通过设置自动化充气夹头结构，下压控制组件驱动挤压压缩气囊对定制装夹头的产生充气膨胀作用，利用定制装夹头伸入飞轮壳内型腔内部充气膨胀与型腔内壁贴合从而生成装夹效果，对飞轮壳进行自动化吊装移动，装夹效果强避免工件的滑落，设备稳定性高。

3.本发明中，通过设置新型膨胀气囊式夹具结构，可根据飞轮壳的规格大小以及型腔结构定制设计装夹气囊的形状大小，使装夹气囊的外侧与飞轮壳型腔贴合接触面积提高，贴合效果更强，适配各种不同规格飞轮壳加工的快速适配，实用性高。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的运动支撑架和升降运动组件结构示意图；

图3为本发明一个实施例的装夹控制组件结构示意图；

图4为本发明一个实施例的装夹控制组件内部结构示意图；

图5为本发明一个实施例的固定架和下压控制组件安装结构示意图；

图6为本发明一个实施例的压合控制板结构示意图；

图7为本发明一个实施例的定制装夹头结构示意图。

附图标记：

100、运动支撑架；110、柔性运动导轨；120、运动台；130、丝杆电机；

200、升降运动组件；

300、装夹控制组件；310、压合控制板；320、固定架；330、下压控制组件；340、压缩气囊；311、基台板；312、联动板；313、下压动板；321、控制器；331、偏转舵机；332、驱动柄；

400、定制装夹头；410、连接管头；420、装夹气囊；411、压力计。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的飞轮壳加工柔性自动化生产装置。

结合图1-7所示，本发明提供的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，包括：运动支撑架100、升降运动组件200、装夹控制组件300和定制装夹头400，运动支撑架100的顶面固定安装有柔性运动导轨110，柔性运动导轨110的一端固定安装有丝杆电机130，柔性运动导轨110的顶面滑动安装有运动台120，升降运动组件200滑动安装于丝杆电机130的顶面，装夹控制组件300固定于升降运动组件200的输出端，装夹控制组件300的输出端与定制装夹头400的端部固定连接；装夹控制组件300包括压合控制板310、固定架320、下压控制组件330和压缩气囊340，固定架320的一侧与升降运动组件200的输出端固定连接，压合控制板310的底面固定于固定架320的表面，下压控制组件330的数量为两个并呈对称布置于固定架320的两侧，压缩气囊340固定安装于压合控制板310的内部，压合控制板310的底端设有与定制装夹头400相连通的连通管；定制装夹头400包括连接管头410和装夹气囊420，连接管头410的底端与装夹气囊420的端部密封接通，连接管头410的一侧设有压力计411，装夹气囊420为软胶材质构件。

在该实施例中，丝杆电机130的输出端固定连接有丝杆，丝杆位于柔性运动导轨110内侧，丝杆与柔性运动导轨110呈平行布置，运动台120的底面设有螺纹套，螺纹套套接于丝杆表面，利用柔性运动导轨110和丝杆电机130实现运动台120与装夹控制组件300、定制装夹头400的平行移动，进行工件的自动化柔性输送。

在该实施例中，升降运动组件200包括液压驱动杆和运动导板，运动导板呈垂直安装于运动台120的顶面，液压驱动杆的顶端固定连接有升降导台，升降导台滑动安装于运动导板表面，固定架320的一侧与升降导台的表面固定连接。

具体的，利用升降运动组件200实现装夹控制组件300和定制装夹头400竖直方向的运动，进行自动化工作将定制装夹头400伸入工件内侧并在膨胀后提起工件运动。

在该实施例中，压合控制板310包括基台板311、联动板312和下压动板313，联动板312活动铰接固定于基台板311的边缘，下压动板313的一端与联动板312的另一端活动铰接，固定架320的上下表面分别与基台板311和下压动板313的表面固定连接。

具体的，利用联动板312和下压动板313的铰接连接对压缩气囊340进行形变控制，利用板面结构提高驱动柄332偏转与压缩气囊340的接触形变量，从而使压缩气囊340的压缩型变量扩大，定制装夹头400的进气量增加，提高与工件表面贴合度。

在该实施例中，固定架320为叠状充压气囊结构，固定架320为硬质PVC材质构件，叠状充压气囊可将竖直方向下压力变成气压推动，避免周侧膨胀形变，提高装夹气囊420的充压强度，从而与工件表面紧密贴合。

在该实施例中，下压控制组件330包括偏转舵机331和套接于偏转舵机331输出端的驱动柄332，驱动柄332为曲柄轴结构，驱动柄332的表面与下压动板313的表面滑动抵接，通过偏转舵机331带动驱动柄332偏转，利用驱动柄332偏心端与下压动板313表面的抵接，从而形成挤压效果，利用电机偏转易于控制。

在该实施例中，固定架320的表面设有控制器321，控制器321的输出端与下压控制组件330的输入端电性连接，装夹控制组件300的一端设有安装架，安装架滑动安装于固定架320的表面。

具体的，可滑动调节下压控制组件330的初始位置，改变驱动柄332与压缩气囊340的竖向偏离度，下压控制组件330位于不同位置时驱动柄332偏转至竖直角度后压缩气囊340的形变压缩量不同，从而控制压缩气囊340和装夹气囊420的最大形变量，提高装夹气囊420与工件的接触效果。

在该实施例中，定制装夹头400的数量为两个，且两个定制装夹头400之间设有间距，利用两个定制装夹头400对工件的内型腔进行抵接或两个定制装夹头400对工件外侧的膨胀抵接进行多种夹持效果适配不同工件的柔性输送，连接管头410为PVC筒状结构，装夹气囊420的底面呈平面结构，装夹气囊420的平面底面在膨胀变形时膨胀量小与边缘膨胀量，从而使得周边与工件内型腔的接触面积变大，提高吊装稳定性。

本发明的工作原理及使用流程：

设备调试启动后，首先通过丝杆电机130驱动运动台120运动至柔性运动导轨110的一端，利用升降运动组件200控制装夹控制组件300和定制装夹头400整体下行运动，将定制装夹头400***飞轮壳型腔内部，控制器自动控制偏转舵机331进行偏转，带动驱动柄332旋转运动与下压动板313的顶面抵接，下压动板313一端偏转倾斜下压，使得压缩气囊340下压收缩，压缩气囊340内部气体逸出至定制装夹头400的内部，通过气体运动使得装夹气囊420内部压力变大装夹气囊420膨胀，装夹气囊420的膨胀后其外表面与飞轮壳毛坯件的内型腔表面抵接，通过摩擦作用在升降运动组件200提升装夹控制组件300和定制装夹头400时带动飞轮壳毛坯件上行吊装，之后通过丝杆电机130驱动带动整体沿柔性运动导轨110的表面滑动至另一端，偏转舵机331反转，压缩气囊340回退复原，装夹气囊420缩小，吊装的飞轮壳脱离，下落分离，完成整个柔性输送过程。

在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，包括：运动支撑架（100）、升降运动组件（200）、装夹控制组件（300）和定制装夹头（400），所述运动支撑架（100）的顶面固定安装有柔性运动导轨（110），所述柔性运动导轨（110）的一端固定安装有丝杆电机（130），所述柔性运动导轨（110）的顶面滑动安装有运动台（120），所述升降运动组件（200）滑动安装于丝杆电机（130）的顶面，所述装夹控制组件（300）固定于升降运动组件（200）的输出端，所述装夹控制组件（300）的输出端与定制装夹头（400）的端部固定连接；

所述装夹控制组件（300）包括压合控制板（310）、固定架（320）、下压控制组件（330）和压缩气囊（340），所述固定架（320）的一侧与升降运动组件（200）的输出端固定连接，所述压合控制板（310）的底面固定于固定架（320）的表面，所述下压控制组件（330）的数量为两个并呈对称布置于固定架（320）的两侧，所述压缩气囊（340）固定安装于压合控制板（310）的内部，所述压合控制板（310）的底端设有与定制装夹头（400）相连通的连通管；

所述定制装夹头（400）包括连接管头（410）和装夹气囊（420），所述连接管头（410）的底端与装夹气囊（420）的端部密封接通，所述连接管头（410）的一侧设有压力计（411），所述装夹气囊（420）为软胶材质构件；

所述下压控制组件（330）包括偏转舵机（331）和套接于偏转舵机（331）输出端的驱动柄（332），所述驱动柄（332）为曲柄轴结构，所述驱动柄（332）的表面与下压动板（313）的表面滑动抵接；

所述压合控制板（310）包括基台板（311）、联动板（312）和下压动板（313），所述联动板（312）活动铰接固定于基台板（311）的边缘，所述下压动板（313）的一端与联动板（312）的另一端活动铰接，所述固定架（320）的上下表面分别与基台板（311）和下压动板（313）的表面固定连接。

2.根据权利要求1所述的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，所述丝杆电机（130）的输出端固定连接有丝杆，丝杆位于柔性运动导轨（110）内侧，所述丝杆与柔性运动导轨（110）呈平行布置，所述运动台（120）的底面设有螺纹套，螺纹套套接于所述丝杆表面。

3.根据权利要求1所述的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，所述升降运动组件（200）包括液压驱动杆和运动导板，所述运动导板垂直安装于运动台（120）的顶面，所述液压驱动杆的顶端固定连接有升降导台，所述升降导台滑动安装于运动导板表面，所述固定架（320）的一侧与所述升降导台的表面固定连接。

4.根据权利要求1所述的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，所述固定架（320）为叠状充压气囊结构，所述固定架（320）为硬质PVC材质构件。

5.根据权利要求1所述的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，所述固定架（320）的表面设有控制器（321），所述控制器（321）的输出端与下压控制组件（330）的输入端电性连接，所述装夹控制组件（300）的一端设有安装架，所述安装架滑动安装于固定架（320）的表面。

6.根据权利要求1所述的飞轮壳加工柔性自动化生产装置，其特征在于，所述定制装夹头（400）的数量为两个，且两个定制装夹头（400）之间设有间距，所述连接管头（410）为PVC筒状结构，所述装夹气囊（420）的底面呈平面结构。

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