CN205201024U - 金属板材自动化加工生产线 - Google Patents

Abstract

金属板材自动化加工生产线，涉及汽车板材加工领域，尤其涉及金属板材的自动化加工生产线。结构简单，布局合理，节省工作时间，提高工作效率。所述冲压加工单元通过减振机构设在所述地基上，所述冲压加工单元用于将毛坯板材加工成半成品，所述冲压上下料机械手用于抓取毛坯料库的毛坯板材以及将半成品抓取至半成品料库；所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有弹簧。所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有砂子。实现自动化成型，修边、切孔等加工；占地面积小，物料传动距离小，精确高效工作效率高；能够实现不停机切割加工，效率高；有利于提高整体生产线之工作效率。

Description

金属板材自动化加工生产线

技术领域

本实用新型涉及汽车板材加工领域，尤其涉及金属板材的自动化加工生产线。

背景技术

随着汽车行业的发展，汽车轻量化成为行业发展的趋势，需要达到节能环保。然而，随之而来的就是加工问题，材料的极限很高，甚至达到1000Mpa。汽车零件一般冲压成型后，往往需要进行修边切孔加工，开孔冲模，普通材料尚可，但是高强度钢板由于强度太高，噪声振动较大，模具容易损坏。同时，板材在冲压加工后，需要移动至其他加工单元进行加工，增加了工作时间，自动化程度低。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种结构简单，布局合理，节省工作时间，提高工作效率的金属板材自动化加工生产线。

本实用新型的技术方案是：包括设在地基上的冲压加工单元、冲压上下料机械手、n组激光切割加工单元和k组激光切割上下料机构，其中，n≥1，n取整数，k≥1，k取整数；

所述冲压加工单元通过减振机构设在所述地基上，所述冲压加工单元用于将毛坯板材加工成半成品，

所述冲压上下料机械手用于抓取毛坯料库的毛坯板材以及将半成品抓取至半成品料库；

n组激光切割加工单元和k组激光切割上下料机构对应设置，所述激光切割加工单元用于将半成品加工成成品，所述激光切割上下料机构用于抓取半成品料库的半成品以及将成品抓取至成品料库。

所述减振机构为：所述地基上设有隔振槽，所述冲压加工单元通过配重平台设在所述隔振槽内。

还包括减震器，所述减震器均布设在所述配重平台的底面。

所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有弹簧。

所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有砂子。

所述激光切割加工单元包括机架，所述机架的两侧分别设有一对龙门立柱，一对龙门立柱的顶面中间设有横梁，所述横梁的底面连接设有关节机械手，所述机架上滑动连接设有工作台，所述工作台具有A工位和B工位。

所述激光切割上下料机构包括导轨、底座、立柱、大臂、小臂和吸盘，所述底座滑动连接在所述导轨上，所述立柱固定连接在所述底座，所述大臂可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述小臂铰接在所述大臂上，所述吸盘铰接在所述小臂上。

所述冲压上下料机械手包括固定座、立柱、前臂、后臂和一对吸盘，所述固定座与地基刚性固定，所述立柱设在所述固定座上，所述后臂可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述前臂的中间位置铰接在所述后臂上，一对吸盘分别铰接在所述前臂的两端。

所述吸盘包括连接盘、若干支杆和若干电磁铁，所述连接盘上设有若干圆孔，所述支杆设在所述圆孔内，所述电磁铁和支杆一一对应，所述电磁铁和支杆通过球面副配合连接。

所述支杆为伸缩杆。

本实用新型的工作过程为：

一、冲压上下料机械手运动到毛坯料库，通过平面吸盘（即平面零件吸盘）吸取毛坯板材，然后运动到冲压加工单元（即压力机冲压区域），完成上料，并进行冲压；

二、冲压上下料机械手的三维零件吸盘到冲压加工区域，吸取冲压成型后的半成品，运动到半成品料库，完成下料；

三、激光切割上下料机构中的吸盘运动到半成品料库，吸取半成品，运动到激光切割加工单元的上料工位，完成上料；

四、装有半成品的工位运动到切割加工区域，开始切割加工；

五、激光上下料机构，吸盘运动到装有加工完成品零件的工位，吸取成品零件，运动至成品料库，完成下料。

上述过程往复循环，左右两侧激光切割加工单元交替，激光切割加工单元的工作台的两个工位交替工作，能够实现不停机操作，加工效率高。

本实用新型具有以下优点：1、实现自动化成型，修边、切孔等加工；2、占地面积小，生产节拍匹配合理，物料传动距离小，精确高效工作效率高；3、采取隔振平台，能够将压力机的振动进行有效隔离，避免压力机振动对激光切割加工精度的影响；4、吸盘具有自适应调整功能，配合冲压上下料机械手的双吸盘结构，能够通过单个机械手实现平面毛坯料与三维立体零件的吸取上下料操作；5、激光切割加工单元，采用双工位，能够实现不停机切割加工，效率高；6、半成品料库，可以用作缓冲，即当冲压节拍比激光切割节拍快时，能够存放零件，节拍缓冲，有利于提高整体生产线之工作效率。

本实用新型便于模块化生产，易于拓展。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是本实用新型中减振机构的结构示意图一，

图3是本实用新型中减振机构的结构示意图二，

图4是本实用新型中激光切割加工单元的结构示意图，

图5是本实用新型中激光切割上下料机构的结构示意图，

图6是本实用新型中吸盘的结构示意图，

图7是本实用新型中吸盘的工作状态图，

图8是本实用新型中冲压上下料机械手的结构示意图；

图中1是冲压加工单元，2是冲压上下料机械手，21是固定座，22是立柱一，23是前臂，24是后臂；

3是激光切割加工单元，31是机架，32是龙门立柱，33是横梁，34是关节机械手，35是工作台，36是A工位，37是B工位，38是切割头；

4是激光切割上下料机构，41是导轨，42是底座，43是立柱二，44是大臂，45是小臂；

5是毛坯料库，6是半成品料库，7是成品料库，

8是地基，80是隔振槽；

9是配重平台，10是减震器，11是间隙，

12是吸盘，121是连接盘，1210是圆孔，122是支杆，123是电磁铁，123是平面零件吸盘，124是三维零件吸盘。

具体实施方式

本实用新型如图1-8所示，包括设在地基8上的冲压加工单元1（即压力机）、冲压上下料机械手2、n组激光切割加工单元3和k组激光切割上下料机构4，其中，n≥1，n取整数，k≥1，k取整数；

工作中，激光切割加工单元和激光切割上下料机构的数量可以不同，比如可以采用四组激光切割加工单元，而仅采用两组激光切割上下料机构，每组激光切割上下料机构为两组（或更多）激光切割加工单元服务，本案优选，n=k=2。

所述冲压加工单元1通过减振机构设在所述地基上，所述冲压加工单元用于将毛坯板材加工成半成品，

所述冲压上下料机械手2用于抓取毛坯料库5的毛坯板材以及将半成品抓取至半成品料库6；

n组激光切割加工单元3和k组激光切割上下料机构4对应设置，所述激光切割加工单元用于将半成品加工成成品，所述激光切割上下料机构4用于抓取半成品料库6的半成品以及将成品抓取至成品料库7。

本实用新型在工作中，n组激光切割加工单元和k组激光切割上下料机构的数量可根据具体工作场合进行设置及布局，可平行设置冲压加工单元的两侧，也可呈环形绕设在冲压加工单元的四周，布局紧凑，提高工作效率。

所述减振机构为：所述地基8上设有隔振槽80，所述冲压加工单元通过配重平台9设在所述隔振槽80内。配重平台可以为钢筋混凝土结构，配重平台的作用是减小压力机冲击载荷引起的地面振动，减小压力机振动对周围地基的振动传递，隔振槽是进一步阻止振动向周围地基的传递。大质量配重平台，对振动隔离极为有利。

还包括减震器10，所述减震器10均布设在所述配重平台的底面。减震器起到振动隔离的作用，减震器优选为螺旋弹簧减震器，也可以为橡胶弹簧减震垫等。通过配重平台、减震器和隔振槽三个措施能够有效降低压力机振动引起地基的振动，对激光切割、送料机构及周边精密设备尤为有利。

所述配重平台9和隔振槽80之间设有间隙11，所述间隙11内设有弹簧；设置弹簧进行减振，进一步阻止振动向周围地基的传递。

所述配重平台9和隔振槽80之间设有间隙，所述间隙11内设有砂子；设置砂子进行减振，进一步阻止振动向周围地基的传递。

如图4所示，所述激光切割加工单元3包括机架31，所述机架的两侧分别设有一对龙门立柱32，一对龙门立柱32的顶面中间设有横梁33，所述横梁的底面连接设有关节机械手34，使得关节机械手倒置，所述机架31上滑动连接设有工作台35，所述工作台35具有A工位36和B工位37。

关节机械手的底座与横梁的下表面固定连接，形成倒悬。机械手倒悬式四柱龙门式结构，刚性好，有效切割范围大，精度保持性好；切割头38安装于关节机器人的手臂末端，通过机器人的运动，实现三维立体切割；工作台上设置有A和B两个工位，当一个工位在进行切割操作时，另一个工位可以进行自动上下料操作，保证设备不停歇加工，效率高。

如图5所示，所述激光切割上下料机构包括导轨41、底座42、立柱（即立柱二43）、大臂44、小臂45和吸盘12，所述底座42滑动连接在所述导轨41上，所述立柱固定连接在所述底座42，所述大臂44可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述小臂45铰接在所述大臂44上，所述吸盘12铰接在所述小臂上。

底座与导轨间形成滑动副，底座直线运动可控，可以直线电机，齿轮齿条等驱动方式；底座和立柱刚性连接；立柱与大臂间圆柱面配合，旋转及上下两个自由度可控，即可旋转又可以上下运动；大臂与小臂铰接，旋转可控；吸盘与小臂铰接，旋转可控。

如图8所示，所述冲压上下料机械手包括固定座21、立柱（即立柱一22）、前臂23、后臂24和一对吸盘12，所述固定座21与地基8刚性固定，所述立柱设在所述固定座21上，所述后臂24可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述前臂23（即前臂的中间位置）铰接在所述后臂上，一对吸盘21分别铰接在所述前臂23的两端。

固定座与地基刚性固定，立柱与固定座刚性联接，后臂与立柱刚性圆柱面配合，上下运动和旋转运动两个自由度可控，后臂与前臂中间铰接，旋转可控，前臂两端分别铰接有吸盘，且每个吸盘旋转可控。两个吸盘通过调整支杆高度和球面副角度，其中一个吸取平面板料（即平面零件吸盘123），另一个吸取三维立体零件（即三维零件吸盘），便于吸取不同形状的零件，适应性好。

所述吸盘12包括连接盘121、若干支杆121和若干电磁铁123，所述连接盘121上设有若干圆孔1210，所述支杆122设在所述圆孔1210内，所述电磁铁123和支杆122一一对应，所述电磁铁123和支杆122通过球面副配合连接。

工作中，连接盘上设置圆孔，圆孔与支杆配合连接，支杆可在圆孔内进行高度调节，支杆与电磁铁通过球面副配合；通过对支杆的高度调节和电磁铁的角度调节适应三维零件的曲面，如图7所示，内环四个支杆和电磁铁吸取平面，外环四个支杆伸长且电磁铁角度调节适应三维零件的表面，从而可靠地吸取三维零件。成品温度较高，因此，需要电磁铁吸取。

所述支杆122为伸缩杆，支杆可固定设置，便于伸缩，通过支杆高度的调节+球面副角度的调节，使得电磁铁适应不同三维零件的曲面。

Claims (10)

1.金属板材自动化加工生产线，其特征在于，包括设在地基上的冲压加工单元、冲压上下料机械手、n组激光切割加工单元和k组激光切割上下料机构，其中，n≥1，n取整数，k≥1，k取整数；

所述冲压加工单元通过减振机构设在所述地基上，所述冲压加工单元用于将毛坯板材加工成半成品；

所述冲压上下料机械手用于抓取毛坯料库的毛坯板材以及将半成品抓取至半成品料库；

n组激光切割加工单元和k组激光切割上下料机构对应设置，所述激光切割加工单元用于将半成品加工成成品，所述激光切割上下料机构用于抓取半成品料库的半成品以及将成品抓取至成品料库。

2.根据权利要求1所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述减振机构为：所述地基上设有隔振槽，所述冲压加工单元通过配重平台设在所述隔振槽内。

3.根据权利要求2所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，还包括减震器，所述减震器均布设在所述配重平台的底面。

4.根据权利要求2或3所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有弹簧。

5.根据权利要求2或3所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述配重平台和隔振槽之间设有间隙，所述间隙内设有砂子。

6.根据权利要求1所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述激光切割加工单元包括机架，所述机架的两侧分别设有一对龙门立柱，一对龙门立柱的顶面中间设有横梁，所述横梁的底面连接设有关节机械手，所述机架上滑动连接设有工作台，所述工作台具有A工位和B工位。

7.根据权利要求1所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述激光切割上下料机构包括导轨、底座、立柱、大臂、小臂和吸盘，所述底座滑动连接在所述导轨上，所述立柱固定连接在所述底座，所述大臂可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述小臂铰接在所述大臂上，所述吸盘铰接在所述小臂上。

8.根据权利要求1所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述冲压上下料机械手包括固定座、立柱、前臂、后臂和一对吸盘，所述固定座与地基刚性固定，所述立柱设在所述固定座上，所述后臂可升降且旋转活动连接在所述立柱上，所述前臂的中间位置铰接在所述后臂上，一对吸盘分别铰接在所述前臂的两端。

9.根据权利要求7或8所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述吸盘包括连接盘、若干支杆和若干电磁铁，所述连接盘上设有若干圆孔，所述支杆设在所述圆孔内，所述电磁铁和支杆一一对应，所述电磁铁和支杆通过球面副配合连接。

10.根据权利要求9所述的金属板材自动化加工生产线，其特征在于，所述支杆为伸缩杆。