一种多车型冲压件快速搬运设备及多车型混合生产线的制作方法

本发明涉及一种多车型冲压件快速搬运设备及多车型混合生产线，属于汽车焊装输送线技术领域。

背景技术：

目前，在汽车焊装车间中，自动焊接生产线，需要上件，主要利用抓取装置，该装置包括竖直升降机构和水平输送机构,电气控制,上升，平移，下降,完成一个循环。若是多车型混线，则在上件位，放置多台上件台，改变水平移动距离，到对应的上件台停止，抓取合适的工件。但是，此类搬运设备效率慢,因为输送到下一个工位需要上升，平移，下降三个过程,而每一个过程都需要电机启动加速，均速运行，减速停止,不符合现代化生产线对高节拍的要求。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种结构简单，安装在摆动底板上的抓手机构可以转动、摆动及伸缩，可以实现多车型冲压件的稳定精准抓取搬运，搬运效率高的多车型冲压件快速搬运设备及多车型混合生产线。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多车型冲压件快速搬运设备，包括转动机构、设置在转动机构底部的摆动机构及设置在摆动机构底部的抓手机构，所述转动机构包括固定平台及设置在固定平台上的转动伺服电机；

所述摆动机构包括摆动顶板、摆动底板、设置在所述摆动顶板与摆动底板之间的左、右剪式摇臂机构、用于驱动剪式摇臂机构摆动的摆动驱动机构及用于驱动剪式摇臂机构伸缩的伸缩驱动机构，所述转动电机的输出轴与所述摆动顶板连接，所述抓手机构安装在所述摆动底板上；

所述摆动驱动机构包括摆动伺服电机、传动轴及分别设置在传动轴两端的同步杆，所述同步杆可转动的安装在所述摆动顶板上，所述摆动伺服电机的输出轴与所述传动轴之间及所述传动轴的端部与所述同步轴之间通过同步换向器连接，所述剪式摇臂机构包括并排设置的两个剪式摇杆单元，所述剪式摇杆单元的顶部与所述同步杆键连接，所述剪式摇杆单元的底部与所述摆动底板铰接；

所述伸缩驱动机构包括伸缩伺服电机、丝杠及丝杠螺母，所述伸缩伺服电机通过伸缩电机安装板安装在并排设置的两个所述剪式摇杆单元之间，所述丝杠与所述伸缩伺服电机的输出轴连接，所述丝杠螺母通过丝杠螺母安装板安装在并排设置的剪式摇杆单元之间。

本发明的有益效果是：利用一台摆动伺服电机带动剪式摇臂机构，只利用一次动作过程，便可以完成所要抓取搬运的工件的平移的距离和上升下降的高度的调整；利用一台伸缩伺服电机驱动剪式摇杆单元，实现剪式摇杆单元的伸长和缩短。利用一台转动伺服电机驱动抓手机构的旋转，可以扩大取件的空间范围，三台伺服电机相互配合，实现在某一空间内，可以任意位置来抓取搬运工件；另外三台伺服电机可以同步进行，不会增加总的运行时间，大大提高设备搬运节拍。本发明结构简单，抓手可以转动、摆动及伸缩，抓手抓取搬运工件的位置精度高，搬运效率高，且仅需三台电机配合驱动，便可完成冲压件的搬运作业。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述同步换向器包括安装座壳体、设置在安装座壳体内的主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述主动锥齿轮设置在所述摆动伺服电机的输出轴上及所述传动轴的端部上，所述从动锥齿轮设置在所述传动轴的中部及所述同步杆的中部。

采用上述进一步方案的有益效果是，电机通过同步换向器驱动传动轴转动，传动轴的两端分别通过同步换向器驱动两侧的同步杆转动，剪式摇杆单元的顶部与同步杆键连接，从而实现剪式摇杆单元同步摆动，保证剪式摇臂机构同角度同速度旋转。

进一步的，所述剪式摇杆单元包括多个x型连接铰接单元、铰接在多个所述x型连接铰接单元顶部的两根上连杆及铰接在多个所述x型连接铰接单元底部的两根下连杆，相邻的所述x型连接铰接单元之间铰接，所述x向连接铰接单元包括中部铰接的伸缩连杆，所述上连杆的上端与所述同步杆键连接，所述下连杆的下端与所述摆动底板铰接。

采用上述进一步方案的有益效果是，剪式摇杆单元在摆动伺服电机及伸缩伺服电机的作用下可以实现剪式摇臂机构的同步摆动及伸缩，实现工件精准搬运。

进一步的，所述抓手机构包括上夹爪、下夹爪及用于驱动下夹爪动作的抓手气缸，所述上夹爪通过夹爪安装板安装在所述摆动底板上，所述抓手气缸安装在所述夹爪安装板上，所述下夹爪的中部铰接在所述夹爪安装板上，所述抓手气缸的活塞杆与所述下夹爪的外端铰接。

采用上述进一步方案的有益效果是，在抓手机构竖直向下运动时，抓手气缸收缩，下夹爪向下并向外动作，避免下夹爪触碰工件，当抓手机构的上夹爪到达工件上方，抓手气缸伸长，下夹爪向内并向上动作移至工件的下方，与上夹爪配合从而完成夹紧工件。

进一步，所述抓手机构还包括抓手安装板，所述抓手安装板安装在所述摆动底板上，所述夹爪安装板安装在所述抓手安装板上。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于抓手机构的安装及后续维护。

进一步的，所述同步杆、下连杆分别对应通过轴承座与所述摆动顶板、摆动底板连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，同步杆的两端分别通过轴承座安装在摆动顶板上，下连杆通过轴承座与摆动底板连接，下连杆通过连接轴与轴承座连接，安装及维护方便。

进一步的，所述固定平台的顶部设有安装支架。

采用上述进一步方案的有益效果是，可通过安装支架对搬运设备进行安装，方便根据焊装工位的作业环境进行合理的安装。

本发明还涉及一种多车型混合生产线，包括多个焊装工位、上件位、下件位及用于将下件位上的工件送至焊装工位上的机器人，还包括如上所述的多车型冲压件快速搬运设备，所述多车型冲压件快速搬运设备用于将上件位上的工件送至所述下件位上，所述上件位处设有用于放置多车型工件的多台上件台。

进一步的，所述焊装工位的两侧设有安全护栏，所述下件位、上件位分别设置在所述安全护栏的内、外两侧，所述安全护栏上设有上料口。

采用上述进一步方案的有益效果是，上件位处有放置多种车型的多台上件台，上件台上的工件是人工上料，安全护栏的设计，提高多车型混合生产线的安全性。

本发明的有益效果是，多车型混合生产线含有多个焊装工位，两侧是安全护栏，需要上件比如翼子板、顶盖、天窗顶盖进行焊接，人工在安全护栏外上件至上件台，然后由搬运设备将工件抓取送至安全护栏内的下件台，再由机器人抓取下件台上的工件放置在车身上进行焊接。摆动伺服电机可以记忆每种车型需要平移的距离和上升下降的高度，并驱动剪式摇臂机构的摆动幅度，再加上伸缩伺服电机可以记忆每种车型需要伸缩的距离，并驱动剪式摇杆单元，实现剪式摇杆单元的伸长和缩短；转动伺服电机具有记忆上件台的位置，并驱动抓手机构旋转，可以扩大上料台的空间范围，增加混合生产线适应的不同车型数量。三台伺服电机相互配合，实现在某一区间范围内，可以任意位置来抓取工件，另外三台伺服电机可以同步进行，不会增加总的运行时间，大大提高搬运设备的节拍。本发明结构简单，安装方便，可根据不同车型的平移距离及升降高度对多个上件台的工件进行搬运，搬运位置精准，搬运效率高，保证混合生产线上多种车型工件的搬运作业的顺利进行。

附图说明

图1为本发明多车型冲压件快速搬运设备的结构示意图；

图2为本发明转动机构的结构示意图；

图3为本发明摆动机构的结构示意图；

图4为本发明伸缩驱动机构的结构示意图；

图5为本发明多车型混合生产线的结构示意图；

图6为图5中h处的局部放大图；

图7为本发明混合生产线准备搬运状态的结构示意图；

图8为本发明混合生产线搬运工件a的主视结构示意图；

图9为本发明混合生产线搬运工件a的左视结构示意图；

图10为本发明混合生产线搬运工件d的主视结构示意图；

图11为本发明混合生产线搬运工件d的左视结构示意图；

图中，1、下件台；2、上件台；3、抓手安装板；4、剪式摇杆单元；41、上连杆；42、下连杆；43、伸缩连杆；5、伸缩伺服电机；6、转动伺服电机；7、固定平台；8、安装支架；9、伸缩电机安装板；10、丝杠螺母安装板；11、丝杆；12、丝杠螺母；13、同步杆；14、轴承座；15、同步换向器；16、传动轴；17、摆动伺服电机；18、摆动顶板；19、摆动底板；20、上夹爪；21、下夹爪；22、抓手气缸；23、夹爪安装板；24、焊装工位；25、上件位；26、下件位；27、机器人；28、工件；29、安全护栏；30、上料口。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图4所示，一种多车型冲压件快速搬运设备，包括转动机构、设置在转动机构底部的摆动机构及设置在摆动机构底部的抓手机构，所述转动机构包括固定平台7及设置在固定平台上的转动伺服电机6；

所述摆动机构包括摆动顶18、摆动底板19、设置在所述摆动顶板与摆动底板之间的左、右剪式摇臂机构、用于驱动剪式摇臂机构摆动的摆动驱动机构及用于驱动剪式摇臂机构伸缩的伸缩驱动机构，所述转动电机的输出轴与所述摆动顶板连接，所述抓手机构安装在所述摆动底板上；

所述摆动驱动机构包括摆动伺服电机17、传动轴16及分别设置在传动轴两端的同步杆13，所述同步杆可转动的安装在所述摆动顶板上，所述摆动伺服电机的输出轴与所述传动轴之间及所述传动轴的端部与所述同步轴之间通过同步换向器15连接，所述剪式摇臂机构包括并排设置的两个剪式摇杆单元4，所述剪式摇杆单元的顶部与所述同步杆键连接，所述剪式摇杆单元的底部与所述摆动底板铰接；

所述伸缩驱动机构包括伸缩伺服电机5、丝杠11及丝杠螺母12，所述伸缩伺服电机通过伸缩电机安装板9安装在并排设置的两个所述剪式摇杆单元之间，所述丝杠11与所述伸缩伺服电机的输出轴连接，所述丝杠螺母12通过丝杠螺母安装板10安装在并排设置的剪式摇杆单元4之间。所述伸缩电机安装板的两端与伸缩连杆的中部铰接轴连接，所述丝杠螺母安装板的两端与伸缩连杆的中部铰接轴连接。

所述同步换向器15包括安装座壳体、设置在安装座壳体内的主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述主动锥齿轮设置在所述摆动伺服电机的输出轴上及所述传动轴的端部上，所述从动锥齿轮设置在所述传动轴的中部及所述同步杆的中部。电机通过同步换向器驱动传动轴转动，传动轴的两端分别通过同步换向器驱动两侧的同步杆转动，剪式摇杆单元的顶部与同步杆键连接，从而实现剪式摇杆单元同步摆动，保证剪式摇臂机构同角度同速度旋转。

所述剪式摇杆单元4包括多个x型连接铰接单元、铰接在多个所述x型连接铰接单元顶部的两根上连杆41及铰接在多个所述x型连接铰接单元底部的两根下连杆42，相邻的所述x型连接铰接单元之间铰接，所述x向连接铰接单元包括中部铰接的伸缩连杆43，所述上连杆的上端与所述同步杆键连接，所述下连杆的下端与所述摆动底板铰接。上连杆上设有与同步杆连接的孔，孔内壁上设有键槽，同步杆外表面对应位置设有键槽，键安装在孔内壁及同步杆的键槽内，从而实现上连杆与同步杆的同步转动。剪式摇杆单元在摆动伺服电机及伸缩伺服电机的作用下可以实现剪式摇臂机构的同步摆动及伸缩，实现工件精准搬运。

所述抓手机构包括上夹爪20、下夹爪21及用于驱动下夹爪动作的抓手气缸22，所述上夹爪通过夹爪安装板23安装在所述摆动底板上，所述抓手气缸安装在所述夹爪安装板上，所述下夹爪的中部铰接在所述夹爪安装板上，所述抓手气缸的活塞杆与所述下夹爪的外端铰接。在抓手机构竖直向下运动时，抓手气缸收缩，下夹爪向下并向外动作，避免下夹爪触碰工件，当抓手机构的上夹爪到达工件上方，抓手气缸伸长，下夹爪向内并向上动作移至工件的下方，与上夹爪配合从而完成夹紧工件。

所述抓手机构还包括抓手安装板3，所述抓手安装板安装在摆动底板上，所述夹爪安装板安装在抓手安装板上。便于抓手机构的安装及后续维护。

所述同步杆13、下连杆分别对应通过轴承座14与所述摆动顶板、摆动底板连接。同步杆的两端分别通过轴承座安装在摆动顶板上，下连杆通过轴承座与摆动底板连接，下连杆通过连接轴与轴承座连接，安装及维护方便。

所述固定平台7的顶部设有安装支架8。可通过安装支架对搬运设备进行安装，方便根据焊装工位的作业环境进行合理的安装。

如图5-图11所示，本发明还涉及一种多车型混合生产线，包括多个焊装工位24、上件位、下件位及用于将下件位上的工件送至焊装工位上的机器人27，还包括如上所述的多车型冲压件快速搬运设备，所述多车型冲压件快速搬运设备用于将上件位25处上件台2上的工件28送至所述下件位26的下件台1上，所述上件位处设有用于放置多车型工件的多台上件台。

所述焊装工位的两侧设有安全护栏29，所述下件位、上件位分别设置在所述安全护栏的内、外两侧，所述安全护栏上设有上料口30。上件位处有放置多种车型的多台上件台，上件台上的工件是人工上料，安全护栏的设计，提高多车型混合生产线的安全性。

如图8-图11所示，上件位设有多个工件台，其中工件a、工件b、工件c与下件位的下件台在同一直线上，只需要摆动伺服电机和伸缩伺服电机配合就可以将工件a、b、c从上件台上搬运至下件台上，想要搬运工件d、工件e、工件f及工件g就需要启动转动伺服电机，需要三台伺服电机相互配合，根据不同车型选择对应的白车身冲压件进行搬运，混合生产线多个车型，上一辆是a，下一辆可能是c，再下一辆可能是f，无规律，当车身输送至本工位之后，检测设备会马上检测是何种车型，搬运设备就会按照车型快速的将相应的工件从上件台搬运至下件台，然后再由机器人将下件台上的工件放置到焊装工位的车身上，从而保证混合生产线的生产的顺利进行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。