一种基于汽车顶蓬垫棉组立的自动出料机构的制作方法

本实用新型涉及一种汽车内饰顶蓬垫棉的自动化组立生产作业中，是一种可将不同种类型垫棉自动出料的机械作业方式，可适用于各种类型顶蓬的不同规格垫棉的自动出料。其主要功能是将垫棉人工组立作业方式改造成自动化垫棉组立作业，给垫棉自动化组立作业提供一种可行的垫棉铺放料和自动出料机构。其主要原理是通过电磁阀控制气缸的往复运动，通过机器人控制多层垫棉铺放平台的切换式进出，机器人末端夹取或针刺装置进行垫棉的自动抓取，从而最终实现垫棉的自动组立功能。利用本机构可以实现不同规格和不同材质垫棉的自动出料，为顶蓬自动组立提供技术支持。本实用新型属于机械结构技术领域。

背景技术：

因各个汽车顶蓬垫棉的形状、尺寸、材质的多样性和无规律性，国内外针对顶蓬垫棉组立工艺，主要还是采用人工作业，即人工拿取垫棉、人工打胶并完成垫棉组立作业。该作业方式对员工的作业熟练度要求较高，且员工作业时间长，线体产距节拍无法控制，也更无法进一步提高生产效率；员工长期处于这种打胶组立和高负荷的作业环境，将严重影响其身体健康。近几年，由于自动化设备的发展，各公司针对无人化和少人化提出越来越高的要求，垫棉组立自动化有新的工艺发展，一种是从机械面出发，通过人工预埋垫棉于已折弯成型的弹簧卡片内，利用气缸进行自动组立；另一种直接利用市面上成熟技术，通过机器人和振动盘配合，实现垫棉自动组立。前一种作业方式，员工与机械未分离，存在作业安全隐患；且弹簧卡片易损坏，更换太频繁。后一种作业方式成功实现了人机分离，且可实现无人化作业，但振动盘只能专用，对垫棉形状及材质要求较高，占地空间大，投入成本高。因此，国内目前迫切需要一种既能降低工人劳动强度，实现人机分离、自动化作业程度高，且又能保证通用性好，适用范围广，成本较低的垫棉自动出料机构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种设计合理，结构简单、稳定，工艺动作连贯，能提高生产效率，降低工人劳动强度，并可以节约成本，保证垫棉自动出料精度。通过电气控制系统来实现垫棉组立的自动出料，并通过与机器人结合的强大优势，最终实现垫棉的自动分层式出料和垫棉的自动组立，为推进顶蓬组立自动作业提供一个可行性的解决方案。

按照本实用新型的技术要求，本实用新型的具体技术方案如下：

提供一种基于汽车顶蓬垫棉组立的自动出料机构，其特征在于，出料机构包括框架，所述框架包括依次自下往上排布的三层架体：支撑框架、第一层架体和第二层架体；

所述三层架体均为中空的长方体结构，

支撑框架底部四角分别设置有固定支脚；

所述第一层架体底端两侧设置有出料滑轨，出料滑轨上设置出料装置，所述出料装置能沿着出料滑轨来回前后运动；两出料滑轨之间的架体上，与出料滑轨平行设置第一迷你气缸；

所述出料装置架体边缘上设置有多个第一插销定位装置；所述出料装置上方叠放设置有第一垫棉料架；

所述第二层架体底端两侧设置有补料滑轨，补料装置可前后滑动的设置在补料滑轨上，两补料滑轨之间的架体上，与补料滑轨平行设置有第二迷你气缸；所述补料装置架体边缘上设置有多个第二插销定位装置；所述补料装置上方叠放设置有第二垫棉料架。

对上述技术方案的改进，垫棉料架为格栅结构。

对上述技术方案的改进，第一插销定位装置和第二插销定位装置结构一致，均为机械插销定位。

对上述技术方案的改进，框架为可拆卸组合框架。

对上述技术方案的改进，框架采用钢板和钢管配合加工成型。

本实用新型的优点在于：

本实用新型结构简单、紧凑、合理，适应多种产品的灵活性，保证其工作的精度要求，自动化程度高；能提高生产效率，降低工人劳动强度，结构较为轻巧，方便更换。能降低人工成本、节约能源和保证垫棉自动出料精度；给目前顶蓬垫棉自动组立提供了一种更为便捷的垫棉出料方式。

附图说明

图1为垫棉组立自动出料机构立体图。

图2为垫棉组立自动出料机构主视图。

图3为垫棉组立自动出料机构俯视图。

图4为棉组立自动出料机构侧视图。

图5为棉组立自动出料机构原始工作状态位示意图。

图6为棉组立自动出料机构出料工作状态位示意图。

图7为棉组立自动出料机构补料工作状态位示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-7所示，一种基于汽车顶蓬垫棉组立的自动出料机构，其特征在于，出料机构包括框架1，所述框架包括依次自下往上排布的三层架体：支撑框架1、第一层架体11和第二层架体12；为了解决垫棉自动出料机构的通用性和轻量化问题，本套机构按模块化和轻量化需求设计，框架为可拆卸式组合框架，可实现框架任意数量的组装和叠加，整体采用20x20x1.5mm方管和45#板加工成型。机构按需求组装完成后，不需要人工反复调整。

所述三层架体均为中空的长方体结构，

支撑框架1底部四角分别设置有固定支脚13；

为了解决垫棉自动出料机构的输送精度问题，本套机构结合轻量化设计考量，采用气缸配合线性滑轨的配置，经过反复验证，该套机构的出料精度在0.1mm以内，满足设计要求和垫棉组立机器人抓取需求，且气缸稳定性好，便于调节、更换，机构整体对比于电机加丝杆的高精度配置也更为简捷。经过实际使用及验证，所选气缸为迷你气缸MG25x350-S，线性滑轨为SSRXC2114。

所述第一层架体底端两侧设置有出料滑轨111，出料滑轨上设置出料装置112，所述出料装置112能沿着出料滑轨来回前后运动；两出料滑轨111之间的架体上，与出料滑轨平行设置第一迷你气缸116；

所述出料装置架体边缘上设置有多个第一插销定位装置114；所述出料装置上方叠放设置有第一垫棉料架115；

为了解决垫棉自动出料机构不停机补料问题，本套机构在机器人抓取位的对称面追加了垫棉补料位，可实现顶蓬组立的不停机补料，配合机械插销限位装置，可以确保垫棉不停机补料精度。

所述第二层架体12底端两侧设置有补料滑轨121，补料装置122可前后滑动的设置在补料滑轨上，两补料滑轨121之间的架体上，与补料滑轨平行设置有第二迷你气缸126；所述补料装置122架体边缘上设置有多个第二插销定位装置123；所述补料装置上方叠放设置有第二垫棉料架124。

对上述技术方案的改进，出料装置为自动出料形式。

对上述技术方案的改进，补料装置为手动补料。

对上述技术方案的改进，垫棉料架为格栅结构。为了解决垫棉物料盒反复切换的定位精度问题，本套机构根据垫棉形状和机器人抓取需求，确定了通用的垫棉物料盒底座，底座上的垫棉格栅依据垫棉各自特征和抓取需要进行设计，物料盒采用3D打印，打印材料为PLA；机构框架通过限位装置，保证物料盒反复切换的定位精度。

对上述技术方案的改进，第一插销定位装置和第二插销定位装置结构一致，均为机械插销定位。

对上述技术方案的改进，框架为可拆卸组合框架。

为了解决垫棉出料机构的出料准确性和信号问题，本套机构与机器人配合，所有控制信号和计数信号均统一由机器人给出指令，保证了程序的稳定性、准确性和统一性。

整套机构工作时，机器人通过电磁阀控制迷你气缸，配合线性滑轨沿出料工作状态位方向顶出，从而实现自动出料功能；人工补料由线性滑轨沿补料工作状态位方向拉出，补料完成后，由人工推入，并插入插销定位装置，从而实现人工不停机补料。

在顶蓬自动组立线上采用该高效轻型的垫棉组立自动出料工艺及机构，可保证垫棉自动组立的精度要求，节省人工成本投入，提高生产效率和产距节拍，且给顶蓬自动组立中垫棉自动组立提供一套经济可行性方案。该套机构自动化程度高，气缸往复运动准确，垫棉切换式补料精度可靠，可实现垫棉自动组立无人化作业要求。该套机构不仅轻巧便捷，方便拆换，能满足顶蓬自动化组立作业的连续性和通用性要求；且在可移植性、自由组合性、模块化性和可重复利用率上均有较高优势。此外，还能降低工人劳动强度，降低产品生产成本，提高生产效率，在节约能源和提高顶蓬自动化作业程度上均有所改善。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。