一种汽车冲压件取放快速搬运装置的制作方法

本实用新型涉及一种汽车冲压件取放快速搬运装置，属于物品搬运技术领域。

背景技术：

目前，在汽车焊装车间中，自动焊接生产线，某些冲压件如翼子板、顶盖外板、侧围外板等，首先由工人放置在上件工位，再由搬运设备将冲压件搬运到到机器人抓取工位，由机器人抓取到车身焊接工位，进行焊接。

因为机器人抓取冲压件时，要求冲压件位置准确。故对搬运设备的位置精度有较高要求。目前主要利用多定位销对冲压件定位，冲压件开设有销孔，利用设备将冲压件竖直插入定位销上。

所以现有的搬运设备都是利用抓手，当抓手在上件工位上方，如图1所示，首先竖直向下运动抓到冲压件，再竖直向上运动一段距离，然后抓着冲压件水平运动将冲压件带到下一个工位上方，然后抓着冲压件在竖直向下运动，将冲压件落入定位销上，设备然后在向上运动，然后再水平运动返回到上件工位。完成一个循环。

但是，此类搬运设备效率慢，因为搬运一个冲压件抓手需要上升，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。三个过程都是不连续的，而抓手返程时同样经历着三个过程，而每一个过程都需要电机启动加速，均速运行，减速停止。这样可能就无法满足自动化生产线高节拍、高效率的要求。

由上述可知，现有冲压件搬运存在以下问题：1、精定位的搬运设备，搬运过程由三个不连续过程组成，存在三个电机运转周期，时间长，会影响自动化生产线的工作效率。2、三个不同方向的直线运动，利用电机带动，将旋转运动变为直线运动，需要运动转化装置，比如齿轮齿条、链轮链条、螺母丝杠等，另外平移需要一台电机，上升、下降需要一台，这些都会使生产线增大成本。3、一次操作需要三个过程，需要增加锁紧装置保证抓手的精确位置，再次增加了设备的成本。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种结构简单，仅需一台电机便可实现冲压件位置的移动，成本低，搬运效率高，大大节省搬运时间，提高设备的节拍的汽车冲压件取放快速搬运装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种汽车冲压件取放快速搬运装置，包括摇杆机构、设置在摇杆机构上的抓手机构、用于控制抓手机构运行方向的方向控制机构及用于限定抓手机构作竖直运动的抓手放置机构；

所述摇杆机构包括并行设置的摇杆单元及驱动电机，所述摇杆单元之间通过连接臂连接，所述摇杆单元包括基座、设置在基座上的左摇杆及右摇杆，所述左摇杆与右摇杆之间通过连接杆连接，所述左、右摇杆在驱动电机的作用下可在所述基座上作左、右摆动动作；

所述抓手机构包括抓手框架、设置在抓手框架上的抓手及用于驱动抓手取放工件的抓手气缸，所述抓手框架的前、后两侧分别设有抓手支架，所述抓手支架通过左、右滚轮支架可滑动安装在所述连接杆上，在所述左、右滚轮支架的外侧的所述连接杆上设有左、右限位销；

所述方向控制机构包括安装在所述连接杆上且在左、右滚轮支架之间的双作用气缸、设置在双作用气缸的活塞杆左侧的左弹簧及设置在双作用气缸的活塞杆右侧的右弹簧；

所述抓手放置机构包括设置在上件位和取件位两侧的外定位块及内定位块，所述内、外定位块上分别设有内、外定位面，所述外定位面上设有用于对所述抓手框架的左、右侧边进行定位的限位块。

本实用新型的有益效果是：利用一台电机带动摇杆机构，实现冲压件在上件位与取件位两个位置的移动，同时能保证位置精度，利用一台电机一次运行动作即可完成冲压件的搬运，只存在一次电机启动加速，均速运行，减速停止；大大节省搬运时间，提高设备的节拍；设备抓手在返程时，是搬运的逆动作，也是只需要一台电机一次运行，返程也很省时，这样就会给工人留下更多的时间来上件；摇杆机构在电机的作用下作曲线运动，气缸弹簧装置的设计满足抓手在下落时竖直方向运动，保证抓手的定位效果。总之，本实用新型结构简单，操作方便，不仅搬运效率高，省时省力，搬运位置精度高，冲压件取放位置精度高，而且原理简单，仅需一台电机驱动，便可完成冲压件的搬运作业，节省成本。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，还包括定位机构，所述定位机构包括定位销及与定位销相配合的销孔，所述定位销设置在所述内、外定位面上，所述抓手框架的左、右侧边上分别设有定位板，所述销孔设置在所述定位板上。

采用上述进一步方案的有益效果是，摇杆机构在电机作用下作曲线运动，气缸弹簧的设计满足抓手在竖直下落时能保证定位销竖直插入到定位销孔内，更好的保证抓手的定位效果，实现冲压件位置移动的同时能保证冲压件搬运位置的精度。抓手框架的侧边撞击到限位块，摇杆继续运动，弹簧被压缩，抓手机构竖直向下运动，随着抓手机构的竖直向下运动，抓手框架竖直向下运动，抓手框架侧边定位板上的销孔与定位块上的定位销配合精确落位，待抓手框架精确定位后，此时双作用气缸可以泄气，双作用气缸的活塞杆在两侧弹簧的作用下，回到中位，等待下一动作。

进一步的，所述驱动电机通过连杆传动机构与所述左摇杆或右摇杆连接，所述连杆传动机构包括输入杆、传力杆及摇臂，所述输入杆的一端与所述驱动电机的输出轴连接，另一端与所述传力杆的一端铰接，所述传力杆的另一端与所述摇臂的一端铰接，所述摇臂的另一端连接摇臂轴，所述摇臂轴可转动的安装在所述基座上，所述左摇杆或右摇杆与所述摇臂轴连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，在电机与摇杆机构之间增设连杆传动机构，一方面可以降低对电机最大输出扭矩的要求，另一方面摇杆机构动作的冲击力不直接作用在电机的输出轴上，减少对电机的损伤，使传动更加平稳，此外还方便驱动电机的安装，驱动电机可通过安装板安装在工作台上，避免影响摇臂的左、右往复摆动。

进一步的，所述左、右滚轮支架皆设有可沿所述连接杆顶部及底部滚动的上滚轮及下滚轮。

采用上述进一步方案的有益效果是，抓手机构通过滚轮支架安装在连接杆上动作，上、下滚轮的设计将滚轮支架与连接杆之间的硬摩擦改为滚动摩擦，减小了滚轮支架与连接杆之间的摩擦，抓手机构摆动抓取工件更加便利。

进一步的，所述抓手通过抓手安装板安装在所述抓手框架上，所述抓手包括上夹爪及下夹爪，所述上夹爪安装在所述抓手安装板上，所述抓手气缸安装在所述抓手安装板上，所述下夹爪的中部铰接在所述抓手安装板上，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。

进一步的，所述抓手设有2-8个，且对称的设置在所述抓手框架的左、右两侧。

采用上述进一步方案的有益效果是，抓取工件更加稳定，保证工件取放位置精度高。

进一步的，所述内、外定位块分别设有2个。

采用上述进一步方案的有益效果是，内定位块有两个，外定位块对应放置在内定位块的外侧，四个定位块定位抓手框架更加稳定可靠。

进一步的，所述双作用气缸通过气缸安装架安装在所述连接杆的下方。

采用上述进一步方案的有益效果是，双作用气缸通过气缸安装板安装在左、右滚轮支架之间，安装方便，便于调试及后续维护。

进一步的，所述驱动电机安装在电机安装座上，所述电机安装座设置在所述基座的外侧。

采用上述进一步方案的有益效果是，驱动电机无需安装在基座上，避免驱动电机影响摇杆的左右摆动动作，同时便于电机的安装及维护。

附图说明

图1为现有的搬运设备搬运冲压件的过程结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型抓手机构的结构示意图；

图4为本实用新型抓手放置机构的结构示意图；

图5为本实用新型摇杆机构的结构示意图；

图6为本实用新型摇杆机构在中间位置状态的结构示意图；

图7为本实用新型摇杆机构向右摆动状态的结构示意图；

图8为本实用新型摇杆机构向左摆动状态的结构示意图；

图9为本实用新型方向控制机构及抓手机构的主视结构示意图；

图10为本实用新型方向控制机构及抓手机构的俯视结构示意图；

图11为本实用新型起始位置处于中间位置的结构示意图；

图12为本实用新型向右侧摆动状态的结构示意图；

图13为本实用新型向右摆动定位板撞击限位块状态的结构示意图；

图14为本实用新型向右摆动定位销与销孔配合状态的结构示意图；

图15为本实用新型回到中位后向左摆动状态的结构示意图；

图16为本实用新型向左摆动定位板撞击到限位块状态的结构示意图；

图17为本实用新型向左摆动定位销与销孔配合状态的结构示意图。

图中，1、基座；2、左摇杆；3、右摇杆；4、连接杆；5、连接臂；6、驱动电机；7、抓手框架；8、抓手气缸；9、抓手支架；10、左滚轮支架；11、右滚轮支架；12、左限位销；13、右限位销；14、双作用气缸；141、活塞杆；15、左弹簧；16、右弹簧；17、外定位块；18、内定位块；19、限位块；20、定位销；21、销孔；22、定位板；23、输入杆；24、传力杆；25、摇臂；26、上滚轮；27、下滚轮；28、抓手安装板；29、上夹爪；30、下夹爪；31、气缸安装架；32、电机安装座；33、工作台；34、上件位；35、取件位；36、冲压件。

具体实施方式

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

如图2-图17所示，一种汽车冲压件取放快速搬运装置，包括摇杆机构、设置在摇杆机构上的抓手机构、用于控制抓手机构运行方向的方向控制机构及用于限定抓手机构作竖直运动的抓手放置机构；

所述摇杆机构包括并行设置的摇杆单元及驱动电机，所述摇杆单元之间通过连接臂5连接，所述摇杆单元包括基座1、设置在基座1上的左摇杆2及右摇杆3，所述左摇杆2与右摇杆3之间通过连接杆4连接，所述左、右摇杆在驱动电机6的作用下可在所述基座上作左、右摆动动作；所述基座安装在工作台上；

所述抓手机构包括抓手框架7、设置在抓手框架7上的抓手及用于驱动抓手取放工件的抓手气缸8，所述抓手框架的前、后两侧分别设有抓手支架9，所述抓手支架通过左、右滚轮支架可滑动安装在所述连接杆上，在所述左滚轮支架10、右滚轮支架11的外侧的所述连接杆上设有左限位销12、右限位销13；

所述方向控制机构包括安装在所述连接杆上且在左、右滚轮支架之间的双作用气缸14、设置在双作用气缸的活塞杆141左侧的左弹簧15及设置在双作用气缸的活塞杆右侧的右弹簧16；

所述抓手放置机构包括设置在上件位和取件位两侧的外定位块17及内定位块18，所述内、外定位块上分别设有内、外定位面，所述外定位面上设有用于对所述抓手框架的左、右侧边进行定位的限位块19。所述内、外定位块安装在所述工作台上。

还包括定位机构，所述定位机构包括定位销20及与定位销相配合的销孔21，所述定位销设置在所述内、外定位面上，所述抓手框架的左、右侧边上分别设有定位板22，所述销孔设置在所述定位板上。摇杆机构在电机作用下作曲线运动，气缸弹簧的设计满足抓手在竖直下落时能保证定位销竖直插入到定位销孔内，更好的保证抓手的定位效果，实现冲压件位置移动的同时能保证冲压件搬运位置的精度。抓手框架的侧边撞击到限位块，摇杆继续运动，弹簧被压缩，抓手机构竖直向下运动，随着抓手机构的竖直向下运动，抓手框架竖直向下运动，抓手框架侧边定位板上的销孔与定位块上的定位销配合精确落位，待抓手框架精确定位后，此时双作用气缸可以泄气，双作用气缸的活塞杆在两侧弹簧的作用下，回到中位，等待下一动作。

所述驱动电机通过连杆传动机构与所述左摇杆或右摇杆连接，所述连杆传动机构包括输入杆23、传力杆24及摇臂25，所述输入杆的一端与所述驱动电机的输出轴连接，另一端与所述传力杆的一端铰接，所述传力杆的另一端与所述摇臂的一端铰接，所述摇臂的另一端连接摇臂轴，所述摇臂轴可转动的安装在所述基座上，所述左摇杆或右摇杆与所述摇臂轴连接。在电机与摇杆机构之间增设连杆传动机构，一方面可以降低对电机最大输出扭矩的要求，另一方面摇杆机构动作的冲击力不直接作用在电机的输出轴上，减少对电机的损伤，使传动更加平稳，此外还方便驱动电机的安装，驱动电机可通过安装板安装在工作台上，避免影响摇臂的左、右往复摆动。除了与摇臂轴连接的左摇杆或右摇杆之外的其它左、右摇杆通过销轴与所述基座连接。

所述左、右滚轮支架皆设有可沿所述连接杆顶部及底部滚动的上滚轮26及下滚轮27。抓手机构通过滚轮支架安装在连接杆上动作，上、下滚轮的设计将滚轮支架与连接杆之间的硬摩擦改为滚动摩擦，减小了滚轮支架与连接杆之间的摩擦，抓手机构摆动抓取工件更加便利。

所述抓手通过抓手安装板28安装在所述抓手框架上，所述抓手包括上夹爪29及下夹爪30，所述上夹爪安装在所述抓手安装板上，所述抓手气缸安装在所述抓手安装板上，所述下夹爪的中部铰接在所述抓手安装板上，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。

所述抓手设有2-8个，如图1所示抓手设有四个，且对称的设置在所述抓手框架的左、右两侧。抓取工件更加稳定，保证工件取放位置精度高。

所述内、外定位块分别设有2个。内定位块有两个，外定位块对应放置在内定位块的外侧，四个定位块定位抓手框架更加稳定可靠。

所述双作用气缸通过气缸安装架31安装在所述连接杆的下方。双作用气缸通过气缸安装架安装在所述工作台上。双作用气缸通过气缸安装板安装在左、右滚轮支架之间，安装方便，便于调试及后续维护。

所述驱动电机安装在电机安装座32上，所述电机安装座设置在所述基座的外侧。所述驱动电机通过所述电机安装座安装在所述工作台33上。驱动电机无需安装在基座上，避免驱动电机影响摇杆的左右摆动动作，同时便于电机的安装及维护。

在所述基座外侧的所述上件位与取件位之间还设有安全围栏。

具体搬运过程：假设抓手恰好在人工上件位34及机器人取件位35之间的中间位置，以此位置开始如图11所示，人工上件位在抓手的右侧，机器人取件位在抓手的左侧，右侧放件台上有冲压件36工件，驱动电机动作，左、右摇杆同步向右侧方向运动，向右运动的过程中，双作用气缸的活塞杆向右移动，右弹簧向右侧运动，如图12所示，滚轮支架被推至右侧，上、下滚轮带着抓手推到右限位销处；抓手框架撞击到定位块上的限位块，此时抓手不能继续向右运动，摇杆继续向右运动，右弹簧被右侧滚轮支架压缩，左弹簧被拉长，如图13所示，这样就可以保证抓手是竖直向下运动。抓手下降直至落到定位块的定位面上，如图14所示，抓手框架上的销孔与定位块上的定位销对正，精确落位后，此时气缸可以泄气，活塞杆在两侧弹簧的作用下，回到中位。此位置时，抓手气缸动作，上、下夹爪配合，抓手抓取到工件，夹紧工件后，驱动电机反向旋转，摇杆开始向左侧运动。而工人可以利用这段时间将下一个工件放置在料架上。当越过中间位置后，检测到信号给双作用气缸，双作用气缸的活塞杆向左侧动作，左弹簧向左侧运动，如图15所示，滚轮支架被推至左侧，滚轮支架携带抓手机构被推至左限位销处；接着抓手随摇杆向下向左的过程中，如图16所示，抓手框架的定位板会先碰到左侧外定位块的限位块，此时左滚轮支架会压缩左弹簧，左弹簧被左侧滚轮支架压缩，右弹簧被拉长，抓手只做竖直向下的运动，摇杆继续向左运动，然后抓手下落到位，如图17所示，即抓手框架上的销孔与内、外定位块上的定位销插装配合，此时双作用气缸可以泄气，双作用气缸的活塞杆在两侧左、右弹簧的作用下，回到中位；到位后，抓手打开，将工件落到料架上，工件等待机器人来抓取。电机再次反转，将摇杆向右上方向旋转，向放件工位动作，去抓取工人刚放好的工件。如此循环往复，完成对自动化生产线，不间断的提供冲压件，进行焊接完成生产。

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