一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的制作方法

1.本发明涉及汽车车身组件加工设备技术领域，尤其涉及一种用于无缝码垛零件的自动分料设备。


背景技术：

2.在汽车车身的组装加工中，会使用到车身通道组件，如图1所示，该车身通道组件包括一个本体及两个加强件，两个加强件固定设置在加强件突起部的边缘位置。为便于该车身通道组件的安装，通常需要在本体上设置螺柱，并将两个加强件与本体进行焊接，在实现大批量连续生产时，现有方法是采用人工对本体及一对加强件进行连续的单件供料，等待时间很长，而且需要人工一直作业，导致整体加工效率不理想。
3.综上所述，开发一种能够对车身通道组件的各部件进行批量的自动进料，降低人工劳动强度，从而保证车身通道组件批量生产时的连续性，是很有必要的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种具有批量进行进料及部件组合功能、便于后续焊接作业的自动分料设备。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于无缝码垛零件的自动分料设备，包括本体码垛送料单元(1)、加强件码垛送料单元(2)、第一作业机器人(3)、第二作业机器人(4)与夹持转台(5)；
6.本体码垛送料单元(1)远离进料端的一端设置有第一作业机器人(3)，加强件码垛送料单元(2)远离进料端的一端设置有第二作业机器人(4)；第一作业机器人(3)远离本体码垛送料单元(1)出料端的一侧设置有夹持转台(5)；
7.所述本体码垛送料单元(1)，用于将堆垛状态后的本体进行水平输送，并将本体堆垛顶部的一个本体进行分离放置；
8.加强件码垛送料单元(2)，用于将堆垛状态的成对设置的加强件进行水平输送，并将堆垛状态的加强件顶部的一对加强件进行分离放置；
9.第二作业机器人(4)用于将分离放置的一对加强件搬运至夹持转台(5)处；第一作业机器人(3)用于将本体堆垛最上方分离放置的一个本体搬运至夹持转台(5)处；第一夹持转台(5)对放置的一对加强件及本体进行组合状态的夹持。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，所述本体码垛送料单元(1)包括第一底座(11)、两第一直线输送机构(12)、两第一固定托架(13)、本体分离机构(14)和本体精定位托架(15)；第一底座(11)固定设置在地面上，第一底座(11)远离地面的一端为本体进料端，第一底座(11)水平延伸方向的另一端的顶部为本体出料端；第一底座(11)远离地面的一端表面固定设置有两第一直线输送机构(12)和本体分离机构(14)，两第一直线输送机构(12)分别沿着第一底座(11)水平延伸方向布置且间隔设置，两第一直线输送机构(12)的活动端上分别设置有一第一固定托架(13)，第一固定托架(13)与本体的边缘或者其靠近地面的端面
相抵持，各第一固定托架(13)分别用于竖直堆垛放置本体，第一直线输送机构(12)将堆垛放置的本体由本体进料端水平的向本体出料端输送；第一底座(11)的本体出料端位置设置有一本体精定位托架(15)；本体分离机构(14)跨设在两第一直线输送机构(12)上方且靠近本体出料端方向，本体分离机构(14)抓取并夹持本体出料端的第一固定托架(13)上堆垛顶部的一个本体，并放置在本体精定位托架(15)内。
11.优选的，所述第一固定托架(13)与本体精定位托架(15)均包括若干间隔且竖直设置的第一导向杆(150)和若干第一精定位块(151)，各第一导向杆(150)分别与本体不同位置的边缘相抵持，防止本体放偏或者放反，各第一精定位块(151)设置于第一直线输送机构(12)的活动端或者第一底座(11)远离地面的表面，各第一精定位块(151)远离地面的端面与本体靠近地面的表面的不同位置分别抵接；第一固定托架(13)的第一精定位块(151)与本体精定位托架(15)的第一精定位块(151)在竖直方向的长度不同。
12.进一步优选的，所述加强件码垛送料单元(2)包括第二底座(21)、两第二直线输送机构(22)、两第二固定托架(23)、加强件分离机构(24)和加强件精定位托架(25)；第二底座(21)固定设置在地面上，第二底座(21)远离地面的一端为加强件进料端，第二底座(21)水平延伸方向的另一端的顶部为加强件出料端；第二底座(21)远离地面的一端表面固定设置有两第二直线输送机构(22)和加强件分离机构(24)，两第二直线输送机构(22)分别沿着第二底座(21)水平延伸方向布置且间隔设置，两第二直线输送机构(22)的活动端上均设置有第二固定托架(23)，第二固定托架(23)竖直向上延伸并分别与两个对称设置的加强件的边缘处或者其靠近地面的端面相抵持，堆垛放置的两个加强件相对且间隔的设置在同一第二固定托架(23)上；两第二直线输送机构(22)分别独立的将堆垛设置的两个加强件从加强件进料端水平的输送至加强件出料端；第二底座(21)的加强件出料端位置还设置有一加强件精定位托架(25)；加强件分离机构(24)跨设在两第二直线输送机构(22)上方并靠近加强件出料端设置；加强件分离机构(24)抓取位于加强件出料端的第二直线输送机构(22)的活动端堆垛顶部的一对加强件，并放置在第二底座(21)的加强件出料端处的加强件精定位托架(25)内。
13.优选的，所述第二固定托架(23)与加强件精定位托架(25)均包括若干间隔且竖直设置的第二导向杆(250)和若干第二精定位块(251)，各第二导向杆(250)分别与加强件不同位置的边缘相抵持，防止加强件放偏或者放反，各第二精定位块(251)设置于板状的活动端或者第二底座(21)远离地面的表面，各第二精定位块(251)远离地面的端面与加强件靠近地面的表面的不同位置分别抵接；第二固定托架(23)的第二精定位块(251)与加强件精定位托架(25)的第二精定位块(251)的竖直方向的长度不同。
14.进一步优选的，所述第一直线输送机构(12)与第二直线输送机构(22)均包括驱动部和两导轨，驱动部沿着第一底座(11)或者第二底座(21)的延伸方向设置，导轨间隔的设置在驱动部的侧面并同样沿着第一底座(11)或者第二底座(21)的延伸方向设置；其驱动部上设置有活动端，活动端跨设在驱动部上方并分别与两导轨滑动连接，活动端为板状并与第一底座(11)或者第二底座(21)平行设置；在该板状的活动端远离地面的端面上设置有第一固定托架(13)或者第二固定托架(23)。
15.优选的，所述本体分离机构(14)以及加强件分离机构(24)均包括水平滑动部(100)以及竖直抓取部，水平滑动部(100)设置在第一直线输送机构(12)或者第二直线输送
机构(22)上方，且水平滑动部(100)的移动方向与第一直线输送机构(12)或者第二直线输送机构(22)的水平移动方向相交设置；水平滑动部(100)上固定设置有竖直抓取部(200)，竖直抓取部(200)的活动端沿着竖直方向移动，竖直抓取部(200)包括限位组件(201)、抓取组件(202)和抓取限位块(203)，抓取组件(202)抵持并抓紧本体或者成对设置的加强件远离地面的端面；限位组件(201)和抓取限位块(203)朝着地面方向竖直向下延伸，限位组件(201)的纵向延伸长度大于抓取限位块(203)的纵向延伸长度；限位组件(201)与第一导向杆(150)或者第二导向杆(250)交错设置，用于在抓取第一固定托架(13)内的本体或者第二固定托架(23)内的加强件时姿态稳定，抓取限位块(203)用于抵持住本体或者一对加强件远离地面的端面，处于收缩状态的抓取组件(202)靠近地面的端面与抓取限位块(203)靠近地面的端面分别与本体或者一对加强件同一表面的不同位置相抵持。
16.进一步优选的，所述第一直线输送机构(12)与第二直线输送机构(22)的驱动部，以及本体分离机构(14)以及加强件分离机构(24)的水平滑动部(100)均为无杆气缸机构；抓取组件(202)为可伸缩的磁性吸盘或者负压吸盘。
17.在以上技术方案的基础上，优选的，所述夹持转台(5)包括第三底座(51)、回转机构(52)、隔板(53)和两第一夹持机构(54)；第三底座(51)的一端固定设置在地面上，第三底座(51)远离地面的一端设置有第一回转机构(52)，第一回转机构(52)可相对于第三底座(51)水平旋转，第一回转机构(52)的回转部上中心对称的设置有两第一夹持机构(54)，两第一夹持机构(54)间隔设置且两第一夹持机构(54)之间的第一回转机构(52)的回转部上设置有隔板(53)；所述本体的突起部的端面上间隔的设置有两第一通孔和第二通孔，两第一通孔分别位于本体突起部延伸方向的两端位置；第二通孔位于两第一通孔之间；加强件上设置有贯穿的第三通孔；第一夹持机构(54)包括若干第一托举部(541)、第一旋转压紧部(542)、第二压紧部(543)和第三压紧部(544)；第一托举部(541)、第二压紧部(543)和第三压紧部(544)均固定设置在第一回转机构(52)的回转部上；各第一托举部(541)沿着本体或者加强件的长度延伸方向间隔设置，第一托举部(541)分别抵持在两个对称设置的加强件与本体靠近地面的端面并伸入突起部延伸方向一端的一个第一通孔内，第一托举部(541)还穿过第三通孔抵持在两加强件上方放置的本体的突起部的表面；第一旋转压紧部(542)可相对于第一托举部(541)旋转并压紧本体的突起部远离地面的表面；第二压紧部(543)的活动端向着靠近地面的方向运动并伸入本体的另一个第一通孔内，第三压紧部(544)的活动端朝着远离地面的方向抵持在该第一通孔附近的本体表面。
18.本发明提供的一种用于无缝码垛零件的自动分料设备，相对于现有技术具有以下有益效果：
19.(1)本方案通过人工堆叠本体或者加强件的方式进行批量送料并抓取堆叠顶部的本体及一对加强件，然后由不同的作业机器人搬运至夹持转台，夹持转台辅助进行后续加工；采用堆垛进料的方式，可以极大的缓解劳动强度，只需人工一次性上料即可满足连续生产的需求，无需人工连续供料；
20.(2)本体码垛送料单元与加强件码垛送料单元的结构基本类似，第一直线输送机构与第二直线输送机构均设置两组，其中一组处于出料端位置时，另一组可回到进料端由人工堆垛上料；出料端方向由作业机器人一次自动抓取一个本体以及一对加强件，形成单件流分料效果；
21.(3)夹持转台可靠的夹持本体及一对加强件，使其定位并紧贴在一起，起到后续焊接的预定位功能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为车身通道组件的本体与一对加强件的组合状态立体图；
24.图2为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的俯视图；
25.图3为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的本体码垛送料单元的立体图；
26.图4为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的加强件码垛送料单元的立体图；
27.图5为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的加强件码垛送料单元的爆炸状态立体图；
28.图6为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的加强件码垛送料单元的爆炸状态右视图；
29.图7为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的夹持转台的立体图；
30.图8为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的第一夹持机构的立体图；
31.图9为本发明一种用于无缝码垛零件的自动分料设备的第一夹持机构的另一姿态的立体图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
33.如图2所示，图示展示了一种用于无缝码垛零件的自动分料设备，包括本体码垛送料单元1、加强件码垛送料单元2、第一作业机器人3、第二作业机器人4与夹持转台5；
34.本体码垛送料单元1远离进料端的一端设置有第一作业机器人3，加强件码垛送料单元2远离进料端的一端设置有第二作业机器人4；第一作业机器人3远离本体码垛送料单元1出料端的一侧设置有夹持转台5；
35.本体码垛送料单元1用于将堆垛状态后的本体进行水平输送，并将本体堆垛顶部的一个本体进行分离放置；
36.加强件码垛送料单元2用于将堆垛状态的成对设置的加强件进行水平输送，并将堆垛状态的加强件顶部的一对加强件进行分离放置；
37.随后由第二作业机器人4用于将分离放置的一对加强件搬运至夹持转台5处；第一作业机器人3用于将本体堆垛最上方分离放置的一个本体搬运至夹持转台5处；第一夹持转
台5对放置的一对加强件及本体进行组合状态的夹持。
38.本发明工作时，构成车身通道组件的本体和一对加强件需要进行组装和焊接作业。本体与一对加强件为钣金零件，而且体积较大，采用人工来进行组合送料效率非常低。故采用了本体码垛送料单元1与加强件码垛送料单元2一次性大量进料，并进行单次物料分离。
39.如图2—6所示，图示展示了本体码垛送料单元1的一种结构。本体码垛送料单元1包括第一底座11、两第一直线输送机构12、两第一固定托架13、本体分离机构14和本体精定位托架15；第一底座11固定设置在地面上，第一底座11远离地面的一端为本体进料端，即图2中的短边一端；第一底座11水平延伸方向的另一端的顶部为本体出料端，即图2的长边一端；第一底座11远离地面的一端表面固定设置有两第一直线输送机构12和本体分离机构14，两第一直线输送机构12分别沿着第一底座11水平延伸方向布置且间隔设置，两第一直线输送机构12的活动端上分别设置有一第一固定托架13，第一固定托架13与本体的边缘或者其靠近地面的端面相抵持，各第一固定托架13分别用于竖直堆垛放置本体，第一直线输送机构12将堆垛放置的本体由本体进料端水平的向本体出料端输送；第一底座11的本体出料端位置设置有一本体精定位托架15；本体分离机构14跨设在两第一直线输送机构12上方且靠近本体出料端方向，本体分离机构14抓取并夹持本体出料端的第一固定托架13上堆垛顶部的一个本体，并放置在本体精定位托架15内。
40.第一固定托架13与本体精定位托架15均包括若干间隔且竖直设置的第一导向杆150和若干第一精定位块151，各第一导向杆150分别与本体不同位置的边缘相抵持，防止本体放偏或者放反，各第一精定位块151设置于第一直线输送机构12的活动端或者第一底座11远离地面的表面，各第一精定位块151远离地面的端面与本体靠近地面的表面的不同位置分别抵接；第一固定托架13的第一精定位块151与本体精定位托架15的第一精定位块151在竖直方向的长度不同。第一固定托架13用于竖直的层叠放置若干个本体。第一精定位块151托起本体的表面，各第一导向杆150保持各本体堆垛方向竖直朝上。
41.如图3—6所示，加强件码垛送料单元2包括第二底座21、两第二直线输送机构22、两第二固定托架23、加强件分离机构24和加强件精定位托架25；第二底座21固定设置在地面上，第二底座21远离地面的一端为加强件进料端，第二底座21水平延伸方向的另一端的顶部为加强件出料端；第二底座21远离地面的一端表面固定设置有两第二直线输送机构22和加强件分离机构24，两第二直线输送机构22分别沿着第二底座21水平延伸方向布置且间隔设置，两第二直线输送机构22的活动端上均设置有第二固定托架23，第二固定托架23竖直向上延伸并分别与两个对称设置的加强件的边缘处或者其靠近地面的端面相抵持，堆垛放置的两个加强件相对且间隔的设置在同一第二固定托架23上；两第二直线输送机构22分别独立的将堆垛设置的两个加强件从加强件进料端水平的输送至加强件出料端；第二底座21的加强件出料端位置还设置有一加强件精定位托架25；加强件分离机构24跨设在两第二直线输送机构22上方并靠近加强件出料端设置；加强件分离机构24抓取位于加强件出料端的第二直线输送机构22的活动端堆垛顶部的一对加强件，并放置在第二底座21的加强件出料端处的加强件精定位托架25内。加强件码垛送料单元2的作用与本体码垛送料单元1的作用相似，都是将堆垛后的工件进行整体水平移动，并将堆垛顶部的工件进行单次、单独的分离和摆放，便于作业机器人拾取。
42.第二固定托架23与加强件精定位托架25均包括若干间隔且竖直设置的第二导向杆250和若干第二精定位块251，各第二导向杆250分别与加强件不同位置的边缘相抵持，防止加强件放偏或者放反，各第二精定位块251设置于板状的活动端或者第二底座21远离地面的表面，各第二精定位块251远离地面的端面与加强件靠近地面的表面的不同位置分别抵接；第二固定托架23的第二精定位块251与加强件精定位托架25的第二精定位块251的竖直方向的长度不同。第二固定托架23用于竖直的层叠放置若干个加强件。第二精定位块251托起加强件的表面，各第二导向杆250保持各加强件堆垛方向竖直朝上。由图可知，第二固定托架23与加强件精定位托架25的第二导向杆250长度相同，为了减少作业机器人竖直移动的距离，第二固定托架23的第二精定位块251的高度小于加强件精定位托架25的第二精定位块251的高度。第一固定托架13与本体精定位托架15上的第一精定位块151，也是类似的设置。
43.同样由图2—6可知，第一直线输送机构12与第二直线输送机构22均包括驱动部和两导轨，驱动部沿着第一底座11或者第二底座21的延伸方向设置，导轨间隔的设置在驱动部的侧面并同样沿着第一底座11或者第二底座21的延伸方向设置；其驱动部上设置有活动端，活动端跨设在驱动部上方并分别与两导轨滑动连接，活动端为板状并与第一底座11或者第二底座21平行设置；在该板状的活动端远离地面的端面上设置有第一固定托架13或者第二固定托架23。
44.本体分离机构14以及加强件分离机构24均包括水平滑动部100以及竖直抓取部，水平滑动部100设置在第一直线输送机构12或者第二直线输送机构22上方，且水平滑动部100的移动方向与第一直线输送机构12或者第二直线输送机构22的水平移动方向相交设置；水平滑动部100上固定设置有竖直抓取部200，竖直抓取部200的活动端沿着竖直方向移动，竖直抓取部200包括限位组件201、抓取组件202和抓取限位块203，抓取组件202抵持并抓紧本体或者成对设置的加强件远离地面的端面；限位组件201和抓取限位块203朝着地面方向竖直向下延伸，限位组件201的纵向延伸长度大于抓取限位块203的纵向延伸长度；限位组件201与第一导向杆150或者第二导向杆250交错设置，用于在抓取第一固定托架13内的本体或者第二固定托架23内的加强件时姿态稳定，抓取限位块203用于抵持住本体或者一对加强件远离地面的端面，处于收缩状态的抓取组件202靠近地面的端面与抓取限位块203靠近地面的端面分别与本体或者一对加强件同一表面的不同位置相抵持。由图可知，水平滑动部100可带动竖直抓取部200水平的移动，由竖直抓取部200夹持一个本体或者一对加强件后转到本体精定位托架15或者加强件精定位托架25内；限位组件201也可以是由若干竖直且间隔设置的第一导向杆150或者第二导向杆250组成，但是限位组件201的各导向杆的延伸方向是朝向地面方向，限位组件201与抓取限位块203共同限定被抓取组件202抓起的本体或者一对加强件竖直移动的方向和距离。本体分离机构14可配置两个抓取组件202，加强件分离机构24可配置四个抓取组件202。
45.作为一种优选方式，第一直线输送机构12与第二直线输送机构22的驱动部，以及本体分离机构14以及加强件分离机构24的水平滑动部100均为无杆气缸机构，无杆气缸机构可以缩小设备的体积，使其布局更加紧凑；抓取组件202为可伸缩的磁性吸盘或者负压吸盘。
46.如图7—9所示，夹持转台5包括第三底座51、回转机构52、隔板53和两第一夹持机
构54；第三底座51的一端固定设置在地面上，第三底座51远离地面的一端设置有第一回转机构52，第一回转机构52可相对于第三底座51水平旋转，第一回转机构52的回转部上中心对称的设置有两第一夹持机构54，两第一夹持机构54间隔设置且两第一夹持机构54之间的第一回转机构52的回转部上设置有隔板53；本体的突起部的端面上间隔的设置有两第一通孔和第二通孔，两第一通孔分别位于本体突起部延伸方向的两端位置；第二通孔位于两第一通孔之间；加强件上设置有贯穿的第三通孔；第一夹持机构54包括若干第一托举部541、第一旋转压紧部542、第二压紧部543和第三压紧部544；第一托举部541、第二压紧部543和第三压紧部544均固定设置在第一回转机构52的回转部上；各第一托举部541沿着本体或者加强件的长度延伸方向间隔设置，第一托举部541分别抵持在两个对称设置的加强件与本体靠近地面的端面并伸入突起部延伸方向一端的一个第一通孔内，第一托举部541还穿过第三通孔抵持在两加强件上方放置的本体的突起部的表面；第一旋转压紧部542可相对于第一托举部541旋转并压紧本体的突起部远离地面的表面；第二压紧部543的活动端向着靠近地面的方向运动并伸入本体的另一个第一通孔内，第三压紧部544的活动端朝着远离地面的方向抵持在该第一通孔附近的本体表面。放置在夹持转台5上的本体及一对加强件是相对独立的，后续焊接作业之前，需要分别将本体及一对加强件进行固定以便焊接位置准确可靠。因此第一夹持机构54利用了本体与一对加强件上的第一通孔、第二通孔及第三通孔进行辅助定位。第一托举部541托起本体及一对加强件靠近地面的表面的不同位置，第一旋转压紧部542压紧第一托举部541相对的本体远离地面的表面，形成相对夹持效果。
47.需要说明的是，图1所指的是车身通道组件的一种立体示意形态。第一夹持机构与第二夹持机构上放置的本体与一对加强件的组合体，与该图所示的姿态有区别。具体实施方式中所指的方位，以本体与一对加强件的组合体放置在第一夹持机构与第二夹持机构上的姿态为准。
48.本方案中的各作业机器人采用的是市售的多关节机器人，如abb公司的系列产品，容易获得，在此不再赘述。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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。