汽车B柱内饰自动切割与焊接装置

摘要

本发明汽车B柱内饰自动切割与焊接装置，是一种柔性的、融自动切割与自动焊接于一体的设备，由供布系统、供料系统、转运机器人、激光切割系统、超声波焊接系统和控制系统所构成，且各部分是相对独立的各个系统装置；本发明的自动切割与焊接装置采用机械定位夹紧装置，定位精准，激光切割与超声波焊接工序的一致性高，装配精度高，设备操作的灵活性好，能使汽车内饰工件一次成型，因而产品质量的稳定性能够得到保证；生产效率明显提高，不仅降低了劳动成本，而且改善了工作环境，生产过程更安全，实现了汽车内饰部件的自动化生产，能在汽车内饰部件制造企业推广应用，进而提高汽车工业生产的质量和效益。

主权项

一种汽车B柱内饰自动切割与焊接装置，含有由机器人安装底座（15）与六轴机械手（16）构成的转运机器人（3）、成品输送带（33）和余料输送带（35），其特征在于，还包括供布系统（1）、供料系统（2）、激光切割系统（4）、超声波焊接系统（5）和控制系统，所述供布系统（1）、供料系统（2）、转运机器人（3）、激光切割系统（4）、超声波焊接系统（5）和控制系统是相对独立的各个系统装置；所述供布系统1含有框形结构的第一安装机架（6）以及供布面板（7）、步进电机（8）、第一直线导轨（9）和第一齿轮齿条机构（10）：所述第一直线导轨（9）由两条导轨与四个滑块套合组成设置在第一安装机架（6）的上方；所述第一齿轮齿条机构（10）由一条齿条与一个齿轮啮合组成设置在所述第一直线导轨（9）的中间；供布面板（7）通过螺接设置在第一直线导轨（9）的滑块上，在所述供布面板（7）的一端设置步进电机（8），在所述步进电机（8）的输出轴上设有第一齿轮齿条机构（10）的齿轮；所述供料系统（2）含有第二安装机架（11）、夹具收纳柜（12）和快换定位夹具（13）：其中，第二安装机架（11）为一个由方管焊接而成的中空箱形结构，在所述第二安装机架（11）的上方设置夹具收纳柜（12），在所述第二安装机架（12）的顶部设置快换定位夹具（13）；所述转运机器人（3）含有机器人安装底座（15）、六轴机械手（16）及末端执行机构（17）：其中，机器人安装底座（15）设置在所述供料系统（2）与所述激光切割系统（4）之间的位置，六轴机械手（16）设置在所述机器人安装底座（15）上，在所述六轴机械手（16）的前端设置一个末端执行机构（17）；所述末端执行机构（17）含有第一安装支架（18）、定位机构（19）、抖布机构（20）和真空吸盘机构（21）：第一安装支架（18）为一个U型框架结构通过螺接方式设置在所述六轴机械手（16）的前端，在第一安装支架（18）的两端各设置一个定位机构（19），在第一安装支架（18）的内侧设置抖布机构（20），在第一安装支架（18）的上部设置若干个第一真空吸盘（21）；所述定位机构（19）、抖布机构（20）和第一真空吸盘（21）都通过螺接方式设置在所述第一安装支架（18）上；所述抖布机构（20）含有第二安装支架（22）、伸缩气缸（23）和第一手爪（24）：第二安装支架（22）为由一个U型悬臂框架与一块安装小板连接构成的组件；伸缩气缸（23）采用耳环一体型的方式设置在所述第二安装支架（22）上，所述伸缩气缸（23）前端的活塞杆链接在所述第一手爪（24）上，第一手爪（24）的中部通过连接销设置在所述第二安装支架（22）上，当伸缩气缸（23）工作时，其活塞杆进行伸缩，使第一手抓（24）围绕中部的连接销往复转动；所述激光切割系统（4）包含第三安装机架（25）、第一控制系统（26）和激光枪头（27）：其中，第三安装机架（25）为框架支撑结构；第一控制系统（26）设置在所述第三安装机架（25）的内部，在所述第三安装机架（25）的上端设置激光枪头（27），由所述激光枪头（27）对安装在机器人（3）前端末端执行机构（17）上的待加工工件（14）进行切割；所述超声波焊接系统（5）含有第四安装机架（28）、加工工件夹装机构（29）、传动机构（30）、焊接机构（31）、下料机构（32）、成品输送带（33）、第二控制系统（34）、余料输送带（35）和余料收集箱（36）：其中，第四安装机架（28）是传动机构（30）的框架支撑结构，传动机构（30）为一个平台结构，在该平台结构上设有第一单轴机器人（45）和两条第二直线导轨（46）；在所述第一单轴机器人（45）和第二直线导轨（46）的上方设置一块主安装板（37），在所述主安装板（37）上设置加工工件夹装机构（29）；在所述传动机构（30）的中间设置焊接机构（31）；在所述传动机构（30）后端的两边各设置一个下料机构（32），在所述传动机构（30）后端下方的箱体内设置第二控制系统（34）；在所述传动机构（30）的后面设置一个成品输送带（33）；在所述传动机构（30）前端的下方设置余料输送带（35）并在所述余料输送带（35）的前面放置一个余料收集箱（36）；所述加工工件夹装机构（29）含有主安装板（37）及两套工件工装夹具；每套工件工装夹具含有副安装板（38）、浮动安装板（63）、顶升气缸（39）以及若干个推进气缸（40）、压爪气缸（41）、第二手爪（42）、定位块（43）、弹簧（44）和直线轴承（64）；其中，两套工件工装夹具的两块副安装板（38）对称地安装在主安装板（37）的两边，在所述副安装板（38）的上方设置浮动安装板（63）；在所述浮动安装板（63）的前端设置顶升气缸（39）、推进气缸（40）及两个压爪气缸（41）：所述顶升气缸（39）竖直安装在浮动安装板（63）上，能使两组第二手爪（42）的前一组实现Z轴运动；所述推进气缸（40）水平安装在浮动安装板（63）上，能使两组第二手爪（42）的前一组实现X轴运动；所述压爪气缸（41）水平安装在浮动安装板（63）上，能使两组第二手爪（42）的前一组实现Y轴运动；在所述浮动安装板（63）的后端设置第二手爪（42）后一组、若干定位块（43）及两个压爪气缸（41）：所述第二手爪（42）后一组围绕待加工工件（14）的中孔分布、竖直安装在浮动安装板（63）上；所述定位块（43）通过螺接方式设置在浮动安装板（63）上；所述第二手爪（2）4含有第三安装支架（65）、限位块（66）、手指（67）及第二弹簧（68）：第三安装支架（65）通过螺接方式竖直安装在推进气缸（40）与压爪气缸（41）上，限位块（66）为安装在第三安装支架（65）上的N型框架结构，手指（67）通过连接销设置在第三安装支架（65）上，在限位块（66）的框架结构中设有第二弹簧（68）；所述压爪气缸（41）、第二手爪（42）及定位块（43）能将待加工工件（14）精确定位及夹紧便于后续焊接；所述焊接系统（31）含有龙门架（47）、第二齿轮齿条机构（48）、第三直线导轨（49）及两套焊接机构（69）：其中，N型框架结构的龙门架（47）通过螺接方式安装在传动机构（30）台面的中间；第二齿轮齿条机构（48）的齿条通过螺钉侧向安装在龙门架（47）上端的竖直面上，第二齿轮齿条机构（48）的齿轮通过连接键设置在焊接机构（69）上；第三直线导轨（49）含有两根导轨及若干滑块，所述两根导轨侧向安装在龙门架（47）上且分布在所述第二齿轮齿条机构（48）导轨的上下两侧，所述若干滑块分为两组分别设置焊接机构（69）；所述下料机构（32）设置有两套，每套各含有悬臂安装架（54）、横移无杆气缸（55）、气缸安装座（56）、放料气缸（57）、吸盘安装座（58）和第二真空吸盘（59）：其中，悬臂安装架（54）为由矩形方管焊接而成的呈倒“L”型的框架结构，横移无杆气缸（55）通过螺接方式侧向安装在悬臂安装架（54）上端的竖直面上，能使第二真空吸盘（59）实现X轴移动；气缸安装座（56）为由碳钢板焊接而成的L型结构，放料气缸（57）通过螺接方式竖直倒置安装在所述气缸安装座（56）的水平板上，能使第二真空吸盘（59）实现Z轴移动；吸盘安装座（58）安装在放料气缸（57）活塞杆的末端，第二真空吸盘（59）安装在所述吸盘安装座（58）的下端，且左右及前后对称设置四个。