一种全自动轮胎装配线的制作方法

本实用新型涉及一种全自动轮胎装配线。

背景技术：

随着国家经济的持续快速发展，制造业的平均工资增长速度却一直保持着两位数的高增长。其中，城镇单位制造业平均工资年均上涨14％，私营单位制造业工资也出现类似的涨幅。全国最低工资标准，自全球金融危机以来也已经上涨了80％多。而且，在工资快速增长的同时，我们的劳动力生产率却反而出现了回落的迹象。传统的设备密集和人员密集移载装配企业，已经满足不了大时代变化发展的需求，更何况有特定环境和恶劣环境下的人工操作(如：高强度、高污染、高噪声、高危险等)，因此解决繁重、密集、危险的人工劳动及提高生产力，无疑成为现代智能制造信息产业的发展趋势。

传统的人工装配线涉及所有基本单元供给装配平衡问题，主要体现各工作单元操作时间协调不平衡，调配人力资源不平衡，工作设施不平衡，基本工作单元节点不平衡等问题，进而延伸产线装配速度缓慢，进度效率底下，人员设施不能有效充分利用，管理和装配成本居高不下。

现有的T型助力机械手，主要是靠气体微操作力控制、葫芦的升降、人力推移、电机、气缸与轨道的有效配合等来控制其上下、左右、水平等行走驱动，各单元运行相对独立，其各自功能必须经人力单一操作执行，虽然在移载装配搬运行业起到助力和生产力的部分提高，但装配线的整体智能装配程度、气动控制的作业效率及各单元的相互关联配合仍存在严重不及

技术实现要素：

本实用新型的目的在于设计一种全自动轮胎装配线，解决繁重的人工移载装配，提升移载装配行业智能装配程度，缩小交货周期，降低消耗，改善产品质量，优化产品管理，增强生产力。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种全自动轮胎装配线，包括：T型机器人，其包括，基础固定框架，由若干立柱及连接其上的横梁组成若干门形架平行间隔排列而成；两根纵向固定轨道，平行设置于所述基础固定框架上若干横梁下，纵向固定轨道下沿长度方向设纵向齿条；纵向固定轨道采用铝型材；横向移动轨道装置，设置于所述两根纵向固定轨道下，其包括，一移动框架，由第一、第二横向轨道及两连接梁构成；第一、第二横向轨道采用铝型材；两U型轮组，安装于所述第一、第二两横向轨道两端上，该U型轮组包括一连接支撑座及设置其上端面两端的两滚动轮组，其中，滚动轮组轮子分别安装于纵向固定轨道内部，轮座固定在连接支撑座上；所述移动框架依纵向固定轨道导向做纵向移动；一同步驱动轴，通过设置于其两侧的固定座安装于所述移动框架中的第一横向轨道上，与第一横向轨道平行；同步驱动轴两端分别设一Y向驱动齿轮，并以此与两纵向固定轨道下的纵向齿条啮合；Y向伺服电机，设置于所述第一横向轨道外侧，Y向伺服电机输出轴通过减速机及传动件联接同步驱动轴，通过驱动同步驱动轴及Y向驱动齿轮与纵向齿条配合，从而带动所述移动框架依纵向固定轨道导向做纵向移动；两横向限位开关，分别设置于所述移动框架中第二横向轨道上两侧；横向齿条，沿长度方向设置于所述第二横向轨道下；X向行走小车，位于所述横向移动轨道装置之下，其由两根竖直设置的支撑连接管及固定连接板配合，紧固于一升降导向臂两侧；两支撑连接管上部分别设置一U型轮组，该U型轮组包括一连接支撑座及设置其上端面两端的两滚动轮组，其中，滚动轮组轮子分别安装于第一、第二横向轨道内部，轮座固定在连接支撑座上；X向伺服电机，设置于所述固定连接板上，X向伺服电机输出轴联接减速机及一X向驱动齿轮，该X向驱动齿轮与所述横向齿条配合，从而带动X向行走小车依第一、第二两横向轨道导向做X向移动，并连同升降导向臂，执行横向行走；所述升降导向臂，包括，外型材臂，为铝方形套管，竖直连接于所述支撑连接管外侧面；内形材臂，设置所述外型材臂内；Z向升降伺服电机，设置于外型材臂顶面，其输出轴联接减速机及滚珠丝杆伸入内形材臂；滚珠螺母，设置于内形材臂上端内壁，与滚珠丝杆配合，执行外、内型材臂的相互Z向伸缩；接近开关，设置于所述外型材臂外壁上部；Z轴转动驱动组件，设置于所述内形材臂下端；车体移动滚筒轨道线，设置于所述T型机器人基础固定框架横梁下，与所述纵向固定轨道平行布置；可旋转轮胎夹持机构，安装于所述升降导向臂的内形材臂下端，设置于所述车体移动滚筒轨道线一侧；轮胎供给机构，设置于所述车体移动滚筒轨道线一侧；螺丝均衡自动分配装置，设置于所述车体移动滚筒轨道线一侧，与轮胎供给机构同侧。

进一步，所述的内形材臂内设有镶嵌圆柱槽，可根据设计需求镶嵌不同外径的钛金轴。

又，所述的Z轴转动驱动组件包括伺服电机及减速机。

更进一步，所述可旋转轮胎夹持机构包括，夹具前座板，其中央设安装通孔；支撑轴承，设置于所述夹具前座板前端面；夹具旋转电机座；伺服电机，设置于所述夹具旋转电机座后，其输出轴联接一减速机；减速机输出端设一齿轮；夹具连接座，包括一顶板及连接于顶板前端垂直设置的端板；该端板中央设通孔，端板位于所述支撑轴承前；夹具旋转电机座连接于顶板后，所述齿轮与所述支撑轴承啮合；左、右夹爪组件，分别设置于夹具前座板两侧，该左、右夹爪组件包括，夹紧座，呈L形；其一侧边位于夹具前座板背面两侧，另一侧向前伸出，该侧边设通孔，对应通孔处的外侧面设夹紧气缸安装板；滑轨及其上滑块，滑轨设置于位于夹具前座板背面的夹紧座侧边前面；滑块设置于所述夹具前座板上；夹紧气缸，其缸体固定于所述夹紧气缸安装板上，其活塞杆端部连接于夹具前座板前端面；夹紧同步座组件，设置于所述夹具前座板背面，其包括，同步座，为一框体，底部连接于夹具前座板背面；夹紧同步齿轮，通过连接轴设置于所述同步座框体内；左、右同步齿条，一端分别伸入同步座内夹紧同步齿轮上下，与该夹紧同步齿轮啮合，另一端分别连接位于夹具前座板背面的夹紧座一端；两夹紧杆座板，分别设置于所述夹紧座前端；夹紧杆，垂直设置于所述夹紧杆座板前端面；套筒，设置于所述夹具前座板安装通孔；拧紧枪，设置于所述夹具前座板安装通孔。

优选的，所述夹具前座板前端面两侧设夹紧耳座，所述夹紧气缸活塞杆端部连接该夹紧耳座。

优选的，所述夹紧杆外套设保护套。

优选的，所述夹紧杆座板呈L形，其前端面上下分别设一夹紧杆。

优选的，所述套筒为霹雳马套筒。

优选的，所述夹紧杆座板前端面设光电开关。

优选的，所述夹紧杆座板前端面下设接近开关。

所述螺丝均衡自动供给装置，包括，基座，其上竖直设置一固定板，固定板中央设一中心孔，围绕该中心孔，沿周向均匀设置4个导孔，呈上下各2个导孔布置，导孔内设置导套；螺丝分配盘，其中央设置一转轴，该转轴设置于所述基座上固定板中心孔；螺丝分配盘外缘周向设置4个容置凹槽；伺服驱动旋转机构，包括，伺服电机，设置于所述基座固定板一侧，其输出轴与所述转轴平行；两个传动齿轮，其中一个传动齿轮安装于所述伺服电机输出轴上，另一个传动齿轮安装于所述螺丝分配盘转轴上，两传动齿轮通过传动带联接；螺丝供给机构，包括，支撑板，竖直设置于所述基座上固定板一侧，与固定板成90度布置；支撑板上对应所述螺丝分配盘外缘容置凹槽开设一送料孔，其长度与螺丝匹配；螺丝溜槽，其一端连接于所述支撑板送料孔外侧面，螺丝溜槽向下倾斜布置；螺丝顶推机构，包括，气缸，其活塞杆端部连接于所述基座上固定板相对螺丝分配盘的背面；顶板，安装于所述气缸缸体前端面，活塞杆穿过该顶板中央；顶板上对应所述基座固定板4个导孔设置4个安装通孔，顶板靠固定板一侧安装通孔处分别设置4个导向轴套，该导向轴套插设于所述固定板4个导孔的导套内；4根顶杆，设置于所述4个导向轴套内，顶杆前部设台阶，顶杆后部套设顶压弹簧，顶压弹簧前端抵靠于该台阶，后端抵靠顶板。

另外，还包括螺丝对正检测机构，包括，固定框架，平行设置于所述顶板外侧，通过两侧连杆连接于该顶板上；4根检测杆，设置于所述固定框架上，4根检测杆分别对应顶板上的4根顶杆。

本实用新型的有益效果：

本实用新型改变了原T型助力机械手各执行单元相对独立执行的局面，完善了用机械智能制动替代气动微调制动导致效率不足的产生，促进了传统生产装配线向智能自动生产线的升级转变，实现了由传统依靠密集人工装配操作运行到现代机械智能协调控制操作运行的技术突破，提高了产品移载装配搬运的智能效果，改善了劳动条件，降低了成本，增强了产品外观可视性，提升了产品的卖相，增加了产品的价格。解决了高污染、高噪声、高危险、高强度等人工难以执行的恶劣环境中的工作，优化了产线过程智能控制，减少产线上人工的干预，及时正确地采集数据、分析数据、整合数据，进而执行全过程数据程序化管理控制，提升移载装配行业智能装配程度，缩小交货周期，降低消耗，优化管理，增强生产力。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图。

图2为本实用新型实施例的正视图。

图3为图2的A向视图。

图4为本实用新型实施例中T型机器人横向移动轨道装置的立体图。

图5为本实用新型实施例中T型机器人X向行走小车的立体图。

图6为本实用新型实施例中T型机器人升降导向臂的立体图。

图7为本实用新型实施例中T型机器人升降导向臂的正视图。

图8为图7的A-A剖视图。

图9为本实用新型实施例中可旋转轮胎夹持机构的立体图。

图10为本实用新型实施例中可旋转轮胎夹持机构的正视图。

图11为本实用新型实施例中可旋转轮胎夹持机构的立体图(去除保护罩)。

图12为本实用新型实施例中可旋转轮胎夹持机构的俯视图。

图13为本实用新型实施例中可旋转轮胎夹持机构的剖视图。

图14为本实用新型实施例中螺丝均衡自动供给装置的立体图。

图15为本实用新型实施例中螺丝均衡自动供给装置的正视图。

图16为图15的A-A剖视图。

图17为本实用新型实施例中螺丝均衡自动供给装置的局部剖视图。

图18为图15的B-B剖视图。

图19为本实用新型实施例中螺丝均衡自动供给装置的局部剖视图。

图20为本实用新型实施例中螺丝均衡自动供给装置的局部剖视图。

具体实施方式

参见图1～图20，本实用新型的一种全自动轮胎装配线，包括：

T型机器人A，其包括，

基础固定框架1，由若干立柱101及连接其上的横梁102组成若干门形架平行间隔排列而成；

两根纵向固定轨道2、2’，平行设置于所述基础固定框架1上若干横梁102下，纵向固定轨道2、2’下沿长度方向设纵向齿条3；纵向固定轨道采用铝型材；

横向移动轨道装置4，设置于所述两根纵向固定轨道2、2’下，其包括，

一移动框架41，由第一、第二横向轨道411、412及两连接梁413构成；第一、第二横向轨道采用铝型材；

两U型轮组42、42’，安装于所述第一、第二两横向轨道411、412两端上，该U型轮组42(以U型轮组42为例，下同)包括一连接支撑座421及设置其上端面两端的两滚动轮组422、422’，其中，滚动轮组轮子分别安装于纵向固定轨道2内部，轮座固定在连接支撑座421上；所述移动框架41依纵向固定轨道2、2’导向做纵向移动；

一同步驱动轴43，通过设置于其两侧的固定座安装于所述移动框架中的第一横向轨道411上，与第一横向轨道411平行；同步驱动轴43两端分别设一Y向驱动齿轮44，并以此与两纵向固定轨道下的纵向齿条3啮合；

Y向伺服电机45，设置于所述第一横向轨道411外侧，Y向伺服电机45输出轴通过减速机46及传动件联接同步驱动轴43，通过驱动同步驱动轴及Y向驱动齿轮与纵向齿条配合，从而带动所述移动框架41依纵向固定轨道导向做纵向移动；

两横向限位开关47、47’，分别设置于所述移动框架中第二横向轨道412上两侧；

横向齿条48，沿长度方向设置于所述第二横向轨道412下；

X向行走小车5，位于所述横向移动轨道装置4之下，其由两根竖直设置的支撑连接管51及固定连接板52配合，紧固于一升降导向臂6两侧；两支撑连接管51上部分别设置一U型轮组53、53’，该U型轮组53(以U型轮组53为例，下同)包括一连接支撑座531及设置其上端面两端的两滚动轮组532、532’，其中，滚动轮组轮子分别安装于第一、第二横向轨道411、412内部，轮座固定在连接支撑座531上；

X向伺服电机55，设置于所述固定连接板52上，X向伺服电机输出轴联接减速机及一X向驱动齿轮56，该X向驱动齿轮56与所述横向齿条48配合，从而带动X向行走小车5依第一、第二两横向轨道411、412导向做X向移动，并连同升降导向臂6，执行横向行走；

所述升降导向臂6，包括，

外型材臂61，为铝方形套管，竖直连接于所述支撑连接管51外侧面；

内形材臂62，设置所述外型材臂61内；

Z向升降伺服电机63，设置于外型材臂61顶面，其输出轴联接减速机及滚珠丝杆64伸入内形材臂62；

滚珠螺母65，设置于内形材臂62上端内壁，与滚珠丝杆64配合，执行外、内型材臂的相互Z向伸缩；

接近开关66，设置于所述外型材臂61外壁上部；

Z轴转动驱动组件67，设置于所述内形材臂62下端；

车体移动滚筒轨道线B，设置于所述T型机器人A基础固定框架1横梁下，与所述纵向固定轨道2平行布置；

可旋转轮胎夹持机构7，安装于所述升降导向臂6的内形材臂62下端，设置于所述车体移动滚筒轨道线B一侧；

轮胎供给机构C，设置于所述车体移动滚筒轨道线B一侧；

螺丝均衡自动分配装置9，设置于所述车体移动滚筒轨道线B一侧，与轮胎供给机构C同侧。

进一步，所述的内形材臂内设有镶嵌圆柱槽，可根据设计需求镶嵌不同外径的钛金轴。

又，所述的Z轴转动驱动组件包括伺服电机及减速机。

另外，所述的可旋转轮胎夹持机构7包括，

夹具前座板71，其中央设安装通孔；

支撑轴承72，设置于所述夹具前座板71前端面；

夹具旋转电机座73；

伺服电机74，设置于所述夹具旋转电机座73后，其输出轴联接一减速机；减速机输出端设一齿轮75；

夹具连接座76，包括一顶板761及连接于顶板761前端垂直设置的端板762；该端板中央设通孔，端板位于所述支撑轴承72前；夹具旋转电机座73连接于顶板761后，所述齿轮75与所述支撑轴承72啮合；

左、右夹爪组件77、77’，分别设置于夹具前座板71两侧，该左、右夹爪组件77(以左、右夹爪组件77为例，下同)包括，

夹紧座771，呈L形；其一侧边位于夹具前座板71背面两侧，另一侧向前伸出，该侧边设通孔，对应通孔处的外侧面设夹紧气缸安装板772；

滑轨773及其上滑块774，滑轨773设置于位于夹具前座板71背面的夹紧座侧边前面；滑块774设置于所述夹具前座板71上；

夹紧气缸775，其缸体固定于所述夹紧气缸安装板772上，其活塞杆端部连接于夹具前座板71前端面；

夹紧同步座组件776，设置于所述夹具前座板71背面，其包括，

同步座7761，为一框体，底部连接于夹具前座板背面；

夹紧同步齿轮7762，通过连接轴设置于所述同步座7761框体内；

左、右同步齿条7763、7763’，一端分别伸入同步座7761内夹紧同步齿轮7763、7763’上下，与该夹紧同步齿轮7763、7763’啮合，另一端分别连接位于夹具前座板背面71的夹紧座一端；

两夹紧杆座板78，分别设置于所述夹紧座771前端；

夹紧杆79，垂直设置于所述夹紧杆座板78前端面；

套筒80，设置于所述夹具前座板71安装通孔；

拧紧枪90，设置于所述夹具前座板71安装通孔；

保护罩12，罩设于套筒80、拧紧枪90后部，保护罩12前端连接于所述夹具前座板71背面。

优选的，所述夹具前座板71前端面两侧设夹紧耳座712，所述夹紧气缸775活塞杆端部连接该夹紧耳座712。

优选的，所述夹紧杆79外套设保护套791。

优选的，所述夹紧杆座板78呈L形，其前端面上下分别设一夹紧杆。

优选的，所述套筒80为霹雳马套筒。

优选的，所述夹紧杆座板71前端面设光电开关10。

优选的，所述夹紧杆座板71前端面下设接近开关11。

本实用新型所述螺丝均衡自动供给装置9，其包括，

基座91，其上竖直设置一固定板911，固定板911中央设一中心孔9111，围绕该中心孔，沿周向均匀设置4个导孔9112，呈上下各2个导孔布置，导孔9111内设置导套912；

螺丝分配盘92，其中央设置一转轴921，该转轴921设置于所述基座91上固定板911中心孔9111；螺丝分配盘92外缘周向设置4个容置凹槽922；

伺服驱动旋转机93，包括，

伺服电机931，设置于所述基座91固定板911一侧，其输出轴与所述转轴921平行；

两个传动齿轮932、32’，其中一个传动齿轮932安装于所述伺服电机931输出轴上，另一个传动齿轮932’安装于所述螺丝分配盘92转轴921上，两传动齿轮932、32’通过传动带933联接；螺丝供给机构94，包括，

支撑板941，竖直设置于所述基座91上固定板911一侧，与固定板911成90度布置；支撑板941上对应所述螺丝分配盘92外缘容置凹槽922开设一送料孔9411，其长度与螺丝100匹配；

螺丝溜槽942，其一端连接于所述支撑板941送料孔9411外侧面，螺丝溜槽942向下倾斜布置；螺丝顶推机构95，包括，

气缸951，其活塞杆端部连接于所述基座91上固定板911相对螺丝分配盘92的背面；

顶板952，安装于所述气缸951缸体前端面，活塞杆穿过该顶板952中央；顶板952上对应所述基座91固9定板911的4个导孔9112设置4个安装通孔9521，顶板952靠固定板911一侧安装通孔9521处分别设置4个导向轴套953，该导向轴套953插设于所述固定板911的4个导孔9112的导套953内；

4根顶杆954，设置于所述4个导向轴套953内，顶杆954前部设台阶9541，顶杆954后部套设顶压弹簧955，顶压弹簧955前端抵靠于该台阶9541，后端抵靠顶板952。

进一步，所述螺丝均衡自动供给装置还包括螺丝对正检测机构96，其包括，固定框架961，平行设置于所述顶板952外侧，通过两侧连杆962连接于该顶板952上；4根检测杆963，设置于所述固定框架961上，4根检测杆963分别对应顶板952上的4根顶杆954。

进一步，所述螺丝均衡自动供给装置还包括罩壳97，将基座91上的伺服驱动旋转机构93、螺丝供给机构94、螺丝供给机构94罩设，罩壳97前端面设4个对应螺丝100输出的通孔。

轮胎装配螺丝经螺丝旋转震动供给器驱动，有效将轮胎装配螺丝整齐的送入螺丝溜槽，排列顺序依次前行；

当螺丝送入均衡分配装置均衡槽内时，原点检测导向装置会检测其位置信号并将其螺丝与槽位配合信息传送到控制系统，当检测符合要求时，控制系统会按照设定程序要求，将指令信息反馈到伺服驱动旋转装置，伺服驱动旋转装置接收到指令后，依照设定的程序，进行均衡驱动旋转并将螺丝依次均衡放置于均衡槽内，完成螺丝的有效可持续供给；

当检测信息不符合要求时，即螺丝放置位置没有到位，控制系统会将异常指令信息反馈到伺服驱动旋转装置，伺服驱动旋转装置接收到指令后，依照设定的程序参数，不进行均衡驱动旋转。

当螺丝检测装置检测到伺服驱动旋转装置四个均衡槽内螺丝均衡排布齐全信息时，会将此检测信息及时反馈到控制系统，控制系统下发指令到视觉对位控制，由视觉对位控制装置将伺服驱动旋转装置四个均衡槽内螺丝均衡排布位置进行视觉拍摄并反馈到轮胎夹具拧紧系统，完成螺丝与拧紧枪的有效对接。

当拧紧枪组与螺丝均衡分配盘完成螺丝与拧紧枪的有效对正连接接，结合轮胎供给到位后，经检测反馈，控制系统下指令到T型机械人；

T型机械人接到执行程序指令后，其视觉传感系统会自动拍摄轮胎孔位信息，并将轮胎螺丝孔位置信息反馈到控制系统，控制系统经自动换算，将准确信息反馈到T型机械人；

T型机械人自动执行，将对正的螺丝插入轮胎位置孔中，此时当轮胎孔位与螺丝完全匹配对正后，检测装置会将其信息反馈至控制系统，控制系统将下指令到T型机械人，T型机械人执行轮胎夹持机构的气动控制阀，启动气缸，执行轮胎的夹持；

当轮胎夹持达到需求程度，检测装置会将其信息反馈到控制系统，控制系统下令至T型机械人，其视觉传感系统会自动拍摄汽车轮胎孔位信息，并换算汽车轮胎螺丝孔位置信息，执行汽车轮胎安装孔位置的跟踪，在跟踪过程中，汽车轮胎会在T型机械人及轮胎旋转夹持机构的相互作用下，执行轮胎的水平和垂直旋转，当轮胎孔位与汽车轮胎安装孔位对正后，拧紧枪执行旋转拧紧功能，完成轮胎的自动装配。

本实用新型全自动轮胎装配线是一种从轮胎自动供给、螺丝自动供给、车体自动供给等到轮胎全自动完成装配止的一条现代化高科技产业链，整条线无需人工操作和参与，完全以“全自动轮胎装配线”为枢纽，执行与各集成单元的柔性对接，实现轮胎的全自动装配。