汽车大梁合梁工作台及包括该工作台的自动合梁生产线的制作方法

本发明涉及汽车制造领域，具体涉及一种汽车大梁合梁工作台及包括该工作台的自动合梁生产线。

背景技术：

汽车车架是整车的关键部件，它即是整车的承载主体，又是各大总成的装配基准，车架由左右纵梁和若干横梁组成，二者通过铆钉或螺栓连接为一体，形成车架总成，所述每个纵梁和横梁均设有内梁、外梁和侧板，内梁、外梁和侧板的合梁装配现阶段一般以人工为主，辅以简单辅助设备，存在工作效率低、劳动强度大、装配成本高、产品质量较差等问题，亟待研发一种自动化的合梁生产线，以满足大梁合梁装配的需求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车大梁合梁工作台及包括该合梁工作台的合梁生产线，通过对合梁工作台的合梁系统、定位系统及夹紧系统进行重新设计，全过程基本采用机械化自动操作，以提高合梁工作效率、降低劳动强度和装配成本，提高产品质量。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种汽车大梁合梁工作台，包括固定基座、移动工作台、固定定位装置和一个以上的移动定位装置，所述固定基座固定安装在地面上，且所述固定基座上表面安装有第一直线导轨和第一斜齿条，所述第一直线导轨长度方向所在直线与所述第一斜齿条长度方向所在直线平行；所述移动工作台下端安装在所述第一直线导轨和所述第一斜齿条上，并可沿所述第一直线导轨长度方向往复运动；所述移动工作台上表面安装有第二直线导轨和第二斜齿条，所述第二直线导轨长度方向所在直线与所述第二斜齿条长度方向所在直线平行，所述固定定位装置固定安装在所述移动工作台前端，所述移动定位装置下端安装在所述移动工作台上的所述第二直线导轨和所述第二斜齿条上，并可沿所述第二直线导轨长度方向往复运动。

在工作时，外梁和内梁先后放置于工作台上，采用固定定位装置与移动定位装置相配合，根据程序控制移动定位装置固定在指定位置，实现对外梁和内梁长度方向不同位置的打孔合梁，并可根据不同大梁的打孔需要设置移动定位装置的打孔位置，精确度高、适用范围广；完成合梁打孔后，通过移动工作台将内梁和外梁从基座前端运送到下一道铆接工序入口，实现合梁生产线前后工序之间的无缝衔接。

进一步，所述移动工作台下侧面与所述第一斜齿条连接处安装有用于驱动所述移动工作台沿所述第一直线导轨长度方向运动的第一伺服电机，所述第一伺服电机主轴上固定安装有与所述第一斜齿条齿合的第一斜齿轮。

第一伺服电机控制所述第一斜齿轮转动，通过第一斜齿条与第一斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动。

进一步，所述移动定位装置上与所述第二斜齿条连接处安装有用于驱动所述移动定位装置沿所述第二直线导轨长度方向运动的第二伺服电机，所述第二伺服电机主轴上固定安装有与所述第二斜齿条齿合的第二斜齿轮。

第二伺服电机控制所述第二斜齿轮转动，通过第二斜齿条与第二斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动。

进一步，所述固定定位装置和所述移动定位装置均包括定位机架、定位销和压合装置，所述固定定位装置上的所述定位机架下端固定安装在所述移动工作台前端，所述移动定位装置上的所述定位机架下端安装在所述移动工作台上的所述第二直线导轨和所述第二斜齿条上，并可沿所述第二直线导轨长度方向往复运动；所述压合装置和定位销呈上下设置，均安装在所述定位机架上。

定位销为圆柱销，在实际操作过程中，通过压合装置的压合，定位销穿过外梁和内梁，实现打孔合梁。

进一步，所述定位销下端设有用于控制所述定位销升降的第一气缸，所述第一气缸缸筒固定安装在所述定位机架上，活塞端固定安装在所述定位销下端。

进一步，所述定位销两侧设有与第二直线导轨所在直线平行的辅助支撑板。

在合梁压合时，通过辅助支撑板，将外梁和内梁两侧固定，有效避免了压合过程中因定位销之间距离过大而导致大梁变形，影响合梁质量。

进一步，所述固定基座上表面两侧还设有用于夹紧所述移动工作台的第一夹紧槽，所述移动工作台两侧与所述第一夹紧槽对应位置处设有用于被所述第一夹紧槽夹紧的第一夹板，所述第一夹板位于所述第一夹紧槽的槽口内；所述移动定位装置两侧设有用于夹紧所述移动工作台的第二夹紧槽，所述移动工作台上表面两侧与所述第二夹紧槽对应位置处设有用于被所述第二夹紧槽夹紧的第二夹板，所述第二夹板位于所述第二夹紧槽的槽口内。

通过在移动工作台与基座之间、移动定位装置与移动工作台之间设置具有夹紧功能的夹紧槽和夹板，当移动工作台运动到预定位置或移动工作台运动到预定位置时，通过夹紧槽夹紧夹板，实现了合梁过程中对移动工作台和移动定位装置的固定。

进一步，所述压合装置包括第一旋转主轴、压合主体、用于控制所述压合主体绕所述第一旋转主轴旋转的旋转驱动装置，所述第一旋转主轴固定安装在所述定位机架上，所述压合主体通过连接杆安装在所述第一旋转主轴上，所述连接杆可沿所述第一旋转主轴轴线作旋转运动。

进一步，所述压合主体包括压合机架、压合件和用于控制所述压合件升降的第一油缸，所述连接杆一端固定安装在所述压合机架上；所述第一油缸缸筒固定安装在所述压合机架，活塞端固定安装在所述压合件上端。

在压合时，旋转驱动装置控制压合主体旋转运动到定位销正上方，第一油缸控制压合件下压，完成合梁打孔操作。

一种汽车大梁自动合梁生产线，至少包括上述的合梁工作台。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)在工作时，外梁和内梁先后放置于工作台上，采用固定定位装置与移动定位装置相配合，根据程序控制移动定位装置固定在指定位置，实现对外梁和内梁长度方向不同位置的打孔合梁，并可根据不同大梁的打孔需要设置移动定位装置的打孔位置，精确度高、适用范围广；完成合梁打孔后，通过移动工作台将内梁和外梁从基座前端运送到下一道铆接工序入口，实现合梁生产线前后工序之间的无缝衔接；

(2)第一伺服电机控制所述第一斜齿轮转动，通过第一斜齿条与第一斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动；第二伺服电机控制所述第二斜齿轮转动，通过第二斜齿条与第二斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动；

(3)通过在移动工作台与基座之间、移动定位装置与移动工作台之间设置具有夹紧功能的夹紧槽和夹板，当移动工作台运动到预定位置或移动工作台运动到预定位置时，通过夹紧槽夹紧夹板，实现了合梁过程中对移动工作台和移动定位装置的固定。

附图说明

图1为本发明实施例提供的汽车大梁自动合梁生产线结构图；

图2为本发明实施例提供的程控行吊结构图；

图3为本发明实施例提供的内输送辊道主视图；

图4为本发明实施例提供的内输送辊道俯视图；

图5为本发明实施例提供的合梁工作台主视图；

图6为本发明实施例提供的合梁工作台左视图；

图7为本发明实施例提供的合梁工作台右视图；

图8为本发明实施例提供的合梁工作台局部主视图；

图9为本发明实施例提供的铆接机结构图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供了一种汽车大梁自动合梁生产线，从前到后依次包括内梁输送台车1、外梁输送台车2、程控行吊3、输送辊道4、合梁工作台5、铆接机6、侧板装配装置7和合梁件输送台车8，包括天车将内梁或外梁放至所述内梁输送台车1和所述外梁输送台车2上，所述内梁输送台车1和外梁输送台车2用于将内梁和外梁输送至程控行吊3下方，便于行吊吸取内梁和外梁；程控行吊3下方为输送辊道4，输送辊道4包括内输送辊道41和外输送辊道42，在输送辊道4上对内梁和外梁进行前端定位，定位完成后由用于程控行吊3依次将外梁及内梁放于合梁工作台5上，合梁工作台5将叠加的内梁和外梁进行打孔合梁，完成打孔合梁后；人工穿入铆钉，再由铆接机6进行铆接，再由程控行吊3将大梁移动至侧板装配装置7装配侧板，再由合梁件输送台车8将完成合梁装配的大梁送至外部，便于天车吊走。

侧板装配装置7包括侧板装配工作台71、侧板辅助定位台72、侧板台车73，所述侧板台车73用于将侧板输送至程控行吊3下方，以便程控行吊3吸取，所述程控行吊3将大梁吊运至所述侧板装配工作台71上，再将侧板吊至大梁上部，由人工完成侧板固定螺栓的安装，其中侧板辅助定位台72位于所述侧板台车73与所述侧板装配工作台71中间，其结构与输送辊道4相同，用于对侧板进行前端定位及对中。

如图2所示，程控行吊3包括程控机架31、行走导轨32、用于驱动所述行走导轨32沿所述程控机架31往返运动的第一驱动装置33、吊架34和用于驱动所述吊架升降的第二驱动装置35，所述程控机架31包括前程控机架311和后程控机架312，所述前程控机架311和后程控机架312固定安装在地面上，前程控机架311和后程控机架312之间前后设置并相隔一定的距离，至少一个所述行走导轨32安装在所述程控机架31上，所述行走导轨32一端安装于前程控机架311上，另一端安装于后程控机架312上，且所述行走导轨32与所述前程控机架311、所述后程控机架312垂直，可沿所述前程控机架311和所述后程控机架312直线方向往复运动。所述吊架34安装于行走导轨32下方，包括钢结构主体321和多组电磁吸盘322，所述电磁吸盘322用于将大梁吸起并放置到另一指定位置。

如图3和4所示，内输送辊道41与外输送辊道42的结构相同，且相互平行，分别放置在程控机架31下方，与所述行走导轨32所在直线平行，用于将内梁或外梁进行初步定位，包括前端定位和对中。这里只介绍内输送辊道41的结构，对外输送辊道42的结构则不做重复描述，内输送辊道41包括辊道机架411、动力辊道412、前端定位413和对中装置414，程控行吊3从内梁输送台车1上吸取大梁放至在内输送辊道41上，辊道长度方向设置有多组对中装置，前端定位413安装于所述内输送辊道41的前端，动力辊道412均匀分布在所述内输送辊道41上。首先对大梁进行对中定位，再由动力辊道412将大梁输送至前端，前端定位413再对大梁进行前端定位，再由程控行吊3将内梁放置在合梁工作台5上，需要说明的是，在放置到合梁工作台5时，程控行吊3先完成对外梁的吸取放置后再开始对内梁进行吸取放置。

如图5-8所示，合梁工作台5包括固定基座51、移动工作台52、固定定位装置53和一个以上的移动定位装置54，所述固定基座51固定安装在地面上，且所述固定基座51上表面安装有第一直线导轨511和第一斜齿条512，所述第一直线导轨511长度方向所在直线与所述第一斜齿条512长度方向所在直线平行；所述移动工作台52下端安装在所述第一直线导轨511和所述第一斜齿条512上，并可沿所述第一直线导轨511长度方向往复运动；所述移动工作台52上表面安装有第二直线导轨521和第二斜齿条522，所述第二直线导轨521长度方向所在直线与所述第二斜齿条522长度方向所在直线平行，所述固定定位装置53固定安装在所述移动工作台52前端，所述移动定位装置54下端安装在所述移动工作台52上的所述第二直线导轨521和所述第二斜齿条522上，并可沿所述第二直线导轨521长度方向往复运动。

在工作时，外梁和内梁先后放置于工作台上，采用固定定位装置与移动定位装置相配合，根据程序控制移动定位装置固定在指定位置，实现对外梁和内梁长度方向不同位置的打孔合梁，并可根据不同大梁的打孔需要设置移动定位装置的打孔位置，精确度高、适用范围广；完成合梁打孔后，通过移动工作台将内梁和外梁从基座前端运送到下一道铆接工序入口，实现合梁生产线前后工序之间的无缝衔接。

移动工作台52下侧面与所述第一斜齿条512连接处安装有用于驱动所述移动工作台52沿所述第一直线导轨511长度方向运动的第一伺服电机513，所述第一伺服电机513主轴上固定安装有与所述第一斜齿条齿合的第一斜齿轮514。

第一伺服电机控制所述第一斜齿轮转动，通过第一斜齿条与第一斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动。

移动定位装置54上与所述第二斜齿条522连接处安装有用于驱动所述移动定位装置54沿所述第二直线导轨521长度方向运动的第二伺服电机523，所述第二伺服电机523主轴上固定安装有与所述第二斜齿条522齿合的第二斜齿轮524。

第二伺服电机控制所述第二斜齿轮转动，通过第二斜齿条与第二斜齿轮的齿合，将旋转运动转化成直线运动，实现对移动工作台的驱动。

固定定位装置53和所述移动定位装置54均包括定位机架531、定位销532和压合装置533，所述固定定位装置53上的所述定位机架531下端固定安装在所述移动工作台52前端，所述移动定位装置54上的所述定位机架531下端安装在所述移动工作台52上的所述第二直线导轨521和所述第二斜齿条522上，并可沿所述第二直线导轨521长度方向往复运动；所述压合装置533和定位销532呈上下设置，均安装在所述定位机架531上。

定位销为圆柱销，在实际操作过程中，通过压合装置的压合，定位销穿过外梁和内梁，实现打孔合梁。

定位销532下端设有用于控制所述定位销532升降的第一气缸534，所述第一气缸534缸筒固定安装在所述定位机架531上，活塞端固定安装在所述定位销532下端。

定位销532两侧设有与第二直线导轨521所在直线平行的辅助支撑板535。在合梁压合时，通过辅助支撑板，将外梁和内梁两侧固定，有效避免了压合过程中因定位销之间距离过大而导致大梁变形，影响合梁质量。

固定基座51上表面两侧还设有用于夹紧所述移动工作台52的第一夹紧槽55，所述移动工作台52两侧与所述第一夹紧槽55对应位置处设有用于被所述第一夹紧槽55夹紧的第一夹板56，所述第一夹板56位于所述第一夹紧槽55的槽口内；所述移动定位装置54两侧设有用于夹紧所述移动工作台52的第二夹紧槽57，所述移动工作台52上表面两侧与所述第二夹紧槽57对应位置处设有用于被所述第二夹紧槽57夹紧的第二夹板58，所述第二夹板58位于所述第二夹紧槽57的槽口内。

通过在移动工作台与基座之间、移动定位装置与移动工作台之间设置具有夹紧功能的夹紧槽和夹板，当移动工作台运动到预定位置或移动工作台运动到预定位置时，通过夹紧槽夹紧夹板，实现了合梁过程中对移动工作台和移动定位装置的固定。

压合装置533包括第一旋转主轴(图中未示出)、压合主体536、用于控制所述压合主体536绕所述第一旋转主轴旋转的旋转驱动装置537，所述第一旋转主轴固定安装在所述定位机架531上，所述压合主体536通过连接杆538安装在所述第一旋转主轴535上，所述连接杆538可沿所述第一旋转主轴535轴线作旋转运动。

压合主体536包括压合机架539、压合件540和用于控制所述压合件540升降的第一油缸541，所述连接杆538一端固定安装在所述压合机架539上；所述第一油缸541缸筒固定安装在所述压合机架539，活塞端固定安装在所述压合件540上端。

在压合时，旋转驱动装置控制压合主体旋转运动到定位销正上方，第一油缸控制压合件下压，完成合梁打孔操作。

如图9所示，铆接机6设置于所述合梁工作台5的一侧，包括铆接机座61、夹紧装置62、水平滑台63、铆弓安装座64和铆弓65，铆接机座61固定安装在地面上，上部安装有水平滑台63，所述水平滑台63可沿垂直于所述合梁工作台5长度方向运行，铆弓安装座64固定安装在所述平水滑台63上，所述水平滑台63上设有用于夹紧所述铆弓安装谇64的夹紧装置62，用于保证铆弓安装座64与所述铆接机座61保持相对固定；所述铆弓65安装在所述铆弓安装座64上，其上下两端设有上油缸651和下油缸652，铆接时，下油缸652先运行直预定位置，然后上油缸651下压完成铆接，铆接完成后，水平滑台63后移确保铆弓65脱离大梁，然后由程控行吊3将大梁移至侧面装配装置7上。

其中铆弓安装座64上还安装有减震装置66和定位装置67，减震装置66用于减少铆接时冲击对大梁的影响，定位装置确保铆接时定位可靠。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。