汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线的制作方法

本发明涉及一种汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线。

背景技术：

汽车保险杠是吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。一般汽车的塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成，其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用冷轧薄板冲压而成u形槽，外板和缓冲材料附着在横梁。

汽车保险杠在注塑成型后，需要在其上面进行异型压、铣孔、焊接等加工操作，后保险杠更是要在表面开孔后焊接雷达支架。传统的工序是需要在不同的工位上进行加工，而在不同的工位之间进行转运需要消耗较多的生产时间，生产效率低下，还浪费人工。因此目前亟需一种适用范围广，自动化程度高，工位之间紧密衔接，加工高效快捷的汽车保险杠冲孔焊接柔性自动化生产线。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种适用范围广，自动化程度高，工位之间紧密衔接，加工高效快捷的汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线。

本发明的目的是这样实现的：

汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，包含有一个在多个工位之间流转的输送线，所述输送线有两套，两套输送线呈中心对称；所述输送线俯瞰呈方形，输送线的顶部放置有胎膜底板，胎膜底板的底部与输送线通过轨道配合，从而在输送线上滑动，胎膜底板顶部设置胎膜后，可以将待加工的保险杠固定在胎膜顶部，从而使保险杠可以在输送线上转运，所述输送线上放置有多个胎膜底板；

所述输送线的左右两侧顶部分别设置有一个移载机，移载机用于带着胎膜底板、胎膜和保险杠一起进行输送线的左右两道线的转运，并且输送线在前后两侧设置有放件工位和取件工位；

所述输送线上的放件工位和取件工位之间依次设置有异型压工位、铣孔工位和柔性焊接工位；

所述输送线的外部的左侧设置有胎膜维修工位，所述胎膜维修工位包含有维修工位一、维修工位二、安全光栅、安全门、操作面板、控制电箱、底板支撑框架和可移动底板；所述安全光栅、安全门和控制电箱设置于底板支撑框架的周围，所述操作面板设置于安全门上；所述底板支撑框架的前端为维修工位一，后端为维修工位二；所述底板支撑框架的两侧沿其长度方向设置有导轨，可移动底板的底部设置有多个滚轮，可移动底板通过滚轮滑动设置于导轨上；所述可移动底板的上部设置有四组立柱，所述立柱上设置有胎膜架，所述胎膜架上端设置有胎膜定位销；所述维修工位一和维修工位二两侧的底板支撑框架上均设置有锁位块；所述锁位块为翻转夹具，通过电气控制其动作；位于维修工位二旁的底板支撑框架的其中一侧设置有气动快插，另一侧设置有电气快插、分气块和rfid检测模块；

所述异型压工位的下方设置有胎膜输送顶升设备，包含有异型压框架、驱动电机、异型压导轨、倍速链、支撑底板和胎膜底板；所述异型压框架的左右两侧均设置有异型压导轨，异型压导轨前后两端的底部设置有竖向的滑板，所述滑板滑动设置于异型压框架上；所述滑板上固定有齿条，所述齿条啮合有齿轮；齿轮旋转并带动齿条上下移动，齿条带动滑板升降，滑板带动其上端的异型压导轨上下升降；所述异型压导轨内部沿其长度方向设置有倍速链，所述倍速链由驱动电机驱动工作；所述异型压框架的内侧设置有支撑架，所述支撑架的上端设置有支撑底板，所述支撑底板的上方设置有胎膜底板，所述胎膜底板的左右两侧设置于倍速链上，并通过倍速链传输移动；

所述异型压工位的后道为铣孔工位，所述铣孔工位包括支架，保险杠从支架下方穿过，支架的顶部设置有左右方向延伸的两条平行设置的铣孔导轨，铣孔导轨上设置有左右两个铣辊装置，两个铣辊装置底部装配在铣孔导轨上可以左右滑动，每个铣辊装置上均装有铣刀和辊边装置，铣刀和辊边装置底部朝下；

所述铣孔工位的后道为柔性焊接工位，所述柔性焊接工位包含有两个设置于机器人底座上的机器人，所述机器人的机械臂的端部通过快换盘与超声波焊接装置连接；所述机器人的两侧分别设置有焊接装置更换架，焊接装置更换架上放置一排超声波焊接装置，机器人的前侧设置有雷达支架放置位；所述超声波焊接装置的顶部设置有焊接气缸，焊接气缸的活塞杆穿过一连接块并连接有行程超声波单元，连接块上端连接有连接柱，连接柱下端设置有超声波单元转换块，超声波单元转换块对保险杠进行超声波焊接雷达支架；

所述输送线外部的右侧设置有雷达支架库，所述雷达支架库包含有雷达料架升降旋转设备；所述雷达料架升降旋转设备包含有框架、电机、链轮链条机构、旋转平台和升降气缸，所述框架的左右两侧上端均设置有长度方向为前后方向的铝型材型框，两根铝型材型框内部均设置有链轮链条机构，两组链轮链条机构均包含有多个链轮和传动设置于链轮上的链条，其中一组链轮链条机构由电机驱动工作，电机驱动链轮旋转，链轮带动链条传动；所述两根铝型材型框的前端和后端之间分别设置有链轮链条机构带动旋转的主动辊和从动辊，所述主动辊和从动辊的长度方向与铝型材型框的长度方向垂直；所述主动辊和从动辊的两端固定于链轮链条机构中的链轮上，主动辊的其中一端与电机驱动旋转的链轮固定；所述框架在两根铝型材型框的内侧均设置有与框架固接的轨道辊支架，所述轨道辊支架与其靠近的铝型材型框之间设置有多个轨道辊，所述轨道辊的长度方向与主动辊的长度方向一致，轨道辊的一端与链轮链条机构中的链轮连接，链轮带动轨道辊转动，轨道辊的另一端伸出转轴，转轴插置于l形固定板上开设的通孔中，所述l形固定板固定于轨道辊支架上；所述框架前后两边中间位置处均设置有固定板，固定板底部设置有升降气缸，升降气缸的活塞杆端部固定于固定板的底部；所述升降气缸的活塞杆推动固定板带动框架上下升降；所述框架的前后两侧边上分别对称设置有两个导向杆；所述框架的内部设置有旋转平台，所述旋转平台的底部设置有步进电机，步进电机的转轴固定于旋转平台的底部中心位置处；步进电机的转轴带动旋转平台在水平面内旋转；所述步进电机的电机座固定于其底部的安装板上，安装板外部一圈设置有一焊接框架，焊接框架呈长方形，所述焊接框架的前后两侧均设置有气缸固定架，升降气缸的气缸座固定于上述气缸固定架上；所述焊接框架的底面向外延伸形成四个支撑平面，焊接框架前后两个支撑平面的左右两端均设置有导向套，所述导向套与框架底部的导向杆互相配合，导向杆活动插置于导向套中。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述滚轮有四组；所述可移动底板的前后两端均设置有限位缓冲块。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述电气快插、分气块和rfid检测模块设置于安装板上，安装板固定于底板支撑框架的侧边。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述滑板上设置有导轨锁。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述支撑底板的左右两侧均设置有多个限位组件。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述异型压导轨的内侧沿其长度方向设置有多个锁位机构，所述锁位机构位于限位组件和异型压导轨之间。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述多个轨道辊位于主动辊和从动辊之间。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，所述焊接框架四个角底部设置有圆底支撑脚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线通过将多种工件集中到一个柔性流水线上进行加工，流水线上集成了胎膜库、雷达支架库、异型压工位、铣孔工位、柔性焊接工位、取件工位、放件工位等，可以使保险杠在一个流水线上完成加工处理，加工高效快捷；此外流水线上的胎膜、雷达支架，以及各个加工工位的加工设备可以进行更换，例如铣刀、焊接装置、胎膜等，从而适用于不同规格型号的保险杠进行加工，进而实现柔性生产，提高了保险杠的加工效率；

本发明中的胎膜维修工位包含有底板支撑框架以及滑动设置于底板支撑框架上的可移动底板，底板支撑框架的前端和后端分别为维修工位一和维修工位二，可移动底板先放置于维修工位一再由人工拖至维修工位二进行检修，维修工位二旁的底板支撑框架的其中一侧设置有气动快插，另一侧设置有电气快插、分气块和rfid检测模块，对胎膜进行快插插入检测、模具压力检测、件检测、真空压力检测，以保证胎膜的品质完好，从而保证保险杠的生产质量；

本发明中的胎膜输送顶升设备通过倍速链传动胎膜，倍速链设置于导轨上，导轨底部通过滑板滑动设置于框架上，并通过齿轮齿条在框架上上下升降；框架内侧设置有支撑底板，支撑底板上设置有胎膜底板，胎膜底板可以根据不同的保险杠进行更换；本发明可以自动将胎膜从上个工位输送到下一个工位，同时可以适用于多种型号的胎膜，适合在柔性生产线使用，节省了人工，提高了工作效率；

本发明中的雷达料架升降旋转设备包含有框架和框架内部的旋转平台，框架前后两侧设置升降气缸，并通过升降气缸带动框架上下升降，旋转平台底部连接步进电机的转轴，步进电机转轴转动带动旋转平台旋转；通过旋转平台旋转调整雷达支架的方位，方便工人取件，减少节拍；再通过升降气缸带动框架上升使框架的高度与后段的顶升移动托辊线高度相同，方便运输；本发明汽车保险杠雷达料架升降旋转设备结构简单，操作方便，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线的结构示意图。

图2为图1中胎膜维修工位的示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的主视图。

图5为图2中可移动底板的放大示意图。

图6为图1中异型压工位的示意图。

图7为图6中胎膜输送顶升设备的结构示意图。

图8为图7的侧视图。

图9为图7的俯视图。

图10为图7的主视图。

图11为图1中铣孔工位的结构示意图。

图12为图11的主视图。

图13为图1中柔性焊接工位的结构示意图。

图14为图13的俯视图。

图15为图13的侧视图。

图16为图1中柔性焊接工位的超声波焊接装置的结构示意图。

图17为本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线中雷达料架升降旋转设备的结构示意图。

图18为图17的俯视图。

图19为图17的主视图。

图20为图17的侧视图。

其中：放件工位1、取件工位2、

胎膜维修工位3、维修工位一3.1、维修工位二3.2、安全光栅3.3、安全门3.4、操作面板3.5、控制电箱3.6、底板支撑框架3.7、可移动底板3.8、导轨3.9、锁位块3.10、滚轮3.11、胎膜架3.12、胎膜定位销3.13、立柱3.14、限位缓冲块3.15、气动快插3.16、电气快插3.17、分气块3.18、rfid检测模块3.19、

异型压工位4、异型压框架4.1、驱动电机4.2、异型压导轨4.3、倍速链4.4、齿轮4.5、齿条4.6、导轨锁4.7、支撑架4.8、支撑底板4.9、胎膜底板4.10、限位组件4.11、锁位机构4.12、滑板4.13、胎膜输送顶升设备4.14、

铣孔工位5、支架5.1、铣孔导轨5.2、

柔性焊接工位6、机器人6.1、机械臂6.2、快换盘6.3、超声波焊接装置6.4、焊接气缸6.4.1、连接块6.4.2、行程超声波单元6.4.3、连接柱6.4.4、超声波单元转换块6.4.5、焊接装置更换架6.5、机器人底座6.6、

雷达料架升降旋转设备7、框架7.1、电机7.2、链轮链条机构7.3、主动辊7.4、从动辊7.5、旋转平台7.6、升降气缸7.7、铝型材支架7.8、固定板7.9、轨道辊7.10、气缸固定架7.11、导向杆7.12、导向套7.13、圆底支撑脚7.14、l形固定板7.15、

输送线8。

具体实施方式

参见图1至图20，本发明涉及的一种汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线，包含有一个在多个工位之间流转的输送线8，所述输送线8有两套，两套输送线8呈中心对称；所述输送线8俯瞰呈方形，输送线8的顶部放置有胎膜底板，胎膜底板的底部与输送线8通过轨道配合，从而在输送线8上滑动，胎膜底板顶部设置胎膜后，可以将待加工的保险杠固定在胎膜顶部，从而使保险杠可以在输送线8上转运，所述输送线8上放置有多个胎膜底板，从而可以在一条输送线8上，同时对多个保险杠进行柔性加工，提高了生产线的使用效率。

所述输送线8的左右两侧顶部分别设置有一个移载机，移载机用于带着胎膜底板、胎膜和保险杠一起进行输送线8的左右两道线的转运，并且输送线8在前后两侧设置有放件工位1和取件工位2，取件工位2用于将加工前的保险杠放上，放件工位1用于将完成加工的保险杠取下。

所述输送线8上的放件工位1和取件工位2之间依次设置有异型压工位4、铣孔工位5和柔性焊接工位6；

所述输送线8的外部的左侧设置有胎膜维修工位3，所述胎膜维修工位3包含有维修工位一3.1、维修工位二3.2、安全光栅3.3、安全门3.4、操作面板3.5、控制电箱3.6、底板支撑框架3.7和可移动底板3.8；所述安全光栅3.3、安全门3.4和控制电箱3.6设置于底板支撑框架3.7的周围，所述操作面板3.5设置于安全门3.4上；所述底板支撑框架3.7的前端为维修工位一3.1，后端为维修工位二3.2；所述底板支撑框架3.7的两侧沿其长度方向设置有导轨3.9，可移动底板3.8的底部设置有多个滚轮3.11，可移动底板3.8通过滚轮3.11滑动设置于导轨3.9上；人工将可移动底板3.8从维修工位一3.1拉动至维修工位二3.2上；所述可移动底板3.8的上部设置有四组立柱3.14，所述立柱3.14上设置有胎膜架3.12，所述胎膜架3.12上端设置有胎膜定位销3.13；所述维修工位一3.1和维修工位二3.2两侧的底板支撑框架3.7上均设置有锁位块3.10，所述锁位块3.10用于将可移动底板3.8锁紧于底板支撑框架3.7上；所述锁位块3.10为翻转夹具，通过电气控制其动作；位于维修工位二3.2旁的底板支撑框架3.7的其中一侧设置有气动快插3.16，另一侧设置有电气快插3.17、分气块3.18和rfid检测模块3.19；

进一步的，所述可移动底板3.8的前后两端均设置有限位缓冲块3.15，所述限位缓冲块3.15防止可移动底板3.8和底板支撑框架3.7碰撞；

进一步的，所述滚轮3.11有四组；

进一步的，所述电气快插3.17、分气块3.18和rfid检测模块3.19设置于安装板上，安装板固定于底板支撑框架3.7的侧边；

所述胎膜维修工位的工作原理是：首先胎膜库小车把胎膜叉到维修工位一3.1，然后工人手动把胎膜拉到维修工位二3.2上，操作面板3.5上点锁紧按钮，锁紧块3.10将可移动底板3.8锁紧于底板支撑框架3.7上，然后工人开始操作。

所述异型压工位4的下方设置有胎膜输送顶升设备4.14，包含有异型压框架4.1、驱动电机4.2、异型压导轨4.3、倍速链4.4、支撑底板4.9和胎膜底板4.10；所述异型压框架4.1的左右两侧均设置有异型压导轨4.3，异型压导轨4.3前后两端的底部设置有竖向的滑板4.13，所述滑板4.13滑动设置于异型压框架4.1上；所述滑板4.13上固定有齿条4.6，所述齿条4.6啮合有齿轮4.5；齿轮4.5旋转并带动齿条4.6上下移动，齿条4.6带动滑板4.13升降，滑板4.13带动其上端的异型压导轨4.3上下升降；所述异型压导轨4.3内部沿其长度方向设置有倍速链4.4，所述倍速链4.4由驱动电机4.2驱动工作；所述异型压框架4.1的内侧设置有支撑架4.8，所述支撑架4.8的上端设置有支撑底板4.9，所述支撑底板4.9的上方设置有胎膜底板4.10，所述胎膜底板4.10的左右两侧设置于倍速链4.4上，并通过倍速链4.4传输移动；

进一步的，所述滑板4.13上设置有导轨锁4.7，所述导轨锁4.7用于将异型压导轨4.3锁紧固定于异型压框架4.1上；

进一步的，所述支撑底板4.9的左右两侧均设置有多个限位组件4.11；

进一步的，所述异型压导轨4.3的内侧沿其长度方向设置有多个锁位机构4.12，所述锁位机构4.12位于限位组件4.11和异型压导轨4.3之间；所述锁位机构4.12用于将胎膜底板4.10锁位。

所述异型压工位4的后道为铣孔工位5，所述铣孔工位5包括支架5.1，保险杠从支架5.1下方穿过，支架5.1的顶部设置有左右方向延伸的两条平行设置的铣孔导轨5.2，铣孔导轨5.2上设置有左右两个铣辊装置，两个铣辊装置底部装配在铣孔导轨5.2上可以左右滑动，每个铣辊装置上均装有铣刀和辊边装置，铣刀和辊边装置底部朝下，可以对保险杠同时进行铣孔和辊r角的操作，克服了以往激光铣孔只能单单铣孔，不能辊r角的缺陷。

所述铣孔工位5的后道为柔性焊接工位6，所述柔性焊接工位6包含有两个设置于机器人底座6.6上的机器人6.1，所述机器人6.1的两侧分别设置有焊接装置更换架6.5，焊接装置更换架6.5上放置一排超声波焊接装置6.4，根据不同规格的保险杠来更换机器人6.1上的超声波焊接装置6.4，从而适用于不同的保险杠焊接，实现柔性焊接，机器人6.1的前侧设置有雷达支架放置位，由工人将待焊接的雷达支架放置于其上；所述机器人6.1的机械臂6.2的端部通过快换盘6.3与超声波焊接装置6.4连接；所述超声波焊接装置6.4的顶部设置有焊接气缸6.4.1，焊接气缸6.4.1的活塞杆穿过一连接块6.4.2并连接有行程超声波单元6.4.3，连接块6.4.2上端连接有连接柱6.4.4，连接柱6.4.4下端设置有超声波单元转换块6.4.5，超声波单元转换块6.4.5对保险杠进行超声波焊接雷达支架。

所述输送线8外部的右侧设置有雷达支架库，所述雷达支架库包含有雷达料架升降旋转设备7；所述雷达料架升降旋转设备7包含有框架7.1、电机7.2、链轮链条机构7.3、旋转平台7.6和升降气缸7.7，所述框架7.1的左右两侧上端均设置有长度方向为前后方向的铝型材型框7.8，两根铝型材型框7.8内部均设置有链轮链条机构7.3，两组链轮链条机构7.3均包含有多个链轮和传动设置于链轮上的链条，其中一组链轮链条机构7.3由电机7.2驱动工作，电机7.2驱动链轮旋转，链轮带动链条传动；所述两根铝型材型框7.8的前端和后端之间分别设置有链轮链条机构7.3带动旋转的主动辊7.4和从动辊7.5，所述主动辊7.4和从动辊7.5的长度方向与铝型材型框7.8的长度方向垂直；所述主动辊7.4和从动辊7.5的两端固定于链轮链条机构7.2中的链轮上，主动辊7.4的其中一端与电机7.2驱动旋转的链轮固定；所述框架7.1在两根铝型材型框7.8的内侧均设置有与框架7.1固接的轨道辊支架，所述轨道辊支架与其靠近的铝型材型框7.8之间设置有多个轨道辊7.10，所述轨道辊7.10的长度方向与主动辊7.4的长度方向一致，轨道辊7.10的一端与链轮链条机构7.3中的链轮连接，链轮带动轨道辊7.10转动，轨道辊7.10的另一端伸出转轴，转轴插置于l形固定板7.15上开设的通孔中，所述l形固定板7.15固定于轨道辊支架上；所述框架7.1前后两边中间位置处均设置有固定板7.9，固定板7.9底部设置有升降气缸7.7，升降气缸7.7的活塞杆端部固定于固定板7.9的底部；所述升降气缸7.7的活塞杆推动固定板7.9带动框架7.1上下升降；所述框架7.1的前后两侧边上分别对称设置有两个导向杆7.12；所述框架7.1的内部设置有旋转平台7.6，所述旋转平台7.6的底部设置有步进电机，步进电机的转轴固定于旋转平台7.6的底部中心位置处；步进电机的转轴带动旋转平台7.6在水平面内旋转；所述步进电机的电机座固定于其底部的安装板上，安装板外部一圈设置有一焊接框架，焊接框架呈长方形，所述焊接框架的前后两侧均设置有气缸固定架7.11，升降气缸7.7的气缸座固定于上述气缸固定架7.11上；所述焊接框架的底面向外延伸形成四个支撑平面，焊接框架前后两个支撑平面（固定有气缸固定架7.11的两侧）的左右两端均设置有导向套7.13，所述导向套7.13与框架7.1底部的导向杆7.12互相配合，导向杆7.12活动插置于导向套13中；

进一步的，所述多个轨道辊7.10位于主动辊7.4和从动辊7.5之间；

进一步的，所述焊接框架四个角底部设置有圆底支撑脚7.14；

所述雷达料架旋转设备7的工作原理是：雷达支架在主动辊7.4、轨道辊7.10上传输，输送至旋转平台7.6上，步进电机带动旋转平台7.6旋转，使雷达支架的方向正确，然后升降气缸7.7带动框架7.1上升，雷达支架继续在轨道辊7.10和从动辊7.5上传输。

本发明汽车保险杠异型压、铣孔、焊接自动化柔性生产线工作时，在输送线上放置待加工的保险杠对应的胎膜，随后工人在取件工位上将保险杠放在对应的胎膜上，由工人将雷达支架放到柔性焊接工位前侧的雷达支架放置位上，保险杠随着胎膜在输送线上输送，在异型压工位上进行异型压，随后保险杠经过铣孔工位，由铣刀和辊边装置对保险杠同时进行铣孔和辊r角的操作，接着保险杠经过柔性焊接工位，机器人将雷达支架放置位的雷达支架吸附，并通过超声波焊接装置进行超声波焊接，最终完成焊接的保险杠在送回放件工位上，工人取走保险杠完成加工。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。