天窗装配生产线的制作方法

本实用新型涉及天窗制造技术领域，具体地指一种天窗装配生产线。

背景技术：

随着我国汽车行业的发展，汽车天窗一度被看作是中高档车的配置。但是随着车企的竞争越来越激烈，天窗现今已不再是中高档车的专用配置，已经逐渐成为一种行业趋势。

天窗的装配一般包括天窗框架组装、遮阳帘装配、电机安装、玻璃安装、涂胶、检测等多重工艺。根据装配工艺的要求，天窗半成品需要在不同的流水线间流转来实现所有工位的装配，如此不仅装配耗时长、效率低，也额外增加了人力成本。基于不断提高的技术和工艺要求，促使提出对天窗生产装配线的持续改进的要求，因此，提供一条装配生产线对天窗的装配实现整合、自动化实有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种天窗装配生产线，能够实现将天窗装配整合到一条生产线中，减少工位间流转时间和成本、提高装配效率、有助于实现自动化。

为实现上述目的，本实用新型所设计的天窗装配生产线按装配工序顺次包括上线前操作工位、线上操作工位及下线前操作工位；所述天窗装配生产线还包括按装配工序输送天窗的装配输送线、固定天窗的装配夹具、将所述装配夹具送回所述装配输送线前端的夹具回送线及机架；两条所述装配输送线在所述机架的外侧平行布置，所述上线前操作工位设置在所述机架的前端，每条所述装配输送线上按照装配工序顺次布置有多个所述线上操作工位，所述下线前操作工位设置在所述机架的后端，两条所述夹具回送线平行设置在两条所述装配输送线之间且置于所述机架内侧。

作为优选方案，所述上线前操作工位为天窗框铆接工位，包括承接铆接零件的铆接工装、旋转所述铆接工装的工装旋转设备、铆接机器人及将天窗框卸下运输到所述装配输送线前端的所述装配夹具上的托盘组件上的抓取搬运设备。

作为优选方案，一条所述装配输送线上的多个所述线上操作工位顺次为直线排列的机构安装工位、注胶工位、导风板/水槽安装工位、电机/玻璃安装工位、遮阳板安装工位、防夹力检测工位、噪音检测工位、全检测工位及后翻转工位。

作为优选方案，一条所述装配输送线上的多个所述线上操作工位顺次为直线排列的密封条安装工位、遮阳帘安装工位、线束安装工位、电机/玻璃安装工位、预留工位、防夹力检测工位、噪音检测工位、全检测工位及后翻转工位。

作为优选方案，所述注胶工位上设置有按设定轨迹运行注胶的机器人注胶设备及通过注胶时间和胶泵压力调节注胶量的注胶控制系统。

作为优选方案，所述噪音检测工位上设有位于所述装配输送线上的静音房及置于静音房内的噪音检测系统，待检测的天窗置于所述装配夹具上沿所述装配输送线从所述静音房的入口吊门进入并从所述噪音检测系统判断检测合格后自动开启的出口吊门离开。

作为优选方案，所述下线前操作工位为3D视觉检测工位，设置有检测工装、将待检测天窗从所述装配输送线的尾端上抓取并搬运到所述检测工装上的检测搬运设备、3D视觉检测系统及将所述3D视觉检测系统判断合格的天窗搬运下线的线下线助力机械臂。

作为优选方案，所述装配夹具包括可移动设置在天窗装配线的装配输送线上的托架组件、承载天窗的托盘组件、旋转所述托盘组件的翻转组件以及相对所述托架组件锁定所述托盘组件的锁止组件；所述托盘组件包括托盘框及分布在所述托盘框上卡住天窗的定位销；所述翻转组件包括分置于平行于所述装配输送线的输送方向的翻转轴线两端的第一翻转轴和第二翻转轴，所述第一翻转轴和所述第二翻转轴安装在所述托盘框与所述托架组件之间；所述锁止组件设置在所述托架组件上选择性地锁定所述托盘框的前端或后端。

作为优选方案，所述装配输送线包括跨装装配夹具的下输送导轨和上输送导轨、输送驱动电机、受所述输送驱动电机驱动的输送传动链轮及将装配夹具向内翻转至所述夹具回送线前端的后翻转组件；所述夹具回送线包括跨装装配夹具的外回送导轨和内回送导轨、回送驱动电机、受所述回送驱动电机的回送传动链轮以及将装配夹具向外翻转至所述装配输送线的前端的前翻转组件。

作为优选方案，所述下输送导轨、所述上输送导轨以上下平行的方式沿所述装配输送线的输送方向设置在机架上，所述输送驱动电机的动力输出轴与所述输送传动链轮连接，所述输送传动链轮带动与装配夹具相连的输送传动链沿所述输送方向运动，所述后翻转组件设置在所述装配输送线的末端；所述外回送导轨、所述内回送导轨以左右平行的方式沿着所述夹具回送线的回送方向设置在所述机架上，装配夹具跨装在所述外回送导轨、所述内回送导轨上，所述回送驱动电机的动力输出轴与所述回送传动链轮连接，所述回送传动链轮带动与装配夹具相连的回送传动链沿所述回送方向运动，所述前翻转组件设置在所述夹具回送线的末端将装配夹具向外翻转至所述装配输送线的前端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的天窗装配生产线将天窗装配及检测的工序整合并合理布置，从而减少工位间流转时间和成本、提高装配效率、有助于实现全自动或半自动化装配；两条分别装配输送线在机架外侧布置，夹具回送线平行布置在机架内侧，布局合理、节省空间。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的天窗装配生产线的俯视结构示意图。

图2为图1中的天窗装配生产线的线上操作工位的放大结构示意图。

图3为图2中某一线上操作工位的放大结构示意图。

图4为图3的主视结构示意图。

图5为沿图3中A-A方向的阶梯剖视结构示意图。

图6为图2中装配线尾端的放大结构示意图。

图7为沿图6中B-B方向的剖视结构示意图。

图8为图2中装配线前端的放大结构示意图。

图9为图8的主视结构示意图。

图10为沿图8中C-C方向的剖视结构示意图。

图11为沿图4中D-D方向的阶梯剖视结构示意图。

图12为沿图11中E-E方向的剖视结构示意图。

图13为图11中I部分的放大结构示意图。

图14为图11中II部分的放大结构示意图。

图15为图11中III部分的放大结构示意图。

图16为图12中IV部分的放大结构示意图。

图中各部件标号如下：

上线前操作工位10；

装配输送线20(其中，下输送导轨21、上输送导轨22、输送驱动电机23、输送传动链轮24、输送传动滚轮25、输送轴承26；后翻转驱动气缸271、后翻转轴272、后翻转架273、后翻转挡停限位块 274；顶升机构28)；

装配夹具30(其中，托架组件31、托盘组件32、翻转组件33、锁止组件34；竖直部311、水平部312；托盘框321、定位销322；第一翻转轴331、第二翻转轴332；第一轴3311、无油衬套3312、第一减速弹簧3313；第二轴3321、轴承3322、第二减速弹簧3323；第一卡钩341、第一卡扣342、第一拉簧343、第二卡钩344、第二卡扣345、第二拉簧346、凸轮347)；

线上操作工位40(其中，机构安装工位401、注胶工位402、导风板/水槽安装工位403、电机/玻璃安装工位404、遮阳板安装工位405、防夹力检测工位406、噪音检测工位407、全检测工位408、后翻转工位409)；

夹具回送线50(其中，外回送导轨51、内回送导轨52、回送驱动电机53、回送传动链轮54、回送传动滚轮55、回送轴承56；前翻转驱动气缸571、前翻转轴572、前翻转架573、前翻转挡停限位块 574)；

下线前操作工位60；

机架70。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型优选实施例的天窗装配生产线按装配工序顺次包括上线前操作工位10、线上操作工位40及下线前操作工位60；天窗装配生产线还包括按装配工序输送天窗的装配输送线20、固定天窗的装配夹具30、将装配夹具30送回装配输送线20 前端的夹具回送线50及机架70；两条装配输送线20在机架70上平行布置，上线前操作工位10设置在机架70的前端，每条装配输送线 20上顺次布置有多个线上操作工位40，下线前操作工位60设置在机架70的后端，两条夹具回送线50平行设置在两条装配输送线20之间。

请参阅图4和图5，装配输送线20包括下输送导轨21、上输送导轨22、输送驱动电机23、输送传动链轮24、输送传动滚轮25、输送轴承26、后翻转组件及顶升机构28。下输送导轨21、上输送导轨22 以上下平行的方式沿着输送方向设置在机架70上，装配夹具30跨装在下输送导轨21、上输送导轨22上。更具体地，装配夹具30中的托架组件31跨装在下输送导轨21、上输送导轨22之间。输送驱动电机 23为装配输送线20提供沿输送方向的动力，输送驱动电机23安装在机架70上靠近下输送轨道21处。输送驱动电机23的动力输出轴与输送传动链轮24连接，将输送驱动电机23的动力传送至输送传动链轮24。输送传动链轮24带动与装配夹具30相连的输送传动链沿输送方向向前运动。装配夹具30中的托架组件31的下端与下输送导轨21 之间设置有输送传动滚轮25，输送传动滚轮25与下输送导轨21的上表面接触，使托架组件31的下端与下输送导轨21上的移动顺畅。输送轴承26设置在托架组件31的上端与上输送轨道22之间，使托架组件31的上端与上输送轨道22之间的移动顺畅。后翻转组件设置在装配输送线20的末端，将运送至此的装配夹具30向机架70内侧翻转后由夹具回送线50运送至夹具回送线50的末端(回装配输送线20 的前端)。

请结合参阅图6、图7和图8，后翻转组件包括后翻转驱动气缸 271、后翻转轴272、后翻转架273及后翻转挡停限位块274。后翻转驱动气缸271设置在夹具回送线50的前端(装配输送线20的末端)，提供翻转动力。后翻转驱动气缸271的气缸杆连接至后翻转轴272，驱动后翻转轴272转动。后翻转轴272的轴线方向平行于输送方向和回送方向。后翻转架273连接至后翻转轴272，在后翻转轴272的带动下带着装配夹具30向机架70内侧翻转。后翻转挡停限位块274设置在机架70的内侧，用于限定后翻转架273的翻转位置，使翻转后的装配支架30与对应的夹具回送线50对接。

请结合参阅图15，顶升机构28设置在线上操作工位40上，且从下输送轨道21的下方向上顶升至托架组件31上的定位孔内，使托架组件31、托盘组件32及其上固定的天窗在线上操作工位40上被准确定位。

请参阅读图9和图10，夹具回送线50包括外回送导轨51、内回送导轨52、回送驱动电机53、回送传动链轮54、回送传动滚轮55、回送轴承56及前翻转组件。外回送导轨51、内回送导轨52以左右平行的方式沿着回送方向(与输送方向相反)设置在机架70上，装配夹具30跨装在外回送导轨51、内回送导轨52上。更具体地，装配夹具30中的托架组件31跨装在外回送导轨51、内回送导轨52之间。回送驱动电机53为夹具回送线50提供沿输送方向的动力，回送驱动电机53安装在机架70上靠近内回送导轨52处。回送驱动电机53的动力输出轴与回送传动链轮54连接，将回送驱动电机53的动力传送至回送传动链轮54。回送传动链轮54带动与装配夹具30相连的回送传动链沿回送方向向前运动。装配夹具30中的托架组件31的内端(翻转前的上端)与内回送导轨52之间设置有回送传动滚轮55，回送传动滚轮55与内回送导轨52的上表面接触，使托架组件31的内端与内回送导轨52上的移动顺畅。回送轴承56设置在托架组件31的外端(翻转前的上端)与外回送轨道21之间，使托架组件31的外端与外回送轨道21之间的移动顺畅。

前翻转组件设置在夹具回送线50的末端(装配输送线20)，将运送至此的装配夹具30向机架70外侧翻转后由重回装配输送线20的前端。前翻转组件包括前翻转驱动气缸571、前翻转轴572、前翻转架573及前翻转挡停限位块574。

前翻转驱动气缸571设置在夹具回送线50的末端(装配输送线 20的前端)，提供翻转动力。前翻转驱动气缸571的气缸杆连接至前翻转轴572，驱动前翻转轴572转动。前翻转轴572的轴线方向平行于输送方向和回送方向。前翻转架573连接至前翻转轴572，在前翻转轴572的带动下带着装配夹具30向机架70外侧翻转。前翻转挡停限位块574设置在机架70的外侧，用于限定前翻转架573的翻转位置，使翻转后的装配支架30与对应的装配输送线20对接。

当待装配的天窗安装到装配输送线20前端的装配夹具30上时，输送驱动电机23应激启动，将装配夹具30连带其上的待装配天窗沿着下输送导轨21、上输送导轨22向前输送至线上操作工位40上进行操作。待此工位的操作完成后，再次启动输送驱动电机23将装配夹具30连带其上的待装配天窗沿着下输送导轨21、上输送导轨22继续向前输送至下一线上操作工位40上进行操作。如此直至装配夹具30 被输送至装配输送线20末端。此时，装配完成的天窗从装配夹具30 上取下。当收到翻转信号后，顶升气缸顶起锁紧托架组件31，后翻转组件的后翻转气缸271缩回，带动后翻转架273和托架组件31绕着后翻转轴272旋转，直到后翻转架273与后翻转挡停限位块274接触，顶升气缸松开，后翻转完成，托架组件31置于夹具回送线50的前端。

后翻转完成后，夹具回送线50的回送驱动电机53启动，带动回送传动链轮54转动，将装配夹具30沿着外回送导轨51、内回送导轨 52向前输送至夹具回送线50的末端(装配输送线20的前端)。当前翻转组件收到翻转信号后，顶升气缸顶起锁紧托架组件31，前翻转驱动气缸571缩回，带动前翻转架573和托架组件31绕着前翻转轴572 旋转，直到前翻转架572与前翻转挡停限位块574接触，顶升气缸松开，前翻转完成，托架组件31置于装配输送线20的前端，可承接下一个待装配的天窗。

请结合参阅图11、图12，天窗装配生产线用装配夹具30包括可移动设置在装配输送线20上的托架组件31、承载天窗的托盘组件32、旋转托盘组件32的翻转组件33及锁止组件34。

托架组件31包括竖直部311及水平部312，竖直部311可移动设置在装配输送线20上并可带动水平部312沿着装配输送线20行进，从而依序在工位间运送。

托盘组件32包括托盘框321及分布在托盘框321上的定位销322，托盘框321通过翻转组件33安装在托架组件31的水平部312上并相对水平部312以翻转组件33的轴线为翻转轴进行翻转。定位销322 以朝上的方式安装在托盘框321上的预设位置，定位销322为卡销，实现对从上方放置到托盘框321上的天窗的天窗框进行销孔定位。在图3所示的实施例中，6个定位销322分布在矩形的托盘框321的三个相连的边上对天窗框进行销孔定位，从而使天窗框固定在托盘框321上。

翻转组件33为托盘组件32绕着平行于装配输送线20的输送方向的翻转轴线相对托架组件31进行翻转构件，其包括分置于翻转轴线两端的第一翻转轴331和第二翻转轴332，共同对一个托盘组件32实现翻转。第一翻转轴331、第二翻转轴332分别安装在托盘框321的下方的旋转臂上。请参阅图13，第一翻转轴331包括第一轴3311、无油衬套3312及第一减速弹簧3313。第一轴安装在水平部312上，无油衬套3312套设在第一轴3311上且内置于水平部312(托臂)上的安装孔内。第一减速弹簧3313为锥形扭簧，其一端固定在第一轴3311 的末端，另一端固定在托盘框321下的旋转臂上。请参阅图14，第二翻转轴332包括第二轴3321、轴承3322及第二减速弹簧3323。第二轴3321安装在水平部312上，轴承3322套设在第二轴3321上且内置于水平部312(托臂)上安装孔内。第二减速弹簧3323为锥形扭簧，其一端固定在第二轴3321的末端，另一端固定在托盘框321下的旋转臂上。第一轴3311与第二轴3321沿平行于装配输送线20的输送方向设置。如此，托盘组件32可绕第一轴3311与第二轴3321所形成的翻转轴线相对托架组件31的水平部312上下翻转。

请参阅图16，锁止组件34包括第一卡钩341、第一卡扣342、第一拉簧343、第二卡钩344、第二拉簧345、第二卡扣346及凸轮347。第一卡钩341通过销轴安装在水平部312的侧面，第一卡钩341的尾端通过第一拉簧343连接至水平部312侧面上的第一拉簧固定点，第一卡扣342固定在托盘框321的下端面的后边缘并可与第一卡钩341 配合，第一拉簧343的回复力提供给第一卡钩341保持钩锁第一卡钩 342的力。第二卡钩344通过销轴安装在水平部312的侧面，第二卡钩344的尾端通过第二拉簧345连接至水平部312的侧面上的第二拉簧固定点，第二卡扣346固定在托盘框312的下端面的前边缘并可与第二卡钩344配合，第二拉簧345的回复力提供给第二卡钩344保持钩锁第二卡扣346的力。凸轮347同样通过销轴安装在水平部312的侧面，并且置于第一卡钩341与第二卡钩344之间。通过凸轮347的转动，凸轮347选择性地与第一卡钩341或第二卡钩344的抵接，从而推动第一卡钩341或第二卡钩344松开对应的第一卡扣341或第二卡扣346，实现翻转。

上述装配夹具30的使用过程如下：将待装配天窗的天窗框从上方放置到托盘框321上，托盘框321上的定位销322对应天窗框上的定位孔进行销孔定位，从而使天窗框固定在托盘框321上，且位于托架组件31的水平部312的上方。之后待装配天窗的天窗框可随着托架组件31一同在在装配输送线20上沿着装配输送线20行进，从而依序在工位间运送。当在某些工位上根据实际的装配工艺的需要要求将待装配天窗翻转至托架组件31的水平部312的下方时，开启锁止组件34来转动凸轮347，凸轮347转动推动第一卡钩341松开第一卡扣 342，此时翻转托盘框321(带着待装配的天窗)绕着翻转组件33所形成的翻转轴线转动，从而从托架组件31的水平部312的上方翻转到水平部312的下方。当托盘框321翻转到位后，第二卡钩344在第二拉簧345的回复力的作用下扣住第二卡扣346，从而将托盘框321 (带着待装配的天窗)锁定在水平部312的下方。待本工位的操作完成后，即可按照上述步骤的逆过程来实现将托盘框321(带着待装配的天窗)从水平部312的下方翻转回到水平部312的上方并锁定。

请回到图1和图2，在图示实施例中，上线前操作工位10为天窗框铆接工位，包括承接铆接零件的铆接工装、工装旋转设备、铆接机器人及抓取搬运设备，其操作过程如下：将单个的零件(如左右滑轨、前后横梁等)定位压紧在铆接工装上；启动工装旋转设备，工装旋转 90°后开始铆接；铆接完成后抓取搬运设备将天窗框从工装上去下，运输到装配输送线20前端的装配夹具30上的托盘组件32上。此时，即可开始装配输送线30上的线上操作。

图示实施例中，一条所述装配输送线20的多个所述线上操作工位40顺次为机构安装工位401、注胶工位402、导风板/水槽安装工位403、电机/玻璃安装工位404、遮阳板安装工位405、防夹力检测工位406、噪音检测工位407、全检测工位408及后翻转工位409。

在其它实施例中，一条所述装配输送线(20)的多个所述线上操作工位(40)顺次为密封条安装工位、遮阳帘安装工位、线束安装工位、电机/玻璃安装工位、预留工位、防夹力检测工位、噪音检测工位、全检测工位及后翻转工位。

注胶工位402上设置有机器人注胶设备及注胶控制系统，其操作过程如下：将安装好机构的天窗框通过装配输送线20运送到注胶工位402；注胶工位收到信号后注胶设备开始工作，按设定好的轨迹运行准备开始注胶，注胶控制系统通过注胶时间和胶泵压力调节注胶量；注胶完成，产品输送到下一线上操作工位40。

在防夹力检测工位406上，其操作过程如下：将装好遮阳板的分总成通过装配输送线20输送到防夹力检测工位；防夹力检测工位收到信号后，按设定好的轨迹运行准备开始进行防夹力检测，防夹力检测系统通过预先设定的值对检测结果进行判断；如果判断合格则记录数据并输送到下一线上操作工位40，如果判断不合格则报警并记录数据。

噪音检测工位407上设有位于装配输送线20上的静音房及置于静音房内的噪音检测系统。在噪音检测工位407上，其操作过程如下：防夹力检测工位406发出放行信号，噪音检测工位407的静音房入口吊门自动开启，装配夹具30带着天窗沿装配输送线20进入静音房；待托盘组件32到位，静音房入口吊门自动关闭；天窗通电运行，噪音检测系统记录过程音频和电流数据；噪音检测系统通过预先设定的值对检测结果进行判断，若判断合格则记录数据，出口吊门自动开启并输送到下一线上操作工位40，若判断不合格则报警并记录数据。

下线前操作工位60为3D视觉检测工位，设置有检测搬运设备、检测工装、3D视觉检测系统及下线助力机械臂，其操作过程如下：全检测工位408发出放行信号，带有天窗的装配夹具30沿装配输送线 20输送到后翻转工位409；待托盘组件32到位，检测搬运设备将天窗抓取并搬运到检测工装上；3D视觉检测系统运行，通过预先设定的值对检测结果进行判断，若判断合格则记录数据并通过下线助力机械臂搬运下线，若判断不合格则报警并记录数据。

通过上述记载可清楚地了解，本实用新型的天窗装配生产线的优点主要体现在以下几个方面：

一是，通过一条天窗装配生产线将天窗装配及检测的工序整合并合理布置，从而减少工位间流转时间和成本、提高装配效率、有助于实现全自动或半自动化装配。

二是，两条分别装配输送线在机架外侧布置，夹具回送线平行布置在机架内侧，布局合理、节省空间。

三是，装配输送线末端将装配夹具翻转后通过夹具回送线输送，既节省了空间，也便于操作。

四是，配置有多重检测工位，使下线后直接得到检测合格的最终成品。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。