一种柔性工作站及其自动化试制线的制作方法

1.本发明属于试制线技术领域，具体涉及一种柔性工作站及其自动化试制线。


背景技术：

2.汽车焊装线在汽车制造中处于重中之重的地位，是保证白车身装配精度、车身强度、外观质量等的关键所在，由于受场地、设备投资成本等因素限制，传统的试制线一般会采用简易线体，工艺布局简单、设备自动化程度低，试制效率低下，严重依赖人工作业。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种柔性工作站及其自动化试制线，采用了高度自动化的试制线，实现夹具自动切换、夹具可回收，提高自动化率。
4.本发明其中一个实施例提供了一种柔性工作站，包括：
5.至少一台机器人，用于对零件进行连接作业；所述机器人末端设有柔性切换机构，用于切换工艺设备；
6.至少一个操作工位，设置在上述机器人工作区域外，用于夹具与零件的放置；
7.滑移机构，设置在机器人底部，用于使所述机器人可滑移地在所述柔性工作站内运动。
8.在其中一个实施例中，所述柔性切换机构包括换枪盘，可实现不同工艺设备的切换。
9.在其中一个实施例中，所述工艺设备包括以下一种或者多种：
10.点焊枪，弧焊机，涂胶枪，铆接枪。
11.在其中一个实施例中，设置在操作工位间的存放支架，用于存放所述机器人末端切换卸载下的所述工艺设备。
12.本发明其中一个实施例还提供了一种自动化试制线，包括：
13.如以上任意一项实施例所述的柔性工作站，以及
14.夹具库，包括存储组件和取放组件，所述存储组件用于夹具的存储，取放组件用于对存储组件内的夹具进行拿取与放置；
15.上件工位，用于工人对工件的上下件；所述上件工位的一侧与操作工位贴合，另一侧与夹具库贴合。
16.agv小车，用于对夹具进行运送，所述agv小车在操作工位与夹具库之间往复运动；
17.夹具定位机构，所述夹具定位机构包括导向机构和定位机构，用于agv小车的导向与夹具的定位，引导agv小车落位夹具，并将夹具进行精确定位。
18.在其中一个实施例中，所述取放组件包括升降机，所述升降机安装在夹具库内，所述升降机上安装有伸缩叉，所述升降机在存储组件之间上下移动。
19.在其中一个实施例中，所述存储组件包括若干夹具存储支架，所述升降机在所述夹具存储支架之间运动，所述夹具存储支架内存放有若干夹具，所述伸缩叉对夹具进行取
放。
20.在其中一个实施例中，所述夹具定位机构安装在操作工位内。
21.在其中一个实施例中，所述agv小车上设有夹具base，用于夹具或零件取放。
22.在其中一个实施例中，所述agv小车将夹具或零件从升降机下方经上件工位运送至夹具定位机构上。
23.在其中一个实施例中，所述上件工位内设有人工工位，通过人工对零件进行下料或对零件进行涂胶处理。
24.在其中一个实施例中，所述导向机构上对称安装有导向板，两个所述导向板的一端呈“八”字型排布。
25.以上实施例所提供的柔性工作站或者自动化试制线有以下有益效果：
26.1、通过机器人末端设置的柔性切换机构，可根据不同的零件对工艺设备进行切换，满足大部分零件的加工制作，通过滑移机构的设置方便机器人在柔性工作站上移动；
27.任意一个操作工位上的零件进行加工时，其他操作工位可进行夹具或零件切换，使零件的焊接与其他工位上夹具或零件的切换可以同时进行，提高了生产效率，同时降低人工更换夹具或零件的危险性。
28.2、所述工艺设备上均设有换枪盘，通过机器人上的换枪盘与工艺设备上的换枪盘耦合，方便机器人与工艺设备的快速安装，实现机器人根据零件进行工艺设备的快速更换，可根据对零件所需的加工工艺对工艺设备进行选择，使柔性工作站具备多种对零件进行加工的工艺。
29.3、取放组件将夹具从存储组件内取出，放置到agv小车上，agv小车将夹具背负到上件工位上，工人手动将涂胶后的新零件更换到夹具上，agv小车对夹具或零件进行运送，实现夹具或零件在上件工位和操作工位之间的输送，方便夹具或零件的运输，夹具库包括存储组件和取放组件，所述存储组件用于夹具的存储，取放组件用于对存储组件内的夹具进行拿取与放置，与agv小车适配，实现夹具的自动拿取与存放，提高自动化程度。
30.4、取放组件将夹具从存储组件内取出，放置到agv小车上，agv小车将夹具背负到上件工位上，工人手动将涂胶后的新零件更换到夹具上，agv小车对夹具或零件进行运送，实现夹具或零件在上件工位和操作工位之间的输送，方便夹具或零件的运输，夹具库包括存储组件和取放组件，所述存储组件用于夹具的存储，取放组件用于对存储组件内的夹具进行拿取与放置，与agv小车适配，实现夹具的自动拿取与存放，通过导向机构，引导agv小车落位夹具到定位机构，对夹具进行自动切换，提高自动化程度。
31.5、通过升降机小车在滑轨上运动，实现夹具或零件的运输与取放，直接通过升降机小车移动至机器人下方对零件进行加工，当任意一个零件在加工时，其他升降机小车对其他夹具和零件进行运送，使零件的焊接与其他夹具或零件的切换可以同时进行，提高生产效率，同时降低人工更换夹具或零件的危险性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本发明中实施例一试制线的结构示意图；
34.图2为本发明中实施例一柔性工作站的结构示意图；
35.图3为本发明中实施例一夹具库的俯视结构示意图；
36.图4为本发明中实施例一上件工位的结构示意图；
37.图5为本发明中实施例一操作工位的上件结构示意图；
38.图6为本发明中实施例一操作工位的结构示意图；
39.图7为本发明中存放支架的结构示意图；
40.图8为本发明中夹具库的立体结构示意图；
41.图9为本发明中实施例二试制线的结构示意图；
42.图10为本发明中实施例二柔性工作站的结构示意图；
43.图11为本发明中实施例二上件工位的结构示意图；
44.图12为本发明中实施例二夹具库的俯视结构示意图；
45.图中：100、柔性工作站；110、机器人；111、柔性切换机构；112、换枪盘；120、操作工位；130、滑移机构；140、工艺设备；150、存放支架；200、试制线；210、夹具库；220、取放组件；221、升降机小车；222、升降机；223、伸缩叉；230、存储组件；231、夹具存储支架；232、滑轨；233、插销；240、上件工位；241、手动涂胶台；250、agv小车；260、夹具base；270、夹具定位机构；271、导向机构；2711、导向板；272、定位机构。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
48.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
49.在其中一个实施例中，请参照图1至图8，本发明其中一个实施例提供了一种柔性工作站100，所述柔性工作站100包括至少一台机器人110、至少一个操作工位120和滑移机构130，所述机器人110用于对零件进行连接作业；所述机器人110末端设有柔性切换机构111，用于切换工艺设备140，所述操作工位120设置在上述机器人110工作区域外，用于夹具
与零件的放置，所述滑移机构130设置在机器人110底部，用于使所述机器人110可滑移地在所述柔性工作站100内运动。
50.在本实施例中，通过机器人110末端设置的柔性切换机构111，方便根据不同的零件对工艺设备140进行切换，满足大部分零件的加工制作，通过滑移机构130的设置方便机器人110在柔性工作站100上移动；
51.任意一个操作工位120上的零件进行加工时，其他操作工位120可进行夹具或零件切换，使零件的焊接与其他工位上夹具或零件的切换可以同时进行，提高了时间利用率，同时降低人工更换夹具或零件的危险性。
52.在其中一个实施例中，所述柔性切换机构111包括换枪盘112，可实现不同工艺设备140的切换。
53.在本实施例中，所述工艺设备140上均设有换枪盘112，通过机器人110上的换枪盘112与工艺设备140上的换枪盘112耦合，方便机器人110与工艺设备140的快速安装，实现机器人110根据零件进行工艺设备140的快速更换。
54.在其中一个实施例中，所述工艺设备140包括以下一种或者多种：
55.点焊枪，弧焊机，涂胶枪，铆接枪。
56.在本实施例中，可根据对零件所需的加工工艺对工艺设备140进行选择，使柔性工作站100具备多种对零件进行加工的工艺。
57.在其中一个实施例中，设置在操作工位120间的存放支架150，用于存放所述机器人110末端切换卸载下的所述工艺设备140。
58.在本实施例中，通过存放支架150的设置，方便卸载下的工艺设备140进行存放，将存放支架150设置在操作工位120之间，方便机器人110对工艺设备140进行就近取放，提高工艺设备140的更换效率。
59.本发明其中一个实施例提供了一种自动化试制线200，包括：
60.如以上任意一项实施例所述的柔性工作站100，以及夹具库210、上件工位240、agv小车250和夹具定位机构270，所述夹具库210包括存储组件230和取放组件220，所述存储组件230用于夹具的存储，取放组件220用于对存储组件230内的夹具进行拿取与放置，所述上件工位240用于工人对工件的上下件；所述上件工位240的一侧与操作工位120贴合，另一侧与夹具库210贴合，所述agv小车250用于对夹具进行运送，所述agv小车250在操作工位120与夹具库210之间往复运动，所述夹具定位机构270包括导向机构271和定位机构272，用于agv小车250的导向与夹具的定位，引导agv小车250落位夹具，并将夹具进行精确定位。
61.在本实施例中，取放组件220将夹具从存储组件230内取出，放置到agv小车250上，agv小车250将夹具背负到上件工位240上，工人手动夹具放置在agv小车250上，并将涂胶后的新零件更换到夹具上，agv小车250对夹具或零件进行运送，实现夹具或零件在上件工位240和操作工位120之间的输送，方便夹具或零件的运输，夹具库210包括存储组件230和取放组件220，所述存储组件230用于夹具的存储，取放组件220用于对存储组件230内的夹具进行拿取与放置，与agv小车250适配，实现夹具的自动拿取与存放，通过导向机构271，引导agv小车250落位夹具到定位机构272，对夹具进行自动切换，提高自动化程度。
62.在其中一个实施例中，所述取放组件220包括升降机222，所述升降机222安装在夹具库210内，所述升降机222上安装有伸缩叉223，所述升降机222在存储组件230之间上下移
动。
63.在本实施例中，通过升降机222实现存储组件230内夹具的拿取与放置，通过升降机222与agv小车250的适配，方便agv小车250将夹具运送至夹具库210外部。
64.在其中一个实施例中，所述存储组件230包括若干夹具存储支架231，所述升降机222在所述夹具存储支架231之间运动，所述夹具存储支架231内存放有若干夹具，所述伸缩叉223对夹具进行取放。
65.在本实施例中，夹具存储支架231上设有对升降机222进行限位的插销233，所述夹具存储支架231内最少可容纳十二套夹具，十二套夹具共需六层，夹具放置在活动板上，通过伸缩叉223方便对夹具进行自动取放与整理，提高自动化程度。
66.在其中一个实施例中，所述夹具定位机构270安装在操作工位120内。
67.在本实施例中，通过夹具定位机构270，将夹具固定安装在操作工位120内，方便夹具的定位与拆卸，方便零件的加工，agv小车250背负夹具进入定位机构272后，agv小车250自身的夹具base260(夹具base对agv小车250上背负的夹具进行高度的调节，夹具在夹具定位机构上的拿取与放置)下降，使夹具落在定位机构272的定位销和支撑组件上，对夹具进行定位。
68.在其中一个实施例中，所述agv小车250上设有夹具base260，用于夹具或零件取放。
69.在本实施例中，夹具base260包括顶升气缸，通过气缸控制夹具的高度，方便将夹具放置在夹具定位机构270上，夹具定位机构270的高度大于agv小车250，agv小车250将夹具或零件运送至操作工位120上方后，顶升气缸收缩，将夹具或零件放置在夹具定位机构270上，方便夹具库210对夹具的存放或机器人110对零件进行连接作业。
70.在其中一个实施例中，所述agv小车250将夹具或零件从升降机222下方经上件工位240运送至夹具定位机构270上。
71.在本实施例中，通过agv小车250将夹具或零件从升降机222下方经上件工位240运送至夹具定位机构270上，实现对夹具或零件的自动化切换，提高了夹具或零件的切换效率。
72.在其中一个实施例中，所述上件工位240内设有人工工位，通过人工对零件进行下料或对零件进行涂胶处理。
73.在本实施例中，上件工位240通过工人在手动涂胶台241内手动对零件进行涂胶等预先处理的操作。
74.在其中一个实施例中，所述导向机构271上对称安装有导向板2711，两个所述导向板2711的一端呈“八”字型排布。
75.在本实施例中，将两个导向板2711的一端呈“八”字型排布，方便agv小车250落位时进行导向，保证夹具可以平稳的落位到定位机构272上。
76.在其中一个实施例中，请参照图7至图12，提供了一种柔性工作站100，所述柔性工作站100包括若干台机器人110和滑移机构130，所述机器人110用于对零件进行连接作业；所述机器人110末端设有柔性切换机构111，用于切换工艺设备140，所述滑移机构130设置在机器人110底部，用于使所述机器人110可滑移地在所述柔性工作站100内运动。
77.在本实施例中，通过机器人110末端设置的柔性切换机构111，方便根据不同的零
件对工艺设备140进行切换，满足大部分零件的加工制作，通过滑移机构130的设置方便机器人110在柔性工作站100上移动。
78.在其中一个实施例中，所述柔性切换机构111包括换枪盘112，可实现不同工艺设备140的切换。
79.在本实施例中，所述工艺设备140上均设有换枪盘112，通过机器人110上的换枪盘112与工艺设备140上的换枪盘112耦合，方便机器人110与工艺设备140的快速安装，实现机器人110根据零件进行工艺设备140的快速更换。
80.在其中一个实施例中，所述工艺设备140包括以下一种或者多种：
81.点焊枪，弧焊机，涂胶枪，铆接枪。
82.在本实施例中，可根据对零件所需的加工工艺对工艺设备140进行选择，使柔性工作站100具备多种对零件进行加工的工艺。
83.在其中一个实施例中，设置在操作工位120间的存放支架150，用于存放所述机器人110末端切换卸载下的所述工艺设备140。
84.在本实施例中，通过存放支架150的设置，方便卸载下的工艺设备140进行存放，将存放支架150设置在操作工位120之间，方便机器人110对工艺设备140进行就近取放，提高工艺设备140的更换效率。
85.本发明其中一个实施例提供了一种自动化试制线200，包括：
86.如以上任意一项实施例所述的柔性工作站100，以及夹具库210和上件工位240所述夹具库210包括存储组件230和取放组件220，所述存储组件230用于夹具的存储，取放组件220用于对存储组件230内的夹具进行拿取与放置，所述上件工位240用于工人对工件的上下件；所述夹具库210对称设置在柔性工作站100的两侧，人工上件工位240低于夹具库210异于柔性工作站100的一侧。
87.在本实施例中，取放组件220将夹具从存储组件230内取出，放置到升降机小车221上，升降机小车221将夹具背负到上件工位240上，工人手动将涂胶后的新零件更换到夹具上，升降机小车221对夹具或零件进行运送，实现夹具或零件输送，方便夹具或零件的运输，夹具库210包括存储组件230和取放组件220，所述存储组件230用于夹具的存储，取放组件220用于对存储组件230内的夹具进行拿取与放置，升降机小车221适配，实现夹具的自动拿取与存放，提高自动化程度。
88.在其中一个实施例中，所述上件工位240之间设有滑轨232，滑轨232贯穿夹具库210以及柔性工作站100，所述滑轨232上滑动连接有若干个升降机小车221。
89.在本实施例中，根据需求，升降机小车221可以是一个或多个，通过升降机小车221在滑轨232上运动，实现夹具或零件的运输与取放，相较于实施例一，本实施例减少了操作工位120，直接通过升降机小车221移动至机器人110下方对零件进行加工，当任意一个零件在加工时，其他升降机小车221对其他夹具和零件进行运送，使零件的焊接与其他夹具或零件的切换可以同时进行，提高了时间利用率，同时降低人工更换夹具或零件的危险性。
90.在其中一个实施例中，所述取放组件220包括升降机222，所述升降机222安装在夹具库210内，所述升降机222上安装有伸缩叉223，所述升降机222在存储组件230之间上下移动，所述升降机222位于滑轨232的上方。
91.在本实施例中，通过升降机222对夹具进行取放，并将夹具运送至滑轨232上方，方
便升降机小车221对夹具进行背负运输。
92.在其中一个实施例中，所述存储组件230包括若干夹具存储支架231，所述升降机222在所述夹具存储支架231之间运动，所述夹具存储支架231内存放有若干夹具，所述伸缩叉223对夹具进行取放。
93.在本实施例中，所述夹具存储支架231上设有对升降机222进行限位的插销233，所述夹具存储支架231内最少可容纳十二套夹具，十二套夹具共需六层，夹具放置在活动板上，通过升降机222上的伸缩叉223方便对夹具进行自动取放与整理，提高自动化程度。
94.在其中一个实施例中，所述升降机小车221将夹具或零件从上件工位240经升降机222下方运送至柔性工作站100内。
95.在本实施例中，通过升降机小车221对夹具或零件进行运送，并进入柔性工作站100内，通过机器人110进行加工，提高零件焊接的效率。
96.在其中一个实施例中，所述上件工位240内设有人工工位，通过人工对零件进行下料或对零件进行涂胶处理。
97.在本实施例中，上件工位240内设有手动涂胶台241，上件工位240通过工人在手动涂胶台241内手动对零件进行涂胶等预先处理的操作。
98.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。