CN113523312A - 一种汽车轮毂自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂自动化生产线，其技术方案为：包括回转料架、转运机械手、车床，回转料架周向间隔布置多个用于悬挂轮毂的悬挂架；转运机械手能够实现轮毂在回转料架与辊道之间的转运；所述辊道远离回转料架的一侧设置移动机械手，移动机械手用于将辊道上的轮毂转移至车床；车床安装有内撑式夹具和外夹式夹具，以夹紧轮毂。本发明采用串联式布局，结构紧凑，占用空间小，各装置配合实现轮毂的自动化生产，提高了生产效率。

Description

一种汽车轮毂自动化生产线

技术领域

本发明涉及轮毂加工技术领域，尤其涉及一种汽车轮毂自动化生产线。

背景技术

目前，轮毂生产线在机加工环节，通常需要工人徒手提起轮毂毛坯并将其卡装在机床卡盘上，工作量大、劳动强度高，长时间劳作容易造成身体部位损伤。而且人工搬入机床的工件，装夹的一致性差，容易出现机床加工偏差。不仅费时费力，效率低下，还容易碰伤轮毂表面，影响轮毂的质量。现有技术虽然出现了自动化生产线，但是依然存在不能满足生产效率和生产质量要求的问题。

例如，现有技术公开了一种轮毂加工生产线及其轮毂加工生产方法，包括机架，送料机构、正面滚边机构、翻转机构以及反面滚边机构，该装置结构紧凑，各部分独立驱动，适用与批量生产；但是该生产线的在上下料环节无法实现自动化，轮毂毛坯到达加工位置的过程中仍然需要大量的人工进行工件的搬运，导致产品性能不稳定，影响生产效率。现有技术还公开了一种汽车轮毂生产线，包括底架、侧立架、铺设架以及卷筒，其结构简单，能够有效防止轮毂产品的损伤，提高了产品合格率；但是该生产线中的码垛过程无法保证轮毂工件的精确定位，工件的码垛容易互相干涉，造成工件的磨损，次品率提高且生产的安全性无法保证。

现有技术还公开了一种轮毂加工用的上料台以及轮毂加工系统，其上料台包括圆形转台和动力装置，并设置三台车床进行加工，机械手将车床系统加工完成的轮毂送至下料装置；但是该系统上料台中的代加工工件无法进行自动化补充，加工的连续性无法保证，并且机加工工序设置在三台车床上，工件装夹次数多对加工精度也有影响。

综上所述，现有汽车轮毂生产线中加工环节的布局多有不足，存在占用空间较大、夹紧定位装置偏差较大等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种汽车轮毂自动化生产线，采用串联式布局，结构紧凑，占用空间小，各装置配合实现轮毂的自动化生产，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种汽车轮毂自动化生产线，包括：

回转料架，其周向间隔布置多个用于悬挂轮毂的悬挂架；

转运机械手，能够实现轮毂在回转料架与辊道之间的转运；所述辊道远离回转料架的一侧设置移动机械手，移动机械手用于将辊道上的轮毂转移至车床；

车床，其安装有内撑式夹具和外夹式夹具，以夹紧轮毂。

作为进一步的实现方式，所述内撑式夹具包括内撑式主体和内撑式卡爪，内撑式卡爪沿内撑式主体周向间隔布置多个，且内撑式卡爪与设于内撑式主体内的第一移动组件相连。

作为进一步的实现方式，所述内撑式主体周向设置多个安装槽，第一移动组件包括气缸和设于安装槽内的导轨块，内撑式卡爪导轨块滑动连接，且与气缸相连。

作为进一步的实现方式，所述内撑式卡爪包括第一卡爪头，第一卡爪头的外侧表面为弧形面。

作为进一步的实现方式，所述外夹式夹具包括外撑式主体和外撑式卡爪，外撑式卡爪沿外撑式主体周向布置多个，且与外撑式主体外壁铰接；所述外撑式卡爪通过滑动卡头与设于外撑式主体内的第二移动组件连接。

作为进一步的实现方式，所述外撑式卡爪包括第二卡爪头和卡爪臂，第二卡爪头安装于卡爪臂一端，卡爪臂另一端与外撑式主体铰接；所述卡爪臂设有用于滑动卡头移动的滑动槽。

作为进一步的实现方式，所述第二卡爪头的表面为弧形面，卡爪臂为7字型结构。

作为进一步的实现方式，所述转运机械手包括机械手爪，机械手爪包括爪盘、沿爪盘周向设置的多个夹持部，所述夹持部与沿爪盘径向设置的气缸相连。

作为进一步的实现方式，所述回转料架还包括支撑架、两个转盘，悬挂架连接于转盘之间，转盘通过转轴与支撑架连接，且所述转轴连接驱动机构。

作为进一步的实现方式，还包括加工中心，移动机械手设置于加工中心和车床之间；所述加工中心安装有微量润滑系统。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用串联式布局，多组车床、加工中心设置于两道相互平行的辊道之间，每个辊道分别设置转运机械手和回转料架，一套上下料系统能够能支撑多组机加工环节，结构紧凑，节省空间。

(2)本发明的车床能够同时安装两个夹具，在加工时，工件装夹的次数少，并且通过车床内部中转台进行工件在不同夹具上的转移增加了加工的精密性。

(3)本发明的内撑式夹具包括多个第一卡爪头，第一卡爪头的形状根据轮毂内表面轮廓线设置，外撑式夹具包括多个第二卡爪头，第二卡爪头根据轮毂外表面轮廓线设置，通过第一卡爪头、第二卡爪头的结构设计，实现对轮毂表面的稳定夹持；二者相互配合，保证了轮毂正反面加工时的连续性。

(4)本发明通过回转料架悬挂轮毂，使转运机械手能够沿轮毂轴向夹取轮毂，回转空间紧凑，不会出现与其他设备的干涉；且轮毂夹取后回转料架旋转使下一轮毂对应于抓取工位，简化了转运机械手的动作过程，提高了上下料效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的回转料架结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的转运机械手结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的机械手爪与机械臂连接示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的机械手爪夹持轮毂示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的机械手爪结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的车床结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的内撑式夹具结构示意图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的内撑式卡爪与气缸连接示意图；

图10是本发明根据一个或多个实施方式的内撑式主体结构示意图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的外夹式夹具爆炸图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的外夹式夹具主视图；

图13是本发明根据一个或多个实施方式的外撑式主体结构示意图；

图14是本发明根据一个或多个实施方式的外撑式卡爪结构示意图；

图15是本发明根据一个或多个实施方式的第二移动组件结构示意图；

图16是本发明根据一个或多个实施方式的移动机械手结构示意图；

其中，I、转运机械手，II、回转料架，III、移动机械手，IV、加工中心，V、车床，VI、辊道，VII、轮毂；I-01、机械手爪，I-02、机械臂；II-01、转盘，II-02、支撑架，II-03、悬挂架，V-01、车身，V-02、内撑式夹具，V-03、外夹式夹具；

I-01-01、夹持部，I-01-02气缸，I-01-03爪盘，I-01-04、导向槽；V-02-01、内撑式主体，Ⅴ-02-02、内撑式卡爪，Ⅴ-02-03、气缸，Ⅴ-02-04、导轨块；V-03-01、外撑式主体，Ⅴ-03-02、外撑式卡爪，Ⅴ-03-03、气缸，Ⅴ-03-04、定位盘，Ⅴ-03-05、滑动卡头；V-02-01-01、安装仓，V-02-01-02、支撑盘，V-02-01-03、安装槽，Ⅴ-02-02-01、第一卡爪头，Ⅴ-02-02-02、连接块；V-03-01-01、导向槽，V-03-01-02、支座，V-03-01-03、通孔；Ⅴ-03-02-01、卡爪臂，Ⅴ-03-02-02、第二卡爪头，Ⅴ-03-02-03、滑动槽。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种汽车轮毂自动化生产线，如图1所示，包括转运机械手I、回转料架II、移动机械手III、加工中心IV、车床V、辊道VI，加工中心IV、车床V均可设置多个，并需要配套相应的移动机械手III；移动机械手III设置于加工中心IV和车床V之间，车床V的两侧均设置辊道VI，一个辊道VI用于上料，另一个辊道VI用于下料，每个辊道VI均对应移动机械手III和回转料架II。

本实施例采用串联式布局，多组车床V、加工中心IV设置于两道相互平行的辊道VI之间，其中一个为上料辊道，另一个为下料辊道；每个辊道VI分别对应转运机械手I和回转料架II，一套上下料系统能够能支撑多组机加工环节，结构紧凑。

进一步的，回转料架II用于盛装轮毂VII，在上料区域，轮毂毛坯悬挂于回转料架II上，并通过转运机械手I将轮毂毛坯放置于辊道VI上；在下料区域，转运机械手I将加工后的轮毂从辊道VI上转移至回转料架II存储。

如图2所示，回转料架II包括转盘II-01、支撑架II-02、悬挂架II-03，转盘II-01设置两个，两个转盘II-01之间周向通过多个间隔设置的悬挂架II-03连接；转盘II-01的中心通过转轴与支撑架II-02连接，所述转轴连接驱动机构，通过驱动机构使转盘II-01相对支撑架II-02转动。驱动机构可以为链条传动机构、齿轮齿条机构等。

在本实施例中，悬挂架II-03采用T型结构，其T型伸出端用于悬挂轮毂VII。当转运机械手I夹取轮毂VII后，转盘II-01旋转，使带有轮毂VII的悬挂架II-03对应于转运机械手I夹取工位。

进一步的，如图3和图4所示，转运机械手I包括机械臂I-02和机械手爪I-01,机械手爪I-01与机械臂I-02可拆卸连接。如图5和图6所示，所述机械手爪I-01包括夹持部I-01-01、爪盘I-01-03和气缸I-01-02，爪盘I-01-03径向开设多个用于夹持部I-01-01移动的导向槽I-01-04。在本实施例中，导向槽I-01-04设置四个，可以理解的，在其他实施例中，导向槽I-01-04也可以设置为其他个数。

所述爪盘I-01-03中心位置安装有与导向槽I-01-04个数相同的气缸I-01-02，气缸I-01-02与夹持部I-01-01相连，通过气缸I-01-02带动夹持部I-01-01沿导向槽I-01-04移动。在本实施例中，夹持部I-01-01采用吸盘式夹爪，其底部设置滑块，滑块与导向槽I-01-04相适配。

在本实施例中，车床V采用双主轴双刀塔卧式车床，即车床V内安装两个夹具，如图7所示，车床V包括车身V-01，车身V-01内安装内撑式夹具V-02和外夹式夹具V-03，根据轮毂正面和反面的加工工序设置，通过内撑式夹具V-02、外夹式夹具V-03夹持轮毂VII。

进一步的，如图8所示，内撑式夹具V-02包括内撑式主体V-02-01、内撑式卡爪Ⅴ-02-02、第一移动组件，第一移动组件安装在内撑式主体V-02-01上，且第一移动组件与内撑式卡爪Ⅴ-02-02相连，通过第一移动组件使内撑式卡爪Ⅴ-02-02沿轮毂VII径向移动，以实现对轮毂VII内表面的卡紧。

具体的，如图9所示，所述第一移动组件包括气缸Ⅴ-02-03、导轨块Ⅴ-02-04，气缸Ⅴ-02-03设置多个，与内撑式卡爪Ⅴ-02-02个数相同。为了实现对轮毂VII的稳定夹持，本实施例设置四个内撑式卡爪Ⅴ-02-02；当然，在其他实施例中，内撑式卡爪Ⅴ-02-02也可以为三个，或其他个数。

所述气缸Ⅴ-02-03沿内撑式主体V-02-01径向设置，气缸Ⅴ-02-03带动内撑式卡爪Ⅴ-02-02径向移动。所述内撑式卡爪Ⅴ-02-02包括连接块Ⅴ-02-02-02和第一卡爪头Ⅴ-02-02-01，第一卡爪头Ⅴ-02-02-01与连接块Ⅴ-02-02-02可拆卸连接，所述连接块Ⅴ-02-02-02与气缸Ⅴ-02-03的输出端相连。

在本实施例中，所述第一卡爪头Ⅴ-02-02-01的外侧表面为弧形面，以能够与轮毂VII内表面贴合，进一步保证夹持稳定。

如图10所示，所述内撑式主体V-02-01包括支撑盘V-02-01-02、安装仓V-02-01-01，安装仓V-02-01-01固定于支撑盘V-02-01-02上；其中，安装仓V-02-01-01的横截面呈环形，其内部为圆柱形空腔。

安装仓V-02-01-01的周向开有多个安装槽V-02-01-03，安装槽V-02-01-03内装有导轨块Ⅴ-02-04，内撑式卡爪Ⅴ-02-02的连接块Ⅴ-02-02-02与导轨块Ⅴ-02-04滑动连接。在本实施例中，导轨块Ⅴ-02-04内部设有贯穿的通道，连接块Ⅴ-02-02-02设置于通道内，二者形状相适配，例如，为凸字型结构。

内撑式卡爪Ⅴ-02-02沿安装仓V-02-01-01周向布置，在气缸Ⅴ-02-03的作用下，第一卡爪头Ⅴ-02-02-01能够向靠近或远离安装仓V-02-01-01的方向移动，以调整第一卡爪头Ⅴ-02-02-01是否与轮毂VII内表面贴合。

进一步的，如图11和图12所示，外夹式夹具V-03包括外撑式主体V-03-01、外撑式卡爪Ⅴ-03-02、第二移动组件、定位盘Ⅴ-03-04，定位盘Ⅴ-03-04安装于外撑式主体V-03-01一端，以图12所示方向为参考，定位盘Ⅴ-03-04位于外撑式主体V-03-01顶端。

外撑式卡爪Ⅴ-03-02沿外撑式主体V-03-01周向布置多个，轮毂VII设置于定位盘Ⅴ-03-04，通过外撑式卡爪Ⅴ-03-02夹持轮毂VII外表面。所述外撑式卡爪Ⅴ-03-02连接第二移动组件，通过第二移动组件靠近或远离轮毂VII。

进一步的，如图15所示，第二移动组件包括多个气缸Ⅴ-03-03，气缸Ⅴ-03-03的个数与外撑式卡爪Ⅴ-03-02相同；气缸Ⅴ-03-03的伸出端连接滑动卡头Ⅴ-03-05，滑动卡头Ⅴ-03-05与外撑式卡爪Ⅴ-03-02滑动连接，通过气缸Ⅴ-03-03实现外撑式卡爪Ⅴ-03-02的转动。

进一步的，如图14所示，外撑式卡爪Ⅴ-03-02包括第二卡爪头Ⅴ-03-02-02、卡爪臂Ⅴ-03-02-01，本实施例的卡爪臂Ⅴ-03-02-01为7字型结构，以使卡爪臂Ⅴ-03-02-01能够顺利转动，不受其他部件干扰。

所述第二卡爪头Ⅴ-03-02-02连接于卡爪臂Ⅴ-03-02-01的一端，第二卡爪头Ⅴ-03-02-02的表面为弧形面，以能够与轮毂VII外表面贴合。所述卡爪臂Ⅴ-03-02-01开有滑动槽Ⅴ-03-02-03，滑动卡头Ⅴ-03-05设置为U型结构，其通过销轴与滑动槽Ⅴ-03-02-03形成滑动连接。

如图13所示，所述外撑式主体V-03-01的内部为空腔，用于安装气缸Ⅴ-03-03。外撑式主体V-03-01周向开设多个通孔V-03-01-03，气缸Ⅴ-03-03的端部从通孔V-03-01-03伸出以与滑动卡头Ⅴ-03-05相连。

外撑式主体V-03-01外侧周向安装多个支座V-03-01-02，外撑式卡爪Ⅴ-03-02的卡爪臂Ⅴ-03-02-01与支座V-03-01-02铰接，以使外撑式卡爪Ⅴ-03-02能够相对外撑式主体V-03-01转动。在本实施例中，外撑式卡爪Ⅴ-03-02设置四个，以稳定夹持轮毂VII。可以理解的，在其他实施例中，外撑式卡爪Ⅴ-03-02也可以选择为其他个数。

进一步的，外撑式主体V-03-01周向对应于外撑式卡爪Ⅴ-03-02位置开有导向槽V-03-01-01，以避免外撑式主体V-03-01造成对外撑式卡爪Ⅴ-03-02运动的干涉。所述定位盘V-03-04与外撑式主体V-03-01对应位置同样开设导向槽。

进一步的，如图16所示，移动机械手III包括机械手III-01和移动底座III-02，机械手III-01安装于移动底座III-02上，移动底座III-02沿垂直于辊道VI方向设置。移动底座III-02采用现有结构，只要能够实现机械手III-01的直线运动即可，例如采用电机驱动的丝杠组件。机械手III-01的结构与转运机械手I结构相同，此处不再赘述。

进一步的，所述加工中心IV安装有微量润滑系统，为车床V和加工中心IV供给切削液。移动机械手III从辊道VI上抓取轮毂VII放置到车床V上进行加工，加工完成后移动机械手III将轮毂VII从车床V上转运至加工中心IV进行下一工序的加工。加工完成后，移动机械手III将轮毂VII从加工中心IV中取出，并放置在另一辊道VI上转运离开机加工环节。

其中，加工中心IV和车床V完成的工序如表1所示：

表1加工工序

本实施例采用串联式布局，一套上下料系统(包括上料区域、下料区域的辊道VI，对应的转运机械手I、回转料架II)能够能支撑多组机加工环节，保证了生产线的密集性节省空间的同时，也为后续产线的拓展和功能的添加保留了可行性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，包括：

回转料架，其周向间隔布置多个用于悬挂轮毂的悬挂架；

转运机械手，能够实现轮毂在回转料架与辊道之间的转运；所述辊道远离回转料架的一侧设置移动机械手，移动机械手用于将辊道上的轮毂转移至车床；

车床，其安装有内撑式夹具和外夹式夹具，以夹紧轮毂。

2.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述内撑式夹具包括内撑式主体和内撑式卡爪，内撑式卡爪沿内撑式主体周向间隔布置多个，且内撑式卡爪与设于内撑式主体内的第一移动组件相连。

3.根据权利要求2所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述内撑式主体周向设置多个安装槽，第一移动组件包括气缸和设于安装槽内的导轨块，内撑式卡爪导轨块滑动连接，且与气缸相连。

4.根据权利要求2所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述内撑式卡爪包括第一卡爪头，第一卡爪头的外侧表面为弧形面。

5.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述外夹式夹具包括外撑式主体和外撑式卡爪，外撑式卡爪沿外撑式主体周向布置多个，且与外撑式主体外壁铰接；所述外撑式卡爪通过滑动卡头与设于外撑式主体内的第二移动组件连接。

6.根据权利要求5所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述外撑式卡爪包括第二卡爪头和卡爪臂，第二卡爪头安装于卡爪臂一端，卡爪臂另一端与外撑式主体铰接；所述卡爪臂设有用于滑动卡头移动的滑动槽。

7.根据权利要求6所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述第二卡爪头的表面为弧形面，卡爪臂为7字型结构。

8.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述转运机械手包括机械手爪，机械手爪包括爪盘、沿爪盘周向设置的多个夹持部，所述夹持部与沿爪盘径向设置的气缸相连。

9.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，所述回转料架还包括支撑架、两个转盘，悬挂架连接于转盘之间，转盘通过转轴与支撑架连接，且所述转轴连接驱动机构。

10.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂自动化生产线，其特征在于，还包括加工中心，移动机械手设置于加工中心和车床之间；所述加工中心安装有微量润滑系统。

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