本發(fā)明涉及汽車裝備制造，尤其涉及一種用于汽車多車型多工藝生產(chǎn)的柔性自動化生產(chǎn)設備。
背景技術：
1、對于汽車生產(chǎn)而言，隨著工業(yè)產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴大，對產(chǎn)線的智能化要求日益提高的同時，還對焊接生產(chǎn)節(jié)拍的加快以及汽車生產(chǎn)焊接自動化率的提高和產(chǎn)品的質量提出了更高的要求。
2、目前，關于汽車白車身的汽車焊接產(chǎn)線，若完全依靠人工作業(yè)，由人工操作相應的生產(chǎn)設備實施切換生產(chǎn)、下線、螺柱焊、檢查焊接質量、刻印等生產(chǎn)作業(yè)。即由人工上件，人工操作焊鉗進行焊接，焊接完成后人工搬運下料，對于不同的產(chǎn)品，還需要投入不同的設備，每生產(chǎn)一種產(chǎn)品，都需要人工切換相對應的設備，這種生產(chǎn)形式不僅工作強度以及難度大，而且生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率均相對較低。另外，由于生產(chǎn)設備較多導致占地大以及投入成本高，增加了生產(chǎn)成本和資源浪費，在生產(chǎn)過程中需要頻繁切換不同的生產(chǎn)設備來適應不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對于產(chǎn)線的柔性化、自動化、高效率化和高合格率的生產(chǎn)要求。
3、如何解決上述難題，成為亟待解決的技術問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種能夠自適應不同車型的無縫切換生產(chǎn)以滿足現(xiàn)代汽車制造的柔性化、自動化、高效率化和高合格率生產(chǎn)的用于汽車多車型多工藝生產(chǎn)的柔性自動化生產(chǎn)設備。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：
3、一種用于汽車多車型多工藝生產(chǎn)的柔性自動化生產(chǎn)設備，包括工作站安全外圍裝置；在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內設有用于對工件實施生產(chǎn)作業(yè)的夾緊固定裝置、機器人焊接裝置、夾爪搬運裝置、第一緩存裝置、第一焊接機器人、第二焊接機器人、螺柱焊接裝置、第二緩存裝置、第二搬運機器人、視覺檢測裝置、激光刻印裝置和皮帶運輸裝置；
4、所述夾緊固定裝置設在所述工作站安全外圍裝置的生產(chǎn)區(qū)域的一端上用于固定所述工件；
5、所述機器人焊接裝置位于所述夾緊固定裝置的一端用于對固定于該夾緊固定裝置上的所述工件實施焊接操作；
6、所述第一緩存裝置位于所述機器人焊接裝置遠離所述夾緊固定裝置的一端上用于定位暫存由所述機器人焊接裝置焊接完成的所述工件以減少生產(chǎn)等待時間進而提高生產(chǎn)節(jié)拍；
7、所述夾爪搬運裝置、螺柱焊接裝置分別位于所述第一緩存裝置遠離所述機器人焊接裝置的一端兩側，并且所述螺柱焊接裝置位于所述夾爪搬運裝置的上端；
8、所述第一焊接機器人、第二焊接機器人分別位于所述螺柱焊接裝置遠離所述夾爪搬運裝置的一端兩側，其中，通過所述夾爪搬運裝置將暫存在所述第一緩存裝置上的工件抓取搬運至所述第一焊接機器人、第二焊接機器人之間進行空中補焊后再運送至所述螺柱焊接裝置上實施螺柱焊操作；
9、所述第二緩存裝置位于所述夾爪搬運裝置遠離所述第一緩存裝置的一端且靠近所述第二焊接機器人的一側上用于緩存完成螺柱焊的所述工件以減少生產(chǎn)等待時間進而提高生產(chǎn)節(jié)拍；
10、所述第二搬運機器人位于所述第二緩存裝置遠離所述第二焊接機器人的一端上，所述視覺檢測裝置位于所述第二緩存裝置遠離所述夾爪搬運裝置的一端上用于對所述工件進行視覺檢測；
11、所述激光刻印裝置位于所述第二搬運機器人遠離所述第二緩存裝置的一端上用于對所述工件進行激光刻印，其中，通過所述第二搬運機器人將位于所述第二緩存裝置上的所述工件搬運至所述視覺檢測裝置以及激光刻印裝置和皮帶運輸裝置上；
12、所述皮帶運輸裝置位于所述所述激光刻印裝置的一側且位置與所述視覺檢測裝置的位置相對應用于對所述工件進行下件。
13、優(yōu)選地，所述夾緊固定裝置設有兩組且其分別位于所述機器人焊接裝置遠離所述第一緩存裝置的一端兩側；每一所述夾緊固定裝置均包括設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且靠近所述機器人焊接裝置相應一側的夾具框架，以及設在所述夾具框架上的大底板、大底板固定塊、氣動連接器、電連接器、第一氣電控制器、大底板感應器、工裝到位阻擋塊、第一定位塊、第一凸塊、第一感應器、第一工裝檢測基準孔和抓手放置架；
14、所述大底板通過所述大底板固定塊固定在所述夾具框架上；所述氣動連接器設在所述夾具框架的相應一側且位于所述大底板的頂部用于自動對接所述大底板上的氣路；所述電連接器設在所述夾具框架上遠離所述氣動連接器的另一側且位于所述大底板的頂部用于自動對接所述大底板上的電路；所述第一氣電控制器設在所述夾具框架前側壁上用于控制夾緊固定裝置的氣路電路；所述大底板感應器、工裝到位阻擋塊設在所述夾具框架上且分別位于所述大底板固定塊的兩側用于限定和感應所述大底板是否安裝到位；所述第一定位塊設在所述大底板上用于對所述工件實施定位；所述第一凸塊設在所述大底板上且位于所述第一定位塊的相應一側端；所述第一感應器設在所述大底板上且位于所述第一定位塊遠離所述第一凸塊的另一側端用于感應所述工件是否在位；所述第一工裝檢測基準孔設有若干個且分別位于所述大底板的四端上用于校準位于所述大底板上的部件的安裝精度以滿足所述工件生產(chǎn)的精度要求；所述抓手放置架設在所述大底板上且位于所述電連接器一端的另一側用于存放所述工件的抓手。其中，所述第一凸塊呈夾套結構體設置用于與所述工件夾套配合。
15、優(yōu)選地，所述機器人焊接裝置包括第一機器人底座、焊接機器人、焊鉗、第一管線包、自動修磨器、自動換帽機和水控制器；
16、所述焊接機器人通過所述第一機器人底座設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述夾具框架與所述第一緩存裝置之間，所述焊鉗設在所述焊接機器人的末端；所述第一管線包設在所述焊接機器人上用于限定所述焊鉗的線路走線以保證在移動過程中的氣路和電路不會造成折斷的風險；所述自動修磨器設在生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第一機器人底座的一側端上用于對所述焊鉗上的電極在焊接頻次達到預設次數(shù)時實施電極自動修正；所述自動換帽機設在生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第一機器人底座靠近所述自動修磨器一端的另一側用于對所述焊鉗上已到達使用壽命的電極實施更換操作；所述水控制器設在所述第一機器人底座的下端一側壁上用于控制所述焊接機器人和所述焊鉗的水路。
17、優(yōu)選地，所述第一緩存裝置包括第一緩存框架、第一緩存板、第三定位塊、第三感應器和第二工裝檢測基準孔；
18、所述第一緩存框架設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第一機器人底座與所述夾爪搬運裝置之間，所述第一緩存板設有六個且該第一緩存板兩兩相對設在所述第一緩存框架的頂部兩側上；所述第三定位塊設有六個且相應的所述第三定位塊分別設在相應的所述第一緩存板的一側壁上用于對所述工件進行定位以便于所述夾爪搬運裝置抓取；所述第三感應器設有六個且相應的所述第三感應器分別設在相應的所述第一緩存板上用于感應所述工件是否在位；所述第二工裝檢測基準孔設有六組且相應的所述第二工裝檢測基準孔分別設在相應的所述第一緩存板上用于檢測所述第一緩存板的部件安裝精度以滿足所述工件生產(chǎn)的精度要求。
19、優(yōu)選地，所述夾爪搬運裝置包括第一搬運機器人、第二管線包、第二機器人底座、爬梯及維修護欄、抓手框架、第二定位塊、第二凸塊、第二感應器、快換器和第二氣電控制器；
20、所述第一搬運機器人通過所述第二機器人底座設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第一緩存框架遠離所述第一機器人底座的另一端，所述第二管線包設在所述第一搬運機器人上用于限定該第一搬運機器人的氣路和電路布線以確保其在移動過程中避免造成氣路和電路折斷風險；所述爬梯及維修護欄位于所述第二機器人底座遠離所述螺柱焊接裝置的另一側端上且該爬梯及維修護欄的上端與所述第二機器人底座的頂部連接用于維護安裝該第一搬運機器人；所述第二氣電控制器設在所述第一搬運機器人上用于控制夾爪搬運裝置的電路氣路；所述抓手框架通過所述快換器設在所述第一搬運機器人上且該快換器帶有用于與所述抓手框架快速切換安裝的抓手以適配于不同車型工件；所述第二定位塊設在所述抓手框架上用于定位所述工件；所述第二凸塊設在所述抓手框架的一側外緣上；所述第二感應器設在所述抓手框架上且位于所述第二定位塊靠近所述第二凸塊的一側用于感應所述工件是否在位。其中，所述第二凸塊呈夾套結構體設置用于與所述工件夾套配合。
21、優(yōu)選地，所述螺柱焊接裝置包括螺柱焊槍、螺柱焊支撐臂、接料斗和螺柱焊底座框架；
22、所述螺柱焊槍通過所述螺柱焊底座框架設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第二機器人底座遠離所述爬梯及維修護欄的一側端，所述螺柱焊支撐臂設在所述螺柱焊底座框架的頂部遠離所述螺柱焊槍的另一側上用于與該螺柱焊槍配合對所述工件的螺柱實施剛性焊接以保證焊接質量避免所述工件變形焊偏；所述接料斗設在所述螺柱焊底座框架的頂部上且位于所述螺柱焊槍、螺柱焊支撐臂之間用于收集接住所述螺柱焊槍產(chǎn)生的廢料。
23、優(yōu)選地，所述第二緩存裝置包括第二緩存框架、第二緩存板、第四定位塊、第四感應器和第三工裝檢測基準孔；
24、所述第二緩存框架設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第二機器人底座遠離所述第一緩存框架的另一側端，并且，所述第二緩存框架位于所述第二焊接機器人、第二搬運機器人之間，所述第二緩存板設有六個且該第二緩存板兩兩相對設在所述第二緩存框架的頂部兩側端上；所述第四定位塊設有六個且相應的所述第四定位塊分別設在相應的所述第二緩存板的一側端上用于對所述工件進行定位以便于所述第二搬運機器人抓取；所述第四感應器設有六個且相應的所述第四感應器分別設在相應的所述第二緩存板上遠離相應的所述第四定位塊的另一側端用于感應所述工件是否在位；所述第三工裝檢測基準孔設有六組且相應一組的所述第三工裝檢測基準孔設在相應的所述第二緩存板的四端上用于檢測該第二緩存板的部件安裝精度以滿足所述工件生產(chǎn)的精度要求。
25、優(yōu)選地，所述視覺檢測裝置包括相機框架、相機和光源；所述相機通過所述相機框架設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第二緩存框架遠離所述第二機器人底座的另一側端，其中，所述相機位于所述相機框架的頂部上用于采集所述工件的圖像信息以檢測該工件的焊接質量；所述光源設定在所述相機框架上且位于所述相機的下方用于發(fā)出亮光為所述相機提供明亮的視野。
26、優(yōu)選地，所述激光刻印裝置包括激光發(fā)生器、激光支架、激光控制柜和激光控制柜固定座；所述激光發(fā)生器通過所述激光支架設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述第二搬運機器人遠離所述第二緩存框架的另一側端用于對所述工件進行刻印；所述激光控制柜通過所述激光控制柜固定座設在生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述激光支架遠離所述第二搬運機器人的另一側端用于控制所述激光發(fā)生器以對所述工件實施刻印。
27、優(yōu)選地，所述皮帶運輸裝置包括皮帶輸送機、檢測光柵、啟停按鈕和儲料盤；所述皮帶輸送機設在所述工作站安全外圍裝置形成的生產(chǎn)區(qū)域內的地面上且位于所述激光支架的一側端，并且所述皮帶輸送機的位置與所述相機框架的位置相對應，所述檢測光柵設在所述皮帶輸送機的頂端兩側壁上用于檢測所述工件的位置；所述儲料盤設在所述皮帶輸送機的出口末端用于接收儲存所述工件以實現(xiàn)下件作業(yè)；所述啟停按鈕設定在所述儲料盤的一側壁上用于控制所述皮帶輸送機的啟停。
28、優(yōu)選地，所述工作站安全外圍裝置包括安全圍欄、安全光柵、線體電柜、線體程序控制柜、機器人控制柜、焊機控制柜、操作屏、按鈕盒、指示燈、機器人示教器、水氣單元和線體安全門；
29、所述安全圍欄設在指定區(qū)域地面上以形成一個生產(chǎn)區(qū)域用于保護相應的自動化設備；所述安全光柵設在所述安全圍欄的一側內壁上用于保護工人進入生產(chǎn)區(qū)域內實施上件作業(yè)；所述線體電柜設在所述安全圍欄指定一端中部上用于對相應的自動化設備實施電路控制；所述線體程序控制柜設在所述安全圍欄上且位于所述線體電柜的一側端用于對相應的自動化設備實施程序調試與控制；所述機器人控制柜設在所述安全圍欄上遠離所述線體電柜的另一側內壁上用于存放相應的機器人程序控制線路設備以便于實施機器人程序控制；所述焊機控制柜設在所述安全圍欄的內側壁上且位于所述機器人控制柜的一側端用于存放相應的焊機程序控制線路設備以便于實施焊槍焊接參數(shù)控制；所述操作屏設在所述安全圍欄位于所述安全光柵的一端中部內壁上用于操控相應的自動化設備；所述按鈕盒設在所述安全圍欄上且靠近所述操作屏的一端用于對相應的自動化設備實施總電路控制以實現(xiàn)對全部設備的斷電和緊急停電，所述指示燈設在所述安全圍欄上且位于所述按鈕盒的上方用于顯示相應的自動化設備的工作狀態(tài)；所述機器人示教器設在所述安全圍欄上且位于所述線體電柜遠離所述線體程序控制柜的另一側端用于對相應的自動化設備實施機器人示教調試；所述水氣單元設在所述安全圍欄上且位于所述線體程序控制柜遠離所述線體電柜的另一側端用于為相應的自動化設備提供水氣；所述線體安全門設在所述安全圍欄遠離所述安全光柵的另一側端上用于供工人進入安全圍欄內對相應的自動化設備實施維護保養(yǎng)以保障工人安全。
30、由于采用了上述結構，本發(fā)明具有的有益效果如下：
31、在本發(fā)明中，通過夾緊固定裝置各構成部件的配合能夠實現(xiàn)不同車型生產(chǎn)的自動切換，進而滿足對不同車型焊接的無縫切換生產(chǎn)；通過夾爪搬運裝置各構成部件的配合能夠實現(xiàn)不同車型工件的搬運，由此能夠實現(xiàn)多車型、小批量的快速換產(chǎn)與混線柔性生產(chǎn)，滿足現(xiàn)代汽車制造的柔性化、自動化、高效率化和高合格率生產(chǎn)的需求。
32、在本發(fā)明中，利用夾緊固定裝置、機器人焊接裝置、夾爪搬運裝置、第一緩存裝置、第一焊接機器人、第二焊接機器人、螺柱焊接裝置、第二緩存裝置、第二搬運機器人、激光刻印裝置和皮帶運輸裝置等的配合實現(xiàn)工件從焊接至下線全過程的無人工干預生產(chǎn)，同時由視覺檢測裝置集成了在線質量檢測與過程監(jiān)控。
33、在本發(fā)明中，通過第一焊接機器人、第二焊接機器人等機器人協(xié)同作業(yè)并結合第一緩存裝置和第二緩存裝置，能夠在生產(chǎn)過程中最大化減少機器人焊接裝置、夾爪搬運裝置、第二搬運器人的等待時間以提高生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)節(jié)拍遠超傳統(tǒng)人工操作產(chǎn)線。
34、在本發(fā)明中，機器人焊接裝置的自動焊接與搬運結合視覺檢測裝置的視覺檢測以及激光刻印裝置的自動刻印，能夠徹底消除人為操作的不確定性，顯著提升產(chǎn)品合格率。
35、在本發(fā)明中，夾緊固定裝置和夾爪搬運裝置的各構成部件均能夠自動切換以適配于不同車型的焊接切換生產(chǎn)，有效減少了設備的重復投入以降低生產(chǎn)成本和資源浪費以及工人勞動強度，實現(xiàn)了土地空間的高效利用。
36、因此，本發(fā)明具有能夠自適應不同車型的無縫切換生產(chǎn)以滿足現(xiàn)代汽車制造的柔性化、自動化、高效率化和高合格率生產(chǎn)的優(yōu)點。