白车身焊接生产线的工件输送系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种白车身焊接生产线的工件输送系统，包括基架、导轨、输送单元、滑台、报警装置和控制系统，基架固定在地面上，基架上固定设有报警装置和沿Y向的导轨，导轨上设有位移传感器I，导轨位于焊接生产线地面设备的上方；导轨沿生产线工件输送方向设置在基架上端，输送单元上端与导轨配合，输送单元下端悬吊，滑台位于输送单元下方，待输送的工件放置在滑台上，控制系统控制输送单元和滑台的动作。本发明专利技术还公开了该白车身焊接生产线的工件输送系统的控制方法。该工件输送系统可架设在生产线上方实现工件的长距离输送，占用生产现场场地少，同时控制系统控制实现各个动作件的动作，控制效率高，可靠性高。

Workpiece conveying system and its control method for BIW Welding Production Line

The invention discloses a work piece conveying system of the white body welding line, which includes the base frame, the guide rail, the conveying unit, the slide table, the alarm device and the control system. The base frame is fixed on the ground, the alarm device and the guide rail along the Y are fixed on the base frame, the displacement sensor I is set on the guide rail, the guide rail is located on the ground of the welding line. On the top of the equipment, the guide rail is located on the upper end of the base frame along the production line of the production line. The upper end of the conveying unit is cooperated with the guide rail, the lower end of the conveying unit is suspended, the slide table is located under the conveying unit. The workpiece to be conveyed is placed on the slide table, and the control system controls the movement of the conveying unit and the slide table. The invention also discloses a control method for the workpiece conveying system of the BIW Welding production line. The work piece conveyer system can be erected over the production line to realize the long distance transportation of the workpiece, occupy less site of the production site, and control the control system to realize the action of various action parts, and the control efficiency is high and the reliability is high.

【技术实现步骤摘要】
白车身焊接生产线的工件输送系统及其控制方法
本专利技术涉及自动化生产领域，具体涉及一种白车身焊接生产线的工件输送系统及其控制方法。
技术介绍
自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。因生产线自动化程度高，生产效率高，设备利用率大而广泛应用于工业生产中；现今汽车加工大多采用自动化生产线加工，比如汽车后侧围总成的焊接生产线。自动化生产线如白车身焊接生产线一般会出现如下情况：在白车身焊接生产线中，综合考虑到生产的成本、生产线布置的场地、设备的利用率，一条生产线中工件A在生产线的工作站间的输送是不连续的，如工件A在工作站I加工完成后，工作站II和工作站III是用于加工工件B，而工件A和工件B在工作站IV组合加工形成工件C，从而导致工价A在工作站I加工完成后需要输送系统将工件A从工作站I运输到工作站IV，而现有的工作站II到工作站IV的输送系统上主要是输送工件B，不便于同时输送工件A；一方面由于工作站与工作站之间的距离较远，机器人的臂长有限，使用机器人搬运无法实现工件A在工作站之间的输送；另一方面如果搭建一条专门的地面传送带运输工件A会占用较大生产场地，不便于设备等的布置。同时白车身焊接生产线上由于工件为白车身的零部件，形状不规则，对于输送系统上工件的夹紧和定位要求高，否则输送过程中工件的错位滑动等会影响下一工序工件的的焊缝位置，进而影响焊接质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种白车身焊接生产线的工件输送系统及其控制方法，实现自动生产线上的长距离、安全高效输送，同时也不影响生产线设备的布置，占用场地少；同时输送过程中工件保持固定的放置状态。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：白车身焊接生产线的工件输送系统，包括基架、输送单元、滑台和控制系统；所述基架固定在地面上，基架上固定设有报警装置和沿Y向的导轨，导轨上设有位移传感器I，导轨位于焊接生产线地面设备的上方；优选的，所述的报警装置为安装在基架侧面的报警灯，还可以为其他常用的报警装置；基架架设在现有的生产线的上方，立于焊接生产线的加工设备和机器人上方，不额外占用生产现场地面场所，场地利用率高，对生产线的改动小。所述输送单元包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台、竖直连接臂和抓手，竖直连接臂上端与滑动工作台连接，下端与抓手连接，竖直连接臂上设有位移传感器II，滑动工作台上设有与导轨配合滚轮；抓手的下端设有若干抓手夹具，抓手夹具的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机固定在滑动工作台上并驱动竖直连接臂上下运动；Z向驱动电机固定在基架上并驱动滑动工作台沿导轨运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向；优选的，位移传感器I和位移传感器II可以为工业中常用的数字激光位移传感器，通过激光回波分析法测定滑动工作台在导轨上的运动位移或者竖直连接臂在竖直方向上的运动位移；进一步的，位移传感器I和位移传感器II还可以为光栅、磁栅等大位移直线传感器，根据使用环境和要求达到的精度选用。所述滑台设置在基架下方，滑台包括基座、移动板和若干滑台夹具，工件放置在移动板上，移动板设置在基座上端，基座上设有放件位和工作位，移动板在气缸驱动下在放件位和工件位之间切换；移动板上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具分为两组，滑台夹具组I和滑台夹具组II；优选的，抓手夹具/滑台夹具由旋转气缸驱动，抓手夹具/滑台夹具通过由旋转气缸驱动的旋转臂夹紧/松开工件，旋转臂与工件的接触端为夹紧端，接触式传感器I/接触式传感器II设置在旋转臂与工件贴合的端面上，进一步的，接触式传感器I/接触式传感器II优选接触式压力传感器，通过接触式压力传感器反馈的的接触面间的压力数据判断抓手夹具/滑台夹具是否夹紧工件。优选的，气缸上的位移传感器III固定在缸体上，通过气缸的活塞感知缸体上的位移传感器的信号从而实现气缸活塞的位移的控制，通过控制气缸活塞的行程实现移动板在放件位和工件位之间的切换，其中放件位为将工件放置于滑台上移动板所处的位置，放件位靠近放件机器人，工件位为抓手夹具夹取工件时移动板所处的位置。所述控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机的控制信号、Y向驱动电机的控制信号、抓手夹具的驱动控制信号、滑台夹具的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。优选的，所述的基架上设有两道导轨，两道导轨可以同时用于输送工件，提高输送效率；同时，若两条焊接生产线平行布置，可以使用同一套工件输送系统实现工件的输送。优选的，还包括站台、护栏和护台，站台设置在基架的上方，站台的的周边设有护栏；护台呈U型，护台悬吊在基架上，护台上端固定在基架上，护台下端面高于基架下端设备。抓手及工件在Z向驱动电机的带动下上升到指定高度后，抓手及工件Y向移动时，工件和抓手从护台中通过，防止发生意外时工件掉落损坏下方生产线上的设备；站台和护栏便于人员在基架上方观察整个生产线的工作情况。优选的，所述的Z向驱动电机为伺服电机，Y向驱动电机为步进电机；实际工作过程中，对抓手Z向的定位精度要求较高，所以Z向驱动电机为步进电机，相对的，Y向的定位精度要求不高，使用步进电机降低了输送系统的成本。优选的，所述的导轨沿Y向的两端还固定设置有接触片，相应的，滑动工作台沿Y向的两端还设有有行程开关，行程开关的控制信号与控制器连通；接触片触发行程开关实现对滑动工作台在Y向的限位保护。优选的，所述的竖直连接臂上设有竖直布置的齿条，齿条与设置在Z向驱动电机输出轴上的齿轮啮合。优选的，所述的控制器为PLC控制器。控制以上所述的工件输送系统的方法，包括如下控制过程：S1.移动板从放件位移动到工作位，控制器接收气缸上位移传感器III所发送的位置信号；控制器根据位移传感器III的信号判断移动板位于工作位，执行S2，否则重新执行S1；S2.控制器控制Z向驱动电机带动抓手向下移动到工件I的抓取位；控制器接收位移传感器II所发送的位置信号；控制器判断抓手位于工件I的抓取位，控制器锁死Z向驱动电机并执行S3，否则重新执行S2；S3.控制器控制滑台夹具组I松开工件I，然后控制抓手夹具夹紧工件I，最后控制滑台夹具组II松开工件I；控制器接收接触式传感器I和接触式传感器II所发送的信号；控制器根据接触式传感器I和接触式传感器II的信号判断滑台夹具已松开工件I且抓手夹具已夹紧工件I，则执行S4，否则重新执行S3；S4.控制器控制Z向驱动电机带动抓手向上移动到指定高度I，控制器接收位移传感器II所发送的位置信号；控制器判断抓手位于指定高度I，控制器锁死Z向驱动电机并执行S5，否则重新执行S4；S5.控制器控制Y向驱动电机带动滑动工作台由位置I沿Y向运动到位置II，控制器接收位移传感器I所发送的位置信，控制器判断滑动工作台位于位置II，控制器锁死Y向驱动电机并执行S6，否则重新执行S5；S6.控制器控制Z向驱动电机驱动竖直连接臂带动工件I向下运动到工件I的目标位，控制器接收位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：包括基架（10）、输送单元（30）、滑台（60）和控制系统；所述基架（10）固定在地面上，基架（10）上固定设有报警装置和沿Y向的导轨（20），导轨（20）上设有位移传感器I，导轨（20）位于焊接生产线地面设备的上方；所述输送单元（30）包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台（35）、竖直连接臂（36）和抓手（31），竖直连接臂（36）上端与滑动工作台（35）连接，下端与抓手（31）连接，竖直连接臂（36）上设有位移传感器II，滑动工作台（35）上设有与导轨（20）配合的滚轮（33）；抓手（31）的下端设有若干抓手夹具（32），抓手夹具（32）的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机（32）固定在滑动工作台（35）上并驱动竖直连接臂（36）上下运动；Z向驱动电机固定在基架（10）上并驱动滑动工作台（35）沿导轨（20）运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向；所述滑台（60）设置在基架（10）下方，滑台（60）包括基座（61）、移动板（62）和若干滑台夹具，工件放置在移动板（62）上，移动板（62）设置在基座（61）上端，基座（61）上设有放件位和工作位，移动板（62）在气缸驱动下在放件位和工件位之间切换；移动板（62）上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具分为两组，即滑台夹具组I和滑台夹具组II，在滑台夹具松开工件时，滑台夹具组I先松开工件，滑台夹具组II后松开工件；所述控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机（31）的控制信号、Y向驱动电机（32）的控制信号、抓手夹具（32）的驱动控制信号、滑台夹具（63）的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。...

【技术特征摘要】
1.白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：包括基架（10）、输送单元（30）、滑台（60）和控制系统；所述基架（10）固定在地面上，基架（10）上固定设有报警装置和沿Y向的导轨（20），导轨（20）上设有位移传感器I，导轨（20）位于焊接生产线地面设备的上方；所述输送单元（30）包括Z向驱动电机、Y向驱动电机、滑动工作台（35）、竖直连接臂（36）和抓手（31），竖直连接臂（36）上端与滑动工作台（35）连接，下端与抓手（31）连接，竖直连接臂（36）上设有位移传感器II，滑动工作台（35）上设有与导轨（20）配合的滚轮（33）；抓手（31）的下端设有若干抓手夹具（32），抓手夹具（32）的夹紧端设有接触式传感器I；Y向驱动电机（32）固定在滑动工作台（35）上并驱动竖直连接臂（36）上下运动；Z向驱动电机固定在基架（10）上并驱动滑动工作台（35）沿导轨（20）运动；所述的Y向为工件输送方向，所述的Z向为竖直方向；所述滑台（60）设置在基架（10）下方，滑台（60）包括基座（61）、移动板（62）和若干滑台夹具，工件放置在移动板（62）上，移动板（62）设置在基座（61）上端，基座（61）上设有放件位和工作位，移动板（62）在气缸驱动下在放件位和工件位之间切换；移动板（62）上设有若干用于夹紧工件的滑台夹具，滑台夹具的夹紧端设有接触式传感器II；所述气缸上设有位移传感器III；所述滑台夹具分为两组，即滑台夹具组I和滑台夹具组II，在滑台夹具松开工件时，滑台夹具组I先松开工件，滑台夹具组II后松开工件；所述控制系统包括数据接口和控制器，Z向驱动电机（31）的控制信号、Y向驱动电机（32）的控制信号、抓手夹具（32）的驱动控制信号、滑台夹具（63）的驱动控制信号、气缸的驱动控制信号、接触式传感器I的信号、接触式传感器II的信号、位移传感器I的信号、位移传感器II的信号、位移传感器III的信号和报警装置的控制信号均通过数据接口与控制器通信。2.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的基架（10）上设有两道导轨（20）。3.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：还包括站台（40）、护栏和护台（50），站台（40）设置在基架（10）的上方，站台（40）的的周边设有护栏；护台（50）呈U型，护台（50）悬吊在基架（10）上，护台（50）上端固定在基架（10）上，护台（50）下端面高于基架（10）下端的设备。4.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的Z向驱动电机（31）为伺服电机，Y向驱动电机（32）为步进电机。5.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的导轨（20）沿Y向的两端还固定设置有接触片（31），相应的，滑动工作台（35）沿Y向的两端还设有有行程开关（34），行程开关（34）的控制信号与控制器连通；接触片（21）触发行程开关（34）实现滑动工作台（35）在Y向的限位保护。6.根据权利要求1所述的白车身焊接生产线的工件输送系统，其特征在于：所述的竖直连接臂（36）上设有竖直布置的齿条，齿条与设置在Z向驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晨旭，刘渝，王宇，杨昌明，童俊，姚光明，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51