一种天窗加强板螺栓焊接的上料方法与流程

1.本发明属于汽车零部件加工技术领域，具体涉及一种天窗加强板螺栓焊接的上料方法。


背景技术：

2.在汽车的组装过程中，为方便装配，会预先在车身上焊接上螺栓，使得在组装时，只需将对应的零部件对准放入后拧上螺母即可。现有技术中，天窗加强板放置在精度料架上，在需要焊接时，通过抓手将其抓取到夹具台上固定后再进行螺栓或螺母的焊接，由于在精度料架上的天窗加强板并未被固定，使得位于精度料架上的天窗加强板相对位置不准确，从而导致抓手在将天窗加强板放置在焊接台上时需要进行人工调整位置。


技术实现要素：

3.本发明拟提供一种天窗加强板螺栓焊接的上料方法，能在抓手将天窗加强板放置在焊接台上前确定天窗加强板的位置，从而保证天窗加强板能自动准确地被放置在焊接台上。
4.为此，本发明所采用的技术方案为：一种天窗加强板螺栓焊接的上料方法，包括以下步骤：
5.s1：将装有天窗加强板的精度料架推入到上料定位机构中固定；
6.s2：通过带有抓手的机械臂将天窗加强板抓取到对中台上，进行对中，其中对中台包括对中架，所述对中架通过呈矩形设置的至少四个第二高度调节组件设置在地面上，所述对中架顶面的每侧至少设置有一个用于实现天窗加强板对中的对中组件，所述对中架上还设置有至少三个用于支撑天窗加强板的支撑组件，部分支撑组件上设置有用于检测天窗加强板是否到位的第一到位传感器；当天窗加强板被抓手放到支撑组件上时，对中组件位于天窗加强板的内框内，同时第一到位传感器检测到信号，抓手松开，然后对中气缸工作调整天窗加强板的位置，从而实现对中；
7.s3：带有抓手的机械臂将完成对中的天窗加强板抓取到焊接台上进行固定。
8.作为上述方案中的优选，在s1中，所述上料定位机构包括开口设置在右侧且呈匚型的定位框，所述定位框通过第一高度调节组件设置在地面上，所述定位框的左侧前后间隔设置有两个缓冲组件和两个固定组件，所述定位框的左侧还设置有用于检测精度料架是否到位的料架检测组件和用于检测精度料架上是否有天窗加强板的天窗检测组件，所述定位框内前后间隔设置有两排左右延伸的底导向组件，所述定位框前后两端上均设置有朝向定位框内侧的侧导向组件，所述定位框两支腿的右端内侧上均设有定位导向板，两支腿的定位导向板的右部为斜板，且呈八字形分开。
9.进一步优选，在s2中，所述抓手包括抓手架，所述抓手架通过顶面设置的过渡板安装在机械臂的连接盘上，所述抓手架的前侧面、后侧面、左侧面和右侧面上均设置有定位组件和至少两个压紧组件，所述定位组件包括定位销，所述定位销通过定位销支架设置在定
位伸缩气缸上，所述定位伸缩气缸通过气缸座设置在抓手架上，所述抓手架上前后左右四个侧面上均设置有限位组件，所述抓手架的底面上设置有至少两个用于确定抓手位置的检测块；当抓手将天窗加强板由精度料架抓取到对中台时，定位伸缩气缸不工作，当抓手将天窗加强板由对中台抓取到焊接台上时，定位伸缩气缸工作使定位销伸入到天窗加强板的定位孔内。
10.进一步优选，所述第一高度调节组件和第二高度调节组件的结构相同，均包括安装螺栓、调节螺杆和固定设置在地面上且呈“l”型的固定板，所述定位框和对中架的下方均设置有安装板，所述固定板的竖直段上设置有竖直延伸的条形孔，所述安装板上前后左右任一侧面上水平设置有安装孔，所述安装螺栓穿过条形孔后拧紧在安装孔内，所述安装板上竖直设置有调节孔，所述调节螺杆的下端穿过调节孔后抵在设置在地面上的垫板上，所述调节螺杆上螺接有位于安装板上方的调节螺母，当松动安装螺栓再改变调节螺母的位置后，实现安装板的高度调节。
11.进一步优选，所述对中组件包括对中气缸和通过对中气缸带动水平移动的对中块，所述对中气缸通过气缸支架设置在对中座上，所述对中座设置在对中架顶面上，所述对中块通过对中支架设置在对中气缸的输出端上；所述支撑组件包括第三支撑块，所述第三支撑块通过第二支撑支架设置在支撑座上，所述支撑座设置在对中架顶面上，所述第一到位传感器通过第一传感器支架设置在第二支撑支架上。
12.进一步优选，所述缓冲组件包括左右延伸设置的缓冲块，所述缓冲块通过缓冲支架设置在定位框的左侧，所述缓冲块的右端向右延伸且伸入定位框内；所述固定组件包括固定块，所述固定块通过固定支架铰接在转动组件上，所述转动组件通过转动支架设置在定位框的左侧，所述固定块位于定位框内。
13.进一步优选，所述底导向组件包括底导向轮和左右延伸的底座，所述底座上前后间隔设置有两排底导向轮座，所述底导向轮设置在前后相对设置的两个底导向轮座之间，所述底导向轮的高度满足能将精度料架支撑且离开地面，所述侧导向组件包括侧导向轮，所述侧导向轮通过侧导向轮座设置在定位框左右两支腿内侧。
14.进一步优选，所述料架检测组件包括通过料架传感器支架设置在定位框上的料架传感器，所述天窗检测组件包括若干个前后间隔设置的天窗传感器，所有的天窗传感器均通过天窗传感器支架设置在定位框上。
15.进一步优选，所述抓手架上前后左右四个侧面上均间隔设置两个压紧组件，所述压紧组件包括上下相对设置的第一支撑块和压紧块，所述压紧块用于与第一支撑块配合将天窗加强板压紧在第一支撑块和压紧块之间，所述第一支撑块通过第一支撑块支架设置在压紧座上，所述压紧块通过压紧支架铰接在压紧驱动组件上，所述压紧驱动组件通过驱动支架设置在压紧座上。
16.进一步优选，每个侧面上的两个压紧组件之间设置有辅助夹紧组件，所述辅助夹紧组件包括第二支撑块和夹紧块，所述夹紧块设置在旋转电机的输出端上，所述旋转电机通过旋转支架设置在抓手架上，所述第二支撑块设置在旋转支架上且与夹紧块上下相对设置，所述限位组件包括能与天窗加强板内侧接触的挡板，所述挡板设置在旋转支架的侧面上，所述挡板的端头设置为向内弯曲的圆弧。
17.本发明的有益效果：在天窗加强板移动到焊接台上时，先对天窗加强板进行对中
处理，从而能有效保证抓手能准确将天窗加强板移动得到焊接台上被夹紧，进而减少天窗加强板在放置时人工调试时间和人工成本；对中架通过高度调节组件设置在地面上，当对中台安装时处于不平的地面或在制造时出现误差时，能保证对中架的顶面处于水平状态，进而保证天窗加强板的对中效果。
附图说明
18.图1为天窗加强板的示意图。
19.图2为精度料架的示意图一。
20.图3为精度料架的示意图二。
21.图4为本发明中对中台的示意图。
22.图5为本发明中上料定位机构的示意图。
23.图6为本发明中高度调节组件的示意图。
24.图7为本发明中抓手的示意图一。
25.图8为本发明中抓手的示意图二。
26.附图说明：1-对中架、1a-基准孔、2-第一到位传感器、3-调节螺杆、4-固定板、4a-条形孔、5-安装板、6-垫板、7-调节螺母、8-对中气缸、9-对中块、10-气缸支架、11-对中座、12-对中支架、13-第三支撑块、14-第二支撑支架、15-支撑座、16-第一传感器支架、17-防尘盖板、18-对中导向板、19-航插、20-定位框、21-定位导向板、22-缓冲块、23-缓冲支架、24-固定块、25-固定支架、26-转动组件、27-转动支架、28-底导向轮、29-底座、30-底导向轮座、31-侧导向轮、32-侧导向轮座、33-料架传感器支架、34-料架传感器、35-天窗传感器、36-天窗传感器支架、37-抓手架、38-过渡板、39-连接盘、40-定位销、41-定位销支架、42-定位伸缩气缸、43-气缸座、44-检测块、45-第一支撑块、46-压紧块、47-第一支撑块支架、48-压紧座、49-压紧支架、50-压紧驱动组件、51-驱动支架、52-夹紧块、53-旋转电机、54-旋转支架、55-挡板、56-第二到位传感器、57-第二传感器支架、58-第二支撑块。
具体实施方式
27.下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
28.如图4-8所示，一种天窗加强板螺栓焊接的上料方法，由以下步骤组成：
29.第一步：将装有天窗加强板的精度料架推入到上料定位机构中固定。
30.其中固定精度料架的上料定位机构主要由定位框20、缓冲组件、固定组件、料架检测组件、天窗检测组件、底导向组件、侧导向组件组成。定位框用于确定精度料架的固定位置，缓冲组件用于防止精度料架在进入到定位框内时直接撞击定位框，固定组件用于将精度料架固定在定位框内防止移动，料架检测组件用于检测精度料架是否到达指定位置，当到达时则启动固定组件将精度料架固定，天窗检测组件用于检测精度料架上对应位置处是否有天窗加强板的存在，从而方便机械臂的拿取，底导向组件和侧导向组件均是方便精度料架进入到定位框内。
31.为方便精度料架的固定，将定位框设置为右端开口且呈匚型的结构，即定位框主要由前侧、后侧和左侧的三根水平设置方钢焊接或螺接而成，同时在水平设置的方钢下方设置有支撑柱。在定位框20的左侧前后间隔设置有两个缓冲组件和两个固定组件，在定位
框20的左侧还设置有料架检测组件和天窗检测组件，在定位框20内前后间隔设置有两排左右延伸的底导向组件，在定位框20前后两端上均设置有朝向定位框内侧的侧导向组件。为保证精度料架能准确进入到定位框内，在定位框的右侧前后两个端头的内侧上设置有定位导向板21，两支腿的定位导向板21的右部为斜板，且呈八字形分开。
32.缓冲组件的具体结构包括左右延伸设置的缓冲块22，同时缓冲块22通过缓冲支架23设置在定位框20的左侧，且缓冲块22的右端向右延伸且伸入定位框20内。
33.固定组件的具体结构包括固定块24，同时固定块24通过固定支架25铰接在转动组件26上，转动组件26为现有技术，并且转动组件26通过转动支架27设置在定位框20的左侧下方，固定块24位于定位框20内。当精度料架进入定位框内时，固定块处于水平状态，且低于精度料架底框，当精度料架与缓冲块接触时，固定块位于精度料架底框下方，同时转动组件工作，带动固定块逆时针转动，使固定块压在精度料架底框一侧的梁，从而与缓冲块一起将精度料架固定。
34.底导向组件的具体结构包括底导向轮28和左右延伸的底座29，在底座29上前后间隔设置有两排底导向轮座30，同时将底导向轮28通过前后延伸的转轴设置在前后相对设置的两个底导向轮座30之间，底导向轮高于精度料架下方移动轮的高度，使得底导向轮能将精度料架支撑起，让精度料架不与地面接触，从而能进一步防止精度料架。
35.侧导向组件的具体包括对精度料架前后两侧进行导向的侧导向轮31，侧导向轮31通过侧导向轮座32设置在定位框20左右两支腿内侧，具体地在侧导向轮的上端设置有螺杆，当螺杆向上穿过固定在定位框上的侧导向轮座32后通过螺母防止侧导向轮掉落，同时螺杆与侧导向轮座之间为间隙配合，侧导向轮与定位框之间也留有间隙，前后两侧的侧导向轮之间的距离与精度料架的宽度匹配。
36.料架检测组件的具体结构包括通过料架传感器支架33设置在定位框20上的料架传感器34，最好是对应每个固定组件均设置有一个料架传感器。天窗检测组件的具体结构包括若干个前后间隔设置的天窗传感器35，天窗传感器35的数量和位置均与精度料架固定后精度料架上放置的最大限度的天窗加强板相对应，所有的天窗传感器35均通过天窗传感器支架36设置在定位框20上。
37.为保证定位框安装时的水平和消除定位框加工或装配时的误差，防止在精度料架上的天窗加强板出现较大幅度的偏移，从而保证抓手能从精度料架上将天窗加强板抓取，定位框20通过若干个第一高度调节组件设置在地面上。第一高度调节组件的具体结构包括安装螺栓、调节螺杆3和固定设置在地面上且呈“l”型的固定板4，在定位框20的下方间隔设置有若干个安装板5，安装板对应设置在支撑柱的下方，在固定板4的竖直段上设置有竖直延伸的条形孔4a，同时在安装板5上前后左右任一侧面上水平设置有安装孔，安装螺栓穿过条形孔4a后拧紧在安装孔内，实现安装板即定位框的固定。为实现上下位置调节，在安装板5上竖直设置有调节孔，调节螺杆3的下端穿过调节孔后抵在设置在地面上的垫板6上，同时在调节螺杆3上螺接有位于安装板5上方的调节螺母7，当松动安装螺栓再改变调节螺母7的位置后，能实现安装板5的高度调节。
38.第一步的详细步骤包括：将精度料架从右向左朝向定位框推入，同时在定位导向板的作用下保证精度料架能进入到定位框内，然后由于定位框内设置有底导向轮和侧导向轮，使得精度料架位于定位框内并被支撑离开地面，当精度料架与定位框左端的缓冲块接
触时，同时料架传感器检测到精度料架的存在，然后固定块在转动组件的作用下工作，从而将精度料架固定在定位框内。
39.第二步：通过带有抓手的机械臂将天窗加强板抓取到对中台上，进行对中。
40.其中抓手主要由抓手架37、过渡板38、检测块44、定位组件、压紧组件和限位组件组成，其中抓手架37通过顶面设置的过渡板38安装在机械臂的连接盘39上，在抓手架37的前侧面、后侧面、左侧面和右侧面上均设置有定位组件和至少两个压紧组件。为保证抓手架能正确地进入到天窗加强板的内框内，在抓手架37上前后左右四个侧面上均设置有限位组件，同时该限位组价还具有导向作用。为保证方便其他机构确定抓手的位置，即抓手能被其他零部件检测，在抓手架37的底面上设置有至少两个用于确定抓手位置的检测块44，当抓手抓取天窗加强板后，检测块不被遮挡。当抓手移动到位后，在抓手要到的位置处设置有检测器，通过检测器对检测块的感应，用以确实抓手是否到位。在本实施例中，可在对中台和焊接台上均设置有检测器。
41.定位组件的具体结构包括定位销40，且定位销40通过定位销支架41设置在定位伸缩气缸42上，定位伸缩气缸42通过气缸座43设置在抓手架37上。当抓手架移动到位时，定位伸缩气缸工作，使得定位销插入到天窗加强板的定位孔内。当抓手将天窗加强板由精度料架抓取到对中台时，定位伸缩气缸42不工作，当抓手将天窗加强板由对中台抓取到焊接台上时，定位伸缩气缸42工作使定位销40伸入到天窗加强板的定位孔内，从而保证抓手在对中台上抓取时天窗加强板位置的准确性，进而也保证其能准确到达焊接台上。
42.在抓手架37上前后左右四个侧面上均间隔设置两个压紧组件。压紧组件的具体结构包括上下相对设置的第一支撑块45和压紧块46，其中压紧块46用于与第一支撑块45配合将天窗加强板压紧在第一支撑块45和压紧块46之间，第一支撑块45通过第一支撑块支架47设置在压紧座48上，压紧块46通过压紧支架49铰接在压紧驱动组件50上，压紧驱动组件50为现有技术。压紧驱动组件50通过驱动支架51设置在压紧座48上，且将驱动支架51设置在压紧座的侧面，将第一支撑块支架47设置在压紧座上相对抓手架的外侧面上。为保护天窗加强板，第一支撑块45和压紧块46均采用柔性材料。在本实施例中，在每个压紧支架49和第一支撑块支架47上均对应间隔设置有两块压紧块和第一支撑块，且每个压紧组件上的压紧块和第一支撑块均上下对应设置，且为方便安装，将第一支撑块支架47安装在驱动支架51上。
43.为方便天窗加强板的压紧，在每个侧面上的两个压紧组件之间设置有辅助夹紧组件，且辅助夹紧组件包括第二支撑块58和夹紧块52，夹紧块52设置在旋转电机53的输出端上，旋转电机53通过旋转支架54设置在抓手架37上，第二支撑块58设置在旋转支架54上且与夹紧块52上下相对设置，当旋转电机53带动夹紧块52水平转动后，刚好与第二支撑块对应将天窗加强板夹紧。
44.限位组件的具体结构包括能与天窗加强板内侧接触的挡板55，同时将挡板55设置在旋转支架54的侧面上，为实现抓手在精度料架上能伸到天窗加强板的内框，将挡板55的端头，即挡板远离抓手板一端的下端，设置为向内弯曲的圆弧，使得挡板具有导向作用。
45.为实现压紧块的动作，在压紧组件上设置有第二到位传感器56，第二到位传感器56通过第二传感器支架57设置在第一支撑块支架上。抓手架移动后，当第二到位传感器能感应到信号，使压紧驱动组件工作带动压紧块向上转动，至压紧块与第一支撑块配合将天
窗加强板压紧。在本实施例中，只有左右两侧面上的压紧组件设置有第二到位传感器。
46.为减轻整个抓手架的重量，抓手架37设置有由方形钢焊接而成的呈
“ⅱ”
，在矩形框架的长边上间隔设置有加强条，在矩型框架的前后侧面上对应每个压紧组件和辅助夹紧组件均设置有延伸条。
47.对中架主要由对中架1、高度调节组件、对中组件、支撑组件和到位传感器2组成，其中对中架1通过呈矩形设置的至少四个第二高度调节组件设置在地面上，在对中架1顶面的每侧至少设置有一个用于实现天窗加强板对中的对中组件，同时在对中架1上还设置有至少三个用于支撑天窗加强板的支撑组件，部分支撑组件上设置有第一到位传感器2，当天窗加强板被放到支撑组件上时，对中组件位于天窗加强板的内框内。
48.对中架包括下端的支撑架和设置在支撑架上方的对中面，支撑架包括四根竖直设置且呈矩形分布的支撑柱，在相邻的两个支撑柱之间设置有连接柱，在四根支撑柱上方设置有呈矩形设置的矩形框架，在矩形框架的长度方向上间隔设置有两个加强柱，在加强柱上设置有用于支撑和定位抓手的放置柱。对中面设置为矩形的环板，对中面直接焊接在矩形框架的顶面上。在每个支撑柱的下方均设置有高度调节组件。
49.第二高度调节组件的具体结构与第一高度调节组件的结构相同，只是安装板设置在对中架下方，具体地安装板设置在支撑柱的底面上。
50.对中组件的具体结构包括对中气缸8和通过对中气缸8带动水平移动的对中块9，其中对中气缸8通过气缸支架10设置在对中座11上，对中座11设置在对中架1顶面上，对中块9通过对中支架12设置在对中气缸8的输出端上，且对中块位于对中面内，当对中气缸工作时，能带动对中块朝向对中面上对应外侧移动，从而实现天窗加强板的对中。
51.支撑组件的具体结构包括第三支撑块13，第三支撑块13通过第二支撑支架14设置在支撑座15上，支撑座15设置在对中架1顶面上，第一到位传感器2通过第一传感器支架16设置在第二支撑支架14上。
52.本实施例中，在对中面上沿环形间隔设置有十个支撑组件和六个对中组件，其中四个支撑组件设置在矩形的四个拐点上，在矩形的每条长边上间隔设置有两个支撑组件和两个对中组件，在矩形的每条短边上设置一个支撑组件和一个对中组件，且设置在矩形每条短边上的支撑座与对中座为同一个，其余对中组件上的对中座为设置在拐点上的支撑座，为方便识别抓手，在放置柱设置有检测器。在矩形的每个边上均设置有一个第三到位传感器。
53.为保证对中架能被调整为水平状态，在对中架1上设置有用于保证对中架1处于水平的基准孔1a。为防止基准孔内灰尘的沉积，在基准孔1a上设置有防尘盖板17。
54.为方便天窗加强板被放置在支撑块上，在对中架1的前后左右四个侧面上均竖直设置有对中导向板18，且对中导向板18的上端朝向对中架1的中部倾斜设置。最好是，对中导向板位于对中面上四条边的中部。
55.为方便整个对中台上零部件的信号和电源的连接，在对中架上配备有航插19，每个传感器、控制每个气缸的电磁阀均与航插电连接。
56.第二步的详细步骤包括：抓手在机械臂的作用下移动到精度料架上，由于挡板的存在能保证抓手伸到天窗加强板的内侧，然后第一支撑块和第二支撑块与天窗加强板接触，同时第二到位传感器检测到信号后，使压紧驱动组件和旋转电机工作，使压紧块和夹紧
块转动，从而对应与第一支撑块和第二支撑块配合将天窗加强板压紧实现抓取，然后机械臂将天窗加强板移动到对中台上被支撑组件支撑，当第一到位传感器检测到信号时，抓手松开，同时对中气缸工作，通过对中块调整天窗加强板的位置，从而实现对中。
57.第三步：带有抓手的机械臂将完成对中的天窗加强板抓取到焊接台上进行固定。其中焊接台我现有技术，在此不再赘述。
58.抓手再次抓取天窗加强板，此时定位伸缩气缸先工作，使定位销插入到定位孔内，然后压紧驱动组件和旋转电机工作，使压紧块和夹紧块转动，从而对应与第一支撑块和第二支撑块配合将天窗加强板压紧实现抓取，然后机械臂将天窗加强板移动到焊接台上。
59.在本实施例中，天窗加强板的结构如图1所示，精度料架的结构如图2和3所示，其中图2为精度料架有活动侧挡板(防止天窗加强板脱出)的示意图，图3为精度料架取下活动侧挡板后的示意图，此时方便天窗加强板的放入和取出。