本實用新型屬于汽車零件自動化機加工設備技術領域，具體涉及一種汽車零件沖壓用多工位自動上料裝置。

背景技術：

汽車零件的金屬沖壓件是汽車構造中十分重要的部分，例如汽車的車身、車架、車廂的主體都是由鋼板沖壓成形后焊接裝配而成的。

已知技術中對于上述沖壓件的生產都是采用自動化的沖壓設備來完成，但上料則是由人工完成。工人將待沖壓的金屬板材預先堆疊碼放至沖壓設備的進料端臺面側，然后一片一片的依次遞送至工位進行后續的沖壓作業。由于產量大，金屬板材重量重，故實際作業時工人體力消耗也大，通常需要多個工人交替作業，這導致用工成本較高。另一方面，人工高強度作業，難免會因操作疏漏和失誤而造成安全問題。

當然目前亦有一些企業采用自動化的機械手替代人工實施上料，但在實際運用中存在如下問題：

1）機械手抓取對于板材碼放的質量要求較高，假如工人碼放雜亂，或碼放高度未到位，則機械手往往無法順利抓取，需要工人重新整理堆放，反而更加費時費力；

2）上料工位僅一個，實際作業時機械手抓取效率依舊較低。

技術實現要素：

本實用新型目的是：針對背景技術中涉及的不足而提供一種自動化程度更高的汽車零件沖壓用多工位自動上料裝置，其能夠進一步提高生產效率以及作業精度，降低企業生產成本。

本實用新型的技術方案是：一種汽車零件沖壓用多工位自動上料裝置，包括機臺和設于機臺一側的機械手，其特征在于所述機臺上設有頂料工位、活動平臺以及驅動該活動平臺水平往復通過所述頂料工位的水平驅動機構，所述活動平臺上分設有若干用于疊放待沖壓汽車零件的安置區；每個所述安置區均設有頂料孔，而所述頂料工位上設有頂出孔，該頂出孔下方設有頂出機構，所述頂出機構包括頂出塊以及驅動所述頂出塊經由所述頂出孔和頂料孔上下活動的升降驅動機構；所述頂料工位上還設有檢測立柱，該檢測立柱上設有用于檢測待沖壓汽車零件是否堆放達到預定高度的激光感應儀，該激光感應儀和機械手均與PLC控制器電連接，而PLC控制器同時連接控制所述水平驅動機構和升降驅動機構；當激光感應儀檢測到待沖壓汽車零件堆放達到預定高度時向PLC控制器發出信號，再由PLC控制器發出指令控制機械手將待沖壓汽車零件轉移至沖壓設備的進料端。

進一步的，本實用新型中所述水平驅動機構是由伺服電機帶動的平移絲杠副或齒輪分度盤。需要說明，采用平移絲杠副時活動平臺是被驅動直線來回運動，而采用齒輪分度盤時活動平臺是被驅動來回擺動。對于這兩種運動形式，本實用新型都予以保護。當然伺服電機帶動的平移絲杠副和齒輪分度盤都是常規技術，本實用新型中不再詳述。

進一步的，本實用新型中所述水平驅動機構是伺服液壓缸或伺服氣缸。采用伺服液壓缸和伺服氣缸時，活動平臺將被驅動做直線來回運動。

進一步的，本實用新型中所述頂出機構還包括若干平行縱向設置的導向桿，這些導向桿均固定在頂出塊的底部，同時所述機臺的底部藉由吊板連接有升降驅動機構固定板，所述升降驅動機構設于該升降驅動機構固定板上，同時所述升降驅動機構固定板上設有供所述導向桿穿過的導向孔。上述結構設計確保頂出塊的升降運動更加平穩可靠。

優選的，本實用新型中所述升降驅動機構是伺服蝸輪絲杠升降機。同常規技術一樣，該伺服蝸輪絲杠升降機由伺服電機、蝸桿、傳動箱和螺桿構成，蝸桿橫向設置，并與伺服電機的輸出軸連接固定，傳動箱內設有與蝸桿配合的蝸輪，該蝸輪通過軸承定位，且中心一體設置螺母，該螺母與縱向設置的螺桿配合。螺桿頂部與頂出塊活動連接。伺服電機轉動后通過蝸桿和蝸輪帶動螺桿上下運動，使得頂出塊能夠上下升降帶動安置區內的零件一起運動。

優選的，本實用新型中所述機臺上設有用于支撐并導向活動平臺的滑軌，活動平臺底部設有與滑軌配合的滑塊。

優選的，本實用新型中所述每個安置區均設有用于限制待沖壓汽車零件水平活動的限位機構，該限位機構包括設置在所述安置區四周用于限制汽車待沖壓零件水平活動的若干縱向定位銷柱，活動平臺上對應于各定位銷柱均設置有定位塊，定位塊上設有供定位銷柱穿設的孔，同時定位塊四周橫向設有鎖緊所述定位銷柱的螺釘。定位銷柱的具體使用數量根據實際情況而定，對于矩形的汽車零件板材，通常每邊都至少設置兩根定位銷柱來定位。

進一步的，本實用新型中所述機械手為電磁鐵式機械手或真空吸盤式機械手，具體結構形式均參見現有技術。

優選的，本實用新型中所述頂出塊呈X形，而頂料孔和頂出孔均與頂出塊的形狀匹配。當然頂出塊也可以設計成其他形狀，只需確保體積小的同時又能穩固的承托待沖壓汽車零件。

進一步的，本實用新型中所述機臺的頂料工位上還設有支架和固定在支架上用于分隔待沖壓汽車零件的磁性分離器，由于汽車零件都是金屬材質，且當待沖壓的零件為較薄的片材類時，它們相互堆疊后形成粘滯力較難分開，不便于機械手抓取，而磁性分離器能夠給予相鄰片材一定斥力，便于兩者分離。當然磁性分離器為常規技術，本實用新型中不再詳述。

本實用新型具體使用時機臺放置在沖壓設備的進料端（臺面）一側，因所述活動平臺上分設有多個用于疊放待沖壓汽車零件的安置區，工作人員先在其中一個上疊放零件。隨即PLC控制器控制水平驅動機構工作，驅動活動平臺運動直至疊放有零件的安置區到達機臺上的頂料工位時停止。激光感應儀檢測疊放零件是否達到預定高度，如達到，則PLC控制器發出指令控制機械手將零件轉移至沖壓設備進料端（臺面）上；如未達到，則由PLC控制器控制升降驅動機構帶動頂出塊上升，將零件頂起至預定高度，激光感應儀檢測通過后，PLC再次發送指令控制機械手將零件轉移至沖壓設備進料端（臺面）上。機械手在操作過程中，工人可以在其他安置區預先疊放待沖壓汽車零件，待前一安置區的零件上料完畢，則下一安置區進入頂料工位繼續工作。

本實用新型的優點是：

1．本實用新型通過PLC控制多機構協調作業實現多工位的汽車零件上料，自動化程度更高，工作效率和作業精度都進一步得到提高，能夠大大節約企業用工成本。

2. 本實用新型活動平臺上設有多個安置區，當其中一個安置區處于機臺頂料工位進行上料作業時，其他安置區可以預先堆放待沖壓的汽車零件，節約時間，提高上料作業效率。

3. 本實用新型預先采用激光感應儀檢測零件高度，只有零件達到預定高度才進一步驅動機械手抓取零件，這一改進避免了機械手無法順利抓取零件，大大提高了機械手的抓取精度，使得上料作業進程更加順利可靠。

4. 本實用新型的安置區四周采用定位銷柱來限位，確保零件疊放整齊，不會晃動，使得后面的機械手能夠更好的抓取，大大提高抓取精度。

5. 本實用新型頂出機構和激光感應儀的配合設計確保疊放后的汽車零件能夠依次遞進自動上料，減輕了人工負擔，且運作可靠，效率高，能夠大大降低企業生產成本。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型一種具體實施例的主視圖；

圖2為圖1的俯視圖。

其中：1、機臺；A、頂料工位；2、活動平臺；3、安置區；4、頂料孔；5、頂出塊；6、檢測立柱；7、激光感應儀；8、伺服電機；9、平移絲杠副；10、導向桿；11、吊板；12、升降驅動機構固定板；13、伺服蝸輪絲杠升降機；13a、伺服電機；13b、傳動箱；13c、螺桿；14、滑軌；15、滑塊；16、定位銷柱；17、定位塊；18、螺釘；19、支架；20、磁性分離器。

具體實施方式

實施例：結合圖1和圖2所示，對本實用新型提供的這種汽車零件沖壓用多工位自動上料裝置的具體實施方式說明如下：

整套裝置具有機臺1和設于機臺1一側的機械手（圖中省略），所述機臺1上設有頂料工位A、活動平臺2以及驅動該活動平臺2水平往復通過所述頂料工位A的水平驅動機構，本實施例中水平驅動機構采用的是由伺服電機8帶動的平移絲杠副9，平移絲杠副9內的螺桿與伺服電機8的輸出軸連接，而平移絲杠副9內與螺桿配合的多個螺母固定在活動平臺2底部，伺服電機8與PLC控制器（圖中未畫出）電連接。并且本實施例中所述機臺1上設有用于支撐并導向活動平臺2的滑軌14，數量為兩根，關于平移絲杠副9左右平行對稱設置。活動平臺2底部設有與滑軌14配合的滑塊15，如圖1和圖2所示。

本實施例中所述活動平臺2上分設有兩個用于疊放待沖壓汽車零件的安置區3；每個所述安置區3均設有頂料孔4，而所述頂料工位A上設有頂出孔（圖中未標出），該頂出孔下方設有頂出機構，所述頂出機構由頂出塊5、驅動所述頂出塊5經由所述頂出孔和頂料孔4上下活動的升降驅動機構以及導向桿10共同組成。本實施例中的頂出塊5呈X形，而頂料孔4和頂出孔均與頂出塊5的形狀匹配。

如圖1所示，本實施例中升降驅動機構采用的是伺服蝸輪絲杠升降機13。同常規技術一樣，該伺服蝸輪絲杠升降機13由伺服電機13a、蝸桿（圖中不可見）、傳動箱13b和螺桿13c構成，蝸桿橫向設置，并與伺服電機13a的輸出軸連接固定，傳動箱13b內設有與蝸桿配合的蝸輪，該蝸輪通過軸承定位，且中心一體設置螺母，該螺母與縱向設置的螺桿13c配合。螺桿13c頂部與頂出塊5活動連接。伺服電機13a也與PLC控制器電連接，其轉動后通過蝸桿和蝸輪帶動螺桿13c上下運動，使得頂出塊5能夠上下升降帶動安置區3內的待沖壓汽車零件一起運動。

依舊結合圖1所示，本實施例中所述導向桿10數量為4根，平行縱向設置，這些導向桿10均固定在頂出塊5的底部，同時所述機臺1的底部藉由吊板11連接有升降驅動機構固定板12，所述升降驅動機構的伺服電機13a和傳動箱13b均固定在該升降驅動機構固定板12上，同時所述升降驅動機構固定板12上設有供所述導向桿10穿過的導向孔。上述結構設計確保頂出塊5的升降運動更加平穩可靠。

本實施例中在所述頂料工位A上還設有檢測立柱6，該檢測立柱6上設有用于檢測待沖壓汽車零件是否堆放達到預定高度的激光感應儀7，該激光感應儀7和機械手均與PLC控制器電連接。

結合圖1和圖2所示，本實施例中在所述每個安置區3均設有用于限制待沖壓汽車零件水平活動的限位機構，該限位機構由設置在所述安置區3四周用于限制汽車待沖壓零件水平活動的8根縱向定位銷柱16和與各定位銷柱16相對應的定位塊17及其鎖緊用螺釘18共同組成。本實施例中上料的待沖壓汽車零件為矩形片材，其疊放至安置區3后，每邊都由兩根定位銷柱16定位。所述活動平臺2上對應于各定位銷柱16均設置定位塊17，定位塊17上設有供定位銷柱16穿設的孔，同時定位塊17四周橫向設有鎖緊所述定位銷柱16的螺釘18。

本實施例中所述機臺的頂料工位A上還設有支架19和固定在支架19上用于分隔待沖壓汽車零件的磁性分離器20。

本實施例中所述機械手為真空吸盤式機械手。

本實施例具體用于汽車片材零件的沖壓上料，具體使用時，其機臺1放置在沖壓設備的進料端（臺面）一側，因所述活動平臺2上分設有兩個用于疊放待沖壓汽車零件的安置區3，工作人員先在其中一個上疊放零件。隨即PLC控制器控制水平驅動機構的伺服電機8工作，驅動活動平臺2運動直至疊放有零件的安置區3到達機臺1上的頂料工位A時停止。激光感應儀7檢測疊放零件是否達到預定高度，如達到，則PLC控制器發出指令控制機械手將零件轉移至沖壓設備進料端（臺面）上；如未達到，則由PLC控制器控制升降驅動機構內的伺服電機13a帶動頂出塊5上升，將零件頂起至預定高度，激光感應儀7檢測通過后，PLC再次發送指令控制機械手將零件轉移至沖壓設備進料端（臺面）上。機械手在操作過程中，工人可以在另一空閑的安置區3預先疊放待沖壓汽車零件，待前一安置區3的零件上料完畢，則下一安置區3進入頂料工位A繼續工作。

當然上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。