CN104097713B - 一种用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其由夹具定位单元并联机构输送支撑单元和运输移动单元组成，其特征在于所述并联机构输送支撑单元为模块化单元，其由一个定平台、一个动平台和三个连接定平台与动平台的支链组成，所述定平台为正三棱锥形状，所述支链包括第一万向节、支链连杆、第二万向节、滑块和滑块驱动电机，支链连杆的一端通过第一万向节与动平台连接，且均布在动平台的圆周上，支链连杆的另一端通过第二万向节与滑块相连接，滑块分别在滑块驱动电机驱动下沿定平台的棱边滑动，每个并联机构输送支撑单元的定平台与运输移动单元固定。

Description

一种用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置

技术领域

本发明涉及汽车生产装配领域，具体涉及一种面向汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置。

背景技术

近年来，激烈的市场竞争迫使汽车产品的更新换代加速，为了能够在竞争中把握商机，处于领先地位，世界各国的汽车制造商推出新车型的周期正在逐渐缩短，同时，随着消费者对汽车产品的个性化需求不断提高，汽车产品的技术寿命和市场寿命不断缩短，从单一品种、大批量、连续且缺乏柔性为特征的大规模生产模式越来越不适应当前及未来的市场需求，而以兼具规模和客户化的多品种、小批量的柔性生产方式备受业界青睐。为此，汽车装配流水线也从单一品种流水线作业发展到现在的多品种混流装配，即通常所讲的混流生产。可见，汽车市场竞争已不再是产品质量生产成本的竞争，而上升到制造理念及市场定位的竞争。在此背景下，传统汽车输送定位装备已经不能满足现代汽车生产的需求，只有采用柔性输送定位装备才能适应这种混流生产的要求。

柔性输送定位装备具有如下优点：1.柔性大，可现实多品种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮卡等车身混线生产；2.易操作和维护，可离线编程，大大缩短现场调试时间，模块化的设计可实现快速安装和更换元器件，极大地缩短维修时间；3.定位准确，可以在不同工位间转换中实现准确无误的定位。

柔性输送定位装备已成为汽车工业自动化装备生产线必不可少的设备，然而，目前国内缺乏柔性装配装备的自主研发能力，对大型柔性装配平台集成应用技术缺乏系统研究，另外配套设备也比较缺乏，尚未建成柔性装配生产线。我国大多数汽车装备生产线仍然在采用半自动输送定位设备，少数企业所采用的输送定位机器人大部分都是来自国外的设备制造商，成套引进这些设备不仅价格昂贵，而且维护成本高，一旦设备出现故障，维修周期较长，更甚者有可能在维修期间导致整条生产线的停产，造成企业巨大的资源浪费和财产损失，因此实现柔性输送定位设备的国产化，提高对柔性输送定位装备的研究水平，打破国外厂商的技术垄断成为当前亟需解决的问题，这对于我国汽车装备产业以及汽车产业具有重大意义。

目前已经存在的移动定位装备，就其拓扑结构而言，均为开环构型；就装备本身的刚度、精度及其与待装配部件的连接形式而言，POGO柱式对接平台的移动精度低，刚度差，调姿能力弱，与待装配部件连接点少，易造成部件变形，但成本低；多点阵列式对接平台采用吸附点阵与待装配部件连接实现良好支撑，但成本较高且移动能力差；自主引导小车式对接平台采用专用夹具与待装配部件实现连接移动能力强，但移动精度低，调姿能力弱且刚度差。因此面向汽车装备的服役环境，开发具有自主知识产权的大刚度、高精度、强位姿能力的先进对接装备已经成为我国汽车制造业的迫切需求。

而并联机构是由多个支链构成的闭环机构，相对于传统的对接机构机构具有以下优点：结构简单紧凑、刚度高、无误差积累、运动部件质量小、易于实现高速运动、容易实现加工模块化、运动学简单、具有解耦或者部分解耦的特性。这些优点在一定程度上弥补了现有对接机构的不足。提高了装配工装的模块化与通用性，实现了装配过程的柔性化和自动化，缩短了生产周期，降低了制造成本，提高了装备质量，提高了柔性化装配适应性和装配线中物流的流畅性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种方便制造、易于控制的基于3-PUU并联机构的汽车柔性装配输送定位装备。该装备拥有并联机构的优点，更能适应白车身输送定位的任务，并可对不同形状和规格的白车身进行输送定位作业。

本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置由夹具定位单元并联机构输送支撑单元和运输移动单元组成，其特征在于所述并联机构输送支撑单元为模块化单元，其由一个定平台、一个动平台和三个连接定平台与动平台的支链组成，所述定平台为正三棱锥形状，所述支链包括第一万向节、支链连杆、第二万向节、滑块和滑块驱动电机，支链连杆的一端通过第一万向节与动平台连接，且均布在动平台的圆周上，支链连杆的另一端通过第二万向节与滑块相连接，滑块分别在在滑块驱动电机驱动下沿定平台的棱边滑动，每个并联机构输送支撑单元的定平台与运输移动单元固定，夹具定位单元与并联机构输送支撑单元的动平台通过一种即插即用的方式相固定，运输移动单元可在运输轨道上滑动。

本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其中，所述动平台三移动方向互相垂直，根据车身姿态调整要求，设计动平台三个方向的运动行程，采用运动叠加的形式，使动平台终端具有三个相互垂直方向的平动自由度；

本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其中，所述运输移动单元用于固定定平台并起承载作用，其可以在轨道上滑动，该滑动是靠电机拖动的，速度可调，能在不同工位之间输送定位。

本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其中，所述夹具定位单元是可以固定白车身的专用夹具或定位销，其在动平台的带动下移动到所需要位置，所述夹具定位单元为四个，通过四个夹具定位单元的不同位置来调整车身的位姿，实现精确定位。

本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其中，在每个运输移动单元上布置三、四或五个并联机构输送支撑单元。

本发明中提到的并联构型白车身输送定位装备有如下优点：(1)结构对称，易于制造，成本较低，更容易实现模块化加工；(2)其速度快、灵活性好；(3)相对于已经存在的移动定位装备更容易控制，定位精度易于保证；(4)工作空间大，在导轨上可实现大范围移动；(5)柔性程度高，可适应不同汽车整车的输送定位环境，更可以根据需要更换几句定位单元；(6)承载能力好，可输送大重量车身。

附图说明

图1是本发明的机械机构简图。

图2并联机构输送支撑单元机构简图

图1中1.夹具定位单元，2.并联机构输送支撑单元，3.运输轨道，4.运输移动单元。

图2中21.动平台，22.万向节1，23.支链连杆，24.万向节2，25.滑块，26.滑块驱动电机，27.定平台。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置由夹具定位单元1、并联机构输送支撑单元2和运输移动单元4组成。所述并联机构输送支撑单元2由一个定平台27、一个动平台21和三个连接定平台27与动平台21的支链组成，所述定平台27为正三棱锥形状，所述支链包括第一万向节22、支链连杆23、第二万向节24、滑块25和滑块驱动电机26。支链连杆23的一端通过第一万向节22与动平台21连接，且均布在动平台21的圆周上；支链连杆23的另一端通过第二万向节24与滑块25相连接，滑块25分别在在滑块驱动电机26驱动下沿定平台27的棱边滑动，每个并联机构输送支撑单元2的定平台27与运输移动单元4固定，夹具定位单元1与并联机构输送支撑单元2的动平台21通过一种即插即用的方式相固定，运输移动单元4可在运输轨道3上滑动。

Claims (4)

1.一种用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，该装置由夹具定位单元(1)并联机构输送支撑单元(2)和运输移动单元(4)组成，其特征在于所述并联机构输送支撑单元(2)为模块化单元，其由一个定平台(27)、一个动平台(21)和三个连接定平台(27)与动平台(21)的支链组成，所述定平台(27)为正三棱锥形状，所述支链包括第一万向节(22)、支链连杆(23)、第二万向节(24)、滑块(25)和滑块驱动电机(26)，支链连杆(23)的一端通过第一万向节(22)与动平台(21)连接，且均布在动平台(21)的圆周上，支链连杆(23)的另一端通过第二万向节(24)与滑块(25)相连接，滑块(25)分别在在滑块驱动电机(26)驱动下沿定平台(27)的棱边滑动，每个并联机构输送支撑单元(2)的定平台(27)与运输移动单元(4)固定，夹具定位单元(1)与并联机构输送支撑单元(2)的动平台(21)通过一种即插即用的方式相固定，运输移动单元(4)可在运输轨道(3)上滑动；在每个运输移动单元上布置三、四或五个并联机构输送支撑单元。

2.根据权利要求1所述的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其特征在于，所述动平台三移动方向互相垂直，根据车身姿态调整要求，设计动平台三个方向的运动行程，采用运动叠加的形式，使动平台终端具有三个相互垂直方向的平动自由度。

3.根据权利要求1所述的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其特征在于，所述运输移动单元(4)用于固定定平台(27)并起承载作用，其可以在轨道上滑动，该滑动是靠电机拖动的，速度可调，能在不同工位之间输送定位。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于汽车柔性装配的并联构型白车身输送定位装置，其特征在于，所述夹具定位单元(1)是可以固定白车身的专用夹具或定位销，其在动平台的带动下移动到所需要位置，所述夹具定位单元(1)为四个，通过四个夹具定位单元的不同位置来调整车身的位姿，实现精确定位。