CN104148854A - 一种顶盖支撑定位装置 - Google Patents

Abstract

一种顶盖支撑定位装置，包括基台，基台上设有倾斜安装的定位基架，定位基架为矩形框架，定位基架上设有支撑机构、滑移支撑机构和导向定位机构，支撑机构由分别固定在定位基架四角处用于支撑顶盖总成的四套支撑定位组件构成；滑移支撑机构由两套滑移支撑组件构成，各套滑移支撑组件分别设置在定位基架两个长边的中部；导向定位机构由数套导向定位组件构成，导向定位组件分别设置在定位基架的低位短边处和低位长边处。本发明巧妙利用顶盖总成自重滑移定位，重复定位精度高；设置的机器人抓手定位机构，可保证机器人抓手在每次放件时都能精确到同一位置；设置爬梯和维修台，方便维修人员维修，提高了安全性。

Description

一种顶盖支撑定位装置

技术领域

本发明涉及一种焊接工装，特别是用于汽车顶盖总成焊接工位的顶盖支撑定位装置。

背景技术

焊装是汽车生产的四大工艺之一，焊装设备的设计制造水平对车身的精度有着至关重要的影响。顶盖合拼作为汽车焊装生产线中三合拼工位之一，在汽车焊装生产线中有着举足轻重的地位，顶盖焊接质量的好坏直接影响整车的质量和外观，因此，在焊接时对机器人抓取顶盖总成时的重复定位精度就有了较高的要求。现有的顶盖总成定位普遍采用传统的置台，顶盖总成平放到置台上，由置台对顶盖总成进行支撑和简单的定位。随着焊装生产工艺的改进，产品质量与生产效率的提升，传统的置台已不能满足生产要求，所存在的主要问题如下：1、传统的置台采用导向杆对顶盖总成进行简单定位，重复定位精度差，影响顶盖总成的焊接品质；2、在机器人抓手示教调试时，传统的置台不能对机器人抓手放件位置进行精确的定位，造成机器人抓手位置不准确，无法保证顺利取放顶盖总成；3、未设有维修平台，在发生故障需要维修人员通过辅助工具（比如爬梯，吊带等）才可以顺利维修，增加了维修难度且安全性不易保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种重复定位精度高且可对机器人抓手放件位置进行精确定位的顶盖支撑定位装置。

本发明所述问题是由以下技术方案实现的：

一种顶盖支撑定位装置，包括基台，所述基台上设有倾斜安装的定位基架，所述定位基架为矩形框架，定位基架的低位长边相对与水平面具有倾角a，定位基架的低位短边相对水平面具有倾角b，定位基架上设有支撑机构、滑移支撑机构和导向定位机构，所述支撑机构由分别固定在定位基架四角处用于支撑顶盖总成的四套支撑定位组件构成；所述滑移支撑机构由两套滑移支撑组件构成，各套滑移支撑组件分别设置在定位基架两个长边的中部；所述导向定位机构由数套导向定位组件构成，各导向定位组件分别设置在定位基架的低位短边处和低位长边处。

上述顶盖支撑定位装置，所述定位基架上还设有用于精确调整机器人抓手位置的机器人抓手定位机构，所述机器人抓手定位机构由两套对称设置的机器人抓手定位组件构成，各套机器人抓手定位组件结构设置相同，机器人抓手定位组件包括补高台、固定块、定位销和限位块，补高台与定位基架固定，所述定位销与固定块固定，所述限位块为L形，限位块和固定块均固定在补高台顶部，由限位块限定固定块的位置；在调整机器人抓手位置阶段，机器人抓手上设置的定位销孔与所述定位销匹配插合，机器人抓手位置调整完毕，机器人抓手定位机构即从定位基架上拆除。

上述顶盖支撑定位装置，各套滑移支撑组件的结构设置相同，所述滑移支撑组件包括与定位基架固定的安装台，在安装台上固定两个连接座，各连接座上设有凸轮导向器，凸轮导向器的轴线与所述定位基架的长边呈64-66°的夹角。

上述顶盖支撑定位装置，各套导向定位组件的结构设置相同，所述导向定位组件包括固定在定位基架上的角座，角座上固定角架，角架上固定导向轴，导向轴外套装可相对导向轴自由转动的导向套。

上述顶盖支撑定位装置，各套支撑定位组件的结构设置相同，支撑定位组件包括固定在定位基架角处的支撑台，支撑台上固定支撑座，支撑杆经锁紧块固定在支撑座上，支撑杆的轴向与所述定位基架的长边平行。

上述顶盖支撑定位装置，所述导向定位组件设置四套，其中，两套导向定位组件固定在所述定位基架的低位短边处，另外两套导向定位组件固定在定位基架的低位长边处。

上述顶盖支撑定位装置，所述基台旁侧设有维修平台，维修平台设有连接地面的台阶，台阶侧边设有护栏。

上述顶盖支撑定位装置，所述定位基架的定位长边相对与水平面的倾角a为28-32°，所述定位基架的低位短边相对水平面的倾角b为13-17°。

本发明设计的顶盖支撑定位装置主要优点体现在如下方面：1、巧妙利用顶盖总成自重，将定位基架倾斜放置，矩形定位基架的长边和短相对水平面都具有倾角，顶盖总成置放到基架上后，在重力和滑移支撑机构的共同作用下下滑位移，由导向定位机构限定顶盖总成的静止位置，由支撑机构将顶盖总成可靠支撑，上述过程自动进行，重复定位精度高；2、设置机器人抓手定位机构，在机器人抓手抓取顶盖总成放置到定位基架之前，对机器人抓手放件位置进行精确的定位，从而保证机器人抓手在每次放件时都能精确到同一位置；3、设置爬梯和维修台，在所述定位装置发生故障时方便维修人员维修，提高了安全性。本发明不仅可用于顶盖总成的支撑定位，其设计思路同样可用于车身其他钣金件的支撑定位。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是定位基架的结构示意图；

图3是机器人抓手定位组件的结构示意图；

图4是滑移支撑组件的结构示意图；

图5是固定块和限位垫片的示意图；

图6是导向定位组件的结构示意图；

图7是导向轴与导向套的装配关系示意图；

图8是支撑定位组件的结构示意图。

图中各标号清单为：1、基台，2、定位基架，2-1、低位短边，2-2、低位长边，3、台阶，4、护栏，5、维修平台，6、支撑定位组件，6-1、支撑台，6-2、支撑座，6-3、锁紧块，6-4、支撑杆，7、机器人抓手定位组件，7-1、补高台，7-2、固定块，7-3、定位销，7-4、限位块，7-5、安装孔，7-6、限位垫片，8、滑移支撑组件，8-1、安装台，8-2、连接座，8-3、凸轮导向器，9、导向定位组件，9-1、角座，9-2、角架，9-3、导向轴，9-4、导向套，9-5、滚动轴承，10、立柱。

具体实施方式

参看图1、图2，本发明包括基台1，在基台上设有倾斜安装的定位基架2，定位基架用于定位支撑待焊接的顶盖总成，定位基架2上设有支撑机构、滑移支撑机构和导向定位机构。本发明将顶盖总成放置到定位基架上后，倾斜放置的顶盖总成在重力作用下产生位移，在滑移支撑机构和导向定位机构的协同作用下，自动进入定位位置，并由支撑机构可靠支撑。定位基架2为矩形框架，定位基架由四根立柱10支撑，四根立柱的高低不一，通过设计各立柱的高度尺寸，即可实现定位基架2的倾斜角度要求。定位基架2的低位长边2-2相对与水平面具有倾角a，a为28-32°，定位基架的低位短边2-1相对水平面具有倾角b，b为13-17°，在本实施例中选择a为30°、b为15°。所述支撑机构用于对顶盖总成支撑定位，支撑机构由分别固定在定位基架四角处的四套支撑定位组件6构成。所述滑移支撑机构用于对顶盖总成在移动的过程中起到支撑作用，同时兼具滑移导向作用，滑移支撑机构由两套滑移支撑组件8构成，各套滑移支撑组件分别设置在定位基架两个长边的中部。所述导向定位机构用于对顶盖总成的位置导向定位，导向定位机构由数套导向定位组件9构成，根据两点定一线的原理，图1、图2所示的实施例中导向定位组件采用了四套，其中两套设置在定位基架的低位短边2-1处，另外两套设置在定位基架和低位长边处。

参看图2、图3、图4，定位基架2上还设有用于精确调整机器人抓手位置的机器人抓手定位机构。机器人抓手定位机构用于对机器人抓手抓取顶盖总成后放置到定位基架的放件位置进行精确的定位，从而保证机器人抓手在每次放件时都能精确到同一位置放件，实现顺利取放顶盖总成。机器人抓手定位机构由两套对称设置的机器人抓手定位组件7构成，各套机器人抓手定位组件结构设置相同。机器人抓手定位组件7包括补高台7-1、固定块7-2、定位销7-3和限位块7-4。所述补高台与定位基架固定，所述定位销与固定块固定，所述限位块为L形，由限位块限定固定块的水平位置，限位块与固定块之间以及固定块与补高台之间可以根据需要放置调整垫片，以保证定位销的位置准确，定位销的位置调整合适后由螺钉将固定块固定在补高台上。在本实施例中固定块的位置调整是通过如下结构实现的，固定块上设有安装孔7-5，安装孔为台阶孔，安装孔下部小直径段的孔径要大于锁紧固定块的螺钉直径，安装孔内大直径段放置限位垫片7-6，限位垫片可以相对安装孔自由转动，限位垫片上设有槽孔，槽孔的宽度与螺钉的直径匹配。这样，当固定块的位置微调后，螺钉仍可以将固定块固定到补高台上。机器人抓手定位机构用在调整机器人抓手位置阶段，调整调整机器人抓手位置时，机器人抓手上设置的定位销孔与定位销匹配插合，机器人抓手位置调整完毕，机器人抓手定位机构即从定位基架上拆除。

参看图2、图5，各套滑移支撑组件8的结构设置相同，所述滑移支撑组件包括固定在定位基架2上的安装台8-1，在安装台顶部固定两个连接座8-2，各连接座上设有凸轮导向器8-3，凸轮导向器一方面支撑顶盖总成，另一方面对顶盖总成位移进行导向，因此凸轮导向器的设置方位应引导顶盖总成向定位基架2的低点处（图2中定位基架的左下角处）滑移。在本实施例中凸轮导向器的轴线与定位基架的长边呈64-66°的夹角。可以在连接座8-2与安装台8-1之间放置垫片，以保证凸轮导向器合适的安装高度。

参看图2、图6，各套导向定位组件9的结构设置相同，所述导向定位组件包括固定在定位基架上的角座9-1，角座上固定角架9-2，角架与角座之间可以通过添加垫片来调整角架相对角座的前后位置。角架上固定导向轴9-3，导向轴外套装设有可相对导向轴自由转动的导向套9-4。导向套可对顶盖总成限位，而且导向套的自由转动的结构可以减小与顶盖总成间的摩擦。导向套可通过与导向轴间采用间隙配合而达到自由转动的目的。在本实施例中，导向套与导向轴间增设了滚动轴承，如图7所示，设置滚动轴承可以最大限度的减少导向套与导向轴间的摩擦力，使导向套的转动更为顺畅。

参看图2、图8，各套支撑定位组件6的结构设置相同，支撑定位组件6包括固定在定位基架角处的支撑台6-1，支撑台上固定支撑座6-2，支撑台与支撑座之间可以加入垫片调整支撑高度，以保证对顶盖总成的精确支撑。圆柱体的支撑杆6-4经锁紧块6-3固定在支撑座上，支撑杆的轴向与所述定位基架的长边平行。支撑杆在支撑顶盖总成的同时，允许顶盖总成在支撑杆上滑动，故支撑杆表面需要较高的硬度和较为严格的表面粗糙度要求。

参看图1，所述基台1的旁侧设有维修平台5，维修平台5设有连接地面的台阶3，台阶侧边设有护栏4，操作人员可以经台阶上到维修平台5，对顶盖支撑定位装置维修或调试。

本发明机器顶盖支撑定位装置在机器人抓手抓取顶盖总成前，先利用机器人抓手定位机构对机器人抓手进行示教调试，确保机器人抓手能够精确的将制件放置到定位基架上。示教调试完成后，将机器人抓手定位机构拆除，此时机器人抓手即可保证每次在放置顶盖总成时的重复定位精度。机器人抓手抓取顶盖总成后在距定位基架约3mm处松开顶盖总成，顶盖总成在重力和滑移支撑机构的共同作用下下滑位移，由导向定位机构限定顶盖总成的静止位置，由支撑机构将顶盖总成可靠支撑，从而实现顶盖总成的自动定位，并可保证每次放件的重复定位精度。

Claims (8)

1.一种顶盖支撑定位装置，其特征在于：包括基台（1），所述基台上设有倾斜安装的定位基架（2），所述定位基架（2）为矩形框架，所述定位基架（2）的低位长边（2-2）相对与水平面具有倾角a，所述定位基架（2）的低位短边（2-1）相对水平面具有倾角b，所述定位基架（2）上设有支撑机构、滑移支撑机构和导向定位机构，所述支撑机构由分别固定在所述定位基架（2）四角处用于支撑顶盖总成的四套支撑定位组件（6）构成；所述滑移支撑机构由两套滑移支撑组件（8）构成，各套滑移支撑组件(8)分别设置在定位基架两个长边的中部；所述导向定位机构由数套导向定位组件（9）构成，各导向定位组件(9)分别设置在所述定位基架（2）的低位短边处和低位长边处。

2.根据权利要求1所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，所述定位基架上还设有用于精确调整机器人抓手位置的机器人抓手定位机构，所述机器人抓手定位机构由两套对称设置的机器人抓手定位组件（7）构成，各套机器人抓手定位组件结构设置相同，机器人抓手定位组件包括补高台（7-1）、固定块（7-2）、定位销（7-3）和限位块（7-4），补高台与定位基架固定，所述定位销与固定块固定，所述限位块为L形，限位块和固定块均固定在补高台顶部，由限位块限定固定块的位置；在调整机器人抓手位置阶段，机器人抓手上设置的定位销孔与所述定位销匹配插合，机器人抓手位置调整完毕，机器人抓手定位机构即从定位基架上拆除。

3.根据权利要求2所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，各套滑移支撑组件（8）的结构设置相同，所述滑移支撑组件包括与定位基架固定的安装台（8-1），在安装台上固定两个连接座（8-2），所述连接座（8-2）上设有凸轮导向器（8-3），所述凸轮导向器（8-3）的轴线与所述定位基架的长边呈64-66°的夹角。

4.根据权利要求3所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，各套导向定位组件（9）的结构设置相同，所述导向定位组件包括固定在定位基架上的角座（9-1），角座上固定角架（9-2），所述角架（9-2）上固定导向轴（9-3），所述导向轴外套装可相对导向轴自由转动的导向套（9-4）。

5.根据权利要求4所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，各套支撑定位组件（6）的结构设置相同，支撑定位组件（6）包括固定在定位基架角处的支撑台（6-1），所述支撑台（6-1）上固定支撑座（6-2），支撑杆（6-4）经锁紧块（6-3）固定在支撑座上，支撑杆的轴向与所述定位基架的长边平行。

6.根据权利要求5所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，所述导向定位组件（9）设置四套，其中，两套导向定位组件（9）固定在所述定位基架（2）的低位短边（2-1）处，另外两套导向定位组件（9）固定在所述定位基架（2）的低位长边（2-2）处。

7.根据权利要求6所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，所述基台（1）旁侧设有维修平台（5），所述维修平台（5）设有连接地面的台阶（3），所述台阶（3）侧边设有护栏（4）。

8.根据权利要求7所述的顶盖支撑定位装置，其特征在于，所述定位基架的定位长边（2-2）相对与水平面的倾角a为28-32°，所述定位基架（2）的低位短边（2-1）相对水平面的倾角b为13-17°。