CN105965494A - 一种带对中功能的全景天窗安装机械手 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种带对中功能的全景天窗安装机械手，包括安装架、浮动框架组、托盘固定座、对中装置、Z轴气缸、导轨、配合座和导轨安装架；浮动框架组包括上架和下架，托盘固定座安装在下架上，对中装置位于上架和下架之间，提升气缸安装在上架的外侧，带动对中装置作竖直往复运动；定位板设置在上架的上方，安装板上设置有多个万向轴承，位于定位板的上方，配合座一端安装在定位板上，另一端与万向轴承配合；导轨安装架通过导轨安装在安装架上，导轨安装架的底部固定在安装板上。Z轴气缸带动导轨安装架沿着导轨方向作往复运动，通过对中装置将定位孔与第二定位销进行预定位后，再将天窗玻璃与窗框结合安装在一起，提高了安装效率和质量。

Description

一种带对中功能的全景天窗安装机械手

技术领域

本发明涉及汽车天窗安装技术领域，特别涉及一种带对中功能的全景天窗安装机械手。

背景技术

中国专利(CN2015201174091)揭示了一种全景天窗装配机械手，其公开了通过连接部上的吸盘吸附天窗玻璃，再由控制部控制连接部从车辆的前挡风玻璃进入到车体内部，使天窗玻璃和天窗框架位置对应，再由装配人员通过紧固件安装固定。在实际操作中，要求机械手在车身内上升时，机械手上的定位销刚好对准车身定位孔。一旦两者之间存在较大偏差，定位销就不能顺利销入车身定位孔，设备即出现故障。工人需要人工排障，重新将机械手定位销对准车身定位孔，才能继续生产。这样的生产方式会影响汽车生产节拍，增加工人劳动强度。而且在机械手上升过程中，定位销可能会因局部接触刮伤油漆，甚至造成车顶钣金变形，影响汽车产品品质，增加了返修率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种安装效率更高，且自动化程度更高的带对中功能的全景天窗安装机械手。

为达到以上目的，本发明提供了一种带对中功能的全景天窗安装机械手，其包括：安装架、浮动框架组、托盘固定座、对中装置、万向轴承、Z轴气缸、导轨、提升气缸、安装板、定位板、配合座、导轨安装架和定位装置；

所述浮动框架组呈C型，包括上架和下架，所述上架位于所述下架的上方，且相互平行设置，所述托盘固定座安装在所述下架上面，所述对中装置位于所述上架和所述下架之间，所述提升气缸垂直安装在所述上架的外侧，带动所述对中装置作竖直往复运动；

所述定位板设置在所述上架的上面，所述安装板上设置有多个所述万向轴承，并位于所述定位板的上方，所述定位板上设置有多个所述配合座，所述配合座呈Z型，所述配合座一端安装在所述定位板上，另一端与所述万向轴承配合，所述定位板上还设置有多个限位挡块，所述限位挡块与所述安装板配合，以限定所述浮动框架组浮动范围；

所述定位装置安装在所述安装板上，所述定位板上设置有与所述定位装置配合的定位孔；

所述安装架上设置有一通孔，所述导轨安装架通过所述导轨安装在所述通孔内，所述导轨与所述上架相互垂直设置，所述导轨安装架的底部固定在所述安装板上，所述Z轴气缸安装在所述安装架上，带动所述导轨安装架沿着所述导轨方向作往复运动；

所述对中装置包括基板、对中滚轮和对中气缸，所述对中气缸安装在所述基板上，并连接所述对中滚轮。

在一个实施例中，所述Z轴气缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸从上至下设置在所述导轨安装架的内部，所述第一气缸和所述第二气缸相对设置，且所述第一气缸的推杆和所述第二气缸的推杆连接，所述第一气缸安装在所述安装架上，所述第二气缸安装在所述导轨安装架上或所述安装板上。

在一个实施例中，所述对中气缸的数量为6个；

所述基板的两端分别呈三角形，两端的顶角上分别设置有一个所述对中气缸，所述基板的两侧分别设置有两个所述对中气缸，每个所述对中气缸上均设置有所述对中滚轮。

在一个实施例中，所述安装板上还设置有限位气缸，所述安装架下面设置有与所述限位气缸配合的限位块。

在一个实施例中，所述万向轴承的数量为四个，分别位于所述安装板两端。

在一个实施例中，所述限位挡块的数量为六块，所述安装板的两侧分别设置有两个所述限位挡块，所述安装板的两端分别设置有一个所述限位挡块。

在一个实施例中，所述定位装置的数量为两个，且对称设置在所述安装板的两侧；

所述定位装置包括定位气缸、气缸座和第一定位销，所述气缸座呈n型，安装在所述安装板上，所述定位气缸设置在所述气缸座的上方，穿过所述气缸座与所述第一定位销连接，所述第一定位销呈圆锥型，所述定位孔也呈圆锥型。

在一个实施例中，所述提升气缸的数量为三个，所述上架的两侧分别设置有一个所述提升气缸，所述上架的前端设置有一个所述提升气缸，所述上架的后端与所述下架的后端连接。

在一个实施例中，所述托盘固定座的四周上设置有八个橡胶垫，所述托盘固定座两侧分别设置有三个所述橡胶垫，所述托盘固定座两端分别设置有一个所述橡胶垫；

所述托盘固定座上设置有三个第二定位销，所述托盘固定座的两端分别设置有一个所述第二定位销，所述托盘固定座一侧设置有一个所述第二定位销。

在一个实施例中，所述下架的前端两侧分别设置有转轴，所述托盘固定座通过所述转轴设置在所述下架上，所述托盘固定座能够绕着所述转轴转动；

所述下架的两端还设置有车身托块。

本发明通过对中装置将托盘固定座上的第二定位销与车身窗框的定位孔位置对应，这样Z轴气缸带动托盘固定座上移，该第二定位销就能落入车身窗框定位孔中，便于装配人员将天窗玻璃顺利和准确地安装到车身窗框上，自动化程度高，提高了安装效率，提高了产品的合格率。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述带对中功能的全景天窗安装机械手的结构示意图；

图2为本发明所述对中装置的结构示意图；

图3为本发明所述安装架和导轨安装架连接的结构示意图；

图4为本发明所述Z轴气缸的剖视图；

图5为本发明所述浮动框架组的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图6中沿F-F向剖视图；

图8为本发明所述托盘固定座的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于描述本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

参阅图1至图7，示出了根据本发明优选实施例所述的一种带对中功能的全景天窗安装机械手，其包括：安装架100、浮动框架组200、托盘固定座400、对中装置300、万向轴承206、Z轴气缸、导轨104、提升气缸305、安装板204、定位板203、配合座205、导轨安装架102和定位装置500；浮动框架组200呈C型，包括上架201和下架202，上架201位于下架202的上方，且相互平行设置，托盘固定座400安装在下架202上面，对中装置300位于上架201和下架202之间，提升气缸305垂直安装在上架201的外侧，带动对中装置300作竖直往复运动；定位板203设置在上架201的上面，安装板204上设置有多个万向轴承206，并位于定位板203的上方，定位板203上设置有多个配合座205，配合座205呈Z型，配合座205一端安装在定位板203上，另一端与万向轴承206配合，定位板203上还设置有多个限位挡块207，限位挡块207与安装板204配合，以限制浮动框架组200浮动范围；定位装置500安装在安装板204上，定位板203上设置有与定位装置500配合的定位孔208；安装架100上设置有一通孔101，导轨安装架102通过导轨104安装在通孔101内，导轨104与上架201相互垂直设置，导轨安装架102的底部固定在安装板204上，Z轴气缸安装在安装架100上，带动导轨安装架102沿着导轨方向作往复运动；对中装置300包括基板301、对中滚轮302和对中气缸303，对中气缸303安装在基板301上，并连接对中滚轮302。

如图2所示，对中滚轮302和对中气缸303的数量相同，均为6个。其中，基板301的两端分别呈三角形，两端的顶角上分别设置有一个对中气缸303，基板301的两侧分别设置有两个对中气缸303，每个对中气缸303上均设置有对中滚轮302。为减轻基板301的重量，可进行相应切割去除。

相应地，托盘固定座400上设置有第二定位销401，天窗玻璃通过第二定位销401固定在托盘固定座400上，使其能够与窗框上的定位孔配合。

前述安装架100通过滑轮安装在滑轨上，实现前后左右移动，便于天窗玻璃的上料和安装。Z轴气缸带动浮动框架组200上下移动，安装架100、上架201和下架202均相互平行设置。本发明带对中功能的全景天窗安装机械手工作原理如下所示：

(1)先将天窗玻璃通过与第二定位销401配合放置在托盘固定座400上，此工作可由专门的取件机械手完成；

(2)下架202从车辆的前挡风玻璃进入到车体内部，此时上架201和对中装置300位于窗框的上方；

(3)提升气缸305带动对中装置300向下移动，使对中装置300位于窗框内；

(4)因万向轴承206可带动对中装置300左右方向移动，即对中装置300存在XY轴方向上的浮动，此时对中气缸303推动对中滚轮302，使对中滚轮302顶到窗框四周，完成对中装置300的对中作业；

(5)定位气缸501与定位孔208配合，实现XY轴方向的锁定，对中气缸303和提升气缸305复位，使对中滚轮302缩回和对中装置300上移；

(6)Z轴气缸带动托盘固定座400上移，使第二定位销401插入天窗框架上的定位孔内，装配人员通过紧固件拧紧天窗玻璃和天窗框架；

(7)机械手复位，包括：Z轴气缸带动托盘固定座400下移，下架202从车体内部退出至初始位置。

上述步骤(4)中，当对中滚轮302均顶到窗框四周时，对中装置300的中心与窗框的中心重合，因此，对中装置300的中心与托盘固定座400的中重合，所以当对中装置300完成对中作业后，托盘固定座400的中心与窗框的中心重合，即第二定位销401与窗框上的定位孔位置能够一一对应。通过对中装置将定位孔与定位销进行预定位后，再将天窗玻璃安装至窗框，提高了安装效率，增加了汽车产品的合格率。

上述动作均可通过操作按键控制执行，以及自动完成对中作业，自动化程度高，给组装人员带来了很大的便利。

如图1、图3和图4所示，还包括两组三角架105，两组三角架105均安装在安装架100的下面，分别位于导轨安装架102的两侧，导轨104安装在三角架105和导轨安装架102之间。导轨104的数量为4，且对称设置在导轨安装架102两侧。

如图4所示，Z轴气缸包括第一气缸103和第二气缸108，第一气缸103和第二气缸108相对设置，且第一气缸103的推杆和第二气缸108的推杆连接，第一气缸103安装在安装架上，第二气缸108安装在导轨安装架102上或安装板204上。

具体地，第一气缸103和第二气缸108从上至下设置在导轨安装架102的内部，第一气缸103固定在气缸板109上，气缸板109两端分别从导轨安装架102两侧穿出固定在安装架100下面，气缸板109呈n型。

因此，Z轴气缸具有四个行程，满足对中装置对中作业，天窗玻璃上料，以及托盘固定座带动天窗玻璃与窗框配合等，进一步提高了效率。

如图4所示，安装板203上还设置有限位气缸106，安装架100上设置有与限位气缸106配合的限位块107。当Z轴气缸带动浮动框架组等上移时，限位气缸106的推杆和限位块107接触，从而控制天窗和窗框的结合力不至于过大而损坏天窗零件和窗框。

如图5和图6所示，万向轴承206的数量为四个，分别位于安装板204两端。即配合座205的数量也为四个。

限位挡块207的数量为六块，安装板204的两侧分别设置有两个限位挡块207，安装板204的两端分别设置有一个限位挡块207。限位挡块207限定对中装置300等在XY轴方向浮动范围为+/-10mm。

定位装置500的数量为两个，且对称设置在安装板204的两侧。

如图7所示，定位装置500包括定位气缸501、气缸座502和第一定位销503，气缸座502呈n型，安装在安装板204上，定位气缸501设置在气缸座502的上方，穿过气缸座502与第一定位销503连接，第一定位销503呈圆锥型，定位孔208也呈圆锥型。当对中装置300完成对中作业后，定位气缸501带动第一定位销503落入定位孔208内，实现XY轴方向的锁定。

如图1和图5所示，提升气缸305的数量为三个，上架201的两侧分别设置有一个提升气缸305，上架201的前端设置有一个提升气缸305。上架201的后端与下架202的后端连接。通过设置三个提升气缸305，使对中装置的上下移动更加稳定，有效防止晃动而造成对中误差。

如图1和图8所示，托盘固定座400的四周上设置有若干橡胶垫404，天窗玻璃放置在橡胶垫404上，起到缓冲和保护天窗玻璃的作用。

具体地，橡胶垫404的数量为八个，托盘固定座400两侧分别设置有三个橡胶垫404，托盘固定座400两端分别设置有一个橡胶垫404。

第二定位销401的数量为三个，其中两个第二定位销401位于托盘固定座400的两端，另一个第二定位销401位于托盘固定座400一侧。

托盘固定座400的前端上还设置有防撞保护块402和导向销403。

相应地，下架202的前端两侧分别设置有转轴，托盘固定座400通过转轴设置在下架202上，托盘固定座400能够绕着转轴转动。

具体地，下架202的两端还设置有车身托块，当Z轴气缸带动天窗玻璃上移时，托盘固定座400上的第二定位销401插入到窗框上的定位孔，而车身托块与车顶贴合。

当出现窗框前后方向不水平的情况下，通过转轴和车身托块配合，使托盘固定座400绕着转轴转动，满足现场安装需求。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围采用，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：包括安装架(100)、浮动框架组(200)、托盘固定座(400)、对中装置(300)、万向轴承(206)、Z轴气缸、导轨(104)、提升气缸(305)、安装板(204)、定位板(203)、配合座(205)、导轨安装架(102)和定位装置(500)；

所述浮动框架组(200)呈C型，包括上架(201)和下架(202)，所述上架(201)位于所述下架(202)的上方，且相互平行设置，所述托盘固定座(400)安装在所述下架(202)上面，所述对中装置(300)位于所述上架(201)和所述下架(202)之间，所述提升气缸(305)垂直安装在所述上架(201)的外侧，带动所述对中装置(300)作竖直往复运动；

所述定位板(203)设置在所述上架(201)的上面，所述安装板(204)上设置有多个所述万向轴承(206)，并位于所述定位板(203)的上方，所述定位板(203)上设置有多个所述配合座(205)，所述配合座(205)呈Z型，所述配合座(205)一端安装在所述定位板(203)上，另一端与所述万向轴承(206)配合，所述定位板(203)上还设置有多个限位挡块(207)，所述限位挡块(207)与所述安装板(204)配合，以限定所述浮动框架组(200)浮动范围；

所述定位装置(500)安装在所述安装板(204)上，所述定位板(203)上设置有与所述定位装置(500)配合的定位孔(208)；

所述安装架(100)上设置有一通孔(101)，所述导轨安装架(102)通过所述导轨(104)安装在所述通孔(101)内，所述导轨(104)与所述上架(201)相互垂直设置，所述导轨安装架(102)的底部固定在所述安装板(204)上，所述Z轴气缸安装在所述安装架(100)上，带动所述导轨安装架(102)沿着所述导轨方向作往复运动；

所述对中装置(300)包括基板(301)、对中滚轮(302)和对中气缸(303)，所述对中气缸(303)安装在所述基板(301)上，并连接所述对中滚轮(302)。

2.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述Z轴气缸包括第一气缸(103)和第二气缸(108)，所述第一气缸(103)和所述第二气缸(108)从上至下设置在所述导轨安装架(102)的内部，所述第一气缸(103)和所述第二气缸(108)相对设置，且所述第一气缸(103)的推杆和所述第二气缸(108)的推杆连接，所述第一气缸(103)安装在所述安装架上，所述第二气缸(108)安装在所述导轨安装架(102)上或所述安装板(204)上。

3.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述对中气缸(303)的数量为6个；

所述基板(301)的两端分别呈三角形，两端的顶角上分别设置有一个所述对中气缸(303)，所述基板(301)的两侧分别设置有两个所述对中气缸(303)，每个所述对中气缸(303)上均设置有所述对中滚轮(302)。

4.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述安装板(203)上还设置有限位气缸(106)，所述安装架(100)下面设置有与所述限位气缸(106)配合的限位块(107)。

5.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述万向轴承(206)的数量为四个，分别位于所述安装板(204)的两端。

6.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述限位挡块(207)的数量为六块，所述安装板(204)的两侧分别设置有两个所述限位挡块(207)，所述安装板(204)的两端分别设置有一个所述限位挡块(207)。

7.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述定位装置(500)的数量为两个，且对称设置在所述安装板(204)的两侧；

所述定位装置(500)包括定位气缸(501)、气缸座(502)和第一定位销(503)，所述气缸座(502)呈n型，安装在所述安装板(204)上，所述定位气缸(501)设置在所述气缸座(502)的上方，穿过所述气缸座(502)与所述第一定位销(503)连接，所述第一定位销(503)呈圆锥型，所述定位孔(208)也呈圆锥型。

8.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述提升气缸(305)的数量为三个，所述上架(201)的两侧分别设置有一个所述提升气缸(305)，所述上架(201)的前端设置有一个所述提升气缸(305)，所述上架(201)的后端与所述下架(202)的后端连接。

9.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述托盘固定座(400)的四周上设置有八个橡胶垫(404)，所述托盘固定座(400)两侧分别设置有三个所述橡胶垫(404)，所述托盘固定座(400)两端分别设置有一个所述橡胶垫(404)；

所述托盘固定座(400)上设置有三个第二定位销(401)，所述托盘固定座(400)的两端分别设置有一个所述第二定位销(401)，所述托盘固定座(400)一侧设置有一个所述第二定位销(401)。

10.如权利要求1所述的带对中功能的全景天窗安装机械手，其特征在于：所述下架(202)的前端两侧分别设置有转轴，所述托盘固定座(400)通过所述转轴设置在所述下架(202)上，所述托盘固定座(400)能够绕着所述转轴转动；

所述下架(202)的两端还设置有车身托块。