CN106272489B - 焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，其特征是设置固定框架，是在呈矩形的抓具定位框架的顶面固定设置用于连接机器人的机器人连接盘，在抓具定位框架的外围、分处在其左右两侧分别设置柔性浮动框架抱死机构，在其前后两侧分别设置浮动平衡机构；设置浮动框架是在呈矩形的浮动框架本体的外围固定设置板件定位夹紧机构；在浮动框架本体的内框中上分别设置浮动框架约束机构、浮动平衡机构安装座以及抱死限位机构定位座。本发明通过浮动框架约束机构、弹簧浮动平衡机构和柔性浮动框架抱死机构的协同作用实现在板件的上件和取件过程中的柔性化及板件贴合的自适应性，避免发生刚性碰撞，保护板件、夹具和抓具等不受损。
Description
技术领域
本发明涉及焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，更具体地说是一种能够在设定的范围内自由浮动的柔性浮动抓具。
背景技术
传统类型的机器人抓具是由定位机构、夹紧机构、固定框架以及换枪器等部件组成，其中，定位机构和夹紧机构相对固定不动，在上件和取件过程中，易发生板件与抓具和夹具之间的刚性碰撞进而损坏板件、夹具、抓具等。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种结构简单、使用及维护方便、低成本的焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，以避免在上件或取件过程中发生刚性碰撞，保护板件、夹具和抓具等不受损。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具的结构特点是：由浮动框架和固定框架组成；
所述固定框架是在呈矩形的抓具定位框架的顶面固定设置用于连接机器人的机器人连接盘，在所述抓具定位框架的外围、分处在其左右两侧分别设置柔性浮动框架抱死机构，在所述抓具定位框架的前后两侧分别设置浮动平衡机构；
所述浮动框架是在呈矩形的浮动框架本体的外围固定设置板件定位夹紧机构；在所述浮动框架本体的内框中上分别设置浮动框架约束机构、浮动平衡机构安装座以及抱死限位机构定位座；
所述柔性浮动框架抱死机构的结构形式是：定位销通过销座与双导杆气缸的活塞杆固联，使定位销能够由所述双导杆气缸驱动在连接板的竖向通孔中竖向移动，所述连接板固定设置在抓具定位框架上；利用双导杆气缸驱动定位销的伸缩运动，使所述定位销与抱死限位机构定位座中的孔轴配合或分离，相应实现抱死限位或解除抱死限位功能；利用所述抱死限位机构定位座与所述柔性浮动框架抱死机构的协同作用分时段限位所述固定框架与所述浮动框架；
所述浮动平衡机构的结构形式为：在抓具定位框架上固定设置呈倒扣的保护套筒，以所述保护套筒为弹簧座，在所述弹簧座内设置拉簧，所述拉簧的一端与设置在浮动框架约束机构上的平衡机构安装座通过销轴相连接，另一端通过销轴与连接块相连接，所述连接块与保护套筒的顶盖固联；
所述浮动框架约束机构的结构形式是：在浮动框架本体的两侧框上固定焊接由顶板、底板和背板构成的“C”形板，在所述“C”形板的顶板和底板上分别设置浮动滚珠，抓具定位框架的边框处在一对浮动滚珠之间，并存在有轴向活动间隙，利用一对浮动滚珠限制浮动框架在沿一对浮动滚珠的中心连线方向上的位移量。
本发明焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具的结构特点也在于：所述连接块通过螺杆连接在保护套筒的顶盖上，通过调节螺杆在保护套筒顶盖上凸出的长度调整拉簧的预紧力。
本发明焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具的结构特点也在于：所述浮动平衡机构在所述固定框架的两侧对称设置，每侧至少两组；所述浮动框架约束机构在所述浮动框架本体的两侧框上对称设置，每侧至少两组；所述柔性浮动框架抱死机构为两组，对应设置的两只抱死限位机构定位座分处在浮动框架本体的对角线位置上。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明通过浮动框架约束机构、弹簧浮动平衡机构和柔性浮动框架抱死机构的协同作用实现了在板件的上件和取件过程中的柔性化及板件贴合的自适应性，有效避免了上件和取件过程中发生刚性碰撞，保护板件、夹具和抓具等不受损。
2、本发明在柔性浮动框架抱死机构中采用双导杆气缸，其作用稳定不易发生因长期受力及扭矩而产生变形。
3、本发明在弹簧浮动平衡机构中设置可调螺杆，用于调节拉簧的拉伸量，进而调节拉簧的弹力大小以调节浮动框架机构的浮动范围和效果，实现了对于不同车型板件的匹配。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明浮动框架示意图；
图3为本发明固定框架示意图；
图4为本发明中浮动框架与固定框架配合结构示意图；
图5为本发明中柔性浮动框架抱死机构结构示意图；
图6为本发明中浮动平衡机构结构示意图；
图7为本发明浮动框架约束机构结构示意图；
图中标号：1浮动框架，2固定框架，101板件定位夹紧机构，102浮动框架约束机构，103浮动平衡机构安装座，104抱死限位机构定位座，105浮动框架本体，201抓具定位框架，202柔性浮动框架抱死机构，203浮动平衡机构，204机器人连接盘，1022浮动滚珠，1023为“C”形板，2021定位销，2022连接板，2023销座，2024双导杆气缸，2031螺杆，2032连接块，2033销轴，2034拉簧，2035保护套筒。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实施例中焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具是由浮动框架1和固定框架2组成。
如图1和图3所示，固定框架2是在呈矩形的抓具定位框架201的顶面固定设置用于连接机器人的机器人连接盘204，在抓具定位框架201的外围、分处在其左右两侧分别设置柔性浮动框架抱死机构202，在抓具定位框架201的前后两侧分别设置浮动平衡机构203。
如图1和图2所示，浮动框架1是在呈矩形的浮动框架本体105的外围固定设置板件定位夹紧机构101；在浮动框架本体105的内框中上分别设置浮动框架约束机构102、浮动平衡机构安装座103以及抱死限位机构定位座104。
如图4和图5所示，柔性浮动框架抱死机构202的结构形式是：定位销2021通过销座2023与双导杆气缸2024的活塞杆固联，使定位销2021能够由双导杆气缸2024驱动在连接板2022的竖向通孔中竖向移动，连接板2022固定设置在在抓具定位框架201上；利用双导杆气缸2024驱动定位销2021的伸缩运动，使定位销2021与抱死限位机构定位座104中的孔轴形成配合或相互分离，相应实现抱死限位或解除抱死限位功能；即当定位销2021在双导杆气缸的驱动下顶出与抱死限位机构定位座104相配合时，产生抱死限位功能；反之当定位销2021在双导杆气缸的驱动下缩回，并与抱死限位机构定位座104分离时，解除抱死限位功能；利用抱死限位机构定位座104与柔性浮动框架抱死机构202的协同作用分时段限位固定框架2与浮动框架1。采用双导杆气缸，其作用稳定不易发生因长期受力及扭矩而产生变形。
如图4和图6所示，浮动平衡机构203的结构形式为：在抓具定位框架201上固定设置呈倒扣的保护套筒2035，以保护套筒2035为弹簧座，在弹簧座内设置拉簧2034，拉簧2034的一端与设置在浮动框架约束机构102上的平衡机构安装座103通过销轴相连接，另一端通过销轴2033与连接块2032相连接，连接块(2032)与保护套筒(2035)的顶盖固联。利用平衡机构安装座103与浮动平衡机构203的协同作用平衡浮动框架2，减缓抓具在取件过程中的运动冲击。
如图4和图7所示，浮动框架约束机构102的结构形式是：在浮动框架本体105的两侧框上固定焊接由顶板、底板和背板构成的“C”形板1023，在“C”形板1023的顶板和底板上分别设置浮动滚珠1022，抓具定位框架201的边框处在一对浮动滚珠1022之间，并存在有轴向活动间隙，利用一对浮动滚珠1022限制浮动框架1在沿一对浮动滚珠1022的中心连线方向上的位移量。
具体实施中，为了实现对不同车型板件的匹配及浮动的平稳性，设置连接块2032是通过螺杆2031连接在保护套筒2035的顶盖上，通过调节螺杆2031在保护套筒2035顶盖上凸出的长度调整拉簧2034的预紧力，进而调节拉簧的拉伸量。
为了保证动作平稳性，本实施例中设置浮动平衡机构203在固定框架2的两侧对称设置，每侧至少两组；浮动框架约束机构102在浮动框架本体105的两侧框上对称设置，每侧至少两组；设置多组浮动平衡机构203以及浮动框架约束机构102有利于使平衡效果趋于平缓，减小波动和运动冲击；柔性浮动框架抱死机构202为两组，对应设置的两只抱死限位机构定位座104分处在浮动框架本体105的对角线位置上。
本实施例中是以板件定位夹紧机构101实现对板件的抓取，通过浮动框架约束机构102、浮动平衡机构203和柔性浮动框架抱死机构202的协同作用实现板件在取件、放件过程中的柔性化及板件贴合的自适应性。
工作过程：
连接在机器人连接盘204上的机器人在其运动轨迹内通过浮动抓具从精定位料框或置台等其它平台上抓取板件，初始状态下柔性浮动框架抱死机构202中定位销处于伸出状态，固定框架2与浮动框架1处于抱死状态。当浮动抓具运动到指定取件位置时，板件定位夹紧机构101中的接近开关检测板件是否到位并产生信号，在板件到位信号发生时，板件定位夹紧机构101夹紧板件并反馈信号给机器人使机器人带动浮动抓具抓取板件运动至指定放件位置，此运动过程中浮动抓具的固定框架2和浮动框架1一直处于抱死状态。当机器人取件运动到指定放件位置上方时，抱死限位机构202中的定位销缩回，浮动抓具浮动功能产生，浮动框架1通过浮动框架约束机构102和浮动平衡机构203的协同作用使得板件良好地贴合车身，从而达到板件贴合最佳状态，完成取件、放件过程。
Claims (3)
1.焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，其特征是：由浮动框架(1)和固定框架(2)组成；
所述固定框架(2)是在呈矩形的抓具定位框架(201)的顶面固定设置用于连接机器人的机器人连接盘(204)，在所述抓具定位框架(201)的外围、分处在其左右两侧分别设置柔性浮动框架抱死机构(202)，在所述抓具定位框架(201)的前后两侧分别设置浮动平衡机构(203)；
所述浮动框架(1)是在呈矩形的浮动框架本体(105)的外围固定设置板件定位夹紧机构(101)；在所述浮动框架本体(105)的内框上分别设置浮动框架约束机构(102)、浮动平衡机构安装座(103)以及抱死限位机构定位座(104)；
所述柔性浮动框架抱死机构(202)的结构形式是：定位销(2021)通过销座(2023)与双导杆气缸(2024)的活塞杆固联，使定位销(2021)能够由所述双导杆气缸(2024)驱动在连接板(2022)的竖向通孔中竖向移动，所述连接板(2022)固定设置在抓具定位框架(201)上；利用双导杆气缸驱动定位销(2021)的伸缩运动，使所述定位销(2021)与抱死限位机构定位座(104)中的孔轴配合或分离，相应实现抱死限位或解除抱死限位功能；利用所述抱死限位机构定位座(104)与所述柔性浮动框架抱死机构(202)的协同作用分时段限位所述固定框架(2)与所述浮动框架(1)；
所述浮动平衡机构(203)的结构形式为：在抓具定位框架(201)上固定设置呈倒扣的保护套筒(2035)，以所述保护套筒(2035)为弹簧座，在所述弹簧座内设置拉簧(2034)，所述拉簧(2034)的一端与设置在浮动框架约束机构(102)上的平衡机构安装座(103)通过销轴相连接，另一端通过销轴(2033)与连接块(2032)相连接，所述连接块(2032)与保护套筒(2035)的顶盖固联；
所述浮动框架约束机构(102)的结构形式是：在浮动框架本体(105)的两侧框上固定焊接由顶板、底板和背板构成的“C”形板(1023)，在所述“C”形板(1023)的顶板和底板上分别设置浮动滚珠(1022)，抓具定位框架(201)的边框处在一对浮动滚珠(1022)之间，并存在有轴向活动间隙，利用一对浮动滚珠(1022)限制浮动框架(1)在沿一对浮动滚珠(1022)的中心连线方向上的位移量。
2.根据权利要求1所述的焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，其特征是：所述连接块(2032)通过螺杆(2031)连接在保护套筒(2035)的顶盖上，通过调节螺杆(2031)在保护套筒(2035)顶盖上凸出的长度调整拉簧(2034)的预紧力。
3.根据权利要求1所述的焊装线上门盖自适应柔性浮动抓具，其特征是：所述浮动平衡机构(203)在所述固定框架(2)的两侧对称设置，每侧至少两组；所述浮动框架约束机构(102)在所述浮动框架本体(105)的两侧框上对称设置，每侧至少两组；所述柔性浮动框架抱死机构(202)为两组，对应设置的两只抱死限位机构定位座(104)分处在浮动框架本体(105)的对角线位置上。
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