CN106584002B - 智能化柔性夹具切换存储和定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置，包括机械本体和控制系统，其特征在于，所述机械本体包括X向轨道、X向移载平台和Y向库位；所述Y向库位包括Y向承载平台、库位小车和Y向轨道；所述机械本体采用滚轮插销配合长腰孔组合定位方式；所述支撑模块为桥式结构，并采用滚轮支撑；所述电气线路均通过快插接头组件来控制连接或断开；所述控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器。与现有技术相比，本发明可实现两向运动和精准切换，不仅降低了机械本体的高度，操作、维护更加方便，还能最大限度扩展同一生产线生产多车型及规格优化和减少大量单一车型生产设备，缩小多车型对生产场所的限制，降低新车型投入成本。

Description

智能化柔性夹具切换存储和定位装置

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置。

背景技术

汽车焊装生产过程中，很多企业需要在某条单一生产线上生产多种不同的车型，一条生产线根据车型的不同，需要不同的夹具来进行装夹完成焊接生产的需要，在分拼工位因工件大小不一，上件要求不一致等各种因素，往往夹具大小和重量差别较大。因此，要实现柔性化多车型混线生产，就必须要多夹具之间相互切换，而目前市场上主流的夹具切换系统形式都比较单一，高度比较大，上件难道高，需要增加塔台或者挖地坑，受到多方面因素的影响，较为局限，主要存在以下几个缺点：1)伸缩插销与圆孔配合定位，夹具如果存在变形或者较大侧向位移时，插销难以脱出，出现莂死或者卡死的情况，夹具不能正常与定位插销脱开，无法正常完成切换；2)因定位方式为插销定位，一组定位插销在切换时需要适应多套夹具BASE的定位要求，加工误差难免避免，在定位过程中出现不能通用性匹配，加之定位孔不可调整，难以保证定位精度要求，或者造成定位销加速磨损；3)分拼夹具大小受限于工件大小和工件夹紧难易程度的影响，夹具大小不能统一，切换过程中，对切换系统的尺寸，负载和功率等因素影响，夹紧切换系统大小不一，参次不齐；4)切换库位不能根据场地布局，方案等因素进行自适应调配，适用性较差，方案局限性大。

因此，确有必要提供一种多库位模块化柔性切换系统来解决上述一个或多个技术问题。而智能化柔性夹具切换存储和定位装置可实现两向运动和精准切换，不仅降低了机械本体的高度，操作、维护更加方便，而且可以在不增加踏台和垫高座的前提下充分满足人工和机器人的上件要求，还能最大限度扩展同一生产线生产多车型及规格，从而优化和减少大量单一车型的生产设备，缩小多车型对生产场所的限制，增加投入回报率，降低新车型投入成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种能化柔性夹具切换存储和定位装置，以解决夹具切换系统切换难度大、机械本体过高、夹具定位难的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置，包括机械本体和控制系统，其特征在于，所述机械本体包括X向轨道、X向移载平台和Y向库位；所述Y向库位采用模块化拼接，包括Y向承载平台、库位小车和Y向轨道；所述机械本体采用滚轮插销配合长腰孔组合定位方式，通过滚轮导向出入Y向库位；所述机械本体的支撑模块为桥式结构，并采用滚轮支撑；所述机械本体的电气线路均通过快插接头组件来控制连接或断开，电机安装在平台内部并嵌入到轨道内；所述控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器。

进一步地，所述X向轨道包括伺服电机、联轴器、齿轮齿条传动、齿条轨道框架及密封，X向移载平台在X向轨道的直线轨道上滑移运动，X向搭载平台通过齿轮传动，齿轮旋转运动传到齿条进而转化为直线运动。

进一步地，所述机械本体采用滚轮插销配合长腰孔组合定位方式，夹具通过滚轮导向出入Y向库位，X向移载平台上布置有滚轮插销，分别限制X向和Y向的移动，实现精准定位。

进一步地，所述Y向库位采用模块化拼接，由库位动力模块和支撑模块组成，可以根据夹具的大小不同在动力模块左右分别增加一组或两组支撑模块。

进一步地，所述支撑模块为桥式结构，包括桥式支撑件、调平螺母、地脚垫板、导向支撑轮安装条和导向轮等，支撑模块采用滚轮支撑，既起到支撑作用，又起到滚轮输送作用，同时可以降低输送过程中的摩擦阻力。

进一步地，所述支撑模块可以根据负载重量和负载尺寸的差异来添加或减少桥式支撑件的数量，桥式支撑件方便拆卸、移动和安装，从而充分满足不同负载的切换需求。

进一步地，所述电气线路从滑台输送到夹具，均通过快插接头组件控制连接或断开，包括气缸、伸缩机构、快速对接系统等，当气缸缩回时，快速对接系统断开，所有电、信号、水、气等都会断开，当气缸伸出时，所有信号都对接，形成一个完整的整体。

进一步地，所述电机安装在X向移载平台内部，并嵌入到X向轨道内，充分压缩和利用空间，降低整个平台的高度。

进一步地，所述控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器，采用工业机器人运动控制算法，建立多电机联动模块化任意拼接平台，车身焊装生产线上各工位根据车型种类的多少布置此模块平台后，在进行不同车型的生产时，系统可以自行将需要的工装定位夹具移动到所需要的切换位置，然后由模块轨道将所需要的工装定位夹具输送至焊接工位和上件工位，实现在库位、上件位和焊接位之间的相互切换，形成一个完整的机器人控制系统。

与现有技术相比，本发明一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置可实现两向运动和精准切换，不仅降低了机械本体的高度，操作、维护更加方便，而且可以在不增加踏台和垫高座的前提下充分满足人工和机器人的上件要求，还能最大限度扩展同一生产线生产多车型及规格，从而优化和减少大量单一车型的生产设备，缩小多车型对生产场所的限制，增加投入回报率，降低新车型投入成本。

附图说明

图1为本发明所述一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置的机械本体示意图。

图2为本发明所述一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置的X向轨道和X向移载平台示意图。

图3为本发明所述一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置的Y向库位示意图。

图4为本发明所述一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置的控制系统示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，采用一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置，包括机械本体和控制系统，其特征在于，所述机械本体包括X向轨道1、X向移载平台2和Y向库位3；所述Y向库位3采用模块化拼接，包括Y向承载平台、库位小车和Y向轨道4；所述机械本体采用滚轮插销配合长腰孔5组合定位方式，通过滚轮7导向出入Y向库位3；所述机械本体的支撑模块6为桥式结构，并采用滚轮7支撑；所述机械本体的电气线路均通过快插接头组件来控制连接或断开，电机安装在平台内部并嵌入到轨道内；所述控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器。

请参阅图2和图3所示，X向轨道1上放置X向移载平台2，与X向轨道1垂直的是Y向库位3。导板是安装在夹具下底面的，根据夹具大小和重量的不同，移载平台只需要在左右分别增加一组导向支撑组件即可。在夹具导入进入移载平台后，分布在中间的四组滚轮插销伸出，扣在安装在夹具底部的长腰孔内，将夹具导正精定位，快速对接模块在气缸的推动下向上伸出，将夹具上的水、电、信号、气传递到夹具上。X向轨道1和X向移载平台2，主要包括：X向轨道1基板、直线轨道、拖链、电机、齿轮齿条、快速连接系统、滚轮插销、移载平台等。轨道上均有半覆盖式护罩。为了充分降低空间，电机布置在移载平台中，半覆盖式轨道便是方便其电机的放置。

请参阅图3所示，中间段为Y向轨道4和拖拽小车，左右两侧对称布置的是Y向支撑模块6。Y向轨道4包括：轨道基板、直线轨道、小车、电机、Y向运动支撑结构和导向轮。根据生产布局的不同、夹具大小、负载、数量等因素，可继续扩展成其他库位，实现模块化拼接组合。

请参阅图4所示，控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器，采用工业机器人运动控制算法，建立多电机联动模块化任意拼接平台，车身焊装生产线上各工位根据车型种类的多少布置此模块平台后，在进行不同车型的生产时，系统可以自行将需要的工装定位夹具移动到所需要的切换位置，然后由模块轨道将所需要的工装定位夹具输送至焊接工位和上件工位，实现在库位、上件位和焊接位之间的相互切换，形成一个完整的机器人控制系统。

夹具切换存储和定位具体步骤：

S1：库位小车移动到库位切换位，电机松闸；

S2：X向移载平台带着夹具在伺服电机驱动下，运动到库位切换位置；

S3：库位小车检测到夹具，X向运动的小车将滚轮销退回；

S4：纵向库位拖拽机构将夹具拖入库位；

S5：X向移载平台运动到下一个库位切换位置；

S6：下一个库位小车将新的夹具送入切换位，X向移载平台上的定位滚轮销伸出，夹具完成精定位；

S7：X向移载平台运动到工作位，切换完成。

本发明所述的一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置可实现两向运动和精准切换，不仅降低了机械本体的高度，操作、维护更加方便，而且可以在不增加踏台和垫高座的前提下充分满足人工和机器人的上件要求，还能最大限度扩展同一生产线生产多车型及规格，从而优化和减少大量单一车型的生产设备，缩小多车型对生产场所的限制，增加投入回报率，降低新车型投入成本。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (2)

1.一种智能化柔性夹具切换存储和定位装置，包括机械本体和控制系统，其特征在于，所述机械本体包括X向轨道、X向移载平台和Y向库位；所述Y向库位采用模块化拼接，包括Y向承载平台、库位小车和Y向轨道；所述机械本体的支撑模块为桥式结构，并采用滚轮支撑，支撑模块包括桥式支撑件、调平螺母、地脚垫板、导向支撑轮安装条和导向轮；所述机械本体的电气线路均通过快插接头组件来控制连接或断开，电机安装在X向移载平台内部并嵌入到X向轨道内；所述X向轨道包括伺服电机、联轴器、齿轮齿条及齿条轨道框架，X向移载平台在X向轨道的直线轨道上滑移运动，X向移载平台通过齿轮传动；所述机械本体采用滚轮插销配合长腰孔组合定位方式，夹具通过滚轮导向出入Y向库位，X向移载平台上布置有滚轮插销；所述控制系统包括控制器柜体和安装于柜体内的机器人控制器，采用工业机器人运动控制算法，建立多电机联动模块化任意拼接平台。

2.根据权利要求1所述的智能化柔性夹具切换存储和定位装置，其特征在于：所述支撑模块可以根据负载重量和负载尺寸的差异来添加或减少桥式支撑件的数量，桥式支撑件方便拆卸、移动和安装。