CN108000884B - 智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构 - Google Patents
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Abstract
智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，属于智能机器人焊接配套技术领域，包括固定支架、运行支架、传动装置、伺服电机和大型机构抓取装置，运行支架与固定支架通过齿轮和齿条传动连接；大型机构抓取装置包括2组抓取机构、设置在底座上，每组抓取机构包括2个翻转夹取结构和1个锁紧结构；每个翻转夹取结构包括抓取气缸，气缸固定板，气缸杆前端连接板，转轴连接板，夹取结构固定板，夹具，转轴A、B和C，每个抓取机构各有2个夹具；所述夹具的一端上凸部通过转轴C与气缸杆前端连接板前端转动连接；所述板锁紧结构包括锁体、2个锁芯、2个锁芯辅助板和锁芯连接板；本发明的有益效果是：无振动、产品到位精准度高、换模速度快。
Description
技术领域
本发明为模具伺服抓取机构，特别涉及智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，属于机器人焊接技术配套的技术领域。
背景技术
超声波焊接在塑料产品领域应用已经很广泛了，在汽车内饰件领域，根据客户提供的产品不同设计不同的专用焊接设备，但随着时间的推移，汽车的更新换代加速，新款车型不断涌出，老旧车型被替代，逐渐停止生产，导致这些专用设备被淘汰，但又弃之可惜，所以现在很多厂家都在追求一种柔性生产设备，只要通过更换模具，就可以实现不同种产品的焊接设备。
在机器人的应用中，同样也出现了瓶颈问题，那就是效率低下，当产品较大，焊接点叫多时，一个机器人根本无法满足产量的需求。
机器焊接对于产品在模具中的定位要求较高，产品在工作台运行中不能晃动，且产品定位较为精准，产品分零件安装在一起无反弹，保证机器人每次焊接位置都能达到预计效果的一致性，故每工位需增加压紧机构，气动驱动的压紧机构较为常见，但由于夹具机构一般采用翻转机构，与工作台同步运行，对于产品机构大的产品，夹具机构的重量使其正常翻起困难，需增大气缸缸径来完成翻转，但由于夹具机构太重，对于翻转风险较多。
发明内容
本发明的目的是针对上述汽车内饰塑料产品面焊接的现有技术中，存在设备整体振动较大、产品到位精准度差、换模时间较长、存在人员工伤风险的缺陷，提供了智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，可以达到设备整体无振动、产品到位精准度大为提高、换模速度快、消除存在人员工伤风险的目的。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，包括固定支架、运行支架和传动装置，所述固定支架为双固定支架、包括2个分支架，2个分支架分设在两侧边上，2个分支架上各设置有1个齿条，所述齿条纵向设置；所述运行支架包括总支架和底座，所述传动装置两侧各设置有1个齿轮，所述传动装置设置在运行支架上，运行支架与固定支架通过齿轮和齿条传动连接。
还包括伺服电机和大型机构抓取装置，所述伺服电机设置在底座中部一侧上，传动装置设置在底座中部另一侧上方。
所述大型机构抓取装置设置在底座上，大型机构抓取装置包括2组抓取机构，2组抓取机构对称地设置在底座的左、右两侧、相对设置，每组抓取机构包括2个翻转夹取结构和1个锁紧结构。
每个翻转夹取结构包括抓取气缸、气缸固定板、气缸杆、转轴连接板、夹取结构固定板、气缸杆前端连接板、夹具、转轴A、转轴B和转轴C，每组抓取机构各有2个夹具；所述转轴连接板与夹取结构固定板固定连接，所述夹取结构固定板与底座固定连接；所述夹具包括中部上凸部、一端上凸部和另一端的夹具口。
所述转轴A设置在转轴连接板后端上部，所述转轴B设置在转轴连接板前端下部；所述气缸杆前端连接板后端与气缸杆前端固定连接，所述转轴C设置在气缸杆前端连接板前端；所述气缸固定板下部通过转轴A与转轴连接板转动连接，夹具的中部上凸部通过转轴B与转轴连接板转动连接，夹具的一端上凸部通过转轴C与气缸杆前端连接板前端转动连接。
当抓取气缸起动，气缸杆前伸、抓取气缸处于夹紧状态时，左侧抓取机构的夹具逆时针转动，右侧抓取机构的夹具顺时针转动，4个夹具的前端夹具口向上翻转并抬起，且4个夹具口处于同1个水平面上；当气缸杆后缩、抓取气缸处于松开状态时，左侧抓取机构的夹具顺时针转动，右侧抓取机构的夹具逆时针转动，4个夹具的前端夹具口向下翻转并下落。
所述锁紧结构包括锁体、2个锁芯、2个锁芯辅助板和锁芯连接板，2个锁芯分别与2个翻转夹取结构的夹具对应设置，2个锁芯辅助板分别与底座固定连接；2个锁芯分别穿过2个锁芯辅助板，锁芯与锁芯辅助板滑动连接，锁芯辅助板起到导向和定位的作用；2个锁芯辅助板后端与锁芯连接板2端固定连接，所述锁体与锁芯连接板中部固定连接；夹具与锁芯相对的一侧设置有锐角形卡口，锁芯前端形状与之匹配。
当夹具在抓取气缸作用下、气缸杆前伸，夹具抬起、锁体锁紧时，锁芯连接板同时带动2个锁芯前伸，锁芯前端卡入锐角形卡口，使夹具锁住；反之，当夹具在抓取气缸作用下、气缸杆后缩，夹具下落、锁体松开时，锁芯连接板同时带动2个锁芯后缩，锁芯前端脱离锐角形卡口。
所述夹具一侧的锐角形卡口为45°。
所述传动装置包括设置在其中部的减速机，减速机两侧的传动轴， 2个齿轮分设在两侧的传动轴侧端，所述减速机与伺服电机连接；当伺服电机启动时，伺服电机通过减速机带动两侧的传动轴转动，传动轴通过齿轮和齿条传动、带动整个运行支架和传动装置上升或下降。
所述减速机两侧的传动轴上各设置有1个联轴器。
所述减速机两侧的传动轴上的联轴器与齿轮之间各设置有2个传动轴承；所述传动轴承的轴承座固定设置在其后侧的总支架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）全自动抓取，安全性高；
（2）抓取上升空间大，方便取放产品，不会在取放产品过程中碰伤零件；
（3）结构稳定，对于不同模具夹具板高低误差5mm以内均可安全抓取，翻转夹具均能抓取；
（4）杠杆原理增大气缸抓取作用力；
（5）多联轴机构，到位后结构固定，反作用力以锁紧机械结构抵消，可抓取重型结构；
（6）夹具受力平面较大，增加作用面积；
（7）伺服机构升降可对于模具高低自动调取升降高度，比气缸驱动的机构更加柔性；
（8）不同产品不同模具，抓取高度可通过参数直接调取伺服位置参数。
附图说明
图1是：抓取机构主视放大图；
图2是：抓取机构左视放大图；
图3是：抓取机构立体放大图；
图4是：翻转夹取结构夹紧状态放大图；
图5是：翻转夹取结构松开状态放大图；
图6是：本发明夹紧状态主视图；
图7是：本发明夹紧状态俯视图；
图8是：本发明夹紧状态俯视立体图；
图9是：本发明夹紧状态仰视立体图；
图10是：本发明松开状态主视图；
附图标记说明：固定支架1、分支架101、齿条102、运行支架2、总支架201、底座202、传动装置3、齿轮301、减速机302、传动轴303、联轴器304、传动轴承305、伺服电机4、抓取机构5、翻转夹取结构501、抓取气缸5011、气缸固定板5012、气缸杆5013、转轴连接板5014、夹取结构固定板5015、气缸杆前端连接板5016、夹具5017、转轴A 5018、转轴B 5019、转轴C50110、卡口50111、锁紧结构502、锁体5021、锁芯5022、锁芯辅助板5023、锁芯连接板5024。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
如图1至图10所示，智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，包括固定支架1、运行支架2和传动装置3，所述固定支架1为双固定支架1、包括2个分支架101，2个分支架101分设在两侧边上，2个分支架101上各设置有1个齿条102，所述齿条102纵向设置；所述运行支架2包括总支架201和底座202，所述传动装置3两侧各设置有1个齿轮301，所述传动装置3设置在运行支架2上，运行支架2与固定支架1通过齿轮301和齿条102传动连接。
还包括伺服电机4和大型机构抓取装置，所述伺服电机4设置在底座202中部一侧上，传动装置3设置在底座202中部另一侧上方。
所述大型机构抓取装置设置在底座202上，大型机构抓取装置包括2组抓取机构5，2组抓取机构5对称地设置在底座202的左、右两侧、相对设置，每组抓取机构5包括2个翻转夹取结构501和1个锁紧结构502。
每个翻转夹取结构501包括抓取气缸5011、气缸固定板5012、气缸杆5013、转轴连接板5014、夹取结构固定板5015、气缸杆前端连接板5016、夹具5017、转轴A 5018、转轴B5019和转轴C 50110，每组抓取机构5各有2个夹具5017；所述转轴连接板5014与夹取结构固定板5015固定连接，所述夹取结构固定板5015与底座202固定连接；所述夹具5017包括中部上凸部、一端上凸部和另一端的夹具5017口。
所述转轴A 5018设置在转轴连接板5014后端上部，所述转轴B 5019设置在转轴连接板5014前端下部；所述气缸杆前端连接板5016后端与气缸杆5013前端固定连接，所述转轴C 50110设置在气缸杆前端连接板5016前端；所述气缸固定板5012下部通过转轴A5018与转轴连接板5014转动连接，夹具5017的中部上凸部通过转轴B 5019与转轴连接板5014转动连接，夹具5017的一端上凸部通过转轴C 50110与气缸杆前端连接板5016前端转动连接。
当抓取气缸5011起动，气缸杆5013前伸、抓取气缸5011处于夹紧状态时，左侧抓取机构5的夹具5017逆时针转动，右侧抓取机构5的夹具5017顺时针转动，4个夹具5017的前端夹具5017口向上翻转并抬起，且4个夹具5017口处于同1个水平面上；当气缸杆5013后缩、抓取气缸5011处于松开状态时，左侧抓取机构5的夹具5017顺时针转动，右侧抓取机构5的夹具5017逆时针转动，4个夹具5017的前端夹具5017口向下翻转并下落。
所述锁紧结构502包括锁体5021、2个锁芯5022、2个锁芯辅助板5023和锁芯连接板5024，2个锁芯5022分别与2个翻转夹取结构501的夹具5017对应设置，2个锁芯辅助板5023分别与底座202固定连接；2个锁芯5022分别穿过2个锁芯辅助板5023，锁芯5022与锁芯辅助板5023滑动连接，锁芯辅助板5023起到导向和定位的作用；2个锁芯辅助板5023后端与锁芯连接板50242端固定连接，所述锁体5021与锁芯连接板5024中部固定连接；夹具5017与锁芯5022相对的一侧设置有锐角形卡口50111，锁芯5022前端形状与之匹配。
当夹具5017在抓取气缸5011作用下、气缸杆5013前伸，夹具5017抬起、锁体5021锁紧时，锁芯连接板5024同时带动2个锁芯5022前伸，锁芯5022前端卡入锐角形卡口50111，使夹具5017锁住；反之，当夹具5017在抓取气缸5011作用下、气缸杆5013后缩，夹具5017下落、锁体5021松开时，锁芯连接板5024同时带动2个锁芯5022后缩，锁芯5022前端脱离锐角形卡口50111。
所述夹具5017一侧的锐角形卡口50111角度α为45°。
所述传动装置3包括设置在其中部的减速机302，减速机302两侧的传动轴303， 2个齿轮301分设在两侧的传动轴303侧端，所述减速机302与伺服电机4连接；当伺服电机4启动时，伺服电机4通过减速机302带动两侧的传动轴303转动，传动轴303通过齿轮301和齿条102传动、带动整个运行支架2和传动装置3上升或下降。
所述减速机302两侧的传动轴303上各设置有1个联轴器304。
所述减速机302两侧的传动轴303上的联轴器304与齿轮301之间各设置有2个传动轴承305；所述传动轴承305的轴承座固定设置在其后侧的总支架201上。
大型机构抓取装置工作过程：
被抓取模具名称为压紧机构（图中未显示）、形状为板状，压紧机构下面有若干压点，底座202下方为生产线工作台第一工位（图中未显示）。
取压紧机构：当底座202下方、其他模具和压紧机构循环至工作台第一工位时，第一工位其他模具上升到位后，电气快插（图中未显示）插入；大型机构抓取装置由伺服驱动带动下降，压住压紧机构平面，锁紧结构502松开，4个夹具5017的前端夹具5017口向上翻转并抬起，扣住压紧机构，锁紧结构502锁紧，大型机构抓取装置上升，带动压紧机构上升。
装压紧机构:当汽车内饰塑料新产品件放置其他模具中后，抓取机构5带着压紧机构下降，压紧机构所有压点完全压住其他模具；锁紧结构502松开，4个夹具5017的前端夹具5017口向下翻转并下落，大型机构抓取装置上升，工作台流转到下一个工位。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围。
Claims (3)
1.智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，包括固定支架、运行支架和传动装置，所述固定支架为双固定支架、包括2个分支架，2个分支架分设在两侧边上，2个分支架上各设置有1个齿条，所述齿条纵向设置；所述运行支架包括总支架和底座，所述传动装置两侧各设置有1个齿轮，所述传动装置设置在运行支架上，运行支架与固定支架通过齿轮和齿条传动连接，其特征在于：
还包括伺服电机和大型机构抓取装置，所述伺服电机设置在底座中部一侧上，传动装置设置在底座中部另一侧上方；
所述大型机构抓取装置设置在底座上，大型机构抓取装置包括2组抓取机构，2组抓取机构对称地设置在底座的左、右两侧、相对设置，每组抓取机构包括2个翻转夹取结构和1个锁紧结构；
每个翻转夹取结构包括抓取气缸、气缸固定板、气缸杆、转轴连接板、夹取结构固定板、气缸杆前端连接板、夹具、转轴A、转轴B和转轴C，每组抓取机构各有2个夹具；所述转轴连接板与夹取结构固定板固定连接，所述夹取结构固定板与底座固定连接；所述夹具包括中部上凸部、一端上凸部和另一端的夹具口；
所述转轴A设置在转轴连接板后端上部，所述转轴B设置在转轴连接板前端下部；所述气缸杆前端连接板后端与气缸杆前端固定连接，所述转轴C设置在气缸杆前端连接板前端；所述气缸固定板下部通过转轴A与转轴连接板转动连接，夹具的中部上凸部通过转轴B与转轴连接板转动连接，夹具的一端上凸部通过转轴C与气缸杆前端连接板前端转动连接；
当抓取气缸起动，气缸杆前伸、抓取气缸处于夹紧状态时，左侧抓取机构的夹具逆时针转动，右侧抓取机构的夹具顺时针转动，4个夹具的前端夹具口向上翻转并抬起，且4个夹具口处于同1个水平面上；当气缸杆后缩、抓取气缸处于松开状态时，左侧抓取机构的夹具顺时针转动，右侧抓取机构的夹具逆时针转动，4个夹具的前端夹具口向下翻转并下落；
所述锁紧结构包括锁体、2个锁芯、2个锁芯辅助板和锁芯连接板，2个锁芯分别与2个翻转夹取结构的夹具对应设置，2个锁芯辅助板分别与底座固定连接；2个锁芯分别穿过2个锁芯辅助板，锁芯与锁芯辅助板滑动连接，锁芯辅助板起到导向和定位的作用；1个锁芯辅助板后端与锁芯连接板一端固定连接，另1个锁芯辅助板后端与锁芯连接板另一端固定连接，所述锁体与锁芯连接板中部固定连接；夹具与锁芯相对的一侧设置有锐角形卡口，锁芯前端形状与之匹配；
当夹具在抓取气缸作用下、气缸杆前伸，夹具抬起、锁体锁紧时，锁芯连接板同时带动2个锁芯前伸，锁芯前端卡入锐角形卡口，使夹具锁住；反之，当夹具在抓取气缸作用下、气缸杆后缩，夹具下落、锁体松开时，锁芯连接板同时带动2个锁芯后缩，锁芯前端脱离锐角形卡口；
所述夹具一侧的锐角形卡口为45°；
所述传动装置包括设置在其中部的减速机，减速机两侧的传动轴， 2个齿轮分设在两侧的传动轴侧端，所述减速机与伺服电机连接；当伺服电机启动时，伺服电机通过减速机带动两侧的传动轴转动，传动轴通过齿轮和齿条传动、带动整个运行支架和传动装置上升或下降。
2.根据权利要求1所述的智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，其特征在于：所述减速机两侧的传动轴上各设置有1个联轴器。
3.根据权利要求1所述的智能机器人焊接装配自动化生产线工装模具伺服抓取机构，其特征在于：所述减速机两侧的传动轴上的联轴器与齿轮之间各设置有2个传动轴承；所述传动轴承的轴承座固定设置在其后侧的总支架上。
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