CN108058008B - 一种天窗机械手 - Google Patents

Abstract

一种天窗机械手，包括，行走机构、升降机构、X‑Y调整组件、连接板、轴承座及连接轴承、上连接框架、四个导杆气缸、上安装板、两吸盘组件、前、后定位机构、下连接框架、两升降气缸、下安装板、若干激光传感器，两两对称设置于所述下安装板两侧面；若干定位销组件，设置于所述下安装板前后、两侧及安装通孔处，该定位销组件包括驱动气缸及定位销；四定位块、控制箱及其固定架、两吸盘组件及操作把手，设置于所述固定架一侧。

Description

一种天窗机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种天窗机械手。

背景技术

现有天窗装配机械手采用简易、人工或半自动设计，影响了天窗的装配精度。

发明内容

本发明的目的在于设计一种天窗机械手，可以实现自动化、精确装配，并提高装配效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种天窗机械手，其包括，行走机构，包括，固定框架，其两侧边框的上端面两端分别对称设置导轮；两行走轮，设置一连接轴的两端，该连接轴通过支架安装于所述固定框架的一侧，连接轴与设置导轮的边框垂直；驱动电机，设置于所述连接轴中部，与连接轴联接；升降机构，包括，基座，其主要由内、外箱体组成，外箱体通过连接支架竖直设置于所述行走机构的固定框架内侧，内箱体两相对的外侧面长度方向设置滑轨及滑块，所述滑块设置于所述外箱体内侧面；内箱体底端设一底板，底板中央设安装通孔，底板两侧伸出内箱体侧壁，该两侧上端面上竖直设置定位气缸及相应的定位销；升降电缸，竖直设置于所述基座外箱体顶部中央，其输出端连接所述内箱体顶部，使内箱体在外箱体内上下升降；X-Y调整组件，包括，两X向导轨及其上的X向滑块，X向导轨顶面连接于所述内箱体底端底板两侧；两Y向导轨及Y向滑块，所述Y向滑块顶面连接于所述X向滑块底面，两Y向导轨位于Y向滑块下方；Y向导轨与X向导轨垂直相交设置；连接板，其上端面两侧连接于所述两Y向导轨下端面，其中央设一通孔；轴承座及连接轴承，轴承座设置于所述连接板底面；上连接框架，包括两边框及其中部两根连接杆，其中央设一连接基板，该连接基板通过螺栓连接于所述连接轴承底面；两根连接杆上端面上设与所述定位销配合好的定位座；上连接框架两边框的后部向下倾斜，两边框后端部竖直设置一固定板；四个导杆气缸，两两竖直设置于所述上连接框架两侧，缸体连接于上连接框架外侧面；上安装板，其上端面连接于所述导杆气缸的活塞杆端部，上安装板底面两侧沿长度方向各设置一导轨；两吸盘组件，设置于所述上安装板两侧，该吸盘组件包括，升降导杆气缸，缸体通过连接支架竖直设置于所述上安装板侧面、位于两导杆气缸之间；两吸盘，设置于一安装杆两端，该安装杆上端面中央连接于升降导杆气缸活塞杆端部；前、后定位机构，设置于所述上安装板下前后，其分别包括，活动基板，其上端面两侧各设一滑块，并以此滑设于所述上安装板底面两侧的导轨上；两导轨及滑块，设置于所述活动基板底面，前后平行布置，滑块连接于所述活动基板底面；驱动气缸，设置于所述活动基板底面，缸体与导轨垂直，活塞杆端部连接于所述活动基板内侧面；连接块，设置于两导轨之间的所述活动基板底面中央，连接块内平行设置两滑杆，两滑杆的一端通过连接件连接两导轨；左、右定位柱，通过支架设置于所述两导轨的外侧端；中定位柱，通过支架设置于所述活动基板外侧面中部；下连接框架，包括两根L形结构的边框、连接边框下部的连杆及位于边框下部前部两根支杆组成；两根支杆端部水平方向设一连接轴孔；两边框内侧面长度方向设滑轨及其上滑块，所述上连接框架两边框后端部竖直设置的固定板外侧面连接于该滑块上；两升降气缸，竖直设置于所述上连接框架两边框后端部固定板外侧面两侧，升降气缸缸体连接于所述下连接框架，活塞杆端部连接于所述上连接框架两边框后端部固定板外侧面两侧；下安装板，其下端面两侧凸设两连接板，两连接板通过一连接轴活动连接于所述下连接框架两根支杆端部的一连接轴孔；下安装板上前后设若干安装通孔；若干激光传感器，两两对称设置于所述下安装板两侧面；若干定位销组件，设置于所述下安装板前后、两侧及安装通孔处，该定位销组件包括驱动气缸及定位销；四定位块，两两设置所述下安装板两侧，该定位块外侧面设定位凹槽；控制箱及其固定架，所述固定架为L形框架，其水平的上部框架通过两侧连接板连接于所述升降机构基座外箱体两侧面；控制箱设置于所述上部框架上端面，其上部连接于所述行走机构固定框架后端面；两吸盘组件，设置于所述固定架下部框架两侧，该吸盘组件包括，导杆气缸，缸体通过支架水平设置于所述固定架下部框架侧面；其活塞杆端部竖直设置一安装基板，该安装基板上部向前弯折；驱动气缸，缸体竖直设置于所述安装基板上部，其活塞杆穿过安装基板，活塞杆端部设吸盘；一定位销组件，通过连接板设置安装基板上部外侧，定位销组件包括驱动气缸及定位销；滚柱，设置于一U形支架，该U形支架竖直设置于所述安装基板前端面下部；操作把手，设置于所述固定架一侧。

本发明是一套颠覆性的自动化设备，它是从简易的天窗装配机械手质变到全自动、精定位的智能设备。其首创利用天窗口作为对中的基准原点，最终还能够把天窗自动的装配到天窗口中，用一种最直接的定位方式来解决天窗的装配精度问题，以最短的尺寸链、最大限度的缩小累计误差的方式来保证天窗的完美装配。采用6点机构能够同时实现水平X-Y四个方向的自由度控制、Z向的角度控制，利用伺服电缸解决Z向位移控制和托盘定位销实现X向、Y向的角度保证，最终通过一套结构系统确保天窗的空间六个方向上自由度的唯一性；并且机械手还设计对接机构和天窗定位站自动对接，实现了可以从天窗定位站上自动取料。在控制系统方面采用CPU智能程序控制，对每一个动作、安全、条件、切换等智能调用程序确保设备稳定、可靠的工作。

本发明的有益效果：

本发明天窗机械手和天窗定位站能够准确配合，可以自动从定位站上取出天窗，并且定位销和天窗的定位孔对位准确；天窗机械手的轨道行走部分运行平稳，位置点停止准确、锁紧机构可靠；浮动锁紧机构阻力小于10N，锁定切换锥销配合准确，浮动功能和锁定功能切换平稳、牢固；6点对中结构完成预定对中功能，有效的纠正X-Y位移，Z向角度，并且对天窗口内壁作用力控制在安全范围内，不存在损坏产品的风险；Z向二次升降漂浮结构的浮动力小于20N，在装配天窗时能准确调整预压力，保证了天窗和车身的贴合度；天窗托盘2组升降定位销兼容多车型共用，4组升降切换定位销可以针对不同工件自动切换，不同天窗的激光识别传感器和距离传感器工作可靠，能有效的向控制系统提供判别信号。

整套天窗装配机械手实现自动装配的功能全部达到，可以达到设计时对该设备的功能预期，后期能够适用于天窗的自动装配工作。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图1。

图2为本发明实施例的立体图2。

图3为本发明实施例的立体图3。

图4为本发明实施例的立体图3。

图5为本发明实施例的正视图。

图6为本发明实施例中行走机构和升降机构的立体图。

图7为图1的正视图。

图8为图7的A-A剖视图。

图9为图6的俯视图。

图10为图9的B-B剖视图。

图11为本发明实施例中上连接框架、吸盘组件和前后定位机构的立体图1。

图12为本发明实施例中上连接框架、吸盘组件和前后定位机构的立体图2。

图13为图11的正视图。

图14为图11的俯视图。

图15为本发明实施例中下连接框架、下安装板及其上部件的立体图1。

图16为本发明实施例中下连接框架、下安装板及其上部件的立体图2。

图17为图15的正视图。

图18为图15的俯视图。

具体实施方式

参见图1～图18，本发明的一种天窗机械手，其包括，

行走机构1，包括，

固定框架101，其两侧边框的上端面两端分别对称设置导轮102、102’；

两行走轮103、103’，设置一连接轴104的两端，该连接轴104通过支架安装于所述固定框架101的一侧，连接轴104与设置导轮的边框垂直；

驱动电机105，设置于所述连接轴104中部，与连接轴104联接；

升降机构2，包括，

基座21，其主要由内、外箱体211、212组成，外箱体211通过连接支架竖直设置于所述行走机构1的固定框架101内侧，内箱体211两相对的外侧面长度方向设置滑轨213及滑块，所述滑块设置于所述外箱体212内侧面；内箱体211底端设一底板215，底板215中央设安装通孔2151，底板215两侧伸出内箱体211侧壁，该两侧上端面上竖直设置定位气缸216及相应的定位销217、217’；

升降电缸218，竖直设置于所述基座21外箱体212顶部中央，其输出端连接所述内箱体211顶部，使内箱体211在外箱体212内上下升降；

X-Y调整组件3，包括，

两X向导轨31及其上的X向滑块32，X向导轨31顶面连接于所述内箱体211底端底板215两侧；

两Y向导轨33及Y向滑块34，所述Y向滑块34顶面连接于所述所述X向滑块32底面，两Y向导轨33位于Y向滑块34下方；Y向导轨33与X向导轨31垂直相交设置；

连接板4，其上端面两侧连接于所述两Y向导轨33下端面，其中央设一通孔41；

轴承座5及连接轴承6，轴承座5设置于所述连接板4底面；

上连接框架7，包括两边框71及其中部两根连接杆72、72’，其中央设一连接基板73，该连接基板73通过螺栓连接于所述连接轴承6底面；两根连接杆72、72’上端面上设与所述定位销217、217’配合好的定位座74、74’；上连接框架两边框71的后部向下倾斜，两边框71后端部竖直设置一固定板75；

四个导杆气缸8、8’(以上连接框架一侧为例，下同)，两两竖直设置于所述上连接框架7两侧，缸体连接于上连接框架7外侧面；

上安装板9，其上端面连接于所述导杆气缸8、8’的活塞杆端部，上安装板9底面两侧沿长度方向各设置一导轨10；

两吸盘组件11、11’，设置于所述上安装板9侧，该吸盘组件11(以吸盘组件11为例，下同)包括，

升降导杆气缸111，缸体通过连接支架竖直设置于所述上安装板9侧面、位于两导杆气缸8、8’之间；

两吸盘112、112’，设置于一安装杆113两端，该安装杆113上端面中央连接于升降导杆气缸111活塞杆端部；

前、后定位机构12、12’，设置于所述上安装板9下前后，前定位机构12(以前定位机构12为例，下同)包括，

活动基板121(以前定位机构12为例，下同)，其上端面两侧各设一滑块122，并以此滑设于所述上安装板9底面两侧的导轨10上；

两导轨123、123’及滑块124，设置于所述活动基板121底面，前后平行布置，滑块124连接于所述活动基板121底面；

驱动气缸125，设置于所述活动基板121底面，缸体与导轨123、123’垂直，活塞杆端部连接于所述活动基板121内侧面；

连接块126，设置于两导轨123、123’之间的所述活动基板121底面中央，连接块126内平行设置两滑杆1261，两滑杆1261的一端通过连接件连接两导轨123、123’；

左、右定位柱127、128，通过支架设置于所述两导轨123、123’的外侧端；

中定位柱129，通过支架设置于所述活动基板121外侧面中部；

下连接框架13，包括两根L形结构的边框131、连接边框131下部的连杆132及位于边框131下部前部两根支杆133组成；两根支杆133端部水平方向设一连接轴孔1331；两边框131内侧面长度方向设滑轨14及其上滑块141，所述上连接框架7两边框71后端部竖直设置的固定板74外侧面连接于该滑块141上；

两升降气缸15、15’，竖直设置于所述上连接框架7两边框71后端部固定板74外侧面两侧，升降气缸缸体连接于所述下连接框架13，活塞杆端部连接于所述上连接框架7两边框71后端部固定板74外侧面两侧；

下安装板16，其下端面两侧凸设两连接板161，两连接板161通过一连接轴162活动连接于所述下连接框架13两根支杆133端部的一连接轴孔1331；下安装板16上前后设若干安装通孔163；

若干激光传感器17、17’，两两对称设置于所述下安装板16两侧面；

若干定位销组件18、18’，设置于所述下安装板16前后、两侧及安装通孔处，该定位销组件18包括驱动气缸181及定位销182；

四定位块19、19’(以一侧的定位块19、19’为例，下同)，两两设置所述下安装板16两侧，该定位块19外侧面设定位凹槽191；

控制箱20及其固定架22，所述固定架22为L形框架，其水平的上部框架221通过两侧连接板222连接于所述升降机构基座101外箱体两侧面；控制箱20设置于所述上部框架上端面，其上部连接于所述行走机构1固定框架101后端面；

两吸盘组件23、23’，设置于所述固定架22下部框架两侧，该吸盘组件23(以吸盘组件23为例，下同)包括，

导杆气缸231，缸体通过支架水平设置于所述固定架22下部框架223侧面；其活塞杆端部竖直设置一安装基板232，该安装基板232上部向前弯折；

驱动气缸233，缸体竖直设置于所述安装基板232上部，其活塞杆穿过安装基板232，活塞杆端部设吸盘234；

一定位销组件235，通过连接板23设置安装基板232上部外侧，定位销组件235包括驱动气缸236及定位销237；

滚柱238，设置于一U形支架239，该U形支架239竖直设置于所述安装基板232前端面下部；

操作把手24，设置于所述固定架22一侧。

Claims (1)

1.一种天窗机械手，其特征在于，包括，

行走机构，包括，

固定框架，其两侧边框的上端面两端分别对称设置导轮；

两行走轮，设置一连接轴的两端，该连接轴通过支架安装于所述固定框架的一侧，连接轴与设置导轮的边框垂直；

驱动电机，设置于所述连接轴中部，与连接轴联接；升降机构，包括，

基座，其主要由内、外箱体组成，外箱体通过连接支架竖直设置于所述行走机构的固定框架内侧，内箱体两相对的外侧面长度方向设置滑轨及滑块，所述滑块设置于所述外箱体内侧面；内箱体底端设一底板，底板中央设安装通孔，底板两侧伸出内箱体侧壁，两侧上端面上竖直设置定位气缸及相应的定位销；

升降电缸，竖直设置于所述基座外箱体顶部中央，其输出端连接所述内箱体顶部，使内箱体在外箱体内上下升降；

X-Y调整组件，包括，

两X向导轨及其上的X向滑块，X向导轨顶面连接于所述内箱体底端底板两侧；

两Y向导轨及Y向滑块，所述Y向滑块顶面连接于所述X向滑块底面，两Y向导轨位于Y向滑块下方；Y向导轨与X向导轨垂直相交设置；连接板，其上端面两侧连接于所述两Y向导轨下端面，其中央设一通孔；

轴承座及连接轴承，轴承座设置于所述连接板底面；

上连接框架，包括两边框及其中部两根连接杆，其中央设一连接基板，该连接基板通过螺栓连接于所述连接轴承底面；两根连接杆上端面上设与所述定位销配合好的定位座；上连接框架两边框的后部向下倾斜，两边框后端部竖直设置一固定板；

四个导杆气缸，两两竖直设置于所述上连接框架两侧，缸体连接于上连接框架外侧面；

上安装板，其上端面连接于所述导杆气缸的活塞杆端部，上安装板底面两侧沿长度方向各设置一导轨；

两吸盘组件，设置于所述上安装板两侧，该吸盘组件包括，

升降导杆气缸，缸体通过连接支架竖直设置于所述上安装板侧面、位于两导杆气缸之间；

两吸盘，设置于一安装杆两端，该安装杆上端面中央连接于升降导杆气缸活塞杆端部；

前、后定位机构，设置于所述上安装板下前后，其分别包括，

活动基板，其上端面两侧各设一滑块，并以此滑设于所述上安装板底面两侧的导轨上；

两导轨及滑块，设置于所述活动基板底面，前后平行布置，滑块连接于所述活动基板底面；

驱动气缸，设置于所述活动基板底面，缸体与导轨垂直，活塞杆端部连接于所述活动基板内侧面；

连接块，设置于两导轨之间的所述活动基板底面中央，连接块内平行设置两滑杆，两滑杆的一端通过连接件连接两导轨；

左、右定位柱，通过支架设置于所述两导轨的外侧端；

中定位柱，通过支架设置于所述活动基板外侧面中部；

下连接框架，包括两根L形结构的边框、连接边框下部的连杆及位于边框下部前部两根支杆组成；两根支杆端部水平方向设一连接轴孔；两边框内侧面长度方向设滑轨及其上滑块，所述上连接框架两边框后端部竖直设置的固定板外侧面连接于该滑块上；

两升降气缸，竖直设置于所述上连接框架两边框后端部固定板外侧面两侧，升降气缸缸体连接于所述下连接框架，活塞杆端部连接于所述上连接框架两边框后端部固定板外侧面两侧；

下安装板，其下端面两侧凸设两连接板，两连接板通过一连接轴活动连接于所述下连接框架两根支杆端部的一连接轴孔；下安装板上前后设若干安装通孔；

若干激光传感器，两两对称设置于所述下安装板两侧面；

若干定位销组件，设置于所述下安装板前后、两侧及安装通孔处，该定位销组件包括驱动气缸及定位销；

四定位块，两两设置所述下安装板两侧，该定位块外侧面设定位凹槽；

控制箱及其固定架，所述固定架为L形框架，其水平的上部框架通过两侧连接板连接于所述升降机构基座外箱体两侧面；控制箱设置于所述上部框架上端面，其上部连接于所述行走机构固定框架后端面；两吸盘组件，设置于所述固定架下部框架两侧，该吸盘组件包括，导杆气缸，缸体通过支架水平设置于所述固定架下部框架侧面；其活塞杆端部竖直设置一安装基板，该安装基板上部向前弯折；

驱动气缸，缸体竖直设置于所述安装基板上部，其活塞杆穿过安装基板，活塞杆端部设吸盘；

一定位销组件，通过连接板设置安装基板上部外侧，定位销组件包括驱动气缸及定位销；

滚柱，设置于一U形支架，该U形支架竖直设置于所述安装基板前端面下部；

操作把手，设置于所述固定架一侧。