CN110562688A - 一种定位夹具的快速切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位夹具的快速切换系统，包括加工工作区、夹具等待区、搬运AGV、AVG轨道、夹具转接架。加工工作区包括第一固定架，第一固定架环绕设置有若干加工用七轴机械手。夹具等待区包括若干第二固定架，第二固定架设置在工作区两侧，第二固定架上设置有夹具转接架，夹具转接架上可放置不同定位夹具。AVG轨道连通工作区和夹具等待区。搬运AGV包括车架，车架在驱动机构下沿AGV轨道移动，车架内设置有与夹具转接架配合的顶升机构，顶升机构升起时，顶起放置有定位夹具的夹具转接架，夹具转接架在工作区和夹具等待区间移动。搬运AGV移动到指定工作区时，顶升机构下落，夹具转接架抵靠在第一固定架/第二固定架上。可实现多种定位夹具的快速切换。

Description

一种定位夹具的快速切换系统

技术领域

本发明涉及汽车加工领域，特别涉及一种定位夹具的快速切换系统。

背景技术

在汽车车身的装配焊接生产过程中，为了保证产品质量、提高劳动生产效率和减轻劳动强度，经常使用一些用以夹持并确定工件位置的定位夹具来完成装配和焊接工作，并将已固定好的焊件放在这一类夹具上完成所有焊缝的焊接，其主要作用是防止焊接变形，并使处在各种位置的焊缝都尽可能地调整到最有利于施焊的位置。

传统的汽车车身装配定位夹具柔性运输切换一般采用转台夹具、转鼓式夹具、滑台式夹具，或者在夹具轻载下采用机器人抓手式夹具。但无论是转台、转毂、滑台式还是现有的其它夹具切换方式都是相对固定式装备，仅能运输固定型号车辆的定位夹具，无法在利用同一焊接臂焊接不同型号的车辆，经常无法达到工厂满产，有些混合生产线，可兼容车型也仅为2-4款，且生产线占地面积大，设备复杂。另一方面，现有生产线固定，产品换型非常复杂，在产品改型时增加柔性非常困难，需要进行较大的结构改造，需要非常长时间的改造时间，浪费时间。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种定位夹具的快速切换系统，可实现多种定位夹具的快速切换。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：包括加工工作区、夹具等待区、搬运AGV、AVG轨道、夹具转接架；所述加工工作区包括第一固定架，所述第一固定架环绕设置有若干加工用七轴机械手；所述夹具等待区包括若干第二固定架，所述第二固定架设置在工作区两侧，所述第二固定架上设置有夹具转接架，所述夹具转接架上可放置不同定位夹具；所述AVG轨道连通工作区和夹具等待区；所述搬运AGV包括车架，所述车架在驱动机构下沿AGV轨道移动，所述车架内设置有与夹具转接架配合的顶升机构，所述顶升机构升起时，顶起放置有定位夹具的夹具转接架，所述夹具转接架在工作区和夹具等待区间移动；所述搬运AGV移动到指定工作区时，所述顶升机构下落，所述夹具转接架抵靠在第一固定架/第二固定架上。

优选地，所述第一固定架包括平行设置的两个支撑架，所述支撑架两端设置有垫块，所述支撑架上还设置有第一电气接口，所述第二固定架与第一固定架结构相同。

优选地，所述夹具转接架包括用于放置定位夹具的放置板，所述放置板四角固定有可抵靠在垫块上的放置块，所述转接架上设置有与第一电气接口匹配的第一电气插口。夹具转接架与第一固定架/第二固定架固定牢固，通过第一电气接口和第一电气插口，实现第一固定架/第二固定架与定位夹具的电气连通。

优选地，所述驱动机构括四个驱动轮，所述四个驱动轮在四台驱动电机驱动下转动，所述驱动电机输出轴连接有减速机，所述减速机与驱动轮通过所述联轴器连接。

优选地，所述驱动轮为麦克纳姆轮。通过麦克纳姆轮四轮伺服驱动结合算法实现全向无转弯半径，提高车间空间利用率。

优选地，所述顶升机构包括顶升柱、顶升电机和托板，所述顶升电机固定在车架内，所述顶升柱与顶升电机的输出轴传动连接，所述顶升电机驱动顶升柱上下移动，所述托板固结在顶升柱顶端。顶升机构升降，对定位夹具的顶起和放下，实现定位夹具在加工工作区和夹具灯带区间的相互移动。

优选地，为防止搬运AGV撞击故障，所述搬运AGV还包括避障系统，所述避障系统为安装于车头前端的避障传感器。

优选地，所述车架内设置有为顶升机构和驱动机构供电的蓄电池，所述蓄电池为锂电池，续航效果好，所述车架上设置有充电装置，方便对蓄电池的充电。

优选地，所述车架上还安装有自主导航装置，所述自主导航装置包括惯性传感器和CCD视觉传感器。对惯性传感器和CCD视觉传感器进行时间同步和空间标定，进行传感器信息处理和多传感器信息融合，解决单一传感器的累积误差问题，移动机器人定位精度达到1mm。

优选地，为给搬运AGV工作信号，定位夹具的快速切换系统还包括远程控制中心，所述远程控制中心与设置在搬运AGV上的无线局域网通信装置通讯连接。

本发明的有益效果是，夹具等待区的第二固定架上设置有夹具转接架，夹具转接架上可放置不同型号汽车的定位夹具，搬运AGV通过远程控制中心规划的AVG轨道，将夹具等待区不同型号的定位夹具搬运至加工工作区的第一固定架上进行加工，使生产线可融入更多车型，可快速实现车型切换，通用性高_。定位夹具切换系统定位精度高，运行可靠。

附图说明

图1为本实施例俯视图；

图2为本实施例中加工工作区在搬运AGV移入状态结构示意图；

图3为本实施例中加工工作区在搬运AGV移出状态结构示意图；

图4为本实施例中搬运AGV结构示意图；

图5为本实施例中搬运AGV仰视图；

图6为本实施例中顶升机构结构示意图。

图中：

1-加工工作区，2-夹具等待区，3-搬运AGV，31-车架,32a-驱动轮,32b-驱动电机，32c-减速机，33a-顶升柱,33b-托板,33c-齿轮，33d-安装支架，33e-导向套，34-避障传感器，35-无线局域网通信装置，4-AGV轨道，5-夹具转接架，51-放置板,52-放置块,53-第一电气插口，6-第一固定架，61-支撑架，62-垫块,63-第一电气接口，7-七轴机械手，8-定位夹具，9-第二固定架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1-5所示，本实施例中的一种定位夹具的快速切换系统，包括加工工作区1、夹具等待区2、搬运AGV3、AGV轨道4、夹具转接架5和远程控制中心。加工工作区1包括第一固定架6，第一固定架6环绕设置有若干加工用七轴机械手7，七轴机械手7为工业机器人中的常见设备，此处不再赘述。当定位夹具8通过搬运AGV3搬运到第一固定架6上后，七轴机械手7对固定在定位夹具8上的汽车部件进行加工。夹具等待区2包括若干第二固定架9，第二固定架9环绕在加工工作区1两侧，第二固定架9上设置有夹具转接架5。第二固定架9优选为六个，其中一个可用于维修，用于放置需要维修的定位夹具8；一个可用于充电，用于放置需要充电的定位夹具8和搬运AGV3，搬运AGV3也可搬运到工作线外进行充电。其余四个第二固定架9上的夹具转接架5上可放置不同型号的定位夹具8。也可根据实际产能减少或增多第二固定架9的数量。

AGV轨道4连通工作区和夹具等待区2，由远程控制中心计算规划。搬运AGV3包括车架31，车架31上设置有无线局域网通信装置35和控制面板，无线局域网通信装置35与远程控制中心通过无线通讯连接，远程控制中心传送信号至无线局域网通信装置35，车架31在驱动机构下沿AGV轨道4移动，无线局域网通信装置35控制驱动机构运动。驱动机构包括四个驱动轮32a，四个驱动轮32a在四台驱动电机32b驱动下转动，驱动电机32b输出轴连接有减速机32c，减速机32c与驱动轮32a通过联轴器连接。驱动轮32a为麦克纳姆轮。通过麦克纳姆轮四轮伺服驱动结合算法实现全向无转弯半径，提高车间空间利用率。实现了重载移动平台的全向移动，解决了S弯道和直道的通过性难题。

参见附图6所示，车架31内设置有与夹具转接架5配合的顶升机构，顶升机构包括顶升柱33a、顶升电机和托板33b，顶升电机固定在车架31内，顶升柱33a与顶升电机的输出轴传动连接，顶升电机驱动顶升柱33a上下移动，托板33b固结在顶升柱33a顶端。顶升电机的输出轴连接有齿轮33c，顶升柱33a下端设有与齿轮33c相配合的齿条。顶升柱33a通过安装支架33d固定在车架31内，顶升柱33a外侧套设有导向套33e，导向套33e固定在安装支架33d上。顶升机构升降，对定位夹具8的顶起和放下，实现定位夹具8在加工工作区1和夹具等待区2间的相互移动。顶升机构升起时，顶起放置有定位夹具8的夹具转接架5，夹具转接架5在工作区和夹具等待区2间移动；搬运AGV3移动到指定工作区时，顶升机构下落，夹具转接架5抵靠在第一固定架6/第二固定架9上。

第一固定架6包括平行设置的两个支撑架62，支撑架62两端设置有垫块62，支撑架62上还设置有第一电气接口63，第二固定架9与第一固定架6结构相同。夹具转接架5包括用于放置定位夹具8的放置板51，放置板51四角固定有可抵靠在垫块62上的放置块52，转接架上设置有与第一电气接口63匹配的第一电气插口53。夹具转接架5与第一固定架6/第二固定架9固定牢固，通过第一电气接口63和第一电气插口53，实现第一固定架6/第二固定架9与定位夹具8的电气连通。

为防止搬运AGV3撞击故障，搬运AGV3还包括避障系统，避障系统为安装于车头前端的避障传感器34。车架31内设置有为顶升机构和驱动机构供电的蓄电池，蓄电池为锂电池，续航效果好，车架31上设置有充电装置，方便对蓄电池的充电。

车架31上还安装有自主导航装置，自主导航装置包括惯性传感器和CCD视觉传感器。对惯性传感器和CCD视觉传感器进行时间同步和空间标定，进行传感器信息处理和多传感器信息融合，解决单一传感器的累积误差问题，移动机器人定位精度达到1mm。

当需要更换定位夹具8时，远程控制中心发送生产信息至搬运AGV3，一个搬运AGV3接收信号后，移动至夹具等待区2指定的第二固定架9下方，升机构顶升并拉出该种定位夹具8，并将该种定位夹具8沿AGV轨道4向加工区移动。此时，另一个搬运AGV3接收信号后，移动至加工工作区1的第一固定架6下方，在当前生产车型完成生产后，顶升机构顶升并拉出定位夹具8，沿AGV轨道向对应的第二固定架9下方移动。搬运AGV移动到指定位置后，顶升机构降落，将定位夹具8降落到对应的第一固定架6/第二固定架9上。搬运AGV3等待远程控制中心的下一步指令。产能低时，仅需一辆搬运AGV3，在将加工工作区1的定位夹具8搬运至夹具等待区2后，再将夹具等待区2的另一型号的定位夹具8搬运至加工工作区1。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：包括加工工作区(1)、夹具等待区(2)、搬运AGV(3)、AVG轨道(4)、夹具转接架(5)；所述加工工作区(1)包括第一固定架(6)，所述第一固定架(6)周围环绕设置有若干加工用七轴机械手(7)；所述夹具等待区(2)包括若干第二固定架(9)，所述第二固定架(9)在加工工作区(1)两侧，所述第二固定架(9)上设置有夹具转接架(5)，所述夹具转接架(5)上可放置不同定位夹具(8)；所述AVG轨道(4)连通加工工作区(1)和夹具等待区(2)；所述搬运AGV(3)包括车架(31)，所述车架(31)在驱动机构下沿AGV轨道(4)移动，所述车架(31)内设置有与夹具转接架(5)配合的顶升机构，所述顶升机构升起时，顶起放置有定位夹具(8)的夹具转接架(5)，带动所述夹具转接架(5)在加工工作区(1)和夹具等待区(2)间移动；所述搬运AGV(3)移动到指定区域时，所述顶升机构下落，所述夹具转接架(5)抵靠在第一固定架(6)/第二固定架(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述第一固定架(6)包括平行设置的两个支撑架(61)，所述支撑架(61)两端设置有垫块(62)，所述支撑架(61)上还设置有第一电气接口(63)，所述第二固定架(9)与第一固定架(6)结构相同。

3.根据权利要求2所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述夹具转接架(5)包括用于放置定位夹具(8)的放置板(51)，所述放置板(51)四角固定有可抵靠在垫块(62)上的放置块(52)，所述夹具转接架(5)上设置有与第一电气接口(63)匹配的第一电气插口(53)。

4.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述驱动机构括四个驱动轮(32a)，四个所述驱动轮(32a)在四台驱动电机(32b)驱动下转动，所述驱动电机(32b)输出轴连接有减速机(32c)，所述减速机(32c)与驱动轮(32a)通过所述联轴器连接。

5.根据权利要求4所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述驱动轮(32a)为麦克纳姆轮。

6.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述顶升机构包括顶升柱(33a)、顶升电机和托板(33b)，所述顶升电机固定在车架(31)内，所述顶升柱(33a)与顶升电机的输出轴传动连接，所述顶升电机驱动顶升柱(33a)上下移动，所述托板(33a)固结在顶升柱顶端。

7.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述搬运AGV(3)还包括避障系统，所述避障系统为安装于车头前端的避障传感器(34)。

8.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述车架(31)内设置有为顶升机构和驱动机构供电的蓄电池，所述蓄电池为锂电池，所述车架(31)上设置有充电装置。

9.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：所述车架(31)上还安装有自主导航装置，所述自主导航装置包括惯性传感器和CCD视觉传感器。

10.根据权利要求1所述的一种定位夹具的快速切换系统，其特征在于：还包括远程控制中心，所述远程控制中心与设置在搬运AGV(3)上的无线局域网通信装置(35)通讯连接。