CN111822914B - 柔性焊接岛焊钳自动切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了柔性焊接岛多品种焊钳自动切换系统，用于汽车车身焊装行业岛式生产单元，依靠自动导引、机械定位、信息交换等方法，实现生产单元多品种焊钳或其它工具的智能切换，保证生产柔性化的实现。本发明由焊钳载具、拖拽式AGV、载具导向机构、载具定位及夹紧机构、RFID识别系统、介质单元组成，焊钳载具用来承载焊钳，其上的定位和夹紧机构能够实现焊钳相对载具自身准确且稳定的定位，运输过程中焊钳载具在拖拽式AGV的拖动下行走，载具导向机构、载具定位机构和载具夹紧机构固定在地面上，帮助焊钳载具实现精确定位，载具到位后RFID识别系统可对载具焊钳加以识别，介质单元用来给焊钳载具提供电气信号及能源，换枪盘用于焊钳和机器人之间的连接。

Description

柔性焊接岛焊钳自动切换系统

技术领域

本发明涉及一种柔性焊接岛多品种焊钳自动切换系统，用于汽车车身焊装行业岛式生产单元，依靠自动导引、机械定位、信息交换等方法，实现生产单元焊钳或其它工具的智能切换，保证生产柔性化的实现。

背景技术

随着汽车消费市场定制化的逐渐兴起，各汽车生产厂商越来越强调生产线的柔性化。自动化水平较高的车身制造业更是如此，岛式生产焊接单元(以下简称焊接岛)的概念应运而生。岛与岛之间物料、工具或工装的传递依靠AGV(自动导引小车)实现，智能化水平显著提高。生产单元的柔性受制于物料形态不一及相关操作所需夹具、工具不同等因素，因此若要实现焊接岛柔性化的生产操作，就必须首先解决生产工具、夹具等的自动切换问题。

发明内容

基于对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种焊钳自动切换系统，依靠自动导引、机械定位、信息交换等方法，实现生产单元焊钳或其它工具的智能切换，保证生产柔性化的实现；该系统智能化水平较高，效果稳定可靠。

本发明通过如下技术方案实现：

柔性焊接岛焊钳自动切换系统，由焊钳载具1-1、拖拽式AGV1-3、定位及夹紧机构、RFID识别系统1-7及介质单元1-8组成；所述焊钳载具1-1的下方放置有拖拽式AGV1-3，运输过程中拖拽式AGV1-3用于拖动焊钳载具1-1行走，所述焊钳载具1-1上固定有焊钳1-2，所述定位及夹紧机构固定在地面上，用于对焊钳载具1-1实现精确定位，焊钳载具1-1到位后RFID识别系统1-7用于对载具焊钳加以识别，介质单元1-8用来给焊钳载具1-1提供电气信号及能源。

优选地，所述定位及夹紧机构由载具导向机构1-4、载具定位机构1-5及载具夹紧机构1-6组成，所述载具导向机构1-4固定在载具定位机构1-5的前端，用于对焊钳载具1-1进行粗定位，所述载具定位机构1-5用于对焊钳载具1-1进行精定位，所述载具夹紧机构1-6固定在载具定位机构1-5的后端，用于对精准定位后的焊钳载具1-1实现夹紧。

优选地，所述介质单元1-8固定在载具夹紧机构1-6上。

优选地，所述焊钳载具1-1由焊钳定位部件2-1、夹紧部件2-2及载具本体2-6组成，所述焊钳定位部件2-1及夹紧部件2-2分别固定在载具本体2-6上，载具本体2-6的下表面固定连接有四个行走轮2-3及四个导轮组2-4，所述行走轮2-3与地面接触，用于行走；所述导轮组2-4用于与载具定位机构1-5配合，实现精定位。

优选地，所述导轮组2-4上设置有导轮2-7，载具定位机构1-5上设置有定位导轨5-1，精定位时导轮组2-4上设置的导轮2-7与载具定位机构1-5上的定位导轨5-1配合实现定位。

优选地，所述定位导轨5-1的前端设有倾角，便于导轮组2-4进入定位。

优选地，所述焊钳定位部件2-1的上端设置有传感器2-5，用于识别焊钳载具1-1上是否载有焊钳1-2。

优选地，焊钳定位部件2-1上固定连接有换枪盘1-9，与机器人上的换枪盘接合实现焊钳和机器人的机械连接。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，依靠自动导引、机械定位、信息交换等方法，实现生产单元焊钳或其它工具的智能切换，保证生产柔性化的实现；该系统能够帮助柔性焊接岛实现焊钳的自动切换，智能化水平较高，效果稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构简图；

图2为焊钳载具的结构简图；

图3为焊钳载具定位原理图；

图4为图3的局部放大图；

图中：1-1.焊钳载具，1-2.焊钳，1-3.拖拽式AGV，1-4.载具导向机构，1-5.载具定位机构，1-6.载具夹紧机构，1-7.RFID识别系统，1-8.介质单元，1-9.换枪盘、2-1.定位部件，2-2.夹紧部件，2-3.行走轮，2-4.导轮组，2-5.传感器，2-6，载具本体、2-7导轮、5-1定位导轨。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

柔性焊接岛焊钳自动切换系统，由焊钳载具1-1、拖拽式AGV1-3、定位及夹紧机构、RFID识别系统1-7及介质单元1-8组成；所述焊钳载具1-1的下方放置有拖拽式AGV1-3，运输过程中拖拽式AGV1-3用于拖动焊钳载具1-1行走，所述焊钳载具1-1上固定有焊钳1-2，所述定位及夹紧机构固定在地面上，用于对焊钳载具1-1实现精确定位，焊钳载具1-1到位后RFID识别系统1-7用于对载具焊钳加以识别，介质单元1-8用来给焊钳载具1-1提供电气信号及能源。

所述定位及夹紧机构由载具导向机构1-4、载具定位机构1-5及载具夹紧机构1-6组成，所述载具导向机构1-4固定在载具定位机构1-5的前端，用于对焊钳载具1-1进行粗定位，所述载具定位机构1-5用于对焊钳载具1-1进行精定位，所述载具夹紧机构1-6固定在载具定位机构1-5的后端，用于对精准定位后的焊钳载具1-1实现夹紧。

所述介质单元1-8固定在载具夹紧机构1-6上。

所述焊钳载具1-1由焊钳定位部件2-1、夹紧部件2-2及载具本体2-6组成，所述焊钳定位部件2-1及夹紧部件2-2分别固定在载具本体2-6上，载具本体2-6的下表面固定连接有四个行走轮2-3及四个导轮组2-4，所述行走轮2-3与地面接触，用于行走；所述导轮组2-4用于与载具定位机构1-5配合，实现精定位。

所述导轮组2-4上设置有导轮2-7，载具定位机构1-5上设置有定位导轨5-1，精定位时导轮组2-4上设置的导轮2-7与载具定位机构1-5上的定位导轨5-1配合实现定位。

所述定位导轨5-1的前端设有倾角，便于导轮组2-4进入定位。

所述焊钳定位部件2-1的上端设置有传感器2-5，用于识别焊钳载具1-1上是否载有焊钳1-2。

焊钳定位部件2-1上固定连接有换枪盘1-9，与机器人上的换枪盘接合实现焊钳和机器人的机械连接。

下面结合附图，对本发明的使用过程做进一步说明：焊钳载具1-1是焊钳1-2的载体，通过其上的焊钳定位块2-1和夹紧部件2-2等固定焊钳，确保二者相对位置稳定，拖拽式AGV1-3潜入到焊钳载具下方，通过牵引机构带动焊钳载具行走，运输过程中焊钳载具下方的行走轮2-3与地面接触，载具重量完全由行走轮承担，当载具在AGV的拖动下达到切换料口附近，载具导向机构1-4首先对载具行走方向做粗导向，引导载具上的导轮组2-4进入载具定位机构1-5的定位导轨5-1，每个载具导轮组都有三个轴承，与定位导轨的上下面和侧面接触，定位导轨的前端设有倾角，便于导轮组进入，四个导轮组左右对称布置，这时载具由导轮组支撑，其行走轮脱离地面，这样载具除前进方向外其它五个自由度均被限制稳定，当焊钳载具行走到位，载具夹紧机构1-6将载具夹紧，限制最后一个行走方向的自由度，彻底实现载具定位，由于载具导轮组和定位导轨配合紧密，前进方向上又被刚性机构夹紧，载具定位准确、稳定，由于载具与焊钳之间也是刚性固定，这样就确保了焊钳相对于整个料口的稳定且准确的定位，确保机器人能够顺利抓取焊钳，完成焊钳载具定位后，RFID识别系统1-7通过读取焊钳信息，帮助系统判断所来焊钳是否为控制系统要求的焊钳，若焊钳匹配，则介质单元1-8将载具的电源和气源导通，载具上的焊钳夹紧部件打开，这样机器人就可以利用换枪盘1-9抓持焊钳并取走，载具焊钳取走后，触发其上的传感器2-5，报告控制系统载具空载，进而可以进行继续焊钳存放或者载具直接转移到其它位置。该系统通过载具与焊钳以及载具与地面定位机构之间的准确定位，确保载具到位到位夹紧后焊钳的位置稳定，这样岛内的机器人就可通过调用固定抓取程序，实现焊钳的抓取，同时也能实现将焊钳放置到载具上，这样就能实现机器人焊钳的切换。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，由焊钳载具（1-1）、拖拽式AGV（1-3）、定位及夹紧机构、RFID识别系统（1-7）及介质单元（1-8）组成；所述焊钳载具（1-1）的下方放置有拖拽式AGV（1-3），运输过程中拖拽式AGV（1-3）用于拖动焊钳载具（1-1）行走，所述焊钳载具（1-1）上固定有焊钳（1-2），所述定位及夹紧机构固定在地面上，用于对焊钳载具（1-1）实现精确定位，完成焊钳载具定位后，RFID识别系统（1-7）通过读取焊钳信息，帮助系统判断所来焊钳是否为控制系统要求的焊钳，若焊钳匹配，则介质单元（1-8）将载具的电源和气源导通，载具上的焊钳夹紧部件打开，这样机器人就可以利用换枪盘（1-9）抓持焊钳并取走，载具焊钳取走后，触发其上的传感器（2-5），报告控制系统载具空载，进而可以进行继续焊钳存放或者载具直接转移到其它位置；介质单元（1-8）用来给焊钳载具（1-1）提供电气信号及能源；

所述焊钳载具（1-1）由焊钳定位部件（2-1）、夹紧部件（2-2）及载具本体（2-6）组成，所述焊钳定位部件（2-1）及夹紧部件（2-2）分别固定在载具本体（2-6）上，载具本体（2-6）的下表面固定连接有四个行走轮（2-3）及四个导轮组（2-4），所述行走轮（2-3）与地面接触，用于行走；所述导轮组（2-4）用于与载具定位机构（1-5）配合，实现精定位。

2.如权利要求1所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，所述定位及夹紧机构由载具导向机构（1-4）、载具定位机构（1-5）及载具夹紧机构（1-6）组成，所述载具导向机构（1-4）固定在载具定位机构（1-5）的前端，用于对焊钳载具（1-1）进行粗定位，所述载具定位机构（1-5）用于对焊钳载具（1-1）进行精定位，所述载具夹紧机构（1-6）固定在载具定位机构（1-5）的后端，用于对精准定位后的焊钳载具（1-1）实现夹紧。

3.如权利要求1所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，所述介质单元（1-8）固定在载具夹紧机构（1-6）上。

4.如权利要求1所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，所述导轮组（2-4）上设置有导轮（2-7），载具定位机构（1-5）上设置有定位导轨（5-1），精定位时导轮组（2-4）上设置的导轮（2-7）与载具定位机构（1-5）上的定位导轨（5-1）配合实现定位。

5.如权利要求4所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，所述定位导轨（5-1）的前端设有倾角，便于导轮组（2-4）进入定位。

6.如权利要求1所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，所述焊钳定位部件（2-1）的上端设置有传感器（2-5），用于识别焊钳载具（1-1）上是否载有焊钳（1-2）。

7.如权利要求1所述的柔性焊接岛焊钳自动切换系统，其特征在于，焊钳定位部件（2-1）上固定连接有换枪盘（1-9），与机器人上的换枪盘接合实现焊钳和机器人的机械连接。

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