CN112709741B - 一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，自适应抓手包括抓手和自适应机构，自适应机构包括自动对心模块、Z向滑动机构、X向滑动机构、一号连接盘和二号连接盘，Z向滑动机构和X向滑动机构分别设于自动对心模块的两侧，一号连接盘设于Z向滑动机构的外侧，二号连接盘设于X向滑动机构的外侧并与抓手相连接，Z向滑动机构包括与自动对心模块相连接的一号支撑架以及均沿Z向设于一号支撑架两侧的一号气缸和弹簧，X向滑动机构包括与自动对心模块相连接的二号支撑架以及沿X向设于二号支撑架两侧的二号气缸。与现有技术相比，本发明可提高粘接质量，增加粘接可靠性，解决内密封胶条密封不严、粘接开胶问题。

Description

一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手

技术领域

本发明属于汽车生产线技术领域，具体涉及一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手。

背景技术

车门是汽车开关频次最高的零件，行车时车门隔离风噪的密封性直接影响顾客的感官评价。在整车生产过程中，需在车门上粘接上车门密封条(一般为胶条)，该密封条对车门起着密封、隔音、降噪的功能。

众所周知，车门的内板是整体冲压出来的，由于形状极其不规则，冲压后的产品尺寸和设计尺寸必定有一定的偏差，因此如何使抓手牢固及精确地抓住车门确保在粘接过程中胶条的粘接压力均匀且连续，这是本发明需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，自适应抓手可提高粘接质量，增加粘接可靠性，解决内密封胶条密封不严、粘接开胶问题，使自动粘接工艺稳定可靠。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，包括相互之间可拆卸连接的抓手和自适应机构，所述自适应机构包括自动对心模块、Z向滑动机构、X向滑动机构、一号连接盘和二号连接盘，所述Z向滑动机构和X向滑动机构分别设于自动对心模块的两侧，所述一号连接盘可移动地设于Z向滑动机构的外侧，所述二号连接盘可移动地设于X向滑动机构的外侧并与抓手相连接，所述Z向滑动机构包括与自动对心模块相连接的一号支撑架以及均沿Z向设于一号支撑架两侧的一号气缸和弹簧，所述弹簧设于一号气缸的端部，所述X向滑动机构包括与自动对心模块相连接的二号支撑架以及沿X向设于二号支撑架两侧的二号气缸。一号气缸的输出力和弹簧的弹簧力平衡，Z向滑动机构设置弹簧主要是克服抓手初始抓件时的重力，Z向滑动机构和X向滑动机构的作用就是保持抓手处于一个悬浮平衡的状态，Z向滑动机构的驱动力来自一号气缸，X向滑动机构的驱动力来自二号气缸。

所述一号支撑架的两侧沿Z向设有上支撑座和成对的一号连接耳，所述弹簧的一端设于上支撑座的底部，另一端和一号气缸相连接，所述一号气缸和一号连接耳相连接。

所述一号支撑架的两侧还设有下支撑座，所述下支撑座上设有供一号气缸贯穿的通孔，所述下支撑座的端部沿Z向设有一号线性位移传感器，精确控制抓手在Z向的位移。

所述一号支撑架上沿Z向设有成对的Z向导轨，所述一号连接盘和Z向导轨滑动连接，所述Z向导轨的内侧设有与自动对心模块相配合的Z向限制块，两个Z向限制块用于与一号调整盘相接触，当一号调整盘从X向转向Z向(即旋转90°)时，即可和两个Z向限制块相接触，从而进行限位。

所述一号支撑架上还设有一号超程传感器以及与一号超程传感器电连接的一号锁止器，所述一号锁止器可移动地位于Z向导轨上。一号超程传感器控制抓手在设定的Z向范围内运动，一旦超程即会被一号锁止器锁止。一号锁止器是一个外形类似于滑块的气缸，可在Z向导轨上进行移动，通过锁住Z向导轨进而限制一号连接盘在Z向上的移动。

所述二号支撑架的顶部沿X向设有成对的二号连接耳，所述二号气缸和二号连接耳相连接。

所述二号支撑架的底部沿X向设有二号线性位移传感器，精确控制抓手在X向的位移。

所述二号支撑架上沿X向设有成对的X向导轨，所述二号连接盘和X向导轨滑动连接，所述X向导轨的内侧设有与自动对心模块相配合的X向限制块，两个X向限制块用于与二号调整盘相接触，当二号调整盘从Z向转向X向(即旋转90°)时，即可和两个X向限制块相接触，从而进行限位。

所述二号支撑架上还设有二号超程传感器以及与二号超程传感器电连接的二号锁止器，所述二号锁止器可移动地位于X向导轨上。二号超程传感器控制抓手在设定的X向范围内运动，一旦超程即会被二号锁止器锁止。二号锁止器和一号锁止器的结构是相同的，锁止原理也相同，通过锁住X向导轨进而限制二号连接盘在X向上的移动。

所述自动对心模块包括中间盘、一号调整盘、二号调整盘和三号气缸，所述一号调整盘和二号调整盘分别活动设于中间盘的两侧并呈垂直分布，所述一号调整盘位于一号支撑架的中部并与一号支撑架相连接，所述二号调整盘位于二号支撑架的中部并与二号支撑架相连接，所述三号气缸和中间盘相连接并向外伸出。在使用时，自动对心模块利用三号气缸带动中间盘进行旋转，进而使一号调整盘和二号调整盘进行旋转90°，使一号调整盘定位Z向滑动机构，二号调整盘定位X向滑动机构，从而进行测量和校准抓手的初始状态，使其符合要求。

所述一号调整盘和二号调整盘的外形轮廓呈平行四边形，一个对角线的长度大于另一个对角线的长度，平行四边形的四个角呈圆弧状，平行四边形的四个角分别安装两种直径不同的轴承，四个角分别通过紧固件和中间盘连接，其中两个对角中设有通槽。一号调整盘、二号调整盘与中间盘的形状不同，通过旋转改变一号调整盘和二号调整盘的位置，即可调整Z向滑动机构和X向滑动机构的位置。

所述抓手包括支撑盘、用于与二号连接盘相连接的接口、多个定位销单元和多个夹紧单元，所述接口和定位销单元分别设于支撑盘的两侧，所述夹紧单元和定位销单元位于支撑盘的同一侧，所述二号连接盘和支撑盘相正对的一侧设有与接口相适配的接头。接口和接头形成机械快换装置，采用现有的构件结构即可，可实现抓手和自适应机构的快速连接和切换。抓手的夹紧具有浮动功能，用于对车门的夹紧和定位，定位销单元具有伸缩式定位销机构，用于对车门的定位，保证了车门和夹紧单元及定位销单元之间的接触精度及定位精度。

所述夹紧单元包括夹紧块、夹紧块连接座、定位块和定位块连接座，所述夹紧块和夹紧块连接座之间通过转轴进行连接，所述定位块和定位块连接座之间通过转轴进行连接，所述夹紧块和定位块之间设有间隙。通过旋转转轴便可实现夹紧单元的夹紧和松开。

所述夹紧块的端部呈圆弧面，所述定位块的端部呈圆弧面。夹紧块及定位块与车门的接触部分被设计成了圆弧状，而且夹紧块和定位块被设计成可旋转的，这样减少了夹紧块及定位块与车门的接触面，而且夹紧块和定位块可以沿着车门的接触曲线微量旋转，使夹紧定位更加精确可靠。

所述粘接系统包括机器人、胶条自动供给机构和一对车门转台，所述自适应抓手设置在机器人上，所述机器人可移动地位于胶条自动供给机构和车门转台之间。

本发明的自适应抓手中抓手和自适应机构通过机械快换装置进行连接，可满足不同车型的抓取，抓手负责对车门的抓取，自适应机构负责和机器人连接，并通过Z向滑动机构和X向滑动机构使自适应抓手在Z向和X向上具有浮动功能且力可调，以满足粘接胶条的时候，车门轮廓始终和胶条自动供给机构之间的距离恒定，以始终保证车门和胶条之间恒定的压力及距离以保证最终的粘接质量，自动对心模块使自适应抓手具有自动回零点功能，以方便对抓手的测量和修正。

车门密封胶条自动粘接系统中采用了自适应抓手后，可提高粘接质量，增加粘接可靠性，解决内密封胶条密封不严、粘接开胶问题，使自动粘接工艺稳定可靠，生产节拍可以达到65秒每辆车。

附图说明

图1为自适应抓手的结构示意图；

图2为抓手的背面结构示意图；

图3为抓手的正面结构示意图；

图4为夹紧单元的剖面图；

图5为自适应机构的正面结构示意图；

图6为自适应机构的背面结构示意图；

图7为自适应机构的分解结构示意图；

图8为自适应机构的主视图；

图9为自适应机构的俯视剖面图；

图10为自适应机构的侧视剖面图；

图11为车门密封胶条自动粘接系统的结构示意图；

图12为自适应机构的局部剖面图。

图中：1-自适应抓手；2-机器人；3-胶条自动供给机构；4-车门转台；5-抓手；6-支撑盘；7-接口；8-定位销单元；9-夹紧单元；901-夹紧块；902-夹紧块连接座；903-定位块；904-定位块连接座；905-转轴；10-自动对心模块；1001-中间盘；1002-一号调整盘；1003-二号调整盘；1004-三号气缸；11-Z向滑动机构；1101-一号支撑架；1102-一号气缸；1103-弹簧；1104-上支撑座；1105-一号连接耳；1106-下支撑座；1107-一号线性位移传感器；1108-一号超程传感器；1109-一号锁止器；1110-Z向导轨；1111-Z向限制块；12-X向滑动机构；1201-二号支撑架；1202-二号气缸；1203-二号连接耳；1204-二号线性位移传感器；1205-二号超程传感器；1206-二号锁止器；1207-X向导轨；1208-X向限制块；13-一号连接盘；14-二号连接盘；1401-接头；15-自适应机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示，一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，包括相互之间可拆卸连接的抓手5和自适应机构15，自适应机构15包括通过紧固件连接的自动对心模块10、Z向滑动机构11、X向滑动机构12、一号连接盘13和二号连接盘14，Z向滑动机构11和X向滑动机构12分别设于自动对心模块10的两侧，一号连接盘13可移动地设于Z向滑动机构11的外侧，一号连接盘13的中部设有用于与机器人2连接的连接通孔，二号连接盘14可移动地设于X向滑动机构12的外侧并与抓手5相连接，Z向滑动机构11包括与自动对心模块10相连接的一号支撑架1101以及均沿Z向设于一号支撑架1101两侧的一号气缸1102(一号气缸1102由精密调压阀控制，可以精确的控制气缸的输出力，图中省略)和弹簧1103，弹簧1103设于一号气缸1102的端部，X向滑动机构12包括与自动对心模块10相连接的二号支撑架1201以及沿X向设于二号支撑架1201两侧的二号气缸1202(二号气缸1202由精密调压阀控制，可以精确的控制气缸的输出力，图中省略)。

如图5、6、7、8、9、10、12所示，一号支撑架1101上沿Z向设有成对的Z向导轨1110，一号连接盘13和Z向导轨1110滑动连接，两个Z向导轨1110相正对的内侧共设有一对Z向限制块1111，两个Z向限制块1111位于一号连接盘13的连接通孔的两侧，一号支撑架1101的两侧沿Z向设有上支撑座1104和成对的一号连接耳1105，成对的一号连接耳1105之间设有环圈，用于固定一号气缸1102，弹簧1103的一端设于上支撑座1104的底部，另一端和一号气缸1102相连接，一号气缸1102和一号连接耳1105相连接，一号支撑架1101的两侧还设有下支撑座1106，下支撑座1106上设有供一号气缸1102贯穿的通孔，下支撑座1106的端部沿Z向设有一号线性位移传感器1107，一号支撑架1101上还设有一号超程传感器1108(本实施例中共设有两个一号气缸1102，因此设置了两个一号超程传感器1108，一左一右对应一号气缸1102设置，并位于一号支撑架1101的最顶部，水平突出)以及与一号超程传感器1108电连接的一号锁止器1109，一号锁止器1109滑动位于Z向导轨1110上。

如图5、6、7、8、9、10所示，二号支撑架1201上沿X向设有成对的X向导轨1207，二号连接盘14和X向导轨1207滑动连接，两个X向导轨相正对的内侧设有X向限制块1208，两个X向限制块1208位于接头1401的两侧，二号支撑架1201的顶部沿X向设有成对的二号连接耳1203，成对的二号连接耳1203之间设有环圈，用于固定二号气缸1202，二号气缸1202和二号连接耳1203相连接，二号支撑架1201的底部沿X向设有二号线性位移传感器1204，二号支撑架1201上还设有二号超程传感器1205(本实施例中只设置了一个二号气缸1202，位于二号支撑架1201的顶部，共设置了两个二号超程传感器1205(两个二号超程传感器1205不与二号气缸1202设置在同一侧，是为了设计上结构更为方便合理，两个二号超程传感器1205用于自适应机构15的左右位置控制)，均位于二号支撑架1201的底部，并邻近竖直设置)以及与二号超程传感器1205电连接的二号锁止器1206，二号锁止器1206滑动位于X向导轨1207上。本发明中的锁止器、超程传感器、线性位移传感器均采用现有的设备。

如图5、7、8所示，自动对心模块10包括中间盘1001、一号调整盘1002、二号调整盘1003和三号气缸1004，一号调整盘1002和二号调整盘1003分别活动设于中间盘1001的两侧并相垂直分布，一号调整盘1002位于一号支撑架1101的中部并与一号支撑架1101相连接，二号调整盘1003位于二号支撑架1201的中部并与二号支撑架1201相连接，三号气缸1004和中间盘1001的侧部相连接并向外伸出。其中，中间盘1001的整体轮廓呈圆形，一号调整盘1002和二号调整盘1003的外形轮廓呈平行四边形，一个对角线的长度大于另一个对角线的长度，平行四边形的四个角呈圆弧状，平行四边形的四个角分别安装两种直径不同的轴承，四个角分别通过紧固件和中间盘连接，其中两个对角中设有通槽，除通槽之外的调整盘形成眼罩形状，实际生产中采用两个滚轮形成一号调整盘1002或二号调整盘1003。自动对心模块10具体的结构可参照现有的可实现自动对心的装置进行设置。中间盘1001安装于Z向滑动机构11上(即Z向滑动机构11上设有螺纹孔，用于与中间盘1001相连接，同时Z向滑动机构11上还设有容纳一号调整盘1002的空间)，当系统需要对心检测时，三号气缸1004伸出，一号调整盘1002旋转90°和Z向滑动机构11上的Z向限制块1111接触，Z向位置被锁定，二号调整盘1003同时旋转90°，二号调整盘1003和X向滑动机构12上的X向限制块1208接触，X向位置被定位；一号调整盘1002和二号调整盘1003为同时进行旋转，即可实现同时锁紧和松开。

如图2、3、4所示，抓手5包括支撑盘6、用于与二号连接盘14相连接的接口7、多个定位销单元8和多个夹紧单元9，接口7和定位销单元8分别设于支撑盘6的两侧，夹紧单元9和定位销单元8位于支撑盘6的同一侧，二号连接盘14和支撑盘6相正对的一侧设有与接口7相适配的接头1401，夹紧单元9包括夹紧块901、夹紧块连接座902、定位块903和定位块连接座904，夹紧块901和夹紧块连接座902之间通过转轴905进行连接，定位块903和定位块连接座904之间通过转轴905进行连接，夹紧块901和定位块903之间设有间隙，夹紧块901的端部呈圆弧面，定位块903的端部呈圆弧面。定位销单元8和夹紧单元9的具体构造可参照现有的结构进行装配。

如图11所示，车门密封胶条自动粘接系统包括机器人2、胶条自动供给机构3和一对车门转台4，自适应抓手1通过一号连接盘13设置在机器人2上，机器人2可移动地位于胶条自动供给机构3和车门转台4之间，一对车门转台4包括用于承载待粘接的车门的一号车门转台以及用于承载粘接完成的车门的二号车门转台，一号车门转台邻近自适应抓手设置。粘接系统的工作原理为：人工把待粘接的车门装载于一号车门转台上面，一号车门转台旋转180°，机器人2带着自适应抓手1抓取待粘接的车门至胶条自动供给机构3进行胶条粘接的同时，人工把另外一个待粘接的车门装载于一号车门转台上，之后机器人2把粘接好胶条的车门装载于二号车门转台上，二号车门转台旋转180°，人工取下成品的同时机器人2再次带着自适应抓手1抓取待粘接的车门至胶条自动供给机构3进行胶条粘接，如此周而复始。具体地，当机器人2利用自适应抓手1抓取车门前，自动对心模块10旋转90°，使一号调整盘1002定位Z向滑动机构，二号调整盘1003定位X向滑动机构，再根据实际情况选择性地驱动一号气缸1102和二号气缸1202，并精确调整移动距离，最终调整抓手5相对于机器人2的位置，测量和校准抓手5的初始状态使其符合技术要求，之后便可抓取车门，机器人2将车门送至胶条自动供给机构3处，自动对心模块再次旋转90°释放对Z向滑动机构和X向滑动机构的定位，使Z向滑动机构和X向滑动机构处于浮动状态，胶条自动供给机构3以设定的速度输出胶条，机器人2带着自适应抓手1带着车门按既定的轨迹旋转粘接胶条。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，包括相互之间可拆卸连接的抓手(5)和自适应机构(15)，所述自适应机构(15)包括自动对心模块(10)、Z向滑动机构(11)、X向滑动机构(12)、一号连接盘(13)和二号连接盘(14)，所述Z向滑动机构(11)和X向滑动机构(12)分别设于自动对心模块(10)的两侧，所述一号连接盘(13)可移动地设于Z向滑动机构(11)的外侧，所述二号连接盘(14)可移动地设于X向滑动机构(12)的外侧并与抓手(5)相连接，所述Z向滑动机构(11)包括与自动对心模块(10)相连接的一号支撑架(1101)以及均沿Z向设于一号支撑架(1101)两侧的一号气缸(1102)和弹簧(1103)，所述弹簧(1103)设于一号气缸(1102)的端部，所述X向滑动机构(12)包括与自动对心模块(10)相连接的二号支撑架(1201)以及沿X向设于二号支撑架(1201)两侧的二号气缸(1202)；

所述一号支撑架(1101)上沿Z向设有成对的Z向导轨(1110)，所述一号连接盘(13)和Z向导轨(1110)滑动连接，所述Z向导轨(1110)的内侧设有与自动对心模块(10)相配合的Z向限制块(1111)，所述二号支撑架(1201)上沿X向设有成对的X向导轨(1207)，所述二号连接盘(14)和X向导轨(1207)滑动连接，所述X向导轨(1207)的内侧设有与自动对心模块(10)相配合的X向限制块(1208)；

所述自动对心模块(10)包括中间盘(1001)、一号调整盘(1002)、二号调整盘(1003)和三号气缸(1004)，所述一号调整盘(1002)和二号调整盘(1003)分别活动设于中间盘(1001)的两侧并呈垂直分布，所述一号调整盘(1002)位于一号支撑架(1101)的中部并与一号支撑架(1101)相连接，所述二号调整盘(1003)位于二号支撑架(1201)的中部并与二号支撑架(1201)相连接，所述三号气缸(1004)和中间盘(1001)相连接并向外伸出。

2.根据权利要求1所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述一号支撑架(1101)的两侧沿Z向设有上支撑座(1104)和成对的一号连接耳(1105)，所述弹簧(1103)的一端设于上支撑座(1104)的底部，另一端和一号气缸(1102)相连接，所述一号气缸(1102)和一号连接耳(1105)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述一号支撑架(1101)的两侧还设有下支撑座(1106)，所述下支撑座(1106)上设有供一号气缸(1102)贯穿的通孔，所述下支撑座(1106)的端部沿Z向设有一号线性位移传感器(1107)，

所述一号支撑架(1101)上还设有一号超程传感器(1108)以及与一号超程传感器(1108)电连接的一号锁止器(1109)，所述一号锁止器(1109)可移动地位于Z向导轨(1110)上。

4.根据权利要求1所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述二号支撑架(1201)的顶部沿X向设有成对的二号连接耳(1203)，所述二号气缸(1202)和二号连接耳(1203)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述二号支撑架(1201)的底部沿X向设有二号线性位移传感器(1204)，

所述二号支撑架(1201)上还设有二号超程传感器(1205)以及与二号超程传感器(1205)电连接的二号锁止器(1206)，所述二号锁止器(1206)可移动地位于X向导轨(1207)上。

6.根据权利要求1所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述抓手(5)包括支撑盘(6)、用于与二号连接盘(14)相连接的接口(7)、多个定位销单元(8)和多个夹紧单元(9)，所述接口(7)和定位销单元(8)分别设于支撑盘(6)的两侧，所述夹紧单元(9)和定位销单元(8)位于支撑盘(6)的同一侧，所述二号连接盘(14)和支撑盘(6)相正对的一侧设有与接口(7)相适配的接头(1401)。

7.根据权利要求6所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述夹紧单元(9)包括夹紧块(901)、夹紧块连接座(902)、定位块(903)和定位块连接座(904)，所述夹紧块(901)和夹紧块连接座(902)之间通过转轴(905)进行连接，所述定位块(903)和定位块连接座(904)之间通过转轴(905)进行连接，所述夹紧块(901)和定位块(903)之间设有间隙。

8.根据权利要求7所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述夹紧块(901)的端部呈圆弧面，所述定位块(903)的端部呈圆弧面。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种应用于车门密封胶条自动粘接系统的自适应抓手，其特征在于，所述粘接系统包括机器人(2)、胶条自动供给机构(3)和一对车门转台(4)，所述自适应抓手(1)设置在机器人(2)上，所述机器人(2)可移动地位于胶条自动供给机构(3)和车门转台(4)之间。

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