CN112792836A - 一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具 - Google Patents

一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸附‑销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，由抓具主体框架、左末端执行器、右末端执行器、连接基座组成，其中左末端执行器的位置是固定的，右末端执行器可由丝缸控制移动位置，以适配于不同车型的轿车顶盖后横梁。末端执行器由伸缩销与真空吸盘两部分组成，伸缩销穿过顶棚固定孔来进行定位，吸盘吸附在顶盖后横梁表面进行抓取，最后由机械臂控制抓具抓取工件到达指定位置。所述轿车顶盖后横梁柔性抓具的优点在于结构简单，设计轻巧，柔性化高，可适用于多种车型的轿车顶盖后横梁，提高了设备使用率，有效降低了生产成本。

Description

一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具
技术领域：
本发明涉及轿车焊件取放装置，特别涉及一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具。
背景技术：
随着汽车焊装生产线的自动化程度不断提高以及车型更新换代的速度不断加快，各汽车制造商在汽车生产制造时，经常要求同条生产线制造多款车型工件，抓具设备的共用性在抓具设计中有着普遍要求。轿车顶盖后横梁往往是同款车型在长度和宽度上尺寸发生变化，即使外形不同，但其板件的整体趋势上也大致类似，因此，设备的共用性成为设计及改造的关键。
传统轿车顶盖后横梁抓具根据工件形状做成专用抓具，通常只具有吸附和夹取中的一种抓取方式，具有销孔定位功能的抓具很少在生产线上应用，且采用夹取方式的抓具的夹持点较多，造成抓具整体质量过重，大大增加了机器臂的负载。受上述因素限制，难以适应多车型切换的取放，需要机器人中途更换专用抓具完成多道复杂工序。
对于传统轿车顶盖后横梁抓具来说，在不同车型切换时，其工作步骤如下：
第a步、机器人将前一个车型抓具放置在抓具存放架上；
第b步、机器人再从抓具存放架抓取当前生产车型对应的抓具；
第c步、机器人带抓具从顶盖后横梁料箱抓取工件；
第d步、将工件放于焊装夹具上，之后按照车型切换重复上述动作。
传统轿车后横梁抓具不仅操作复杂，而且存在设备利用率低、占地空间大、工作效率低以及设备制造成本高等缺陷，为降低顶盖后横梁的上下件成本、节约场地，简化操作难度，同时满足多车型共线生产的需求，有必要开发一种新型轿车顶盖后横梁柔性抓具。
发明内容：
为解决上述问题，本发明的目的是实现单抓具同时具有销孔定位和吸附功能，并且，提供一种结构简单可靠、设计轻巧、高柔性化的轿车顶盖后横梁柔性抓具。其中，抓具的末端执行器选择由伸缩销和吸盘的组合形式，并通过移动的末端执行器实现对类似车型的不同板件柔性抓取，一方面提高设备利用率，降低生产成本；另一方面也能实现不同车型的快速切换，提高生产效率。
本发明提供的一种吸附-卡取组合式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具采用如下的技术方案：
一种新型轿车顶盖后横梁柔性抓具由抓具主体框架1、执行抓具功能的左末端执行器2和右末端执行器3以及与机械臂结构连接的连接基座4组成，其中左末端执行器2和右末端执行器3通过螺栓与抓具主体框架1相连接，抓具主体框架1通过螺栓与连接基座4相连接。其中左末端执行器的位置是固定的，右末端执行器可由丝缸控制移动位置，以满足不同车型的轿车顶盖后横梁柔性生产。末端执行器由伸缩销与真空吸盘两部分组成，其中伸缩销的位置是根据轿车顶盖后横梁的顶棚固定孔所在位置确定的，伸缩销穿过顶棚固定孔来进行定位，真空吸盘吸附在轿车白车身顶盖后横梁的表面，真空吸盘中有弹簧缓冲且装有感应器，在距离误差2-3mm内可进行自动补偿，最后由机械臂控制抓具抓取零件到达指定位置。
附图说明：
图1为轿车顶盖后横梁柔性抓具结构示意图；
图2为图1中抓具主体框架1的结构示意图；
图3为图1中左末端执行器2的结构示意图；
图4为图1中右末端执行器3的结构示意图
图5为图1中连接基座4的结构示意图。
具体实施方式：
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1，本发明所述一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具结构设置为：由抓具主体框架1、左末端执行器2、右末端执行器3、连接基座4组成。抓具主体框架1通过连接组件103与连接基座4的底板406通过螺栓相连接，连接基座4通过背板403与机械臂相连接，抓具主体框架两侧通过螺栓固定左末端执行器2和右末端执行器3。
参见图2，抓具主体框架为呈水平的基体，根据抓手架确定主体框架尺寸为2120mm×500mm，在工字架的框架下通过左右各两根加强肋提高整体强度，抓具主体框架1由主体横梁101、连接组件102、连接组件103、连接组件104、加强肋105组成。其中连接组件102、连接组件104通过螺栓固定在主体横梁101上，连接组件104为L型连接块，可在主体横梁101两端固定不同连接件，连接组件103通过螺栓固定在主体横梁101上，连接组件103通过螺栓固定在连接基座4的底板406上，加强肋105焊接在主体横梁101与连接组件104上。主体框架1用于承载末端执行器。
参见图3，左末端执行器2通过连接板、连接片螺栓固定与抓具主体框架相连，由伸缩销201、垫片202、上连接板203、后连接板204、左连接板205、垫片206、连接片207和吸盘208组成。其中上连接板203与抓具主体框架1的连接组件102通过螺栓固定连接，并通过垫片202进行机械密封，左连接板205通过螺栓固定在上连接板203，并通过垫片206进行机械密封，后连接板204和左连接板205通过螺栓固定连接，连接片207通过螺栓固定在后连接板204上，吸盘208通过螺栓固定与连接片207相连，伸缩销201与左连接板205通过螺栓固定连接。左末端执行器2用于定位、抓取零件。
参见图4，右末端执行器3与抓具主体框架采用螺栓固定连接，由丝缸301、滑块302、上连接板303、左连接板304、右连接板305、前连接板306、连接片307、吸盘308和伸缩销309组成。其中丝缸301与抓具主体框架1的连接组件104通过螺栓固定连接，滑块302与丝缸301通过间隙配合连接，上连接板303通过螺栓与左连接板304和相连接，右连接板305和左连接板304螺栓固定连接，前连接板306通过螺栓和右连接板305相互连接，连接片307与主体框架1的连接组件103螺栓固定连接，吸盘308通过螺栓固定与连接片307相连接，伸缩销309与前连接板306通过螺栓固定连接。右末端执行器3用于定位与抓取工件，通过控制丝缸的移动，从而对伸缩销与真空吸盘的定位，实现柔性抓具对多车型顶盖后横梁的取放。
参见图5，连接基座4与机械臂的法兰盘通过螺栓固定连接，连接基座4由上连接板401、后连接板402、背板403、左连接板404、右连接板405、底板406组成。其中上连接板401通过焊接与左连接板404、右连接板405、后连接板402相连接，左连接板404、右连接板405、后连接板通过焊接固定在402底板上，背板403与左连接板404和右连接板405通过焊接固定相连接，机械臂法兰盘通过螺栓固定与背板403相连。连接基座4用于将抓具与机械臂相连接。
工作时，请参见图1、图2、图3及图4，每套顶盖后横梁柔性抓具采用两组末端执行器来对工件定位吸附，右末端执行器3的丝缸301行程为270mm，伸缩销201和伸缩销309工作间距为290-560mm，吸盘208和吸盘308工作间距为780mm，顶盖后横梁的吸附区域内表面光滑，无需随着滑块302移动适应不同车型，吸盘308直接焊接固定在抓具主体框架1的连接组件104处。在抓取工件时，左末端执行器2和右末端执行器3同时工作，伸缩销201和伸缩销309穿过工件定位孔，吸盘208和吸盘308吸附工件外表面，给工件提供一个吸力，又不会使工件变形，这样工件在一定范围内出现偏差，真空吸盘中有弹簧缓冲且装有感应器，在距离误差2-3mm内可进行自动补偿，可确保工件抓取过程的安全性和牢固性。

Claims (6)

1.一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于由抓具主体框架(1)、左末端执行器(2)、右末端执行器(3)、连接基座(4)组成；抓具主体框架(1)尺寸为2120mm×500mm，在工字架的框架下通过左右各两根加强肋提高整体强度，通过连接组件(103)与连接架(4)的底板(406)螺栓固定相连接，左末端执行器(2)通过连接板(203)与抓具主体框架(1)的连接组件(102)螺栓固定连接，右末端执行器(3)通过连接片(307)与丝缸(301)与抓具主体框架(1)的连接组件(103)通过螺栓相连接，丝缸(301)的行程为270mm，连接架(4)通过背板(403)与机械臂法兰盘螺栓连接。
2.根据权利要求书1所述的一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于抓具主体框架(1)为呈水平的基体，根据抓手架确定抓具主体框架(1)尺寸为2120mm×500mm，在工字架的框架下通过左右各两根加强肋提高整体强度，抓具主体框架(1)由主体横梁(101)、连接组件(102)、连接组件(103)、连接组件(104)、加强肋(105)组成；其中连接组件(102)、连接组件(104)通过螺栓固定在主体横梁(101)上，连接组件(104)为L型连接块，可在主体横梁(101)两端固定不同连接件，连接组件(103)通过螺栓固定在主体横梁(101)上，连接组件(103)通过螺栓固定在连接基座(4)的底板(406)上，加强肋(105)焊接在主体横梁(101)与连接组件(104)上，主体框架(1)用于承载末端执行器。
3.根据权利要求书1所述的一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于左末端执行器(2)通过连接板、连接片螺栓固定与抓具主体框架相连，由伸缩销(201)、垫片(202)、上连接板(203)、后连接板(204)、左连接板(205)、垫片(206)、连接片(207)和吸盘(208)组成；其中上连接板(203)与抓具主体框架(1)的连接组件(102)通过螺栓固定连接，并通过垫片(202)进行机械密封，左连接板(205)通过螺栓固定在上连接板(203)，并通过垫片(206)进行机械密封，后连接板(204)和左连接板(205)通过螺栓固定连接，连接片(207)通过螺栓固定在后连接板(204)上，吸盘(208)通过螺栓固定与连接片(207)相连，伸缩销(201)与左连接板(205)通过螺栓固定连接，左末端执行器(2)用于定位、抓取零件。
4.根据权利要求书1所述的一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于右末端执行器(3)与抓具主体框架采用螺栓固定连接，由丝缸(301)、滑块(302)、上连接板(303)、左连接板(304)、右连接板(305)、前连接板(306)、连接片(307)、吸盘(308)和伸缩销(309)组成；其中丝缸(301)与抓具主体框架(1)的连接组件(104)通过螺栓固定连接，滑块(302)与丝缸301通过间隙配合连接，上连接板(303)通过螺栓与左连接板(304)和相连接，右连接板(305)和左连接板(304)螺栓固定连接，前连接板(306)通过螺栓和右连接板(305)相互连接，连接片(307)与主体框架(1)的连接组件(103)螺栓固定连接，吸盘(308)通过螺栓固定与连接片(307)相连接，伸缩销(309)与前连接板(306)通过螺栓固定连接，右末端执行器(3)用于定位与抓取工件，通过控制丝缸的移动，从而对伸缩销与真空吸盘的定位，实现柔性抓具对多车型顶盖后横梁的取放。
5.根据权利要求书1所述的一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于连接基座(4)与机械臂的法兰盘通过螺栓固定连接，连接基座(4)由上连接板(401)、后连接板(402)、背板(403)、左连接板(404)、右连接板(405)、底板(406)组成；其中上连接板(401)通过焊接与左连接板(404)、右连接板(405)、后连接板(402)相连接，左连接板(404)、右连接板(405)、后连接板通过焊接固定在(402)底板上，背板(403)与左连接板(404)和右连接板(405)通过焊接固定相连接，机械臂法兰盘通过螺栓固定与背板(403)相连，连接基座(4)用于将抓具与机械臂相连接。
6.根据权利要求书1所述的一种吸附-销孔定位式新型轿车顶盖后横梁柔性抓具，其特征在于顶盖后横梁柔性抓具工作时，采用两组末端执行器对工件定位吸附，右末端执行器3的丝缸(301)行程为270mm，伸缩销(201)和伸缩销(309)工作间距为290-560mm，吸盘(208)和吸盘(308)工作间距为780mm，顶盖后横梁的吸附区域表面光滑，无需随滑块(302)移动适应不同车型，吸盘(308)直接焊接固定在抓具主体框架(1)的连接组件(104)上；在抓取工件时，左末端执行器2和右末端执行器3同时工作，伸缩销(201)和伸缩销(309)穿过工件定位孔，吸盘(208)和吸盘(308)吸附工件外表面，给工件提供一个吸力，又不会使工件变形，真空吸盘中有弹簧缓冲且装有感应器，在距离误差2-3mm内可进行自动补偿，可确保工件抓取过程的安全性和牢固性。
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