CN113021386A - 一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具 - Google Patents

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张邦成
范质允
赵航
柳虹亮
常笑鹏
陈司昱
邵昱博
夏奇
张馨予
戚才人
袁刚
吕春龙
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Changchun University of Technology
Faw Tooling Die Manufacturing Co Ltd
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Changchun University of Technology
Faw Tooling Die Manufacturing Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members

Abstract

本发明涉及的技术方案是：一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，由主体框架、左末端执行器、右末端执行器、连接架组成。工作时由机械臂控制本抓具的移动，行进到被抓取零件的上方，由线上系统定位，确定零件位置，其中左末端执行器的位置是固定的，右末端执行器可由气缸控制移动位置，以适配于不同车型的轿车顶盖前横梁，再通过末端执行器夹紧零件，最后由机械臂控制抓具抓取着零件到达指定位置。本发明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前横梁的抓取工作，提高了设备使用率，有效降低了生产成本。

Description

一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具
技术领域：
本发明涉及一种轿车前横梁抓具，具体涉及一种应用于轿车白车身焊接生产线的多车型柔性抓具。
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的频繁更新换代，越来越多的机器人抓具系统投入生产使用。现有刚性抓具通常只具有吸取或夹取中的一种抓取方式，为了适应不同车型工件的抓取方式，不同的工件需要切换不同的抓具，造成较多的设备投产和占用大面积工作区域。这些弊端给生产企业带来较大的资金投入，而且无法满足汽车制造商同条生产线多款车型的生产要求。因此，抓具的柔性化成为设计及改造的关键，在汽车生产企业中有着迫切的需求。
传统轿车顶盖后横梁抓具根据工件形状做成刚性专用抓具，通常只能针对一种型号的轿车顶盖后横梁，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。
对于传统轿车顶盖前横梁抓具来说，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前横梁料箱抓取工件；
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。
传统轿车前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，开发一种新型轿车顶盖前横梁柔性抓具势在必行。
发明内容：
本发明的目的是提供一种结构简单可靠，设计轻巧，高柔性化的新型轿车前横梁柔性抓具。能够对类似车型的不同板件具有适应性，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。
本发明实现发明目的采用如下技术方案：
一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，由主体框架1、左末端执行器2、右末端执行器3、连接架4组成，其中左、右末端执行器2、3通过螺栓与主体框架1相连接，主体框架1通过螺栓与连接架4相连接。工作时由机械臂控制本抓具的移动，行进到被抓取零件的上方，由线上系统定位，确定零件位置，其中左末端执行器的位置是固定的，右末端执行器可由气缸控制移动位置，以适配于被不同车型的轿车顶盖前横梁，再通过末端执行器夹紧零件，末端执行器由两部分组成，分别是卡具与真空吸盘，其中卡具的位置是根据轿车顶盖前横梁的顶棚固定孔所在位置确定的，卡具穿过顶棚固定孔来固定位置，真空吸盘吸附在轿车白车身顶盖前横梁的表面，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着零件到达指定位置。
附图说明：
图1为一种新轿车前横梁柔性抓具结构示意图；
图2为图1中主体框架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中连接架4的结构示意图。
具体实施方式：
1.参阅图1、图2、图3、图4、图5，本发明涉及一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，由主体框架1、左末端执行器2、右末端执行器3、连接架4组成。主体框架1通过连接组件103与连接架4的底板404通过螺栓相连接，连接架4通过背板408与机械臂相连接，左末端执行器2和右末端执行器3通过螺栓固定在主体框架1上。
参阅图2，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两根加强肋提高整体强度，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103通过焊接固定在主体横梁101上，连接组件103通过螺栓固定在连接架4的底板404上，加强肋105为一对三角筋，焊接在主体横梁101与连接组件104上，从而加强连接强度。主体框架1用于承载末端执行器。
参阅图3，左末端执行器2由上连接件201、中连接件202、下连接件203、定位卡具204、吸盘205、连接片206组成。其中上连接件201通过螺栓与主体横梁101相连接，中连接件202通过螺栓分别与上连接件201和下连接件203相连接，下连接件通过螺栓与定位卡具204相连接，连接片206通过螺栓与吸盘205和上连接件201相连接。左末端执行器2用于定位、抓取零件。
参阅图4，右末端执行器3由滑块301、连接板302、连接片303、吸盘304、定位卡具305、组合连接件306、气缸接头307、气缸308组成。其中滑块301与气缸307通过间隙配合连接，连接板302通过螺栓与连接片303和组合连接件306相连接，吸盘304通过螺栓与连接片303相连接，定位卡具305通过螺栓与组合连接件306通过螺栓相连接，气缸接头307通过螺栓与气缸308相连接。右末端执行器3用于定位、抓取零件。
参阅图5，连接架4由上板401、左板402、前板403、底板404、右板405、加强板406、加强底板407、背板408组成。其中上板401通过螺栓与左板402和右板405相连接，左板402与前板403、底板404、加强板406、加强底板407、背板408通过焊接相固定，前板403与上板401、右板405、底板404通过焊接相固定，底板404通过螺栓与连接组件103相连接，右板405与上板401、底板404、加强板406、加强底板407、背板408通过焊接相固定，加强底板407与加强板406、背板408通过焊接相固定，背板408通过螺栓固定在机械臂上。连接架4用于将抓具与机械臂相连接。
工作时，请参照图1、图2、图3及图4，每套前横梁柔性抓具采用两组末端执行器对工件定位吸附，右末端执行器3的气缸308行程为210mm，卡具204和卡具305工作间距为670-880mm，吸盘205和吸盘304工作间距为280-490mm。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，卡具204和卡具305穿过工件定位孔，吸盘205和吸盘304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)

1.一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于由主体框架(1)、左末端执行器(2)、右末端执行器(3)、连接架(4)组成；主体框架(1)尺寸为2120mm×500mm，在工字架的框架下通过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(404)螺栓固定相连接，左末端执行器(2)通过上连接件(201)与主体横梁(101)通过螺栓相连接，右末端执行器(3)通过气缸(308)与主体横梁(101)通过螺栓相连接，气缸(308)的行程为210mm，连接架(4)通过背板(408)与机械臂通过螺栓相连接。
2.根据权利要求书1所述的一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于主体框架(1)为呈水平的基体，根据抓手架确定主体框架(1)尺寸为2120mm×500mm，在工字架的框架下通过两根加强肋提高整体强度，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；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(103)通过焊接固定在主体横梁(101)上，连接组件(103)通过螺栓固定在连接架(4)的底板(404)上，加强肋(105)为一对三角筋，焊接在主体横梁(101)与连接组件(104)上，从而加强连接强度，主体框架(1)用于承载末端执行器。
3.根据权利要求书1所述的一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于左末端执行器(2)由上连接件(201)、中连接件(202)、下连接件(203)、定位卡具(204)、吸盘(205)、连接片(206)组成；上连接件(201)通过螺栓与主体横梁(101)相连接，中连接件(202)通过螺栓分别与上连接件(201)和下连接件(203)相连接，下连接件通过螺栓与定位卡具(204)相连接，连接片(206)通过螺栓与吸盘(205)和上连接件(201)相连接，左末端执行器(2)用于定位、抓取零件。
4.根据权利要求书1所述的一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于右末端执行器(3)由滑块(301)、连接板(302)、连接片(303)、吸盘(304)、定位卡具(305)、组合连接件(306)、气缸接头(307)、气缸(308)组成；滑块(301)与气缸(307)通过间隙配合连接，连接板(302)通过螺栓与连接片(303)和组合连接件(306)相连接，吸盘(304)通过螺栓与连接片(303)相连接，定位卡具(305)通过螺栓与组合连接件(306)通过螺栓相连接，气缸接头(307)通过螺栓与气缸(308)相连接，右末端执行器(3)用于定位、抓取零件。
5.根据权利要求书1所述的一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于连接架(4)由上板(401)、左板(402)、前板(403)、底板(404)、右板(405)、加强板(406)、加强底板(407)、背板(408)组成；其中上板(401)通过螺栓与左板(402)和右板(405)相连接，左板(402)与前板(403)、底板(404)、加强板(406)、加强底板(407)、背板(408)通过焊接相固定，前板(403)与上板(401)、右板(405)、底板(404)通过焊接相固定，底板(404)通过螺栓与连接组件(103)相连接，右板(405)与上板(401)、底板(404)、加强板(406)、加强底板(407)、背板(408)通过焊接相固定，加强底板(407)与加强板(406)、背板(408)通过焊接相固定，背板(408)通过螺栓固定在机械臂上，连接架(4)用于将抓具与机械臂相连接。
6.根据权利要求书1所述的一种用于多车型轿车前横梁抓取的新型柔性抓具，其特征在于前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)的气缸(308)行程为210mm，卡具(204)和卡具(305)工作间距为670-880mm，吸盘(205)和吸盘(304)工作间距为280-490mm，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，卡具(204)和卡具(305)穿过工件定位孔，吸盘(205)和吸盘(304)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。
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