CN113146586B - 多车型基准柔性切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于于汽车生产设备技术领域，具体涉及一种切换系统。多车型基准柔性切换系统，包括：基准存放切换设备，放置有多个基准柔性切换定位机构，基准柔性切换定位机构包括可拆卸的基准块；视觉夹持设备，用于定位及夹持基准块；板件定位设备，用于定位汽车零部件，设置有至少一个基准柔性切换定位机构；机器人组件，可拆卸的连接视觉夹持设备，带动视觉夹持设备在基准存放切换设备和板件定位设备之间移动。本发明利用机器人组件和视觉夹持设备可实现快速切换板件定位设备和基准存放切换设备上的基准块，实现多车型共用同一台设备，实现了柔性生产的目的。

Description

多车型基准柔性切换系统

技术领域

本发明属于于汽车生产设备技术领域，具体涉及一种切换系统。

背景技术

现今的自动化生产线均向柔性化智能化方向发展，很多汽车制造商都希望通过多车型的生产共用一条生产线来减小占地面积并且有效节约成本。然而同一生产线上对不同的车型进行定位时，需要设计多套设备进行切换或者不同产品共用一套设备，一旦面临生产区域空间有限或者不同产品无法共用的情况，就会对投资成本或方案规划造成较大的影响，并会降低生产节拍。

发明内容

本发明针对针对同一生产线上对不同的车型进行定位时，无法共用一套设备的技术问题，目的在于提供一种多车型基准柔性切换系统。

多车型基准柔性切换系统，包括：

基准存放切换设备，放置有多个基准柔性切换定位机构，所述基准柔性切换定位机构包括可拆卸的基准块；

视觉夹持设备，用于定位及夹持所述基准块；

板件定位设备，用于定位汽车零部件，设置有至少一个基准柔性切换定位机构；

机器人组件，可拆卸的连接所述视觉夹持设备，带动所述视觉夹持设备在所述基准存放切换设备和所述板件定位设备之间移动。

所述机器人组件设置在所述基准存放切换设备和所述板件定位设备之间的侧边，当需要进行基准块切换时，所述机器人组件带动所述视觉夹持设备移动至所述板件定位设备的基准块侧边，通过所述视觉夹持设备引导至指定位置后夹紧所述板件定位设备上需要切换的基准块，夹紧后所述机器人组件带动所述基准块往外移动，将所述基准块从位于所述板件定位设备上的所述基准柔性切换定位机构上取出；

所述机器人组件带动所述基准块运动至所述基准存放切换设备上的所述基准柔性切换定位机构侧边，通过所述视觉夹持设备引导至指定位置后，所述机器人组件带动所述基准块向内移动，将所述基准块固定在位于所述基准存放切换设备上的所述基准柔性切换定位机构上，所述视觉夹持设备松开所述基准块；

所述机器人组件带动所述视觉夹持设备移动至所述基准存放切换设备上的另一所述基准柔性切换定位机构侧边，取出另一基准块，最后放到所述板件定位设备上需要切换基准块的所述基准柔性切换定位机构上。

所述基准存放切换设备，包括：

四个立柱；

基板，固定于四个所述立柱上；

所述基准柔性切换定位机构固定在所述基板上。

所述基准柔性切换定位机构，包括固定在所述基板上的底板，所述底板上设有伸缩机构，所述伸缩机构连接基准限位块，所述基准限位块的后方设有所述基准块，所述基准块的底部通过固定座设置在所述底板上；

所述基准限位块的后端与所述基准块的前端为可拆卸的互锁结构。

所述伸缩机构包括杆体、张力弹簧、锁紧螺母、转轴和两个支撑块，所述底板的顶面上开设有容纳槽孔，所述张力弹簧的一端设置在所述容纳槽孔内，所述张力弹簧另一端固定在所述杆体上；

所述杆体竖向设置，所述杆体的顶部穿过所述基准限位块的前端后，通过所述锁紧螺母固定在所述基准限位块上；

两个所述支撑块分别位于所述基准限位块的左右两侧，所述转轴穿过所述基准限位块中部后两端分别与左右两侧的所述支撑块固定，致使所述基准限位块绕所述转轴旋转。

所述支撑块采用L字型的L块，所述支撑块的横段固定在所述底板上，所述支撑块的竖段与所述转轴固定。

所述基准限位块的前端设有上下联通螺纹孔，所述杆体穿过所述螺纹孔并与所述基准限位块螺纹连接后，通过所述锁紧螺母固定在所述基准限位块上。

所述基准限位块的中部设有左右联通的通孔，所述转轴水平设置并贯穿所述通孔后两端分别与左右两侧的所述支撑块固定。

所述基准限位块的后端设有向下的锁钩，所述基准块的前端设有向上的锁钩，所述基准限位块的锁钩勾住所述基准块的锁钩形成可拆卸的互锁结构。

所述固定座上开设有固定槽孔，所述基准块的底部设有与所述固定槽孔相互配合的凸台，所述基准块通过固定槽孔和所述凸台与所述固定座滑动插接。

所述固定座的前端还设有一用于限位所述基准块的挡块，所述挡块位于所述张力弹簧后方。

所述视觉夹持设备，包括：

抓手侧换枪盘，与机器人侧换枪盘对接使用；

夹持连接件，固定在所述抓手侧换枪盘上；

夹持机构，固定在所述夹持连接件上，可夹持或松开所述基准块；

视觉拍照组件，固定在所述抓手侧换枪盘上，用于拍照。

所述夹持机构包括气缸，所述气缸通过气缸固定件固定在所述夹持连接件上，所述气缸的活塞杆连接活塞杆连接件；

所述气缸固定件上固定有两个轴销导向固定件，两个所述轴销导向固定件分别位于所述活塞杆连接件的两侧，两个所述轴销导向固定件上分别设有导向槽，第一轴销与所述活塞杆连接件相连后两端分别伸出两个所述导向槽，所述第一轴销的两端可在所述导向槽内做上下运动；

还包括两个对称设置的夹头，两个所述夹头的上部为夹持所述基准块的夹持部，每个所述夹头的下部分别设有两个旋转孔，一个所述旋转孔位于所述夹头下部中间位置，另一个所述旋转孔位于所述夹头下部侧边位置，第二轴销分别穿过两个位于下部中间位置的所述旋转孔后两端分别转动连接两个所述轴销导向固定件；

还包括两个摆臂，两个所述摆臂的一端分别与所述第一轴销连接，两个所述摆臂的另一端分别连接第三轴销，两个所述第三轴销分别与两个位于下部侧边位置的所述旋转孔相连；

当所述气缸的活塞杆拉动所述活塞杆连接件缩回时，第一轴销在所述导向槽内向下运动，通过两个所述摆臂带动两个所述夹头绕第二轴销夹紧，实现对所述基准块的夹持；当所述气缸的活塞杆伸出时，第一轴销在所述导向槽内向上运动，通过两个所述摆臂带动两个所述夹头绕第二轴销打开，实现对所述基准块的松开。

所述第二轴销上套设有两个轴销限位块，两个所述轴销限位块分别位于两个所述夹头外侧，两个所述轴销限位块分别安装于两个所述轴销导向固定件内侧，通过两个所述轴销限位块限制所述第二轴销的转动范围。

两个所述轴销导向固定件外侧固定有轴销盖板，两个所述轴销盖板位于所述导向槽外侧并挡住所述第一轴销的两端。

所述视觉拍照组件包括视觉相机、圆管和相机连接件，所述视觉相机通过至少一根所述圆管连接所述相机连接件，所述相机连接件可拆卸的固定在所述抓手侧换枪盘上，所述视觉相机的摄制口朝向所述夹持机构下方。

所述机器人组件包括机器人、机器人侧换枪盘和机器人底座，所述机器人固定在所述机器人底座上，所述机器人侧换枪盘固定在所述机器人上。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用多车型基准柔性切换系统，利用机器人组件和视觉夹持设备可实现快速切换板件定位设备和基准存放切换设备上的基准块，实现多车型共用同一台设备，实现了柔性生产的目的。

附图说明

图1为本发明的一种整体布局示意图；

图2为本发明基准存放切换设备的一种结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明基准柔性切换定位机构的一种结构示意图；

图5为本发明机器人组件和视觉夹持设备固定在一起的一种结构示意图；

图6为本发明换枪盘的一种结构示意图；

图7为本发明夹持机构的一种结构示意图；

图8为图7另一侧部分结构示意图；

图9为本发明视觉拍照组件的一种结构示意图；

图10为本发明板件定位设备的一种结构示意图；

图11为本发明机器人组件的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1至图11，多车型基准柔性切换系统，包括基准存放切换设备100、视觉夹持设备200、板件定位设备300、机器人组件400。机器人组件400优选设置在基准存放切换设备100和板件定位设备300之间的侧边。

当需要进行基准块134切换时，机器人组件400带动视觉夹持设备200移动至板件定位设备300的基准块134侧边，通过视觉夹持设备200引导至指定位置后夹紧板件定位设备300上需要切换的基准块134，夹紧后机器人组件400带动基准块134往外移动，将基准块134从位于板件定位设备300上的基准柔性切换定位机构130上取出；机器人组件400带动基准块134运动至基准存放切换设备100上的基准柔性切换定位机构130侧边，通过视觉夹持设备200引导至指定位置后，机器人组件400带动基准块134向内移动，将基准块134固定在位于基准存放切换设备100上的基准柔性切换定位机构130上，视觉夹持设备200松开基准块134；机器人组件400带动视觉夹持设备200移动至基准存放切换设备100上的另一基准柔性切换定位机构130侧边，取出另一基准块134，最后放到板件定位设备300上需要切换基准块134的基准柔性切换定位机构130上。

参照图2和图3，基准存放切换设备100包括四个立柱110、固定于四个立柱110上的基板120和固定在基板120上的多个基准柔性切换定位机构130。

参照图4，多车型基准柔性切换定位机构130包括底板131、固定座132、基准限位块133、基准块134、锁紧螺母135、杆体136、张力弹簧137、挡块138、两个支撑块139、转轴1331。

底板131上设有伸缩机构，伸缩机构连接基准限位块133。优选的，伸缩机构包括转轴1331、锁紧螺母135、杆体136、张力弹簧137和两个支撑块139，底板131的顶面上开设有容纳槽孔，张力弹簧137的一端设置在容纳槽孔内，张力弹簧137另一端固定在杆体136的底部；杆体136竖向设置，杆体136的顶部穿过基准限位块133的前端后，通过锁紧螺母135固定在基准限位块133上；两个支撑块139分别位于基准限位块133的左右两侧，转轴1331穿过基准限位块133中部后两端分别与左右两侧的支撑块139固定，致使基准限位块133绕转轴1331旋转。如图4中所示，左右两侧的支撑块139分别位于固定座132的外侧。支撑块139优选采用L字型的L块，支撑块139的横段固定在底板131上，支撑块139的竖段与转轴1331固定。

基准限位块133的前端设有上下联通螺纹孔，杆体136穿过螺纹孔并与基准限位块133螺纹连接后，通过锁紧螺母135固定在基准限位块133上。基准限位块133的中部设有左右联通的通孔，转轴1331水平设置并贯穿通孔后两端分别与左右两侧的支撑块139固定。基准限位块133的后方设有基准块134，基准块134的底部通过固定座132设置在底板131上。优选的，固定座132上开设有固定槽孔，基准块134的底部设有与固定槽孔相互配合的凸台，基准块134通过固定槽孔和凸台与固定座132滑动插接。当需要将基准块134向外取出或向内安装时，通孔将凸台滑动插接于固定槽孔上即可。具体的，固定槽孔可以为前后方向的槽孔，凸台的长度方向为前后方向，由此基准块134可前后滑动插接于固定座132上。固定座132的前端还设有一用于限位基准块134的挡块138，挡块138位于张力弹簧137后方。

基准限位块133的后端与基准块134的前端为可拆卸的互锁结构。优选的，基准限位块133的后端设有向下的锁钩，基准块134的前端设有向上的锁钩，基准限位块133的锁钩勾住基准块134的锁钩形成可拆卸的互锁结构。

参照图5和图6，机器人组件400可拆卸的连接视觉夹持设备200，带动视觉夹持设备200在基准存放切换设备100和板件定位设备300之间移动。视觉夹持设备200优选通过换枪盘500与机器人组件400可拆卸连接。换枪盘500中的抓手侧换枪盘210固定在视觉夹持设备200的夹持连接件220上，换枪盘500中的机器人侧换枪盘410固定在机器人组件400的机器人420上。

视觉夹持设备200用于定位及夹持基准块134。视觉夹持设备200包括抓手侧换枪盘210、夹持连接件220、夹持机构230和视觉拍照组件240。抓手侧换枪盘210与机器人侧换枪盘410对接使用。夹持连接件220固定在抓手侧换枪盘210上；夹持机构230固定在夹持连接件220上，夹持机构230可夹持或松开基准块134；视觉拍照组件240固定在抓手侧换枪盘210上，视觉拍照组件240用于拍照。

参照图7和图8，夹持机构230包括气缸231，气缸231通过气缸固定件232固定在夹持连接件220上，气缸231的活塞杆连接活塞杆连接件233；气缸固定件232上固定有两个轴销导向固定件234，两个轴销导向固定件234分别位于活塞杆连接件233的两侧，两个轴销导向固定件234上分别设有导向槽，第一轴销235与活塞杆连接件233相连后两端分别伸出两个导向槽，第一轴销235的两端可在导向槽内做上下运动；两个轴销导向固定件234外侧固定有轴销盖板2341，两个轴销盖板2341位于导向槽外侧并挡住第一轴销235的两端。

还包括两个对称设置的夹头236，两个夹头236的上部为夹持基准块134的夹持部，每个夹头236的下部分别设有两个旋转孔，一个旋转孔位于夹头236下部中间位置，另一个旋转孔位于夹头236下部侧边位置，第二轴销237分别穿过两个位于下部中间位置的旋转孔后两端分别转动连接两个轴销导向固定件234。还包括两个摆臂238，两个摆臂238的一端分别与第一轴销235连接，两个摆臂238的另一端分别连接第三轴销239，两个第三轴销239分别与两个位于下部侧边位置的旋转孔相连。第二轴销237上套设有两个轴销限位块2371，两个轴销限位块2371分别位于两个夹头236外侧，两个轴销限位块2371分别安装于两个轴销导向固定件234内侧，通过两个轴销限位块2371限制第二轴销237的转动范围。

当气缸231的活塞杆拉动活塞杆连接件233缩回时，第一轴销235在导向槽内向下运动，通过两个摆臂238带动两个夹头236绕第二轴销237夹紧，实现对基准块134的夹持；当气缸231的活塞杆伸出时，第一轴销235在导向槽内向上运动，通过两述摆臂238带动两个夹头236绕第二轴销237打开，实现对基准块134的松开。

参照图9，视觉拍照组件240包括视觉相机241、圆管242和相机连接件243，视觉相机241通过至少一根圆管242连接相机连接件243，相机连接件243可拆卸的固定在抓手侧换枪盘210上，通过多跟圆管242的拼接实现视觉相机241的摄制口朝向夹持机构230下方。

参照图10，板件定位设备300用于定位汽车零部件，设置有至少一个基准柔性切换定位机构130。

参照图11，机器人组件400包括机器人侧换枪盘410、机器人420和机器人底座430，机器人420固定在机器人底座430上，机器人侧换枪盘410固定在机器人420上。

实施例1：

当需要进行基准块134切换时，机器人420依靠机器人侧换枪盘410与抓手侧换枪盘210对接，机器人420带动视觉夹持设备200移动到板件定位设备300上的基准块134附近，通过视觉拍照组件240引导视觉夹持设备200到指定位置，夹持机构230上的气缸231经活塞杆拉动活塞杆连接件233缩回，套在活塞杆连接件233上的第一轴销235在两个轴销导向固定件234的导向槽内向下运动，通过两个摆臂238带动两个夹头236绕第二轴销237夹紧基准块134，夹紧后机器人420带动基准块134往外移动，在外力作用下，基准限位块133绕转轴1331旋转，杆体136向下运动，张力弹簧137收缩，当基准限位块133旋转到预设位置时，基准块134从基准限位块133上解锁，基准块134可以从固定座132上取出。实现了可以根据生产需要更换不同基准块134达到定位不同产品的目的。

机器人420带动基准块134运动到基准存放切换设备100上基准柔性切换定位机构130附近，通过视觉拍照组件240引导视觉夹持设备200和基准块134到指定位置，机器人420带动基准块134向内移动，在外力作用下，基准限位块133绕转轴1331旋转，杆体136向下运动，张力弹簧137收缩，当基准限位块133旋转到预设位置时，基准块134与基准限位块133互锁，基准块134被固定，气缸231经活塞杆拉动活塞杆连接件233伸出，套在活塞杆连接件233上的第一轴销235在两个轴销导向固定件234的导向槽内向上运动，通过两个摆臂238带动两个夹头236绕第二轴销237打开基准块134，机器人420通过视觉拍照组件240引导视觉夹持设备200到基准存放切换设备100的另一位置，取出另一基准块134，然后放到板件定位设备300的指定位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (14)

1.一种多车型基准柔性切换系统，其特征在于，包括：

基准存放切换设备，放置有多个基准柔性切换定位机构，所述基准柔性切换定位机构包括可拆卸的基准块；

视觉夹持设备，用于定位及夹持所述基准块；

板件定位设备，用于定位汽车零部件，设置有至少一个基准柔性切换定位机构；

机器人组件，可拆卸的连接所述视觉夹持设备，带动所述视觉夹持设备在所述基准存放切换设备和所述板件定位设备之间移动；

所述机器人组件设置在所述基准存放切换设备和所述板件定位设备之间的侧边，当需要进行基准块切换时，所述机器人组件带动所述视觉夹持设备移动至所述板件定位设备的基准块侧边，通过所述视觉夹持设备引导至指定位置后夹紧所述板件定位设备上需要切换的基准块，夹紧后所述机器人组件带动所述基准块往外移动，将所述基准块从位于所述板件定位设备上的所述基准柔性切换定位机构上取出；

所述机器人组件带动所述基准块运动至所述基准存放切换设备上的所述基准柔性切换定位机构侧边，通过所述视觉夹持设备引导至指定位置后，所述机器人组件带动所述基准块向内移动，将所述基准块固定在位于所述基准存放切换设备上的所述基准柔性切换定位机构上，所述视觉夹持设备松开所述基准块；

所述机器人组件带动所述视觉夹持设备移动至所述基准存放切换设备上的另一所述基准柔性切换定位机构侧边，取出另一基准块，最后放到所述板件定位设备上需要切换基准块的所述基准柔性切换定位机构上。

2.如权利要求1所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述基准存放切换设备，包括：

四个立柱；

基板，固定于四个所述立柱上；

所述基准柔性切换定位机构固定在所述基板上。

3.如权利要求2所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述基准柔性切换定位机构，包括固定在所述基板上的底板，所述底板上设有伸缩机构，所述伸缩机构连接基准限位块，所述基准限位块的后方设有所述基准块，所述基准块的底部通过固定座设置在所述底板上；

所述基准限位块的后端与所述基准块的前端为可拆卸的互锁结构。

4.如权利要求3所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述伸缩机构包括杆体、张力弹簧、锁紧螺母、转轴和两个支撑块，所述底板的顶面上开设有容纳槽孔，所述张力弹簧的一端设置在所述容纳槽孔内，所述张力弹簧另一端固定在所述杆体上；

所述杆体竖向设置，所述杆体的顶部穿过所述基准限位块的前端后，通过所述锁紧螺母固定在所述基准限位块上；

两个所述支撑块分别位于所述基准限位块的左右两侧，所述转轴穿过所述基准限位块中部后两端分别与左右两侧的所述支撑块固定，致使所述基准限位块绕所述转轴旋转。

5.如权利要求4所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述支撑块采用L字型的L块，所述支撑块的横段固定在所述底板上，所述支撑块的竖段与所述转轴固定。

6.如权利要求4所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述基准限位块的前端设有上下联通螺纹孔，所述杆体穿过所述螺纹孔并与所述基准限位块螺纹连接后，通过所述锁紧螺母固定在所述基准限位块上；

所述基准限位块的中部设有左右联通的通孔，所述转轴水平设置并贯穿所述通孔后两端分别与左右两侧的所述支撑块固定。

7.如权利要求3所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述基准限位块的后端设有向下的锁钩，所述基准块的前端设有向上的锁钩，所述基准限位块的锁钩勾住所述基准块的锁钩形成可拆卸的互锁结构。

8.如权利要求4所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述固定座上开设有固定槽孔，所述基准块的底部设有与所述固定槽孔相互配合的凸台，所述基准块通过固定槽孔和所述凸台与所述固定座滑动插接；

所述固定座的前端还设有一用于限位所述基准块的挡块，所述挡块位于所述张力弹簧后方。

9.如权利要求1所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述视觉夹持设备，包括：

抓手侧换枪盘，与机器人侧换枪盘对接使用；

夹持连接件，固定在所述抓手侧换枪盘上；

夹持机构，固定在所述夹持连接件上，可夹持或松开所述基准块；

视觉拍照组件，固定在所述抓手侧换枪盘上，用于拍照。

10.如权利要求9所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述夹持机构包括气缸，所述气缸通过气缸固定件固定在所述夹持连接件上，所述气缸的活塞杆连接活塞杆连接件；

所述气缸固定件上固定有两个轴销导向固定件，两个所述轴销导向固定件分别位于所述活塞杆连接件的两侧，两个所述轴销导向固定件上分别设有导向槽，第一轴销与所述活塞杆连接件相连后两端分别伸出两个所述导向槽，所述第一轴销的两端可在所述导向槽内做上下运动；

还包括两个对称设置的夹头，两个所述夹头的上部为夹持所述基准块的夹持部，每个所述夹头的下部分别设有两个旋转孔，一个所述旋转孔位于所述夹头下部中间位置，另一个所述旋转孔位于所述夹头下部侧边位置，第二轴销分别穿过两个位于下部中间位置的所述旋转孔后两端分别转动连接两个所述轴销导向固定件；

还包括两个摆臂，两个所述摆臂的一端分别与所述第一轴销连接，两个所述摆臂的另一端分别连接第三轴销，两个所述第三轴销分别与两个位于下部侧边位置的所述旋转孔相连；

当所述气缸的活塞杆拉动所述活塞杆连接件缩回时，第一轴销在所述导向槽内向下运动，通过两个所述摆臂带动两个所述夹头绕第二轴销夹紧，实现对所述基准块的夹持；当所述气缸的活塞杆伸出时，第一轴销在所述导向槽内向上运动，通过两个所述摆臂带动两个所述夹头绕第二轴销打开，实现对所述基准块的松开。

11.如权利要求10所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述第二轴销上套设有两个轴销限位块，两个所述轴销限位块分别位于两个所述夹头外侧，两个所述轴销限位块分别安装于两个所述轴销导向固定件内侧，通过两个所述轴销限位块限制所述第二轴销的转动范围。

12.如权利要求10所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，两个所述轴销导向固定件外侧固定有轴销盖板，两个所述轴销盖板位于所述导向槽外侧并挡住所述第一轴销的两端。

13.如权利要求9所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述视觉拍照组件包括视觉相机、圆管和相机连接件，所述视觉相机通过至少一根所述圆管连接所述相机连接件，所述相机连接件可拆卸的固定在所述抓手侧换枪盘上，所述视觉相机的摄制口朝向所述夹持机构下方。

14.如权利要求1所述的多车型基准柔性切换系统，其特征在于，所述机器人组件包括机器人、机器人侧换枪盘和机器人底座，所述机器人固定在所述机器人底座上，所述机器人侧换枪盘固定在所述机器人上。

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