CN113275499B - 位置示教工具及机器人穿刺铆接系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种位置示教工具及机器人穿刺铆接系统，属于示教工具技术领域。该位置示教工具包括：基体，开设有沿第一方向贯穿基体的定位孔，基体用于套设于支撑杆和铆模的外部；锁定件，用于将基体与支撑杆锁定；支撑组件，包括多个支撑销，每个支撑销的一端安装于基体，每个支撑销的另一端凸出于基体，多个支撑销的背离基体的端面共面且形成定位面，第一方向与定位面垂直设置，定位面被配置为用于与铆模的支撑端面共面以支撑待铆接件。该位置示教工具，可快速安装在机器人穿刺铆枪上，用于机器人示教时确认铆枪的贴件及垂直度校验，可有效提高机器人示教效率和位置准确度，保证了车身生产过程中的穿刺铆接品质及设备正常运行。

Description

位置示教工具及机器人穿刺铆接系统

技术领域

本申请涉及示教工具技术领域，具体而言，涉及一种位置示教工具及机器人穿刺铆接系统。

背景技术

在汽车自动化焊装生产线上，工业机器人携带穿刺铆枪可进行车身不同位置、不同角度的柔性铆接，实际应用时为了保证铆接质量，对机器人铆枪示教轨迹精度有更高的要求。一是铆模必须贴紧车身连接面，以提供足够的铆接反支撑力，避免车身板件被铆枪主轴压变形；二是要保证铆枪与车身连接板件垂直度在±2°范围内，否则在铆钉压入板件时会发生翻钉故障，导致铆接失败，车身板件表面被破坏。

在机器人穿刺铆接设备调试过程中，需要逐一确认每个铆点位置的铆模贴件及垂直度，现有采用透光目测贴件、直角尺粗略测量垂直度的检测方法空间局限很大，精度较低，示教的机器人铆点位置不够准确，在生产过程中，容易发生因贴件不良、垂直度不足导致的设备故障停机、铆接品质异常等，严重影响白车身自动化生产线开动效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种位置示教工具及机器人穿刺铆接系统。该位置示教工具，可快速安装在机器人穿刺铆枪上，用于机器人示教时确认铆枪的贴件及垂直度校验，可有效提高机器人示教效率和位置准确度，保证了车身生产过程中的穿刺铆接品质及设备正常运行。

本申请是通过下述技术方案实现的：

一方面，本申请实施例提供了一种位置示教工具，应用于穿刺铆枪示教定位，穿刺铆枪包括C型臂、支撑杆、铆模及铆鼻，支撑杆和铆鼻分别位于C型臂的两端，铆模可拆卸地安装于支撑杆，铆模与铆鼻限定铆接作业空间，该位置示教工具包括：

基体，开设有沿第一方向贯穿基体的定位孔，基体用于套设于支撑杆和铆模的外部；

锁定件，用于将基体与支撑杆锁定；

支撑组件，包括多个支撑销，每个支撑销的一端安装于基体，每个支撑销的另一端凸出于基体，多个支撑销的背离基体的端面共面且形成定位面，第一方向与定位面垂直设置，定位面被配置为用于与铆模的支撑端面共面以支撑待铆接件。

根据本申请实施例的位置示教工具，可快速安装在机器人穿刺铆枪上，通过定位面与待铆接件贴合，保证用于机器人示教时铆点位置准确贴件，由于第一方向与定位面垂直，定位面和铆模的支撑端面同时贴紧待铆接件，即可保证铆模与待铆接件的垂直度满足工艺要求，可有效提高机器人示教效率和位置准确度，保证了车身生产过程中的穿刺铆接品质及设备正常运行。

根据本申请的一些实施例，多个支撑销绕定位孔的中心轴线间隔分布。

在上述方案中，多个支撑销绕定位孔间隔分布，当与待铆接件贴合时，保证定位面与待铆接件的贴合效果。

根据本申请的一些实施例，多个支撑销平行设置，且每个支撑销的中心轴线与定位孔的中心轴线平行。

在上述方案中，支撑销为柱状结构，便于加工，成本低。

根据本申请的一些实施例，支撑组件包括三个支撑销。

在上述方案中，支撑销的数量为三个，适用于不同位置的支撑，保证定位面与待铆接件的贴合效果。

根据本申请的一些实施例，每个支撑销与基体可拆卸地连接。

在上述方案中，支撑销与基体的连接方式，便于支撑销的装配与更换。

根据本申请的一些实施例，定位孔为阶梯孔，阶梯孔包括大孔段和小孔段，大孔段用于与支撑杆配合，小孔段用于与铆模配合。

在上述方案中，阶梯孔的设置，当与支撑杆装配时，便于实现基体的轴向定位。

根据本申请的一些实施例，基体开设有通孔，通孔与定位孔连通，锁定件穿设于通孔内且与基体螺纹配合。

在上述方案中，通孔的开设，便于锁定件与基体的配合，以将基体与支撑杆锁定或解锁。

根据本申请的一些实施例，锁定件为螺栓。

在上述方案中，锁定件为螺栓，操作便捷，结构简单。

根据本申请的一些实施例，基体为圆柱体。

在上述方案中，圆柱体结构便于加工，节省安装空间。

另一方面，本申请实施例还提供了一种机器人穿刺铆接系统，包括穿刺铆枪及上述的位置示教工具。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的穿刺铆枪与位置示教工具的配合示意图；

图2为本申请一实施例提供的穿刺铆枪与位置示教工具装配后的局部视图；

图3为本申请一实施例提供的穿刺铆枪与位置示教工具装配后的局部视图的主视图；

图4为本申请一实施例提供的位置示教工具的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的位置示教工具的基体的剖视图。

图标：100-穿刺铆枪；11-C型臂；12-支撑杆；13-铆模；131-支撑端面；14-铆鼻；15-送钉器；16-主轴；200-位置示教工具；21-基体；211-定位孔；2111-大孔段；2112-小孔段；2113-台阶面；212-第一端面；213-第二端面；214-侧面；215-通孔；216-安装孔；22-锁定件；23-支撑组件；231-支撑销；232-定位面；P-定位孔的中心轴线；X-第一方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

当今汽车电动化速度不断加快，为了满足车身日益增长的低能耗、高强度需求，越来越多的铝镁合金、复合材料、非金属材料等大量应用在白车身上，有效实现车身设计轻量化，并提高了车身刚度，加长了电动车续航里程。为适应铝车身结构设计的特点及连接需求，相应的开发出了适应异种材料，高强度、低连接能耗、无污染的冷连接穿刺铆接技术。

穿刺铆接技术是一种通过专用C型铆枪，通过铆枪伺服主轴将特制的铆钉压入车身板件，在下端铆模作用下，铆钉钉腿受挤压变形而撑开，形成多层板件间的永久性互锁连接。

本申请实施例的待铆接件可以为板件。

本申请实施例提供一种技术方案，通过将位置示教工具安装于机器人穿刺铆枪上，可有效提高机器人示教效率和位置准确度，保证了车身生产过程中的穿刺铆接品质及设备正常运行。

如图1-图3所示，该机器人穿刺铆接系统包括穿刺铆枪100和位置示教工具200。位置示教工具200应用于穿刺铆枪100示教定位。

如图1和图3所示，穿刺铆枪100包括C型臂11、支撑杆12、铆模13及铆鼻14，支撑杆12和铆鼻14分别位于C型臂11的两端，铆模13可拆卸地安装于支撑杆12，支撑杆12用于支撑铆模13，铆模13与铆鼻14限定铆接作业空间，铆接作业时，待铆接件被配置为设置于铆接作业空间内。铆鼻14用于安装铆钉，以完成铆钉压入。铆接作业时，待铆接件放置于铆接作业空间内，待铆接件被铆模13支撑，铆鼻14能够相对于铆模13移动，并抵接待铆接件，跟随铆鼻14的下压，铆鼻14将铆钉压入待铆接件，进而实现待铆接件的铆接。铆模13具有面向铆鼻14的支撑端面131，用于支撑待铆接件，以使铆模13与待铆接件贴合。

穿刺铆枪100还包括送钉器15和主轴16，主轴16提供铆接下压力，送钉器15用于接收补给铆钉。铆接作业时，送钉器15将铆钉送至铆鼻14，主轴16驱动铆鼻14下压以与铆模13配合，完成铆钉压入。

如图4所示，位置示教工具200包括基体21、锁定件22及支撑组件23。

如图4所示，基体21开设有沿第一方向X贯穿基体21的定位孔211，定位孔211与支撑杆12和铆模13匹配，基体21用于套设于支撑杆12和铆模13的外部。也即，基体21与穿刺铆枪100装配时，如图2和图3所示，支撑杆12和铆模13穿设于定位孔211内。

如图2和图3所示，锁定件22用于将基体21与支撑杆12锁定，以防止基体21相对于支撑杆12移动。

如图4所示，支撑组件23包括多个支撑销231，每个支撑销231的一端安装于基体21，每个支撑销231的另一端凸出于基体21，多个支撑销231的背离基体21的端面共面且形成定位面232，第一方向X与定位面232垂直设置，如图3所示，定位面232被配置为用于与铆模13的支撑端面131共面以支撑待铆接件。

根据本申请实施例的位置示教工具200，可快速安装在机器人穿刺铆枪100上，通过定位面232与待铆接件贴合，保证用于机器人示教时铆点位置准确贴件，由于第一方向X与定位面232垂直，定位面232和铆模13的支撑端面131同时贴紧待铆接件，即可保证铆模13与待铆接件的垂直度满足工艺要求，可有效提高机器人示教效率和位置准确度，保证了车身生产过程中的穿刺铆接品质及设备正常运行。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，基体21包括第一端面212、第二端面213和侧面214。第一端面212和第二端面213沿第一方向X相对设置，第一端面212被配置为面向铆鼻14设置，第二端面213被配置为背离铆鼻14设置。侧面214连接第一端面212和第二端面213，侧面214围绕第一端面212的周围设置，定位孔211由第一端面212延伸至第二端面213。

根据本申请的一些实施例，基体21为圆柱体，也即，基体21的侧面214为圆柱面。圆柱状的基体21，结构简单，便于加工，节省安装空间。

根据本申请的一些实施例，如图3和图5所示，定位孔211为阶梯孔，阶梯孔包括大孔段2111和小孔段2112，大孔段2111用于与支撑杆12配合，小孔段2112用于与铆模13配合。当基体21与穿刺铆枪100配合时，大孔段2111和小孔段2112之间形成的台阶面2113与支撑杆12的端面抵接，从而实现基体21的轴向定位。需要指出的是，本申请实施例的基体21的轴向为定位孔211的中心轴线P所在的方向。

需要指出的是，定位孔211的形状依据铆模13和支撑杆12的形状设置，以便于基体21与铆模13和支撑杆12的装配。

根据本申请的一些实施例，如图3和图5所示，基体21开设有通孔215，通孔215与定位孔211连通，通孔215用于与锁定件22配合。基体21的通孔215的开设，便于锁定件22与基体21的配合，以便于将基体21与支撑杆12锁定或解锁。

根据本申请的一些实施例，锁定件22与基体21配合时，锁定件22穿设于通孔215内且与基体21螺纹配合。在位置示教工具200与穿刺铆枪100装配时，在基体21套设于支撑杆12后，通过转动锁定件22，使锁定件22相对于基体21移动至锁定件22与支撑杆12抵接，以完成将基体21和支撑杆12的锁定。当需要取下基体21时，反向转动锁定件22，使锁定件22与支撑杆12分离，且锁定件22退出定位孔211，即可相对于支撑杆12沿第一方向X移动基体21。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，锁定件22可以为螺栓，通过转动螺栓的头部，即可实现螺栓相对于基体21的转动，结构简单，操作便捷。

根据本申请的另一些实施例，锁定件22可以为弹簧柱销，弹簧柱销安装于通孔215内且与基体21螺纹配合，弹簧柱销沿垂直于定位孔211的中心轴线P的方向设置，弹簧柱销的滚珠位于定位孔211内，以便于通过滚珠抵接于支撑杆12，以将基体21与支撑杆12锁定。

在本申请的其他实施例中，锁定件22还可以为其他螺纹件，也即，锁定件22具有与通孔215配合的外螺纹，通孔215为具有内螺纹，通过转动锁定件22实现锁定件22伸入定位孔211或从定位孔211内退出，以实现基体21与支撑杆12的锁定或解锁。

根据本申请的一些实施例，每个支撑销231与基体21可拆卸地连接，以便于支撑销231的装配与更换。

如图5所示，基体21开设有与支撑销231对应的多个安装孔216，一个支撑销231安装于一个安装孔216内。支撑销231可以与基体21过盈配合，支撑销231也可以与基体21螺纹连接。

在本申请的其他实施例中，支撑销231还可以与基体21焊接、粘接等方式固定。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，支撑组件23包括三个支撑销231。支撑销231的数量为三个，具有较大的支持范围，适用于不同位置的支撑，保证定位面232与待铆接件的贴合效果。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，多个支撑销231绕定位孔211的中心轴线P间隔分布，例如，多个支撑销231的构成定位面232的端面位于以定位孔211的中心轴线P为圆心的同一圆周上。当与待铆接件贴合时，保证定位面232与待铆接件的贴合效果。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，支撑销231可以为柱状结构，支撑销231的一端连接于基体21的第一端面212，支撑销231的另一端朝向背离第二端面213的方向延伸，支撑销231与定位孔211的中心轴线P平行设置。柱状结构的支撑销231，结构简单，便于加工，占用空间小。

可选地，支撑销231为圆柱销。

根据本申请的另一些实施例，支撑销231可以为折弯结构，支撑销231的一端连接于基体21的侧面214，多个支撑销231的另一端的端面形成定位面232。也即，在沿第一方向X的投影面上，支撑销231的投影位于基体21的投影的外部。

根据本申请实施例的位置示教工具200的使用原理为：

在机器人穿刺铆接示教时，将该位置示教工具200套在铆模13的外部，保证台阶面2113与支撑杆12的端面贴紧，然后拧紧锁定件22进行紧固，安装后局部效果如图2所示；相应地的局部主视图如图3所示。

将该位置示教工具200正确安装在穿刺铆枪100上后，三个等高的支撑销231与铆模13的支撑端面131平齐，在机器人穿刺铆接示教时，该位置示教工具200上的三个支撑销231同时贴紧车身板件(待铆接件)，即可快速保证机器人示教的铆点位置准确贴件。加之此三个支撑销231在同一圆周上均匀分布，其同时贴紧车身板件，即可保证穿刺铆枪100的铆模13与车身板件的垂直度满足工艺要求。三个支撑销231与车身板件的贴合成都容易通过透光、塞尺进行快速测量校验，具有很好的便捷性和准确性。

通过使用此位置示教工具200进行机器人穿刺铆接铆点位置的精确校验，可快速满足其铆模13贴件、垂直度的工艺要求，有效保证了汽车铝车身穿刺铆接生产的设备开动率和作业品质，对车身总成精度、板件间隙、振噪异音、防水等有积极的改善效果。

该位置示教工具200结构简单、使用轻巧，基体21通过普通车床加工，装配三个等高的圆柱支撑销231即可。使用时，将位置示教工具200直接套在穿刺铆枪100的铆模13上，然后使用一个螺栓(锁定件22)固定即可，不会松动脱离。整体拆装使用方便，不会对铆枪、铆模13造成破坏和磨损。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种位置示教工具，应用于穿刺铆枪示教定位，所述穿刺铆枪包括C型臂、支撑杆、铆模及铆鼻，所述支撑杆和所述铆鼻分别位于所述C型臂的两端，所述铆模可拆卸地安装于所述支撑杆，所述铆模与所述铆鼻限定铆接作业空间，其特征在于，所述位置示教工具包括：

基体，开设有沿第一方向贯穿所述基体的定位孔，所述基体用于套设于所述支撑杆和所述铆模的外部；

锁定件，用于将所述基体与所述支撑杆锁定；

支撑组件，包括多个支撑销，每个所述支撑销的一端安装于所述基体，每个所述支撑销的另一端凸出于所述基体，多个所述支撑销的背离所述基体的端面共面且形成定位面，所述第一方向与所述定位面垂直设置，所述定位面被配置为用于与所述铆模的支撑端面共面以支撑待铆接件；

多个所述支撑销绕所述定位孔的中心轴线间隔分布；

多个所述支撑销平行设置，且每个所述支撑销的中心轴线与所述定位孔的中心轴线平行；

所述定位孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括大孔段和小孔段，所述大孔段用于与所述支撑杆配合，所述小孔段用于与所述铆模配合；

所述基体开设有通孔，所述通孔与所述定位孔连通，所述锁定件穿设于所述通孔内且与所述基体螺纹配合。

2.根据权利要求1所述的位置示教工具，其特征在于，所述支撑组件包括三个所述支撑销。

3.根据权利要求1所述的位置示教工具，其特征在于，每个所述支撑销与所述基体可拆卸地连接。

4.根据权利要求1所述的位置示教工具，其特征在于，所述锁定件为螺栓。

5.根据权利要求1所述的位置示教工具，其特征在于，所述基体为圆柱体。

6.一种机器人穿刺铆接系统，其特征在于，包括穿刺铆枪和如权利要求1-5任一项所述的位置示教工具。