CN114310109B - 一种加强筋夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加强筋夹持器，包括安装基座、第一伸缩驱动元件、第二伸缩驱动元件和至少一个夹爪组件，第一伸缩驱动元件安装于所述安装基座上；第二伸缩驱动元件安装于所述第一伸缩驱动元件的伸缩端；每个所述夹爪组件包括夹爪基座、连接板、第三伸缩驱动元件、第四伸缩驱动元件、夹爪和压紧块，所述夹爪基座安装于所述第二伸缩驱动元件的伸缩端，所述第三伸缩驱动元件安装于所述夹爪基座上，所述连接板安装于所述第三伸缩驱动元件的伸缩端，所述第四伸缩驱动元件和所述夹爪安装于所述连接板上，所述压紧块安装于所述第四伸缩驱动元件的伸缩端，所述压紧块在所述第四伸缩驱动元件的带动下能够朝所述夹爪靠近或远离。本发明的加强筋夹持器装夹方便，装夹效率高。

Description

一种加强筋夹持器

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种加强筋夹持器。

背景技术

激光焊接是飞机结构件连接的主要方式之一，也是实现飞机结构轻量化的重要手段。在飞机大型带筋壁板激光焊接批量生产中，加强筋相对壁板的装配位姿与正压力是决定激光焊接质量的重要因素之一，装配速度是决定焊接效率的最主要因素。

目前，加强筋和壁板的焊接采用双光束激光焊接的方式，该工艺对加强筋和壁板的装配精度要求较高。实际生产中为保证装配精度，加强筋和壁板都采用专用固定工装通过人工装夹实现两者之间的定位和夹紧，如图1所示。由于壁板种类较多，而且同一个壁板上不同位置的加强筋形状也不尽相同，对每根加强筋的焊接都需要单独安装对应的压梁和装夹机构，每块壁板需要配置多组不同的压梁和装夹机构，装夹过程复杂繁琐、效率较低。

因此，发明人提供了一种加强筋夹持器。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种加强筋夹持器，解决了焊接加强筋时，装夹麻烦、装夹效率低的技术问题。

(2)技术方案

为了解决上述问题，本发明的实施例提出了一种加强筋夹持器，包括：

安装基座；

第一伸缩驱动元件，安装于所述安装基座上，所述第一伸缩驱动元件朝第一方向伸缩；

第二伸缩驱动元件，安装于所述第一伸缩驱动元件的伸缩端，所述第二伸缩驱动元件朝第二方向伸缩，所述第二方向和所述第一方向相交；

至少一个夹爪组件，每个所述夹爪组件包括夹爪基座、连接板、第三伸缩驱动元件、第四伸缩驱动元件、夹爪和压紧块，所述夹爪基座安装于所述第二伸缩驱动元件的伸缩端，所述第三伸缩驱动元件安装于所述夹爪基座上，所述连接板安装于所述第三伸缩驱动元件的伸缩端，所述第四伸缩驱动元件和所述夹爪安装于所述连接板上，所述压紧块安装于所述第四伸缩驱动元件的伸缩端，所述压紧块在所述第四伸缩驱动元件的带动下能够朝所述夹爪靠近或远离。

进一步地，所述加强筋夹持器还包括第一导轨组件，所述第一导轨组件设所述安装基座上，所述第一导轨组件能够沿所述第一方向滑动，所述第二伸缩驱动元件还和所述第一导轨组件传动相连。

进一步地，所述加强筋夹持器还包括第二导轨组件，所述第二导轨组件安装于所述第一伸缩驱动元件的伸缩端，所述第二导轨组件能够沿所述第二方向滑动，所述夹爪基座还能所述第二导轨组件传动相连。

进一步地，所述加强筋夹持器还包括定位卡板，各所述夹爪组件的夹爪基座分别安装于所述定位卡板上。

进一步地，所述夹爪组件还包括楔形块、固定块和顶杆，所述第三伸缩驱动元件和所述第四伸缩驱动元件朝第三方向伸缩；

所述楔形块安装于所述第四伸缩驱动元件的伸缩端，所述固定块安装于所述连接板上，所述顶杆活动穿设固定块上，所述顶杆的一端和所述压紧块相连，所述顶杆的另一端和所述固定块之间顶设有弹性元件，所述顶杆的另一端设有滚轮，所述滚轮滑动顶设在所述楔形块的斜面上。

进一步地，所述加强筋夹持器还包括导向轴，所述导向轴活动穿设在所述固定块上，所述导向轴连接在所述压紧块上，所述导向轴和所述顶杆平行。

进一步地，所述夹爪靠近所述压紧块的一面设有夹持凹面，所述压紧块靠近所述夹爪的一面设有夹持凸面。

进一步地，所述夹爪靠近所述压紧块的一面设有夹持凸面，所述压紧块靠近所述夹爪的一面设有夹持凹面。

(3)有益效果

综上，本发明的激光夹持器的安装基座安装在机器人末端，第一伸缩驱动元件带动第二伸缩驱动元件及夹爪组件沿第一方向移动，第二伸缩驱动元件带动夹爪组件沿第二方向移动。夹持时，通过第一伸缩驱动元件和第二伸缩驱动元件带动夹爪组件到指定位置，然后，第三伸缩驱动元件能够带动连接板及第四伸缩驱动元件进行位置微调，通过第四伸缩驱动元件带动压紧块靠近或远离夹爪，以实现夹紧或松开加强筋。

本发明的加强筋夹持器具有自动抓取、自动夹紧加强筋随形调整等功能，满足飞机壁板的焊接、定位及夹持要求，可适用于多规格的蒙皮、壁板与加强筋的焊接装配，可大幅提高焊接装配效率，能够适应不同位置加强筋的机器人末端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是壁板及其加强筋的结构示意图。

图2是本发明一实施例中加强筋夹持器的结构示意图。

图3是本发明一实施例中夹爪组件的结构示意图。

图4是本发明一实施例中的夹爪和压紧板开始夹取加强筋的示意图。

图5是本发明一实施例中夹爪和压紧板横移时的示意图。

图6是本发明一实施例中夹爪和压紧板下降时的示意图。

图7是本发明一实施例中夹爪和压紧板夹紧加强筋的示意图。

图中：

1、第一伸缩驱动元件，2、安装基座，3、第一导轨组件，4、第二伸缩驱动元件，5、第二导轨组件，6、定位卡板，7、夹爪组件，71、第三伸缩驱动元件，72、夹爪基座，73连接板，74、第三导轨组件，75、第四伸缩驱动元件，76、楔形块，77、滚轮，78、弹性元件，79、导向轴，710、夹爪，711、压紧块，712、固定块，713、顶杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参照图2和图3，一种加强筋夹持器，包括：

安装基座2；

第一伸缩驱动元件1，安装于所述安装基座2上，所述第一伸缩驱动元件1朝第一方向伸缩；

第二伸缩驱动元件4，安装于所述第一伸缩驱动元件1的伸缩端，所述第二伸缩驱动元件4朝第二方向伸缩，所述第二方向和所述第一方向相交；

至少一个夹爪组件7，每个所述夹爪组件7包括夹爪基座72、连接板73、第三伸缩驱动元件71、第四伸缩驱动元件75、夹爪710和压紧块711，所述夹爪基座72安装于所述第二伸缩驱动元件4的伸缩端，所述第三伸缩驱动元件71安装于所述夹爪基座72上，所述连接板73安装于所述第三伸缩驱动元件71的伸缩端，所述第四伸缩驱动元件75和所述夹爪710安装于所述连接板73上，所述压紧块711安装于所述第四伸缩驱动元件75的伸缩端，所述压紧块711在所述第四伸缩驱动元件75的带动下能够朝所述夹爪710靠近或远离。

本实施例的激光夹持器的安装基座2安装在机器人末端，第一伸缩驱动元件1带动第二伸缩驱动元件4及夹爪组件7沿第一方向移动，第二伸缩驱动元件4带动夹爪组件7沿第二方向移动。夹持时，通过第一伸缩驱动元件1和第二伸缩驱动元件4带动夹爪组件7到指定位置，然后，第三伸缩驱动元件71能够带动连接板73及第四伸缩驱动元件75进行位置微调，通过第四伸缩驱动元件75带动压紧块711靠近或远离夹爪710，以实现夹紧或松开加强筋101。

本实施例的加强筋夹持器具有自动抓取、自动夹紧加强筋101随形调整等功能，满足飞机壁板的焊接、定位及夹持要求，可适用于多规格的蒙皮、壁板与加强筋101的焊接装配，可大幅提高焊接装配效率，能够适应不同位置加强筋101的机器人末端。

优选的，第一方向和第二方相互垂直。

在一实施例中，所述加强筋夹持器还包括第一导轨组件3，所述第一导轨组件3设所述安装基座2上，所述第一导轨组件3能够沿所述第一方向滑动，所述第二伸缩驱动元件4还和所述第一导轨组件3传动相连。第一导轨组件3具有导向作用，使第二伸缩驱动元件4能够顺利的沿第一方向移动。

在一实施例中，所述加强筋夹持器还包括第二导轨组件5，所述第二导轨组件5安装于所述第一伸缩驱动元件1的伸缩端，所述第二导轨组件5能够沿所述第二方向滑动，所述夹爪基座72还能所述第二导轨组件5传动相连。第二导轨组件5具有导向作用，使夹爪组件7能够顺利的沿第二方向移动。具体的，第一导轨组件3和第二导轨组件5分别包括滑轨和滑块。

在一实施例中，所述加强筋夹持器还包括定位卡板6，各所述夹爪组件7的夹爪基座72分别安装于所述定位卡板6上。定位卡板6用于固定各夹爪组件7。

在一实施例中，所述夹爪组件7还包括楔形块76、固定块712和顶杆713，所述第三伸缩驱动元件71和所述第四伸缩驱动元件75朝第三方向伸缩；所述楔形块76安装于所述第四伸缩驱动元件75的伸缩端，所述固定块712安装于所述连接板73上，所述顶杆713活动穿设固定块712上，所述顶杆713的一端和所述压紧块711相连，所述顶杆713的另一端和所述固定块712之间顶设有弹性元件78，所述顶杆713的另一端设有滚轮77，所述滚轮77滑动顶设在所述楔形块76的斜面上。第三方向可以和第一方向相同，也可以不同。其中，第一伸缩驱动元件1、第二伸缩驱动元件4、第三伸缩驱动元件71和第四伸缩驱动元件75分别为气缸，也可以为其他能够伸缩的驱动元件。第三伸缩驱动元件71能够带动连接板73移动，以对夹爪组件7进行微调。当第四伸缩驱动元件75伸长时，楔形块76推动顶杆713移动，顶杆713推动压紧块711朝夹爪710靠近，以使夹爪710和压紧块711能够夹紧加强筋101。当第四伸缩驱动元件75收回时，顶杆713通过弹性元件78复位。其中弹性元件78为弹簧，也可以为其他具有弹性的元件。

在一实施例中，所述夹爪组件7还包括导向轴79，所述导向轴79活动穿设在所述固定块712上，所述导向轴79连接在所述压紧块711上，所述导向轴79和所述顶杆713平行。固定块712上设有两个通孔，顶杆713活动穿设在其中一通孔中，导向轴79活动穿设在其中另一通孔中。当然，顶杆713和导向轴79还可以通过其他方式和固定块712连接，只要能够和固定块712之间具有相对滑动的行程即可。

所述夹爪组件7还包括第三导轨组件74，第三导轨组件74也包括导轨和滑块，第三伸缩驱动元件71设该导轨上，第三伸缩驱动元件71的伸缩端和该滑块相连，连接板7373连接在滑块和第四伸缩驱动元件75之间。

在一实施例中，所述夹爪710靠近所述压紧块711的一面设有夹持凹面，所述压紧块711靠近所述夹爪710的一面设有夹持凸面。或者，所述夹爪710靠近所述压紧块711的一面设有夹持凸面，所述压紧块711靠近所述夹爪710的一面设有夹持凹面。通过夹持凸面和夹持凹面的配合，能够和加强筋101的形状相适应，以便能够更好的夹持加强筋101。

综上，本实施例的加强筋夹持器中，第一伸缩驱动元件1沿竖直方向升降，第二伸缩驱动元件4沿水平方向横移，夹爪组件7实现加强筋101抓取的功能，压紧块711下压实现与加强筋101紧贴后抓取。通过楔形块76和顶杆713上滚轮77的配合，把第四伸缩驱动元件75的竖直运动转化为压紧块711的水平运动。压紧块711的复位，夹爪组件7的张开通过弹性元件78实现。由于加强筋101与壁板都存在变形，为了尽量减小装配间隙，采用了多点单独压紧的模式，每一个压紧点配一个夹爪组件7，压紧时夹爪组件7与压紧块711同时向下动作实现压紧。

基于上述实施例的结合，在一具体的实施例中，加强筋夹持器的的工作过程如下：加强筋101焊接前摆放在专用的料仓内，机器人带着加强筋夹持器运动到待焊接的加强筋101上方，机器人调整位姿使工装的定位卡板6与加强筋101姿态相同，加强筋夹持器处于夹取状态。夹取时首先是第二伸缩驱动元件4动作，使定位卡板6的侧面与加强筋101侧面接触，然后第一伸缩驱动元件1下降，使定位卡板6弧形部分与加强筋101的顶部接触，接着，第四伸缩驱动元件75动作，夹爪710夹紧加强筋101，最后第一伸缩驱动元件1和第二伸缩驱动元件4回位，加强筋101脱离料仓完成夹取。机器人抓取加强筋101后运动到装配位置，调整工件位姿到装配姿态，机器人动作使加强筋101在焊接位置与壁板接触，通过测量加强筋101与壁板接触处间隙，给出压紧点的具体位置，第三伸缩驱动元件71动作，带动压紧块711与夹爪710同时动作，实现加强筋101的定点压紧，加强筋101的自动装配完成。

本实施例的加强筋夹持器具有自动抓取、自动夹紧、加强筋101随形调整、自动升降、多点分布式自动压紧、多规格装夹等功能，满足飞机壁板的焊接、定位及夹持要求，可适用于多规格的蒙皮、壁板与加强筋101的焊接装配，可大幅提高焊接装配效率。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种加强筋夹持器，其特征在于，包括：

安装基座；

第一伸缩驱动元件，安装于所述安装基座上，所述第一伸缩驱动元件朝第一方向伸缩；

第二伸缩驱动元件，安装于所述第一伸缩驱动元件的伸缩端，所述第二伸缩驱动元件朝第二方向伸缩，所述第二方向和所述第一方向相交；

至少一个夹爪组件，每个所述夹爪组件包括夹爪基座、连接板、第三伸缩驱动元件、第四伸缩驱动元件、夹爪和压紧块，所述夹爪基座安装于所述第二伸缩驱动元件的伸缩端，所述第三伸缩驱动元件安装于所述夹爪基座上，所述连接板安装于所述第三伸缩驱动元件的伸缩端，所述第四伸缩驱动元件和所述夹爪安装于所述连接板上，所述压紧块安装于所述第四伸缩驱动元件的伸缩端，所述压紧块在所述第四伸缩驱动元件的带动下能够朝所述夹爪靠近或远离；

其中，所述第三伸缩驱动元件能够带动压紧块与夹爪同时动作，以实现加强筋的定点压紧。

2.根据权利要求1所述的加强筋夹持器，其特征在于，还包括第一导轨组件，所述第一导轨组件设所述安装基座上，所述第一导轨组件能够沿所述第一方向滑动，所述第二伸缩驱动元件还和所述第一导轨组件传动相连。

3.根据权利要求1所述的加强筋夹持器，其特征在于，还包括第二导轨组件，所述第二导轨组件安装于所述第一伸缩驱动元件的伸缩端，所述第二导轨组件能够沿所述第二方向滑动，所述夹爪基座还能所述第二导轨组件传动相连。

4.根据权利要求1所述的加强筋夹持器，其特征在于，还包括定位卡板，各所述夹爪组件的夹爪基座分别安装于所述定位卡板上。

5.根据权利要求1至4任一项所述的加强筋夹持器，其特征在于，所述夹爪组件还包括楔形块、固定块和顶杆，所述第三伸缩驱动元件和所述第四伸缩驱动元件朝第三方向伸缩；

所述楔形块安装于所述第四伸缩驱动元件的伸缩端，所述固定块安装于所述连接板上，所述顶杆活动穿设固定块上，所述顶杆的一端和所述压紧块相连，所述顶杆的另一端和所述固定块之间顶设有弹性元件，所述顶杆的另一端设有滚轮，所述滚轮滑动顶设在所述楔形块的斜面上。

6.根据权利要求5所述的加强筋夹持器，其特征在于，还包括导向轴，所述导向轴活动穿设在所述固定块上，所述导向轴连接在所述压紧块上，所述导向轴和所述顶杆平行。

7.根据权利要求1所述的加强筋夹持器，其特征在于，所述夹爪靠近所述压紧块的一面设有夹持凹面，所述压紧块靠近所述夹爪的一面设有夹持凸面。

8.根据权利要求1所述的加强筋夹持器，其特征在于，所述夹爪靠近所述压紧块的一面设有夹持凸面，所述压紧块靠近所述夹爪的一面设有夹持凹面。