CN115625461A - 一种机器人上件用浮动定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人上件用浮动定位机构，包括连接架，所述连接架的形心处设置有机械臂连接盘，其与机械臂的端部连接，连接架上设置有纵向驱动缸，所述纵向驱动缸缸筒部分的尾端转动连接在连接架上，纵向驱动缸工作轴的端部则与第一连接座相互铰接，所述第一连接座键连接在第一转轴上，所述第一转轴转动支撑在连接架上，所述第一转轴的两端分别设置有姿态调整架，在连接架上还转动支撑第二转轴，所述第二转轴与第一转轴以连接架的中轴线为轴对称分布，在第二转轴的两端也设置有姿态调整架，所述第一转轴和第二转轴相同方向上的姿态调整架之间通过水平联动杆连接，而所述的水平联动杆的端部与设置在姿态调整架内的连接轴转动连接。

Description

一种机器人上件用浮动定位机构

技术领域

本发明涉及汽车的自动化生产和加工领域，特别是一种机器人上件用浮动定位机构。

背景技术

随着汽车制造业的蓬勃发展以及能源等配套技术的创新，白车身焊接产业的焊接装备的设计和制造技术也得到了飞速的发展。目前国内各汽车生产厂商的自动化率逐年大幅提高，对于白车身尺寸的要求也更加的精益求精，为了满足焊装工装特殊工艺尺寸需求，给传统的车身零件上件定位方式提出了新的挑战，例如基于美观、配合安装等需求，焊装零件时会要求车身零件对于基准面的相对位置统一；传统机器人上件定位方式，上件后位置单一，因此当基准面出现累计公差时会出现零件之间配合缝隙过大或过小等问题。影响最终的装配精度，进而影响成品汽车的品质。在传统的工艺中，较小的缝隙可通过简单的调整实现弥补，而针对较大的缝隙，则只能采用反复试装、反复调整的方式来保证安装精度，严重地影响生产效率。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，能够在纵向上实现浮动的同时，实现对工件的对中定位操作的浮动定位机构。

本发明的技术解决方案是：一种机器人上件用浮动定位机构，包括连接架1，所述连接架1的形心处设置有机械臂连接盘2，所述机械臂连接盘2与机械臂的端部连接，其特征在于：所述连接架1上设置有纵向驱动缸3，所述纵向驱动缸3缸筒部分的尾端转动连接在连接架1上，纵向驱动缸3工作轴的端部则与第一连接座4相互铰接，所述第一连接座4键连接在第一转轴5上，所述第一转轴5转动支撑在连接架1上，所述第一转轴5的两端分别设置有姿态调整架6，在连接架1上还转动支撑第二转轴7，所述第二转轴7与第一转轴5以连接架1的中轴线为轴对称分布，在第二转轴7的两端也设置有姿态调整架6，所述第一转轴5和第二转轴7相同方向上的姿态调整架6之间通过水平联动杆8连接，而所述的水平联动杆8的端部与设置在姿态调整架6内的连接轴转动连接，

所述的浮动定位机构还包括浮动架9，所述浮动架9上设置有四个纵向联动杆10，所述纵向联动杆10的底端与浮动架9转动连接，纵向联动杆10的顶端则和与其对应的姿态调整架6内的连接轴相铰接，所述连接架1和浮动架9之间还设置有多组滑动方向为纵向的滑轨滑块机构11，

所述连接架1的两端对称地设置有两套对中机构，

所述浮动架9的底端面上设置有工装夹具。

所述的对中机构包括转动支撑在连接架1上的转动体12，所述转动体12同时与两个对中驱动杆13的一端相铰接，而对中驱动杆13的另一端则与卡爪14的顶端相铰接，所述的卡爪14通过位于其中部的铰接轴转动连接在卡爪座15上，而所述的卡爪座15则固定设置在连接架1的外侧，两个对中驱动杆13以转动体12的转轴为中心对称分布，所述的对中机构还包括对中驱动缸20，所述对中驱动缸20的缸筒部分与连接架1铰接，对中驱动缸20工作轴的端部则与转动体12上的突出部转动连接。

所述连接架1的外侧设置有限位架16，所述浮动架9的外侧设置有与限位架16相配的限位板17，所述限位板17的上下两端面上分别设置有限位板止块18，所述限位架16上则设置有与所述限位板止块18相匹配的限位架止块19。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的机器人上件用浮动定位机构，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的车身零件上件过程中因累积公差等原因导致零件之间存在缝隙、配合不紧密等问题，设计出一种能够在纵向上浮动、同时还可以在水平方向上对中调整的机构，它能够在机械手臂的带动下，将A工件运送至B工件处，首先利用其对中机构来找正，保证A、B两工件的中轴线重合，然后又会带动直接与A工件连接的浮动架纵向运动，从而调整A、B两工件在纵向上的相对位置关系，调整合适后在进行拧螺栓、焊接等操作，这种浮动定位机构能够快速、方便地调整好两个工件之间的相对位置关系，从而保证工件之间的装配精度，提高产品品质。并且该浮动定位机构的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

图1是本发明实施例的立体结构示意图。

图2是图1中的A部放大图。

图3是图1中的B部放大图。

图4是本发明实施例的俯视图。

图5是本发明实施例中对中机构部分的结构示意图。

图6是本发明实施例的主视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图6所示：一种机器人上件用浮动定位机构，包括连接架1，所述连接架1的形心处设置有机械臂连接盘2，所述机械臂连接盘2与机械臂的端部连接，其特征在于：所述连接架1上设置有纵向驱动缸3，所述纵向驱动缸3缸筒部分的尾端转动连接在连接架1上，纵向驱动缸3工作轴的端部则与第一连接座4相互铰接，所述第一连接座4键连接在第一转轴5上，所述第一转轴5转动支撑在连接架1上，所述第一转轴5的两端分别设置有姿态调整架6，在连接架1上还转动支撑第二转轴7，所述第二转轴7与第一转轴5以连接架1的中轴线为轴对称分布，在第二转轴7的两端也设置有姿态调整架6，所述第一转轴5和第二转轴7相同方向上的姿态调整架6之间通过水平联动杆8连接，而所述的水平联动杆8的端部与设置在姿态调整架6内的连接轴转动连接，

所述的浮动定位机构还包括浮动架9，所述浮动架9上设置有四个纵向联动杆10，所述纵向联动杆10的底端与浮动架9转动连接，纵向联动杆10的顶端则和与其对应的姿态调整架6内的连接轴相铰接，所述连接架1和浮动架9之间还设置有多组滑动方向为纵向的滑轨滑块机构11，

所述连接架1的两端对称地设置有两套对中机构，

所述浮动架9的底端面上设置有工装夹具。

所述的对中机构包括转动支撑在连接架1上的转动体12，所述转动体12同时与两个对中驱动杆13的一端相铰接，而对中驱动杆13的另一端则与卡爪14的顶端相铰接，所述的卡爪14通过位于其中部的铰接轴转动连接在卡爪座15上，而所述的卡爪座15则固定设置在连接架1的外侧，两个对中驱动杆13以转动体12的转轴为中心对称分布，所述的对中机构还包括对中驱动缸20，所述对中驱动缸20的缸筒部分与连接架1铰接，对中驱动缸20工作轴的端部则与转动体12上的突出部转动连接。

所述连接架1的外侧设置有限位架16，所述浮动架9的外侧设置有与限位架16相配的限位板17，所述限位板17的上下两端面上分别设置有限位板止块18，所述限位架16上则设置有与所述限位板止块18相匹配的限位架止块19。

本发明实施例的机器人上件用浮动定位机构的工作过程如下：需要进行A、B两个工件的装配时，首先将本机构连接在机械臂上，具体说是将机械臂与本机构连接架1中心处的机械臂连接盘2连接起来，此时机械臂能够带动本机构整体在空间上运动，然后利用浮动架9的底端面上设置的工装夹具连接A工件，此时完成了本机构与A工件之间的定位和连接，然后机械臂带动本机构和A工件运动至B工件处，首先利用连接架1上设置的对中机构找正，让连接架1与B工件之间的中轴线重合，由于浮动架9的中轴线与连接架1的中轴线重合，因此上述找正操作能够让A工件与B工件在水平方向上找正；

然后通过控制系统控制本机构中的纵向驱动缸3工作，带动浮动架9在纵向上相对于连接架1运动，调整A工件与B工件之间在纵向上的相对位置，待A工件与B工件贴合后（或达到所需的位置关系后），即可进行后续的其他操作（如拧螺栓、焊接等）。

纵向驱动缸3工作时，其工作轴带动第一连接座4摆动，由于第一连接座4与第一转轴5之间为键连接，因此第一连接座4会带动第一转轴5转动，当第一转轴5转动时，会驱动其端部的姿态调整架6同步摆动，在成对的姿态调整架6之间连接有水平联动杆8，因此当一个姿态调整架6摆动时，会通过水平联动杆8驱动另一个姿态调整架6做同步的运动，进而驱动第二转轴7也随之转动，也就是说，当纵向驱动缸3工作时，在上述机构的作用下，所有的姿态调整架6都会做同步的摆动动作；

姿态调整架6摆动的过程中，其上设置的连接轴的水平高度会发生变化，也就是说纵向联动杆10顶端的高度会发生变化，当四个纵向联动杆10顶端的高度全部发生变化时，自然会驱动纵向联动杆10底端连接的浮动架9在纵向上相对于连接架1进行运动，二者发生上述相对运动时，设置在它们之间的滑轨滑块机构11能够起到导向的作用；

上述运动过程中，与浮动架9连接的限位板17会随着浮动架9在纵向上相对于连接架1运动，也就是相对于限位架16运动，限位板17上下端面上设置的限位板止块18会在不同的运动状态下分别与限位架16上设置的限位架止块19接触，也就是说可以通过设定限位板17在限位架16内运动行程的方式来决定浮动架9与连接架1之间的浮动距离；

所述的对中机构的工作过程如下：控制系统发出指令后，对中机构中的对中驱动缸20工作，驱动转动体12转动，转动体12转动时会同时驱动两个对中驱动杆13朝着相反的方向同步动作，当对中驱动杆13带动卡爪14摆动，卡爪14的底端向外侧摆动，并最终与B工件的内壁接触，由于同一个对中机构中的两个对中驱动杆13对称分布，因此上述动作最终会对B工件实现对正操作，即两个卡爪15运动后，B工件的中轴线会与连接架1的中轴线重合，而由于连接架1的中轴线与浮动架9的中轴线重合，浮动架9上又连接A工件，因此实现了A工件与B工件之间的对中调整。

Claims (3)

1.一种机器人上件用浮动定位机构，包括连接架（1），所述连接架（1）的形心处设置有机械臂连接盘（2），所述机械臂连接盘（2）与机械臂的端部连接，其特征在于：所述连接架（1）上设置有纵向驱动缸（3），所述纵向驱动缸（3）缸筒部分的尾端转动连接在连接架（1）上，纵向驱动缸（3）工作轴的端部则与第一连接座（4）相互铰接，所述第一连接座（4）键连接在第一转轴（5）上，所述第一转轴（5）转动支撑在连接架（1）上，所述第一转轴（5）的两端分别设置有姿态调整架（6），在连接架（1）上还转动支撑第二转轴（7），所述第二转轴（7）与第一转轴（5）以连接架（1）的中轴线为轴对称分布，在第二转轴（7）的两端也设置有姿态调整架（6），所述第一转轴（5）和第二转轴（7）相同方向上的姿态调整架（6）之间通过水平联动杆（8）连接，而所述的水平联动杆（8）的端部与设置在姿态调整架（6）内的连接轴转动连接，

所述的浮动定位机构还包括浮动架（9），所述浮动架（9）上设置有四个纵向联动杆（10），所述纵向联动杆（10）的底端与浮动架（9）转动连接，纵向联动杆（10）的顶端则和与其对应的姿态调整架（6）内的连接轴相铰接，所述连接架（1）和浮动架（9）之间还设置有多组滑动方向为纵向的滑轨滑块机构（11），

所述连接架（1）的两端对称地设置有两套对中机构，

所述浮动架（9）的底端面上设置有工装夹具。

2.根据权利要求1所述的机器人上件用浮动定位机构，其特征在于：所述的对中机构包括转动支撑在连接架（1）上的转动体（12），所述转动体（12）同时与两个对中驱动杆（13）的一端相铰接，而对中驱动杆（13）的另一端则与卡爪（14）的顶端相铰接，所述的卡爪（14）通过位于其中部的铰接轴转动连接在卡爪座（15）上，而所述的卡爪座（15）则固定设置在连接架（1）的外侧，两个对中驱动杆（13）以转动体（12）的转轴为中心对称分布，所述的对中机构还包括对中驱动缸（20），所述对中驱动缸（20）的缸筒部分与连接架（1）铰接，对中驱动缸（20）工作轴的端部则与转动体（12）上的突出部转动连接。

3.根据权利要求2所述的机器人上件用浮动定位机构，其特征在于：所述连接架（1）的外侧设置有限位架（16），所述浮动架（9）的外侧设置有与限位架（16）相配的限位板（17），所述限位板（17）的上下两端面上分别设置有限位板止块（18），所述限位架（16）上则设置有与所述限位板止块（18）相匹配的限位架止块（19）。

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