CN115722911A - 一种汽车前端模块自动对中装配机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车前端模块自动对中装配机械手，包括主连接架、连接在主连接架前端上的对中定位机构、连接在主连接架后端中部的操控部件、连接在主连接架下面的夹持定位机构；所述主连接架的中部呈长方形框架，在该长方形框架内设有X向滑轨，所述主连接架的前端为一根左右伸出的横梁，在该横梁的两端部分别设有Y向滑轨；所述对中定位机构设在主连接架前端的横梁上，并与横梁两端部的Y向滑轨滑块对应配合；所述夹持定位机构连接在主连接架的下面，并与设在主连接架上的X向滑轨滑块对应配合。其能够实现前端模块和车体对应定位点的精准定位，解决了前端模块与车身定位点错位而引起的装配困难问题，并能快速切换，实现多车柔性共用。

Description

一种汽车前端模块自动对中装配机械手

技术领域

本发明涉及汽车装配，具体涉及一种汽车前端模块自动对中装配机械手。

背景技术

汽车前端模块集成了前端框架、散热器、冷凝器、中冷器、前罩锁、前防撞横梁、IACC等多种零部件，为实现多车共用快速装配，同步保障前保、前大灯、翼子板和发动机罩等车辆前部各系统零部件的外观匹配质量（间隙/段差），前端模块的装配精度和控制策略成为重点研讨方向。

CN 215200572U公开了“一种前端模块的抓具、机械手及前端模块装配系统”，该抓具包括结构架、定位机构以及夹紧机构，定位机构包括设置在结构架上的多个定位销，定位销用于与前端模块上的第一定位孔配合安装；夹紧机构设置在结构架上，用于夹紧前端模块。该抓具可提高前端模块的装配效率以及精度。

CN 204076253U公开了“一种汽车前端模块机械手”，包括支撑座、操作手柄和控制按钮安装板，还包括固定在所述支撑座顶端、驱动压紧装置的驱动件，所述支撑座的底端设有两组伸缩动力件，所述伸缩动力件上连接有支撑部，且所述支撑部可滑动地套接在所述支撑座上。这种机械手能够承受前端模块的重量，且有效保证抓取的牢固性，可以较好的完成前端模块的夹取及输运，满足前端模块的装配需求，且结构简单，方便使用。

上述两份专利文献公开的技术方案都是所属技术领域的一种有益的尝试。但都没有提及机械手（工装夹具）对中定位的核心功能和多车共用的柔性功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车前端模块自动对中装配机械手，其能够实现前端模块和车体对应定位点的精准定位，解决前端模块与车身定位点错位而引起的装配困难问题，并能快速切换，实现多车柔性共用。

本发明所述的一种汽车前端模块自动对中装配机械手，包括主连接架、连接在主连接架前端上的对中定位机构、连接在主连接架后端中部的操控部件、连接在主连接架下面的夹持定位机构，其特征是：所述主连接架的中部呈长方形框架，在该长方形框架内设有X向滑轨，所述主连接架的前端为一根左右伸出的横梁，在该横梁的两端部分别设有Y向滑轨；所述对中定位机构设在主连接架前端的横梁上，并与横梁两端部的Y向滑轨滑块对应配合；所述夹持定位机构连接在主连接架的下面，并与设在主连接架上的X向滑轨滑块对应配合。

进一步，所述对中定位机构包括设在所述主连接架前端横梁中部上的对中锁紧气缸和与之连接的对中连杆，对中锁紧气缸能够带动对中连杆左右移动；所述对中连杆的左右臂分别与第一气缸和与之连接的第一对中定位销连接；所述对中连杆的左右臂能够带动第一气缸沿Y向滑轨移动；所述第一气缸能够带动第一对中定位销Z向伸缩。

进一步，所述对中定位机构还包括与所述对中连杆的左右臂分别连接的第二气缸和与之连接的第二对中定位销连接，所述对中连杆的左右臂能够带动第二气缸沿Y向滑轨（12）移动；所述第二气缸能够带动第二对中定位销Z向伸缩。

进一步，所述夹持定位机构为框架结构，整体呈“┓”形，在夹持定位机构的中部偏下的部位设有左右对称的定位穿销，在夹持定位机构的上部设有X向气缸，该X向气缸能够带动夹持定位机构沿X向滑轨滑块前后移动；在夹持定位机构的下部设有Z向气缸和Z向滑轨，该Z向气缸能够带动定位穿销沿Z向滑轨上下移动。

进一步，在所述夹持定位机构下部的左右两侧分别设有第一释放气缸和与之连接的第一夹紧块，第一释放气缸带动第一夹紧块移动。

进一步，在所述夹持定位机构上部的左右两侧分别设有第二释放气缸和与之连接的第二夹紧块，第二释放气缸带动第二夹紧块移动。

进一步，所述对中连杆的左右臂能够带动第一气缸和第二气缸沿Y向滑轨移动30mm。

进一步，对中锁紧气缸的对中拉力为8N至12N。

进一步，所述对中锁紧气缸、第一气缸、第二气缸、X向气缸、Y向气缸、第一释放气缸和第二释放气缸受所述操控部件的控制；在所述操控部件上设有对应开关，按启动按钮。

进一步，在所述主连接架的中部上设有吊装机构连接部，该吊装机构连接部与升降平衡主机连接。

本发明的有益效果：本发明结构简单、居中定位精准、性能可靠、实用性强，兼顾多车柔性快速切换，保障装配质量，降低车身系统控制要求，同步有效保障车身前部各系统外观匹配质量。

附图说明

图1是本发明分解示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是前端模块的正视图；

图5是翼子板和车体的相对位置示意图；

图6是本发明的使用状态示意图。

图中（标记指代的技术特征）：

1—主连接架，11—X向滑轨，12—Y向滑轨， 14—吊装机构连接部；

2—对中定位机构，21—对中锁紧气缸，22—对中连杆，23—第一气缸，24—第一对中定位销，25—第二气缸，26—第二对中定位销；

3—操控部件；

4—夹持定位机构，41—定位穿销，42—X向气缸，43—Z向气缸，44—Z向滑轨，45—第一释放气缸，46—第一夹紧块，47—第二释放气缸，48—第二夹紧块；

5—前端模块，51—第一定位孔；

6—车体，61—第二定位孔；

7—翼子板，71—第三定位孔；

8—升降平衡主机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作详细阐述。

参见图1、图2和图1所示的一种汽车前端模块自动对中装配机械手，包括主连接架1、连接在主连接架前端上的对中定位机构2、连接在主连接架后端中部的操控部件3、连接在主连接架下面的夹持定位机构4，其特征是：主连接架1的中部呈长方形框架，在该长方形框架内设有X向滑轨11，主连接架1的前端为一根左右伸出的横梁，在该横梁的两端部分别设有Y向滑轨12；对中定位机构2设在主连接架1前端的横梁上，并与横梁两端部的Y向滑轨滑块12对应配合；夹持定位机构4连接在主连接架1的下面，并与设在主连接架1上的X向滑轨滑块11对应配合。

对中定位机构2包括设在主连接架1前端横梁中部上的对中锁紧气缸21和与之连接的对中连杆22，对中锁紧气缸21能够带动对中连杆22左右（及Y向）移动；对中连杆22的左右臂分别与第一气缸23和与之连接的第一对中定位销24连接；对中连杆22的左右臂能够带动第一气缸23沿Y向滑轨12（即左右向）移动；第一气缸23能够带动第一对中定位销24Z向（即上下向）伸缩。

对中定位机构2还包括与对中连杆22的左右臂分别连接的第二气缸25和与之连接的第二对中定位销26连接，对中连杆22的左右臂能够带动第二气缸25沿Y向滑轨12（即左右向）移动；第二气缸25能够带动第二对中定位销26Z向（即上下向）伸缩。以实现机械手整体在Y向（左右）工作位的切换。

夹持定位机构4为框架结构，整体呈“┓”形，在夹持定位机构4的中部偏下的部位设有左右对称的定位穿销41，在夹持定位机构4的上部设有X向气缸42，该X向气缸42能够带动夹持定位机构4沿X向滑轨滑块11前后移动；在夹持定位机构4的下部设有Z向气缸43和Z向滑轨44，该Z向气缸43能够带动定位穿销41沿Z向滑轨44上下移动。以实现机械手整体在Z向（上下方向）工作位的切换。

在夹持定位机构4下部的左右两侧分别设有第一释放气缸45和与之连接的第一夹紧块46，第一释放气缸45带动第一夹紧块46移动。用以夹紧需要装配的前端模块，使前端模块固定在机械手上，以防掉落；定位后，解除对前端模块夹紧状态。

在夹持定位机构4上部的左右两侧分别设有第二释放气缸47和与之连接的第二夹紧块48，第二释放气缸47带动第二夹紧块48移动。同样用以夹紧需要装配的前端模块，使前端模块固定在机械手上，以防掉落；定位后，解除对前端模块夹紧状态。

对中连杆22的左右臂能够带动第一气缸23和第二气缸25沿Y向滑轨12移动30mm。整体能够覆盖Y向60mm内的定位兼容，从而能够实现多车柔性共用。

对中锁紧气缸21的对中拉力为8N至12N。以避免翼子板受力变形，并能克服升降平衡主机Y向的2.5N至4.5N的系统摩擦力，实现机械手和车体的对中，从而实现前端模块和车体的对中要求。机械手对中系统精度可达±0.3mm。

对中锁紧气缸21、第一气缸23、第二气缸25、X向气缸42、Z向气缸43、第一释放气缸45和第二释放气缸47受操控部件3的控制；在操控部件3上设有对应开关，按启动按钮。能够自动调整各定位销的位置，实现多车柔性切换。

在主连接架1的中部上设有吊装机构连接部14，该吊装机构连接部14与升降平衡主机8连接。

前端模块使用本发明定位在车体上的程序：

参见图4、图5和图6；

第一步，将中定位机构2、操控部件3和夹持定位机构4定位连接在主连接架1上；

第二步，将主连接架1上的吊装机构连接部13与升降平衡主机8连接吊装；使夹持定位机构4的两个定位穿销41同时分别穿入车体6的两个第二定位孔61中，实现前端模块5Z向定位；

第三步，将前端模块5装夹在自动对中装配机械手上；夹持定位机构4的两个定位穿销41分别与前端模块5上的两个第一定位孔51对应配合,并启动第一释放气缸45和第二释放气缸47，使第一夹紧块46和第二夹紧块48夹紧前端模块5；实现前端模块5和机械手的Y/Z向定位；

第四步，启动对中锁紧气缸21带动对中连杆22左右（及Y向）移动；拉动第一对中定位销24或第二对中定位销26沿Y向滑轨12移动；根据车型需要选择操控部件3上的对应开关，按启动按钮，使对中定位机构2的第一对中定位销24与翼子板7上的第三定位孔71对应配合，并锁紧；

或者，使对中定位机构2的第二对中定位销26与翼子板7上的第三定位孔71对应配合，并锁紧；自动调整各定位销的位置，实现多车柔性切换；

第五步，实现与翼子板7定位后，启动第一释放气缸45和第二释放气缸47，解除第一夹紧块46和第二夹紧块48对前端模块5的夹紧状态，对中锁紧气缸21保持加载施力状态，定位穿销41的销座使前端模块5的第一定位孔51所在XZ平面和车体6的第二定位孔61所在XZ立面完全贴合，实现前端模块的X向定位；

第六步，拧紧前端模块5和车体6的相关安装螺栓；

第七步，使对中锁紧气缸21解除锁紧，启动第一气缸23使第一对中定位销24上抬，从翼子板7的第三定位孔71中脱离；或者启动第二气缸（25）使第二对中定位销26上抬，从翼子板7的第三定位孔71中脱离；

第八步，启动X向气缸42反向拉动夹持定位机构4及定位穿销41脱离车体，即完成前端模块5的对中定位安装。

第九步,在升降平衡主机8的作用下，轻扶机械手远离车体归位；再启动，进入下一工作循环。

各机构按逻辑顺序运动，既实现了装配功能，降低劳动强度，又满足了装配精度需求。

Claims (10)

1.一种汽车前端模块自动对中装配机械手，包括主连接架（1）、连接在主连接架前端上的对中定位机构（2）、连接在主连接架后端中部的操控部件（3）、连接在主连接架下面的夹持定位机构（4），其特征是：所述主连接架（1）的中部呈长方形框架，在该长方形框架内设有X向滑轨（11），所述主连接架（1）的前端为一根左右伸出的横梁，在该横梁的两端部分别设有Y向滑轨（12）；所述对中定位机构（2）设在主连接架（1）前端的横梁上，并与横梁两端部的Y向滑轨滑块（12）对应配合；所述夹持定位机构（4）连接在主连接架（1）的下面，并与设在主连接架（1）上的X向滑轨滑块（11）对应配合。

2.根据权利要求1所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：所述对中定位机构（2）包括设在所述主连接架（1）前端横梁中部上的对中锁紧气缸（21）和与之连接的对中连杆（22），对中锁紧气缸（21）能够带动对中连杆（22）左右移动；所述对中连杆（22）的左右臂分别与第一气缸（23）和与之连接的第一对中定位销（24）连接；所述对中连杆（22）的左右臂能够带动第一气缸（23）沿Y向滑轨（12）移动；所述第一气缸（23）能够带动第一对中定位销（24）Z向伸缩。

3.根据权利要求1所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：所述对中定位机构（2）还包括与所述对中连杆（22）的左右臂分别连接的第二气缸（25）和与之连接的第二对中定位销（26）连接，所述对中连杆（22）的左右臂能够带动第二气缸（25）沿Y向滑轨（12）移动；所述第二气缸（25）能够带动第二对中定位销（26）Z向伸缩。

4.根据权利要求1所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：所述夹持定位机构（4）为框架结构，整体呈“┓”形，在夹持定位机构（4）的中部偏下的部位设有左右对称的定位穿销（41），在夹持定位机构（4）的上部设有X向气缸（42），该X向气缸（42）能够带动夹持定位机构（4）沿X向滑轨滑块（11）前后移动；在夹持定位机构（4）的下部设有Z向气缸（43）和Z向滑轨（44），该Z向气缸（43）能够带动定位穿销（41）沿Z向滑轨（44）上下移动。

5.根据权利要求4所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：在所述夹持定位机构（4）下部的左右两侧分别设有第一释放气缸（45）和与之连接的第一夹紧块（46），第一释放气缸（45）带动第一夹紧块（46）移动。

6.根据权利要求5所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：在所述夹持定位机构（4）上部的左右两侧分别设有第二释放气缸（47）和与之连接的第二夹紧块（48），第二释放气缸（47）带动第二夹紧块（48）移动。

7.根据权利要求6所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：所述对中连杆（22）的左右臂能够带动第一气缸（23）和第二气缸（25）沿Y向滑轨（12）移动30mm。

8.根据权利要求7所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：对中锁紧气缸（21）的对中拉力为80N至120N。

9.根据权利要求8所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：所述对中锁紧气缸（21）、第一气缸（23）、第二气缸（25）、X向气缸（42）、Z向气缸（43）、第一释放气缸（45）和第二释放气缸（47）受所述操控部件（3）的控制；在所述操控部件（3）上设有对应开关，按启动按钮。

10.根据权利要求1所述的汽车前端模块自动对中装配机械手，其特征是：在所述主连接架（1）的中部上设有吊装机构连接部（14），该吊装机构连接部（14）与升降平衡主机（8）连接。

Images