CN116475640A - 一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，属于汽车部件自动化焊接技术领域。包括机架、上料机构、抓取机构、检测机构和定位机构，所述吸附组件将物料从上料机构上进行吸附，所述检测机构对吸附组件吸附物料的位置进行检测并将检测结果传输至定位机构，所述检测机构对吸附组件与下料端的距离进行检测并将结果传输至驱动组件，所述驱动组件根据检测机构的检测结果滑动至定位机构处进行定位，所述定位机构根据检测机构的检测结果对物料进行二次定位，本发明通过吸附机构模拟焊接机器人在抓取物料时的位置，解决了现有的汽车部件自动化焊接机器人上料装置的定位精度差导致机器人焊接时产生偏差，影响焊接质量的问题。

Description

一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置

技术领域

本发明属于汽车部件自动化焊接技术领域，具体涉及一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置。

背景技术

汽车在进行配件装配时，通常需要焊接加工，目前，现有的汽车部件在采用焊接机器人在生产过程中，需要将零件逐一上件，而且进行生产汽车的全自动化机器人焊接生产线上辅助零部件的上件一般采用人工上件方式，操作人员从物料框搬取工件，然后利用夹具将工件固定到车身上的指定位置。这种上件方法的缺点是员工劳动强度大，输送效率低，不能满足自动生产线的要求，并且操作人员的人身安全没有保障，存在安全隐患。

例如公开号为CN103010726B的中国专利，公开了一种汽车焊接生产线的自动上件装置，其适用于机器人焊接生产线的上件，包括基座、可移动的物料架，所述物料架的上部设有若干有序排列的工件定位支架，所述基座的一侧具有一个向内凹陷的容纳凹腔，容纳凹腔内设有导向机构，所述物料架可在导向机构的引导下从基座的一侧进入容纳凹腔内，基座上还设有顶升物料架的顶升装置以及控制顶升装置动作的控制器，在顶升装置与物料架之间设有定位物料架的定位机构。

上述装置虽然采用分体结构，能满足不同车型、不同工件的上件需要，并且可显著降低操作人员的劳动强度，动作平稳，安全性能高。但是还是需要操作人员将工件放置在物料架，再将物料架移动至设置的基座上来进行上料，而物料架容纳的数量有限，为了提高工作效率，需要设置两个物料架来完成上料动作，依此来提高工作效率，这就导致生产成本提高了同时还，而且两个物料架会在焊接生产线上占据一定空间，导致生产线比较臃肿，给生产线的部署和运行带来一定困难，同时如果导向机构精度不够高，会导致机器人焊接时产生偏差，影响焊接质量。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，解决了现有的汽车部件自动化焊接机器人上料装置的定位精度差导致机器人焊接时产生偏差，影响焊接质量的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，包括机架、上料机构、抓取机构、检测机构和定位机构；

上料机构，所述上料机构安装于机架的顶面且位于机架的上料端；

抓取机构，所述抓取机构包括吸附组件和驱动组件，所述驱动组件安装于机架的顶面，所述吸附组件安装于驱动组件的驱动端；

检测机构，所述检测机构安装于驱动组件的驱动端并与驱动组件和定位机构通信连接；

定位机构，所述定位机构安装于机架的下料端；

所述吸附组件将物料从上料机构上进行吸附，所述检测机构对吸附组件吸附物料的位置进行检测并将检测结果传输至定位机构，所述检测机构对吸附组件与下料端的距离进行检测并将结果传输至驱动组件，所述驱动组件根据检测机构的检测结果滑动至定位机构处进行定位，所述定位机构根据检测机构的检测结果对物料进行二次定位。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件包括驱动电机、驱动轴和两滑动组，两所述滑动组对称设置于下料端的两侧，所述驱动电机安装于机架的顶面并与驱动轴连接，所述驱动轴的两端分别通过同步带与滑动组的滑动端连接，所述吸附组件和检测机构均安装于两滑动组的滑动端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动组包括底座、滑轨、滑块和同步带轮，所述底座安装于机架的顶面，所述滑块安装于底座的顶面，所述滑块滑动设置于滑轨的顶面，所述同步带轮安装于底座的侧壁并位于靠近定位机构的一端，所述同步带轮通过同步带与驱动轴连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件还包括两压紧件，两所述压紧件分别安装于两滑动组的底面并压紧同步带。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件还包括纠偏组件，所述纠偏组件安装于任一滑动组并与同步带连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述纠偏组件包括安装座、纠偏电机、丝杆和连接块，所述安装座安装于滑动组的滑动端，所述纠偏电机安装于安装座的一侧壁并与丝杆连接，所述连接块套设与丝杆上并与丝杆螺旋连接，所述连接块与压紧件连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附组件包括固定板、第一吸盘组、调节架和两气缸，所述固定板的两端分别通过两气缸与两滑动组的滑动端连接，所述固定板的底面开设有安装槽，所述调节架安装于安装槽内，所述第一吸盘组安装于调节架上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位机构包括定位架、夹紧组件、电动滑台和位置检测仪，所述定位架安装于机架的下料端，所述电动滑台安装于定位架的底部，所述夹紧组件安装于定位架的顶部，所述夹紧组件安装于电动滑台的滑动端并滑动设置于定位架的内侧壁，所述位置检测仪对物料与定位侧壁的距离进行检测并与电动滑台通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹紧组件包括两夹紧条、定位治具、滑动块、第二吸盘组、定位板、若干导向轴、若干弹簧、两连杆和两铰接座，两所述夹紧条均滑动设置于定位架的内侧壁且对称设置于电动滑台的相对两侧，所述定位板安装于电动滑动的滑动端，若干所述导向轴安装于定位板的顶面，若干所述弹簧套设于若干导向轴上并与导向轴一一对应设置，所述滑动块与导向轴滑动连接并与弹簧的顶面抵接，两所述连杆分别铰接于滑动块的相对两侧，两所述铰接座分别滑动连接于两夹紧条的底面，两所述铰接座分别与两连杆铰接，所述定位治具安装于滑动块的顶面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上料机构由传送带组成，所述上料机构的顶面还安装有导向条。

本发明的有益效果为：通过上料机构中的传送带来完成对物料的自动上料，再通过抓取机构来对物料进行抓取，在抓取机构抓取的过程中，检测机构会对抓取位置进行检测和与焊接机器人在定位机构上抓取的位置进行判断，让抓取机构的抓取位置与模拟焊接机器人的抓取位置进行比较，再让滑动组件和定位机构根据检测机构的检测结果来对物料的位置进行二次定位，保证焊接机器人在对物料进行抓取时的精准度，减少机器人焊接时产生偏差，影响焊接质量的问题发生。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明抓取机构结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为本发明吸附组件结构示意图；

图5为本发明定位机构结构示意图；

图6为本发明定位机构俯视局部剖视图；

图7为本发明夹紧组件结构示意图；

图8为本发明铰接座结构示意图；

主要元件符号说明

图中：1、机架；2、上料机构；21、传送带；3、抓取机构；31、吸附组件；311、固定板；312、第一吸盘组；313、调节架；314、气缸；32、驱动组件；321、驱动电机；322、驱动轴；323、滑动组；324、压紧件；325、纠偏组件；4、检测机构；5、定位机构；51、定位架；52、夹紧组件；53、电动滑台；54、位置检测仪；6、导向条；71、底座；72、滑轨；73、滑块；74、同步带轮；81、安装座；82、纠偏电机；83、丝杆；84、连接块；91、夹紧条；92、定位治具；93、滑动块；94、第二吸盘组；95、定位板；96、导向轴；97、弹簧；98、连杆；99、铰接座。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-8，本实施例提供了一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，包括机架1、上料机构2、抓取机构3、检测机构4和定位机构5，上料机构2安装于机架1的顶面且位于机架1的上料端，抓取机构3包括吸附组件31和驱动组件32，驱动组件32安装于机架1的顶面，吸附组件31安装于驱动组件32的驱动端，检测机构4安装于驱动组件32的驱动端并与驱动组件32和定位机构5通信连接，定位机构5安装于机架1的下料端。

在现有的汽车在进行配件装配时，例如汽车的后围板和后窗台板，由于这些零部件的体积较大，为了保证汽车的安全性，通常需要焊接加工，在对这些零件件焊接加工的过程中，通常采用的是全自动化机器人焊接来完成这一过程，但是，在这一生产线上，零部件的上件一般采用人工上件方式，操作人员从物料框搬取工件，然后利用夹具将工件固定到车身上的指定位置。而这样的上件方法的缺点是员工劳动强度大，输送效率低，不能满足自动生产线的要求，而且操作人员需要进入到焊接机器人的活动范围内，这就使得操作人员的人身安全没有保障，存在安全隐患。同样的，也一些采用上料装置来完成上料的过程，但是这些上料装置的上料精度无法得到保证，一旦上料时焊接机器人的抓取位置出现偏差，这就导致了后续的焊接质量受到影响的问题。

为了解决上述问题，先将焊接机器人的抓取位置进行确定，再让吸附组件31将物料从上料机构2上进行吸附，模拟焊接机器人在抓取物料时的抓取位置，此时，检测机构4对吸附组件31吸附物料的位置进行检测，来判断吸附组件31吸附的位置与焊接机器人抓取位置的偏差，并将该第一次检测结果传输至定位机构5，同时，检测机构4对吸附组件31与下料端的距离进行检测，该检测数据为第二次检测结果，通过第一次的检测数据和第二次的检测数据进行对比，得到吸附组件31抓取的位置偏差值，并将结果传输至驱动组件32，驱动组件32根据检测机构4的检测结果滑动至定位机构5处进行精准定位，取消吸附组件31在第一抓取时横向位置的误差，然后，定位机构5根据检测机构4的第二次检测结果对物料进行二次定位，取消吸附组件31抓取时的纵向位置的误差，保证让焊接机器人在抓取时的位置不会由于上料装置的定位精度不足而影响焊接质量的问题发生。

为了更好的驱动吸附组件31到达指定的位置，本实施例中，驱动组件32包括驱动电机321、驱动轴322和两滑动组323，两滑动组323对称设置在机架1下料端的两侧，驱动电机321安装于机架1的顶面并与驱动轴322连接，驱动轴322的两端分别通过同步带与滑动组323的滑动端连接，吸附组件31和检测机构4均安装于两滑动组323的滑动端，当检测机构4的检测结果传输至驱动电机321上时，驱动电机321带动驱动轴322转动来让滑动组323的滑动端开始移动，直到滑动组323的滑动端移动到焊接机器人抓取的位置处，取消吸附组件31在抓取物料时的横向位置的误差，此时，吸附组件31再将物料放置在定位机构5上来进行纵向的定位，依此来保证焊接机器人在对物料进行抓取时不会由于上料装置的上料精度不足而影响抓取物料的位置。

为了更好的进行滑动，让吸附组件31可以顺利的到达指定的位置，在一实施例中，滑动组323包括底座71、滑轨72、滑块73和同步带轮74，底座71安装于机架1的顶面，滑块73安装于底座71的顶面，滑块73滑动设置于滑轨72的顶面，同步带轮74安装于底座71的侧壁并位于靠近定位机构5的一端，同步带轮74通过同步带与驱动轴322连接，在检测机构4得出吸附组件31吸附位置的数据后，驱动轴322通过同步带与同步带轮74进行连接，由于同步带轮74和同步带的齿轮相互啮合，齿间空隙较小，可以保证传动的高精度，确保吸附组件31在移动至定位机构5上时的精度，而且同步带传动系统采用了齿形同步传动方式，使得传动稳定性高，传动效率高，具有优异的防滑性能，在传动过程中不会出现“跳齿”等情况，传动效率高，运行平稳，减少了传动过程中出现误差的概率，让滑块73的滑动可以更加的精准，让位于滑块73上的吸附机构可以准确的到达指定的位置。

为了让滑块73可以随着同步带进行移动，在一实施例中，驱动组件32还包括两压紧件324，两压紧件324分别安装于两滑动组323的底面并压紧同步带，因为同步带的长度是固定的，所以同步带轮74是安装在底座71上的，而为了让滑块73可以随着同步带的转动而进行滑动，使用压紧件324来夹紧同步带，这样，当同步带运动时，滑块73就会随着同步带的移动而沿着滑动组323进行移动，实现相应的机械动作。在整个运动过程中，因为同步带已经被夹紧，所以能够提供足够的摩擦力，确保滑动组323的稳定性和精度，而且在压紧件324上还设置了与同步带上相啮合的齿条，进一步的保证了滑块73的稳定性和精度。

为了防止两滑块73出现位置偏差不同步的情况发生，在一实施例中，驱动组件32还包括纠偏组件325，纠偏组件325安装于任一滑动组323并与同步带连接，若是在滑块73滑动的指定位置后检测机构4检测出有一侧的滑块73的位置出现了偏差，此时纠偏机构开始移动带动其中一组滑块73进行滑动，直到检测机构4检测出两侧的滑块73距离一致，此时纠偏机构进行运转，然后驱动电机321再根据检测机构4的检测机构4来进行进一步的调整吸附组件31的位置，确保吸附组件31位置的精准度。

由于吸附组件31是搭建在两组滑动组323上的，所以在两组滑动组323在驱动的过程中，由于安装在两滑动组323上的零件重心并不能保证位于中轴线上，所以导致两滑块的摩擦力并不相同，而且滑块在加工制造过程中，可能会出现尺寸、形状和重心等方面的偏差，这些偏差可能导致两侧滑块受力不均衡，进而造成位置偏差，而这些问题是不可避免的，所以为了让吸附组件31可以根据检测机构的检测结果来确保吸附组件31位置的精准度，需要对两滑块的位置进行纠正，避免出现后续定位不精准的情况。

为了更好的对滑块73进行纠偏，在一实施例中，纠偏组件325包括安装座81、纠偏电机82、丝杆83和连接块84，安装座81安装于滑动组323的滑动端，纠偏电机82安装于安装座81的一侧壁并与丝杆83连接，连接块84套设与丝杆83上并与丝杆83螺旋连接，连接块84与压紧件324连接，当检测机构4检测出吸附组件31的位置发生倾斜时，此时纠偏电机82开始运转，带动丝杆83转动，让连接块84进行滑动，连接块84与压紧件324连接，那连接块84的滑动带动滑块73进行移动，依此来完成对倾斜的校准，因为检测机构4是安装在两滑块73之间的，所以当其中一个滑块73的位置发生偏移时，检测机构4的检测与下料端的检测数据会出现两端不同的情况发生，而此时纠偏机构则是根据该检测结果来完成纠偏的动作。

为了更好的进行吸附，在一实施例中，吸附组件31包括固定板311、第一吸盘组312、调节架313和两气缸314，固定板311的两端分别通过两气缸314与两滑动组323的滑动端连接，固定板311的底面开设有安装槽，调节架313安装于安装槽内，第一吸盘组312安装于调节架313上，通过调整第一吸盘组312在调节架313上的位置可以更好的吸附物料，同时可以让吸附组件31可以对不同的物料进行吸附，增加了该上料装置的适配性，减少了汽车在进行装配时需要多套上料装置而增加生产成本。

为了更加的对物料进行二次定位，保证物料在上料时的精准度，在一实施例中，定位机构5包括定位架51、夹紧组件52、电动滑台53和位置检测仪54，定位架51安装于机架1的下料端，电动滑台53安装于定位架51的底部，夹紧组件52安装于定位架51的顶部，夹紧组件52安装于电动滑台53的滑动端并滑动设置于定位架51的内侧壁，位置检测仪54对物料与定位侧壁的距离进行检测并与电动滑台53通信连接，在吸附组件31通过滑块73移动到夹紧组件52上时，夹紧组件52对物料进行夹紧，然后位置检测仪54对物料进行检测，判断此时物料的纵向位置，再通过电动滑台53来调整夹紧组件52的位置，让物料的最终位置可以与焊接机器人的抓取位置一致，减少上料时出现误差的情况发生。

而在目前的上料机构对物料进行定位时，通常采用的是其中相邻的两侧形成直角边作为固定端，其余的两边作为推动的定位端，即，将物料在上料机构中进行定位时，定位端通常采用的是类似气缸之类的驱动件来完成对物料的固定，而在气缸推动物料进行定位时，由于汽车部件的外壳的形状并不是规整，形状可能会根据不同的设计有不同的要求，这就导致在对汽车部件这种物料进行定位时，采用常见的两边定位的方式会导致气缸在推动物料进行固定的过程中物料相对于定位机构5的位置发生偏差，导致后续定位机构5进行二次定位时出现误差，使得焊接机器人的抓取位置出现误差而影响后续的焊接，而本方案完成定位的方式可以保证物料放置在定位机构5上时自身位置可以通过自身的重力来完成定位，保证了物料相对于定位机构5的位置不会发生变动，使得后续定位机构5进行二次定位时可以保证定位的精准度，以免出现二次定位后物料的位置还是有偏差的情况发生。

为了更好的夹紧物料，在一实施例中，夹紧组件52包括两夹紧条91、定位治具92、滑动块93、第二吸盘组94、定位板95、若干导向轴96、若干弹簧97、两连杆98和两铰接座99，两夹紧条91均滑动设置于定位架51的内侧壁且对称设置于电动滑台53的相对两侧，定位板95安装于电动滑动的滑动端，若干导向轴96安装于定位板95的顶面，若干弹簧97套设于若干导向轴96上并与导向轴96一一对应设置，滑动块93与导向轴96滑动连接并与弹簧97的顶面抵接，两连杆98分别铰接于滑动块93的相对两侧，两铰接座99分别滑动连接于两夹紧条91的底面，两铰接座99分别与两连杆98铰接，定位治具92安装于滑动块93的顶面，在物料放置在定位治具92上时，由于汽车零部件的体积和重量都较大，所以定位治具92会在物料放置完成后挤压滑动块93，滑动块93下移，带动连杆98转动，使得两夹紧条91向内侧相对移动，对物料进行夹紧，通过物料自身的重力来完成对物料的夹紧，防止物料在电动滑台53移动的过程中出现偏移的情况，而且在物料放置在定位治具92上时，安装在定位治具92上的第二吸盘组94会对物料进行吸附，进一步的放置物料在移动的过程中发生偏移的情况，确保了物料不会可以移动到准确的位置，保证了上料装置的精准度。

为了让吸附组件31更好的吸附物料，在一实施例中，上料机构2由传送带21组成，上料机构2的顶面还安装有导向条6，在上料的过程中，操作人员通过将物料从物料框中放置在传送带21上进行传送，只需要将物料的摆放位置进行大概的放置即可，不需要做到精准的放置，当物料通过上料机构2时，导向条6可以引导其沿着正确的方向移动，减少了操作人员的操作难度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：包括机架、上料机构、抓取机构、检测机构和定位机构；

上料机构，所述上料机构安装于机架的顶面且位于机架的上料端；

抓取机构，所述抓取机构包括吸附组件和驱动组件，所述驱动组件安装于机架的顶面，所述吸附组件安装于驱动组件的驱动端；

检测机构，所述检测机构安装于驱动组件的驱动端并与驱动组件和定位机构通信连接；

定位机构，所述定位机构安装于机架的下料端；

所述吸附组件将物料从上料机构上进行吸附，所述检测机构对吸附组件吸附物料的位置进行检测并将检测结果传输至定位机构，所述检测机构对吸附组件与下料端的距离进行检测并将结果传输至驱动组件，所述驱动组件根据检测机构的检测结果滑动至定位机构处进行定位，所述定位机构根据检测机构的检测结果对物料进行二次定位。

2.根据权利要求1所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机、驱动轴和两滑动组，两所述滑动组对称设置于下料端的两侧，所述驱动电机安装于机架的顶面并与驱动轴连接，所述驱动轴的两端分别通过同步带与滑动组的滑动端连接，所述吸附组件和检测机构均安装于两滑动组的滑动端。

3.根据权利要求2所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述滑动组包括底座、滑轨、滑块和同步带轮，所述底座安装于机架的顶面，所述滑块安装于底座的顶面，所述滑块滑动设置于滑轨的顶面，所述同步带轮安装于底座的侧壁并位于靠近定位机构的一端，所述同步带轮通过同步带与驱动轴连接。

4.根据权利要求2所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述驱动组件还包括两压紧件，两所述压紧件分别安装于两滑动组的底面并压紧同步带。

5.根据权利要求4所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述驱动组件还包括纠偏组件，所述纠偏组件安装于任一滑动组并与同步带连接。

6.根据权利要求5所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述纠偏组件包括安装座、纠偏电机、丝杆和连接块，所述安装座安装于滑动组的滑动端，所述纠偏电机安装于安装座的一侧壁并与丝杆连接，所述连接块套设与丝杆上并与丝杆螺旋连接，所述连接块与压紧件连接。

7.根据权利要求2所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述吸附组件包括固定板、第一吸盘组、调节架和两气缸，所述固定板的两端分别通过两气缸与两滑动组的滑动端连接，所述固定板的底面开设有安装槽，所述调节架安装于安装槽内，所述第一吸盘组安装于调节架上。

8.根据权利要求1所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述定位机构包括定位架、夹紧组件、电动滑台和位置检测仪，所述定位架安装于机架的下料端，所述电动滑台安装于定位架的底部，所述夹紧组件安装于定位架的顶部，所述夹紧组件安装于电动滑台的滑动端并滑动设置于定位架的内侧壁，所述位置检测仪对物料与定位侧壁的距离进行检测并与电动滑台通信连接。

9.根据权利要求8所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述夹紧组件包括两夹紧条、定位治具、滑动块、第二吸盘组、定位板、若干导向轴、若干弹簧、两连杆和两铰接座，两所述夹紧条均滑动设置于定位架的内侧壁且对称设置于电动滑台的相对两侧，所述定位板安装于电动滑动的滑动端，若干所述导向轴安装于定位板的顶面，若干所述弹簧套设于若干导向轴上并与导向轴一一对应设置，所述滑动块与导向轴滑动连接并与弹簧的顶面抵接，两所述连杆分别铰接于滑动块的相对两侧，两所述铰接座分别滑动连接于两夹紧条的底面，两所述铰接座分别与两连杆铰接，所述定位治具安装于滑动块的顶面。

10.根据权利要求1所述的一种汽车部件自动化焊接机器人的上件装置，其特征在于：所述上料机构由传送带组成，所述上料机构的顶面还安装有导向条。