CN116512300A - 汽车可开启尾门玻璃定制抓具、安装系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车可开启尾门玻璃定制抓具、安装系统及其使用方法，其包括随行平衡吊具、车体举升定位机构、抱具、汽车可开启尾门玻璃定制抓具、对中定位设备、上料设备以及安装有抓具的机器人；该定制抓具包括工装板，工装板上安装有真空吸附机构、视觉定位机和拧紧机构，真空吸附机构包括真空吸盘和用于真空吸盘连通的支撑管道，真空吸盘用于吸附抓取尾门玻璃；视觉定位机构包括用于定位的3D传感器，拧紧机构包括用于拧紧螺栓的拧紧轴；对中定位设备、上料设备以及螺栓给料设备均设置于机器人的工作范围内，且当车体被固定在车体举升定位机构上时，车体尾门位于机器人的工作范围内。本申请具有实现汽车可开启尾门玻璃安装自动化的效果。

Description

汽车可开启尾门玻璃定制抓具、安装系统及其使用方法

技术领域

本申请涉及汽车装配的领域，尤其是涉及汽车可开启尾门玻璃定制抓具、安装系统及其使用方法。

背景技术

随着汽车行业技术的发展，一些车辆的尾门玻璃是能够独立开启的，以便于用户能够在不开启后备箱的条件下拿取后备箱内的物品。参照图1，汽车可开启尾门玻璃的侧边设置有两组尾门铰链，用于和车体实现转动连接，实现尾门玻璃的向上开启。

目前，汽车可开启尾门玻璃的安装大多采用助力机器人和人工相结合的形式。车体通过随行平衡吊具实现流水线运输，且随行平衡吊具运输路线的下方设置有用于抬高车体的车体举升定位机构。每个车体上均配置有抱具，当车体被运输至车体举升定位机构所在的位置时，车体举升机构开始工作并将抱具锁定，完成车体的定位；然后，相关工作人员利用助力机器手抓取尾门玻璃，接着工作人员通过助力机器手引导尾门玻璃移动到合适的位置上，再将尾门铰链通过螺栓手工安装在车体上。

上述汽车可开启尾门玻璃的安装过程需要人工的参与，因此具有不确定因素，无法保证汽车可开启尾门玻璃的安装的质量，同时安装的效率不高。

发明内容

为了实现汽车可开启尾门玻璃安装的自动化，本申请提供汽车可开启尾门玻璃定制抓具、安装系统及其使用方法。

本申请提供的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具采用如下的技术方案：

一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，包括工装板，所述工装板上安装有真空吸附机构、视觉定位机构和拧紧机构，所述真空吸附机构包括真空吸盘和用于所述真空吸盘连通的支撑管道，所述真空吸盘用于吸附抓取尾门玻璃；所述视觉定位机构包括用于定位的3D传感器，所述拧紧机构包括用于拧紧螺栓的拧紧轴。

通过采用上述技术方案，在抓取尾门玻璃的过程中，工装板向尾门玻璃移动，利用真空吸盘能够实现对尾门玻璃的抓取吸附，从而使机器人能够通过抓具带动尾门玻璃进行移动；利用视觉定位机构实现定位，以便于将尾门玻璃移动至合适的位置，并利用拧紧轴能够在定位后实现将尾门铰链安装在车体上，从而实现汽车可开启尾门玻璃的安装。

作为优选，所述拧紧轴至少设置有两个，且所述拧紧轴均设置于所述工装板的同一侧边；所述拧紧机构还包括第二直线模组，所述拧紧轴安装在所述第二直线模组的移动端，所述第二直线模组安装在所述工装板上，所述第二直线模组用于带动所述拧紧轴互相靠近或远离。

通过采用上述技术方案，利用第二直线模组能够改变拧紧轴的位置，以便于尾门铰链的安装。

作为优选，所述拧紧机构还包括第一直线模组，所述第二直线模组安装于所述第一直线模组的移动端，所述第一直线模组安装在所述工装板上，所述第一直线模组用于带动所述第二直线模组靠近或远离所述工装板。

通过采用上述技术方案，利用第一直线模组能够在设置有第二模组的基础上更加立体地改变拧紧轴的位置，进一步方便尾门铰链的安装。

作为优选，真空吸附机构还包括吸盘安装组件，所述吸盘安装组件包括安装球、第一连接夹和第二连接夹，所述第一连接夹或所述第二连接夹安装在所述工装板上，所述安装球套设在所述支撑管道上，所述第一连接夹和第二连接夹互相靠近的侧面均开设有弧面槽，所述安装球夹设在所述弧面槽内。

通过采用上述技术方案，通过转动安装球能够改变真空吸盘和工装板的角度，从而使真空吸盘能够尽可能地吸附尾门玻璃，提高吸附抓取力度。

作为优选，所述3D传感器通过连接臂安装在所述工装板上，所述3D传感器的探头视角朝向所述尾门玻璃；所述连接臂和所述3D传感器之间设置有调整安装组件，所述调整安装组件包括第二安装件和用于安装所述3D传感器的第三安装件；所述第二安装件安装在所述连接臂远离所述工装板的端部，且所述第二安装件上一体成型有设有开口的安装环；所述安装环内转动连接有转轴，所述转轴的另一端连接至所述第三安装件。

通过采用上述技术方案，通过转动转轴能够调整3D传感器的视角，以便于视觉定位工作；定位完成后，通过锁紧件锁定安装环，尽可能地避免转轴在工作过程中发生转动，影响定位。

作为优选，还包括检测机构，所述检测机构包括固定连接的弹性探头和支撑杆，所述支撑杆滑移安装在所述工装板上，且所述弹性探头位于所述工装板设有所述真空吸盘的同侧；所述支撑杆远离所述弹性探头的端部设置有接近开关，所述接近开关通过安装板安装在所述工装板上，且所述接近开关的感应端朝向所述支撑杆远离所述弹性探头的端部，所述接近开关用于对移动的所述支撑杆进行到位检测；所述支撑杆上靠近所述弹性探头的一端套设有限位环，所述限位环和所述工装板之间设置有弹性件。

通过采用上述技术方案，当接近开关检测到支撑杆到位时，此时真空吸盘和尾门玻璃之间已经形成真空，然后抓具带动尾门玻璃向其它设备移动；在抓具解除对尾门玻璃的抓取后，利用弹性件能够使支撑杆自动恢复到初始位置。

一种汽车可开启尾门玻璃安装系统，包括随行平衡吊具、车体举升定位机构以及抱具，还包括上述汽车可开启尾门玻璃定制抓具、对中定位设备、上料设备以及安装有所述抓具的机器人；所述对中定位设备、所述上料设备以及所述螺栓给料设备均设置于所述机器人的工作范围内；当所述车体被固定在所述车体举升定位机构上时，所述车体尾门位于所述机器人的工作范围内。

通过采用上述技术方案，在车体通过车体举升机构和抱具完成固定后，利用上料设备提供尾门玻璃的供料，利用螺栓给料设备为抓具的拧紧轴提供螺栓；然后利用安装有汽车可开启尾门玻璃定制抓具的机器人尾门玻璃抓取到对中定位设备进行对中定位，以及将对中定位后的玻璃安装在车体对应的位置上。

作为优选，所述对中定位设备包括工装台，所述工装台上设置有基板；所述基板同侧设置有侧面定位机构、对中夹紧机构、移动夹紧机构，所述侧面定位机构和所述移动夹紧机构设置于所述基板的相对两侧，所述对中夹紧机构设置于相邻所述侧面定位机构的两侧，所述基板设有所述移动夹紧机构的同侧设置有铰链压紧机构。

通过采用上述技术方案，当尾门玻璃被机器人放置在工装台上后，首先通过对中夹紧机构使尾门玻璃相对的两侧实现对中，然后移动夹紧机构将尾门玻璃向侧面定位机构夹紧，接着利用铰链压紧机构实现尾门铰链的压紧，从而实现尾门玻璃的对中定位，以便于机器人通过抓具安装尾门玻璃。

作为优选，所述铰链压紧机构包括安装座、压紧台、压紧臂和压紧驱动件，所述压紧台远离所述基板的一侧用于放置尾门铰链；所述压紧驱动件转动安装在所述安装座，且所述压紧臂的一端转动连接至所述压紧驱动件的伸缩杆上，所述压紧臂靠近所述压紧驱动件的端部铰接在所述安装座远离所述压紧驱动件（253）的一端，所述压紧臂的另一端用于压紧所述尾门铰链。

通过采用上述技术方案，当对中定位完成后，压紧驱动件带动压紧臂转动，从而使压紧臂远离驱动件的端部实现尾门铰链的压紧。

一种汽车可开启尾门玻璃安装系统的使用方法：采用上述汽车可开启尾门玻璃安装系统，所述汽车可开启尾门玻璃安装系统的使用方法如下：

相关工作人员将多个所述尾门玻璃放入上料设备内后，启动上料设备；同时，通过控制系统向所述车体举升定位机构输出就位信号，所述车体举升定位机构接收到就位信号后开始工作，并通过所述抱具将所述车体固定；

所述机器人带动所述抓具向所述螺栓给料设备移动，并使所述拧紧轴拾取两个螺栓；

当所述上料设备中的所述尾门玻璃上料后，所述机器人带动所述抓具至所述上料设备旁，所述真空吸盘吸附抓取所述尾门玻璃，直到所述真空吸盘内形成真空内形成真空并抓取所述尾门玻璃；

所述尾门玻璃被所述抓具抓取后，所述机器人带动所述尾门玻璃移动至所述对中定位设备的上方并将所述尾门玻璃放置在所述对中定位设备上；

所述对中定位设备对尾门玻璃进行重新定位，重新定位后所述铰链压紧机构压紧所述尾门铰链；

所述机器人抓取所述尾门玻璃并将所述尾门玻璃移动至所述车体尾门旁，通过所述3D传感器对所述车体尾门进行定位；

定位结束后，所述机器人根据得到的坐标值修正数值并驱动所述尾门玻璃移动至目标位置，当所述尾门玻璃到达所述目标位置后所述机器人停止移动，然后驱动所述拧紧轴将螺栓通过所述尾门铰链锁紧安装在所述尾门上；

安装结束后，所述机器人带动所述抓具进行复位，并将放行信号发送至所述车体举升定位机构以及所述随行平衡吊具，从而进入到下一辆车体汽车可开启尾门玻璃的安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用抓具不仅能够实现尾门玻璃的抓取，还能够在视觉定位机构的协同下利用第一直线模组和第二直线模组修正拧紧轴的位置，从而使抓具能够通过拧紧轴安装尾门玻璃；

2.利用对中定位设备实现尾门玻璃的对中定位，除此之外还能够再利用铰链压紧机构实现对尾门铰链的压紧；

3.利用安装系统及其使用方法实现汽车可开启尾门玻璃安装的自动化，提高安装的效率和质量。

附图说明

图1是汽车可开启尾门玻璃的结构示意图；

图2是本申请实施例中一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具的整体结构示意图；

图3是本申请实施例中主要用于展示真空吸盘的结构示意图；

图4是本申请实施例中检测机构的结构示意图；

图5是本申请实施例中视觉定位机构的结构示意图；

图6是本申请实施例中拧紧机构的结构示意图；

图7是本申请实施例中一种汽车可开启尾门玻璃安装系统的示意图；

图8是本申请实施例中对中定位设备的结构示意图；

图9是本申请实施例中同步夹紧机构的结构示意图；

图10是本申请实施例中移动夹紧机构的结构示意图；

图11是本申请实施例中铰链压紧机构的结构示意图。

附图标记：011、尾门铰链；

1、抓具；11、工装板；111、连接件；

121、真空发生器；122、真空吸盘；123、支撑管道；124、连接管；125、转接管；126、第一连接夹；127、第二连接夹；128、安装球；129、限位环；

13、检测机构；131、弹性探头；132、支撑杆；1321、限位部；133、第一安装件；134、直线轴承；135、限位件；136、弹性件；137、接近开关；138、安装板；1381、槽孔；1382、安装部；

14、视觉定位机构；141、3D传感器；142、连接臂；1431、连接板；1432、第二安装件；1433、安装环；1434、第三安装件；1435、转轴；144、超声波传感器；

15、拧紧机构；151、第一直线模组；1511、第一驱动件；1512、第一滑块；1513、第一滑轨；152、第二直线模组；1521、第二驱动件；1522、第二滑块；1523、第二滑轨；153、拧紧轴；154、第一连接件；155、第二连接件；1551、第一连接块；1552、第二连接块；1553、连接耳；156、第三连接件；1561、第一连接板；1562、第二连接板；1563、第三连接板；

2、对中定位设备；21、工装台；211、基板；212、支撑柱；213、滚珠；

22、定位组件；221、第一滚筒；222、第一立柱；

23、对中夹紧机构；231、同步传动组件；2311、第一同步轮；2312、第二同步轮；2313、同步带；232、第一夹持组件；2321、第一夹板；2322、第二夹板；2323、连接杆；2324、安装台；233、第二夹持组件；2331、延伸部；2341、第三驱动件；2342、第三滑块；2343、第三滑轨；2351、第二滚筒；2352、第二立柱；

24、移动夹紧机构；241、第四直线模组；2411、第四驱动件；2412、第四滑块；2413、第四滑轨；242、连接桥；2431、第三滚筒；2432、第三立柱；

25、铰链压紧机构；251、安装座；252、压紧臂；253、压紧驱动件；254、压紧台；2541、压紧块；255、第一铰接件；256、第二铰接件；257、第一铰接轴；258、第二铰接轴；26、坐标基准孔；

3、机器人；4、上料设备；5、螺栓给料设备；6、防撞立柱；7、护栏；8、辅助安装踏台；91、机器人电控柜；92、PLC电控柜。

具体实施方式

以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。

参照图1，汽车可开启尾门玻璃整体呈具有一定弧度的矩形板状，且汽车可开启尾门玻璃的其中一个长尺寸侧边设置有尾门铰链011，用于和车体实现转动连接，实现尾门玻璃的向上开启。

本申请实施例公开一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具。

参照图2，一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具包括工装板11，工装板11的其中一面设置有用于连接机器人的连接件111。工装板11整体呈矩形板状，工装板11上还设置有真空吸附机构、检测机构13、视觉定位机构14以及拧紧机构15。真空吸附机构用于吸附抓取尾门玻璃，检测机构13用于检测是否完成对尾门玻璃的抓取。视觉定位机构14设置有两组，两组视觉定位机构14分别设置在工装板11两个相邻的侧边上，以便于将尾门玻璃移动到合适的位置。拧紧机构15设置有两组，且两组拧紧机构15均设置在工装板11的另一个长度方向侧边。两组拧紧机构15对应尾门铰链011设置，用于拧紧螺栓，从而使尾门汽车可开启尾门玻璃能够安装在车体上。

参照图2和图3，真空吸附机构包括真空发生器121、真空吸盘122和支撑管道123，真空发生器121设置在工装板11设有连接件111的侧面，且真空发生器121上设置有多个用于连通真空吸盘122的连接端口。本实施例中真空吸盘122设置有四个，四个真空吸盘122均位于工装板11远离连接件111的一侧，且四个真空吸盘122分别靠近工装板11的四个边角处。真空吸盘122呈整体呈圆盘状，且真空吸盘122的吸附端远离工装板11，用于吸附尾门玻璃。真空吸盘122上远离吸附端的一侧设置有连接管124，支撑管道123的一端连通至连接管124，支撑管道123的另一端连通有转接管125。转接管125和真空发生器121的连通端口之间通过管道连通，从而使真空发生器121能够控制真空吸盘122内是否形成真空状态。当真空发生器121检测到真空吸盘122内形成真空后，向后级控制系统输出第一吸附信号。

参照图2和图3，支撑管道123通过吸盘安装组件安装在工装板11上，吸盘安装组件包括第一连接夹126、第二连接夹127和安装球128。安装球128沿自身的其中一条直径所在的长度方向开设有穿孔，支撑管道123滑移穿设在穿孔内，且安装球128设置在支撑管道123靠近转接管125的一端。第一连接夹126和第二连接夹127整体均呈长方体板状，且第一连接夹126和第二连接夹127互相靠近的侧面开设有弧面槽，且弧面槽的弧度贴合安装球128的外表面。第一连接夹126通过螺栓固定在第二连接夹127上，且安装球128夹设安装在第一连接夹126和第二连接夹127之间。第一连接夹126远离真空吸盘122的一侧安装在工装板11上，从而使真空吸盘122跟随工装板11移动；并且，通过转动安装球128能够调节支撑管道123和工装板11的角度，使真空吸盘122的吸附端能够尽可能地贴合尾门玻璃的弧度，提高抓取的稳定性。除此之外，支撑管道123上还套设有限位环129，限位环129位于安装球128远离真空吸盘122的端部。本实施例中限位环129设置为螺母，用于限制安装球128的安装位置。

参考图4，检测机构13包括弹性探头131、支撑杆132以及第一安装件133，第一安装件133整体呈长方体状，且第一安装件133长度方向的一端沿自身短尺寸方向开设有通孔。通孔的长度方向垂直于工装板11板面，第一安装件133远离通孔的一侧安装在工装板11上。支撑杆132整体呈圆管状，且支撑杆132滑移穿设在通孔内，支撑杆132的长度方向垂直于工装板11板面。弹性探头131安装在支撑杆132远离第一安装件133的端部，弹性探头131远离第一安装件133的端部用于抵接尾门玻璃且该端部设置为弧形结构，且弹性探头131由柔性材料制成，比如橡胶等制成，从而减少弹性探头131对尾门玻璃的损害。支撑杆132上滑移套设有直线轴承134，直线轴承134设置在支撑杆132远离弹性探头131的一端。本实施例中直线轴承134设置为法兰型直线轴承，其中直线轴承134的直筒部分设置于支撑杆132和通孔之间，法兰部分通过螺栓连接在第一安装件133远离弹性探头131的一侧，以便于支撑杆132在通孔内更顺畅地滑移。

支撑杆132上靠近弹性探头131的一端套设有限位件135，限位件135整体呈圆环状，限位件135上沿支撑杆132的长度方向开设有缝隙，且限位件135通过螺栓进行锁紧。限位件135和直线轴承134之间设置有弹性件136，弹性件136滑移套设在支撑杆132上，弹性件136的两端分别抵接在限位件135和直线轴承134互相靠近的一侧。支撑杆132远离直线轴承134的端部延伸有限位部1321。限位部1321整体呈圆柱形管状，限位部1321圆形截面的直径大于直线轴承134的内径，从而防止支撑杆132从直线轴承134内掉落。通过改变限位件135的安装位置，能够改变支撑杆132的伸缩量。当抓具解除对尾门玻璃的抓取后，利用弹性件136能够使弹性探头131自动恢复至初始位置。

参照图4，检测机构13还包括接近开关137，接近开关137的感应端朝向限位部1321所在的方向。本实施例中接近开关137设置为电感式接近开关，电感式接近开关仅能对金属物体进行检测，因此本实施例中限位部1321采用比如铁等金属材料制成。接近开关137的外壳设有螺纹结构，且接近开关137的外壳上螺纹连接有两个螺母。第一安装件133远离弹性探头131的侧面设置有用于安装接近开关137的安装板138，安装板138板面垂直于该侧面，且安装板138的短尺寸侧边平行于第一安装件133的短尺寸侧边。安装板138靠近第一安装件133的侧边延伸有安装部1382，安装部1382通过螺栓固定在第一安装件133上。安装板138沿着自身长度方向开设有条状的槽孔1381，接近开关137穿设在槽孔1381内，且两个螺母分别位于安装板138相对的两个侧面。通过转动两个螺母使安装板138夹紧在两个螺母之间，使接近开关137安装在安装板138上，并且能够调整接近开关137和限位部1321之间的距离；除此之外，利用槽孔1381能够一定程度上调整接近开关137和第一安装件133之间的距离，从而使接近开关137的感应范围更适用当前的尾门玻璃。

在真空吸盘122吸附尾门玻璃的过程中，尾门玻璃靠近工装板11移动，从而使弹性探头131以及支撑杆132被尾门玻璃向工装板11所在的方向顶起，进而使限位部1321进入到接近开关137的感应范围内，使接近开关137被触发。接近开关137被触发后，向后级控制系统输出第二吸附信号。控制系统在接收到第一吸附信号和第二吸附信号后，判断抓具1完成对尾门玻璃的抓取。通过设置检测机构13，能够进一步确保本实施例完成对尾门玻璃的吸附。

参照图5，视觉定位机构14包括3D传感器141和调整安装组件，3D传感器141安装在调整安装组件上。调整安装组件包括连接板1431、第二安装件1432和第三安装件1434，连接板1431的一侧通过连接臂142连接至工装板11上，第二安装件1432安装在连接板1431远离连接臂142的一侧。第二安装件1432整体呈圆柱体状，且第二安装件1432的长度方向平行于连接臂142的长度方向，第二安装件1432远离安装板138的一侧一体成型有安装环1433。安装环1433内转动连接有转轴1435，转轴1435整体呈圆柱杆状，且转轴1435的长度方向平行于第二安装件1432的长度方向。安装环1433沿自身长度方向开设有开口，且安装环1433通过螺栓实现锁紧。当安装环1433锁紧时，最大程度地使转轴1435不会再进行转动。第三安装件1434呈矩形框架状，第三安装件1434的长度方向垂直于连接臂142的长度方向，第三安装件1434靠近第二安装件1432的一侧与转轴1435远离第二连接端的一端连接。第三安装件1434沿自身长度方向开设有安装槽，3D传感器141整体呈长方体状，且3D传感器141的长度方向垂直于连接臂142的长度方向，且3D传感器141滑移插接在安装槽内部。

3D传感器141主要用于为机器人视觉系统提供空间坐标，且由于3D传感器141的视觉范围有限，因此在机器人抓具开始工作之前通过转动转轴1435调整3D传感器141的视角，以便于将尾门玻璃安装在车体上。当3D传感器141的角度调整完成后，通过锁紧安装环1433固定转轴1435，从而使3D传感器141在工作中尽量不发生转动，影响视觉系统正常工作。

除此之外，视觉定位机构14还包括超声波传感器144，本实施例中超声波传感器144设置有一个。超声波传感器144安装在其中一个第三安装件1434远离3D传感器141的外侧，用于判断抓具上是否有尾门玻璃。当超声波传感器144检测到尾门玻璃就位，即尾门玻璃被抓取后，机器人再带动尾门玻璃进行后续的加工环节。

参考图6，拧紧机构15包括第一直线模组151、第二直线模组152以及拧紧轴153，第一直线模组151通过第一连接件154安装在工装板11上。第一连接件154整体呈L形板状，第一连接件154的一端安装在工装板11上，第一连接件154的另一端朝向尾门玻璃且用于安装第一直线模组151。第一直线模组151包括第一驱动件1511、第一滑块1512以及第一滑轨1513，第一滑轨1513安装在第一连接件154上，且第一滑轨1513的长度方向平行于第一连接件154设有第一滑轨1513一端的长度方向，第一滑块1512滑移连接在第一滑轨1513远离第一连接件154的一侧。第一驱动件1511可采用气缸、液压缸或电机等能够提供动力的设备，本实施例中第一驱动件1511设置为气缸。第一驱动件1511安装在第一连接件154上，且第一驱动件1511位于第一滑轨1513远离尾门玻璃的端部，第一驱动件1511的伸缩杆位于第一驱动件1511靠近第一滑轨1513的一侧。

第一滑块1512远离第一连接件154的侧面安装有第二连接件155，第二连接件155包括四个矩形板，且四个矩形板首尾依次相连使第二连接件155整体呈围框状。第二连接件155靠近第一滑块1512的一侧通过螺栓固定在滑块上。第一驱动件1511伸缩杆远离第一驱动件1511的一端设置有第一连接块1551，第二连接件155上对应第一连接块1551设置有第二连接块1552，且第一连接块1551和第二连接块1552通过螺栓进行连接。第二连接件155远离工装板11中心的端面设置有L形的连接耳1553，连接耳1553的一端安装在第二连接件155上，连接耳1553的另一端远离第一连接件154以及第二连接件155。

第二直线模组152设置在第二连接件155和连接耳1553远离第一连接件154的侧面。当第一驱动件1511拉动或推动伸缩杆移动时，带动第二连接件155通过第一滑块1512沿第一滑轨1513的长度方向进行直线运动，从而控制拧紧轴153靠近或远离工装板11。

第二直线模组152和第一直线模组151具有相同的结构，第二直线模组152包括第二驱动件1521、第二滑块1522以及第二滑轨1523，且本实施例中第二驱动件1521设置为气缸。第二滑轨1523的长度方向垂直于第一滑轨1513的长度方向，第二滑轨1523安装在第二连接件155远离第一连接件154的一侧。第二驱动件1521安装在连接耳1553远离第一连接件154的侧面，且第二驱动件1521的伸缩杆设置在第二驱动件1521靠近第二滑轨1523的一侧。第二滑块1522滑移连接在第二滑轨1523远离第二连接件155的一侧，第二驱动件1521伸缩杆远离第二驱动件1521的端部连接至第二滑块1522靠近第二驱动件1521的一侧。除此之外，第一直线模组151和第二直线模组152上均安装有减速阀，起到缓冲作用。

第二滑块1522远离第二驱动件1521的一侧设置有第三连接件156，第三连接件156包括第一连接板1561、第二连接板1562和第三连接板1563。第一连接板1561整体呈L形，第一连接板1561的一端安装在第二滑块1522远离第二安装件1432的一侧，第一连接板1561的另一端远离第二安装件1432且靠近第二驱动件1521。第一连接板1561远离第二安装件1432的端上开设有矩形连接槽，连接槽的槽口远离尾门玻璃。拧紧轴153的放置在安装槽内，且拧紧轴153通过螺栓安装在第一连接板1561上。第二连接板1562整体梯形板状，且第二连接板1562安装在第一连接板1561靠近工装台21的侧边，起到固定作用，用于尽量避免第一连接板1561发生变形。第三连接板1563设置在第一连接板1561靠近第二驱动件1521的端部，且第三连接板1563穿设在第二驱动件1521的伸缩杆上，第三连接板1563位于第二滑块1522和第二驱动件1521之间，从而使第二滑块1522能够更稳定地支撑第三安装件1434以及拧紧轴153。

当第二驱动件1521拉动或推动伸缩杆时，带动第二滑块1522以及第三连接件156沿第二滑轨1523的长度方向进行直线移动，从而能够调节两个拧紧轴153之间的距离。本实施例中拧紧轴153设置为电动伺服拧紧轴153，且拧紧轴153的批头朝向远离工装台21的方向，用于将螺栓穿过尾门铰链011固定在车体上。

本实施例抓取尾门玻璃的工作过程如下：机器人控制工装板11向尾门玻璃所在的方向移动，此时真空发生器121处于工作状态。在工装板11的移动过程中，弹性探头131和真空吸盘122首先接触到尾门玻璃，随着真空发生器121的工作，真空吸盘122和尾门玻璃之间形成真空状态，此时弹性探头131触发接近开关137，此时抓具完成对尾门玻璃的抓取，且后级控制系统接收到第一吸附信号以及第二吸附信号，使机器人带动尾门玻璃进行后续加工环节。

本实施例安装尾门玻璃的工作过程如下：机器人抓取尾门玻璃后，向车体所在的方向移动，通过3D视觉系统使机器人带动尾门玻璃移动至合适的位置，再通过第一直线模组151和第二直线模组152调整拧紧轴153的位置，然后通过拧紧轴153进行螺栓的拧紧，从而完成汽车可开启尾门玻璃的安装。

本申请实施例一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具的实施原理为：通过真空吸附机构以及检测机构13实现对尾门玻璃的抓取，再通过视觉定位机构14使机器人能够将尾门玻璃移动到合适的位置上，最后调整拧紧轴153并实现尾门玻璃的安装。

本申请实施例还公开一种汽车可开启尾门玻璃的安装系统。

参照图7，一种汽车可开启尾门玻璃的安装系统包括随行平衡吊具，车体通过随行平衡吊具实现流水线运输，且随行平衡吊具运输路线的下方设置有用于抬高车体的车体举升定位机构，比如剪式升降机等。每个车体上均配置有抱具，当车体被运输至车体举升定位机构所在的上方时，车体举升定位机构开始工作并锁定抱具，固定车体，以便于尾门玻璃的安装。随行平衡吊具运输方向的一侧设置有固定连接的防撞立柱6和护栏7，护栏7和防撞立柱6围设有矩形的工作区域。工作区域内部设置有安装有汽车可开启尾门玻璃定制抓具1的机器人3、对中定位设备2、上料设备4以及螺栓给料设备5，且对中定位设备2、上料设备4、螺栓给料设备5均位于机器人3的工作范围之内；并且，当车体被抱具固定时，车体的尾门位于机器人3的工作范围内。工作区域靠近随行平衡吊具的一侧设置为开放面，机器人3靠近开放面放置，以便于机器人3能够将汽车可开启尾门玻璃安装在车体上。护栏7的外侧设置有机器人电控柜91以及PLC电控柜92，控制系统设置在机器人电控柜91以及PLC电控柜92内，用于控制安装系统的工作。

参照图8，对中定位设备2包括工装台21，工装台21设置在地面上，且工装台21远离地面的上方设置有基板211。基板211呈矩形板状，且基板211的板面平行于地面。基板211远离地面的同侧设置有支撑机构、侧面定位机构、对中夹紧机构23、移动夹紧机构24和铰链压紧机构25。对中夹紧机构23设置在基板211的两个短尺寸侧边，侧面定位机构设置在基板211其中一个长尺寸侧边，移动夹紧机构24和铰链压紧机构25均设置在基板211的相对于侧面定位机构的另一个长尺寸侧边。铰链压紧机构25设置有两组，两组铰链夹紧机构分别设置在移动夹紧机构24沿基板211短尺寸方向的两侧，且对应尾门铰链011设置。

参照图8，支撑机构包括多个支撑柱212，且多个支撑柱212设置于侧面定位机构、对中夹紧机构23、移动夹紧机构24和铰链压紧机构25之间。本实施例中支撑柱212设置有六个，六个支撑柱212三三一组，每组支撑柱212等距分布在对中夹紧机构23移动方向的两侧。支撑柱212呈圆柱体状，且支撑柱212的长度方向垂直于基板211板面。支撑柱212远离基板211的端部转动安装有滚珠213，当尾门玻璃被放置在支撑柱212上时，利用滚珠213能够使尾门玻璃能够在支撑柱212上更顺滑地移动，从而减少尾门玻璃和支撑柱212之间的磨损。

参照图8，侧面定位机构包括四组定位组件22，四组定位组件22沿尾门玻璃远离尾门铰链011一侧的弧度相对等距地设置在基板211上。每组定位组件22包括第一滚筒221和第一立柱222，第一立柱222整体呈圆柱体状，第一立柱222垂直安装在基板211上。第一滚筒221呈圆柱管状，第一滚筒221通过轴承转动套设在第一立柱222远离基板211的一端。本实施例中第一滚筒221采用尼龙材质，起到缓冲作用，减少第一滚筒221对尾门玻璃的磨损。

参照图8和图9，对中夹紧机构23包括同步传动组件231、第三直线模组、第一夹持组件232和第二夹持组件233。同步传动组件231包括第一同步轮2311、第二同步轮2312和同步带2313，第一同步轮2311和第二同步轮2312沿基板211的长度方向设置在基板211上，且第一同步轮2311和第二同步轮2312分别靠近基板211的两个短尺寸侧边。第一同步轮2311和第二同步轮2312的转动平面处于同一平面并均平行于基板211板面，同步带2313绕设在第一同步轮2311和第二同步轮2312的外侧。本实施例中同步带2313设置为齿形同步带，即同步带2313的内侧设置有齿形结构。

参照图8和图9，第一夹持组件232设置在同步带2313靠近侧面定位机构的一侧，且第一夹持组件232靠近第一同步轮2311。第一夹持组件232包括第一夹板2321和第二夹板2322，第一夹板2321和第二夹板2322均呈长方体板状，第一夹板2321和第二夹板2322的板面均垂直于基板211板面，且同步带2313夹持在第一夹板2321和第二夹板2322之间。第二夹板2322位于同步带2313的内侧，且第二夹板2322靠近同步带2313的一侧设置有与同步带2313啮合的锯齿。第一夹板2321远离第二夹板2322的一侧通过连接杆2323连接有安装台2324，安装台2324呈矩形板状，且安装台2324的板面平行于基板211板面，安装台2324远离基板211的一侧安装有第一夹紧组件。第一夹紧组件和定位组件22的结构基本相同，第一夹紧组件包括第二立柱2352和第二滚筒2351，区别在于第一夹紧组件的第二滚筒2351呈倒圆锥状，以便于夹紧尾门玻璃。

参照图8和图9，第二夹持组件233设置在同步带2313靠近移动夹紧机构24的一侧，且第二夹持组件233靠近第二同步轮2312。第二夹持组件233和第一夹持组件232的结构基本相同，区别在于第二夹持组件233的第二夹板2322远离第二同步轮2312的一侧向远离第一夹板2321的方向垂直延伸有延伸部2331，用于连接第三直线模组。

参照图8和图9，第三直线模组包括第三驱动件2341、第三滑轨2343和第三滑块2342，第三滑轨2343和第三滑块2342均设置有两个。第三滑轨2343的长度方向平行于同步带2313传动方向，第三滑轨2343分别靠近基板211的两个短尺寸侧边，且第三滑轨2343均位于同步带2313靠近视侧面定位机构的一侧。第三滑块2342分别滑移连接在两个第三滑轨2343远离基板211的一侧，安装台2324通过螺栓安装在第三滑块2342远离基板211的一侧。本实施例中第三驱动件2341设置为气缸，第三驱动件2341安装在同步带2313靠近移动夹紧机构24的一侧，且第三驱动件2341靠近第二夹持组件233。第三驱动件2341的伸缩杆连接至第二夹持组件233的延伸部2331上。当第三直线模组带动伸缩杆锁紧时，带动第一夹持组件232靠近第三驱动件2341，从而使同步带2313带动通过第二同步轮2312和第一同步轮2311进行传动，从而使第一夹持组件232靠近第三驱动件2341，从而带动两个第二滚筒2351同步地互相靠近，进而夹紧玻璃。

参照图8和图10，移动夹紧机构24包括第四直线模组241和第二夹紧组件，第四直线模组241包括第四驱动件2411、第四滑块2412和第四滑轨2413。本实施中第四驱动件2411设置为气缸，第四驱动件2411的伸缩杆移动方向平行于基板211的短尺寸方向。第四滑轨2413的长度方向平行于第四驱动件2411的驱动方向，且第四滑块2412滑移连接在第四滑轨2413远离基板211的一侧。第四滑块2412远离基板211的上方通过安装柱安装有连接桥242，连接桥242呈几字型，连接桥242的长度方向垂直于第四滑轨2413的长度方向。连接桥242长度方向的两端靠近基板211，连接桥242两端远离基板211的一侧设置有两组第二夹紧组件，且两组第二夹紧组件分别设置在连接桥242的两端。第二夹紧组件包括第三立柱2432和第三滚筒2431，第二夹紧组件和第一夹紧组件的结构相同。

参照图7，除此之外，基板211上靠近第一夹持组件232以及同步带2313设置有坐标基准孔，以便于机器人3能够通过视觉定位机构14尽量地将尾门玻璃放置在侧面定位机构、对中夹紧机构23、移动夹紧机构24和铰链压紧机构25之间。

参照图11，铰链压紧机构25包括安装座251、压紧臂252、压紧驱动件253以及压紧台254，安装座251靠近基板211设有铰链压紧机构25的边缘，且安装座251远离基板211边缘一侧开始放置槽。压紧台254整体呈Z形，且压紧台254的一端安装在基板211，压紧台254的另一端远离基板211,且压紧台254远离基板211的侧面设置有压紧块2541。压紧台254和安装座251之间设有一定的距离，以便于放置压紧后的尾门铰链011。压紧臂252整体呈L形，压紧臂252的一端连接至压紧驱动件253，压紧臂252的另一端朝向基板211且用于将尾门铰链011抵接至压紧块2541。压紧块2541远离基板211的侧面设置为斜面，以便于压紧臂252工作；并且压紧块2541由例如橡胶等柔性材料制成，减少对尾门铰链011的作用力，尽量避免尾门铰链011在压紧的过程中发生变形。

压紧驱动件253整体呈圆柱体状，本实施例中压紧驱动件253设置为气缸。基板211上开设有矩形的安装孔，且安装孔位于安装座251远离压紧台254的一侧。安装座251远离压紧台254的一侧沿自身基于基板211的高度方向依次设置有第一铰接件255和第二铰接件256，且第一铰接件255靠近基板211。压紧驱动件253的一端通过第一铰接轴257转动安装在第一铰接件255上，压紧驱动件253的另一端通过安装孔设置在基板211的下方。压紧驱动件253的伸缩杆铰接至压紧臂252的端部，压紧臂252上靠近压紧驱动件253的位置通过第二铰接轴258转动安装在第二铰接件256上。

当对中夹紧机构23和移动夹紧机构24完成对尾门玻璃的夹紧动作后，此时尾门铰链011放置在安装座251和压紧台254之间，压紧气缸推动压紧臂252以第二铰接轴258为转动轴线向基板211方向转动，从而使压紧臂252远离压紧驱动件253的端部将尾门铰链011压紧抵接至压紧块2541上，进而压紧尾门铰链011。尾门铰链011压紧后，压紧驱动件253带动压紧臂252恢复至初始位置，然后对中夹紧机构23和移动夹紧机构24再恢复至初始位置，使机器人3能够取走对中定位后的尾门玻璃。

参照图8，相关工作人员防撞立柱6和/或护栏7上安装有区域扫描仪，区域扫描仪用于扫描周边，且区域扫描仪的扫描区域大于机器人3的工作范围。若感应到有物体进入扫描区内，该汽车可开启尾门玻璃安装系统立即停止运行，最大程度保证相关工作人员的工作安全。

并且，护栏7对应上料设备4的进料方向的位置上设置有安全光栅，在安装系统的工作过程中，以便于相关工作人员通过安全光栅将装有尾门玻璃的料箱放置在上料设备4内，且当安全光栅感应到有物体时，安全系统立即停止工作。另外，只有当上料设备4感应到料箱就位时，安装系统才能够进行工作。

为了使相关工作人员更方便地能够将不合格的尾门玻璃从对中定位设备2上取出，靠近对中定位设备2的护栏7上设置有安全门，且安全门上设置有安全锁。当相关工作人员发现对中定位设备2上出现不合格品之后，依次打开安全锁和安全门取出不合规品。安全锁和控制系统的信号交互端信号连接，当安全锁被打开后，安装系统自动停止工作，保护相关工作人员。

在抱具两侧设置双手按钮，只有按钮同时按下，安装系统才允许进行尾门玻璃的安装，避免相关人员误触。

除此之外，为了预防机器人3出现故障无法进行工作，随形平行吊具沿自身移动方向设有工作区域的同侧还设置有辅助安装踏台8，相关工作人员可以在辅助安装踏台8上利用助力机器手完成手动安装尾门玻璃的作业。

当设备需要进行维护时，可以在切断动力源后通过抱具下方或者安全光栅进入工作区域内进行维护。

本申请实施例还公开一种汽车可开启尾门玻璃安装系统的使用方法。

汽车可开启尾门玻璃的安装过程如下：

步骤一：相关工作人员通过叉车将装有多个尾门玻璃的料箱放入上料设备4后，启动上料设备4；同时，通过控制系统向车体举升定位机构输出就位信号，车体举升定位机构接收到就位信号后开始工作，将车体向上顶升固定，然后通过抱具实现对车体的固定；

步骤二：机器人3带动抓具1向螺栓给料设备5移动，并使拧紧轴153拾取两个螺栓；

步骤三：当上料设备4完成尾门玻璃的上料后，机器人3带动抓具1移动至上料设备4旁，真空吸盘122吸附抓取尾门玻璃，直到真空发生器121输出第一吸附信号和接近开关137输出第二吸附信号；

步骤四：控制系统接收到第一吸附信号和第二吸附信号后，机器人3带动尾门玻璃移动至对中定位设备2的上方，真空发生器121控制真空吸盘122解除真空状态，从而使尾门玻璃放置在对中定位设备2上；

步骤五：对中定位设备2将尾门玻璃进行重新定位，重新定位完成后铰链压紧机构25对尾门铰链011进行压紧；

步骤六：对中定位设备2完成对中且尾门铰链011被压紧后，机器人3再次抓取尾门玻璃并移动尾门玻璃至车体尾门旁，然后通过抓具1上3D传感器141以及视觉系统对车体尾门进行定位；

步骤七：定位结束后，机器人3根据得到的坐标值修正数值带动尾门玻璃移动至目标位置，当尾门玻璃到达目标位置后机器人3停止移动，然后驱动拧紧轴153将螺栓通过尾门铰链011锁紧安装在尾门上；

步骤八：安装结束后，机器人3带动抓具1进行复位，并将放行信号发送至车体举升定位机构以及随行平衡吊具，从而进入到下一辆车体汽车可开启尾门玻璃的安装。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：包括工装板（11），所述工装板（11）上安装有真空吸附机构、视觉定位机构（14）和拧紧机构（15），所述真空吸附机构包括真空吸盘（122）和用于所述真空吸盘（122）连通的支撑管道（123），所述真空吸盘（122）用于吸附抓取尾门玻璃；所述视觉定位机构（14）包括用于定位的3D传感器（141），所述拧紧机构（15）包括用于拧紧螺栓的拧紧轴（153）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：所述拧紧轴（153）至少设置有两个，且所述拧紧轴（153）均设置于所述工装板（11）的同一侧边；所述拧紧机构（15）还包括第二直线模组（152），所述拧紧轴（153）安装在所述第二直线模组（152）的移动端，所述第二直线模组（152）安装在所述工装板（11）上，所述第二直线模组（152）用于带动所述拧紧轴（153）互相靠近或远离。

3.根据权利要求2所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：所述拧紧机构（15）还包括第一直线模组（151），所述第二直线模组（152）安装于所述第一直线模组（151）的移动端，所述第一直线模组（151）安装在所述工装板（11）上，所述第一直线模组（151）用于带动所述第二直线模组（152）靠近或远离所述工装板（11）。

4.根据权利要求1所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：真空吸附机构还包括吸盘安装组件，所述吸盘安装组件包括安装球（128）、第一连接夹（126）和第二连接夹（127），所述第一连接夹（126）或所述第二连接夹（127）安装在所述工装板（11）上，所述安装球（128）套设在所述支撑管道（123）上，所述第一连接夹（126）和第二连接夹（127）互相靠近的侧面均开设有弧面槽，所述安装球（128）夹设在所述弧面槽内。

5.根据权利要求1所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：所述3D传感器（141）通过连接臂（142）安装在所述工装板（11）上，所述3D传感器（141）的探头朝向所述尾门玻璃；所述连接臂（142）和所述3D传感器（141）之间设置有调整安装组件，所述调整安装组件包括第二安装件（1432）和用于安装所述3D传感器（141）的第三安装件(1434)；所述第二安装件（1432）安装在所述连接臂（142）远离所述工装板（11）的端部，且所述第二安装件（1432）上一体成型有设有开口的安装环（1443）；所述安装环（1443）内转动连接有转轴（1435），所述转轴（1435）的另一端连接至所述第三安装件(1434)。

6.根据权利要求1所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具，其特征在于：还包括检测机构（13），所述检测机构（13）包括固定连接的弹性探头（131）和支撑杆（132），所述支撑杆（132）滑移安装在所述工装板（11）上，且所述弹性探头（131）位于所述工装板（11）设有所述真空吸盘（122）的同侧；所述支撑杆（132）远离所述弹性探头（131）的端部设置有接近开关（137），所述接近开关（137）通过安装板（138）安装在所述工装板（11）上，且所述接近开关（137）的感应端朝向所述支撑杆（132）远离所述弹性探头（131）的端部，所述接近开关（137）用于对移动的所述支撑杆（132）进行到位检测；所述支撑杆（132）上靠近所述弹性探头（131）的一端套设有限位环（129），所述限位环（129）和所述工装板（11）之间设置有弹性件（136）。

7.一种汽车可开启尾门玻璃安装系统，包括随行平衡吊具、车体举升定位机构以及抱具，其特征在于：还包括如权利要求1-6任意一项所述的一种汽车可开启尾门玻璃定制抓具（1）、对中定位设备（2）、上料设备（4）以及安装有所述抓具（1）的机器人（3）；所述对中定位设备（2）、所述上料设备（4）以及所述螺栓给料设备（5）均设置于所述机器人（3）的工作范围内；当所述车体被固定在所述车体举升定位机构上时，所述车体尾门位于所述机器人（3）的工作范围内。

8.根据权利要求7所述的一种汽车可开启尾门玻璃安装系统，其特征在于：所述对中定位设备（2）包括工装台（21），所述工装台（21）上设置有基板（211）；所述基板（211）同侧设置有侧面定位机构、对中夹紧机构（23）、移动夹紧机构（24），所述侧面定位机构和所述移动夹紧机构（24）设置于所述基板（211）的相对两侧，所述对中夹紧机构（23）设置于相邻所述侧面定位机构的两侧，所述基板（211）设有所述移动夹紧机构（24）的同侧设置有铰链压紧机构（25）。

9.根据权利要求8所述的一种汽车可开启尾门玻璃安装系统，其特征在于：所述铰链压紧机构（25）包括安装座（251）、压紧台（254）、压紧臂（252）和压紧驱动件（253），所述压紧台（254）远离所述基板（211）的一侧用于放置尾门铰链（011）；所述压紧驱动件（253）转动安装在所述安装座（251）上，且所述压紧臂（252）的一端转动连接至所述压紧驱动件（253）的伸缩杆上，所述压紧臂（252）靠近所述压紧驱动件（253）的端部铰接在所述安装座（251）远离所述压紧驱动件（253）的一端，所述压紧臂（252）的另一端用于压紧所述尾门铰链（011）。

10.一种汽车可开启尾门玻璃安装系统的使用方法，其特征在于：包括如权利要求7-9任意一项所述的一种汽车可开启尾门玻璃安装系统，所述汽车可开启尾门玻璃安装系统的使用方法如下：

相关工作人员将多个所述尾门玻璃放入上料设备（4）内后，启动上料设备（4）；同时，通过控制系统向所述车体举升定位机构输出就位信号，所述车体举升定位机构接收到就位信号后开始工作，并通过所述抱具将所述车体固定；

所述机器人（3）带动所述抓具（1）向所述螺栓给料设备（5）移动，并使所述拧紧轴（153）拾取两个螺栓；

当所述上料设备（4）中的所述尾门玻璃上料后，所述机器人（3）带动所述抓具（1）至所述上料设备（4）旁，所述真空吸盘（122）吸附抓取所述尾门玻璃，直到所述真空吸盘（122）内形成真空并抓取所述尾门玻璃；

所述尾门玻璃被所述抓具（1）抓取后，所述机器人（3）带动所述尾门玻璃移动至所述对中定位设备（2）的上方并将所述尾门玻璃放置在所述对中定位设备（2）上；

所述对中定位设备（2）对尾门玻璃进行重新定位，重新定位后所述铰链压紧机构（25）压紧所述尾门铰链（011）；

所述机器人（3）抓取所述尾门玻璃并将所述尾门玻璃移动至所述车体尾门旁，通过所述3D传感器（141）对所述车体尾门进行定位；

定位结束后，所述机器人（3）根据得到的坐标值修正数值并驱动所述尾门玻璃移动至目标位置，当所述尾门玻璃到达所述目标位置后所述机器人（3）停止移动，然后驱动所述拧紧轴（153）将螺栓通过所述尾门铰链（011）锁紧安装在所述尾门上；

安装结束后，所述机器人（3）带动所述抓具（1）进行复位，并将放行信号发送至所述车体举升定位机构以及所述随行平衡吊具。