CN116765804A - 基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法，涉及智能制造技术领域。本发明的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，包括六轴机器人、支撑座、滑轨、拧紧轴滑座、拧紧轴、回转支承、变距导向盘、驱动机构、配合件、导向件、夹持盘、支撑架、旋转夹紧气缸和夹爪。本发明的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法，可以实现对过渡盘的夹持、搬运操作，以及实现过渡盘与发动机之间通过螺栓的装配或拆卸操作，极大提高了作业效率，降低了作业人员的劳动强度，且装配精度高；在装配或拆卸操作过程中，在过渡盘的规格发生变化导致其上螺栓孔距不同时，可实现若干根拧紧轴之间间距的切换变化，以适配不同规格的过渡盘。

Description

基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，具体地说是涉及一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法。

背景技术

在发动机自动化装配生产线中，需要在发动机上安装过渡盘，并在过渡盘上连接用于测试的法兰盘，再由无人搬运车(AGV)将发动机运送至测试工位测试；测试完成后，再由无人搬运车将发动机运回，将过渡盘拆卸下来。其中，在过渡盘对准发动机特定位置后，需通过螺栓将二者拧紧连接。目前，安装时，一般采用人工先将过渡盘装在发动机上，再由人工通过螺栓将过渡盘与发动机预拧紧，再由拧紧机进行拧紧操作，作业效率较低，劳动强度较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法，以实现对过渡盘的夹持、搬运操作，以及过渡盘与发动机之间通过螺栓装配或拆卸操作。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，包括六轴机器人、支撑座、滑轨、拧紧轴滑座、拧紧轴、回转支承、变距导向盘、驱动机构、配合件、导向件、夹持盘、支撑架、旋转夹紧气缸和夹爪；

所述六轴机器人的末端设置所述支撑座，所述支撑座上布置若干组滑轨，滑轨的一端位于支撑座的中间位置，滑轨的另一端位于支撑座的边沿位置，沿着支撑座的周向若干组滑轨等间距布置；

每组滑轨上滑动连接所述拧紧轴滑座，拧紧轴滑座上设置所述拧紧轴；

所述回转支承的固定端装配连接所述支撑座，所述回转支承的转动端装配连接所述变距导向盘；

所述驱动机构用于带动所述回转支承的转动端相对于固定端转动，以带动所述变距导向盘转动；

每个拧紧轴滑座上设置所述配合件，所述变距导向盘上设置所述导向件，所述导向件与所述配合件一一对应，所述配合件活动配合所述导向件；

变距导向盘转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘的径向移动；

所述夹持盘位于所述支撑座的下方，所述夹持盘经若干个支撑架连接所述支撑座；

所述夹持盘的上端面装配所述旋转夹紧气缸，所述旋转夹紧气缸的活动端穿过所述夹持盘，所述旋转夹紧气缸的活动端可相对于固定端旋转及伸缩，所述旋转夹紧气缸的活动端设置所述夹爪，所述夹爪位于所述夹持盘的下端面一侧。

优选的，所述驱动机构包括齿圈、驱动电机和齿轮，所述回转支承的转动端设置所述齿圈，所述驱动电机设置于所述支撑座上，所述驱动电机的输出转轴设置所述齿轮，所述齿轮啮合所述齿圈。

优选的，所述导向件设置为导向槽，所述导向槽的伸展方向与变距导向盘的直径方向存在锐角，所述配合件活动配合所述导向槽；

变距导向盘转动带动导向槽转动时，所述配合件沿着导向槽的伸展方向移动。

优选的，所述配合件包括轮轴和滚轮，所述拧紧轴滑座上设置所述轮轴，所述轮轴上转动连接所述滚轮，所述滚轮滚动接触所述导向槽。

优选的，所述支撑座上还设置有相机。

优选的，所述拧紧轴设置为电动拧紧轴。

优选的，所述夹持盘的下端面设置有若干个定位销。

优选的，还包括机器人底座，所述六轴机器人设置于所述机器人底座上。

一种过渡盘装配拆卸方法，应用上述的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，包括如下步骤：

在装配操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由六轴机器人带动过渡盘对准发动机后，由拧紧轴正向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓连接发动机，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在拆卸操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由拧紧轴反向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓脱离连接发动机，由六轴机器人带动过渡盘放置至设定位置后，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在装配或拆卸操作过程中，在过渡盘的规格发生变化导致其上螺栓孔的间距不同时，由驱动机构带动回转支承的转动端相对于固定端转动，以带动变距导向盘转动，变距导向盘转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘的径向移动，通过配合件带动拧紧轴滑座相对于滑轨滑动，进而带动拧紧轴滑座上的拧紧轴移动，使若干根拧紧轴相互靠近或远离，实现若干根拧紧轴之间间距的切换变化。

本发明的有益技术效果是：

本发明的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，可以实现对过渡盘的夹持、搬运操作，以及实现过渡盘与发动机之间通过螺栓的装配或拆卸操作，极大提高了作业效率，降低了作业人员的劳动强度，且装配精度高。

本发明的过渡盘装配拆卸方法，在装配操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的上端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪从过渡盘的上端面伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，夹爪抵接在过渡盘的下端面，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由六轴机器人带动过渡盘对准发动机后，由拧紧轴正向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓连接发动机，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在拆卸操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的上端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪从过渡盘的上端面伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由拧紧轴反向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓脱离连接发动机，由六轴机器人带动过渡盘放置至设定位置后，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在上述过程中，在过渡盘的规格发生变化导致其上螺栓孔的间距不同时，由驱动机构带动回转支承的转动端相对于固定端转动，以带动变距导向盘转动，变距导向盘转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘的径向移动，通过配合件带动拧紧轴滑座相对于滑轨滑动，进而带动拧紧轴滑座上的拧紧轴移动，使若干根拧紧轴相互靠近或远离，实现若干根拧紧轴之间间距的切换变化，以适配不同规格的过渡盘。

附图说明

图1为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具的立体图；

图2为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分的立体图；

图3为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分的主视图；

图4为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分的俯视图；

图5为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分夹持过渡盘后的立体图一；

图6为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分夹持过渡盘后的立体图二；

图7为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分夹持过渡盘后的主视图；

图8为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分的局部立体图一；

图9为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分的局部立体图二；

图10为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分局部剖视的立体图；

图11为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分局部剖视的侧视图；

图12为本发明实施例中基于六轴机器人的柔性拧紧夹具主体部分局部剖视的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，提供一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，请参考图1至图12所示。

一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，包括六轴机器人1、支撑座2、滑轨21、拧紧轴滑座22、拧紧轴3、回转支承4、变距导向盘5、驱动机构、配合件、导向件、夹持盘6、支撑架61、旋转夹紧气缸62和夹爪63。

六轴机器人1设置于机器人底座11上，六轴机器人1的末端设置支撑座2，支撑座2的上端面布置三组滑轨21，每组滑轨21包括两根，滑轨21的一端位于支撑座2的中间位置，滑轨21的另一端位于支撑座2的边沿位置，沿着支撑座2的周向三组滑轨21等间距布置。

每组滑轨21上滑动连接拧紧轴滑座22，拧紧轴滑座22上设置拧紧轴3，拧紧轴3沿着竖直方向伸展。其中，拧紧轴3设置为电动拧紧轴。

回转支承4的固定端装配连接支撑座2，回转支承4的转动端装配连接变距导向盘5。

驱动机构用于带动回转支承4的转动端相对于固定端转动，以带动变距导向盘5转动。

每个拧紧轴滑座22上设置配合件，变距导向盘5上设置导向件，导向件与配合件一一对应，配合件活动配合导向件。

变距导向盘5转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘5的径向移动。如此，以使配合件带动拧紧轴滑座22相对于滑轨21移动。

夹持盘6位于支撑座2的下方，夹持盘6经三个支撑架61连接支撑座2的边沿。

夹持盘6的上端面装配旋转夹紧气缸62，旋转夹紧气缸62的活动端穿过夹持盘6，旋转夹紧气缸62的活动端可相对于固定端旋转及伸缩，旋转夹紧气缸62的活动端设置夹爪63，夹爪63位于夹持盘6的下端面一侧。

夹持盘6的下端面设置有若干个定位销64。以在六轴机器人带动夹持盘6抵接在过渡盘9的端面，由定位销64对准过渡盘9上的定位孔，实现夹持盘6与过渡盘9的对准定位。

驱动机构包括齿圈71、驱动电机72和齿轮73，回转支承4的转动端设置齿圈71，驱动电机72设置于支撑座2上，驱动电机72的输出转轴设置齿轮73，齿轮73啮合齿圈71。驱动电机72的输出转轴转动以带动齿轮73转动，进而带动齿圈71转动，齿圈71转动以带动回转支承4的转动端相对于固定端转动。

导向件设置为导向槽81，导向槽81的伸展方向与变距导向盘5的直径方向存在锐角，配合件活动配合导向槽81。变距导向盘5转动带动导向槽81转动时，配合件沿着导向槽81的伸展方向移动。

其中，配合件包括轮轴和滚轮82，拧紧轴滑座22的下端面设置轮轴，轮轴上转动连接滚轮82，滚轮82滚动接触导向槽81。如此，以使滚轮82沿着导向槽81的伸展方向滚动。

支撑座2上还设置有相机23，以通过相机23拍摄过渡盘9。控制单元经信号线缆连接相机23和驱动电机72。在相机23将拍摄过渡盘9的图像上传至控制单元后，控制单元触发驱动电机72输出转轴的转动圈数，以带动三根拧紧轴3相互靠近或远离，改变三根拧紧轴3之间的间距。

一种过渡盘装配拆卸方法，应用上述的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，包括如下步骤：

在装配操作过程中，由六轴机器人1带动夹持盘6抵接在过渡盘9的上端面，由定位销64对准过渡盘9上的定位孔，使夹爪63从过渡盘9的上端面伸入过渡盘9的限位孔91内，旋转夹紧气缸62的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，夹爪63抵接在过渡盘9的下端面，由夹持盘6和夹爪63共同牢固地夹持过渡盘9，由六轴机器人1带动过渡盘9对准发动机后，由拧紧轴3正向转动将过渡盘9螺栓孔内的螺栓连接发动机，旋转夹紧气缸62的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪63脱离对过渡盘9的夹持。

在拆卸操作过程中，由六轴机器人1带动夹持盘6抵接在过渡盘9的上端面，由定位销64对准过渡盘9上的定位孔，使夹爪63从过渡盘9的上端面伸入过渡盘9的限位孔91内，旋转夹紧气缸62的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘6和夹爪63共同牢固地夹持过渡盘9，由拧紧轴3反向转动将过渡盘9螺栓孔内的螺栓脱离连接发动机，由六轴机器人1带动过渡盘9放置至设定位置后，旋转夹紧气缸62的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪63脱离对过渡盘9的夹持。

在装配或拆卸操作过程中，在过渡盘9的规格发生变化导致其上螺栓孔的间距不同时，由驱动机构带动回转支承4的转动端相对于固定端转动，以带动变距导向盘5转动，变距导向盘5转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘5的径向移动，通过配合件带动拧紧轴滑座22相对于滑轨21滑动，进而带动拧紧轴滑座22上的拧紧轴3移动，使若干根拧紧轴3相互靠近或远离，实现若干根拧紧轴3之间间距的切换变化，以适配不同规格的过渡盘9。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明基于六轴机器人的柔性拧紧夹具及过渡盘装配拆卸方法有了清楚的认识。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：包括六轴机器人、支撑座、滑轨、拧紧轴滑座、拧紧轴、回转支承、变距导向盘、驱动机构、配合件、导向件、夹持盘、支撑架、旋转夹紧气缸和夹爪；

所述六轴机器人的末端设置所述支撑座，所述支撑座上布置若干组滑轨，滑轨的一端位于支撑座的中间位置，滑轨的另一端位于支撑座的边沿位置，沿着支撑座的周向若干组滑轨等间距布置；

每组滑轨上滑动连接所述拧紧轴滑座，拧紧轴滑座上设置所述拧紧轴；

所述回转支承的固定端装配连接所述支撑座，所述回转支承的转动端装配连接所述变距导向盘；

所述驱动机构用于带动所述回转支承的转动端相对于固定端转动，以带动所述变距导向盘转动；

每个拧紧轴滑座上设置所述配合件，所述变距导向盘上设置所述导向件，所述导向件与所述配合件一一对应，所述配合件活动配合所述导向件；

变距导向盘转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘的径向移动；

所述夹持盘位于所述支撑座的下方，所述夹持盘经若干个支撑架连接所述支撑座；

所述夹持盘的上端面装配所述旋转夹紧气缸，所述旋转夹紧气缸的活动端穿过所述夹持盘，所述旋转夹紧气缸的活动端可相对于固定端旋转及伸缩，所述旋转夹紧气缸的活动端设置所述夹爪，所述夹爪位于所述夹持盘的下端面一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述驱动机构包括齿圈、驱动电机和齿轮，所述回转支承的转动端设置所述齿圈，所述驱动电机设置于所述支撑座上，所述驱动电机的输出转轴设置所述齿轮，所述齿轮啮合所述齿圈。

3.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述导向件设置为导向槽，所述导向槽的伸展方向与变距导向盘的直径方向存在锐角，所述配合件活动配合所述导向槽；

变距导向盘转动带动导向槽转动时，所述配合件沿着导向槽的伸展方向移动。

4.根据权利要求3所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述配合件包括轮轴和滚轮，所述拧紧轴滑座上设置所述轮轴，所述轮轴上转动连接所述滚轮，所述滚轮滚动接触所述导向槽。

5.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述支撑座上还设置有相机。

6.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述拧紧轴设置为电动拧紧轴。

7.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

所述夹持盘的下端面设置有若干个定位销。

8.根据权利要求1所述的一种基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于：

还包括机器人底座，所述六轴机器人设置于所述机器人底座上。

9.一种过渡盘装配拆卸方法，应用权利要求1至8任一项所述的基于六轴机器人的柔性拧紧夹具，其特征在于，包括如下步骤：

在装配操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由六轴机器人带动过渡盘对准发动机后，由拧紧轴正向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓连接发动机，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在拆卸操作过程中，由六轴机器人带动夹持盘抵接在过渡盘的端面，由定位销对准过渡盘上的定位孔，使夹爪伸入过渡盘的限位孔内，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端正向旋转及缩回，由夹持盘和夹爪共同牢固地夹持过渡盘，由拧紧轴反向转动将过渡盘螺栓孔内的螺栓脱离连接发动机，由六轴机器人带动过渡盘放置至设定位置后，旋转夹紧气缸的活动端相对于固定端反向旋转及伸出，夹爪脱离对过渡盘的夹持；

在装配或拆卸操作过程中，在过渡盘的规格发生变化导致其上螺栓孔的间距不同时，由驱动机构带动回转支承的转动端相对于固定端转动，以带动变距导向盘转动，变距导向盘转动以带动导向件转动，进而带动配合件相对于导向件移动，并且，带动配合件相对于变距导向盘的径向移动，通过配合件带动拧紧轴滑座相对于滑轨滑动，进而带动拧紧轴滑座上的拧紧轴移动，使若干根拧紧轴相互靠近或远离，实现若干根拧紧轴之间间距的切换变化。