CN117124003B - 一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，涉及焊接对中技术领域，包括：架体，其上设置有为汽车顶盖提供定位基准的第一基准和第二基准；第一对中组件，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第一基准方向推送；第二对中组件，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第二基准方向推送；以及机械臂，其自由端设置有对中检测组件，用于对已对中定位的汽车顶盖进行再次检测。

Description

一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构

技术领域

本发明涉及焊接对中技术领域，具体是一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构。

背景技术

随着汽车业的快速发展，人们对汽车的外观、舒适性、安全性等的要求越来越高，汽车新产品也随之不断更新换代。对汽车制造方面也提出更高的要求，以往的单车型生产线已经很难满足汽车制造需求。因此，多车型汽车柔性化混线生产已经成为汽车焊装车间发展的趋势。

由于汽车车型更新换代较快，对应的焊接夹具更新频繁，为了提高汽车制造对焊装生产线的效率和柔性化水平，对汽车设备全自动柔性化生产线的研究变得越来越紧迫，多车型工装夹具作为汽车全自动柔性化生产线中的关键一环，其对整个生产线的柔性化、智能化至关重要。

在汽车自动化生产线中，对中台使用的情况一般是在一个无精定位工位流转到有精定位工位的情况，在两者中间增加对中台，使无精定位摆放的工件间接转化为有精定位的摆放。而现有多数的对中台是单车型或者双车型对中台，当多车型共线时，需要增加新车型的对中台，这种对中台达不到多车型的柔性化效果，且生产线占地大，制作成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，在针对多车型共线生产时，能适应市场上大部分汽车顶盖的尺寸变化，达成良好的精确性和柔性效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，包括：

架体，其上设置有为汽车顶盖提供定位基准的第一基准和第二基准；

第一对中组件，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第一基准方向推送；

第二对中组件，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第二基准方向推送；以及

机械臂，其自由端设置有对中检测组件，用于对已对中定位的汽车顶盖进行再次检测。

进一步，作为优选，所述架体上还设置有两个呈对称分布的第四对中组件，所述第四对中组件用于对汽车顶盖进行Y向对中处理；

所述架体上还设置有两个呈对称分布的第三对中组件，所述第三对中组件用于对汽车顶盖进行Z向支撑。

进一步，作为优选，所述第一对中组件、第二对中组件、第三对中组件、第四对中组件均包括：

线性驱动件，其具有一线性驱动端；

座体，其固定于所述线性驱动端上；以及

辊体，其转动设置于所述座体上；

且，远离第二基准一侧的第四对中组件中的座体上还设置有第二接近开关。

进一步，作为优选，所述对中检测组件包括：

仓体，其固定于所述机械臂的自由端；

多个呈线性阵列分布的杆体，其滑动设置于所述仓体中且向下贯穿所述仓体；

多向检测组件，其设置于所述杆体的端部，用于多向检测压力；以及

多个对应于所述杆体且嵌于所述仓体中的电磁块，所述电磁块朝向所述杆体的一侧为弧形。

进一步，作为优选，利用所述对中检测组件对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述对中检测组件的方向，使得多个杆体的连线在水平面上的投影与X向之间存在夹角，所述夹角的角度为30°-60°；

利用所述对中检测组件对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述杆体伸出所述仓体的长度，使得多个杆体的虚拟弧形连线对应于已正确对中定位的汽车顶盖。

进一步，作为优选，所述多向检测组件包括：

外环，其固定于所述杆体的底部；

内筒，其固定嵌于所述外环的内侧，且所述内筒的底部向下延伸形成半球体，所述半球体上开设有通孔；

密封包裹件，其固定于所述外环的下方且包裹在内筒的外部，且所述密封包裹件与内筒之间填充有海绵垫以及水体；

活塞，其滑动设置于所述内筒中，且顶部采用传力弹性垫与杆体相连；以及

嵌入于所述杆体中的压力传感器。

进一步，作为优选，所述架体的中部还设置有辅助支撑组件，所述辅助支撑组件包括：

高度调节件，其嵌入于所述架体上；

驱动仓，其固定于所述高度调节件的输出端，且所述驱动仓中设置有电机，所述电机的输出端伸出驱动仓并连接有齿轮；

转座，其转动设置于所述驱动仓上，且所述转座的外周设置有与齿轮啮合的齿环；以及

转轮，其转动设置于所述转座上。

进一步，作为优选，所述转轮具有转动动力。

进一步，作为优选，所述架体上还设置有两个第一接近开关，用于检测汽车顶盖是否位于架体上。

进一步，作为优选，所述第一基准为角板结构，且固定于所述架体上，用于为汽车顶盖提供X、Z向定位基准；

所述第二基准为转辊结构，且转动于所述架体上，用于为汽车顶盖提供Y向定位基准；

所述第一基准和第二基准上均设置有第二接近开关。

与现有技术相比，本发明提供了一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，具备以下有益效果：

1.本机构设有X、Y、Z三个方向伺服轴组件，运动精度高，可实现快速对中，对顶盖自动生产线的柔性化，智能化发挥了重大作用。多车型柔合在同一台设备上实现，能够适应市场上大部分车型的顶盖使用。有效的缩减的生产线的占地面积，减少了企业在新车型生产的投入成本，提高现有设备利用率。

2.本机构中对中检测组件能够有效的对汽车顶盖进行X、Y、Z向进行再次检测，提升了检测精度，进而提升后续的焊接精度，且其中的多向检测组件能够具有不同的检测方向，检测效率高。

附图说明

图1为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构的主视结构示意图；

图2为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构的侧视结构示意图；

图3为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构的立体结构示意图；

图4为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中第四对中组件的立体结构示意图；

图5为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中辅助支撑组件的平面结构示意图；

图6为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中辅助支撑组件的立体结构示意图；

图7为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中对中检测组件和机械臂的立体结构示意图；

图8为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中对中检测组件的平面结构示意图；

图9为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中多向检测组件的平面结构示意图；

图10为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构中对中检测组件的实施示意图；

图11为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构的实施示意图一；

图12为一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构的实施示意图二；

图中：1、 架体；2、辅助支撑组件；3、第一基准；4、第一对中组件；5、第二基准；6、第二对中组件；7、第三对中组件；8、第四对中组件；9、对中检测组件；10、机械臂；11、第一接近开关；12、载板；13、线性驱动件；14、座体；15、辊体；16、第二接近开关；21、高度调节件；22、驱动仓；23、转座；24、转轮；25、齿轮；91、仓体；92、杆体；93、弹性件；94、电磁块；95、多向检测组件；951、外环；952、内筒；953、密封包裹件；954、活塞；955、传力弹性垫；956、压力传感器。

具体实施方式

实施例：请参照图1-11，本发明实施例中，提供了一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，包括：

架体1，其上设置有为汽车顶盖提供定位基准的第一基准3和第二基准5，所述第一基准3为角板结构，且固定于所述架体1上，用于为汽车顶盖提供X、Z向定位基准；

所述第二基准5为转辊结构，且转动于所述架体上，用于为汽车顶盖提供Y向定位基准；

如图1，所述的X向指的是架体1的长度方向；

所述的Y向指的是架体1的宽度方向；

所述的Z向指的是架体1的高度方向；

所述第一基准3和第二基准5上均设置有第二接近开关16，通过第二接近开关16可帮助判断汽车顶盖是否对中到位；

第一对中组件4，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第一基准3方向推送；

第二对中组件6，其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第二基准5方向推送；以及

机械臂10，其自由端设置有对中检测组件9，用于对已对中定位的汽车顶盖进行再次检测。

另外，所述架体1上还设置有两个第一接近开关11，用于检测汽车顶盖是否位于架体1上；

所述架体1上还设置有两个呈对称分布的第四对中组件8，所述第四对中组件8用于对汽车顶盖进行Y向对中处理；

所述架体1上还设置有两个呈对称分布的第三对中组件7，所述第三对中组件7用于对汽车顶盖进行Z向支撑；

本机构中，首先根据市面上的汽车顶盖进行分析，取出大部分车型顶盖的尺寸范围决定X、Y、Z三个方向的开口尺寸，再根据上下工序、抓具、机器人等因素决定伺服轴组件所需的精度，从而设计出X、Y、Z三个方向的伺服轴组件，

所述的伺服轴组件指的是：第一对中组件4、第二对中组件6、第三对中组件7、第四对中组件8。

在实施时，大致过程如下：首先外部机器人利用抓手从冲压机或者无精度料车上抓取汽车顶盖，放置在架体1上，对汽车顶盖进行对中后，机器人再次抓取汽车顶盖放置在有精度要求的夹具上即可。

本实施例中，所述第一对中组件4、第二对中组件6、第三对中组件7、第四对中组件8的结构相似，均包括：

线性驱动件13，其具有一线性驱动端；

座体14，其固定于所述线性驱动端上；以及

辊体15，其转动设置于所述座体14上；

且，远离第二基准5一侧的第四对中组件8中的座体14上还设置有第二接近开关16。

所述的线性驱动件是一种用于控制和实现直线运动的装置或组件，主要由伺服马达和直线导轨构成，能让伺服轴组件的运动精度达到1mm以下。线性驱动件主要通过伺服马达提供动力，将旋转运动转化为直线运动，从而实现物体的位置调整、移动或定位。

在本实施例中，伺服轴组件的设计对适应车型能力极为重要。X向的伺服轴组件设计成开口范围为440mm，Y向的伺服轴组件设计成开口范围为1280mm，Z向的伺服轴组件设计成开口范围为340mm，适应范围从两厢轿车到7座SUV的顶盖，覆盖了市场上大部分的车型。

本实施例中，所述对中检测组件9包括：

仓体91，其固定于所述机械臂10的自由端；

多个呈线性阵列分布的杆体92，其滑动设置于所述仓体91中且向下贯穿所述仓体91；

多向检测组件95，其设置于所述杆体92的端部，用于多向检测压力；以及

多个对应于所述杆体92且嵌于所述仓体91中的电磁块94，所述电磁块94朝向所述杆体92的一侧为弧形。

利用所述对中检测组件9对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述对中检测组件9的方向，使得多个杆体92的连线在水平面上的投影与X向之间存在夹角，所述夹角的角度为30°-60°；

利用所述对中检测组件9对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述杆体92伸出所述仓体91的长度，使得多个杆体92的虚拟弧形连线对应于已正确对中定位的汽车顶盖。

所述的已正确对中定位的汽车顶盖指的是：在架体1上经过X、Y、Z轴对中处理后，且经过人工确认后的汽车顶盖；

而多个杆体92的虚拟弧形连线对应于已正确对中定位的汽车顶盖是指：以已正确对中定位的汽车顶盖为基准，对多个杆体进行调节，使得各个多向检测组件95检测到的压力相同或均在阈值范围内；

还需注意的是，利用所述对中检测组件9对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述对中检测组件9的方向，使得多个杆体92的连线在水平面上的投影与X向之间存在夹角，所述夹角的角度为30°-60°；

需要解释的是，本实施例中，机械臂10能够根据指令移动至指定位置，所述的指定位置指的是：汽车顶盖的弧面区域位置，

也就是说，对中检测组件9基于汽车顶盖的某一弧面区域位置进行再次检测，从而确定汽车顶盖是否正确对中，

在后续的检测中，如果汽车顶盖在Z向上没有正确对中，显然，多向检测组件95检测到的压力则会超出阈值，此时则提示汽车顶盖没有正确对中；

如图10，弧线A为已正确对中定位的汽车顶盖的部分弧线，弧线B为未正确对中定位的汽车顶盖的对应部分弧形，由于杆体已经预先进行调节且适应已正确对中的汽车顶盖，因此，如果汽车顶盖在X向或Y向没有正确对中，汽车顶盖与杆体接触的弧面部分则会发生变化，此时多向检测组件95检测到的压力则会超出阈值，此时则提示汽车顶盖没有正确对中；

为了使得多向检测组件95能够具有不同的检测方向，所述多向检测组件95包括：

外环951，其固定于所述杆体92的底部；

内筒952，其固定嵌于所述外环951的内侧，且所述内筒952的底部向下延伸形成半球体，所述半球体上开设有通孔；

密封包裹件953，其固定于所述外环951的下方且包裹在内筒952的外部，且所述密封包裹件953与内筒952之间填充有海绵垫以及水体；

活塞954，其滑动设置于所述内筒952中，且顶部采用传力弹性垫955与杆体92相连；以及

嵌入于所述杆体92中的压力传感器956。

所述的传力弹性垫955是一种铺设在结构底板上的材料，主要用于传递荷载和增加结构弹性。

在检测时，汽车顶盖挤压密封包裹件953后，水体穿过通孔进入至内筒952中从而推动活塞954向上移动进而实现对于传力弹性垫955的施力，进而可以通过压力传感器956进行压力检测，因此，无论利用多向检测组件95对哪个方向进行检测均可以实现。

本实施例中，所述架体1的中部还设置有辅助支撑组件2，所述辅助支撑组件2包括：

高度调节件21，其嵌入于所述架体1上；

驱动仓22，其固定于所述高度调节件21的输出端，且所述驱动仓22中设置有电机，所述电机的输出端伸出驱动仓22并连接有齿轮25；

转座23，其转动设置于所述驱动仓22上，且所述转座23的外周设置有与齿轮25啮合的齿环；以及

转轮24，其转动设置于所述转座23上。

作为较佳的实施例，所述转轮24具有转动动力。

本实施例中，还可在转轮24或高度调节件21上设置应变片，从而检测转轮24是否与汽车顶盖进行充分接触，当转轮24与汽车顶盖充分接触后，通过转轮24可辅助汽车顶盖进行X、Y、Z向移动，提升了对中效率；

另外，请参照图11，在本实施例中，本机构用于对小型汽车的汽车顶盖进行对中处理。

在另一实施例中，请参照图12，图12中，本机构用于对大型SUV的汽车顶盖进行对中处理。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：包括：

架体（1），其上设置有为汽车顶盖提供定位基准的第一基准（3）和第二基准（5）；

第一对中组件（4），其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第一基准（3）方向推送；

第二对中组件（6），其设置于所述架体上，用于将汽车顶盖朝向所述第二基准（5）方向推送；以及

机械臂（10），其自由端设置有对中检测组件（9），用于对已对中定位的汽车顶盖进行再次检测；

所述对中检测组件（9）包括：

仓体（91），其固定于所述机械臂（10）的自由端；

多个呈线性阵列分布的杆体（92），其滑动设置于所述仓体（91）中且向下贯穿所述仓体（91）；

多向检测组件（95），其设置于所述杆体（92）的端部，用于多向检测压力；以及

多个对应于所述杆体（92）且嵌于所述仓体（91）中的电磁块（94），所述电磁块（94）朝向所述杆体（92）的一侧为弧形；

利用所述对中检测组件（9）对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述对中检测组件（9）的方向，使得多个杆体（92）的连线在水平面上的投影与X向之间存在夹角，所述夹角的角度为30°-60°，所述X向为架体（1）的长度方向；

利用所述对中检测组件（9）对已对中定位的汽车顶盖进行检测前，调整所述杆体（92）伸出所述仓体（91）的长度，使得多个杆体（92）的虚拟弧形连线对应于已正确对中定位的汽车顶盖；

所述多向检测组件（95）包括：

外环（951），其固定于所述杆体（92）的底部；

内筒（952），其固定嵌于所述外环（951）的内侧，且所述内筒（952）的底部向下延伸形成半球体，所述半球体上开设有通孔；

密封包裹件（953），其固定于所述外环（951）的下方且包裹在内筒（952）的外部，且所述密封包裹件（953）与内筒（952）之间填充有海绵垫以及水体；

活塞（954），其滑动设置于所述内筒（952）中，且顶部采用传力弹性垫（955）与杆体（92）相连；以及

嵌入于所述杆体（92）中的压力传感器（956）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述架体（1）上还设置有两个呈对称分布的第四对中组件（8），所述第四对中组件（8）用于对汽车顶盖进行Y向对中处理；

所述架体（1）上还设置有两个呈对称分布的第三对中组件（7），所述第三对中组件（7）用于对汽车顶盖进行Z向支撑，所述Y向为架体（1）的宽度方向，所述Z向为架体（1）的高度方向。

3.根据权利要求2所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述第一对中组件（4）、第二对中组件（6）、第三对中组件（7）、第四对中组件（8）均包括：

线性驱动件（13），其具有一线性驱动端；

座体（14），其固定于所述线性驱动端上；以及

辊体（15），其转动设置于所述座体（14）上；

且，远离第二基准（5）一侧的第四对中组件（8）中的座体（14）上还设置有第二接近开关（16）。

4.根据权利要求1所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述架体（1）的中部还设置有辅助支撑组件（2），所述辅助支撑组件（2）包括：

高度调节件（21），其嵌入于所述架体（1）上；

驱动仓（22），其固定于所述高度调节件（21）的输出端，且所述驱动仓（22）中设置有电机，所述电机的输出端伸出驱动仓（22）并连接有齿轮（25）；

转座（23），其转动设置于所述驱动仓（22）上，且所述转座（23）的外周设置有与齿轮（25）啮合的齿环；以及

转轮（24），其转动设置于所述转座（23）上。

5.根据权利要求4所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述转轮（24）具有转动动力。

6.根据权利要求1所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述架体（1）上还设置有两个第一接近开关（11），用于检测汽车顶盖是否位于架体（1）上。

7.根据权利要求1所述的一种汽车焊接装备顶盖伺服对中台机构，其特征在于：所述第一基准（3）为角板结构，且固定于所述架体（1）上，用于为汽车顶盖提供X、Z向定位基准；

所述第二基准（5）为转辊结构，且转动于所述架体上，用于为汽车顶盖提供Y向定位基准；

所述第一基准（3）和第二基准（5）上均设置有第二接近开关（16）。