CN117226236A - 一种顶盖多功能抓手 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种顶盖多功能抓手，包括抓手本体，抓手本体上设有快换盘；对称设在抓手本体X向前方的伸缩定位销单元；多个对称设在抓手本体Y向两端的浮动支撑定位单元；设在抓手本体上用于固定顶盖的固定结构，以及用于与侧围夹具装配定位的装配定位结构；伸缩定位单元对顶盖X向定位、浮动支撑定位单元对顶盖Y向初步定位后，固定结构固定顶盖并随多功能抓手移动至侧围夹具上方；装配定位结构将多功能抓手与侧围夹具定位后，固定架构松开顶盖，浮动支撑定位单元根据此时顶盖与侧围的实际位置调整顶盖位置，开始顶盖与侧围的焊接装配。本发明能同时满足取件、定位、焊接要求，使多种功能合为一，减少了设备数量、占地面积，提高了生产节拍。

Description

一种顶盖多功能抓手

技术领域

本发明属于焊装技术领域，具体涉及白车身焊装线，适用于白车身焊装线顶盖上件定位焊接成型工位。

背景技术

中国专利“白车身顶盖装焊用柔性抓手及白车身顶盖输送系统”，公开号：CN107175408A，公开日：2017.09.19，公开一种白车身顶盖装焊用柔性抓手，包括刚性连接框架、活动连接框架、活动连接单元、定位单元、用于控制所述活动连接框架活动状态的活动锁止单元及用于抓取顶盖的抓取单元，所述刚性连接框架上安装有用于与搬运机器人连接的搬运连接结构，所述刚性连接框架位于所述活动连接框架上方，所述抓取单元设置于所述活动连接框架上；所述活动连接单元包括多组万向活动组件，每组所述万向活动组件包括一安装支座和上下对置且均可转动安装于所述安装支座内的一对万向滚珠，各所述安装支座均固定于所述活动连接框架上，每对所述万向滚珠分别与所述刚性连接框架的底端和顶端抵接；所述定位单元包括前横梁定位机构和用于将顶盖夹紧固定在白车身上的顶盖定位机构，所述前横梁定位机构包括定位销和用于驱动所述定位销插入至前横梁定位孔内或由所述前横梁定位孔内拔出的定位销驱动组件，所述定位销驱动组件及所述顶盖定位机构均安装于所述活动连接框架上。

现有机器人对顶盖进行准确抓取一般有两种形式：1、抓手直接在夹具或对中台上抓取；2、通过视觉引导在料车抓取。

白车身地板、侧围和顶盖横梁焊接成型后，侧围上横梁在左右存在一定偏差；一般采用对侧围进行定位扶正保证在理论位置，然后在理论位置上对顶盖进行定位夹紧。顶盖焊接时直接采用焊枪电极帽接触板件进行焊接。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种满足顶盖上件、定位和焊接要求的顶盖多功能抓手。

为达到上述目的，本发明设计的顶盖多功能抓手，包括抓手本体，所述抓手本体上设有快换盘；

对称设在所述抓手本体X向前方的伸缩定位销单元；

多个对称设在所述抓手本体Y向两端的浮动支撑定位单元；

设在所述抓手本体上用于固定顶盖的固定结构，以及用于与侧围夹具装配定位的装配定位结构；

所述伸缩定位单元对顶盖X向定位、所述浮动支撑定位单元对顶盖Y向初步定位后，所述固定结构固定所述顶盖并随多功能抓手移动至侧围夹具上方；装配定位结构将多功能抓手与侧围夹具定位后，所述固定架构松开所述顶盖，所述浮动支撑定位单元根据此时顶盖与侧围的实际位置调整顶盖位置，开始顶盖与侧围的焊接装配。

优选的，所述伸缩定位销单元包括与所述抓手本体固定的伸缩定位销驱动缸，固定在所述伸缩定位销驱动缸输出端的伸缩定位销；所述伸缩定位销插入顶盖的定位孔中对顶盖X向定位。

优选的，所述浮动支撑定位单元包括浮动定位机构安装板，连接板通过直线导轨部吊装在所述浮动定位机构安装板底部；所述连接板侧壁固定有用于定位侧围的侧围定位支撑块和用于定位顶盖的顶盖定位支撑块；所述顶盖定位支撑块位于侧围定位支撑块和连接板之间。

进一步优选的，所述顶盖定位支撑块和侧围定位支撑块之间设有调整垫片。如此，通过调整垫片调整侧围定位支撑块和顶盖定位支撑块之间的距离，从而调整侧围和顶盖之间的距离。

进一步优选的，所述浮动定位机构安装板上设有调整螺栓；所述调整螺栓一端穿过浮动机构安装板与连接板连接；所述调整螺栓上设有弹簧和调节螺母；所述弹簧位于调整螺栓和连接板之间，所述调节螺母位于连接板和浮动定位机构安装板之间。如此，通过调节螺母以及调整螺栓拧入连接板的深度改变初始定位位置，配合弹簧调整预紧力。

进一步优选的，所述直线导轨部包括与浮动定位机构安装板固定连接的直线导轨滑块，以及与连接板固定连接的直线导轨；所述直线导轨沿直线导轨滑块滑动。

进一步优选的，所述浮动定位机构安装板上还设有限位杆；所述限位杆、调整螺栓分别位于所述连接板的相对两端。

优选的，所述固定结构包括多个支撑夹紧单元；所述支撑夹紧单元包括与所述抓手本体固定用于对顶盖Z向定位的支撑部，与所述支撑部配合夹紧顶盖的夹紧部；所述夹紧部包括固定在抓手本体上的支撑夹紧支架，固定在所述支撑夹紧支架上的支撑夹紧驱动缸，与支撑夹紧驱动缸输出端连接的夹紧臂；所述支撑夹紧驱动缸驱动所述夹紧臂摆动夹紧、松开所述顶盖。

进一步优选的，多个所述支撑夹紧单元对称布置在所述抓手本体X向的两端。

进一步优选的，所述固定结构还包括布置在抓手本体X向两端的支撑单元；所述支撑单元对顶盖Z向定位，且至少一个所述支撑单元旁设有用于检测是否上料的上料检测单元。

进一步优选的，所述固定结构还包括间隔均布在抓手本体周向的用于固定顶盖的真空吸盘。

优选的，所述装配定位结构包括位于所述抓手本体Y向两端的销面定位件；所述销面定位件通过定位销、定位面与侧围夹具上的定位孔、定位面适配定位多功能抓手和侧围夹具。

进一步优选的，所述装配定位结构还包括位于所述抓手本体Y向两端的面定位件；所述面定位件通过定位面与侧围夹具上的定位面适配定位多功能抓手和侧围夹具；所述销面定位件和面定位件配合将多功能抓手和侧围夹具定位。

再进一步优选的，所述装配定位结构还包括设在其中一个面定位件或销面定位件旁的安全插销。如此，在多功能抓手和侧围夹具定位后开始焊接装配前，插上安全插销，从而保证装配的安全性。

优选的，所述多功能抓手还包括多个位置扶正单元；所述多功能抓手移动到待装配顶盖上方后，沿抓手本体周向间隔布置的多个顶盖位置扶正单元将顶盖扶正消除顶盖相对多功能抓手XY向上的偏差。如此，消除了顶盖在料车中放置位置的偏差。

进一步优选的，所述位置扶正单元包括：与抓手本体固定的位置扶正支架、铰接在所述位置扶正机架上的位置扶正驱动缸、以及用于扶正顶盖的位置扶正臂；所述位置扶正臂一端与位置扶正支架转动连接，所述位置扶正臂中部与所述位置扶正驱动缸输出端铰接，所述位置扶正臂另一端在所述位置扶正驱动缸的带动下摆动从而调整顶盖相对多功能抓手XY向的位置。

优选的，所述多功能抓手还包括布置在每个焊点位置的焊接用浮动铜板单元；所述焊接用浮动铜板单元包括焊接支架；所述焊接支架通过卡箍与抓手本体连接；浮动铜板吊装在所述焊接支架下方。

本发明的有益效果是：本发明在抓取顶盖时不需要对顶盖准确定位，不需要视觉引导，在顶盖料车直接找正后准确抓取；装配成型定位时不需要先对侧围进行定位，通过浮动支撑定位单元来调整顶盖以及与顶盖搭接侧围部分之间的位置。

本发明能同时满足取件、定位、焊接要求，使多种功能合为一，减少了设备数量、占地面积，提高了生产节拍；使用方便，大大降低了制造成本，焊接外观品质也得到提升。

附图说明

图1是本发明的俯视示意图；

图2是本发明的立体示意图一；

图3是本发明的立体示意图二；

图4是本发明伸缩定位销单元的立体结构示意图；

图5是本发明支撑夹紧单元的立体结构示意图；

图6是本发明支撑单元的立体结构示意图；

图7是本发明浮动支撑定位单元的立体结构示意图；

图8是本发明位置扶正单元的立体结构示意图；

图9是本发明焊接用浮动铜板单元的立体结构示意图；

图10是本发明真空吸盘的立体结构示意图；

图中：1、抓手本体；2、快换盘；3、顶盖；4、销面定位件；5、面定位件；6、安全插销；7、侧围；8、伸缩定位销单元；801、伸缩定位销驱动缸；802、伸缩定位销；9、支撑夹紧单元；901、支撑部；902、夹紧部；903、支撑夹紧支架；904、支撑夹紧驱动缸；905、夹紧臂；10、支撑单元；11、浮动支撑定位单元；1101、浮动定位机构安装板；1102、连接板；1103、侧围定位支撑块；1104、顶盖定位支撑块；1105、调整垫片；1106、调整螺栓；1107、弹簧；1108、调节螺母；1109、直线导轨滑块；1110、直线导轨；1111、限位杆；12、位置扶正单元；1201、位置扶正支架；1202、扶正驱动缸；1203、位置扶正臂；13、焊接用浮动铜板单元；1301、焊接支架；1302、卡箍；1303、浮动铜板；14、真空吸盘；15、上料检测单元。

具体实施方式

下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，本发明设计的顶盖3多功能抓手，包括抓手本体1，抓手本体1上设有快换盘2；还包括对称设在抓手本体1X向前方的伸缩定位销单元8；多个对称设在抓手本体1Y向两端的浮动支撑定位单元11；设在抓手本体上用于固定顶盖3的固定结构，以及用于与侧围7夹具装配定位的装配定位结构；伸缩定位单元对顶盖3X向定位、浮动支撑定位单元11对顶盖3Y向初步定位后，固定结构固定顶盖3并随多功能抓手移动至侧围7夹具上方；装配定位结构将多功能抓手与侧围7夹具定位后，固定架构松开顶盖3，浮动支撑定位单元11根据此时顶盖3与侧围7的实际位置调整顶盖3位置，开始顶盖3与侧围7的焊接装配。

作为本发明的一个可选实施例，伸缩定位销单元8包括与抓手本体1固定的伸缩定位销驱动缸801，固定在伸缩定位销驱动缸801输出端的伸缩定位销802；伸缩定位销802插入顶盖3的定位孔中对顶盖3X向定位。

作为本发明的一个可选实施例，浮动支撑定位单元11包括浮动定位机构安装板1101，连接板1102通过直线导轨1110部吊装在浮动定位机构安装板1101底部；连接板1102侧壁固定有用于定位侧围7的侧围7定位支撑块和用于定位顶盖3的顶盖3定位支撑块；顶盖3定位支撑块位于侧围7定位支撑块和连接板1102之间。

优选的，顶盖3定位支撑块和侧围7定位支撑块之间设有调整垫片1105。如此，通过调整垫片1105调整侧围7定位支撑块和顶盖3定位支撑块之间的距离，从而调整侧围7和顶盖3之间的距离。

优选的，浮动定位机构安装板1101上设有调整螺栓1106；调整螺栓1106一端穿过浮动机构安装板与连接板1102连接；调整螺栓1106上设有弹簧1107和调节螺母1108；弹簧1107位于调整螺栓1106和连接板1102之间，调节螺母1108位于连接板1102和浮动定位机构安装板1101之间。如此，通过调节螺母1108以及调整螺栓1106拧入连接板1102的深度改变初始定位位置，配合弹簧1107调整预紧力。

优选的，直线导轨1110部包括与浮动定位机构安装板1101固定连接的直线导轨滑块1109，以及与连接板1102固定连接的直线导轨1110；直线导轨1110沿直线导轨滑块1109滑动。

优选的，浮动定位机构安装板1101上还设有限位杆1111；限位杆1111、调整螺栓1106分别位于连接板1102的相对两端。

一般情况下，浮动支撑定位单元11成对配合使用，以侧围7的位置为基准对顶盖3进行左右浮动，带动顶盖3移动后处于与侧围7相对准确的位置，然后对两个零件进行装配或焊接加工。成对配合使用的浮动支撑定位单元11共同安装在同一框架结构的抓手本体1上。

首先，侧围7在夹具上已经定位准确，将顶盖3放置于侧围7上，此时两个零件相对位置并不是理论要求位置。然后，成对配合使用的浮动支撑定位单元11在多功能抓手向下过程中，安装在连接板1102上的侧围7定位支撑块和顶盖3定位支撑块分别与侧围7和顶盖3接触，由于侧围7已不能移动，安装在调整螺栓1106上弹簧1107就会推动顶盖3沿直线导轨1110在直线导轨滑块1109内移动，直到顶盖3处于正确位置，保证尺寸A。调整螺栓1106通过螺纹连接方式与连接板1102连接；配对使用的浮动定位单元沿同一方向同步移动，对单个浮动定位单元来说正好移动方向相反，单个浮动定位单元上的侧围7定位支撑块和顶盖3定位支撑块初始位置相对固定，通过改变调整螺栓1106与连接板1102拧入深度可以改变侧围7定位支撑块和顶盖3定位支撑块初始位置和弹簧1107预紧力。

作为本发明的一个可选实施例，固定结构包括多个支撑夹紧单元9；支撑夹紧单元9包括与抓手本体1固定用于对顶盖3Z向定位的支撑部901，与支撑部901配合夹紧顶盖3的夹紧部902；夹紧部902包括固定在抓手本体1上的支撑夹紧支架903，固定在支撑夹紧支架903上的支撑夹紧驱动缸904，与支撑夹紧驱动缸904输出端连接的夹紧臂905；支撑夹紧驱动缸904驱动夹紧臂905摆动夹紧、松开顶盖3。

优选的，多个支撑夹紧单元9对称布置在抓手本体1X向的两端。

优选的，固定结构还包括布置在抓手本体1X向两端的支撑单元10；支撑单元10对顶盖3Z向定位，且至少一个支撑单元10旁设有用于检测是否上料的上料检测单元15。

优选的，固定结构还包括间隔均布在抓手本体1周向的用于固定顶盖3的真空吸盘14。

作为本发明的一个可选实施例，装配定位结构包括位于抓手本体1Y向两端的销面定位件4；销面定位件4通过定位销、定位面与侧围7夹具上的定位孔、定位面适配定位多功能抓手和侧围7夹具。

优选的，装配定位结构还包括位于抓手本体1Y向两端的面定位件5；面定位件5通过定位面与侧围7夹具上的定位面适配定位多功能抓手和侧围7夹具；销面定位件4和面定位件5配合将多功能抓手和侧围7夹具定位。

优选的，装配定位结构还包括设在其中一个面定位件5或销面定位件4旁的安全插销6。如此，在多功能抓手和侧围7夹具定位后开始焊接装配前，插上安全插销6，从而保证装配的安全性。

作为本发明的一个可选实施例，多功能抓手还包括多个位置扶正单元12；多功能抓手移动到待装配顶盖3上方后，沿抓手本体1周向间隔布置的多个顶盖3位置扶正单元12将顶盖3扶正消除顶盖3相对多功能抓手XY向上的偏差。如此，消除了顶盖3在料车中放置位置的偏差。

优选的，位置扶正单元12包括：与抓手本体1固定的位置扶正支架1201、铰接在位置扶正机架上的位置扶正驱动缸1202、以及用于扶正顶盖3的位置扶正臂1203；位置扶正臂1203一端与位置扶正支架1201转动连接，位置扶正臂1203中部与位置扶正驱动缸1202输出端铰接，位置扶正臂1203另一端在位置扶正驱动缸1202的带动下摆动从而调整顶盖3相对多功能抓手XY向的位置。

作为本发明的一个可选实施例，多功能抓手还包括布置在每个焊点位置的焊接用浮动铜板单元13；焊接用浮动铜板单元13包括焊接支架1301；焊接支架1301通过卡箍1302与抓手本体1连接；浮动铜板1303吊装在焊接支架1301下方。

首先，多功能抓手进入顶盖3料车后，顶盖3抓取时采用位置扶正机构在顶盖3料车中对顶盖3位置进行调整，消除顶盖3相对多功能抓手在XY向的偏差，从而使得顶盖3在X向和Y向上到达与多功能抓手匹配的位置，从而方便后续伸缩定位销单元8准确定位顶盖3的X向。

随后，伸缩定位销单元8对顶盖3X向进行定位，此时，浮动支撑定位单元11对顶盖3Y向进行定位。一般，顶盖3与伸缩定位销802ship配的孔为长圆孔或矩形孔，如此，只语序顶盖3在Y向的移动。

接着，支撑夹紧单元9和支撑单元10对顶盖3Z向相对于下行的多功能抓手进行定位，通过真空吸盘14和支撑夹紧单元9固定顶盖3。

机器人将已经抓取到顶盖3的多功能抓手移动至已经装夹有侧围7的侧围7夹具上方，通过销面定位件4和面定位件5实现多功能抓手和侧围7夹具的装配定位，完成装配定位后插入安全插销6。

松开顶盖3，此时，顶盖3在浮动支撑定位单元11的作用下根据车身实际侧围7位置将顶盖3与其自动匹配，如此，顶盖3Z向分别采用定位销和定位面定位，Y向采用浮动支撑定位单元11保证顶盖3相对于侧围7处于正确位置；

机器人通过快换盘2快速脱离，再对焊枪进行抓取，焊接时焊枪上电极夹在多功能抓手上位于焊点上方的焊接用浮动铜板单元13上来减少焊痕，保证车身外观品质，焊接用浮动铜板单元13通过卡箍1302与抓手本体1连接还可以通过移动卡箍1302位置来调整焊点位置。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶盖多功能抓手，其特征在于：包括抓手本体，所述抓手本体上设有快换盘；对称设在所述抓手本体X向前方的伸缩定位销单元；多个对称设在所述抓手本体Y向两端的浮动支撑定位单元；设在所述抓手本体上用于固定顶盖的固定结构，以及用于与侧围夹具装配定位的装配定位结构；

所述伸缩定位单元对顶盖X向定位、所述浮动支撑定位单元对顶盖Y向初步定位后，所述固定结构固定所述顶盖并随多功能抓手移动至侧围夹具上方；装配定位结构将多功能抓手与侧围夹具定位后，所述固定架构松开所述顶盖，所述浮动支撑定位单元根据此时顶盖与侧围的实际位置调整顶盖位置，开始顶盖与侧围的焊接装配。

2.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述伸缩定位销单元包括与所述抓手本体固定的伸缩定位销驱动缸，固定在所述伸缩定位销驱动缸输出端的伸缩定位销；所述伸缩定位销插入顶盖的定位孔中对顶盖X向定位。

3.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述浮动支撑定位单元包括浮动定位机构安装板，连接板通过直线导轨部吊装在所述浮动定位机构安装板底部；所述连接板侧壁固定有用于定位侧围的侧围定位支撑块和用于定位顶盖的顶盖定位支撑块；所述顶盖定位支撑块位于侧围定位支撑块和连接板之间。

4.根据权利要求3所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述顶盖定位支撑块和侧围定位支撑块之间设有调整垫片；所述浮动定位机构安装板上设有调整螺栓；所述调整螺栓一端穿过浮动机构安装板与连接板连接；所述调整螺栓上设有弹簧和调节螺母；所述弹簧位于调整螺栓和连接板之间，所述调节螺母位于连接板和浮动定位机构安装板之间；所述直线导轨部包括与浮动定位机构安装板固定连接的直线导轨滑块，以及与连接板固定连接的直线导轨；所述直线导轨沿直线导轨滑块滑动。

5.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述固定结构包括多个支撑夹紧单元；所述支撑夹紧单元包括与所述抓手本体固定用于对顶盖Z向定位的支撑部，与所述支撑部配合夹紧顶盖的夹紧部；所述夹紧部包括固定在抓手本体上的支撑夹紧支架，固定在所述支撑夹紧支架上的支撑夹紧驱动缸，与支撑夹紧驱动缸输出端连接的夹紧臂；所述支撑夹紧驱动缸驱动所述夹紧臂摆动夹紧、松开所述顶盖。

6.根据权利要求5所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：多个所述支撑夹紧单元对称布置在所述抓手本体X向的两端；所述固定结构还包括布置在抓手本体X向两端的支撑单元；所述支撑单元对顶盖Z向定位，且至少一个所述支撑单元旁设有用于检测是否上料的上料检测单元；所述固定结构还包括间隔均布在抓手本体周向的用于固定顶盖的真空吸盘。

7.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述装配定位结构包括位于所述抓手本体Y向两端的销面定位件；所述销面定位件通过定位销、定位面与侧围夹具上的定位孔、定位面适配定位多功能抓手和侧围夹具。

8.根据权利要求7所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述装配定位结构还包括位于所述抓手本体Y向两端的面定位件；所述面定位件通过定位面与侧围夹具上的定位面适配定位多功能抓手和侧围夹具；所述销面定位件和面定位件配合将多功能抓手和侧围夹具定位；所述装配定位结构还包括设在其中一个面定位件或销面定位件旁的安全插销。

9.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述多功能抓手还包括多个位置扶正单元；所述多功能抓手移动到待装配顶盖上方后，沿抓手本体周向间隔布置的多个顶盖位置扶正单元将顶盖扶正消除顶盖相对多功能抓手XY向上的偏差；所述位置扶正单元包括：与抓手本体固定的位置扶正支架、铰接在所述位置扶正机架上的位置扶正驱动缸、以及用于扶正顶盖的位置扶正臂；所述位置扶正臂一端与位置扶正支架转动连接，所述位置扶正臂中部与所述位置扶正驱动缸输出端铰接，所述位置扶正臂另一端在所述位置扶正驱动缸的带动下摆动从而调整顶盖相对多功能抓手XY向的位置。

10.根据权利要求1所述的顶盖多功能抓手，其特征在于：所述多功能抓手还包括布置在每个焊点位置的焊接用浮动铜板单元；所述焊接用浮动铜板单元包括焊接支架；所述焊接支架通过卡箍与抓手本体连接；浮动铜板吊装在所述焊接支架下方。