CN216730520U - 已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置。浮动补偿安装板与框架安装板连接，浮动补偿单元安装于浮动补偿安装板与拧紧轴安装板之间，拧紧轴安装板上安装有拧紧轴，拧紧轴底部设有套筒；浮动补偿单元包括X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元和旋转单元，X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元通过复位装置进行复位，旋转单元通过回中装置进行复位，通过位置记忆定位装置进行位置记忆定位，通过夹紧位置锁存装置进行位置锁存。本实用新型的有益效果是：拧紧轴在浮动补偿单元上进行浮动补偿，对浮动补偿单元位置记忆定位和位置锁存，即可进行精确拧紧，工序简单；多个拧紧轴独立实现浮动补偿，工序耗费时间减少，降低成本。

Description

已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，具体涉及已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置。

背景技术

在汽车车身和汽车零配件领域，当机器人携带拧紧轴自动装配拧紧某样已经定位的刚性产品时，常常会由于其制造误差或是系统的累计误差等原因造成拧紧失败或失效，主要是因为自动装配往往是按照预先调试好的运动轨迹来进行装配，比如拧紧轴固定安装在机器人上，拧紧轴无法根据产品的拧紧点精确位置进行补偿和调整。

现有技术中，往往用视觉引导的方案，来引导拧紧轴进行装配，视觉引导就是用工业相机拍照拧紧点的位置，如螺母孔或螺钉的位置，再与参考的调试数据进行对比，把偏差的数值反馈给机器人，机器人根据补偿值调整去装配的路线轨迹。如申请号201922315371.X的中国专利，公开了一种机器人视觉识别自动拧紧装置，通过在托盘一侧的机器人识别机构，采用内置有机器人识别系统的机器人进行位置补偿。但是，视觉识别引导拧紧已定位的刚性产品，具有如下缺点：1)采用视觉的方案需要拍照，对数据进行分析，程序调试相对来讲复杂，硬件和软件成本比较高；2)不太适合有多个螺母组合或多个螺钉组合进行同时拧紧的场合，如不同时拧紧，意味着要多次进行视觉引导，即对各个拧紧点逐个进行拍照和引导拧紧，十分浪费生产节拍，这种方式往往不采取；如同时进行拧紧，即多把拧紧轴同时操作，意味着需要一个或多个摄像机覆盖住拧紧点的范围，而且根据各个拧紧点中心采集到的数据要做均值计算，这样分析得到的补偿值是一种均值，如果某个拧紧点与其他拧紧点之间的相对位置偏差有点大，同时拧紧时，可能个别拧紧轴拧紧会失效，原因是如果个别拧紧点偏差很大，而多个拧紧轴之间是按照固定的相对位置设计的，就会出现这种情况。

针对上述问题，提供已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，替代上述方案，多个拧紧轴同时拧紧或个别单独拧紧，均能实现独立的浮动补偿，来满足拧紧装配的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：通过框架安装板安装于机器人六轴上，其特征在于：包括浮动补偿安装板、浮动补偿单元、拧紧轴安装板、拧紧轴；

所述浮动补偿安装板与框架安装板连接，所述浮动补偿单元安装于浮动补偿安装板下方，浮动补偿单元下方连接拧紧轴安装板，所述拧紧轴安装板上安装有设于浮动补偿单元侧面的拧紧轴，所述拧紧轴底端的浮动杆连接有套筒，套筒通过内部的磁铁将螺钉或螺母吸附；

所述浮动补偿单元包括两组垂直设置的X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元和旋转单元，所述X方向的滑轨单元包括X向滑轨和X向滑座，X向滑座设于X向滑轨下方，所述X向滑座与拧紧轴安装板连接，X向滑座沿着X向滑轨在X方向上浮动；

所述Y方向的滑轨单元设于X方向的滑轨单元上方，Y方向的滑轨单元包括Y向滑轨和Y向滑座，所述Y向滑座连接于X向滑轨的顶部，所述Y向滑轨设于Y向滑座的上方，Y向滑座沿着Y向滑轨在Y方向上浮动；

所述Y向滑轨的顶部设有连接座，所述连接座上方设有旋转单元，所述旋转单元包括旋转座，所述旋转座旋转安装于浮动补偿安装板下方，旋转座的底部通过连接柱与连接座的顶部连接；

所述X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元通过独立的复位装置进行复位，绕Z轴旋转的旋转单元通过独立的回中装置进行复位，通过位置记忆定位装置进行位置记忆定位，通过夹紧位置锁存装置进行位置夹紧及位置锁存。

优选的，所述旋转单元还包括内嵌于旋转座内部的铜套和设于浮动补偿安装板底部的旋转轴，所述旋转轴穿设于铜套内部，旋转轴的底端伸出旋转座的底部设置，旋转轴底端连接有螺母，所述螺母的外径大于铜套的外径。

优选的，所述复位装置包括弹簧柱塞，所述X向滑座、Y向滑座的两端分别设有弹簧柱塞，X向滑座端部的弹簧柱塞复位推动X向滑座沿着X向滑轨移动复位，Y向滑座端部的弹簧柱塞复位推动Y向滑座沿着Y向滑轨移动复位。

优选的，所述回中装置包括T型块、固定块和回中弹簧，所述T型块安装于浮动补偿安装板的侧面，所述旋转座的侧面设有两个L型固定块，所述两个固定块与T型块对应设置，且两个固定块分设于T型块的两侧，两个固定块上分别螺纹旋接有销轴，所述销轴靠近T型块的一侧外周套设有回中弹簧，两个回中弹簧分别与T型块的侧面接触设置。

优选的，所述位置记忆定位装置包括一针形双作用气缸，所述针形双作用气缸通过U型连接架安装于浮动补偿安装板上，所述针形双作用气缸的底部连接有楔形块，所述拧紧轴安装板的顶部设有凹槽，所述凹槽内底面设有与楔形块的斜面相对应的斜面结构，所述楔形块设于凹槽内部。

优选的，所述夹紧位置锁存装置包括针形单作用气缸，所述针形单作用气缸通过U型连接架安装于浮动补偿安装板上，针形单作用气缸的驱动杆伸出时顶住拧紧轴安装板进行位置锁存。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、螺钉或螺母位于拧紧点精确位置附近时，拧紧点端部会产生反作用力，这种反作用力Z向上的分力是靠拧紧轴端部的浮动杆来实现Z方向的移动补偿，至于X方向、Y方向以及绕Z轴的分力，会传递给拧紧轴、拧紧轴安装板、浮动补偿单元进行浮动，使螺钉或螺母会滑落至拧紧点精确位置处，带动拧紧轴和拧紧轴安装板在浮动补偿单元上进行浮动补偿，浮动补偿后拧紧轴位于拧紧点精确位置上方，浮动补偿单元进行定位位置定位记忆和位置锁存，即可进行精确拧紧，工序简单，无需拍照和引导拧紧，不需复杂的计算和调试，降低硬件和软件成本；

2、当有多个拧紧轴同时操作时，可让每个拧紧轴配一个浮动补偿装置，可独立进行操作，尽可能地避免个别拧紧轴拧不进去的情况出现，有效节约时间，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置与机器人六轴安装的结构示意图；

图2为本实用新型已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置的结构示意图；

图3为本实用新型已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置的浮动补偿单元的一种角度的结构示意图；

图4为本实用新型已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置的浮动补偿单元的另一种角度的结构示意图；

图5为本实用新型已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置的浮动补偿单元的局部结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实施例提供已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其通过框架安装板1安装于机器人六轴20上。

请参阅图2，平面浮动补偿装置包括浮动补偿安装板2、浮动补偿单元3、拧紧轴安装板4和拧紧轴5，浮动补偿安装板2与框架安装板1连接，浮动补偿单元3安装于浮动补偿安装板2下方，浮动补偿单元3下方连接拧紧轴安装板4，拧紧轴安装板4上安装有设于浮动补偿单元3侧面的拧紧轴5，拧紧轴5底端的浮动杆连接有套筒，现有技术中的拧紧轴5通过内部的弹簧连接底端的浮动杆，使得浮动杆实现浮动，通过浮动杆连接套筒，套筒即为浮动装置，拧紧轴5的拧紧结构和原理为成熟的现有技术，不再赘述，套筒6通过内部的磁铁将螺钉或螺母吸附，本实施例中以螺钉为例。

请参阅图3，浮动补偿单元3包括两组垂直设置的X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元和旋转单元，X方向的滑轨单元包括X向滑轨71和X向滑座72，X向滑座72设于X向滑轨71下方，X向滑座72与拧紧轴安装板4连接，X向滑座72的顶部连接有滑条，滑条设于X向滑轨71底部的滑槽内，X向滑座72沿着X向滑轨71在X方向上浮动，螺钉调整后，拧紧轴安装板4带动X向滑座72进行X方向的浮动补偿。

Y方向的滑轨单元设于X方向的滑轨单元上方，Y方向的滑轨单元包括Y向滑轨81和Y向滑座82，Y向滑座82连接于X向滑轨71的顶部，Y向滑轨81设于Y向滑座82的上方，Y向滑座82的顶部连接有滑条，滑条设于Y向滑轨81底部的滑槽内，Y向滑座82沿着Y向滑轨81在Y方向上浮动，X向滑轨71带动Y向滑座82进行Y方向的浮动补偿。

X向滑座72、Y向滑座82的两端分别设有调整螺钉14，分别对Y向滑座82和连接座9进行限位。

Y向滑轨81的顶部设有连接座9，连接座9上方设有旋转单元，旋转单元包括旋转座10，旋转座10旋转安装于浮动补偿安装板2下方，旋转座10的底部通过连接柱11与连接座9的顶部连接，请参阅图4，旋转单元还包括内嵌于旋转座10内部的铜套和设于浮动补偿安装板2底部的旋转轴12，旋转轴12穿设于铜套内部，旋转轴12的底端伸出旋转座10的底部设置，旋转轴12底端连接有螺母13，螺母13的外径大于铜套的外径，使得旋转座10设于螺母13与浮动补偿安装板2之间，旋转座10与浮动补偿安装板2连接不会掉落。

浮动补偿单元3通过位置记忆定位装置进行位置记忆定位，通过夹紧位置锁存装置进行位置夹紧及位置锁存。

位置记忆定位装置包括一针形双作用气缸17，针形双作用气缸17通过U型连接架安装于浮动补偿安装板2上，针形双作用气缸17的底部连接有楔形块，拧紧轴安装板4的顶部设有凹槽，凹槽内底面设有与楔形块的斜面相对应的斜面结构，旋转座10转动后，楔形块设于凹槽内部，楔形块的底部斜面顶住拧紧轴安装板4的斜面结构，对浮动补偿单元3位置浮动后进行位置记忆定位。

夹紧位置锁存装置包括针形单作用气缸16，针形单作用气缸16通过U型连接架安装于浮动补偿安装板2上，针形单作用气缸16的驱动杆伸出时顶住拧紧轴安装板4进行位置锁存，请参阅图3。

X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元分别通过复位装置进行复位，复位装置包括弹簧柱塞15，X向滑座72、Y向滑座82的两端分别设有弹簧柱塞15，X向滑座端部的弹簧柱塞15复位推动X向滑座72沿着X向滑轨71移动复位，Y向滑座82端部的弹簧柱塞15复位推动Y向滑座82沿着Y向滑轨81移动复位。

请参阅图5，绕Z轴旋转的旋转单元通过独立的回中装置进行复位，回中装置包括T型块21、固定块101和回中弹簧102，T型块21安装于浮动补偿安装板2的侧面，旋转座10的侧面设有两个L型固定块101，两个固定块101与T型块21对应设置，且两个固定块101分设于T型块21的两侧，两个固定块101上分别螺纹旋接有销轴103，销轴103靠近T型块21的一侧外周套设有回中弹簧102，两个回中弹簧102分别与T型块21的侧面接触设置，旋转座10略微转动后，带动其中一个回中弹簧102压缩，旋转座10复位时，被压缩的回中弹簧102回弹带动旋转座10完成复位。

本实用新型将浮动补偿装置的浮动补偿安装板2通过框架安装板1安装于机器人六轴20上，浮动补偿单元3安装于浮动补偿安装板2下方，拧紧轴安装板4安装于浮动补偿单元3的底部，拧紧轴5通过拧紧轴安装板4安装，拧紧轴5底端部连接螺钉，当靠近拧紧点精确位置的螺母孔时，螺钉端部会产生反作用力，促使拧紧轴5带动拧紧轴安装板4在浮动补偿单元3上进行浮动补偿，浮动补偿后拧紧轴5位于拧紧点精确位置上方，浮动补偿单元3位置锁定，即可通过拧紧轴5进行精确拧紧。

以拧紧螺钉为例，当拧紧螺钉前，由于螺钉偏移在螺母孔边侧，整个拧紧轴5来自螺钉向上的反作用力，螺钉原先位于螺母孔边侧较小范围内，螺钉与螺母孔的偏差在3mm以内，螺钉的端部会自动滑落至螺母孔内，带动螺钉其它部分移动至拧紧点精确位置，整个拧紧轴5带动拧紧轴安装板4在浮动补偿单元3上移动，X向滑座72平移进行X方向的浮动补偿，Y向滑座82平移进行Y方向的浮动补偿，旋转座10转动进行周向的浮动补偿，所以拧紧轴5处于浮动补偿单元3的偏心位置，通过针形双作用气缸17伸缩可实现浮动补偿后的位置记忆定位，针形单作用气缸16伸出即可完成对浮动补偿后的位置锁存，然后拧紧轴5对螺钉拧紧，拧紧完成后，拧紧轴5离开工件时，针形单作用气缸16松开回到原位，针形双作用气缸17反向通气缩回，然后通过弹簧柱塞15、回中装置进行回中复位，拧紧轴5重新位于浮动补偿单元3的初始位置。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，通过框架安装板安装于机器人六轴上，其特征在于：包括浮动补偿安装板、浮动补偿单元、拧紧轴安装板、拧紧轴；

所述浮动补偿安装板与框架安装板连接，所述浮动补偿单元安装于浮动补偿安装板下方，浮动补偿单元下方连接拧紧轴安装板，所述拧紧轴安装板上安装有设于浮动补偿单元侧面的拧紧轴，所述拧紧轴底端的浮动杆连接有套筒，套筒通过内部的磁铁将螺钉或螺母吸附；

所述浮动补偿单元包括两组垂直设置的X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元和旋转单元，所述X方向的滑轨单元包括X向滑轨和X向滑座，X向滑座设于X向滑轨下方，所述X向滑座与拧紧轴安装板连接，X向滑座沿着X向滑轨在X方向上浮动；

所述Y方向的滑轨单元设于X方向的滑轨单元上方，Y方向的滑轨单元包括Y向滑轨和Y向滑座，所述Y向滑座连接于X向滑轨的顶部，所述Y向滑轨设于Y向滑座的上方，Y向滑座沿着Y向滑轨在Y方向上浮动；

所述Y向滑轨的顶部设有连接座，所述连接座上方设有旋转单元，所述旋转单元包括旋转座，所述旋转座旋转安装于浮动补偿安装板下方，旋转座的底部通过连接柱与连接座的顶部连接；

所述X方向的滑轨单元、Y方向的滑轨单元通过独立的复位装置进行复位，绕Z轴旋转的旋转单元通过独立的回中装置进行复位，通过位置记忆定位装置进行位置记忆定位，通过夹紧位置锁存装置进行位置夹紧及位置锁存。

2.根据权利要求1所述的已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其特征在于：所述旋转单元还包括内嵌于旋转座内部的铜套和设于浮动补偿安装板底部的旋转轴，所述旋转轴穿设于铜套内部，旋转轴的底端伸出旋转座的底部设置，旋转轴底端连接有螺母，所述螺母的外径大于铜套的外径。

3.根据权利要求1所述的已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其特征在于：所述复位装置包括弹簧柱塞，所述X向滑座、Y向滑座的两端分别设有弹簧柱塞，X向滑座端部的弹簧柱塞复位推动X向滑座沿着X向滑轨移动复位，Y向滑座端部的弹簧柱塞复位推动Y向滑座沿着Y向滑轨移动复位。

4.根据权利要求1所述的已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其特征在于：所述回中装置包括T型块、固定块和回中弹簧，所述T型块安装于浮动补偿安装板的侧面，所述旋转座的侧面设有两个L型固定块，所述两个固定块与T型块对应设置，且两个固定块分设于T型块的两侧，两个固定块上分别螺纹旋接有销轴，所述销轴靠近T型块的一侧外周套设有回中弹簧，两个回中弹簧分别与T型块的侧面接触设置。

5.根据权利要求1所述的已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其特征在于：所述位置记忆定位装置包括一针形双作用气缸，所述针形双作用气缸通过U型连接架安装于浮动补偿安装板上，所述针形双作用气缸的底部连接有楔形块，所述拧紧轴安装板的顶部设有凹槽，所述凹槽内底面设有与楔形块的斜面相对应的斜面结构，所述楔形块设于凹槽内部。

6.根据权利要求1所述的已经定位的工件拧紧用平面浮动补偿装置，其特征在于：所述夹紧位置锁存装置包括针形单作用气缸，所述针形单作用气缸通过U型连接架安装于浮动补偿安装板上，针形单作用气缸的驱动杆伸出时顶住拧紧轴安装板进行位置锁存。

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