CN217045139U - 一种定位单元的上件机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种定位单元的上件机构，用于将白车身的定位单元进行更换，包括底座、X轴滑移机构、Y轴滑移机构、Z轴滑移机构、R轴旋转机构和抓取器，抓取器设置在Z轴滑移机构上，R轴旋转机构旋转角度范围为0～360度。本实用新型相对于机器人上件具结构简单、容易维护维修、占用场地空间小等优点，应用在柔性补焊线上投资成低，回报率高，容易实施。

Description

一种定位单元的上件机构

技术领域

本实用新型涉及一种汽车车身焊接自动化生产线的辅助设备，具体涉及一种定位单元的上件机构。

背景技术

现代工业生产企业自动化生产线上一般的上件机构都是通过机器人实现的，在机器人上安装抓取器，利用机器人的移动功能就可以实现对零件的抓取上件。

如中国专利CN108568622A公开的后围外板总成自动上件工装，包括用于和机器人的机械臂连接的安装架，安装架上紧固连接有相对设置的左定位夹紧机构和右定位夹紧机构，左定位夹紧机构和右定位夹紧机构均包括若干个和后围外板总成上的通孔对应设置的定位销、若干个支撑柱、若干个夹紧头，夹紧头连接驱动机构，每个夹紧头均对应设有一支撑块，夹紧头和支撑块之间夹持后围外板总成。

但是机器人上件的方式也有它的局限性，不仅投入成本高，而且占用空间不比较大，对一些应用场合不适用。

实用新型内容

本实用新型提供一种定位单元的上件机构，定位单元上件机构相对于机器人上件具结构简单、容易维护维修、占用场地空间小等优点，应用在柔性补焊线上投资成低，回报率高，容易实施。

本实用新型的技术方案如下：

一种定位单元的上件机构，用于将白车身的定位单元进行更换，包括底座、X轴滑移机构、Y轴滑移机构、Z轴滑移机构、R轴旋转机构和抓取器，所述底座上部依次连接所述X轴滑移机构、Y轴滑移机构、R轴旋转机和Z轴滑移机构，所述抓取器设置在所述Z轴滑移机构上，所述R轴旋转机构旋转角度范围为0～360度。

本实用新型采用主要采用伺服电机+导轨的结构，实现了上件功能，相比于机器人上件，成本更低，占用空间小。

本实用新型所述的定位单元的上件机构具备X、Y、Z三向直线移动功能和R轴360度旋转功能，XYZ三向移动功能+R旋转功能相结合运动覆盖面积大，使其可以抓取零部件的范围广。

优选的，所述X轴滑移机构包括齿条、齿轮、X轴导轨、X轴伺服电机和X轴安装板，所述齿条和X轴导轨沿纵向方向安装在所述底座上，所述齿轮和所述齿条啮合，所述齿轮和所述X轴伺服电机的输出轴动力连接，所述X轴伺服电机安装在所述X轴安装板上，所述X轴安装板滑动设置在 X轴导轨上；底座安装在地面上，用于安装X轴导轨、齿条等部件；

齿条与齿轮起啮合作用；

X轴导轨作为X轴直线导轨，即纵向方向的导轨，采用两根平行安装， X轴安装板安装在X轴导轨上，实现X轴滑移；

X轴伺服电机作为X轴滑移的动力源，可以控制在其可以控制机构在 X轴在任意位置停止。

X轴安装板安装在X轴导轨上，其上安装有X轴伺服电机和Y轴机构。

优选的，所述Y轴滑移机构包括Y轴伺服电机、R轴安装板和Y轴滚珠丝杠、Y轴导轨和Y轴安装座，所述Y轴安装座设置在所述X轴安装板上，所述Y轴滚珠丝杠的输入杆和所述Y轴伺服电机动力连接，所述Y轴滚珠丝杠的滑块和所述R轴安装板连接，所述R轴安装板滑动设置在所述 Y轴导轨上；

Y轴伺服电机作为Y轴滑移的动力源，可以控制上件机构在Y轴上任意位置停止，Y方向即横向方向；

R轴安装板的底部安装在Y轴导轨的滑块上，上部安装R轴机构；

Y轴滚珠丝杠通过滚珠丝杠把电机的旋转运动转换成Y轴的直线运动；

Y轴导轨采用两根平行安装在Y轴安装座上，R轴安装板安装在Y轴导轨的滑块上，实现Y轴滑移；

Y轴安装座作为Y轴导轨等各部件的安装底座；

优选的，所述R轴旋转机构包括R轴伺服电机、Z轴安装板、转盘、R 轴转盘安装座、限位座和限位块，所述R轴转盘安装座和所述R轴安装板连接，所述转盘设置在所述R轴转盘安装座上，所述Z轴安装板和所述转盘转动连接安装，所述R轴伺服电机设置在所述Z轴安装板，所述R轴伺服电机带动Z轴安装板旋转，所述限位座设置在所述R轴转盘安装座上且和设置在所述Z轴安装板上的限位块配合。

R轴伺服电机作为R轴旋转运动的动力源，可以控制上件机构在R轴在任意旋转位置停止；

Z轴安装板的底部安装在转盘上，上部安装Z轴机构；

转盘是旋转运动的执行部件；

R轴转盘安装座跟Y轴连接，其上安装转盘；

限位块和限位座的相互抵接起到旋转限位作用,起到安全保护作用；

优选的，所述Z轴滑移机构包括Z轴伺服电机、Z轴导轨、触发杆、行程开关、Z轴滚珠丝杠、抓取器安装座、Z轴连接板和Z轴安装座,所述Z轴安装座安装在所述Z轴安装板上，所述Z轴滚珠丝杠和所述Z轴伺服电机动力连接，所述Z轴滚珠丝杠的滑块设置在所述Z轴导轨上，所述Z 轴滚珠丝杠的滑块连接所述Z轴连接板，所述Z轴连接板上安装所述抓取器安装座，所述触发杆安装在所述Z轴连接板上，所述行程开关固定设置在所述Z轴安装座上，所述行程开关设置为上下两个。

Z轴伺服电机是Z轴滑移运动的动力源，可以控制上件机构在Z轴在任意旋转位置停止，Z方向即上下方向；

Z轴导轨是两根平行安装在Z轴安装座上，Z轴导轨的滑块上安装Z 轴连接板；

触发杆安装在Z轴连接板上，起到触发行程开关作用；

行程开关是防止Z轴滑移过位的开关，上下极限位各安装一个，当此开关被触发了时，系统发生报警，机构停止运动，保护机构；

Z轴滚珠丝杠：通过滚珠丝杠把电机的旋转运动转换成Z轴的上下直线运动；

抓取器安装座是抓取器的安装座子，其安装在Z轴连接板上，随Z轴连接板上下直线运动；

Z轴连接板安装在Z轴导轨的滑块上；

Z轴安装板安装在R轴上，随R轴旋转运动。

抓取器是定位单元的抓取器，是对定位单元进行抓取的执行部件。

本实用新型的有益效果是：

上件机构具备X、Y、Z三向直线移动功能和R轴360度旋转功能， XYZ三向移动功能+R旋转功能相结合运动覆盖面积大，使其可以抓取零部件的范围广。

定位单元上件机构相对于机器人上件具结构简单、容易维护维修、占用场地空间小等优点，应用在柔性补焊线上投资成低，回报率高，容易实施。

上件机构XYZ轴采用伺服电机+导轨方式，运动重复精度高。

而该方式也同样适用于其他零部件抓取上件的应用场合，只需设计更改抓取器部分即可，有很广的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种定位单元的上件机构的整体结构示意图。

图2是本实用新型所述的X轴滑移机构的结构示意图。

图3是本实用新型所述的Y轴滑移机构的结构示意图。

图4是本实用新型所述的R轴旋转机构的结构示意图。

图5是本实用新型所述的Z轴滑移机构的结构示意图。

图6是本实用性所述的一种定位单元的上件机构的工作状态图。

图中：1-底座；

2-X轴滑移机构、201-齿条、202-齿轮、203-X轴导轨、204X轴伺服电机-、205-X轴安装板；

3-Y轴滑移机构、301-Y轴伺服电机、302-R轴安装板、303-Y轴滚珠丝杠、304-Y轴导轨、305-Y轴安装座；

4-Z轴滑移机构；401-Z轴伺服电机、402-Z轴导轨、403-触发杆、404- 行程开关、405-Z轴滚珠丝杠、406-抓取器安装座、407-Z轴连接板、408-Z 轴安装座；

5-R轴旋转机构、501-R轴伺服电机、502-Z轴安装板、503-转盘、504-R 轴转盘安装座、505-限位座、506-限位块；

6-抓取器；

7-定位单元；

8-定位基础；

9-柔性滑橇；

10-输送机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1所示，一种定位单元的上件机构，用于将白车身的定位单元7 进行更换，包括底座1、X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3、Z轴滑移机构4、 R轴旋转机构5和抓取器6，所述底座1上部依次连接所述X轴滑移机构2、 Y轴滑移机构3、R轴旋转机和Z轴滑移机构4，所述抓取器6设置在所述 Z轴滑移机构4上，所述R轴旋转机构5旋转角度范围为0～360度。

如图6所示，本实施例的工作原理：上件机构把定位单元7从柔性滑橇9上取下来，放置到输送机构10上，然后再把新车型定位单元7放置到柔性滑橇9上。例如要从A车型切换到B车型生产，具体分以下几个步骤：

1、在X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3、Z轴滑移机构4、R轴旋转机构5配合运动后，定位单元7的上件机构的抓取器6移动到位，把A车型的定位单元7从柔性滑橇9上的定单基础中取出来；

2、在X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3、Z轴滑移机构4、R轴旋转机构5的作用下，定位单元7的上件机构运动到输送机构10，把A车型的定位单元7放置到输送机构10上，并暂时退出来；

3、输送机构10的旋转机构旋转180度，上件机构把新车型B定位单元7从输送机构10上取出来；

4、定位单元7的上件机构再次运动回到定位基础8附近，把新车型B 的定位单元7放置到柔性滑橇9定位基础8上，完成后退出来；

5、定位单元7的上件机构回原位，工作完成。

实施例2：

如图1所示，一种定位单元的上件机构，用于将白车身的定位单元7 进行更换，包括底座1、X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3、Z轴滑移机构4、 R轴旋转机构5和抓取器6，所述底座1上部依次连接所述X轴滑移机构2、 Y轴滑移机构3、R轴旋转机和Z轴滑移机构4，所述抓取器6设置在所述 Z轴滑移机构4上，所述R轴旋转机构5旋转角度范围为0～360度。

如图2所示，本实施例中，所述X轴滑移机构2包括齿条201、齿轮 202、X轴导轨203、X轴伺服电机204和X轴安装板205，所述齿条201 和X轴导轨203沿纵向方向安装在所述底座1上，所述齿轮202和所述齿条201啮合，所述齿轮202和所述X轴伺服电机204的输出轴动力连接，所述X轴伺服电机204安装在所述X轴安装板205上，所述X轴安装板205 滑动设置在X轴导轨203上；底座1安装在地面上，用于安装X轴导轨203、齿条201等部件；

齿条201与齿轮202起啮合作用；

X轴导轨203作为X轴直线导轨，即纵向方向的导轨，采用两根平行安装，X轴安装板205安装在X轴导轨203上，实现X轴滑移；

X轴伺服电机204作为X轴滑移的动力源，可以控制在其可以控制机构在X轴在任意位置停止。

X轴安装板205安装在X轴导轨203上，其上安装有X轴伺服电机204 和Y轴机构。

如图3所示，本实施例中，所述Y轴滑移机构3包括Y轴伺服电机301、 R轴安装板302和Y轴滚珠丝杠303、Y轴导轨304和Y轴安装座305，所述Y轴安装座305设置在所述X轴安装板205上，所述Y轴滚珠丝杠303 的输入杆和所述Y轴伺服电机301动力连接，所述Y轴滚珠丝杠303的滑块和所述R轴安装板302连接，所述R轴安装板302滑动设置在所述Y轴导轨304上；

Y轴伺服电机301作为Y轴滑移的动力源，可以控制上件机构在Y轴上任意位置停止，Y方向即横向方向；

R轴安装板302的底部安装在Y轴导轨304的滑块上，上部安装R轴机构；

Y轴滚珠丝杠303通过滚珠丝杠把电机的旋转运动转换成Y轴的直线运动；

Y轴导轨304采用两根平行安装在Y轴安装座305上，R轴安装板302 安装在Y轴导轨304的滑块上，实现Y轴滑移；

Y轴安装座305作为Y轴导轨304等各部件的安装底座1；

如图4所示，本实施例中，所述R轴旋转机构5包括R轴伺服电机501、 Z轴安装板502、转盘503、R轴转盘安装座504、限位座505和限位块506，所述R轴转盘安装座504和所述R轴安装板302连接，所述转盘503设置在所述R轴转盘安装座504上，所述Z轴安装板502和所述转盘503转动连接安装，所述R轴伺服电机501设置在所述Z轴安装板502，所述R轴伺服电机501带动Z轴安装板502旋转，所述限位座505设置在所述R轴转盘安装座504上且和设置在所述Z轴安装板502上的限位块506配合。

R轴伺服电机501作为R轴旋转运动的动力源，可以控制上件机构在 R轴在任意旋转位置停止。

Z轴安装板502的底部安装在转盘503上，上部安装Z轴机构；

转盘503是旋转运动的执行部件；

R轴转盘安装座504跟Y轴连接，其上安装转盘503；

限位块506和限位座505的相互抵接起到旋转限位作用,起到安全保护作用；

如图5所示，本实施例中，所述Z轴滑移机构4包括Z轴伺服电机401、 Z轴导轨402、触发杆403、行程开关404、Z轴滚珠丝杠405、抓取器安装座406、Z轴连接板407和Z轴安装座408,所述Z轴安装座408安装在所述Z轴安装板502上，所述Z轴滚珠丝杠405和所述Z轴伺服电机401 动力连接，所述Z轴滚珠丝杠405的滑块设置在所述Z轴导轨402上，所述Z轴滚珠丝杠405的滑块连接所述Z轴连接板407，所述Z轴连接板407 上安装所述抓取器安装座406，所述触发杆403安装在所述Z轴连接板407 上，所述行程开关404固定设置在所述Z轴安装座408上，所述行程开关 404设置为上下两个。

Z轴伺服电机401是Z轴滑移运动的动力源，可以控制上件机构在Z 轴在任意旋转位置停止。

Z轴导轨402是两根平行安装在Z轴安装座408上，Z轴导轨402的滑块上安装Z轴连接板407；

触发杆403安装在Z轴连接板407上，起到触发行程开关404作用；

行程开关404是防止Z轴滑移过位的开关，上下极限位各安装一个，当此开关被触发了时，系统发生报警，机构停止运动，保护机构；

Z轴滚珠丝杠405:通过滚珠丝杠把电机的旋转运动转换成Z轴的上下直线运动；

抓取器安装座406是抓取器6的安装座子，其安装在Z轴连接板407 上，随Z轴连接板407上下直线运动；

Z轴连接板407安装在Z轴导轨402的滑块上；

Z轴安装板502安装在R轴上，随R轴旋转运动。

抓取器6是定位单元7的抓取器6，是对定位单元7进行抓取的执行部件。

本实施例的上件机构XYZ轴采用伺服电机+导轨方式,运动重复精度高，XYZ三向移动功能+R旋转功能相结合运动覆盖面积大，使其可以抓取零部件的范围广。

Claims (5)

1.一种定位单元的上件机构，用于将白车身的定位单元(7)进行更换，其特征在于包括底座(1)、X轴滑移机构(2)、Y轴滑移机构(3)、Z轴滑移机构(4)、R轴旋转机构(5)和抓取器(6)，所述底座(1)上部依次连接所述X轴滑移机构(2)、Y轴滑移机构(3)、R轴旋转机和Z轴滑移机构(4)，所述抓取器(6)设置在所述Z轴滑移机构(4)上，所述R轴旋转机构(5)旋转角度范围为0～360度。

2.根据权利要求1所述的一种定位单元的上件机构，其特征在于：所述X轴滑移机构(2)包括齿条(201)、齿轮(202)、X轴导轨(203)、X轴伺服电机(204)和X轴安装板(205)，所述齿条(201)和X轴导轨(203)沿纵向方向安装在所述底座(1)上，所述齿轮(202)和所述齿条(201)啮合，所述齿轮(202)和所述X轴伺服电机(204)的输出轴动力连接，所述X轴伺服电机(204)安装在所述X轴安装板(205)上，所述X轴安装板(205)滑动设置在X轴导轨(203)上。

3.根据权利要求2所述的一种定位单元的上件机构，其特征在于：所述Y轴滑移机构(3)包括Y轴伺服电机(301)、R轴安装板(302)和Y轴滚珠丝杠(303)、Y轴导轨(304)和Y轴安装座(305)，所述Y轴安装座(305)设置在所述X轴安装板(205)上，所述Y轴滚珠丝杠(303)的输入杆和所述Y轴伺服电机(301)动力连接，所述Y轴滚珠丝杠(303)的滑块和所述R轴安装板(302)连接，所述R轴安装板(302)滑动设置在所述Y轴导轨(304)上。

4.根据权利要求3所述的一种定位单元的上件机构，其特征在于：所述R轴旋转机构(5)包括R轴伺服电机(501)、Z轴安装板(502)、转盘(503)、R轴转盘安装座(504)、限位座(505)和限位块(506)，所述R轴转盘安装座(504)和所述R轴安装板(302)连接，所述转盘(503)设置在所述R轴转盘安装座(504)上，所述Z轴安装板(502)和所述转盘(503)转动连接安装，所述R轴伺服电机(501)设置在所述Z轴安装板(502)，所述R轴伺服电机(501)带动Z轴安装板(502)旋转，所述限位座(505)设置在所述R轴转盘安装座(504)上且和设置在所述Z轴安装板(502)上的限位块(506)配合。

5.根据权利要求4所述的一种定位单元的上件机构，其特征在于：所述Z轴滑移机构(4)包括Z轴伺服电机(401)、Z轴导轨(402)、触发杆(403)、行程开关(404)、Z轴滚珠丝杠(405)、抓取器安装座(406)、Z轴连接板(407)和Z轴安装座(408),所述Z轴安装座(408)安装在所述Z轴安装板(502)上，所述Z轴滚珠丝杠(405)和所述Z轴伺服电机(401)动力连接，所述Z轴滚珠丝杠(405)的滑块设置在所述Z轴导轨(402)上，所述Z轴滚珠丝杠(405)的滑块连接所述Z轴连接板(407)，所述Z轴连接板(407)上安装所述抓取器安装座(406)，所述触发杆(403)安装在所述Z轴连接板(407)上，所述行程开关(404)固定设置在所述Z轴安装座(408)上，所述行程开关(404)设置为上下两个。

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