CN217046449U - 零点定位可浮动自定心的搬运装置 - Google Patents

Abstract

一种零点定位可浮动自定心的搬运装置，包括，随行夹具组件、零点机构组件、零点机构组件连接板、机器人抓手连接组件、推动及防掉机构、传感器，其中，所述随行夹具组件安装在待搬运工件上；所述机器人抓手连接组件与机器人抓手连接；所述推动及防掉机构分别连接机器人抓手连接组件、零点机构组件连接板；所述零点机构组件固定在零点机构组件连接板上；所述随行夹具组件与所述零点机构组件可拆卸地配合。本实用新型的一种零点定位可浮动自定心的搬运装置通过锥套配合定心原理，对零件与抓手进行浮动配合，实现零点定位系统的精确定位找正。

Description

零点定位可浮动自定心的搬运装置

技术领域

本实用新型涉及自动化机械技术领域，具体涉及一种零点定位可浮动自定心的搬运装置。

背景技术

目前，在我国，国六标准汽车的排气处理系统比较大也比较重，焊接后外形尺寸差异较大。如果外形尺寸不能控制在零点定位系统要求范围内，后期自动搬运过程中会存在抓手零点定位机构不能准确抓放工件。如何高效，精确地将工件在尺寸差异较大的情况下实现自动化抓取定位，一直是困扰工厂制造的难题。

在现有技术情况下，对零点定位机构的初始定位精度要求较高。现有的机构位移距离小，载重轻，无法实现工件外形或位姿变化较大情况下的自动归位，且工件大多都是由人工手持吊具，对工件位姿进行调整，劳动强度高且无法实现自动化搬运；而在实施由机械手代替人工的自动化安装方案时，现有装置对工件的外形、位姿等的误差吸收能力较弱，很难保证把工件准确安装到位。

实际生产现场，大工件由机械手从夹具上取出统一放置在冷却架上，再由机械手抓取到焊接夹具上，由于工件外形差异较大，在冷却架和夹具中均无法实现精确定位，造成机械手在抓取工件时，工件与机械手抓手之间的相对位置有很大的随机性，致使机械手无法精确地将工件抓放到预定位置。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种零点定位可浮动自定心的搬运装置，通过锥套配合定心原理，对零件与抓手进行浮动配合，实现零点定位系统的精确定位找正。

为实现上述目的，本实用新型提供的零点定位可浮动自定心的搬运装置，包括，随行夹具组件、零点机构组件、零点机构组件连接板、机器人抓手连接组件、推动及防掉机构、传感器，其中，

所述随行夹具组件安装在待搬运工件上；

所述机器人抓手连接组件与机器人抓手连接；

所述推动及防掉机构分别连接机器人抓手连接组件、零点机构组件连接板；

所述零点机构组件固定在零点机构组件连接板上；

所述随行夹具组件与所述零点机构组件可拆卸地配合。

进一步地，所述随行夹具组件包括校准板、零点销、辅助支撑构件，其中，

校准板上开有两个零点销孔，用于容纳零点销，校准板的一侧平面为第一搬运基准平面；

零点销为机械手搬运基准销；

辅助支撑构件为根据工件形状和固定位置制作的辅助支撑结构，用于容纳校准板和连接工件。

进一步地，所述零点机构组件包括零点定位机构和零点定位机构支架，其中，

零点定位机构设置为两个，两个零点定位机构的中心孔分别与随行夹具组件的校准板上安装的两个零点销配合；

零点定位机构支架上开有两个通孔，用于容纳所述零点定位机构。

进一步地，所述机器人抓手连接组件包括机器人抓手连接板、定位销、连接锥轴、连接锥套、黄油嘴，其中，

所述连接锥套为具有环形凸缘的锥形套；

所述黄油嘴设置在所述连接锥套的环形凸缘的周向；

所述连接锥轴可浮动地设置在所述连接锥套内；

所述定位销为中空定位销，其放置在所述机器人抓手连接板上，其中心轴线与所述连接锥套的中心轴线重合；

所述机器人抓手连接板的两端设置有两个通孔，用于容纳所述推动及防掉机构的一部分。

进一步地，所述推动及防掉机构包括气缸、导向轴、气缸座、隔套、衬套、弹簧、铰链销、L形连接件、防掉钩、锥套、圆螺母、弹簧垫片、锥轴、防松垫圈，其中，

所述L形连接件的长端可拆卸地固定到所述零点机构组件连接板上，L形连接件的短端通过铰链销与所述防掉钩的一端铰接；

所述防掉钩的另一端通过铰链销与所述导向轴铰接；

所述导向轴为阶梯轴，其大端设置在所述气缸座的通孔内；

在所述导向轴的大端与所述气缸座的通孔之间设置有衬套；

所述弹簧设置在气缸座的外圆周侧并且位于零点机构组件连接板、机器人抓手连接组件之间；

所述气缸的气缸杆的一端连接有锥轴，作用在所述导向轴的大端端面上；

所述隔套设置在气缸的端面与机器人抓手连接板之间；

所述圆螺母设置在零点机构连接板与防掉钩之间，中间用防松垫圈固定。

更进一步地，所述气缸为超薄气缸。

本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置，与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)通过工件中相对固定的位置制作随行工装组件、连接锥轴与连接锥套的自动配合，利用零件定位机构组件与机器人抓手顺利组对，保证工件与抓手的相对位置精度，实现将外形差异较大的同类工件的准确抓取以及精确定位，进而为后续的自动化搬运及组装等作业提供基础；

(2)利用推动及防掉机构中的两边插销压紧机构来保证锥销与锥套的相对位置要求；

(3)利用推动及防掉机构对零点机构组件进行锁定，防止零点机构组件未抓稳而产生工件掉落事故；

(4)通过两个零点定位机构来夹紧随行夹具来实现工件的抓取；可以通过更换不同的随行夹具，以适应多种工件的生产搬运需求，从而提高了本装置的柔性；

(5)通过设置工件检测开关，可以实时监测工件有无状态，保证机械手作业的准确性及有效性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置立体示意图；

图2为零点定位可浮动自定心的搬运装置中的随行夹具组件的示意图；

图3为零点机构组件的示意图；

图4为机器人抓手连接组件示意图；

图5为推动及防掉机构的各个元件以及连接关系；

图6为零点定位可浮动自定心的搬运装置的局部剖视立体示意图，其中示出了推动及防掉机构的内部连接关系；

图7为根据本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置的分解图；

图8为根据本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为根据本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置立体示意图，如图1所示，本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置，包括，随行夹具组件1、零点机构组件2、机器人抓手连接组件3、推动及防掉机构4、零点机构连接板5，其中，

随行夹具组件1包括校准板11、零点销12、辅助支撑构件，其中校准板上开有两个零点销孔，用于容纳零点销12；校准板11的一侧平面为第一搬运基准平面A；零点销12为机械手搬运基准销，用于与零点机构组件中的零点定位机构初始配合，进行零点机构的粗校准和消除零点机构缩进对机械手臂产生的拉力，保护机械手，提高机械手的使用寿命；辅助支撑构件为根据工件形状和固定位置制作的辅助支撑结构，用于容纳校准板11和连接工件。图2示出了零点定位可浮动自定心的搬运装置中的随行夹具组件示意图。

零点机构组件2包括零点定位机构21和零点定位机构支架22，如图3所示，其中零点定位机构21设置为2个，两个零点定位机构21的中心孔分别与随行夹具组件的校准板11上安装的两个零点销12配合，通过钢珠挤压锥销定心原理对机构进行精确定位找正；零点定位机构支架22上开有两个通孔，用于容纳零点定位机构21，零点定位机构支架22与校准板11相配合的一侧为第二搬运基准平面B。第一搬运基准平面A和第二搬运基准平面B在搬运过程中相互配合。

另外，零点销孔之间的位置精度以及第一搬运基准平面A和第二搬运基准平面B的加工精度根据实际工件的搬运要求可以进行调整。

机器人抓手连接组件3包括机器人抓手连接板31、定位销32、连接锥套33、黄油嘴34、连接锥轴(未示出)，如图4所示，其中，连接锥套33为具有环形凸缘的锥形套，黄油嘴34设置在连接锥套33的环形凸缘的周向；连接锥轴可浮动地设置在连接锥套33内，并且连接锥轴的端面在极限位置处可抵靠在零点机构组件连接板中心位置处设置的盲孔端面处；定位销32为中空定位销，其放置在机器人抓手连接板上31，其中心轴线与连接锥套33的中心轴线重合；在机器人抓手连接板31的两端设置有两个通孔，用于容纳推动及防掉机构中的导向轴。

由于机械手从工装抓取的工件其位置随机性较大，另外还有因焊接变形而导致零点系统不能准确抓紧零点销的风险等，从而造成砸坏设备摔坏工件的可能，为此，在抓手抓取随行夹具时通过锥轴与锥套的离合来纠正误差。

推动及防掉机构4包括气缸401、导向轴402、气缸座403、隔套404、衬套405、弹簧406、铰链销407、L形连接件408、防掉钩409、锥套410、圆螺母411、弹簧垫片412、锥轴413、防松垫圈414，如图5和6所示，其中，L形连接件408的长端可拆卸地固定到零点机构连接板5上，L形连接件408的短端通过铰链销407与防掉钩409的一端铰接，防掉钩409的另一端通过铰链销407与导向轴402铰接；导向轴402为阶梯轴，其大端设置在气缸座403的通孔内，在导向轴402的大端与气缸座403的通孔之间设置有衬套404；弹簧406设置在气缸座403的外圆周侧，弹簧406的两端分别抵靠在气缸座403的端面与零点机构连接板5的平面上；气缸401的气缸杆的一端作用在导向轴402的大端端面上；隔套404设置在气缸401的端面与机器人抓手连接板31之间；气缸401为超薄气缸，通过浮动接头带动导向轴402前移顶紧零点机构连接板5，从而使零点定位机构准确保持位置以及带动铰链使防掉钩409转动到位。圆螺母411设置在零点机构连接板5与防掉钩409之间，中间用防松垫圈414固定，用于固定锥套410，避免小螺钉断裂从而锥套410脱落。

通过弹簧406推动零点机构连接板5实现锥轴413与锥套405的初步自定心，再利用机械手往前移动使锥销413和锥套405脱离实现机构的浮动，使搬运基准平面贴合，两个零点销12进入零点定位机构21的定位腔内，从而达到零点定位机构可以锁死随行夹具的目的。

在本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置上设置有五个接近检测开关传感器，分别设置在零点机构连接板5的两端及中间位置。其中，设置在零点定位连接板5的中间位置的传感器用于机械手将零点机构组件2放置到随行夹具组件1上后，零点定位机构夹紧时取抓手到位信号，保证机械手能够将抓手的零点机构准确放到随行夹具组件1的零点销12处。设置在零点机构连接板5两端的另外四个传感器取零点机构的夹紧和解锁到位信息，保证零点定位机构能够准确夹紧和松开零点销12，传递给机械手系统保证系统运转的有序性，防止机械手在部分夹紧时动作，降低了零件掉落的风险。

下面结合本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置工作过程，对本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置进一步地描述。

在初始状态，抓手气缸401处于缩回状态，防掉钩409处于打开状态，PLC系统给解锁电磁阀信号，电磁阀动作，给零点定位系统供气，零点定位系统解锁状态，位于零点机构连接板5两端的两个零点定位器解锁传感器有信号；

然后，机械手动作，机械手带动零点机构组件2放置到随行夹具组件1上方，下移压缩弹簧406，使推动及防掉机构4的连接锥轴与连接锥套脱离，零点定位系统贴紧随行夹具，传感器检测到有信号，PLC系统给解锁电磁阀信号，电磁阀回位，零点定位系统断气，蝶形弹簧推动钢珠，零点定位系统取消解锁状态，位于零点定位连接板两端的两个零点定位器夹紧感应器有信号，零点定位器锁住随行夹具上零点销从而锁住随行夹具；

之后，机械手动作，提起工件，机械手上移20mm，浮动定心机构的连接锥轴与连接锥套自动配合定心，超薄气缸动作，导向轴与锥套配合把工件固定在需要的位置，搬运到工件存放架上，存放架上检测开关检测到信号，控制系统给出指令，零点定位系统解锁，取得解锁信号后超薄气缸动作打开防掉落机构，机械手移开位置，进行其他工艺操作。

其他工艺操作完成后，机械手移动位置，同上述过程抓取随行夹具90度面，抓取到下一工序进行下一工艺操作。

操作完成后，机器人返回第一工序，进行下一循环。

通过以上机构使得零点定位系统可以准确找准位置，锁紧随行夹具；机械手带动安装在其上的抓手通过零点定位系统抓取工件，保证能够准确地安装在相应位置，从而保证工件与工装组对的精度，保证了自动化生产的进行。

本实用新型的零点定位可浮动自定心的搬运装置充分运用了锥轴与锥套配合可自定心的原理，运用弹簧的伸缩初步推动机构自动定心定位，利用锥套离合的方式，消除了零件因焊接变形引起的位置及角度波动，使得零点定位机构能够初步定位在零点销上，并准确贴合于随行工装；既保证了零点机构锁紧零点销的可靠性，同时有效防止零点销锁死对机器人的拉动损坏，保证了自动化搬运的可行性；利用气缸推动实现机构的锁定，同时气缸带动铰链机构实现防掉落功能，此二合一的设计结构有效地减轻了机械手的负载；整体结构设计简单，安全可靠，重量轻，实际应用中很大程度地保证了全自动生产过程中零件与工装组对的精度，实现了尺寸较大重量较重零件的自动化生产。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，包括，随行夹具组件、零点机构组件、零点机构组件连接板、机器人抓手连接组件、推动及防掉机构、传感器，其中，

所述随行夹具组件安装在待搬运工件上；

所述机器人抓手连接组件与机器人抓手连接；

所述推动及防掉机构分别连接机器人抓手连接组件、零点机构组件连接板；

所述零点机构组件固定在零点机构组件连接板上；

所述随行夹具组件与所述零点机构组件可拆卸地配合。

2.根据权利要求1所述的零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，所述随行夹具组件包括校准板、零点销、辅助支撑构件，其中，

校准板上开有两个零点销孔，用于容纳零点销，校准板的一侧平面为第一搬运基准平面；

零点销为机械手搬运基准销；

辅助支撑构件为根据工件形状和固定位置制作的辅助支撑结构，用于容纳校准板和连接工件。

3.根据权利要求2所述的零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，所述零点机构组件包括零点定位机构和零点定位机构支架，其中，

零点定位机构设置为两个，两个零点定位机构的中心孔分别与随行夹具组件的校准板上安装的两个零点销配合；

零点定位机构支架上开有两个通孔，用于容纳所述零点定位机构。

4.根据权利要求1所述的零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，所述机器人抓手连接组件包括机器人抓手连接板、定位销、连接锥轴、连接锥套、黄油嘴，其中，

所述连接锥套为具有环形凸缘的锥形套；

所述黄油嘴设置在所述连接锥套的环形凸缘的周向；

所述连接锥轴可浮动地设置在所述连接锥套内；

所述定位销为中空定位销，其放置在所述机器人抓手连接板上，其中心轴线与所述连接锥套的中心轴线重合；

所述机器人抓手连接板的两端设置有两个通孔，用于容纳所述推动及防掉机构的一部分。

5.根据权利要求1所述的零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，所述推动及防掉机构包括气缸、导向轴、气缸座、隔套、衬套、弹簧、铰链销、L形连接件、防掉钩、锥套、圆螺母、弹簧垫片、锥轴、防松垫圈，其中，

所述L形连接件的长端可拆卸地固定到所述零点机构组件连接板上，L形连接件的短端通过铰链销与所述防掉钩的一端铰接；

所述防掉钩的另一端通过铰链销与所述导向轴铰接；

所述导向轴为阶梯轴，其大端设置在所述气缸座的通孔内；

在所述导向轴的大端与所述气缸座的通孔之间设置有衬套；

所述弹簧设置在气缸座的外圆周侧并且位于零点机构组件连接板、机器人抓手连接组件之间；

所述气缸的气缸杆的一端连接有锥轴，作用在所述导向轴的大端端面上；

所述隔套设置在气缸的端面与机器人抓手连接板之间；

所述圆螺母设置在零点机构连接板与防掉钩之间，中间用防松垫圈固定。

6.根据权利要求5所述的零点定位可浮动自定心的搬运装置，其特征在于，所述气缸为超薄气缸。

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