一種隨行定位工裝快速切換的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于汽車(chē)白車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)輸送過(guò)程的隨行定位工裝自動(dòng)化快速切換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造和輸送領(lǐng)域，越來(lái)越強(qiáng)調(diào)重復(fù)定位精度及車(chē)型間柔性切換的重要性，特別是汽車(chē)焊裝生產(chǎn)制造領(lǐng)域。鑒于汽車(chē)產(chǎn)量及最終用戶(hù)個(gè)性化需求的大幅度提高，焊裝生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)于輸送系統(tǒng)的重復(fù)定位精度和產(chǎn)品多樣性對(duì)于白車(chē)身最終質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高。
[0003]如圖1所示，在汽車(chē)裝配中，整個(gè)基礎(chǔ)車(chē)身3是由成型的鋼材料和相應(yīng)部件組成?，F(xiàn)代焊裝生產(chǎn)線(xiàn)上，在整個(gè)生產(chǎn)流水線(xiàn)上要有數(shù)百個(gè)工位。在車(chē)身焊裝時(shí)，為了能讓機(jī)器人或者操作工能夠準(zhǔn)確地零部件定位與上料，保證車(chē)身在每個(gè)獨(dú)立的集成工位的定位精度與準(zhǔn)確度是非常必要的。
[0004]目前有很多種方法傳送與定位車(chē)身，如圖1所示的使用帶有機(jī)械式定位鎖緊單元立管或立柱I的隨行定位臺(tái)車(chē)4是一種優(yōu)選方式。典型的做法是將車(chē)身3落在帶有6-8個(gè)立管或立柱I的托盤(pán)小車(chē)4上，從而將其從一個(gè)工位移動(dòng)到另外一個(gè)工位。為了保證車(chē)身3能夠精確的落在每一個(gè)流水線(xiàn)的工位上，車(chē)身3必須要先在托盤(pán)小車(chē)4上相對(duì)位置固定，即托盤(pán)小車(chē)4和車(chē)身3在XYZ的三向固定于相對(duì)工位所要求的位置。由于不同車(chē)型的車(chē)身3和零部件的定位位置不同，帶有固定位置立管或立柱I的托盤(pán)小車(chē)4無(wú)法滿(mǎn)足同一托盤(pán)小車(chē)傳送不同車(chē)身的要求。采用不同托盤(pán)小車(chē)4不僅導(dǎo)致托盤(pán)小車(chē)的數(shù)量成本增加，并且多車(chē)型托盤(pán)小車(chē)需要占用較大的存儲(chǔ)空間，而且在托盤(pán)小車(chē)4按順序擺放時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤導(dǎo)出的概率較高，無(wú)法達(dá)到柔性化生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:改善當(dāng)前全混流、全柔性生產(chǎn)的生產(chǎn)線(xiàn)傳送小車(chē)無(wú)法一車(chē)多用的情況，滿(mǎn)足在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)不同車(chē)身或者不同零部件時(shí)使用同一傳輸小車(chē)運(yùn)輸不同車(chē)身需求。因具有無(wú)需外部氣、電等能源消耗的特點(diǎn)，其機(jī)械式定位鎖緊單元自身的鎖緊、打開(kāi)及車(chē)型間重復(fù)定位精度與一致性切換是目前存在的缺陷，柔性解決鎖緊單元快速切換是其關(guān)鍵。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種隨行定位工裝快速切換的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)，包括可更換的立管或立柱及機(jī)器人上的抓持夾具，其特征在于，還包括固定于所述立管或立柱側(cè)邊的定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，該定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與機(jī)器人上的抓持夾具相配合，使得機(jī)器人抓手能夠準(zhǔn)確地抓住所述立管或立柱；
[0007]在定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的兩側(cè)分別分布有至少一個(gè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔，在抓持夾具上設(shè)有與錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔相配合的錐形導(dǎo)向銷(xiāo)；在抓持夾具位于兩側(cè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)間的部分上設(shè)有公頭，在定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位于兩側(cè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔間的部分上設(shè)有供公頭插入的母頭，其中:
[0008]公頭插入母頭部分的端部為錐形端，在公頭該部分的外圓周面上開(kāi)有一圈凹槽；
[0009]母頭包括分離的上端蓋及端蓋，上端蓋與端蓋間通過(guò)外部高壓氣體驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的液動(dòng)裝置、外部的氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置使得導(dǎo)向環(huán)上下運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼珠打開(kāi)、鎖緊，在上端蓋與端蓋共同形成的腔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)中部開(kāi)有供公頭插入的錐形孔，在錐形孔孔壁與插入的公頭之間設(shè)有多個(gè)呈環(huán)形布置的鋼珠，鋼珠與公頭上的凹槽相配合，通過(guò)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋與端蓋上的鎖緊力使得導(dǎo)向環(huán)始終對(duì)鋼珠提供鎖緊趨勢(shì)的力，并使得鋼珠在鎖緊狀態(tài)和松開(kāi)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換；
[0010]當(dāng)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋與端蓋上的鎖緊力減小，鋼珠處于松開(kāi)狀態(tài)，公頭的錐形端對(duì)鋼珠的推力大于鋼珠對(duì)公頭的鎖緊力，公頭可自由伸入或抽出母頭；
[0011]當(dāng)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋與端蓋上的鎖緊力增大，鋼珠處于鎖緊狀態(tài)，鋼珠落入公頭上的凹槽將公頭定位鎖緊。
[0012]將本發(fā)明提供的機(jī)構(gòu)與機(jī)器人臂配合，可以滿(mǎn)足一次對(duì)準(zhǔn)要求，減少額外的定位矯正工序，切換速度快，占用節(jié)拍少。由于其自動(dòng)導(dǎo)入并且精確定位的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了機(jī)器人臂定位精度不高的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為現(xiàn)有的傳送與定位車(chē)身的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中的立管或立柱與機(jī)械人相配合的示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中的定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)部分示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明中的母頭與公頭安裝位置示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明中的母頭與公頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以?xún)?yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0019]本發(fā)明提供了一種隨行定位工裝快速切換的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)，結(jié)合圖2，包括可更換的立柱5。通常情況下，使用機(jī)器人抓持立柱5，將立柱5靠近需要在托盤(pán)小車(chē)4上定位的位置。在待定位處預(yù)先固定鎖緊母頭，由于機(jī)器人抓持?jǐn)[放時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足精確定位，依靠母頭上的導(dǎo)向槽引導(dǎo)公頭精確定位后鎖緊。
[0020]為了能讓托盤(pán)小車(chē)4上的立柱5在工業(yè)機(jī)器人臂輔助下進(jìn)行快速更換，如圖2所示，本發(fā)明在立柱5的側(cè)邊增加定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6，與機(jī)器人上的抓持夾具7配合，使得機(jī)器人抓手能夠準(zhǔn)確地抓住立柱5。結(jié)合圖3，定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6兩側(cè)分布錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔8，與其配合的是抓持夾具12上的兩個(gè)定位銷(xiāo)9。如果定位銷(xiāo)9與錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔8的配合過(guò)緊，由于機(jī)器人偏差及加工誤差會(huì)導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確插入。因此，在兩個(gè)定位銷(xiāo)9中間增加公頭11，在兩個(gè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔8中間增加母頭。
[0021]結(jié)合圖5，在該圖中，除公頭11外，其余皆為母頭。
[0022]公頭11插入母頭部分的端部為錐形端，在公頭11該部分的外圓周面上開(kāi)有一圈凹槽。
[0023]母頭包括分離的上端蓋13及端蓋15，上端蓋13與端蓋15間通過(guò)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖緊，在上端蓋13與端蓋15共同形成的腔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向環(huán)14，導(dǎo)向環(huán)14中部開(kāi)有供公頭11插入的錐形孔，在錐形孔孔壁與插入的公頭11之間設(shè)有多個(gè)鋼珠12，鋼珠12與公頭11上的凹槽相配合，通過(guò)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋13與端蓋15上的鎖緊力使得導(dǎo)向環(huán)14始終對(duì)鋼珠12提供鎖緊趨勢(shì)的力，并使得鋼珠12在鎖緊狀態(tài)和松開(kāi)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，鋼珠12的作用為在特定壓力對(duì)公頭起到定位左右，與球軸承原理相同。
[0024]鋼珠12狀態(tài)之前的切換依靠其下部導(dǎo)向環(huán)14的上下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。導(dǎo)向環(huán)14始終對(duì)鋼珠12提供鎖緊趨勢(shì)的力，該力可以根據(jù)要求采用機(jī)械裝置或氣動(dòng)裝置或液動(dòng)裝置來(lái)完成。當(dāng)公頭11伸入母頭時(shí)，公頭11錐形端推力大于母頭所提供的鎖緊力。鋼珠12松開(kāi)，公頭順利導(dǎo)入。當(dāng)公頭11完全導(dǎo)入后，增大母頭鎖緊力，將鋼珠12卡在公頭11中間的凹槽處，讓公頭11完全準(zhǔn)確的嵌入所需位置，、以達(dá)到精確定位的作用。當(dāng)需要拆卸時(shí)，減小母頭的鎖緊力，使得鋼珠12處于松弛狀態(tài)后將公頭11拉出，當(dāng)公頭11的拉出力大于鋼珠12的鎖緊力時(shí)，鋼珠12被迫松開(kāi)，公頭11順利導(dǎo)出。
[0025]公頭11及母頭的安裝位置如圖4所示。用公頭11及母頭來(lái)保證抓手與立柱5的相對(duì)位置精度，錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔8與所對(duì)應(yīng)的錐形導(dǎo)向銷(xiāo)可采用易插入的間隙配合。同時(shí)，在抓持夾具7上安裝氣動(dòng)夾頭10，輔助公頭11及母頭進(jìn)行固定與夾緊。
[0026]本發(fā)明的基本工作步驟為:機(jī)器人臂懸掛抓持夾具7接近立柱5，此時(shí)夾具上的氣動(dòng)夾頭10處于打開(kāi)狀態(tài)。夾具通過(guò)機(jī)器人臂接近待抓取立柱5，通過(guò)定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6進(jìn)行初定位，之后繼續(xù)接近，公頭11及母頭的功能開(kāi)始實(shí)現(xiàn)，待夾具7上的公頭11完全插入立柱5上的母頭后，鎖緊公頭11及母頭，之后，將氣動(dòng)夾頭10夾緊。待抓持夾具上的氣動(dòng)夾頭10夾緊后，松開(kāi)使得立柱5與托盤(pán)小車(chē)4分離，抬起機(jī)器人臂，便完成了快速切換立柱的基本步驟。其中該過(guò)程中的夾緊松開(kāi)均采用電氣自動(dòng)化控制，控制準(zhǔn)確，相對(duì)時(shí)間短。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隨行定位工裝快速切換的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)，包括可更換的立管或立柱(5)及機(jī)器人上的抓持夾具(7)，其特征在于，還包括固定于所述立管或立柱(5)側(cè)邊的定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)，該定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)與機(jī)器人上的抓持夾具(7)相配合，使得機(jī)器人抓手能夠準(zhǔn)確地抓住所述立管或立柱(5)； 在定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)的兩側(cè)分別分布有至少一個(gè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔(8)，在抓持夾具(7)上設(shè)有與錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔(8)相配合的錐形導(dǎo)向銷(xiāo)(9);在抓持夾具(7)位于兩側(cè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)(9)間的部分上設(shè)有公頭(11)，在定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)位于兩側(cè)錐形導(dǎo)向銷(xiāo)孔(8)間的部分上設(shè)有供公頭(11)插入的母頭，其中: 公頭(11)插入母頭部分的端部為錐形端，在公頭(11)該部分的外圓周面上開(kāi)有一圈凹槽； 母頭包括分離的上端蓋(13)及端蓋(15)，上端蓋(13)與端蓋(15)間通過(guò)外部高壓氣體驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的液動(dòng)裝置、外部的氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置使得導(dǎo)向環(huán)(10)上下運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼珠⑶打開(kāi)、鎖緊，在上端蓋(13)與端蓋(15)共同形成的腔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向環(huán)(14)，導(dǎo)向環(huán)(14)中部開(kāi)有供公頭(11)插入的錐形孔，在錐形孔孔壁與插入的公頭(11)之間設(shè)有多個(gè)呈環(huán)形布置的鋼珠(12)，鋼珠(12)與公頭(11)上的凹槽相配合，通過(guò)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋(13)與端蓋(15)上的鎖緊力使得導(dǎo)向環(huán)(14)始終對(duì)鋼珠(12)提供鎖緊趨勢(shì)的力，并使得鋼珠(12)在鎖緊狀態(tài)和松開(kāi)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換； 當(dāng)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋(13)與端蓋(15)上的鎖緊力減小，鋼珠(12)處于松開(kāi)狀態(tài)，公頭(11)的錐形端對(duì)鋼珠(12)的推力大于鋼珠(12)對(duì)公頭(11)的鎖緊力，公頭(11)可自由伸入或抽出母頭； 當(dāng)液動(dòng)裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械裝置加載在上端蓋(13)與端蓋(15)上的鎖緊力增大，鋼珠(12)處于鎖緊狀態(tài)，鋼珠(12)落入公頭(11)上的凹槽將公頭(11)定位鎖緊。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種隨行定位工裝快速切換的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)，包括可更換的立管或立柱及機(jī)器人上的抓持夾具，其特征在于，還包括固定于所述立管或立柱側(cè)邊的定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，該定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與機(jī)器人上的抓持夾具相配合，使得機(jī)器人抓手能夠準(zhǔn)確地抓住所述立管或立柱。將本發(fā)明提供的機(jī)構(gòu)與機(jī)器人臂配合，可以滿(mǎn)足一次對(duì)準(zhǔn)要求，減少額外的定位矯正工序，切換速度快，占用節(jié)拍少。由于其自動(dòng)導(dǎo)入并且精確定位的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了機(jī)器人臂定位精度不高的缺點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B23K37/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104889628
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510338606
【發(fā)明人】田力
【申請(qǐng)人】柯馬(上海)工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日