焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具的製作方法

2023-04-29 08:37:27 1

本發明涉及焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具，更具體地說是一種能夠在設定的範圍內自由浮動的柔性浮動抓具。

背景技術：

傳統類型的機器人抓具是由定位機構、夾緊機構、固定框架以及換槍器等部件組成，其中，定位機構和夾緊機構相對固定不動，在上件和取件過程中，易發生板件與抓具和夾具之間的剛性碰撞進而損壞板件、夾具、抓具等。

技術實現要素：

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種結構簡單、使用及維護方便、低成本的焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具，以避免在上件或取件過程中發生剛性碰撞，保護板件、夾具和抓具等不受損。

本發明為解決技術問題採用如下技術方案：

本發明焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具的結構特點是：由浮動框架和固定框架組成；

所述固定框架是在呈矩形的抓具定位框架的頂面固定設置用於連接機器人的機器人連接盤，在所述抓具定位框架的外圍、分處在其左右兩側分別設置柔性浮動框架抱死機構，在其前後兩側分別設置浮動平衡機構；

所述浮動框架是在呈矩形的浮動框架本體的外圍固定設置板件定位夾緊機構；在所述浮動框架本體的內框中上分別設置浮動框架約束機構、浮動平衡機構安裝座以及抱死限位機構定位座；

所述柔性浮動框架抱死機構的結構形式是：定位銷通過銷座與雙導杆氣缸的活塞杆固聯，使定位銷能夠由所述雙導杆氣缸驅動在連接板的豎向通孔中豎向移動，所述連接板固定設置在抓具定位框架上；利用雙導杆氣缸驅動定位銷的伸縮運動，使所述定位銷與抱死限位機構定位座中的孔軸配合或分離，相應實現抱死限位或解除抱死限位功能；利用所述抱死限位機構定位座與所述抱死限位機構的協同作用分時段限位所述固定框架與所述浮動框架；

所述浮動平衡機構的結構形式為：在抓具定位框架上固定設置呈倒扣的保護套筒，以所述保護套筒為彈簧座，在所述彈簧座內設置拉簧，所述拉簧的一端與設置在浮動框架約束機構上的平衡機構安裝座通過銷軸相連接，另一端通過銷軸與連接塊相連接，所述連接塊與保護套筒的頂蓋固聯；

所述浮動框架約束機構的結構形式是：在浮動框架本體的兩側框上固定焊接由頂板、底板和背板構成的「C」形板，在所述「C」形板的頂板和底板上分別設置浮動滾珠，固定框架的邊框處在一對浮動滾珠之間，並存在有軸向活動間隙，利用一對浮動滾珠限制浮動框架機構在軸線方向的位移量。

本發明焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具的結構特點也在於：所述連接塊通過螺杆連接在保護套筒的頂蓋上，通過調節螺杆在保護套筒頂蓋上凸出的長度調整拉簧的預緊力。

本發明焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具的結構特點也在於：所述浮動平衡機構在所述固定框架的兩側對稱設置有至少兩組；所述浮動框架約束機構在所述浮動框架本體的兩側框上對稱設置有至少兩組；所述柔性浮動框架抱死機構為兩組，對應設置的兩隻抱死限位機構定位座分處在浮動框架本體的對角線位置上。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過浮動框架約束機構、彈簧浮動平衡機構和柔性浮動框架抱死機構的協同作用實現了在板件的上件和取件過程中的柔性化及板件貼合的自適應性，有效避免了上件和取件過程中發生剛性碰撞，保護板件、夾具和抓具等不受損。

2、本發明在柔性浮動框架抱死機構中採用雙導杆氣缸，其作用穩定不易發生因長期受力及扭矩而產生變形。

3、本發明在彈簧浮動平衡機構中設置可調螺杆，用於調節拉簧的拉伸量，進而調節拉簧的彈力大小以調節浮動框架機構的浮動範圍和效果，實現了對於不同車型板件的匹配。

附圖說明

圖1為本發明總體結構示意圖；

圖2為本發明浮動框架示意圖；

圖3為本發明固定框架示意圖；

圖4為本發明中浮動框架與固定框架配合結構示意圖；

圖5為本發明中柔性浮動框架抱死機構結構示意圖；

圖6為本發明中浮動平衡機構結構示意圖；

圖7為本發明浮動框架約束機構結構示意圖；

圖中標號：1浮動框架，2固定框架，101板件定位夾緊機構，102浮動框架約束機構，103浮動平衡機構安裝座，104抱死限位機構定位座，105浮動框架本體，201抓具定位框架，202柔性浮動框架抱死機構，203浮動平衡機構，204機器人連接盤，1022浮動滾珠，1023為「C」形板，2021定位銷，2022連接板，2023銷座，2024雙導杆氣缸，2031螺杆，2032連接塊，2033銷軸，2034拉簧，2035保護套筒。

具體實施方式

參見圖1、圖2和圖3，本實施例中焊裝線上門蓋自適應柔性浮動抓具是由浮動框架1和固定框架2組成。

如圖1和圖3所示，固定框架2是在呈矩形的抓具定位框架201的頂面固定設置用於連接機器人的機器人連接盤204，在抓具定位框架201的外圍、分處在其左右兩側分別設置柔性浮動框架抱死機構202，在其前後兩側分別設置浮動平衡機構203。

如圖1和圖2所示，浮動框架1是在呈矩形的浮動框架本體105的外圍固定設置板件定位夾緊機構101；在浮動框架本體105的內框中上分別設置浮動框架約束機構102、浮動平衡機構安裝座103以及抱死限位機構定位座104。

如圖4和圖5所示，柔性浮動框架抱死機構202的結構形式是：定位銷2021通過銷座2023與雙導杆氣缸2024的活塞杆固聯，使定位銷2021能夠由雙導杆氣缸2024驅動在連接板2022的豎向通孔中豎向移動，連接板2022固定設置在在抓具定位框架201上；利用雙導杆氣缸2024驅動定位銷2021的伸縮運動，使定位銷2021與抱死限位機構定位座104中的孔軸形成配合或相互分離，相應實現抱死限位或解除抱死限位功能；即當定位銷2021在雙導杆氣缸的驅動下頂出與抱死限位機構定位座104相配合時，產生抱死限位功能；反之當定位銷2021在雙導杆氣缸的驅動下縮回，並與抱死限位機構定位座104分離時，解除抱死限位功能；利用抱死限位機構定位座104與抱死限位機構202的協同作用分時段限位固定框架2與浮動框架1。採用雙導杆氣缸，其作用穩定不易發生因長期受力及扭矩而產生變形。

如圖4和圖6所示，浮動平衡機構203的結構形式為：在抓具定位框架201上固定設置呈倒扣的保護套筒2035，以保護套筒2035為彈簧座，在彈簧座內設置拉簧2034，拉簧2034的一端與設置在浮動框架約束機構102上的平衡機構安裝座103通過銷軸相連接，另一端通過銷軸2033與連接塊2032相連接，連接塊(2032)與保護套筒(2035)的頂蓋固聯。利用平衡機構安裝座103與浮動平衡機構203的協同作用平衡浮動框架2，減緩抓具在取件過程中的運動衝擊。

如圖4和圖7所示，浮動框架約束機構102的結構形式是：在浮動框架本體105的兩側框上固定焊接由頂板、底板和背板構成的「C」形板1023，在「C」形板1023的頂板和底板上分別設置浮動滾珠1022，固定框架201的邊框處在一對浮動滾珠1022之間，並存在有軸向活動間隙，利用一對浮動滾珠1022限制浮動框架機構1在軸線方向的位移量。

具體實施中，為了實現對不同車型板件的匹配及浮動的平穩性，設置連接塊2032是通過螺杆2031連接在保護套筒2035的頂蓋上，通過調節螺杆2031在保護套筒2035頂蓋上凸出的長度調整拉簧2034的預緊力，進而調節拉簧的拉伸量。

為了保證動作平穩性，本實施例中設置浮動平衡機構203在固定框架2的兩側對稱設置有至少兩組；浮動框架約束機構102在浮動框架本體105的兩側框上對稱設置有至少兩組；設置多組浮動平衡機構203以及浮動框架約束機構102有利於使平衡效果趨於平緩，減小波動和運動衝擊；柔性浮動框架抱死機構202為兩組，對應設置的兩隻抱死限位機構定位座104分處在浮動框架本體105的對角線位置上。

本實施例中是以板件定位夾緊機構101實現對板件的抓取，通過浮動框架約束機構102、浮動平衡機構203和柔性浮動框架抱死機構202的協同作用實現板件在取件、放件過程中的柔性化及板件貼合的自適應性。

工作過程：

連接在機器人連接盤204上的機器人在其運動軌跡內通過浮動抓具從精定位料框或置臺等其它平臺上抓取板件，初始狀態下柔性浮動框架抱死機構202中定位銷處於伸出狀態，固定框架2與浮動框架1處於抱死狀態。當浮動抓具運動到指定取件位置時，板件定位夾緊機構101中的接近開關檢測板件是否到位並產生信號，在板件到位信號發生時，板件定位夾緊機構101夾緊板件並反饋信號給機器人使機器人帶動浮動抓具抓取板件運動至指定放件位置，此運動過程中浮動抓具的固定框架2和浮動框架1一直處於抱死狀態。當機器人取件運動到指定放件位置上方時，抱死限位機構202中的定位銷縮回，浮動抓具浮動功能產生，浮動框架1通過浮動框架約束機構102和浮動平衡機構203的協同作用使得板件良好地貼合車身，從而達到板件貼合最佳狀態，完成取件、放件過程。