車頂塗膠用機器人吸盤手爪的製作方法

2023-06-14 04:35:56

專利名稱：車頂塗膠用機器人吸盤手爪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車製造用機器人部件，尤其涉及一種車頂塗膠用機器人吸盤手 爪。
背景技術：
在車頂總成作業中，目前國內企業普遍採用將車頂橫梁放在專機上進行塗膠然後 由人工將已塗膠的車頂橫梁和車頂外蓋焊接成車頂總成。由於塗膠用的專機只適用單一品 種，且塗膠速度較低(大約Is/點)，因此不能滿足車型切換的需要。換句話說，汽車廠的車 身焊裝主線大部分是按訂單生產的柔性生產系統，而車頂總成組裝線都是單品種或批量切 換型生產系統，遇車型變化需增加新的專機，導致每條主線周圍需要布置不同的車頂總成 組裝線，佔用大量車間場地，且由於受場地限制，給後續新車型的引入帶來實際困難。因此，現有技術中存在如專機塗膠品種單一、佔地多，生產柔性化程度低等缺點。

發明內容
本發明的目的，就是為了解決上述現有技術存在的問題，而提供一種車頂塗膠用 機器人吸盤手爪，該手爪能兼容十幾個車型的車頂塗膠作業，同時還具備智能化功能。本發明是通過下述技術方案實現的一種車頂塗膠用機器人吸盤手爪，包括主體框架和設於主體框架上端面中部的與 機器人連接的連接法蘭，還包括設於主體框架底端面上的第一組、第二組、第三組和第四組 吸盤，其中，所述第一組吸盤包括固定於主體框架最右側的連接杆和兩個真空吸盤；所述第一組的兩個真空吸盤與連接杆固定連接，且對稱設置於主體框架前後兩 側，所述兩個真空吸盤的吸盤面朝向右下側，且與垂直於主體框架底端面的直線之間的夾 角為a，所述夾角a為7° 9° ；所述第二組吸盤包括固定於主體框架上且相鄰於第一組吸盤右側的連接杆、分別 與連接杆兩端活動連接且對稱設於主體框架前後兩側的兩個活動吸盤、設於活動吸盤旁且 固定於連接杆上的擺角調節裝置和設於所述連接杆與所述活動吸盤連接處的限位機構；所述第二組的兩個活動吸盤的吸盤面朝向右下側，且與垂直於主體框架底端面的 直線之間的夾角為b，所述夾角b為8°，所述擺角調節裝置包括氣缸和與氣缸連接的雙肘 接頭，所述氣缸固定於連接杆上，所述雙肘接頭的接頭處與所述活動吸盤連接，所述氣缸帶 動所述雙肘接頭來調節所述活動吸盤夾角b的角度，所述限位機構包括設於連接杆端部的 限位凸塊、分別設於活動吸盤的活動連接處且位於所述限位凸塊兩側的螺釘座及螺釘，所 述螺釘座上開有一螺釘孔，所述螺釘擰入所述螺釘孔中；所述第三組吸盤包括固定於主體框架上且相鄰於第二組吸盤右側的支架杆、分別 設於支架杆兩端且中心開有通孔的兩個夾緊器和一端均固定有吸盤的兩個活動杆，所述兩 個活動杆的另一端分別穿過相應夾緊器的通孔，且活動杆的該端均設有一直徑大於上述通孔的杆帽；當夾緊器關閉時，所述吸盤隨所述活動杆在所述通孔中上下移動而浮動；當夾 緊器啟動時，所述吸盤隨所述活動杆被固定；所述第四組吸盤包括固定於主體框架最右側的連接杆、分別與連接杆兩端活動連 接且對稱設於主體框架前後兩側的兩個活動吸盤、設於活動吸盤旁且固定於連接杆上的擺 角調節裝置和設於所述連接杆與所述活動吸盤連接處的限位機構；所述第四組的兩個活動吸盤的吸盤面朝向左下側，且與垂直於主體框架底端面的 直線之間的夾角為c，所述夾角c為8°，所述擺角調節裝置包括氣缸和與氣缸連接的雙肘 接頭，所述氣缸固定於連接杆上，所述雙肘接頭的接頭處與所述活動吸盤連接，所述氣缸帶 動所述雙肘接頭來調節所述活動吸盤夾角c的角度，所述限位機構包括設於連接杆端部的 限位凸塊、分別設於活動吸盤的活動連接處且位於所述限位凸塊兩側的螺釘座及螺釘，所 述螺釘座上開有一螺釘孔，所述螺釘擰入所述螺釘孔中。上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其中，在主體框架位於第三組吸盤和第四組吸 盤之間設有一用於視覺校正的照相機。上述的車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其中，在主體框架位於第二組吸盤和第三組 吸盤之間設有一防脫鉤裝置，所述防脫鉤裝置包括固定於主體框架上的安裝杆、兩個分別 固定於所述安裝杆兩端的旋轉氣缸和分別設於所述旋轉氣缸的旋轉部件上的兩個防脫鉤。上述的車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其中，所述第四組吸盤的連接杆的兩側還分 別設有一防脫鉤裝置，所述防脫鉤裝置包括兩段分別從所述第四組吸盤的連接杆兩側延伸 出的安裝杆、兩個分別固定於所述安裝杆兩端的旋轉氣缸和分別設於所述旋轉氣缸的旋轉 部件上的兩個防脫鉤。與現有技術相比較，本發明具有以下優點1.採用機器人吸盤手爪抓取車頂進行塗膠裝配，遇生產線新車型切換時，無需更 換夾具而能進行抓取、塗膠要求；而原有的車頂橫梁塗膠專機，不能實現產品切換；2.採用2D照相識別和視覺校正系統，使手爪具備智能化功能，手爪根據照相和視 校系統的識別能精確實施抓取；而原有的車頂橫梁塗膠專機無2D照相識別和視校系統，靠 人工搬放工件；3.手爪吸盤支架設計具有角度調節和升降浮動功能，能兼容十幾個車型的車頂塗 膠作業；而原有的車頂橫梁塗膠專機僅滿足單一產品。


下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步描述。圖1是本發明的立體結構示意圖；圖2是圖1中A的局部放大示意圖；圖3是圖1的正視圖；圖4是本發明實施示意圖之一；圖5是本發明實施示意圖之二。
具體實施例方式參閱圖1至圖3，一種車頂塗膠用機器人吸盤手爪，包括主體框架5和設於主體框
5架上端面中部的與機器人連接的連接法蘭51，還包括從左至右依次設於主體框架底端面上 的第一組吸盤1、第二組吸盤2、防脫鉤裝置6、第三組吸盤3和第四組吸盤4。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，所述第一組吸盤1包括固定於主體框架最 左側的連接杆11和兩個真空吸盤12，所述第一組的兩個真空吸盤12與連接杆11固定連 接，且對稱設置於主體框架5前後兩側，所述兩個真空吸盤12的吸盤面朝向右下側，且與垂 直於主體框架底端面的直線之間的夾角為a，所述夾角a為7° 9°，該組吸盤用於加長型 車頂的抓吸。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，所述第二組吸盤2包括固定於主體框架5 上且相鄰於第一組吸盤1右側的連接杆21、分別與連接杆21兩端活動連接且對稱設於主 體框架5前後兩側的兩個活動吸盤25、設於活動吸盤25旁且固定於連接杆21上的擺角調 節裝置和設於所述連接杆21與所述活動吸盤25連接處的限位機構；所述第二組的兩個活 動吸盤25的吸盤面朝向右下側，且與垂直於主體框架底端面的直線之間的夾角為b，所述 夾角b為8°，所述擺角調節裝置包括氣缸26和與氣缸26連接的雙肘接頭27，所述氣缸26 固定於連接杆21上，所述雙肘接頭27的接頭處與所述活動吸盤25連接，所述氣缸26帶動 所述雙肘接頭27來調節所述活動吸盤25夾角b的角度，所述限位機構包括設於連接杆21 端部的限位凸塊22、分別設於活動吸盤25的活動連接處且位於所述限位凸塊22兩側的螺 釘座24及螺釘23，所述螺釘座24上開有一螺釘孔，所述螺釘23擰入所述螺釘孔中。通過 擺角調節裝置和限位機構的共同作用，活動吸盤25的夾角b可保持在8° 士5°範圍內擺 動，由此調整活動吸盤25與不同曲面的車頂接觸面的吻合。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，所述第三組吸盤3包括固定於主體框架5 上且相鄰於第二組吸盤2右側的支架杆31、分別設於支架杆31兩端且中心開有通孔的兩個 夾緊器32和一端均固定有吸盤33的兩個活動杆34，所述兩個活動杆34的另一端分別穿過 相應夾緊器32的通孔，且活動杆34的該端均設有一直徑大於上述通孔的杆帽35 ；當夾緊 器32關閉時，所述吸盤3隨所述活動杆34在所述通孔中上下移動而浮動；當夾緊器32啟 動時，所述吸盤33隨所述活動杆34被固定。通過上述設計第三組吸盤3具有上下浮動和 鎖緊功能，能滿足各種車頂的高低差別。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，所述第四組吸盤4包括固定於主體框架5 最右側的連接杆41、分別與連接杆41兩端活動連接且對稱設於主體框架5前後兩側的兩個 活動吸盤45、設於活動吸盤45旁且固定於連接杆41上的擺角調節裝置和設於所述連接杆 41與所述活動吸盤45連接處的限位機構；所述第四組的兩個活動吸盤45的吸盤面朝向左 下側，且與垂直於主體框架5底端面的直線之間的夾角為c，所述夾角c為8°，所述擺角調 節裝置包括氣缸46和與氣缸46連接的雙肘接頭47，所述氣缸46固定於連接杆41上，所述 雙肘接頭47的接頭處與所述活動吸盤45連接，所述氣缸46帶動所述雙肘接頭47來調節 所述活動吸盤45夾角c的角度，所述限位機構包括設於連接杆41端部的限位凸塊42、分 別設於活動吸盤45的活動連接處且位於所述限位凸塊42兩側的螺釘座44及螺釘43，所 述螺釘座44上開有一螺釘孔，所述螺釘43擰入所述螺釘孔中。通過擺角調節裝置和限位 機構的共同作用，活動吸盤45的夾角c可保持在8° 士 5°範圍內擺動，由此調整活動吸盤 45與不同曲面的車頂接觸面的吻合。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，在主體框架5位於第二組吸盤2和第三組吸盤3之間設有一防脫鉤裝置6，所述防脫鉤裝置6包括固定於主體框架5上的安裝杆61、 兩個分別固定於所述安裝杆61兩端的旋轉氣缸63和分別設於旋轉氣缸61的旋轉部件上 的兩個防脫鉤62，所述防脫鉤62可隨著旋轉氣缸61的啟動而轉動。抓起車頂前，該防脫鉤 呈收起狀態，當車頂抓起後，防脫鉤旋轉180°，可有效防止手爪吸盤失靈時車頂不會脫落。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，所述第四組吸盤4的連接杆41的兩側還分 別設有一防脫鉤裝置7，所述防脫鉤裝置7包括兩段分別從所述第四組吸盤的連接杆41兩 側延伸出的安裝杆73、兩個分別固定於所述安裝杆73兩端的旋轉氣缸72和分別設於所述 旋轉氣缸72的旋轉部件上的兩個防脫鉤71，所述防脫鉤71可隨著旋轉氣缸72的啟動而轉 動。抓起車頂前，該防脫鉤呈收起狀態，當車頂抓起後，防脫鉤旋轉180°，可有效防止手爪 吸盤失靈時車頂不會脫落。在上述車頂塗膠用機器人吸盤手爪中，在主體框架5位於第三組吸盤3和第四組 吸盤4之間設有一照相機單元，該照相機單元包括固定於主體框架5的照相機支架52和安 裝於照相機支架52上的照相機53，所述照相機53攝取的車頂圖像，通過視覺校正系統的智 能分析，可自動校正手爪的抓取狀態，準確抓取車頂進行塗膠。實施例1參閱圖4和圖5，機器人車頂塗膠吸盤手爪的工作過程首先，車頂薄板(工件)層 放在料架車上，料架車由人工推入到指定的定位槽內。機器人車頂塗膠吸盤手爪在抓取工 件時，先在料架上方對工件進行拍照，並將圖像與事先已存入的標準圖像進行比較，從而識 別出工件的型號規格和工件的實際平面位置，根據計算結果，手爪自動調整姿態對工件進 行抓取。在抓取過程中，機器人根據工件的型號規格的不同，對某些工件曲面變化大或長短 變化大的產品，如常規車頂82、加長型車頂81等，能自行進行吸盤的角度調整或吸盤吸點 的選擇，手爪中間段的浮動吸盤能根據工件曲面的高低進行自動調節，當真空吸盤工作後， 在電磁閥的作用下，夾緊器將浮動吸盤的支架鎖緊，保證工件在抓取和運動的過程中不移 位不變形。機器人車頂塗膠吸盤手爪將車頂抓取後上提，將工件翻身(即車頂的凹面朝上) 移至塗膠槍下方，由塗膠槍枝架上的2D相機對工件進行第二次拍照進行塗膠識別。然後， 機器人按規定的軌跡進行移動，膠槍對工件進行塗膠，塗膠完畢後，機器人將工件翻回身並 放入到車頂傳送帶上，空手爪回到車頂料架的上方。一個工作循環結束。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人 員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變換或變型，因此所有等同的 技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
一種車頂塗膠用機器人吸盤手爪，包括主體框架和設於主體框架上端面中部的與機器人連接的連接法蘭，其特徵在於，還包括設於主體框架底端面上的第一組、第二組、第三組和第四組吸盤，其中，所述第一組吸盤包括固定於主體框架最右側的連接杆和兩個真空吸盤；所述第一組的兩個真空吸盤與連接杆固定連接，且對稱設置於主體框架前後兩側，所述兩個真空吸盤的吸盤面朝向右下側，且與垂直於主體框架底端面的直線之間的夾角為a，所述夾角a為7°～9°；所述第二組吸盤包括固定於主體框架上且相鄰於第一組吸盤右側的連接杆、分別與連接杆兩端活動連接且對稱設於主體框架前後兩側的兩個活動吸盤、設於活動吸盤旁且固定於連接杆上的擺角調節裝置和設於所述連接杆與所述活動吸盤連接處的限位機構；所述第二組的兩個活動吸盤的吸盤面朝向右下側，且與垂直於主體框架底端面的直線之間的夾角為b，所述夾角b為8°，所述擺角調節裝置包括氣缸和與氣缸連接的雙肘接頭，所述氣缸固定於連接杆上，所述雙肘接頭的接頭處與所述活動吸盤連接，所述氣缸帶動所述雙肘接頭來調節所述活動吸盤夾角b的角度，所述限位機構包括設於連接杆端部的限位凸塊、分別設於活動吸盤的活動連接處且位於所述限位凸塊兩側的螺釘座及螺釘，所述螺釘座上開有一螺釘孔，所述螺釘擰入所述螺釘孔中；所述第三組吸盤包括固定於主體框架上且相鄰於第二組吸盤右側的支架杆、分別設於支架杆兩端且中心開有通孔的兩個夾緊器和一端均固定有吸盤的兩個活動杆，所述兩個活動杆的另一端分別穿過相應夾緊器的通孔，且活動杆的該端均設有一直徑大於上述通孔的杆帽；當夾緊器關閉時，所述吸盤隨所述活動杆在所述通孔中上下移動而浮動；當夾緊器啟動時，所述吸盤隨所述活動杆被固定；所述第四組吸盤包括固定於主體框架最右側的連接杆、分別與連接杆兩端活動連接且對稱設於主體框架前後兩側的兩個活動吸盤、設於活動吸盤旁且固定於連接杆上的擺角調節裝置和設於所述連接杆與所述活動吸盤連接處的限位機構；所述第四組的兩個活動吸盤的吸盤面朝向左下側，且與垂直於主體框架底端面的直線之間的夾角為c，所述夾角c為8°，所述擺角調節裝置包括氣缸和與氣缸連接的雙肘接頭，所述氣缸固定於連接杆上，所述雙肘接頭的接頭處與所述活動吸盤連接，所述氣缸帶動所述雙肘接頭來調節所述活動吸盤夾角c的角度，所述限位機構包括設於連接杆端部的限位凸塊、分別設於活動吸盤的活動連接處且位於所述限位凸塊兩側的螺釘座及螺釘，所述螺釘座上開有一螺釘孔，所述螺釘擰入所述螺釘孔中。
2.如權利要求1所述的車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其特徵在於，在主體框架位於第 三組吸盤和第四組吸盤之間設有一用於視覺校正的照相機。
3.如權利要求1或2所述的車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其特徵在於，在主體框架位於 第二組吸盤和第三組吸盤之間設有一防脫鉤裝置，所述防脫鉤裝置包括固定於主體框架上 的安裝杆、兩個分別固定於所述安裝杆兩端的旋轉氣缸和分別設於所述旋轉氣缸的旋轉部 件上的兩個防脫鉤。
4.如權利要求1或2所述的車頂塗膠用機器人吸盤手爪，其特徵在於，所述第四組吸盤 的連接杆的兩側還分別設有一防脫鉤裝置，所述防脫鉤裝置包括兩段分別從所述第四組吸 盤的連接杆兩側延伸出的安裝杆、兩個分別固定於所述安裝杆兩端的旋轉氣缸和分別設於所述旋轉氣缸的旋轉部件上的兩個 防脫鉤。
全文摘要
本發明涉及一種車頂塗膠用機器人吸盤手爪，包括主體框架和設於主體框架上端面中部的與機器人連接的連接法蘭，還包括設於主體框架底端面上的第一組吸盤、第二組吸盤、防脫鉤裝置、第三組吸盤和第四組吸盤。本發明手爪免除了專用夾具的局限，採用照相視校技術和手爪吸盤支架擺角可調以及中間段浮動吸盤結構，滿足了多品種切換的功能，並在生產中塗膠的節拍和點位精度得到較大提高，手爪的設計符合機器人操作實際。
文檔編號B05C21/00GK101954341SQ20091005513
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者任令章, 朱勇, 王飛, 錢暉, 高誠 申請人:上海發那科機器人有限公司