一种仪表盘定位方法及仪表盘机械手与流程

本发明涉及汽车生产技术领域，尤其涉及一种可使仪表盘在装配过程中进行高度自动匹配的方法及应用于该方法的仪表盘机械手。

背景技术：

随着汽车产业的发展与成熟，客户对汽车，特别是轿车的满意度要求也逐步提升。一辆优质的汽车产品不仅要保证客户的驾驶安全及动力，在外观造型上，也要让客户感到视觉的舒适性，以满足客户的“挑剔”的眼光。图1示出了车辆仪表盘和侧门板装饰匹配的结构示意图。如图所示，在仪表盘11和侧门板12的内饰上均配有真木饰条，并且在视觉上从仪表盘11至侧门板12水平方向上形成连续贯通的造型，以让客户感受到整体的美感，该匹配在专业领域被称为“指针效果”。

为了实现该“指针效果”，在车辆制造工艺上必须实现仪表盘装配与门内饰装配的匹配对应，并保证匹配公差在+/-1.5mm以内。传统的制造工艺为了实现这种匹配，采用测量仪表盘角支架与门内板的高度差，并人工选择不同直径的销钉进行补偿装配。具体原理是，在拆门之前，使用激光仪器测量角支架与门内板RPS(The reference point system，基准点系统)的高度相对位置，设备根据数据自动选取5种不同直径的销钉的其中一种，并提示工人拿取该零件号的销钉进行安装。与此同时，设备会将选取螺栓号与VIN号(Vehicle Identification Number车辆识别号码)对应，进行存档记录。这种方法的缺点是，需要购置单独的测量设备，投资高昂；并且工艺操作费时，人力成本高。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种仪表盘定位方法及仪表盘机械手，能快速、准确地将仪表盘装配到车身上，使仪表盘的装饰与侧门板的内饰匹配。

具体地，本发明提出了一种仪表盘机械手，包括：

移动支架，能沿着所述仪表盘机械手的长度方向上移动；

抓取装置，设置在所述移动支架上，其包括横梁抓手和交接定位机构，所述横梁抓手用于抓取所述仪表盘的上部，所述交接定位机构能与所述仪表盘的下部配合；

旋转机构，设置在所述移动支架上，能带动所述抓取装置旋转并使所述仪表盘翻转；

定位装置，设置在所述固定支架的下部，包括铰链抓手和第一伺服电机，所述铰链抓手由所述第一伺服电机驱动，所述铰链抓手能锁定车身铰链；

结合装置，设置在所述固定支架的下部，包括第一气缸和阻尼器，所述第一气缸和所述阻尼器配合将所述仪表盘与所述车身结合；

扫描装置，设置在所述固定支架的上部，获取所述仪表盘的位置信息；

调整装置，设置在所述固定支架的下部，包括谐波齿轮和第二伺服电机，所述谐波齿轮由所述第二伺服电机驱动，所述调整装置能调整所述仪表盘的高度；

控制器，控制所述移动支架、抓取装置、旋转机构、定位装置、结合装置、扫描装置和调整装置协同工作以使所述仪表盘被匹配安装到所述车身上。

根据本发明的一个实施例，所述横梁抓手包括横梁抓取销，所述横梁抓取销能沿水平方向移动并插入所述仪表盘的上部。

根据本发明的一个实施例，所述交接定位机构包括翻转气缸，所述交接定位机构通过所述翻转气缸与所述仪表盘的下部配合固定。

根据本发明的一个实施例，所述定位装置还包括铰链定位基准面，所述铰链抓手通过所述第一伺服电机步进至所述车身铰链位置以使所述铰链定位基准面紧贴所述车身铰链的下部。

根据本发明的一个实施例，所述定位装置还包括铰链销和第二气缸，所述铰链销由所述第二气缸驱动以向上抓取所述车身铰链。

根据本发明的一个实施例，所述扫描装置包括二维激光传感器，所述二维激光传感器能侦测所述仪表盘表面的横向及纵向位置。

本发明还提供了一种仪表盘定位方法，应用上述的仪表盘机械手，包括步骤：

步骤一，所述抓取装置抓取所述仪表盘；

步骤二，所述旋转机构将所述仪表盘翻转后送入所述车身内部；

步骤三，所述定位装置锁定所述车身铰链，以使所述仪表盘到达车辆内部的指定位置；

步骤四，所述结合装置使所述仪表盘与所述车身结合；

步骤五，所述扫描装置获取所述仪表盘的位置信息并发送到所述控制器，所述控制器驱动所述调整装置以调整所述仪表盘的高度。

根据本发明的一个实施例，在步骤二中，所述旋转机构将所述仪表盘翻转，所述移动支架将所述仪表盘送入所述车身内部，所述旋转机构再将所述仪表盘翻转复位。

根据本发明的一个实施例，在步骤五中，所述控制器收到所述位置信息后，将所述位置信息与所述仪表盘的理论位置数据进行比较。

本发明提供的一种仪表盘定位方法及仪表盘机械手，能快速、准确地将仪表盘装配到车身上，使仪表盘的装饰与侧门板的内饰匹配。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了车辆仪表盘和侧门板装饰匹配的结构示意图。

图2示出了本发明的一个实施例的机械手的结构示意图。

图3示出了图2中的定位装置、结合装置与调整装置的放大示意图。

图4示出了图3中的调整装置的放大示意图。

图5示出了本发明的一个实施例的仪表盘定位方法的方框图。

图6示出了仪表盘高度调整的原理图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图2示出了本发明的一个实施例的机械手的结构示意图。图3示出了图2中的定位装置、结合装置与调整装置的放大示意图。图4示出了图3中的调整装置的放大示意图。如图所示，一种仪表盘机械手200包括移动支架205、抓取装置210、旋转机构220、定位装置230、结合装置240、扫描装置250、调整装置260和控制器(图未示)。机械手200能快速、准确地将仪表盘装配到车身上，使仪表盘与门内饰的高度相互匹配。

其中，移动支架205能沿着仪表盘机械手200的长度方向上移动。

抓取装置210设置在移动支架205上，其包括横梁抓手211和交接定位机构216。横梁抓手211用于抓取仪表盘的上部，交接定位机构216能与仪表盘的下部配合固定。抓取装置210用于抓取仪表盘。

旋转机构220设置在移动支架205上。旋转机构220能带动抓取装置210旋转并使仪表盘翻转。具体来说，旋转机构220与横梁抓手211及交接定位机构216连接，且能驱动两者同步翻转，进而带动仪表盘翻转，以方便仪表盘进入车身内部。同时当移动支架205沿仪表盘机械手200的长度方向上移动时，旋转机构220能够带动抓取装置210沿仪表盘机械手200的长度方向上同步移动。即在抓取装置210抓取仪表盘并翻转仪表盘后，使得仪表盘跟随抓取装置210在水平方向上移动至车身内部。

定位装置230设置在固定支架205的下部。定位装置230包括铰链抓手231和第一伺服电机。铰链抓手231由第一伺服电机驱动，根据不同的车型，铰链抓手231步进到对应的车身铰链位置并锁定车身铰链。相当于确定了仪表盘与车身铰链的位置。

结合装置240设置在固定支架205的下部，包括第一气缸241和阻尼器242。第一气缸241和阻尼器242配合将仪表盘与车身结合。结合装置240工作时，第一气缸241收缩，将仪表盘往车身方向推动并结合。同时，两侧阻尼器242同时进行压缩，保证仪表盘在与车身结合过程中两侧的稳定性和同步性。

扫描装置250设置在固定支架205的上部。扫描装置250能获取仪表盘的位置信息。

调整装置260设置在固定支架205的下部，包括谐波齿轮261和第二伺服电机262。谐波齿轮261由第二伺服电机262驱动，调整装置260通过谐波齿轮261来精细调整仪表盘的高度，使仪表盘与车内板的高度匹配，进而使仪表盘装饰与车内板的车内饰相互匹配，确保整车的内饰造型连贯。需要说明的是，谐波齿轮261能实现极高的控制精度。

控制器控制移动支架205、抓取装置210、旋转机构220、定位装置230、结合装置240、扫描装置250和调整装置260完成各自动作，各个装置间协同工作以使仪表盘与车身高度自动匹配。

在图1所示的实施例中，仪表盘机械手200具有两个横梁抓手211、两个交接定位机构216、两个铰链抓手231、两个第一气缸241、两个阻尼器242、两个扫描装置250、两个谐波齿轮261和两个第二伺服电机262。这些部件均布在移动支架的两侧，相当于仪表盘机械手200的两侧，从仪表盘的长度方向上的两侧对仪表盘进行操作，以便仪表盘机械手200均衡操作并控制仪表盘动作。例如，两侧的第一气缸241和阻尼器242配合，同步进行仪表盘与车身的结合。

进一步的，横梁抓手211包括横梁抓取销212。如图所示，两个横梁抓取销212能沿水平方向移动，从左右两侧插入到仪表盘的上部，从水平方向上夹持仪表盘。

交接定位机构216包括翻转气缸217。交接定位机构216由翻转气缸217带动，交接定位机构216与仪表盘的下部配合固定，便于翻转过程中带动仪表盘动作。

抓取装置210通过横梁抓取销212和由翻转气缸217带动的交接定位机构216抓牢仪表盘的上部和下部。

较佳地，定位装置230还包括铰链定位基准面232。当铰链抓手231通过第一伺服电机步进至车身铰链位置时，铰链定位基准面232紧贴车身铰链的下部，以保证整个仪表盘机械手200位置与车身铰链的位置一致。更佳地，定位装置230还包括铰链销233和第二气缸。铰链销233由第二气缸驱动以向上抓取车身铰链，为后续精细调整仪表盘的高度做好准备。

较佳地，扫描装置250包括二维激光传感器，该二维激光传感器能侦测仪表盘表面的横向及纵向位置。

本发明还提供了一种仪表盘定位方法，应用如上所述的仪表盘机械手200。图5示出了本发明的一个实施例的仪表盘定位方法的方框图。结合图2至图4所示，该仪表盘定位方法500包括以下步骤：

步骤501，抓取装置210抓取仪表盘。

步骤502，旋转机构220将仪表盘翻转后送入车辆内部。具体来说，控制器设定好仪表盘的一个既定运动轨迹，旋转机构220将仪表盘按照该运动轨迹将送入车辆内部。

步骤503，定位装置230锁定车身铰链，以使仪表盘到达车辆内部的指定位置。

步骤504，结合装置240使仪表盘与车身结合。

步骤505，扫描装置250获取仪表盘的位置信息并发送到控制器，控制器驱动调整装置260以调整仪表盘的高度。

较佳地，在步骤502中，旋转机构220将仪表盘翻转并移送到车身内部后，旋转机构220再将仪表盘翻转复位。具体来说，旋转机构220通过抓取装置210带动所述仪表盘翻转，待翻转到位后，移动支架205沿仪表盘机械手200长度方向上移动，带动旋转机构220将仪表盘带入到车身内部后，旋转机构220再将仪表盘翻转复位。

较佳地，在步骤505中，控制器收到位置信息后，将位置信息与仪表盘的理论位置数据进行比较，以确定仪表盘需要精密调整的高度。然后控制器将该高度尺寸转换为第二伺服电机262的运动量，通过谐波齿轮261带动整个机械手200对仪表盘进行高度精确调整。

图6示出了仪表盘高度调整的原理图。图中示意的位置61是仪表盘表面作为基准面的位置，位置62是横梁抓取销的位置，位置63是铰链定位基准面的底部位置。定义位置61至位置62的距离A，位置62至位置63的距离B，位置61至位置63的距离C，仪表盘需要调整高度的调整值X。确定公式如下：

B±b＝C

A±a＝X

其中，A、B为理论值，a、b为公差带，C为实际测量值。由上述公式推导得到公式如下：

X＝A-(C-B)

控制器根据实际测量值来计算调整值X，进而对仪表盘进行精确调整。

本发明提供的仪表盘定位方法及仪表盘机械手，能将仪表盘的高度和侧门板的高度自动匹配，使得仪表盘表面装饰与侧门板上的门装饰在造型上连续贯通、美观。可完全替代现有技术中的手工操作，效果好，且降低成本。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。