一种多车型柔性抓手机构的制作方法

本实用新型涉及焊装设备技术领域，尤其涉及一种多车型柔性抓手机构。

背景技术：

常规机器人抓手主要针对汽车焊装生产时进行工件夹紧后转运、焊接等。目前这种机器人抓手存在以下缺陷：1、机器人抓手一般仅适用于一种或两种类似车型，柔性差；2、为满足多车型生产，需要生产多个抓手，成本增加；3、设备数量多，占用空间大；4、机器频繁更换设备，生产节拍增加，不但降低生产效率，而且会影响产品到位精度，从而影响焊接的质量。

随着柔性化系统的提高，无人自动化生产线的运用越来越普遍，为满足高自动化生产线需要，同时降低投资成本，设计一款适应多车型转运、焊接的柔性抓手机构是汽车焊装生产过程中亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种结构紧凑，操作方便，且能适用多种车型夹紧需求的柔性抓手机构。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种多车型柔性抓手机构，包括：

抓具架，所述抓具架包括设置在同一水平面上的第一横梁、第二横梁及第三横梁，所述第一横梁与所述第二横梁之间相互平行且固定连接，所述第三横梁垂直连接所述第二横梁；

第一夹紧装置，对称设置有两个，分别固定设置在第一横梁的两端，用于对车型零件宽边进行夹紧；

定位装置，对称设置有两个，分别位于第二横梁的两端下方，用于对车型零件进行定位夹紧，所述第二横梁上设置有用于驱动定位装置沿第二横梁长度方向移动的第一驱动装置；

第二夹紧装置，设置在第三横梁下方，用于对车型零件的长边进行夹紧，所述第三横梁上设置有用于驱动第二夹紧装置沿第三横梁长度方向移动的第二驱动装置。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一夹紧装置包括固定座、连接板、第一夹紧臂、第一伸缩元件及第二伸缩元件，所述固定座与第一横梁的端部固定连接，连接板的顶部一侧与固定座铰连接，连接板的顶端及底端分别设置有第一铰点及第二铰点，第一伸缩元件的固定端与固定座固定连接，第一伸缩元件的伸缩端与第一铰点铰链连接，第一夹紧臂的顶部与第二铰点铰连接，第二伸缩元件的固定端与连接板远离固定座的一侧固定连接，第二伸缩元件的伸缩端与第一夹紧臂的侧壁铰连接，连接板靠近固定座一侧底端设置有第一定位托块，第一夹紧臂的端部设置有朝向所述第一定位的第二定位托块。

进一步，优选的，所述第一夹紧臂朝向固定座的一侧设置有第三定位托块，所述第三定位托块朝向所述第一定位托块。

进一步，优选的，所述固定座与连接板之间设置有第一限位装置，所述第一限位装置包括相互配合连接的左定位块及右定位块，所述左定位块与固定座的侧壁水平固定连接，所述右定位块与连接板的侧壁水平固定连接；所述连接板与第一夹紧臂之间设置有第二限位装置，所述第二限位装置包括相互配合连接的上定位块及下定位块，所述上定位块与连接板的底端竖直固定连接，所述下定位块与第一夹紧臂的顶端竖直固定连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述定位装置包括支撑架及销钉夹紧缸，所述销钉夹紧缸竖直固定在支撑架上，所述支撑架与第一驱动装置相连接。

进一步，优选的，所述第一驱动装置包括第一滑台、第一丝杠、第一滑块及第一伺服电机，第一滑台沿第二横梁长度方向与之固定连接，所述第一丝杠设置在第一滑台的滑槽中，第一丝杠的两端分别与第一滑台转动连接，第一滑块穿过第一丝杠并与第一滑台的滑槽滑动连接，支撑架与第一滑块固定连接，第一伺服电机的输出端与第一丝杠转动连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第二夹紧装置包括固定板、第二夹紧臂及第三伸缩元件，所述固定板竖直固定在第二驱动装置底部，且垂直于第二横梁，固定板远离第二横梁的一侧底部与第二夹紧臂的顶部铰连接，第三伸缩元件的固定端固定设置在固定板远离第二横梁的一侧，第三伸缩元件的伸缩端与第二夹紧臂的侧壁铰连接，固定板的顶端固定设置有竖直向下的上压紧块，第二夹紧臂上设置有与上压紧块相配合的下压紧块。

进一步，优选的，所述第二驱动装置包括第二滑台、第二丝杠、第二滑块及第二伺服电机，第二滑台沿第三横梁长度方向与之固定连接，所述第二丝杠设置在第二滑台的滑槽中，第二丝杠的两端分别与第二滑台转动连接，第二滑块穿过第二丝杠并与第二滑台的滑槽滑动连接，固定板与第一滑块固定连接，第二伺服电机的输出端与第二丝杠转动连接。

更进一步，优选的，所述第二驱动装置与第二夹紧装置之间还设置有升降装置，所述升降装置包括升降架、滑轨、第三滑块及第四伸缩元件，所述升降架竖直设置在第二驱动装置的底部，且与滑块固定连接，滑轨竖直固定设置在升降架侧壁上，第三滑块滑动设置在滑轨上，固定板与滑块竖直固定连接，第四伸缩元件的固定端与升降架的顶部固定连接，第四伸缩元件的伸缩端与滑块固定连接。

优选的，所述抓具架顶部还设置有换枪盘。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型公开的多车型柔性抓手机构，抓具架结构保证整个抓手机构的稳定性，也确保该抓手机构整体占据面积小；通过在第一横梁的两端分别设置第一夹紧装置，通过第一夹紧装置可以实现大角度翻转开合，从而可以对不同宽度车型零件两侧进行夹紧，通过在第二横梁的两端分别设置定位装置，并通过第一驱动装置驱动定位装置沿第二横梁宽度方向移动，从而可以调节定位装置在车型零件上定位夹紧的位置，进而适应不同车型零件定位孔位置变化；通过在第三横梁上设置第二夹紧装置，并通过第二驱动装置可以调节第二夹紧装置在车型长度方向的位置，从而可以适应不同车型零件在长边侧的夹紧。相对于现有技术而言，本实用新型的抓手机构可以适应不同车型的夹紧需求，快速实现多车型生产需求，无需增加抓手等设备，且在车型更换过程中，夹紧装置夹紧定位准确，保证工件的焊接质量，生产效率高，在满足多车型生产需求的前提下，节约设备投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的抓手机构正面结构示意图；

图2为本实用新型公开的抓手机构反面结构示意图；

图3为本实用新型公开的第一夹紧装置的结构示意图；

图4为本实用新型公开的定位装置与第一驱动装置的装配结构示意图；

图5为本实用新型公开的第二夹紧装置与第二驱动装置的装配结构示意图；

图6为本实用新型公开的第二夹紧装置与升降装置的装配结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2，本实用新型实施例公开了一种多车型柔性抓手机构，包括抓具架1、第一夹紧装置2、定位装置3及第二夹紧装置4。

其中，抓具架1为整个抓手机构的骨架，可以采用八角管框架或普通的空心钢管焊接而成，具体的，抓具架1包括设置在同一水平上的第一横梁11、第二横梁12及第三横梁13，第一横梁11与第二横梁12之间相互平行且固定连接，第三横梁13垂直连接第二横梁12。第一横梁11和第二横梁12与车型零件的宽度方向齐平，第三横梁13与车型零件的长度方向齐平。

第一夹紧装置2，对称设置有两个，分别固定设置在第一横梁11的两端，用于对车型零件宽边进行夹紧。

定位装置3，对称设置有两个，分别位于第二横梁12的两端下方，用于对车型零件进行定位夹紧，具体的，是针对车型零件上的定位孔进行定位夹紧。第二横梁12上设置有用于驱动定位装置3沿第二横梁12长度方向移动的第一驱动装置5，由于车型零件在定位时通常需要两个定位孔，不同车型上两个定位孔的间距不一致，因此通过第一驱动装置5驱动定位装置3在车型的宽度方向进行移动时，可以调整定位装置3与车型零件定位孔匹配位置。

第二夹紧装置4，设置在第三横梁13下方，用于对车型零件的长边进行夹紧，第三横梁13上设置有用于驱动第二夹紧装置4沿第三横梁13长度方向移动的第二驱动装置6，由于车型零件长度不一，通过第二驱动装置6驱动第二夹紧装置4沿车型零件的长度方向移动，可以适应对不同长度车型零件长边的夹紧。

通过采用上述技术方案，利用两个第一夹紧装置2可以实现对车型宽边进行夹紧，利用两个定位装置3可以对车型零件上的定位孔进行定位夹紧，利用一个第二夹紧装置4可以实现对车型长边进行夹紧，由此，通过一定位、三夹紧的方式可以对车型零件进行定位夹紧。第一夹紧装置2可以实现大角度翻转开合，从而可以对不同宽度车型零件两侧进行夹紧；第一驱动装置5驱动定位装置3沿第二横梁12宽度方向移动，从而可以调节定位装置3在车型零件上定位夹紧的位置，进而适应不同车型零件定位孔位置变化；通过第二驱动装置6可以调节第二夹紧装置4在车型长度方向的位置，从而可以适应不同车型零件在长边侧的夹紧。相对于现有技术而言，本实用新型的抓手机构可以适应不同车型的夹紧需求，快速实现多车型生产需求，无需增加抓手等设备，且在车型更换过程中，夹紧装置夹紧定位准确，保证工件的焊接质量，生产效率高，在满足多车型生产需求的前提下，节约设备投资成本。

具体的，本实用新型还通过如下技术方案进行实现。

参照附图3所示，在本实施例中，第一夹紧装置2包括固定座21、连接板22、第一夹紧臂23、第一伸缩元件24及第二伸缩元件25，固定座21与第一横梁11的端部固定连接，连接板22的顶部一侧与固定座21铰连接，连接板22的顶端及底端分别设置有第一铰点221及第二铰点222，第一伸缩元件24的固定端与固定座21固定连接，第一伸缩元件24的伸缩端与第一铰点221铰链连接，第一夹紧臂23的顶部与第二铰点222铰连接，第二伸缩元件25的固定端与连接板22远离固定座21的一侧固定连接，第二伸缩元件25的伸缩端与第一夹紧臂23的侧壁铰连接，连接板22靠近固定座21一侧底端设置有第一定位托块26，第一夹紧臂23的端部设置有朝向第一定位托块26的第二定位托块27。

采用上述技术方案，初始状态下，第一伸缩元件24可以驱动连接板22绕固定座21向固定座21上方翻转，同时连接板22在翻转的同时整体带动第一夹紧臂23及第二伸缩元件25向上翻转，此时连接板22与固定座21之间形成一定的开合角度，通过第二伸缩元件25驱动第一夹紧臂23绕连接板22向上旋转，从而使第一夹紧臂23与连接板22之间形成一定的开合角度，这样以来，使第一夹紧装置2有较大的开合空间使车型零件宽边插入，不至于第一夹紧臂23与车型零件发生交叉干涉。当进行夹紧时，首先第一伸缩元件24驱动连接板22绕固定座21向下翻转，使固定座21下方的第一定位托块26与车型零件上表面相抵持，然后通过第二伸缩元件25驱动第二夹紧臂绕连接板22向下翻转，使第二定位托块27与车型零件的下表面相抵持，由此，在第一定位托块26及第二定位托块27同时对车型零件上下表面进行抵持的作用下，实现对车型零件宽边进行夹紧。

在上述实施例中，第一夹紧臂23朝向固定座21的一侧设置有第三定位托块28，第三定位托块28朝向第一定位托块26。采用这样的结构设置，在第一夹紧臂23向下翻转的过程中，通过第三定位托块28可以对车型零件的宽边进行抵持，从而实现第一夹紧装置2对车型零件上、下及侧边抵持，进而实现对车型零件充分夹紧。

在上述实施例中，因第一夹紧臂23存在二次翻转，故，整个第一夹紧装置2可以实现较大的开合角度，从而适应更多不同宽度型号侧车型在宽度方向的夹紧。

为了限制在夹紧过程中夹紧过度对车型零件造成损坏，因此，本实施例的固定座21与连接板22之间设置有第一限位装置29，第一限位装置29包括相互配合连接的左定位块291及右定位块292，左定位块291与固定座21的侧壁水平固定连接，右定位块292与连接板22的侧壁水平固定连接；连接板22与第一夹紧臂23之间设置有第二限位装置30，第二限位装置30包括相互配合连接的上定位块301及下定位块302，上定位块301与连接板22的底端竖直固定连接，下定位块302与第一夹紧臂23的顶端竖直固定连接。采用上述技术方案，当连接板22受第一伸缩元件24驱动向下翻转到极限时，即连接板22处于竖直状态时，通过连接板22侧壁的右定位块292与固定座21侧壁的左定位块291进行水平配合，从而限制连接板22在保持竖直状态后继续向下翻转。同时，连接板22处于竖直状态时，第一定位托块26也处于竖直向下，此时对车型零件上表面抵持力最大。当第一夹紧臂23受第二伸缩元件25驱动向下翻转到极限时，即第一夹紧臂23处于竖直状态时，通过连接板22上的上定位块301与第一夹紧臂23上的下定位块302相互配合连接，从而可以限制第一夹紧臂23继续向下翻转，避免了第二定位托块27对车型零件抵持过度而造成损坏。

参照附图4所示，作为本实用新型的较佳实施例，定位装置3包括支撑架31及销钉夹紧缸32，销钉夹紧缸32竖直固定在支撑架31上，支撑架31与第一驱动装置5相连接。第一驱动装置5可以驱动支撑架31移动，从而带动销钉夹紧缸32在竖直方向沿车型零件宽度方向移动，销钉夹紧缸32上的定位销位置和车型零件上的定位孔对齐后，通过机器人驱使抓具架1向下移动，从而使销钉夹紧缸32上的定位销插入到定位孔内，在气缸的驱动下，定位销内的卡紧销伸出从而卡出零件，实现定位装置3对车型零件的定位夹紧。

上述销钉夹紧缸32为现有技术中常规气动元件，其工作原理为现有技术，此处其结构及原理不再赘述。

在上述实施例中，第一驱动装置5包括第一滑台51、第一丝杠52、第一滑块53及第一伺服电机54，第一滑台51沿第二横梁12长度方向与之固定连接，所述第一丝杠52设置在第一滑台51的滑槽中，第一丝杠52的两端分别与第一滑台51转动连接，第一滑块53穿过第一丝杠52并与第一滑台51的滑槽滑动连接，支撑架31与第一滑块53固定连接，第一伺服电机54的输出端与第一丝杠52转动连接。采用上述技术方案，第一伺服电机54的转动驱动第一丝杠52在第一滑台51中转动，第一丝杠52转动的过程中驱动第一滑块53沿第一滑台51的滑槽滑动，第一滑块53在滑动的过程中带动定位装置3沿车型零件的宽度方向移动。

优选的，第一伺服电机54的输出轴可以通过减速器与第一丝杠52的一端固定连接，第一伺服电机54的输出轴也可以通过皮带轮结构与第一丝杠52进行传动连接。

参照附图5和6所示，在本实施例中，第二夹紧装置4包括固定板41、第二夹紧臂42及第三伸缩元件43，固定板41竖直固定在第二驱动装置6底部，且垂直于第二横梁12，固定板41远离第二横梁12的一侧底部与第二夹紧臂42的顶部铰连接，第三伸缩元件43的固定端固定设置在固定板41远离第二横梁12的一侧，第三伸缩元件43的伸缩端与第二夹紧臂42的侧壁铰连接，固定板41的顶端固定设置有竖直向下的上压紧块44，第二夹紧臂42上设置有与上压紧块44相配合的下压紧块45。

采用上述技术方案，初始状态下，首先通过第三伸缩元件43驱动第二夹紧臂42绕固定板41向上旋转，使第二夹紧臂42与固定板41之间形成较大的开合范围，通过第二驱动装置6将第二夹紧装置4移动到车型零件长度方向边缘处，使固定板41底端的下压紧块45抵接车型零件上表面，然后通过第三伸缩元件43驱动第二夹紧臂42绕固定板41向下旋转，利用下压紧块45与车型零件的下表面进行抵持，在上压紧块44与下压紧块45上下配合的过程中，实现对车型零件长度方向边缘处进行夹紧。

在上述实施例中，第二驱动装置6包括第二滑台61、第二丝杠62、第二滑块63及第二伺服电机64，第二滑台61沿第三横梁13长度方向与之固定连接，第二丝杠62设置在第二滑台61的滑槽中，第二丝杠62的两端分别与第二滑台61转动连接，第二滑块63穿过第二丝杠62并与第二滑台61的滑槽滑动连接，固定板41与第一滑块53固定连接，第二伺服电机64的输出端与第二丝杠62转动连接。采用上述技术方案，第二伺服电机64的转动驱动第二丝杠62在第二滑台61中转动，第二丝杠62转动的过程中驱动第二滑块63沿第二滑台61的滑槽滑动，第二滑块63在滑动的过程中带动第二夹紧装置4沿车型零件的长度方向移动。

优选的，第二伺服电机64的输出轴可以通过减速器与第二丝杠62的一端固定连接，第二伺服电机64的输出轴也可以通过皮带轮结构与第二丝杠62进行传动连接。

因不同车型零件在长度方向存在高度差，因此为了能够很好利用第二夹紧装置4对车型零件长度方向边缘进行夹紧，本实施例在第二驱动装置6与第二夹紧装置4之间还设置有升降装置7，升降装置7包括升降架71、滑轨72、第三滑块73及第四伸缩元件74，升降架71竖直设置在第二驱动装置6的底部，且与滑块固定连接，滑轨72竖直固定设置在升降架71侧壁上，第三滑块73滑动设置在滑轨72上，固定板41与滑块竖直固定连接，第四伸缩元件74的固定端与升降架71的顶部固定连接，第四伸缩元件74的伸缩端与滑块固定连接。采用上述技术方案，通过第四伸缩元件74驱动第三滑块73沿滑轨72上下移动，从而使滑块带动第二夹紧装置4在竖直方向上下移动，采用滑块和滑轨72配合滑动的结构，可以保证第二夹紧装置4在升降移动的过程中保持平稳。

在本实施例中，抓具架1顶部还设置有换枪盘8，通过设置换枪盘8，可以适应不同工序的机械手与换枪盘8进行配合连接，从而实现一机多用。

在上述实施例中，第一伸缩元件、第二伸缩元件、第三伸缩元件及第四伸缩元件为气缸或液压缸或电缸，其中缸体为固定端，活塞杆为伸缩端，其工作原理属于现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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。