一种旋转式柔性定位装置及柔性切换方法

技术领域

本发明属于汽车制造设备技术领域，具体涉及一种旋转式柔性定位装置及柔性切换方法。

背景技术

目前车门的柔性定位工装采用薄型并列气缸的定位形式，采用6个定位点，每个定位点有4组薄型并列气缸，每个气缸对应一种车型，共能柔性4中车型。

使用中存在以下问题：

1、只能柔性4种车型，超过4种车型需要切换工装拼台，难以适应越来越高的快速切换柔性需求；

2、新增加车型不能占用原有车型位置，因此设计难度高，定位机构不能确保放置在最佳定位点；

3、机械结构复杂，需要大量气缸、电磁阀、电气模块，维修维护困难。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种旋转式柔性定位装置及柔性切换方法，该旋转式柔性定位装置具有高柔性，能兼容6种车型柔性，车型切换高效稳定。

本发明的目的之一是提供一种旋转式柔性定位装置。

本发明的目的之二是提供一种旋转式柔性切换方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供一种旋转式柔性定位装置，包括基础框架，所述基础框架上设置有至少一组旋转式定位装置；

所述旋转式定位装置包括定位机构和设置在定位机构上的旋转机构。

本发明的进一步改进在于：

所述定位机构包括安装板，所述安装板底部固定连接有固定板，所述固定板与所述安装板相互垂直设置，所述固定板通过定位销和螺栓固定安装在所述基础框架上；和/或，

所述安装板的一侧安装有电机和定位锁紧气缸，所述电机的输出轴穿过所述安装板位于安装板另一侧，用于驱动旋转机构的旋转运动，所述定位锁紧气缸通过连接板固定安装在所述安装板上。

本发明的进一步改进在于：

所述安装板的另一侧设置有定位锁紧销和圆形导轨；

所述定位锁紧销穿过安装板与定位锁紧气缸的末端连接，通过定位锁紧气缸的驱动伸出或缩回；

所述圆形导轨以电机的输出轴为圆心设置。

本发明的进一步改进在于：

所述安装板顶部安装有多个车型识别传感器，优选地，车型识别传感器为3个，通过不同车型识别传感器的检测信号组合进行不同车型的识别及区分。

本发明的进一步改进在于：

所述旋转机构包括转盘，所述转盘的中心位置设置有安装孔，所述电机的输出端穿过安装板与安装孔连接并紧固，使得转盘随着电机输出端的转动而旋转；和/或，

所述转盘上靠近安装板的一侧面上且沿安装孔的外围设置有一个或多个轴承滚轮，且多个轴承滚轮沿圆周均匀设置，所述轴承滚轮的外表面与所述圆形导轨的内表面相接触，在转盘旋转时，轴承滚轮在圆形导轨上滚动。

本发明的进一步改进在于：

所述转盘的另一侧沿周向均匀设置有六组车型安装结构；

所述车型安装结构包括固定在转盘上的L连接结构，所述L连接结构上固定有连接支架，所述连接支架的顶部固定有支撑块，所述连接支架的左右两侧还分别固定有零件检测传感器和导向块。

本发明的进一步改进在于：

所述转盘上靠近边缘的位置设有六个定位销孔，六个定位销孔的设置位置与六组车型安装结构的设置位置一一对应，且定位销孔的位置与安装板上定位锁紧销的位置相适应，所述定位销孔与定位锁紧销配合使用，每一个定位销孔与一个车型安装结构是对应的，当转盘转到某一个车型安装结构的位置时，定位锁紧销就会插入到相应的定位销孔内进行定位。

本发明的进一步改进在于：

所述转盘上与所述车型安装结构相对的一侧沿周向还均匀设置有六组传感器检测块组，且六组传感器检测块组的设置位置分别与六组车型安装结构的位置相对应；

所述转盘上传感器检测块组的设置位置与安装板顶部安装的车型识别传感器位置相适应，确保在转盘转到相应的位置时，位于安装板顶部的车型识别传感器能够识别到检测信号。

本发明的进一步改进在于：

所述旋转式柔性定位装置，还包括控制系统，控制系统分别与定位锁紧气缸、电机相连接的，用于控制定位锁紧气缸、电机的启停；

所述控制系统与车型识别传感器通过信号连接，控制系统接收车型识别传感器的检测信号组合，并与预设值进行对比，若每组检测信号组合均与预设值一致则切换完成，若有一组不一致，则输出报警信息，反馈人工进行检查确认；

所述控制系统还与零件检测传感器通过信号连接，用于接收零件检测传感器发送的信号。

本发明的第二个方面，提供一种旋转式柔性切换方法，包括以下步骤：

步骤1，控制系统接收到需要切换车型的信号后对定位锁紧气缸、电机进行控制；

步骤2，定位锁紧销在定位锁紧气缸的驱动下缩回，取消对旋转机构的定位锁紧；电机驱动旋转机构运动，旋转到所需车型的位置后电机停止旋转，此时定位锁紧销在定位锁紧气缸的驱动下伸出，对旋转机构的定位锁紧；

步骤3，车型识别传感器识别检测信号并发送至控制系统，控制系统接收车型识别传感器的检测信号的组合，并与预设值进行对比，若每组检测信号的组合均与预设值一致则切换完成，若有一组不一致，则输出报警信息，反馈人工进行检查确认。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、具有高柔性，最高能兼容6车型柔性，车型切换高效稳定；

2、采用转盘式机构，使每个车型的导向定位机构都能布置在零件的最优位置，各车型的导向定位机构互不干扰或挤占空间；

3、结构小巧灵活，空间占用小，能适用各类型的车门零件；

4、控制、气路的线路有效简化，易于使用及维护。

附图说明

图1是本发明一种旋转式柔性定位装置的结构示意图；

图2是旋转式定位装置的结构示意图；

图3是定位机构中安装板一侧的结构示意图；

图4是定位机构中安装板另一侧的结构示意图；

图5是旋转机构的结构示意图；

图6是转盘、锁紧盖板和电机输出轴之间的组装示意图；

图7是锁紧盖板在转盘上的安装示意图；

图8是六组车型安装结构在转盘上的位置设置示意图；

图9是车型安装结构的结构示意图；

图10是连接支架的结构示意图；

图11是传感器检测块组与车型识别传感器的对应关系图；

图12是本发明柔性切换方法的流程图。

图中，

1、基础框架，2、旋转式定位装置，

3、定位机构，4、旋转机构，

5、安装板，6、固定板，7、电机，8、定位锁紧气缸，9、连接板，10、定位锁紧销，11、圆形导轨，12、车行识别传感器，

13、转盘，14、锁紧盖板，15、螺栓，16、轴承滚轮，17、车型安装结构，18、连接支架，19、支撑块，20、零件检测传感器，21、导向块，22、固定底板，23、支撑板，24、定位销孔，25、传感器检测块组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明提供了一种旋转式柔性定位装置，如图1所示，包括基础框架1，基础框架1上设置有至少一组旋转式定位装置2，旋转式定位装置2通过定位销及螺栓固定安装在基础框架1上，该旋转式柔性定位装置2具有高柔性，能兼容6种车型柔性，车型切换高效稳定。

旋转式定位装置2在基础框架1上的布局可以但不仅限与8组，具体设置位置和数量可以根据不同的产品和用途进行调整。

如图2所示，旋转式定位装置2包括定位机构3和设置在定位机构3上的旋转机构4。

作为本发明的一个优选实施例，如图3和图4所示，定位机构3包括安装板5，安装板5底部固定连接有固定板6，固定板6与安装板5相互垂直设置，固定板6通过定位销和螺栓固定安装在基础框架1上；安装板5的一侧安装有电机7和定位锁紧气缸8，电机7的输出轴穿过安装板5位于安装板5另一侧，用于驱动旋转机构4的旋转运动，定位锁紧气缸8通过连接板9固定安装在安装板5上。

安装板5的另一侧设置有定位锁紧销10和圆形导轨11，所述定位锁紧销10穿过安装板5与定位锁紧气缸8的末端连接，通过定位锁紧气缸8的驱动可以伸出和缩回，实现对旋转机构4的定位及锁紧，确保旋转位置的稳定性；所述圆形导轨11以电机7的输出轴为圆心设置，这样才能保证转盘旋转过程中的稳定性，作为旋转机构4的运动导轨，同时为旋转机构提供支撑力。具体地，圆形导轨11通过定位销和螺栓固定在安装板5上。

安装板5顶部安装有多个车型识别传感器12，车型识别传感器12优选为3个，通过不同车型识别传感器12的信号组合进行不同车型的识别及区分，也就是说安装板5顶部安装的3个车辆识别传感器12，根据检测到不同的信号组合能够实现识别区分6中不同的车型。

作为本发明的一个优选实施例，如图5所示，旋转机构4包括转盘13，转盘13的中心位置设置有安装孔，电机7的输出端穿过安装板5与安装孔连接并紧固，使得转盘13随着电机7输出端的转动而旋转；如图6所示，转盘13上还设置有锁紧盖板14，锁紧盖板14中心位置设置有中心螺栓孔，螺栓15穿过中心螺栓孔与电机7的输出轴末端固定连接，确保转盘13与电机7输出轴的相对固定，具体地，电机7输出轴依次穿过安装板5和转盘13的安装孔，电机7输出轴的外端面与锁紧盖板14接触，螺栓15穿过锁紧盖板14上的中心螺栓孔与电机7输出轴螺纹连接。

如图7所示，锁紧盖板14通过螺栓固定安装在转盘13上，具体地，锁紧盖板14上沿周向设置有4个螺栓孔，转盘13上的相应位置处也设置有螺栓孔，螺栓依次穿过锁紧盖板14和转盘13上的螺栓孔并紧固，将锁紧盖板14固定安装在转盘13上。

作为本发明的一个优选实施例，如图5所示，转盘13上靠近安装板5的一侧面上且沿安装孔的外围设置有一个或多个轴承滚轮16，且多个轴承滚轮16沿圆周均匀设置，优选地轴承滚轮16沿周向均匀设置有4个，轴承滚轮16的外表面与圆形导轨11的内表面相接触，在转盘13旋转时，轴承滚轮16在圆形导轨11上滚动，圆形导轨11为转盘13提供侧向支撑力，使得转盘13在旋转时也更轻松和稳定。

作为本发明的一个优选实施例，如图8所示，转盘13的另一侧沿周向均匀设置有六组车型安装结构17，如图9所示，车型安装结构17包括固定在转盘13上的L连接结构，L连接结构上固定有连接支架18，连接支架18的顶部固定有支撑块19，支撑块19的上表面与零件(也就是车门)接触，为零件提供支撑作用，连接支架18的左右两侧还分别固定有零件检测传感器20和导向块21，导向块21为零件的放置提供导向作用，并对零件进行粗定位，零件检测传感器20用于检测零件是否放置到位。

需要说明的是，六组车型安装结构17的结构相同，不同车型对应的车型安装结构中连接支架、L连接结构、支撑块等尺寸会有差异。

L连接结构包括竖向板和与竖向板垂直连接的横向板，竖向板通过螺钉固定在转盘13上，连接支架18通过螺钉固定在横向板上。

如图10所示，连接支架18包括固定底板22，固定底板22通过螺钉固定在L连接结构的横向板上，固定底板22上竖向连接有支撑板23，支撑块19通过螺钉固定在支撑板23的顶部，支撑板23的一侧设有一凸起，导向块21通过螺钉固定在凸起处，对零件的放置提供导向作用，并对零件进行粗定位，零件检测传感器20固定在支撑板23的另一侧，用于检测零件是否放置到位。

转盘13上靠近边缘的位置设有六个定位销孔24，六个定位销孔24的设置位置与六组车型安装结构17的设置位置一一对应，定位销孔2413在转盘上沿周向均匀设置，且定位销孔24的位置与安装板5上定位锁紧销10的位置相适应，与定位锁紧销10配合使用，每一个定位销孔24与一个车型安装结构17是对应的，当转盘13转到某一个车型安装结构17的位置时，定位锁紧销10就会插入到相应的定位销孔24内进行定位。

作为本发明的一个优选实施例，转盘13上与车型安装结构17相对的一侧沿周向还均匀设置有六组传感器检测块组25，且六组传感器检测块组25的设置位置分别与六组车型安装结构17的位置相对应。同时，转盘13上传感器检测块组25的设置位置与安装板5顶部安装的车型识别传感器12位置相适应，确保在转盘13转到相应的位置时，位于安装板5顶部的车型识别传感器12能够识别到检测信号。

每组传感器检测块组25设置1-3个检测块，每组传感器检测块组25中的检测块位置不完全相同，通过不同位置的检测块与安装板5顶部的3个车型识别传感器12的组合会有不同的感应信号，这样就能够实现识别区分6中不同的车型。传感器检测块是金属做的，车型识别传感器是一种电气元件，近距离(10mm左右)有金属的话就有检测信号，车型识别传感器的灯亮起。

例如，如图11所示，将3个传感器检测块的位置分别命名为A、B、C，3个车型识别传感器分别命名为X、Y、Z，车型1在A、B、C处均设置传感器检测块，然后车型识别传感器X、Y、Z都会检测到信号；车型2只在A处设置传感器检测块，B、C处留空，然后只有车型识别传感器X能检测到信号，Y和Z是检测不到信号的；同样车型3可以只在A、B设置检测块，车型4只在A、C设置检测块等等，就是根据车型识别传感器X、Y、Z接收到的信号组合做车型的区分。

本发明提供的一种旋转式柔性定位装置，还包括控制系统，控制系统分别与定位锁紧气缸8、电机7相连接的，用于控制定位锁紧气缸8、电机7的启停；

控制系统与车型识别传感器12通过信号连接，控制系统接收车型识别传感器12的检测信号组合，并与预设值进行对比，若每组检测信号组合均与预设值一致则切换完成，若有一组不一致，则输出报警信息，反馈人工进行检查确认；

控制系统还与零件检测传感器20通过信号连接，用于接收零件检测传感器20发送的信号。

本发明还提供了一种旋转式柔性切换方法，如图12所示，具体包括以下步骤：

步骤1，操作人员在人机操作触摸屏上进行需要切换的车型类型，操作指令被反馈到控制系统中，控制系统将对定位锁紧气缸8、电机7进行控制；

切换车型之前，需清空柔性定位装置上的零件；

步骤2，定位锁紧销10在定位锁紧气缸8的驱动下缩回，取消对旋转机构4的定位锁紧；电机7驱动旋转机构4运动，例如旋转60°或120°等，旋转到所需车型的位置后电机停止旋转，此时定位锁紧销10在定位锁紧气缸的驱动下伸出，对旋转机构4的定位锁紧；

步骤3，车型识别传感器12识别检测信号并发送至控制系统，控制系统接收车型识别传感器12的检测信号的组合，并与预设值进行对比，若每组检测信号的组合均与预设值一致则切换完成，若有一组不一致，则输出报警信息，反馈人工进行检查确认。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的技术方案，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。