CN117047815A - 一种无框车门装配***及无框车门装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无框车门装配***，涉及车辆装配技术领域，包括用于定位并装配玻璃的大机器人组件和用于固定车门的车门固定组件；装配时将车门固定在车门固定组件上，通过大机器人组件的大机械臂驱动，由玻璃定位工装定位玻璃的位置，由车门定位工装定位车门的位置，使玻璃与车门的相对位置精准调节，玻璃与车门之间形成精准定位，提升玻璃装配的精度，从而提高玻璃装配的自动化水平。本发明的无框车门装配方法可以实现上述装配所达到的效果。

Description

一种无框车门装配***及无框车门装配方法

技术领域

本发明涉及车辆装配技术领域，更进一步涉及一种无框车门装配***。此外，本发明还涉及一种无框车门装配方法。

背景技术

随着我国人民生活水平的不断提高,采用无框车门技术的汽车逐渐走进了消费者的视野。无框车门因为非常优雅的外观，受到了消费者的追捧。生产无框车门逐渐从之前仅限高端品牌高端车型的一两款，变成越来越多的中端车型的标配。

由于无框车门的玻璃伸出车门的部分没有导轨约束，因此无框车门玻璃的安装其工艺要求较高，传统的装配一直都采用人工的装配方式，这大大的浪费了人力与时间。

对于本领域的技术人员来说，如何在无框车门装配过程中节省人工、提高效率，同时实现无框车门玻璃与车门的精准配合，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种无框车门装配***，能够自动化地精准调节玻璃与车门的相对位置，满足无框玻璃的安装精度，具体方案如下：

一种无框车门装配***，包括用于定位并装配玻璃的大机器人组件和用于固定车门的车门固定组件；

所述大机器人组件包括大机械臂、玻璃定位工装和车门定位工装，所述玻璃定位工装和所述车门定位工装一体式相对固定，并安装于所述大机械臂；

所述车门定位工装能够相对于待安装玻璃的车门定位固定，所述玻璃定位工装用于夹持并调节玻璃的位置，使玻璃与车门之间形成精准定位。

可选地，所述玻璃定位工装包括底座框架，所述底座框架上安装玻璃吸盘、真空发生器、吸盘X向调整驱动器、吸盘Y向调整驱动器、吸盘Z向调整驱动器、玻璃X向定位、玻璃Z向定位、玻璃Y向支撑；所述真空发生器使所述玻璃吸盘产生负压从而吸附玻璃；所述吸盘X向调整驱动器、所述吸盘Y向调整驱动器、所述吸盘Z向调整驱动器配合调节所述玻璃吸盘的空间位置，使玻璃的边缘到达所述玻璃X向定位和所述玻璃Z向定位，玻璃的表面到达所述玻璃Y向支撑，实现玻璃三维定位。

可选地，所述底座框架上设置X向玻璃位移传感器、Y向玻璃位移传感器、Z向玻璃位移传感器，所述X向玻璃位移传感器和所述Z向玻璃位移传感器用于检测玻璃的边缘位置，所述Y向玻璃位移传感器用于检测玻璃的表面位置。

可选地，所述底座框架上设置用于驱动所述玻璃X向定位调节位置的玻璃X向定位翻转驱动器、用于驱动所述玻璃Z向定位调节位置的玻璃Z向定位翻转驱动器、用于驱动所述玻璃Y向支撑调节位置的玻璃Y向支撑驱动器。

可选地，所述玻璃X向定位和所述玻璃Z向定位均为圆柱形，两者通过圆柱侧面接触定位玻璃的侧边；

所述玻璃Y向支撑接触支撑玻璃的表面。

可选地，所述车门定位工装包括车门底板，所述车门底板上安装车门定位粗导向、车门支撑块和车门定位销，所述车门定位粗导向设置导向斜面，使车门在靠近所述车门底板的过程中受到导向实现粗定位；所述车门支撑块用于支撑车门从而限定车门与所述车门底板之间的间距；

所述车门定位销用于在车门到位时***车门实现精定位。

可选地，所述车门定位销上设置定位销勾爪，定位销勾爪气缸驱动所述车门定位销和所述定位销勾爪同步转动，从而锁定车门。

可选地，所述车门底板上安装摆动夹爪、摆动夹紧气缸、翻转夹爪、翻转夹紧气缸、到位传感器；

所述到位传感器用于检测与车门的间距从而判断车门是否到位，所述摆动夹紧气缸驱动所述摆动夹爪、所述翻转夹紧气缸驱动所述翻转夹爪从而紧压固定车门的不规则孔位。

可选地，所述摆动夹爪的转动轴垂直于所述车门底板的表面，所述翻转夹爪的转动轴平行于所述车门底板的表面。

可选地，还包括用于视觉定位与螺纹拧紧的小机器人组件，所述包括小机械臂、2D视觉相机、3D视觉相机、电动拧紧枪和光源；

所述小机械臂用于驱动，以使所述2D视觉相机、所述3D视觉相机、所述电动拧紧枪和所述光源到达操作位置。

本发明还提供一种无框车门装配方法，应用于上述任一项所述的无框车门装配***，包括：

第一步：小机械臂带动3D视觉相机，首先对玻璃拍照至少三处定位点位，然后对车门拍照定位销孔点位，将数据发回PLC；

第二步：PLC整理数据后，根据视觉数据控制对应车型的大机器人组件到达抓取准备位置；

第三步：大机器人组件控制设备向车门推进，首先车门沿所述车门定位粗导向前进，导向到位后再用车门定位销进行定位；所述车门定位销插进定位销孔后，定位销勾爪气缸缩回带动定位销勾爪做90°转动锁紧压住车门；

第四步：翻转夹爪与摆动夹爪穿过车门对应的不规则孔位，随后摆动夹紧气缸、翻转夹紧气缸分别控制所述翻转夹爪与所述摆动夹爪夹紧车门，从而完全固定夹紧车门；

第五步：玻璃X向定位翻转驱动器伸出，同时玻璃Z向定位翻转驱动器随之闭合，玻璃X向定位及玻璃Z向定位翻转至限位位置；玻璃Y向支撑驱动器伸出带动玻璃Y向支撑伸出至限位位置；

第六步：玻璃吸盘靠近预装于车门的玻璃，吸盘Y向调整驱动器伸出将玻璃吸住，进而带动所述玻璃吸盘及玻璃缩回，直至玻璃抵住所述玻璃Y向支撑，Y向限位信号灯亮起；

第七步：使玻璃先后接触玻璃X向定位和玻璃Z向定位)两者，依次实现Z向和Z向定位；

第八步：小机器人组件带动2D视觉相机依次检测各个螺钉位置，根据拍照数据控制电动拧紧枪拧紧螺钉；

第九步：所述小机器人组件离开拧紧位置，进入待机位；

第十步：所述大机器人组件处的真空发生器破真空，所述玻璃吸盘缩回；定位销勾爪、摆动夹爪和翻转夹爪松开；

第十一步：所述大机器人组件回到安全位，同时所述小机器人组件用所述3D视觉相机拍照跟模板对比，判断是否合格；

第十二步：所有工序完成，反馈信号到机运线控制端，机运线处夹紧气缸松开车门固定组件，机运线放行准备下一次安装。

本发明提供一种无框车门装配***，包括用于定位并装配玻璃的大机器人组件和用于固定车门的车门固定组件；装配时将车门固定在车门固定组件上，通过大机器人组件的大机械臂驱动，由玻璃定位工装定位玻璃的位置，由车门定位工装定位车门的位置，使玻璃与车门的相对位置精准调节，玻璃与车门之间形成精准定位，提升玻璃装配的精度，从而提高玻璃装配的自动化水平。本发明的无框车门装配方法可以实现上述装配所达到的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明提供的无框车门装配***一种具体实施例的整体示意图；

图2为大机器人组件一种具体实施例的整体轴测示意图；

图3为玻璃定位工装和车门定位工装一种具体实施例第一角度的轴测示意图；

图4为玻璃定位工装和车门定位工装一种具体实施例第二角度的轴测示意图；

图5为玻璃定位工装配合玻璃、车门定位工装配合车门的示意图；

图6为玻璃定位工装一种具体实施例的轴测示意图；

图7为车门定位工装一种具体实施例的轴测示意图；

图8为小机器人组件一种具体实施例的整体轴测示意图；

图9为小机器人组件装配组件的轴测示意图。

图中包括：

大机器人组件1、大机械臂11；

玻璃定位工装12、底座框架1201、玻璃吸盘1202、吸盘X向调整驱动器1204、吸盘Y向调整驱动器1205、吸盘Z向调整驱动器1206、玻璃X向定位1207、玻璃X向定位翻转驱动器1208、玻璃Z向定位1209、玻璃Z向定位翻转驱动器1210、玻璃Y向支撑1211、玻璃Y向支撑驱动器1212、X向玻璃位移传感器1213、Y向玻璃位移传感器1214、Z向玻璃位移传感器1215；

车门定位工装13、车门底板1301、车门定位粗导向1302、车门支撑块1303、车门定位销1304、定位销勾爪1305、定位销勾爪气缸1306、摆动夹紧气缸1307、翻转夹爪1308、翻转夹紧气缸1309、到位传感器1310、摆动夹爪1311；

车门固定组件2、小机器人组件3、小机械臂31、2D视觉相机32、3D视觉相机33、电动拧紧枪34、光源35。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种无框车门装配***，能够自动化地精准调节玻璃与车门的相对位置，满足无框玻璃的安装精度。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，正面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的无框车门装配***进行详细的介绍说明。

结合图1所示，本发明提供一种无框车门装配***，包括用于定位并装配玻璃的大机器人组件1和用于固定车门的车门固定组件2；车门固定组件2用于固定车门，使车门在装配过程中保持稳定状态。车门固定组件2位于机运线上，通过机运线将待装配的车门送到待装配位置，从而进行玻璃装配的操作。在车门输送时，玻璃放置于车门内，但并未装配。在装配时，大机器人组件1调节玻璃与车门的相对位置，使玻璃与车门之间精准对位。

结合图2至图4所示，本发明提供的大机器人组件1包括大机械臂11、玻璃定位工装12和车门定位工装13等结构，玻璃定位工装12和车门定位工装13一体式相对固定，并安装于大机械臂11，也即玻璃定位工装12和车门定位工装13共同由大机械臂11同步带动移动位置。大机械臂11的驱动端可以安装在玻璃定位工装12上，也可以安装在车门定位工装13上。玻璃安装于车门靠上的位置，能够向上伸出车门，因此玻璃定位工装12位于车门定位工装13的上方。

车门定位工装13能够相对于待安装玻璃的车门定位固定，玻璃定位工装12用于夹持并调节玻璃的位置，使玻璃与车门之间形成精准定位。将玻璃装配到车门时，需要调节玻璃相对于车门的位置，车门定位工装13能够相对于待安装玻璃的车门定位固定，使车门定位工装13相对于车门保持相对固定不动。由于车门定位工装13和玻璃定位工装12为一体式结构，通过车门定位工装13和车门的相对定位固定，也即实现了玻璃定位工装12的基准定位，因此当玻璃与玻璃定位工装12的位置定位精准后，实现了玻璃与车门的精准定位。

在装配玻璃时，先将车门定位工装13与车门相对固定，再利用玻璃定位工装12将待安装的玻璃从车门中取出，接着通过玻璃定位工装12将玻璃调整到正确的位置，使玻璃与车门对位准确，满足无框车门的玻璃安装精度要求，进而通过后文中介绍的小机器人组件3将玻璃与车门通过螺丝拧装固定，完成玻璃的安装。

本发明的无框车门装配***能够自动化地完成玻璃的精准对位，满足无框车门与玻璃之间的精度安装要求，相对于传统的手动安装方式可极大降低人工成本。

在上述方案的基础上，结合图3至图6，本发明在此进一步提供一种玻璃定位工装12的具体实施方式，玻璃定位工装12包括底座框架1201，底座框架1201上安装玻璃吸盘1202、真空发生器、吸盘X向调整驱动器1204、吸盘Y向调整驱动器1205、吸盘Z向调整驱动器1206、玻璃X向定位1207、玻璃Z向定位1209、玻璃Y向支撑1211；其中底座框架1201为支撑结构，在底座框架1201上安装玻璃吸盘1202、真空发生器、吸盘X向调整驱动器1204、吸盘Y向调整驱动器1205、吸盘Z向调整驱动器1206、玻璃X向定位1207、玻璃Z向定位1209、玻璃Y向支撑1211等具有具体功能的结构。

真空发生器使玻璃吸盘1202产生负压从而吸附玻璃；吸盘X向调整驱动器1204、吸盘Y向调整驱动器1205、吸盘Z向调整驱动器1206配合调节玻璃吸盘1202的空间位置，使玻璃的边缘到达玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209，玻璃的表面到达玻璃Y向支撑1211，实现玻璃三维定位。

玻璃X向定位1207、玻璃Z向定位1209、玻璃Y向支撑1211均为物理定位支撑结构，玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209分别限定玻璃两条不同的侧边，玻璃Y向支撑1211限定玻璃的其中一个表面。结合图5所示(A表示玻璃，B表示车门)，其中仅定位玻璃的上边缘和右侧边缘，每个边缘设置两个定位结构，对于一块玻璃来说，仅需要定位其中相邻的两条侧边即使，只要相邻的两条侧边的位置是准确的，则整块玻璃的位置就是准确。

因此在定位玻璃的过程中，由玻璃吸盘1202带动玻璃移动，先使玻璃沿Y向靠近玻璃Y向支撑1211，当玻璃到达玻璃Y向支撑1211之后，再使玻璃压在玻璃Y向支撑1211的同时调节X轴和Z轴方向的位置，直到玻璃的边缘接触玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209，此时玻璃的三维空间位置被确定。

具体地，底座框架1201上设置X向玻璃位移传感器1213、Y向玻璃位移传感器1214、Z向玻璃位移传感器1215。X向玻璃位移传感器1213和Y向玻璃位移传感器1214分别用于检测玻璃的边缘位置，Z向玻璃位移传感器1215用于检测玻璃的表面位置。

玻璃定位工装12能够发挥具体的功能如下：

真空发生器使玻璃吸盘1202产生负压从而吸附玻璃，玻璃吸盘1202接触玻璃，由真空发生器使玻璃吸盘1202产生负压提供吸附作用力，由玻璃吸盘1202实现抓取玻璃的操作，并在其他机构的辅助下带动玻璃调节位置。

吸盘X向调整驱动器1204、吸盘Y向调整驱动器1205、吸盘Z向调整驱动器1206配合调节玻璃吸盘1202的空间位置，可以实现玻璃的三维空间位置调节；结合图6所示，Y方向为垂直于底座框架1201表面的方向，X方向和Z方向为底座框架1201表面内相互垂直的两个方向，吸盘X向调整驱动器1204能够带动玻璃吸盘1202和玻璃沿X轴方向移动，吸盘Y向调整驱动器1205能够带动玻璃吸盘1202和玻璃沿Y轴方向移动，吸盘Z向调整驱动器1206能够带动玻璃吸盘1202和玻璃沿Z轴方向移动。当玻璃的三维空间位置被玻璃X向定位1207、玻璃Z向定位1209、玻璃Y向支撑1211限定时，通过X向玻璃位移传感器1213、Y向玻璃位移传感器1214、Z向玻璃位移传感器1215三个维度的传感器的检测信号进一步检测玻璃的位置，从而进一步判断玻璃是否到达正确的位置。

玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209起到物理定位支撑的作用，X向玻璃位移传感器1213和Z向玻璃位移传感器1215起到检测作用，是否到达目标位置，有问题时及时报错。

结合图3、图4、图6，底座框架1201上设置用于驱动玻璃X向定位1207调节位置的玻璃X向定位翻转驱动器1208、用于驱动玻璃Z向定位1209调节位置的玻璃Z向定位翻转驱动器1210、用于驱动玻璃Y向支撑1211调节位置的玻璃Y向支撑驱动器1212。X向定位翻转驱动器1208能够带动玻璃X向定位1207绕转轴转动，转轴方向大致为Z轴方向；玻璃Z向定位翻转驱动器1210能够带动玻璃Z向定位1209绕转轴转动，转轴方向大致为X轴方向。玻璃Y向支撑驱动器1212能够带动玻璃Y向支撑1211沿Y轴方向平移。

结合图6所示，本发明提供的玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209均为圆柱形，两者通过圆柱侧面接触定位玻璃的侧边，圆柱形的外表面不存在异形的凸起，可以避免对玻璃的边缘产生过大的挤压作用力。玻璃Y向支撑1211接触支撑玻璃的表面，玻璃Y向支撑1211接触玻璃表面的部分为圆弧形曲面，可以贴合玻璃的曲面。一般情况下，玻璃Y向支撑1211至少设置三个，对玻璃的表面形成三个以上的支撑点，保证玻璃的表面得到稳定的支撑。

结合图3、图4、图7，车门定位工装13包括车门底板1301、车门定位粗导向1302、车门支撑块1303和车门定位销1304等结构，车门底板1301起到支撑作用，在车门底板1301上安装车门定位粗导向1302、车门支撑块1303和车门定位销1304等结构。

车门定位粗导向1302设置至少三个，车门定位粗导向1302设置导向斜面，使车门在靠近车门底板1301的过程中受到导向实现粗定位，车门定位粗导向1302的斜面朝向车门的边缘，呈上(远离车门底板1301)窄下(靠近车门底板1301)宽的结构，当车门定位工装13在靠近车门的过程中，车门定位粗导向1302的斜面对车门起到引导的作用，在车门定位粗导向1302上端接触车门时精度较低，在车门与车门定位工装13不断靠近的过程中，车门受到导向斜面的引导，不断到达更加精准的位置。

车门支撑块1303用于支撑车门从而限定车门与车门底板1301之间的间距，当车门支撑块1303接触车门时，车门无法进一步靠近车门底板1301，此时车门的位置被限定。车门经过车门定位粗导向1302的斜面的引导不断到达精准的位置，当车门到达车门支撑块1303的支撑位置时，车门定位销1304用于在车门到位时***车门实现精定位，进一步限定车门的位置。

具体地，车门定位销1304上设置定位销勾爪1305，定位销勾爪1305凸出于车门定位销1304的侧壁，定位销勾爪气缸1306驱动车门定位销1304和定位销勾爪1305同步转动，从而锁定车门，车门定位销1304***车门上的定位孔的过程中，定位销勾爪1305穿过定位孔，并且当定位销勾爪1305转动某一角度之后，可以防止车门定位销1304从定位孔中拔出，对车门起到锁定的作用。

更进一步，为了进一步提升对车门的锁定效果，在车门底板1301上安装摆动夹爪1311、摆动夹紧气缸1307、翻转夹爪1308、翻转夹紧气缸1309、到位传感器1310；到位传感器1310用于检测与车门的间距从而判断车门是否到位，确认车门与工装的贴合完成度，当车门与到位传感器1310的间距到达设定范围时停止，不再继续靠近车门。摆动夹紧气缸1307驱动摆动夹爪1311、翻转夹紧气缸1309驱动翻转夹爪1308从而紧压固定车门的不规则孔位。

结合图7所示，摆动夹爪1311具有两个形成夹角的杆件，摆动夹紧气缸1307驱动摆动夹爪1311旋转，摆动夹爪1311的转轴大致垂直于车门底板1301，可使摆动夹爪1311压在车门的表面，从而紧压固定车门的不规则孔位；翻转夹爪1308呈L形，翻转夹爪1308的转轴大致平行于车门底板1301，当车门到位后，翻转夹爪1308转动从而压在车门的表面，从而实现压紧车门的效果。通过摆动夹爪1311、翻转夹爪1308和定位销勾爪1305的相互配合，分别从不同的位置压在车门上，从而实现对车门的紧固效果。

摆动夹爪1311的转动轴垂直于车门底板1301的表面，翻转夹爪1308的转动轴平行于车门底板1301的表面。摆动夹爪1311和车门定位销1304两者的转轴大致平行设置，摆动夹爪1311和定位销勾爪1305能够从对应的车门开孔中穿过，当车门到位后，可以摆动夹爪1311和定位销勾爪1305分别转动到车门的实体结构上，从而对车门起到压紧的效果。而翻转夹爪1308的转动方向方式区别于摆动夹爪1311，在压紧时能够对车门施加压紧力，从而更好地压紧固定车门。

本发明所采用的驱动结构可以为气缸，每个气缸均配备伸出及缩回到位检测。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明还包括用于视觉定位与螺纹拧紧的小机器人组件3，结合图8、图9，包括小机器人组件3小机械臂31、2D视觉相机32、3D视觉相机33、电动拧紧枪34和光源35；2D视觉相机32、3D视觉相机33、电动拧紧枪34和光源35这些结构集成安装于同一组件上，装配在小机械臂31的驱动端。小机械臂31用于驱动，以使2D视觉相机32、3D视觉相机33、电动拧紧枪34和光源35到达操作位置。2D视觉相机32和3D视觉相机33用于视觉检测，电动拧紧枪34用于拧动螺栓，光源35用于提供照明。当玻璃与车门的位置到位后，通过电动拧紧枪34拧紧螺栓，将玻璃固定装配到车门上。

本发明还提供一种无框车门装配方法，应用于上述无框车门装配***，

在进行具体的装配之前进行准备步骤：

第一步：扫码仪器将N个车次扫码，判断车型，工位做待机准备。

第二步：机运线结构带着吊有车门与预装玻璃的待装工件到达机器人工位，此时预装玻璃已置于车门中处于待提伸状态。

第三步：待调整车门到达指定工位处时，机运线传感器将信号传递到工位PLC处，工位做好工作待机。

本发明提供的无框车门装配方法包括如下步骤：

第一步：小机械臂31带动3D视觉相机33，首先对玻璃拍照至少三处定位点位，然后对车门拍照定位销孔点位，将数据发回PLC；先通过小机器人组件3确定待装配的点位。

第二步：PLC整理数据后，根据视觉数据控制对应车型的大机器人组件1到达抓取准备位置；大机器人组件1的操作位置借助小机器人组件3检测得到。

第三步：大机器人组件1控制设备向车门推进，首先车门沿车门定位粗导向1302前进，导向到位后再用车门定位销1304进行定位；车门定位销1304插进定位销孔后，定位销勾爪气缸1306缩回带动定位销勾爪1305做90°转动锁紧压住车门；对车门进行粗定位，使车门到达正确位置，再对车门进行初步的锁定。

第四步：翻转夹爪1308与摆动夹爪1311穿过车门对应的不规则孔位，随后摆动夹紧气缸1307、翻转夹紧气缸1309分别控制翻转夹爪1308与摆动夹爪1311夹紧车门，从而完全固定夹紧车门；利用翻转夹爪1308与摆动夹爪1311对对较大的不规则孔位进行锁定，将车门完全固定。

第五步：玻璃X向定位翻转驱动器1208伸出，同时玻璃Z向定位翻转驱动器1210随之闭合，玻璃X向定位1207及玻璃Z向定位1209翻转至限位位置；玻璃Y向支撑驱动器1212伸出带动玻璃Y向支撑1211伸出至限位位置；此步骤用于将X、Y、Z三个方向的定位结构伸出到位。

第六步：玻璃吸盘1202靠近预装于车门的玻璃，吸盘Y向调整驱动器1205伸出将玻璃吸住，进而带动玻璃吸盘1202及玻璃缩回，直至玻璃抵住玻璃Y向支撑1211，Y向限位信号灯亮起；吸信玻璃后，先定位Y方向，再定位X、Z两个方向。

第七步：使玻璃先后接触玻璃X向定位1207和玻璃Z向定位1209两者，依次实现Z向和Z向定位；对X和Z两个方向的定位不分先后，可以先定位X向，也可以先定位Z向。

第八步：小机器人组件3带动2D视觉相机32依次检测各个螺钉位置，根据拍照数据控制电动拧紧枪34拧紧螺钉；当玻璃定位精准后，再通过小机器人组件3完成拧紧固定的操作。

第九步：小机器人组件3离开拧紧位置，进入待机位，以供下一次操作。

第十步：大机器人组件1处的真空发生器破真空，玻璃吸盘1202缩回；定位销勾爪1305、摆动夹爪1311和翻转夹爪1308松开；解除对车门和玻璃的固定状态，装配完成的车门可以继续向后输送。

第十一步：大机器人组件1回到安全位，同时小机器人组件3用3D视觉相机33拍照跟模板对比，判断是否合格；小机器人组件3还可用于装配后的精度检测。

第十二步：所有工序完成，反馈信号到机运线控制端，机运线处夹紧气缸松开车门固定组件2，机运线放行准备下一次安装，每次装配重复上述的操作过程即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种无框车门装配***，其特征在于，包括用于定位并装配玻璃的大机器人组件(1)和用于固定车门的车门固定组件(2)；

所述大机器人组件(1)包括大机械臂(11)、玻璃定位工装(12)和车门定位工装(13)，所述玻璃定位工装(12)和所述车门定位工装(13)一体式相对固定，并安装于所述大机械臂(11)；

所述车门定位工装(13)能够相对于待安装玻璃的车门定位固定，所述玻璃定位工装(12)用于夹持并调节玻璃的位置，使玻璃与车门之间形成精准定位。

2.根据权利要求1所述的无框车门装配***，其特征在于，所述玻璃定位工装(12)包括底座框架(1201)，所述底座框架(1201)上安装玻璃吸盘(1202)、真空发生器、吸盘X向调整驱动器(1204)、吸盘Y向调整驱动器(1205)、吸盘Z向调整驱动器(1206)、玻璃X向定位(1207)、玻璃Z向定位(1209)、玻璃Y向支撑(1211)；所述真空发生器使所述玻璃吸盘(1202)产生负压从而吸附玻璃；所述吸盘X向调整驱动器(1204)、所述吸盘Y向调整驱动器(1205)、所述吸盘Z向调整驱动器(1206)配合调节所述玻璃吸盘(1202)的空间位置，使玻璃的边缘到达所述玻璃X向定位(1207)和所述玻璃Z向定位(1209)，玻璃的表面到达所述玻璃Y向支撑(1211)，实现玻璃三维定位。

3.根据权利要求2所述的无框车门装配***，其特征在于，所述底座框架(1201)上设置X向玻璃位移传感器(1213)、Y向玻璃位移传感器(1214)、Z向玻璃位移传感器(1215)，所述X向玻璃位移传感器(1213)和所述Z向玻璃位移传感器(1215)用于检测玻璃的边缘位置，所述Y向玻璃位移传感器(1214)用于检测玻璃的表面位置。

4.根据权利要求3所述的无框车门装配***，其特征在于，所述底座框架(1201)上设置用于驱动所述玻璃X向定位(1207)调节位置的玻璃X向定位翻转驱动器(1208)、用于驱动所述玻璃Z向定位(1209)调节位置的玻璃Z向定位翻转驱动器(1210)、用于驱动所述玻璃Y向支撑(1211)调节位置的玻璃Y向支撑驱动器(1212)。

5.根据权利要求4所述的无框车门装配***，其特征在于，所述玻璃X向定位(1207)和所述玻璃Z向定位(1209)均为圆柱形，两者通过圆柱侧面接触定位玻璃的侧边；

所述玻璃Y向支撑(1211)接触支撑玻璃的表面。

6.根据权利要求1所述的无框车门装配***，其特征在于，所述车门定位工装(13)包括车门底板(1301)，所述车门底板(1301)上安装车门定位粗导向(1302)、车门支撑块(1303)和车门定位销(1304)，所述车门定位粗导向(1302)设置导向斜面，使车门在靠近所述车门底板(1301)的过程中受到导向实现粗定位；所述车门支撑块(1303)用于支撑车门从而限定车门与所述车门底板(1301)之间的间距；

所述车门定位销(1304)用于在车门到位时***车门实现精定位。

7.根据权利要求6所述的无框车门装配***，其特征在于，所述车门定位销(1304)上设置定位销勾爪(1305)，定位销勾爪气缸(1306)驱动所述车门定位销(1304)和所述定位销勾爪(1305)同步转动，从而锁定车门。

8.根据权利要求7所述的无框车门装配***，其特征在于，所述车门底板(1301)上安装摆动夹爪(1311)、摆动夹紧气缸(1307)、翻转夹爪(1308)、翻转夹紧气缸(1309)、到位传感器(1310)；

所述到位传感器(1310)用于检测与车门的间距从而判断车门是否到位，所述摆动夹紧气缸(1307)驱动所述摆动夹爪(1311)、所述翻转夹紧气缸(1309)驱动所述翻转夹爪(1308)从而紧压固定车门的不规则孔位。

9.根据权利要求8所述的无框车门装配***，其特征在于，所述摆动夹爪(1311)的转动轴垂直于所述车门底板(1301)的表面，所述翻转夹爪(1308)的转动轴平行于所述车门底板(1301)的表面。

10.根据权利要求1至9任一项所述的无框车门装配***，其特征在于，还包括用于视觉定位与螺纹拧紧的小机器人组件(3)，所述包括小机械臂(31)、2D视觉相机(32)、3D视觉相机(33)、电动拧紧枪(34)和光源(35)；

所述小机械臂(31)用于驱动，以使所述2D视觉相机(32)、所述3D视觉相机(33)、所述电动拧紧枪(34)和所述光源(35)到达操作位置。

11.一种无框车门装配方法，应用于权利要求1至10任一项所述的无框车门装配***，其特征在于，包括：

第一步：小机械臂(31)带动3D视觉相机(33)，首先对玻璃拍照至少三处定位点位，然后对车门拍照定位销孔点位，将数据发回PLC；

第二步：PLC整理数据后，根据视觉数据控制对应车型的大机器人组件(1)到达抓取准备位置；

第三步：大机器人组件(1)控制设备向车门推进，首先车门沿所述车门定位粗导向(1302)前进，导向到位后再用车门定位销(1304)进行定位；所述车门定位销(1304)插进定位销孔后，定位销勾爪气缸(1306)缩回带动定位销勾爪(1305)做90°转动锁紧压住车门；

第四步：翻转夹爪(1308)与摆动夹爪(1311)穿过车门对应的不规则孔位，随后摆动夹紧气缸(1307)、翻转夹紧气缸(1309)分别控制所述翻转夹爪(1308)与所述摆动夹爪(1311)夹紧车门，从而完全固定夹紧车门；

第五步：玻璃X向定位翻转驱动器(1208)伸出，同时玻璃Z向定位翻转驱动器(1210)随之闭合，玻璃X向定位(1207)及玻璃Z向定位(1209)翻转至限位位置；玻璃Y向支撑驱动器(1212)伸出带动玻璃Y向支撑(1211)伸出至限位位置；

第六步：玻璃吸盘(1202)靠近预装于车门的玻璃，吸盘Y向调整驱动器(1205)伸出将玻璃吸住，进而带动所述玻璃吸盘(1202)及玻璃缩回，直至玻璃抵住所述玻璃Y向支撑(1211)，Y向限位信号灯亮起；

第七步：使玻璃先后接触玻璃X向定位(1207)和玻璃Z向定位(1209)两者，依次实现Z向和Z向定位；

第八步：小机器人组件(3)带动2D视觉相机(32)依次检测各个螺钉位置，根据拍照数据控制电动拧紧枪(34)拧紧螺钉；

第九步：所述小机器人组件(3)离开拧紧位置，进入待机位；

第十步：所述大机器人组件(1)处的真空发生器破真空，所述玻璃吸盘(1202)缩回；定位销勾爪(1305)、摆动夹爪(1311)和翻转夹爪(1308)松开；

第十一步：所述大机器人组件(1)回到安全位，同时所述小机器人组件(3)用所述3D视觉相机(33)拍照跟模板对比，判断是否合格；

第十二步：所有工序完成，反馈信号到机运线控制端，机运线处夹紧气缸松开车门固定组件(2)，机运线放行准备下一次安装。