CN206882489U - 机器人滚边工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人滚边工具，包括机器人安装盘、导向和弹性补偿组件、滚轮安装支架、两组单滚轮安装机构、双滚轮安装机构及标定指针；本实用新型是集成型多功能的滚边工具，具有弹性补偿以及TCP指针的内嵌功能；采用内嵌式TCP指针，通过人工拨动切换指针的伸出和缩回位置，两个位置的锁定通过柱塞和定位槽配合；指针弹簧对指针施加压回的力，确保即使柱塞故障或损坏也能时指针压缩在腔内，避免意外伸出损坏；利用蝶形弹簧优化了整体的结构尺寸；采用6面体的滚头安装支架结构，两侧平行，两侧带角度设计使生产上可以统一备料型材种类，减少生产周期；采用可调间距的双滚轮支座安装结构，满足特别工艺要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机电设备，尤其涉及一种机器人滚边工具。
背景技术
机器人滚边工具：安装在机器人轴端部，配合相应滚边模可以完成车身外板件的包边工作。通常用于车门，引擎盖，行李箱盖和车顶天窗的生产。TCP是“机器人工具坐标系”的简称，一般机器人进行示教前先要完成对于工具坐标系的标定/建立。在此基础上才能进行后续的运动轨迹示教或路径编译。
由于对于机器人滚边工具，为了确保设备故障时的快速恢复，通常会在示教工作前完成工具坐标系的建立工作。此时需要在此工具某一特定位置（通常是底部端面上）安装标定用的指针。但是，通常情况下，实际机器人工作时，该指针会干涉机器人的包边轨迹。此时还需要将此指针拆除，收藏在别处。这样处理会产生几个问题：
1.容易丢失。
2.拆装时会有一定的误差。
3.多次拆装会增加损坏风险。
4.由于指针在制造时有加工误差，与工具配合使用时为一一对应关系。如果在生产车间有多个滚动工具的情况下，故障或调试恢复时可能会造成混用或用错，如此除了浪费调试时间，影响生产进度之外，还会影响后续生产的产品质量甚至造成设备运动干涉，进而造成新的设备故障。
实用新型内容
本实用新型的目的：提供一种机器人滚边工具，相比于专用压机或包边设备，机器人车身滚边生产技术柔性好，初期投资成本相对较低，能广泛应用于车身外板件的包边工作，如用于车门、引擎盖、行李箱盖、车顶天窗、翼子板、轮着等的生产。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种机器人滚边工具，包括机器人安装盘、导向和弹性补偿组件、滚轮安装支架、两组单滚轮安装机构、双滚轮安装机构及标定指针；所述的机器人滚边工具通过所述的机器人安装盘与机器人连接，所述的机器人安装盘与机器人的6轴端部适配安装，所述的机器人安装盘安装在所述的导向和弹性补偿组件的顶部，所述的导向和弹性补偿组件安装在所述的滚轮安装支架的顶部；所述的滚轮安装支架为六面体结构，且所述的滚轮安装支架的两侧端面为平面结构，所述的滚轮安装支架的前后端面为斜面结构；其中一组所述的单滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的两侧端面上，另一组所述的单滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的后端面上且倾斜向下设置，所述的双滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的前端面上且倾斜向下设置；所述的滚轮安装支架的内部中心设有阶梯通孔，所述的标定指针设置在所述的滚轮安装支架的阶梯通孔内，并通过沉孔壁和全程受压的第一弹簧竖直向下设置；所述的标定指针上设有拨杆，所述的滚轮安装支架上设有定位槽，所述的拨杆通过所述的定位槽贯穿所述的滚轮安装支架并沿所述的定位槽滑动。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的机器人安装盘的法兰面侧边设有TCP指针安装孔。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的导向和弹性补偿组件包括第二弹簧、压板、导向衬套、过渡轴及连接杆；所述的过渡轴同轴***在所述的机器人安装盘的空腔内，所述的第二弹簧通过所述的压板设置在所述的机器人安装盘的空腔内，位于所述的过渡轴的上方，所述的压板固定安装在所述的机器人安装盘上；所述的导向衬套套置在所述的过渡轴上，位于所述的过渡轴的上部及下部，所述的连接杆连接在所述的压板与所述的过渡轴之间；所述的过渡轴的底部与所述的滚轮安装支架为型面加销限位，两侧由螺栓连接后拧紧。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的过渡轴上设有防转导向槽，位于所述的过渡轴的中部。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的机器人安装盘的空腔内设有衬套卡环，位于所述的机器人安装盘的空腔的底部，所述的衬套卡环顶在所述的导向衬套的底部。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的第二弹簧为蝶形弹簧。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的标定指针上设有第一指针限位槽，位于所述的标定指针的顶部；所述的标定指针上设有第二指针限位槽，位于所述的标定指针的中上部。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的滚轮安装支架上安装有柱塞旋钮，所述的柱塞旋钮向内顶住所述的标定指针上的拨杆。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的双滚轮安装机构上下设置，所述的滚轮安装支架通过型材的两侧面进行导向，位于下部的滚轮安装座通过销孔定位，位于上部的滚轮安装座通过垫片调整与基准块件的间距，再用螺栓拧紧。
上述的机器人滚边工具，其中，所述的两组单滚轮安装机构及双滚轮安装机构分别为包边滚轮。
本实用新型是集成型多功能的滚边工具，具有弹性补偿以及TCP指针的内嵌功能；采用端部TCP指针的内嵌式结构，通过人工拨动切换指针的伸出和缩回位置，两个位置的锁定通过柱塞和定位槽配合；TCP指针前端有弹簧，对指针施加压回的力，确保即使柱塞故障或损坏也能时指针压缩在腔内，避免意外伸出损坏；利用蝶形弹簧替代普通弹簧或矩形弹簧，优化了整体的结构尺寸；采用6面体的滚头安装支架结构，两侧平行，两侧带角度设计使生产上可以统一备料型材种类，减少生产周期；采用可调间距的双滚轮支座安装结构，满足特别工艺要求。
附图说明
图1是本实用新型机器人滚边工具的结构示意图。
图2是本实用新型机器人滚边工具的主视图。
图3是本实用新型机器人滚边工具的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
请参见附图1至附图3所示，一种机器人滚边工具，包括机器人安装盘1、导向和弹性补偿组件2、滚轮安装支架3、两组单滚轮安装机构4、双滚轮安装机构5及标定指针6；所述的机器人滚边工具通过所述的机器人安装盘1与机器人连接，所述的机器人安装盘1与机器人的6轴端部适配安装，所述的机器人安装盘1安装在所述的导向和弹性补偿组件2的顶部，所述的导向和弹性补偿组件2安装在所述的滚轮安装支架3的顶部；所述的滚轮安装支架3为六面体结构，且所述的滚轮安装支架3的两侧端面为平面结构，所述的滚轮安装支架3的前后端面为斜面结构；其中一组所述的单滚轮安装机构4安装在所述的滚轮安装支架3的两侧端面上，另一组所述的单滚轮安装机构4安装在所述的滚轮安装支架3的后端面上且倾斜向下设置，所述的双滚轮安装机构5安装在所述的滚轮安装支架3的前端面上且倾斜向下设置；所述的滚轮安装支架3的内部中心设有阶梯通孔，所述的标定指针6设置在所述的滚轮安装支架3的阶梯通孔内，并通过沉孔壁和全程受压的第一弹簧61竖直向下设置；所述的标定指针6上设有拨杆62，所述的滚轮安装支架3上设有定位槽31，所述的拨杆62通过所述的定位槽31贯穿所述的滚轮安装支架3并沿所述的定位槽31滑动。
所述的机器人安装盘1的法兰面侧边设有TCP指针安装孔11，对于高品质精度要求的客户，可安装TCP指针来提高标定精度。对于特殊标定时使用，由于此处的TCP指针一般不会影响滚边工作时的运动，通常直接安装后不用拆除。
所述的导向和弹性补偿组件2包括第二弹簧21、压板22、导向衬套23、过渡轴25及连接杆26；所述的过渡轴25同轴***在所述的机器人安装盘1的空腔内，所述的第二弹簧21通过所述的压板22设置在所述的机器人安装盘1的空腔内，位于所述的过渡轴25的上方，所述的压板22固定安装在所述的机器人安装盘1上；所述的导向衬套23套置在所述的过渡轴25上，位于所述的过渡轴25的上部及下部，所述的连接杆26连接在所述的压板22与所述的过渡轴25之间；所述的过渡轴25的底部与所述的滚轮安装支架3为型面加销限位，两侧由螺栓连接后拧紧。过渡轴25、压板22、连接杆26等均可以实现标准化生产，实际使用时仅针对前面的滚轮安装支架3和滚轮进行特殊定制即可。
所述的过渡轴25上设有防转导向槽24，位于所述的过渡轴25的中部，可起到防转的作用；同时轴向由导向衬套23进行导向，确保滚轮工作时只能上下运动而不会进行偏转。
所述的机器人安装盘1的空腔内设有衬套卡环27，位于所述的机器人安装盘1的空腔的底部，所述的衬套卡环27顶在所述的导向衬套23的底部。
所述的第二弹簧21为蝶形弹簧，使用蝶形弹簧来取代现有技术的圆线或矩形的弹簧，可以使整个结构更为紧凑，此结构和导向结构可以做成标准化设计。
所述的标定指针6上设有第一指针限位槽63，位于所述的标定指针6的顶部，可用于限制标定指针6的顶部位置；所述的标定指针6上设有第二指针限位槽64，位于所述的标定指针6的中上部，可用于限制标定指针6的向下移动幅度。
所述的滚轮安装支架3上安装有柱塞旋钮34，所述的柱塞旋钮34向内顶住所述的标定指针6上的拨杆62，用于锁住标定指针6伸出或缩回的位置。
所述的双滚轮安装机构5上下设置，所述的滚轮安装支架3可以利用型材的两侧面进行导向，位于下部的滚轮安装座通过销孔定位，位于上部的滚轮安装座通过垫片调整与基准块件的间距，再用螺栓拧紧，从而实现两滚轮的中心距间的调整。此项功能是为了消除加工误差，以及滚轮运行表面损耗后便于修正的设计，可以降低零件加工要求以及增加滚轮的使用寿命。
所述的两组单滚轮安装机构4及双滚轮安装机构5分别为包边滚轮。
滚轮安装支架3共可提供4组滚轮机构进行安装，其斜面角度可以按照实际需要进行设计，更利于加工和备料，根据使用需求，通过改变两侧斜度以及改变滚轮大小和形状的组合，基本可以满足绝大多数实际生产需要，同时使生产上可以统一备料型材种类，减少生产周期。
通过人工拨动拨杆62可以使标定指针6伸出或缩回，第一弹簧61会始终产生让标定指针6缩回的力，只要柱塞旋钮34解锁，在没有人工干预的情况下，即会将标定指针6推回，确保安全。标定指针6与柱塞旋钮34，滚轮安装支架3均为精定位配合，可确保重复示教的精度。
导向和弹性补偿组件2的弹性补偿结构的主要功能是消除工件加工误差（如板件厚薄有误差等）以及示教偏离，机器人运动轨迹重复性误差所造成的对滚边工艺的不利影响。使得滚轮在给工件施压的过程中靠弹簧的弹性被动调整压力和位置，得到相对较好的滚边质量要求。在本实用新型中，压板22被固定安装在机器人安装盘1上，滚头通过滚轮安装支架3、过渡轴25连接到连接杆26，而提供弹性补偿的关键部件蝶形弹簧21放置在压板22和连接支架的空腔间。当滚轮回压的过程中会使蝶形弹簧21压缩变形，并同时产生将滚轮顶回的正压力，如此确保实际工作中端部滚轮的施压力和位置保持均匀并达到设计要求。
滚轮安装支架3内的底孔台阶与标定指针6间安装圆线第一弹簧61，并有一定的压缩预紧。确保第一弹簧61全程受压，始终产生回弹力使指针保持缩回状态。标定指针6指针上还设计有两条定位槽用于精确定位。滚轮安装支架3上安装有柱塞旋钮34，实际使用时顶针会***标定指针6的定位槽32内，确保使用时伸出和缩回的位置始终保持所需要的定位精度。手动拨杆62限制在滚轮安装支架3在定位槽32内移动。
人工切换标定指针6位置的步骤为：人工旋转柱塞旋钮34，使柱塞顶针撤出标定指针6上的第一指针限位槽63，手动拨动拨杆62，将标定指针6切换到所需要的位置，再旋回柱塞旋钮34，将柱塞顶针卡进标定指针6上的第二指针限位槽64内。
现有技术的弹性补偿的结构设计稍有不同，但是原理类似，均可应用于导向和弹性补偿组件2的弹性补偿结构，本实用新型不再赘述；目前已有的液压、电机的产品案例，有的还内嵌有压力传感器来跟踪或实时调整滚边时对工件均匀施压。
对于标定指针6的位置切换，也可使用气缸或电机推动，但是结构较大，并且由于实际使用频率较少，经济性较差，本实用新型不再赘述。
综上所述，本实用新型是集成型多功能的滚边工具，具有弹性补偿以及TCP指针的内嵌功能；采用端部TCP指针的内嵌式结构，通过人工拨动切换指针的伸出和缩回位置，两个位置的锁定通过柱塞和定位槽配合；TCP指针前端有弹簧，对指针施加压回的力，确保即使柱塞故障或损坏也能时指针压缩在腔内，避免意外伸出损坏；利用蝶形弹簧替代普通弹簧或矩形弹簧，优化了整体的结构尺寸；采用6面体的滚头安装支架结构，两侧平行，两侧带角度设计使生产上可以统一备料型材种类，减少生产周期；采用可调间距的双滚轮支座安装结构，满足特别工艺要求。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种机器人滚边工具，其特征在于：包括机器人安装盘、导向和弹性补偿组件、滚轮安装支架、两组单滚轮安装机构、双滚轮安装机构及标定指针；所述的机器人滚边工具通过所述的机器人安装盘与机器人连接，所述的机器人安装盘与机器人的6轴端部适配安装，所述的机器人安装盘安装在所述的导向和弹性补偿组件的顶部，所述的导向和弹性补偿组件安装在所述的滚轮安装支架的顶部；所述的滚轮安装支架为六面体结构，且所述的滚轮安装支架的两侧端面为平面结构，所述的滚轮安装支架的前后端面为斜面结构；其中一组所述的单滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的两侧端面上，另一组所述的单滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的后端面上且倾斜向下设置，所述的双滚轮安装机构安装在所述的滚轮安装支架的前端面上且倾斜向下设置；所述的滚轮安装支架的内部中心设有阶梯通孔，所述的标定指针设置在所述的滚轮安装支架的阶梯通孔内，并通过沉孔壁和全程受压的第一弹簧竖直向下设置；所述的标定指针上设有拨杆，所述的滚轮安装支架上设有定位槽，所述的拨杆通过所述的定位槽贯穿所述的滚轮安装支架并沿所述的定位槽滑动。
2.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的机器人安装盘的法兰面侧边设有TCP指针安装孔。
3.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的导向和弹性补偿组件包括第二弹簧、压板、导向衬套、过渡轴及连接杆；所述的过渡轴同轴***在所述的机器人安装盘的空腔内，所述的第二弹簧通过所述的压板设置在所述的机器人安装盘的空腔内，位于所述的过渡轴的上方，所述的压板固定安装在所述的机器人安装盘上；所述的导向衬套套置在所述的过渡轴上，位于所述的过渡轴的上部及下部，所述的连接杆连接在所述的压板与所述的过渡轴之间；所述的过渡轴的底部与所述的滚轮安装支架为型面加销限位，两侧由螺栓连接后拧紧。
4.根据权利要求3所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的过渡轴上设有防转导向槽，位于所述的过渡轴的中部。
5.根据权利要求3所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的机器人安装盘的空腔内设有衬套卡环，位于所述的机器人安装盘的空腔的底部，所述的衬套卡环顶在所述的导向衬套的底部。
6.根据权利要求3所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的第二弹簧为蝶形弹簧。
7.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的标定指针上设有第一指针限位槽，位于所述的标定指针的顶部；所述的标定指针上设有第二指针限位槽，位于所述的标定指针的中上部。
8.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的滚轮安装支架上安装有柱塞旋钮，所述的柱塞旋钮向内顶住所述的标定指针上的拨杆。
9.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的双滚轮安装机构上下设置，所述的滚轮安装支架通过型材的两侧面进行导向，位于下部的滚轮安装座通过销孔定位，位于上部的滚轮安装座通过垫片调整与基准块件的间距，再用螺栓拧紧。
10.根据权利要求1所述的机器人滚边工具，其特征在于：所述的两组单滚轮安装机构及双滚轮安装机构分别为包边滚轮。
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