一种实现端拾器通用的方法
【专利摘要】本发明公开了一种实现端拾器通用的方法，通过对制件归类分组，在每组制件上选择通用的吸盘面，实现该组制件的端拾器通用，降低车型开发端拾器投资成本，减少端拾器存放面积。
【专利说明】一种实现端拾器通用的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冲压自动化线端拾器【技术领域】，尤其涉及一种实现端拾器通用的方法。
【背景技术】
[0002]汽车车身结构件及覆盖件的冲压生产正在从纯手工生产方式过渡到全自动化生产。全自动化冲压生产牵涉到拆垛、上料及工序间零件过渡问题，目前生产普遍选用的是利用端拾器实现产品的过渡。每组制件端拾器投资成本约3-10万元。新车型开发时，冲压件端拾器投资成本高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是一种实现同类型制件端拾器通用的端拾器通用的方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种实现端拾器通用的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0005]I)根据自动化线制件尺寸，把尺寸相似的制件归类成组；
[0006]2)在AutoCAD软件中，以一组制件为单位，分别绘制该组的所有制件，所有制件的中心为同一点；
[0007]3)确定该组制件的重叠部分，根据吸盘均匀分布的原则，在重叠部分选择吸盘面；
[0008]4)分别将该组制件的三维数模导入CATIA中，并调整各制件的位置，使得各制件的中心为同一点，各制件处于相对平行位置；
[0009]5)在CATIA曲面设计模块，在曲面分析工具栏中单击曲面分析按钮，分析类型选择最小值，测量第3步中选取的吸盘面的最小曲率半径，如果最小曲率半径大于吸盘要求的工件的最小曲率半径，则吸盘面的选择满足要求；
[0010]6)在CATIA设计环境中自动生成一个剖切面，通过对话框调整剖切名称、剖切对象和剖切定位，第3步中选取的每个吸盘面均在剖切面上形成一条截面线，分别校验每条截面线，在截面线上任意选择两点，测量两点在垂直制件所在平面方向的距离，要求距离的最大值和最小值均在5_以内，则吸盘面的选择满足要求；
[0011]7)校核吸盘吸力和横向力是否大于板料重力和横向力。
[0012]吸盘的安全系数η最小取4,机器人运动加速度最大取12m/s2。
[0013]在应用于拆垛上料端拾器时，在第I步中，按长宽尺寸间距600mm对板料进行分类，把尺寸归类成组。
[0014]拆垛小车上料垛的位置公差在每个方向上均为+ /-10mm。
[0015]放置板料的托盘对中通过定位销及托盘上相应的对中面来实现，定位销必须插在料垛小车上相应于托盘要求的安插位置上。[0016]每垛板料最下面板料相对最上面板料的平面度要在IOmm之内。
[0017]机器人上安装有产生真空并检测真空度的真空发生器。
[0018]本发明的优点在于，通过端拾器通用化工艺分析，实现拆垛上料端拾器通用、同类型制件端拾器通用，降低车型开发端拾器投资成本。减少端拾器存放面积。每通用I组制件，减少端拾器成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为拆垛上料端拾器通用原理图；
[0020]图2为吸盘面曲率半径分析图；
[0021]图3为吸盘面和吸盘曲率半径比较图；
[0022]图4为两车型发盖外板结构示意图；
[0023]图5为搬运端拾器通用原理图；
【具体实施方式】
[0024]运用成组技术分析端拾器通用，实现拆垛上料端拾器通用、同类型制件搬运端拾器通用，降低车型开发端拾器投资成本。
[0025]端拾器通用化条件:1)制件吸盘面各截面线点之间的距离最大值与最小值在5mm内；2)吸盘面最小曲率半径大于所选吸盘要求的工件最小曲率半径；3)端拾器吸盘均匀分布在制件上，端拾器吸盘吸力与横向力大于制件重力与横向力。
[0026]端拾器指安装联接在工业机器人或机械手上的装置，利用真空吸盘或夹钳与被抓取物接触，将其从一个位置搬运到指定的位置。冲压机器人自动化线端拾器为单杆快换铝制端拾器，采用铝制模块化结构形式。冲压机器人自动化线生产薄壁冲压件，采用真空吸附的工作原理抓取。端拾器的组成主要包括快换主接头、铝杆、转接头、T形接头、吸盘连接臂、连接臂接头、吸盘接头、吸盘、直通/三通接头、气管等。真空吸盘布置在用铝合金制作的延长臂支架上，吸盘个数及其布置形式根据具体的制件而定。机器人上安装有真空发生器，用于产生真空并检测真空度,判定制件是否吸牢。
[0027]1.端拾器工艺可行性分析方法
[0028]端拾器通过真空吸盘与制件接触吸取制件。吸盘种类很多，波形吸盘最常用，在使用中有多重优点:1)适用于不同尺寸和形状的工件，如波纹吸盘SAB吸盘直径尺寸从22mm到IlOmm ;2)对曲面和不平整工件具有很强的适应性；3)接触工件时有良好的缓冲性能、吸力强，吸盘压缩行程3-10mm。
[0029]工件最小曲率半径(如图3所示)表明吸盘能够安全吸取工件的最小半径。利用CATIA “曲面分析”工具分析所选取吸盘吸取曲面的曲率半径。将工序件数模导入后进入CATIA机械设计模块下的线架与曲面设计模块，根据经验选取吸盘所在的曲面，在曲面分析工具栏中单击曲面曲率分析按钮，分析类型选择最小值，显示曲率最小值。当曲率最小值大于吸盘要求工件最小曲率半径时，吸盘吸取曲面的曲率半径(如图2所示)满足吸盘工件最小曲率半径要求。
[0030]吸盘在运动过程中的受力分为吸力和横向力。为了确保端拾器在运动过程中不掉件，需考虑一定的安全系数。通过吸盘吸力理论数值和对生产200余组制件端拾器吸盘分布分析，自动化线端拾器真空吸盘的安全系数η最小取4。机器人运动加速度最大取12m/s2。将工序件数模导入后进入CATIA机械设计模块下的线架与曲面设计模块，根据经验选取吸盘所在的曲面，根据曲面大小和曲率选择吸盘大小，完成吸盘位置选择，并对端拾器吸盘吸力和横向力进行校核。同时需考虑机器人取料点相对于制件的位置，方便员工取下装上端拾器。
[0031]实施例一
[0032]拆垛上料端拾器通用:
[0033]运用成组技术分析端拾器通用化工艺可行性。成组技术揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。成组技术的核心是成组工艺，把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族，按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提高了劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。
[0034]结合端拾器结构特点，运用AutoCAD软件分析制件拆垛上料端拾器通用可行性。冲压自动化线每条线生产20-30组制件。根据自动化线制件板料尺寸，按长宽尺寸间距600mm对板料进行分类，把尺寸相似的板料归类成组，确定拆垛上料端拾器通用可行性。在AutoCAD软件中，如图1所示，在不同图层绘制不同制件的板料(板料的中心为同一点)，确定板料的重叠部分，根据吸盘均匀分布的原则选择吸盘位置点，另外对于拆垛端拾器需考虑双料检测传感器位置。分析端拾器吸盘吸力和横向力是否大于板料重力和横向力，如满足，则端拾器通用。根据吸盘面在现场安装调试端拾器。
[0035]另外拆垛上料端拾器通用化实现时，需进一步考虑拆垛小车上料垛的位置公差在每个方向上为+ /-10mm。放置板料的托盘对中通过定位销及托盘上相应的对中面来实现。定位销必须插在料垛车上相应于托盘要求的安插位置上。每垛板料最下面板料相对最上面板料的平面度要在IOmm之内。
[0036]实施例二
[0037]搬运端拾器通用:
[0038]根据成组技术原则按照制件类型分类，根据吸盘压缩行程确定吸盘布置点，分析确定工序间搬运端拾器通用可行性，确定吸盘位置点，校核端拾器吸力、横向力等，确定端拾器通用可行性。
[0039]如图4和图5所示，以A/B两车型发盖外板为例研究搬运端拾器通用。在CATIA装配设计模块中，导入A/B两车型发盖外板相同工序数据，利用指南针对零件进行移动，使A/B发盖外板处于相对平行的位置，中心处于同一点。使用Space Analysis (空间分析)工具栏中的Sectioning(剖切)工具，在设计环境中自动生产一个剖切面，通过对话框可以调整剖切名称、剖切对象和剖面定位等多个与剖切相关的因素，分别校验每个吸盘面，吸盘面在剖面上形成一个截面线，在截面线上任意取两点，两点在垂直工件所在平面方向上的距离最大值与最小值在5mm内，则吸盘面满足要求。
[0040]端拾器通用需重点考虑:1)吸盘面各截面线点之间的距离最大值与最小值在5mm内。如图5所示，吸盘面A、B、C、D两制件之间的距离在Imm内；2)吸盘面最小曲率半径大于所选吸盘要求的工件最小曲率半径；3)端拾器吸盘均匀分布在制件上，端拾器吸盘吸力与横向力大于制件重力与横向力。根据吸盘面在现场安装调试端拾器。
[0041]采用上述的方法后，通过端拾器通用化工艺分析，实现拆垛上料端拾器通用、同类型制件端拾器通用，降低车型开发端拾器投资成本。减少端拾器存放面积。每通用I组制件，减少端拾器成本。
[0042]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种实现端拾器通用的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)根据自动化线制件尺寸，把尺寸相似的制件归类成组； 2)在AutoCAD软件中，以一组制件为单位，分别绘制该组的所有制件，所有制件的中心为同一点； 3)确定该组制件的重叠部分，根据吸盘均匀分布的原则，在重叠部分选择吸盘面； 4)分别将该组制件的三维数模导入CATIA中，并调整各制件的位置，使得各制件的中心为同一点，各制件处于相对平行位置； 5)在CATIA曲面设计模块，在曲面分析工具栏中单击曲面分析按钮，分析类型选择最小值，测量第3步中选取的吸盘面的最小曲率半径，如果最小曲率半径大于吸盘要求的工件的最小曲率半径，则吸盘面的选择满足要求； 6)在CATIA设计环境中自动生成一个剖切面，通过对话框调整剖切名称、剖切对象和剖切定位，第3步中选取的每个吸盘面均在剖切面上形成一条截面线，分别校验每条截面线，在截面线上任意选择两点，测量两点在垂直制件所在平面方向的距离，要求距离的最大值和最小值均在5_以内，则吸盘面的选择满足要求； 7)校核吸盘吸力和横向力是否大于板料重力和横向力。
2.如权利要求1所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，吸盘的安全系数η最小取4,机器人运动加速度最大取12m/S2。
3.如权利要求1所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，在应用于拆垛上料端拾器时，在第I步中，按长宽尺寸间距600_对板料进行分类，把尺寸归类成组。
4.如权利要求3所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，拆垛小车上料垛的位置公差在每个方向上均为+ /-10mm。
5.如权利要求4所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，放置板料的托盘对中通过定位销及托盘上相应的对中面来实现，定位销必须插在料垛小车上相应于托盘要求的安插位置上。
6.如权利要求5所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，每垛板料最下面板料相对最上面板料的平面度要在IOmm之内。
7.如权利要求1所述的实现端拾器通用的方法，其特征在于，机器人上安装有产生真空并检测真空度的真空发生器。
【文档编号】G06F17/50GK103646130SQ201310602702
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】李奇, 李志明, 周海成 申请人:奇瑞汽车股份有限公司