汽车用堵件抓取系统的制作方法

本实用新型涉及一种堵件抓取领域，尤其是一种在汽车底板涂胶后的汽车用堵件抓取系统。

背景技术：

堵件是在汽车底板涂胶应用中起到遮蔽装配孔、防止胶雾飞溅的塑料物品，目前国内主流汽车制造商均为人工摘取喷完胶后的堵件。人工手持尖嘴钳进行堵件摘取，需要较多的人力而且胶房环境属于污染环境，长期工作容易使操作工患职业病风险。而且人工摘取堵件稳定性差，人工成本高，尖嘴钳寿命短，增加成本。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种汽车用堵件抓取系统，该汽车用堵件抓取系统具有采用机器人实现了自动摘取，增加了摘取堵件的稳定性，避免了人工操作，降低了人工成本，增加了使用寿命的特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：汽车用堵件抓取系统，包括机器人、车身定位装置、堵件抓手、机器人导轨、堵件回收装置和超声波清洗机，所述的机器人与堵件抓手相连，所述的机器人设置在机器人导轨上，沿机器人导轨移动，所述的堵件回收装置设置在机器人导轨的一侧，所述的超声波清洗机设置在机器人导轨的末端，所述的车身定位装置设置在机器人导轨外侧的四个角上，所述的机器人和堵件抓手分别与机器人控制柜电联接。

所述的车身定位装置包括3d视觉相机和相机控制柜，所述的3d视觉相机包括四个，分别设置在机器人导轨外侧的四个角上，且四个3d视觉相机分别与相机控制柜电联接。

所述的堵件回收装置包括堵件固定回收桶、堵件随行回收桶，所述的堵件随行回收桶设置在堵件固定回收桶的上部，且与机器人相连。

所述的堵件抓手包括气缸夹爪、气缸夹爪连接件、连接筒、下壳体、上壳体、机器人法兰盘和固定支架，所述的机器人法兰盘设置在上壳体的上部，机器人法兰盘与机器人相连，下壳体设置在上壳体的下部，所述的下壳体的侧面设置有固定支架，固定支架的一端与下壳体相连，另一端与机器人相连，所述的下壳体的中部为空腔，连接筒上部穿过下壳体的中部空腔，与上壳体相固定，连接筒的底部与气缸夹爪连接件相固定，所述的气缸夹爪连接件上设置有气缸夹爪。

所述的气缸夹爪包括夹爪本体、缸座、活塞腔、活塞杆，所述的夹爪本体包括两个，且对称设置，夹爪本体中部与缸座前端相铰接，夹爪本体末端与活塞杆相连，所述的活塞杆位于缸座后端的活塞腔内，所述的活塞腔与气路输送装置相连。

所述的气缸夹爪连接件的下部设置有视觉相机，视觉相机的外侧设置有环形光源和点光源，所述的视觉相机与机器人控制柜电联接。

所述的上壳体内设置有接线端子，所述的上壳体与下壳体之间设置有上电滑环和下电滑环，所述的上电滑环与上壳体底部相固定，下电滑环与下壳体顶部相固定，所述的接近开关上连接有接近开关电缆线，所述的激光检测开关上连接有激光检测开关电缆线，所述的接近开关电缆线和激光检测开关电缆线沿连接筒向上伸入至上壳体内并与接线端子连接，接线端子与上电滑环电联接，与下电滑环相连的引出电缆线沿下壳体上的引出电缆线出口和与引出电缆线出口连通的弯管排出，并与机器人控制柜电联接。

所述的超声波清洗机包括机架、超声波清洗装置、清洗液回收桶、吹扫装置、空气调压器和吹扫电磁阀，所述的吹扫装置和超声波清洗装置分别设置在机架的两端，吹扫装置和超声波清洗装置之间通过过渡板相连，吹扫装置和超声波清洗装置的下部分别设置有一个清洗液回收桶，所述的吹扫装置通过管路与吹扫电磁阀和空气调压器相连，所述的吹扫电磁阀、空气调压器和超声波清洗装置分别与超声波清洗控制箱电联接，所述的超声波清洗控制箱设置在机架上。

所述的超声波清洗装置包括清洗装置外壳、清洗装置护罩、振子、清洗液出管、清洗液出管阀门、加热器、温度传感器、上液位传感器和下液位传感器，所述的清洗装置护罩设置在清洗装置外壳的下部，所述的清洗装置外壳下部的清洗装置护罩内的四个角上分别设置有一个振子，所述的清洗装置外壳的下部设置有与其内腔相连通的清洗液出管，所述的清洗液出管上设置有清洗液出管阀门，所述的清洗装置外壳上还设置有加热器、温度传感器、上液位传感器和下液位传感器，所述的上液位传感器设置在下液位传感器的上部，所述的加热器、温度传感器、上液位传感器和下液位传感器分别与超声波清洗控制箱电联接。

所述的吹扫装置包括吹扫外壳、吹扫上盖、风嘴、延长管、吹扫进气接头和连接座，所述的吹扫外壳的上部设置有吹扫上盖，所述的吹扫外壳的圆周方向上均匀设置有三个风嘴，每个风嘴分别连接有延长管，每个延长管的端部分别设置有一个吹扫进气接头，延长管通过连接座固定在机架上，所述风嘴的前端为扁口，且风嘴向下倾斜设置。

本实用新型的汽车用堵件抓取系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：采用机器人实现了自动化堵件摘取，自动摘取配合视觉检测实现堵件摘取的结果导向控制，增加了摘取堵件的稳定性，取代了人工用尖嘴钳的抓取工作，降低了人工成本，增加了使用寿命；

为气缸夹爪提供的气路通过中间通道，避免了使用使用管路造成的管路扭损；

采用上电滑环和下电滑环，实现电路信号的360度旋转，避免了电缆线的扭曲，大大加长电缆线的使用寿命；

通过超声波清洗机中的气吹配合超声波清洗液的清洗，可有效实现固化残胶的清理，避免了只能人工清理残胶的方式，配合加热器对清洗液进行加温，大大提高清洁效率，实现设备的自动化，通过吹扫装置不仅实现对残胶的二次清理，而且还将需清洁件进行吹干，避免需清洁件从超声波清洗装置内取出时，清洗液滴在外面，污染环境。

附图说明

附图1是汽车用堵件抓取系统的立体图；

附图2是汽车用堵件抓取系统工作状态时的立体图；

附图3是图1中去除护栏后的汽车用堵件抓取系统的立体图；

附图4是堵件抓手的立体图一；

附图5是摘堵件抓手的立体图二；

附图6是摘堵件抓手的主视图；

附图7是图6中所示的a-a剖视图；

附图8是摘堵件抓手去除机器人法兰盘后的立体图；

附图9是气缸夹爪的立体图一；

附图10是气缸夹爪的立体图二；

附图11是气缸夹爪的主视剖视图；

附图12是下壳体的立体图；

附图13是环形套的立体图；

附图14是连接筒的立体图；

附图15是连接筒的主视图；

附图16是图15中所示的b-b剖视图；

附图17是连接筒的俯视图；

附图18是图17中所示的c-c剖视图；

附图19是上壳体的立体图；

附图20是上壳体的主视图；

附图21是上壳体的仰视图；

附图22是上壳体的俯视图；

附图23是图20中所示的d-d剖视图；

附图24是图22中所示的e-e剖视图；

附图25是电磁阀的立体图一；

附图26是电磁阀的立体图二；

附图27是转接头的立体图；

附图28是转接头的主视图；

附图29是图28中所示的f-f剖视图；

附图30是气缸夹爪连接件的立体图；

附图31是气缸夹爪连接件的主视图；

附图32是图31中所示的h-h剖视图；

附图33是图31中所示的g-g剖视图；

附图34是连接板的立体图一；

附图35是连接板的立体图二；

附图36是连接板的主视图；

附图37是图36中所示的i-i剖视图；

附图38是连接板的仰视图；

附图39是超声波清洗机立体图；

附图40是图39中所示的超声波清洗装置的立体图；

附图41是图40中的清洗装置护罩和振子的结构示意图；

附图标记说明：

1机器人、

2车身定位装置、213d视觉相机、22相机控制柜、

3堵件抓手、31气缸夹爪、3101夹爪本体、3102缸座、31021缸座进气通道、31022、缸座回气通道、3103活塞腔、3104活塞杆、32气缸夹爪连接件、3201气缸夹爪连接件进气通道、3202气缸夹爪连接件回气通道、33连接筒、3301连接筒第一进气通道、3302连接筒第二进气通道、3303连接筒回气通道、34下壳体、3401下壳体进气通道、3402引出电缆线出口、35上壳体、3501上壳体进气通道、36机器人法兰盘、37固定支架、38连接板、3801连接板进气通道、3802连接板回气通道、39气路输送装置、3901电磁阀、39011进气口、39012出气口、39013回气口、3902转接头、39021转接头进气通道、39022转接头回气通道、3903进气接头、3904环形套、39041环形套进气通道、310接近开关、3100接近开关电缆线、311激光检测开关、3111激光检测开关电缆线、312视觉相机、313环形光源、314点光源、315接线端子、316上电滑环、317下电滑环、318弯管、

4机器人导轨、

5堵件回收装置、51堵件固定回收桶、52堵件随行回收桶、

61机架、

62超声波清洗装置、621清洗装置外壳、622清洗装置护罩、623振子、624清洗液出管、6241清洗液出管阀门、625清洗液出管阀门、626加热器、627温度传感器、628上液位传感器、629下液位传感器、

63清洗液回收桶、

64吹扫装置、6401吹扫外壳、6402吹扫上盖、6403风嘴、6404延长管、6405吹扫进气接头、6406连接座，

65空气调压器、66吹扫电磁阀、67控制箱、68搭扣、69过渡板、

7机器人控制柜、8总控制柜、9堵件摘取状态显示屏、10目视化操作台、11护栏。

具体实施方式

参照说明书附图1至附图41对本实用新型的汽车用堵件抓取系统作以下详细地说明。

本实用新型的汽车用堵件抓取系统，其结构包括机器人1、车身定位装置2、堵件抓手3、机器人导轨4、堵件回收装置5和超声波清洗机6，所述的机器人1与堵件抓手3相连，所述的机器人1设置在机器人导轨4上，沿机器人导轨4移动，所述的堵件回收装置5设置在机器人导轨4的一侧，所述的超声波清洗机6设置在机器人导轨4的末端，所述的车身定位装置2设置在机器人导轨4外侧的四个角上，所述的机器人1和堵件抓手3分别与机器人控制柜7电联接。

所述的车身定位装置2包括3d视觉相机21和相机控制柜22，所述的3d视觉相机21包括四个，分别设置在机器人导轨4外侧的四个角上，且四个3d视觉相机21分别与相机控制柜22电联接。四个3d视觉相机21的外围设置有护栏11。

所述的堵件回收装置5包括堵件固定回收桶51、堵件随行回收桶52，所述的堵件随行回收桶52设置在堵件固定回收桶51的上部，且与机器人1相连。

所述的堵件抓手3包括气缸夹爪31、气缸夹爪连接件32、连接筒33、下壳体34、上壳体35、机器人法兰盘36和固定支架37，所述的机器人法兰盘36设置在上壳体35的上部，机器人法兰盘36与机器人相连，下壳体34设置在上壳体35的下部，所述的下壳体34的侧面设置有固定支架37，固定支架37的一端与下壳体34相连，另一端与机器人相连，所述的下壳体34的中部为空腔，连接筒33上部穿过下壳体34的中部空腔，与上壳体35相固定，连接筒33的底部与气缸夹爪连接件32相固定，所述的气缸夹爪连接件32上设置有气缸夹爪31。

所述的气缸夹爪31包括夹爪本体3101、缸座3102、活塞腔3103、活塞杆3104，所述的夹爪本体3101包括两个，且对称设置，夹爪本体3101采用合金钢制做，大大提高使用寿命，夹爪本体3101中部与缸座3102前端相铰接，夹爪本体3101末端与活塞杆3104相连，所述的活塞杆3104位于缸座3102后端的活塞腔3103内，所述的活塞腔3103与气路输送装置39相连。

所述的缸座3102与气缸夹爪连接件32之间通过连接板38相连。

所述的气路输送装置39包括电磁阀3901、转接头3902、进气接头3903，所述的下壳体34的下部侧壁上设置有与其中部空腔相通的下壳体进气通道3401，所述的进气接头3903与下壳体进气通道3401相连，所述的下壳体34与连接筒33之间设置有环形套3904，环形套3904上部和下部的连接筒33外围设置有多个密封圈，所述的环形套3904的外侧壁和内侧壁的中部分别向内凹陷，凹陷处的圆周方向上设置有多个环形套进气通道39041，所述的连接筒33上设置有与环形套进气通道39041相连通的连接筒第一进气通道3301，连接筒第一进气通道3301的出口端与上壳体进气通道3501相连通，所述的上壳体进气通道3501设置在上壳体35中，上壳体进气通道3501的出口端与电磁阀3901下端的进气口39011相连通，电磁阀3901的上端的出气口39012与转接头3902上的转接头进气通道39021相连通，回气口39013与转接头回气通道39022相连通，所述的转接头进气通道39021和转接头回气通道39022分别设置在转接头3902中，所述的转接头进气通道39021与连接筒33中的连接筒第二进气通道3302相连通，转接头回气通道39022与连接筒33中的连接筒回气通道3303相连通，所述的连接筒第二进气通道3302与气缸夹爪连接件32中的气缸夹爪连接件进气通道3201相连通，连接筒回气通道3303与气缸夹爪连接件32中的气缸夹爪连接件回气通道3202相连通，所述的气缸夹爪连接件进气通道3201与连接板38上的连接板进气通道3801相连通，气缸夹爪连接件回气通道3202与连接板上的连接板回气通道3802相连通，所述的连接板进气通道3801与缸座3102上的缸座进气通道31021相连通，连接板回气通道3802与缸座上的缸座回气通道31022相连通，所述的缸座进气通道31021、缸座回气通道31022分别与活塞腔3103相连通，所述的电磁阀3901与机器人控制柜电联接。

气体沿进气接头3903进入下壳体34的下壳体进气通道3401，然后沿下壳体进气通道3401依次进入环形套进气通道39041、连接筒第一进气通道3301、上壳体进气通道3501、电磁阀3901下端的进气口39011，当电磁阀断电时，进气口39011与电磁阀上端的出气口39012连通，气体沿电磁阀的上端的出气口39012依次进入转接头进气通道39021、连接筒第二进气通道3302、气缸夹爪连接件进气通道3201、连接板进气通道3801、缸座进气通道31021，最后进入活塞腔3103，此时气缸夹爪31中的活塞杆3104处于伸出状态，而活塞杆3104则带动两个夹爪本体3101处于分离张开状态；当电磁阀通电时，则电磁阀上端的出气口39012和回气口39013则反向动作，回气口39013与进气口39011连通，此时进入电磁阀的气体沿电磁阀上端的回气口39013依次进入转接头回气通道39022、连接筒回气通道3303、气缸夹爪连接件回气通道3202、连接板回气通道3802、缸座回气通道31022，最后进入活塞腔3103，此时气缸夹爪中的活塞杆3104慢慢缩回，而活塞杆3104则带动两个夹爪本体3101合拢。

气路通过中间通道，避免了使用管路造成的管路扭损。

所述的缸座3102上设置有接近开关310，所述的接近开关310与机器人控制柜电联接。接近开关用于检测两个夹爪本体有没有张开。

所述的气缸夹爪31上设置有激光检测开关311，所述的激光检测开关311与机器人控制柜电联接。激光检测开关用于检测有没有被抓取的堵件。

所述的气缸夹爪连接件32的下部设置有视觉相机312，视觉相机312的外侧设置有环形光源313和点光源314，所述的视觉相机312与机器人控制柜电联接。采用康耐视或者isra2d视觉相机实现堵件的有无检测和二次偏移检测。

所述的上壳体35内设置有接线端子315，所述的上壳体35与下壳体34之间设置有上电滑环316和下电滑环317，所述的上电滑环316与上壳体35底部相固定，下电滑环317与下壳体34顶部相固定，所述的接近开关310上连接有接近开关电缆线3100，所述的激光检测开关311上连接有激光检测开关电缆线3111，所述的接近开关电缆线3100和激光检测开关电缆线3111沿连接筒33向上伸入至上壳体35内并与接线端子315连接，接线端子315与上电滑环316电联接，与下电滑环317相连的引出电缆线沿下壳体34上的引出电缆线出口3402和与引出电缆线出口连通的弯管318排出，并与机器人控制柜电联接。

采用上电滑环和下电滑环，实现电路信号的360度旋转，避免了电缆线的扭曲。

使用时，将堵件抓手通过机器人法兰盘36实现与机器人连接，通过机器人的六轴旋转带动堵件抓手实现对堵件的摘取，通过视觉相机检测堵件有无，当检测到汽车底板上有堵件时，视觉相机给机器人控制柜信号，机器人控制柜控制气缸夹爪张开，从而使气缸夹爪实现对堵件的摘取。

所述的超声波清洗机6包括机架61、超声波清洗装置62、清洗液回收桶63、吹扫装置64、空气调压器65和吹扫电磁阀66，所述的吹扫装置64和超声波清洗装置62分别设置在机架61的两端，吹扫装置64和超声波清洗装置62之间通过过渡板69相连，设置有过渡板69，防止需清洁堵件抓手从超声波清洗装置内取出放入吹扫装置时，需清洁堵件抓手上的清洗液滴在外面，污染环境。吹扫装置64和超声波清洗装置62的下部分别设置有一个清洗液回收桶63，所述的吹扫装置64通过管路与吹扫电磁阀66和空气调压器65相连，所述的吹扫电磁阀66、空气调压器65和超声波清洗装置62分别与超声波清洗控制箱67电联接，所述的超声波清洗控制箱67设置在机架61上。

超声波清洗装置62包括清洗装置外壳621、清洗装置护罩622、振子623、清洗液出管624、清洗液出管阀门625、加热器626、温度传感器627、上液位传感器628和下液位传感器629，所述的清洗装置护罩622设置在清洗装置外壳621的下部，所述的清洗装置外壳621下部的清洗装置护罩622内的四个角上分别设置有一个振子623，所述的清洗装置外壳621的下部设置有与其内腔相连通的清洗液出管624，所述的清洗液出管624上设置有清洗液出管阀门625，所述的清洗装置外壳621上还设置有加热器626、温度传感器627、上液位传感器628和下液位传感器629，所述的上液位传感器628设置在下液位传感器629的上部，所述的加热器626、温度传感器627、上液位传感器628和下液位传感器629分别与超声波清洗控制箱67电联接。

当液位低于下液位传感器629时，下液位传感器629给超声波清洗控制箱67信号报警，提醒工作人员加清洗液。当清洗装置外壳621内清洗液需要更换时，打开清洗液出管624上的清洗液出管阀门625，使清洗液流入下部的清洗液回收桶63内。

所述的吹扫装置64包括吹扫外壳6401、吹扫上盖6402、风嘴6403、延长管6404、吹扫进气接头6405和连接座6406，所述的吹扫外壳6401的上部设置有吹扫上盖6402，所述的吹扫外壳6401的圆周方向上均匀设置有三个风嘴6403，每个风嘴6403分别连接有延长管6404，每个延长管6404的端部分别设置有一个吹扫进气接头6405，延长管6404通过连接座6406固定在机架61上，所述风嘴6403的前端为扁口，且风嘴向下倾斜设置。使风力集中，且风嘴向下倾斜设置，便于使需清洁堵件抓手上的清洗液或残胶顺利向下流，避免喷出吹扫外壳外。

每个风嘴6403与水平面的夹角为10-30度。

当吹扫装置64工作时，空气沿吹扫进气接头6405进入，然后通过延长管6404和风嘴6403排出，从而对吹扫装置64内的清洁堵件抓手进行吹扫，通过超声波清洁控制箱67控制吹扫电磁阀66的开合，控制空气调压器65调节进气的压力。

当对需清洁的堵件抓手进行清洁时，将超声波清洗装置62内加入清洗液，当清洗液液位到达上液位传感器时停止加入，超声波清洁控制箱67控制加热器对清洗液进行加热，当温度到达设定温度时，温度传感器给超声波清洁控制箱67信号，超声波清洁控制箱控制加热器停止加热，然后将需清洁件放于超声波清洗装置62内，此时通过超声波清洁控制箱启动超声波清洗装置62的振子，从而对超声波清洗装置内的需清洁的堵件抓手进行超声波清洗，将需清洁的堵件抓手上的残胶去除，然后将超声波清洗装置内的堵件抓手取出，通过吹扫装置64吹出的风对堵件抓手进行再次清洁和吹干，从而完全去除堵件抓手上的残胶。

所述的机器人控制柜7、相机控制柜22、超声波清洗控制箱67分别与总控制柜8电联接，所述的总控制柜8还与堵件摘取状态显示屏9和目视化操作台10电联接。

汽车用堵件抓取方法，包括以下步骤：需要摘取堵件的汽车车身到位后，通过3d视觉相机进行拍照，然后相机控制柜将偏差值发送总控制柜，总控制柜再发送给机器人控制柜，机器人控制柜控制机器人和堵件抓手动作，堵件抓手抓取堵件，抓取堵件后，并通过堵件抓手上的视觉相机对汽车车身上的堵件位置进行拍照，确认堵件位置上还有没有堵件，从而确认堵件是否抓取成功，若堵件抓取不成功，堵件抓手上的视觉相机拍照并确定补偿值发送给机器人控制柜，机器人控制柜控制机器人执行第二次抓取，若3次未抓取成功，则机器人控制柜报警和堵件摘取状态显示屏显示，若抓取成功，机器人则带动堵件抓手将堵件放置于堵件随行回收桶内，执行下一下抓取作业，直至抓取全部完成，堵件摘取状态显示屏显示本辆车堵件抓取所有状态，然后通过超声波清洗机对堵件抓手进行清洁，清洁完后，机器人回到初始位置，等待下一车辆，若堵件随行回收桶内满料后报警，则机器人运行至机器人导轨侧后方，自动倾倒堵件至堵件固定回收桶内。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。