一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的制作方法

1.本实用新型涉及一种膨胀型定位销，具体涉及一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，主要应用于白车身焊装生产线。


背景技术：

2.目前，随着人工成本的不断增加以及生产效率的高要求，大部分新建的白车身焊装生产线均以自动生产线替代手工生产线为主流趋势。手工线的上件主要是靠人工搬运或“人工+吊具”实现，对上件器具及吊具的制造精度无太高要求；自动线的上件主要靠“机器人+抓具”实现，相比之下自动生产线对抓具及上件器具的制造精度要求均较高。但在实际生产过程中，即便是在保证抓具及器具精度的前提下，在机器人持抓具到器具中抓件时，也会常发抓具定位销与器具上工件定位孔干涉导致工件定位孔变形等问题，严重则导致零件报废、抓具损坏及重大停机事故发生，进而带来经济损失。
3.主要原因为传统机器人抓具定位销为“圆销-棱销”的主副定位销组合，定位销直径比工件定位孔直径小(0.1～0.2)mm，而器具对工件的定位公差为
±
1mm，二者精度等级相差过大无法保证抓具顺利抓件的稳定性。
4.cn207596037u公开了一种带有膨胀销的物料抓取装置，包括顶板，气缸，压板，膨胀销固定块，膨胀销以及膨胀销过板，所述气缸固定在顶板且其输出轴穿过顶板与压板固定连接，所述压板下方可拆卸连接有膨胀销固定块，所述膨胀销固定块上设置有膨胀销，所述膨胀销固定块下方设有膨胀销过板，所述膨胀销过板通过固定杆与顶板固定，所述膨胀销过板上设有膨胀销过孔以及物料过孔，所述膨胀销可穿过膨胀销过孔，物料接触件上的检测位可穿过物料过孔。采用气缸配合膨胀销来抓取接触件，稳定性好，且精度高；膨胀销过板上设有对射传感器可以检测到物料是否抓取到；设有两台气缸，工作效率高；可更换不同的膨胀销固定块，可扩展性强，便于抓取不同的接触件。但是，此定位销虽为弹簧钢制作，容差性较差，在机器人高速运动进行抓件时，如果工件位置度发生偏差，无法避免工件变形的风险。
5.cn206487736u公开了一种可伸缩式定位销，包括固定底座及活动拉手，固定底座开设有贯穿其顶部的安装孔，活动拉手可滑动地连接于所述安装孔内并凸出于所述固定底座的顶部，所述活动拉手具有一靠近所述固定底座的第一位置及一远离所述固定底座的第二位置。该定位销固定物件时，活动拉手沉入固定底座内，使定位销的位于物件上方的部分具有较小高度，保证定位销在工作状态占用较小的活动空间，因此适用于狭窄区域，将活动拉手从固定底座拉出时，提升了作用力，便于将定位销从安装部位拔出。
6.cn203356931u公开了一种定位销驱动结构及手动伸缩定位销结构，其包括：具有伸出手柄的第一连杆、第二连杆、用于为定位销提供驱动力的导杆、具有导杆套的安装座，所述第一连杆、所述第二连杆、所述导杆顺次通过铰接连接，所述第一连杆与所述安装座铰接，所述导杆与所述导杆套为移动副连接。该定位销驱动结构的作用力直接作用在导杆上，消除了导杆的法向力，减少了导杆的磨损。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，能够保证抓具顺利抓取工件而不导致工件定位孔变形，相比于传统固定型定位销应用性更广，容差率更高，能够较大降低工件废品率及提高自动化生产线的可动率，可带来较高的经济效益。
8.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：
9.一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
10.进一步地，所述键式定位销2由多个结构相同的定位销单体21构成，多个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3 上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
11.更进一步地，所述定位销单体21由前部定位工件端和根部固定端构成，固定端径向设有1个螺纹孔，用于与膨胀销固定座3连接。
12.更进一步地，所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
13.更进一步地，所述固定螺栓为半螺纹螺栓34。
14.更进一步地，所述半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体 21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
15.进一步地，所述膨胀销固定座3包括固定座底座31及固定座端盖32，固定座底座31与固定座端盖32通过全螺纹螺栓33连接，所述键式定位销2装配在固定座端盖32上，固定座底座31上设有中心通孔，用于装配所述膨胀销顶针1。
16.进一步地，所述膨胀销顶针为单一钢制部件，由圆柱端及椎体构成，圆柱端与动力源相连接，椎体与键式定位销2底部的楔形凹槽接触。
17.进一步地，所述键式定位销2底部的楔形凹槽形状为部分重叠的椎体形状，两个椎体同轴设置，且两个椎体的锥度相同。通过双锥体的设置，使楔形凹槽顶部与膨胀销顶针1之间能留有一定间隙，不会损伤部件，且可适当减低装配精度要求。
18.本实用新型的工作原理为：
19.在初始状态下，顶针处于缩回状态，顶针的椎体部分未作用于键式定位销上，6个定位销单体依靠6个弹簧的压紧力处于闭合收缩状态，此时，定位销直径处于最小值，机器人持抓具进行抓件，定位销进入零件定位孔内。
20.待机器人运行到位后，气缸活塞推出顶针，顶针处于伸出状态，顶针的椎体部分作用于键式定位销上，6个定位销单体依靠顶针的压紧力处于张开膨胀状态，此时，定位销直径处于最大值，实现对零件的有效定位，抓具夹紧零件完成抓件工作。
21.本实用新型具有以下有益效果：
22.本实用新型提供一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，主要
采用气或电作为动力源，使抓具定位销实现“收缩-胀开”两种形态的切换：在机器人抓件定位销要进入定位孔之前处于收缩状态(定位销直径比工件定位孔直径小3mm-4mm)，此状态的定位销完全能够容差器具对工件的定位公差
±
1mm，能够保证定位销顺利进入到工件定位孔；待定位销进入到定位孔并到位后定位销胀开实现定位功能。
23.本实用新型相比于传统固定型定位销应用性更广，容差率更高，能够较大降低工件废品率及提高自动化生产线的可动率，可带来较高的经济效益。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例所述的一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的整体结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例所述的一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的剖视结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例所述的一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的分解结构示意图；
28.图4(a)为本实用新型实施例所述的一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的收缩状态示意图；
29.图4(b)为本实用新型实施例所述的一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销的膨胀状态示意图；
30.图中：
31.1-膨胀销顶针；2-键式定位销；3-膨胀销固定座；
32.21-定位销单体；
33.31-固定座底座；32-固定座端盖；33-全螺纹螺栓；34-半螺纹螺栓；35-弹簧。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
36.进一步地，所述键式定位销2由多个结构相同的定位销单体21构成，多个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3 上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
37.更进一步地，所述定位销单体21由前部定位工件端和根部固定端构成，固定端径
向设有1个螺纹孔，用于与膨胀销固定座3连接。
38.更进一步地，所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
39.更进一步地，所述固定螺栓为半螺纹螺栓34。
40.更进一步地，所述半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体 21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
41.进一步地，所述膨胀销固定座3包括固定座底座31及固定座端盖32，固定座底座31与固定座端盖32通过全螺纹螺栓33连接，所述键式定位销2装配在固定座端盖32上，固定座底座31上设有中心通孔，用于装配所述膨胀销顶针1。
42.进一步地，所述膨胀销顶针为单一钢制部件，由圆柱端及椎体构成，圆柱端与动力源相连接，椎体与键式定位销2底部的楔形凹槽接触。
43.进一步地，所述键式定位销2底部的楔形凹槽形状为部分重叠的椎体形状，两个椎体同轴设置，且两个椎体的锥度相同。通过双锥体的设置，使楔形凹槽顶部与膨胀销顶针1之间能留有一定间隙，不会损伤部件，且可适当减低装配精度要求。
44.本实用新型的工作原理为：
45.如图4(a)所示，在初始状态下，顶针处于缩回状态，顶针的椎体部分未作用于键式定位销上，6个定位销单体依靠6个弹簧的压紧力处于闭合收缩状态，此时，定位销直径处于最小值，机器人持抓具进行抓件，定位销进入零件定位孔内。
46.如图4(b)所示，待机器人运行到位后，气缸活塞推出顶针，顶针处于伸出状态，顶针的椎体部分作用于键式定位销上，6个定位销单体依靠顶针的压紧力处于张开膨胀状态，此时，定位销直径处于最大值，实现对零件的有效定位，抓具夹紧零件完成抓件工作。
47.实施例1
48.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
49.实施例2
50.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
51.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体 21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
52.实施例3
53.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶
针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
54.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
55.所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
56.更进一步地，所述固定螺栓为半螺纹螺栓34。
57.实施例4
58.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
59.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
60.所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
61.所述固定螺栓为半螺纹螺栓34，半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3 卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
62.实施例5
63.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
64.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
65.所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
66.如图2所示，所述固定螺栓为半螺纹螺栓34，半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
67.所述膨胀销固定座3包括固定座底座31及固定座端盖32，固定座底座31 与固定座端盖32通过全螺纹螺栓33连接，所述键式定位销2装配在固定座端盖32上，固定座底座31上设有中心通孔，用于装配所述膨胀销顶针1。
68.实施例6
69.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
70.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
71.所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
72.所述固定螺栓为半螺纹螺栓34，半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3 卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
73.所述膨胀销固定座3包括固定座底座31及固定座端盖32，固定座底座31 与固定座端盖32通过全螺纹螺栓33连接，所述键式定位销2装配在固定座端盖32上，固定座底座31上设有中心通孔，用于装配所述膨胀销顶针1。
74.所述膨胀销顶针为单一钢制部件，由圆柱端及椎体构成，圆柱端与动力源相连接，椎体与键式定位销2底部的楔形凹槽接触。
75.实施例7
76.如图1至图3所示，一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，包括膨胀销顶针1、键式定位销2以及膨胀销固定座3，所述键式定位销 2底部设有与膨胀销顶针1配合的楔形凹槽，所述键式定位销2装配在膨胀销固定座3上，且键式定位销2可在膨胀销顶针1作用下沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
77.所述键式定位销2由6个结构相同的定位销单体21构成，6个定位销单体21沿圆周方向均布，每个定位销单体21分别转配在膨胀销固定座3上且可沿膨胀销固定座3进行径向伸缩。
78.所述定位销单体21通过固定螺栓装配在膨胀销固定座3上，固定螺栓与膨胀销固定座3之间抵接有弹簧35，用于定位销单体21的回位收缩。
79.所述固定螺栓为半螺纹螺栓34，半螺纹螺栓34由依次延伸的螺栓头、光滑段及螺纹段构成，光滑段插入膨胀销固定座3并通过螺栓头与膨胀销固定座3 卡接，螺纹段旋转入定位销单体21。螺纹段与定位销单体21相对位置固定，使定位销单体21可带动半螺纹螺栓34径向移动，并通过光滑段实现与膨胀销固定座3的相对滑动。
80.所述膨胀销固定座3包括固定座底座31及固定座端盖32，固定座底座31 与固定座端盖32通过全螺纹螺栓33连接，所述键式定位销2装配在固定座端盖32上，固定座底座31上设有中心通孔，用于装配所述膨胀销顶针1。
81.所述膨胀销顶针为单一钢制部件，由圆柱端及椎体构成，圆柱端与动力源相连接，椎体与键式定位销2底部的楔形凹槽接触。
82.如图2所示，所述键式定位销2底部的楔形凹槽形状为部分重叠的椎体形状，两个
椎体同轴设置，且两个椎体的锥度相同。通过双锥体的设置，使楔形凹槽顶部与膨胀销顶针1之间能留有一定间隙，不会损伤部件，且可适当减低装配精度要求。
83.实施例8
84.一种能避免机器人抓件时零件定位孔变形的膨胀型定位销，主要包括膨胀销顶针1、膨胀销固定座3及键式定位销2。
85.膨胀销顶针1为单一的钢制部件，部件由圆柱端及椎体两部分构成，圆柱端与动力源相连接，连接方式以所选动力源部件结构为准，椎体与定位销楔形区域相接触。
86.键式定位销由6个定位销单体21组合构成，每个定位销单体21由前部定位工件端和根部固定端构成，固定端径向设计1个螺纹孔，用于与膨胀销固定座连接。
87.膨胀销固定座由固定座底座、固定座端盖、6个全螺纹螺栓、半螺纹螺栓和弹簧构成。固定座底座与固定座端盖通过6个全螺纹螺栓连接在动力源输出端的连接板上(例：如使用气缸则需连接在气缸的端板上)，6个销键通过6个半螺纹螺栓固定在固定座端盖上，6个弹簧分别嵌套在6个半螺纹螺栓中间，用于压紧6个销键。
88.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
89.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
90.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
91.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
92.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。