一种托铲式多球铰副端拾器及其仿真模型制造技术

本发明专利技术提供了一种托铲式多球铰副端拾器及其仿真模型，托铲式多球铰副端拾器，依次装配有前单球杆，第一前球碗，第一后球碗，双球杆，第二前球碗，第二后球碗，后单球杆和托铲；所述第一前球碗和第一后球碗通过第一旋转副联接，所述第二前球碗和第二后球碗通过第二旋转副联接，利用姿态调整部件，规避端拾器部件干涉；同时提出一种球铰副仿真模型，为端拾器分析及设计提供一套可行的解决方案，该模型能够完整反映现场实际情况，为多工位端拾器的分析和设计提供完整可靠的参考，显著提升了端拾器设计和制作效率。

A shovel type multi ball hinge end pickup and its simulation model

The invention provides a shovel type spherical hinge end picking device and its simulation model, the shovel type spherical hinge tooling, in turn fitted with single cue, the first ball bowl, the first bowl after the ball, double ball, second ball bowl, second ball bowl, after a single cue and support shovel; the first ball bowl and the first ball bowl through the first side of the second rotary joint, ball bowl and second ball bowl through second rotating pairs connected by the attitude adjustment, parts, tooling components to avoid interference; and proposes a simulation model of the spherical hinge, provides a set of feasible solutions the analysis and design for tooling, this model can reflect the actual situation, to provide complete and reliable reference for the analysis and design of multi station end picking device, significantly enhance the tooling design and production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种托铲式多球铰副端拾器及其仿真模型
本专利技术属于汽车冲压高速自动化生产领域，涉及汽车内部小结构件的多工位生产，具体涉及一种托铲式多球铰副端拾器及其仿真模型。
技术介绍
随着汽车工业朝着工业4.0方向发展，高速自动化生产是必然趋势。冲压多工位生产作为典型的高速生产方式，越来越受到各大汽车厂的重视。由于产线建造成本高昂且受车间场地限制，一条冲压多工位生产线必须兼顾不同车型多种零件的高速化、自动化生产，这对自动化设备，包括压机，自动化传送装置以及端拾器等提出严苛要求。冲压多工位生产线要求端拾器操作简单，能够快速制作和调试，且能自制。老式端拾器仅能现场根据标准件配置，关节调整困难，效率很低，且无法进行CAD规划设计，导致无法实现完整的自动化仿真。如何快速设计制作端拾器，是冲压多工位自动化生产必须解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种托铲式多球铰副端拾器及其仿真模型，以解决老式固定球铰端拾器关节调整困难、效率低，且无法进行CAD规划设计等问题，为多工位生产线的快速仿真创造条件，并为端拾器现场制作提供完整的技术参考。本专利技术所采用的技术方案是：一种托铲式多球铰副端拾器，依次装配有前单球杆、组I双球碗，双球杆，组II双球碗，后单球杆和托铲，其特征在于，所述组I双球碗包括第一前球碗和第一后球碗，所述组II双球碗包括第二前球碗和第二后球碗；所述第一前球碗和第一后球碗通过第一旋转副联接，所述第二前球碗和第二后球碗通过第二旋转副联接。本专利技术中，板料被加持在端拾器的托铲上，端拾器基座安装在机械手上。从端拾器基座开始，依次装配有前单球杆、组I双球碗、双球杆、组II双球碗、后单球杆和托铲；通过第一旋转副和第二旋转副，使每组双球碗的前后两个球碗可以实现独立旋转功能，并通过前后两个球碗间的相对旋转来规避相邻部件间的干涉，且大大提高了端拾器的柔性化。进一步地，所述第一前球碗，第一后球碗，第二前球碗和第二后球碗的一端为球碗体，另一端为套筒或套轴，所述第一旋转副和第二旋转副为所述套筒和套轴联接所形成的套筒-套轴结构。用套筒-套轴结构连接前后两个球碗形成可独立旋转的双球碗部件，结构简单，操作便捷，工艺上易于实现，功能性强。进一步地，所述前单球杆和后单球杆的一端设有与所述球碗体配合的球头，所述双球杆的两端均设有与所述球碗体配合的球头；所述前单球杆的另一端固定在端拾器基座上；所述后单球杆和托铲通过第三旋转副联接。球碗和球头的配合形成球铰副，所有的球铰副部具有三个正交旋转副，可实现空间360°旋转；通过所有所述球头和球碗体的配合，使该端拾器形成多球铰副的结构。进一步地，所述后单球杆的另一端为套筒或套轴；所述托铲的一端为铲体，另一端为套筒或套轴；所述第三旋转副为所述套筒和套轴联接所形成的套筒-套轴结构。从而通过第一旋转副、第二旋转副和第三旋转副，这三个顺序连接的相同结构的旋转副和多个球铰副来实现端拾器末端的托铲在三维空间中摆出任意的姿态。一种托铲式多球铰副端拾器的仿真模型，其特征在于，运用DELMIA仿真系统，在第一前球碗位置追加第一虚拟前球碗，在第一后球碗位置追加第一虚拟后球碗，在第二前球碗位置追加第二虚拟前球碗，在第二后球碗位置追加第二虚拟后球碗；所述第一虚拟前球碗和第一虚拟后球碗通过第一旋转副联接；所述第二虚拟前球碗和第二虚拟后球碗通过第二旋转副联接。虚拟球碗在相应的实体球碗位置追加，且也是通过第一旋转副或第二旋转副实现联接，使其可以在实体球碗的位置上绕着实体球碗的轴向旋转；虚拟球碗不参与端拾器其他零件的运动副联接，这样一来，实体双球碗参与逆向示教，而虚拟体双球碗参与正向示教。正、逆向示教时虚拟体双球碗部件为显示状态，而实体双球碗部件为隐藏状态。进一步地，所述前单球杆的球头和第一前球碗联接形成第一球铰副，所述第一后球碗和双球杆的一端球头联接形成第二球铰副，所述双球杆的另一端球头和第二前球碗联接形成第三球铰副，所述第二后球碗和后单球杆的球头联接形成第四球铰副；在DELMIA仿真系统中，所述第一球铰副、第二球铰副、第三球铰副和第四球铰副都是通过设置两个球铰虚拟构件实现球头与球碗的联接。对于每个球铰副，都是利用两个球铰虚拟构件将其球头和球碗联接，本专利技术对四个球铰副共使用了八个这样的球铰虚拟构件。进一步地，在DELMIA仿真系统中，将所述第一虚拟前球碗、第一虚拟后球碗、第二虚拟前球碗和第二虚拟后球碗设置为正向示教点，将所述托铲设置为逆向示教点。上述中，四个虚拟球碗各自为一个正向示教点；托铲为端拾器末端部件，设为逆向示教点。示教时，按照端拾器的取件要求拖动托铲进行逆向示教，实现六自由度示教；当托铲的逆向示教点示教到位后，检查端拾器上第一虚拟前球碗、第一虚拟后球碗、第二虚拟前球碗和第二虚拟后球碗的姿态，并检查干涉情况；如果不存在干涉，则示教结束，根据示教结果进行多工位球铰副端拾器的实际制作和调试；如果存在干涉，则调节四个虚拟球碗进行正向示教，调整构件姿态以消除干涉，并根据示教结果进行多工位球铰副端拾器的实际制作和调试。本专利技术基于老式固定球铰端拾器，提出一种托铲式多球铰式端拾器，利用姿态调整部件，规避端拾器部件干涉；同时提出一种球铰副仿真模型，为端拾器分析及设计提供一套可行的解决方案，该模型能够完整反映现场实际情况，为多工位端拾器的分析和设计提供完整可靠的参考，显著提升了端拾器设计和制作效率。附图说明图1是本专利技术的总成示意图。图2(a)是本专利技术的装配步骤一示意图。图2(b)是本专利技术的装配步骤二示意图。图3是本专利技术的运动副和示教点示意图。图4为本专利技术的运动副联接示意框图。图5为本专利技术的前单球杆示意图。图6为本专利技术的组I双球碗的前后两个实体球碗和前后两个虚拟球碗的示意图。图7为本专利技术的组I双球碗的前后两个实体球碗和前后两个虚拟球碗的装配示意图。图8为本专利技术的双球杆示意图。图9为本专利技术的组II双球碗的的前后两个实体球碗和前后两个虚拟球碗的示意图。图10为本专利技术的组II双球碗的的前后两个实体球碗和前后两个虚拟球碗的装配示意图。图11为本专利技术的后单球杆示意图。图12为本专利技术的托铲示意图。图13为本专利技术的托铲式多球铰副端拾器逆向示教时的部件干涉示意图。图14为本专利技术的正向示教示意图。图15为本专利技术的托铲式多球铰副端拾器通过正向示教将干涉消除的示意图。附图标示：1、前单球杆；2、第一前球碗2；3、第一后球碗；4、第一虚拟前球碗；5、第一虚拟后球碗；6、双球杆；7、第二前球碗；8、第二后球碗；9、第二虚拟前球碗；10、第二虚拟后球碗；11、后单球杆；12、托铲；13、第一正向示教点；14、第二正向示教点；15、第三正向示教点；16、第四正向示教点；17、逆向示教点；18、第一旋转副；19、第二旋转副。具体实施方式下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。实施例1：如图1所示，本专利技术提供了一种托铲式多球铰副端拾器，依次装配有前单球杆1、组I双球碗，双球杆6，组II双球碗，后单球杆11和托铲12，所述组I双球碗包括第一前球碗2和第一后球碗3，所述组II双球碗包括第二前球碗7和第二后球碗8；所述第一前球碗2和第一后球碗3通过第一旋转副18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种托铲式多球铰副端拾器，依次装配有前单球杆，组I双球碗，双球杆，组II双球碗，后单球杆和托铲，其特征在于，所述组I双球碗包括第一前球碗和第一后球碗，所述组II双球碗包括第二前球碗和第二后球碗；所述第一前球碗和第一后球碗通过第一旋转副联接，所述第二前球碗和第二后球碗通过第二旋转副联接。

【技术特征摘要】
1.一种托铲式多球铰副端拾器，依次装配有前单球杆，组I双球碗，双球杆，组II双球碗，后单球杆和托铲，其特征在于，所述组I双球碗包括第一前球碗和第一后球碗，所述组II双球碗包括第二前球碗和第二后球碗；所述第一前球碗和第一后球碗通过第一旋转副联接，所述第二前球碗和第二后球碗通过第二旋转副联接。2.根据权利要求1所述的托铲式多球铰副端拾器，其特征在于，所述第一前球碗，第一后球碗，第二前球碗和第二后球碗的一端为球碗体，另一端为套筒或套轴，所述第一旋转副和第二旋转副为所述套筒和套轴联接所形成的套筒-套轴结构。3.根据权利要求2所述的托铲式多球铰副端拾器，其特征在于，所述前单球杆和后单球杆的一端设有与所述球碗体配合的球头，所述双球杆的两端均设有与所述球碗体配合的球头；所述前单球杆的另一端固定在端拾器基座上；所述后单球杆和托铲通过第三旋转副联接。4.根据权利要求3所述的托铲式多球铰副端拾器，其特征在于，所述后单球杆的另一端为套筒或套轴；所述托铲的一端为铲体，另一端为套筒或套轴；所述第三旋转副为所述套筒和套轴联接所形成的套筒-套轴结构。5.一种根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦佳，李健平，李伟，李旭，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34