本發(fā)明涉及汽車生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可使儀表盤在裝配過程中進(jìn)行高度自動(dòng)匹配的方法及應(yīng)用于該方法的儀表盤機(jī)械手。

背景技術(shù)：

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟，客戶對(duì)汽車，特別是轎車的滿意度要求也逐步提升。一輛優(yōu)質(zhì)的汽車產(chǎn)品不僅要保證客戶的駕駛安全及動(dòng)力，在外觀造型上，也要讓客戶感到視覺的舒適性，以滿足客戶的“挑剔”的眼光。圖1示出了車輛儀表盤和側(cè)門板裝飾匹配的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在儀表盤11和側(cè)門板12的內(nèi)飾上均配有真木飾條，并且在視覺上從儀表盤11至側(cè)門板12水平方向上形成連續(xù)貫通的造型，以讓客戶感受到整體的美感，該匹配在專業(yè)領(lǐng)域被稱為“指針效果”。

為了實(shí)現(xiàn)該“指針效果”，在車輛制造工藝上必須實(shí)現(xiàn)儀表盤裝配與門內(nèi)飾裝配的匹配對(duì)應(yīng)，并保證匹配公差在+/-1.5mm以內(nèi)。傳統(tǒng)的制造工藝為了實(shí)現(xiàn)這種匹配，采用測量儀表盤角支架與門內(nèi)板的高度差，并人工選擇不同直徑的銷釘進(jìn)行補(bǔ)償裝配。具體原理是，在拆門之前，使用激光儀器測量角支架與門內(nèi)板RPS(The reference point system，基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng))的高度相對(duì)位置，設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)選取5種不同直徑的銷釘?shù)钠渲幸环N，并提示工人拿取該零件號(hào)的銷釘進(jìn)行安裝。與此同時(shí)，設(shè)備會(huì)將選取螺栓號(hào)與VIN號(hào)(Vehicle Identification Number車輛識(shí)別號(hào)碼)對(duì)應(yīng)，進(jìn)行存檔記錄。這種方法的缺點(diǎn)是，需要購置單獨(dú)的測量設(shè)備，投資高昂；并且工藝操作費(fèi)時(shí)，人力成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提出了一種儀表盤定位方法及儀表盤機(jī)械手，能快速、準(zhǔn)確地將儀表盤裝配到車身上，使儀表盤的裝飾與側(cè)門板的內(nèi)飾匹配。

具體地，本發(fā)明提出了一種儀表盤機(jī)械手，包括：

移動(dòng)支架，能沿著所述儀表盤機(jī)械手的長度方向上移動(dòng)；

抓取裝置，設(shè)置在所述移動(dòng)支架上，其包括橫梁抓手和交接定位機(jī)構(gòu)，所述橫梁抓手用于抓取所述儀表盤的上部，所述交接定位機(jī)構(gòu)能與所述儀表盤的下部配合；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述移動(dòng)支架上，能帶動(dòng)所述抓取裝置旋轉(zhuǎn)并使所述儀表盤翻轉(zhuǎn)；

定位裝置，設(shè)置在所述固定支架的下部，包括鉸鏈抓手和第一伺服電機(jī)，所述鉸鏈抓手由所述第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述鉸鏈抓手能鎖定車身鉸鏈；

結(jié)合裝置，設(shè)置在所述固定支架的下部，包括第一氣缸和阻尼器，所述第一氣缸和所述阻尼器配合將所述儀表盤與所述車身結(jié)合；

掃描裝置，設(shè)置在所述固定支架的上部，獲取所述儀表盤的位置信息；

調(diào)整裝置，設(shè)置在所述固定支架的下部，包括諧波齒輪和第二伺服電機(jī)，所述諧波齒輪由所述第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述調(diào)整裝置能調(diào)整所述儀表盤的高度；

控制器，控制所述移動(dòng)支架、抓取裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、定位裝置、結(jié)合裝置、掃描裝置和調(diào)整裝置協(xié)同工作以使所述儀表盤被匹配安裝到所述車身上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述橫梁抓手包括橫梁抓取銷，所述橫梁抓取銷能沿水平方向移動(dòng)并插入所述儀表盤的上部。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述交接定位機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)氣缸，所述交接定位機(jī)構(gòu)通過所述翻轉(zhuǎn)氣缸與所述儀表盤的下部配合固定。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述定位裝置還包括鉸鏈定位基準(zhǔn)面，所述鉸鏈抓手通過所述第一伺服電機(jī)步進(jìn)至所述車身鉸鏈位置以使所述鉸鏈定位基準(zhǔn)面緊貼所述車身鉸鏈的下部。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述定位裝置還包括鉸鏈銷和第二氣缸，所述鉸鏈銷由所述第二氣缸驅(qū)動(dòng)以向上抓取所述車身鉸鏈。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掃描裝置包括二維激光傳感器，所述二維激光傳感器能偵測所述儀表盤表面的橫向及縱向位置。

本發(fā)明還提供了一種儀表盤定位方法，應(yīng)用上述的儀表盤機(jī)械手，包括步驟：

步驟一，所述抓取裝置抓取所述儀表盤；

步驟二，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述儀表盤翻轉(zhuǎn)后送入所述車身內(nèi)部；

步驟三，所述定位裝置鎖定所述車身鉸鏈，以使所述儀表盤到達(dá)車輛內(nèi)部的指定位置；

步驟四，所述結(jié)合裝置使所述儀表盤與所述車身結(jié)合；

步驟五，所述掃描裝置獲取所述儀表盤的位置信息并發(fā)送到所述控制器，所述控制器驅(qū)動(dòng)所述調(diào)整裝置以調(diào)整所述儀表盤的高度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟二中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述儀表盤翻轉(zhuǎn)，所述移動(dòng)支架將所述儀表盤送入所述車身內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再將所述儀表盤翻轉(zhuǎn)復(fù)位。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟五中，所述控制器收到所述位置信息后，將所述位置信息與所述儀表盤的理論位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

本發(fā)明提供的一種儀表盤定位方法及儀表盤機(jī)械手，能快速、準(zhǔn)確地將儀表盤裝配到車身上，使儀表盤的裝飾與側(cè)門板的內(nèi)飾匹配。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。

附圖說明

包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中：

圖1示出了車輛儀表盤和側(cè)門板裝飾匹配的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3示出了圖2中的定位裝置、結(jié)合裝置與調(diào)整裝置的放大示意圖。

圖4示出了圖3中的調(diào)整裝置的放大示意圖。

圖5示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的儀表盤定位方法的方框圖。

圖6示出了儀表盤高度調(diào)整的原理圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是本發(fā)明說明書中所提及的一些術(shù)語可能是申請人按他或她的判斷來選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實(shí)際術(shù)語，而是還要通過每個(gè)術(shù)語所蘊(yùn)含的意義來理解本發(fā)明。

圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3示出了圖2中的定位裝置、結(jié)合裝置與調(diào)整裝置的放大示意圖。圖4示出了圖3中的調(diào)整裝置的放大示意圖。如圖所示，一種儀表盤機(jī)械手200包括移動(dòng)支架205、抓取裝置210、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220、定位裝置230、結(jié)合裝置240、掃描裝置250、調(diào)整裝置260和控制器(圖未示)。機(jī)械手200能快速、準(zhǔn)確地將儀表盤裝配到車身上，使儀表盤與門內(nèi)飾的高度相互匹配。

其中，移動(dòng)支架205能沿著儀表盤機(jī)械手200的長度方向上移動(dòng)。

抓取裝置210設(shè)置在移動(dòng)支架205上，其包括橫梁抓手211和交接定位機(jī)構(gòu)216。橫梁抓手211用于抓取儀表盤的上部，交接定位機(jī)構(gòu)216能與儀表盤的下部配合固定。抓取裝置210用于抓取儀表盤。

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220設(shè)置在移動(dòng)支架205上。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220能帶動(dòng)抓取裝置210旋轉(zhuǎn)并使儀表盤翻轉(zhuǎn)。具體來說，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220與橫梁抓手211及交接定位機(jī)構(gòu)216連接，且能驅(qū)動(dòng)兩者同步翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)儀表盤翻轉(zhuǎn)，以方便儀表盤進(jìn)入車身內(nèi)部。同時(shí)當(dāng)移動(dòng)支架205沿儀表盤機(jī)械手200的長度方向上移動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220能夠帶動(dòng)抓取裝置210沿儀表盤機(jī)械手200的長度方向上同步移動(dòng)。即在抓取裝置210抓取儀表盤并翻轉(zhuǎn)儀表盤后，使得儀表盤跟隨抓取裝置210在水平方向上移動(dòng)至車身內(nèi)部。

定位裝置230設(shè)置在固定支架205的下部。定位裝置230包括鉸鏈抓手231和第一伺服電機(jī)。鉸鏈抓手231由第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)不同的車型，鉸鏈抓手231步進(jìn)到對(duì)應(yīng)的車身鉸鏈位置并鎖定車身鉸鏈。相當(dāng)于確定了儀表盤與車身鉸鏈的位置。

結(jié)合裝置240設(shè)置在固定支架205的下部，包括第一氣缸241和阻尼器242。第一氣缸241和阻尼器242配合將儀表盤與車身結(jié)合。結(jié)合裝置240工作時(shí)，第一氣缸241收縮，將儀表盤往車身方向推動(dòng)并結(jié)合。同時(shí)，兩側(cè)阻尼器242同時(shí)進(jìn)行壓縮，保證儀表盤在與車身結(jié)合過程中兩側(cè)的穩(wěn)定性和同步性。

掃描裝置250設(shè)置在固定支架205的上部。掃描裝置250能獲取儀表盤的位置信息。

調(diào)整裝置260設(shè)置在固定支架205的下部，包括諧波齒輪261和第二伺服電機(jī)262。諧波齒輪261由第二伺服電機(jī)262驅(qū)動(dòng)，調(diào)整裝置260通過諧波齒輪261來精細(xì)調(diào)整儀表盤的高度，使儀表盤與車內(nèi)板的高度匹配，進(jìn)而使儀表盤裝飾與車內(nèi)板的車內(nèi)飾相互匹配，確保整車的內(nèi)飾造型連貫。需要說明的是，諧波齒輪261能實(shí)現(xiàn)極高的控制精度。

控制器控制移動(dòng)支架205、抓取裝置210、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220、定位裝置230、結(jié)合裝置240、掃描裝置250和調(diào)整裝置260完成各自動(dòng)作，各個(gè)裝置間協(xié)同工作以使儀表盤與車身高度自動(dòng)匹配。

在圖1所示的實(shí)施例中，儀表盤機(jī)械手200具有兩個(gè)橫梁抓手211、兩個(gè)交接定位機(jī)構(gòu)216、兩個(gè)鉸鏈抓手231、兩個(gè)第一氣缸241、兩個(gè)阻尼器242、兩個(gè)掃描裝置250、兩個(gè)諧波齒輪261和兩個(gè)第二伺服電機(jī)262。這些部件均布在移動(dòng)支架的兩側(cè)，相當(dāng)于儀表盤機(jī)械手200的兩側(cè)，從儀表盤的長度方向上的兩側(cè)對(duì)儀表盤進(jìn)行操作，以便儀表盤機(jī)械手200均衡操作并控制儀表盤動(dòng)作。例如，兩側(cè)的第一氣缸241和阻尼器242配合，同步進(jìn)行儀表盤與車身的結(jié)合。

進(jìn)一步的，橫梁抓手211包括橫梁抓取銷212。如圖所示，兩個(gè)橫梁抓取銷212能沿水平方向移動(dòng)，從左右兩側(cè)插入到儀表盤的上部，從水平方向上夾持儀表盤。

交接定位機(jī)構(gòu)216包括翻轉(zhuǎn)氣缸217。交接定位機(jī)構(gòu)216由翻轉(zhuǎn)氣缸217帶動(dòng)，交接定位機(jī)構(gòu)216與儀表盤的下部配合固定，便于翻轉(zhuǎn)過程中帶動(dòng)儀表盤動(dòng)作。

抓取裝置210通過橫梁抓取銷212和由翻轉(zhuǎn)氣缸217帶動(dòng)的交接定位機(jī)構(gòu)216抓牢儀表盤的上部和下部。

較佳地，定位裝置230還包括鉸鏈定位基準(zhǔn)面232。當(dāng)鉸鏈抓手231通過第一伺服電機(jī)步進(jìn)至車身鉸鏈位置時(shí)，鉸鏈定位基準(zhǔn)面232緊貼車身鉸鏈的下部，以保證整個(gè)儀表盤機(jī)械手200位置與車身鉸鏈的位置一致。更佳地，定位裝置230還包括鉸鏈銷233和第二氣缸。鉸鏈銷233由第二氣缸驅(qū)動(dòng)以向上抓取車身鉸鏈，為后續(xù)精細(xì)調(diào)整儀表盤的高度做好準(zhǔn)備。

較佳地，掃描裝置250包括二維激光傳感器，該二維激光傳感器能偵測儀表盤表面的橫向及縱向位置。

本發(fā)明還提供了一種儀表盤定位方法，應(yīng)用如上所述的儀表盤機(jī)械手200。圖5示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的儀表盤定位方法的方框圖。結(jié)合圖2至圖4所示，該儀表盤定位方法500包括以下步驟：

步驟501，抓取裝置210抓取儀表盤。

步驟502，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220將儀表盤翻轉(zhuǎn)后送入車輛內(nèi)部。具體來說，控制器設(shè)定好儀表盤的一個(gè)既定運(yùn)動(dòng)軌跡，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220將儀表盤按照該運(yùn)動(dòng)軌跡將送入車輛內(nèi)部。

步驟503，定位裝置230鎖定車身鉸鏈，以使儀表盤到達(dá)車輛內(nèi)部的指定位置。

步驟504，結(jié)合裝置240使儀表盤與車身結(jié)合。

步驟505，掃描裝置250獲取儀表盤的位置信息并發(fā)送到控制器，控制器驅(qū)動(dòng)調(diào)整裝置260以調(diào)整儀表盤的高度。

較佳地，在步驟502中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220將儀表盤翻轉(zhuǎn)并移送到車身內(nèi)部后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220再將儀表盤翻轉(zhuǎn)復(fù)位。具體來說，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220通過抓取裝置210帶動(dòng)所述儀表盤翻轉(zhuǎn)，待翻轉(zhuǎn)到位后，移動(dòng)支架205沿儀表盤機(jī)械手200長度方向上移動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220將儀表盤帶入到車身內(nèi)部后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)220再將儀表盤翻轉(zhuǎn)復(fù)位。

較佳地，在步驟505中，控制器收到位置信息后，將位置信息與儀表盤的理論位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定儀表盤需要精密調(diào)整的高度。然后控制器將該高度尺寸轉(zhuǎn)換為第二伺服電機(jī)262的運(yùn)動(dòng)量，通過諧波齒輪261帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手200對(duì)儀表盤進(jìn)行高度精確調(diào)整。

圖6示出了儀表盤高度調(diào)整的原理圖。圖中示意的位置61是儀表盤表面作為基準(zhǔn)面的位置，位置62是橫梁抓取銷的位置，位置63是鉸鏈定位基準(zhǔn)面的底部位置。定義位置61至位置62的距離A，位置62至位置63的距離B，位置61至位置63的距離C，儀表盤需要調(diào)整高度的調(diào)整值X。確定公式如下：

B±b＝C

A±a＝X

其中，A、B為理論值，a、b為公差帶，C為實(shí)際測量值。由上述公式推導(dǎo)得到公式如下：

X＝A-(C-B)

控制器根據(jù)實(shí)際測量值來計(jì)算調(diào)整值X，進(jìn)而對(duì)儀表盤進(jìn)行精確調(diào)整。

本發(fā)明提供的儀表盤定位方法及儀表盤機(jī)械手，能將儀表盤的高度和側(cè)門板的高度自動(dòng)匹配，使得儀表盤表面裝飾與側(cè)門板上的門裝飾在造型上連續(xù)貫通、美觀?？赏耆娲F(xiàn)有技術(shù)中的手工操作，效果好，且降低成本。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對(duì)本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變型。