本发明公开一种用于连杆加工上料的高精度定位系统及定位方法，定位系统包括：夹持机构、抓取机构、定位机构，所述夹持机构安装在夹具上，所述抓取机构安装在六轴机器人手部。所述夹持机构包括旋转按压缸、上座板、下座板、顶杆。所述抓取机构包括涨紧气缸、基座、浮动缸、连接座。连接座与六轴机器人手部可拆卸地连接，连接座与基座之间安装有浮动缸。所述定位机构为零点定位销，所述定位机构的公销有两个，安装在夹具工作面上，位于两个下座板之间的中心位置；所述定位机构的母销有两个，安装在抓取机构的基座上，位于两个定位涨紧销之间的中心位置。本发明避免了传统定位方法对连杆大头镗孔加工的影响，定位精度和工作效率较高。
一种用于连杆加工上料的高精度定位系统及定位方法
技术领域
[0001] 本发明属于张拉板加工领域，具体涉及一种用于连杆加工上料的高精度定位系统及定位方法。
背景技术
[0002] 连杆起连接作用，属于汽车制造行业较为重要的零部件，目前多连杆式悬架，它不仅可以保证拥有一定的舒适性，而且操控性也有很大的提升，多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小，不易造成非直线行驶。多连杆悬挂在收缩时能自动调整外倾角，前束角以及使后轮获得一定的转向角度。
[0003] 汽车行业对连杆提出全自动化加工的要求，本公司设计了一套连杆转运、节拍输送、抽检、送料、正反面检测、规格检测、上料、镗孔加工、下料的自动化流水线。其中在镗孔加工时，需要将连杆通过六轴机器人上料至夹具，夹具采用侧立式，通过卧式加工中心镗孔。
[0004] 目前行业内，由于连杆的外侧为铸造面，精度较差，连杆的上料主要依靠连杆大头内孔进行定位，如说明书附图1所示。然而采用大头内孔定位方法，需要在连杆大头内孔中安装定位组件，这造成两个问题：例如采用销轴类定位大头内孔，需要在连杆下进行安装。首先空间布局提高难度，而镗孔需要镗通孔，不能使定位组件与大头内壁接触，需要进行让位；其次，在连杆大头处增加定位组件容易造成镗孔加工时排屑不畅。
[0005] 而若取消夹具上的定位组件，完全依靠六轴机器人与抓手的重复定位精度保证连杆的上料定位精度，也不可行。目前要求连杆上料后重复定位精度达到±0.01mm，而六轴机器人的重复定位精度为0.05—0.06mm，难以达到要求。
发明内容
[0006] 针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是连杆镗孔时，无法在连杆大头底部设置定位组件，也无法依靠六轴机器人重复定位精度保证连杆上料定位精度。
[0007] 本发明采用如下技术方案：一种用于连杆加工上料的高精度定位系统，包括：夹持机构、抓取机构、定位机构，所述夹持机构安装在夹具上，所述抓取机构安装在六轴机器人手部，所述定位机构为零点定位销，公销安装夹持机构侧面的夹具上，母销安装在抓取机构上，
[0008] 所述夹持机构包括旋转按压缸、上座板、下座板、单动缸，上座板、下座板竖向安装在夹具工作表面，所述上座板用于放置连杆的大头，所述下座板用于放置连杆的小头和部分杆身；旋转按压缸可夹紧连杆上表面，所述顶针有多个，顶针顶压连杆侧面，[0009] 所述抓取机构包括涨紧气缸、基座、浮动缸、连接座，连接座与六轴机器人手部可拆卸地连接，连接座与基座之间安装有浮动缸，浮动缸有锁紧和松开两种状态，松开时基座可轴向浮动；所述基座上安装有定位涨紧销，定位涨紧销有两个，水平对称设置，所述定位涨紧销的夹爪可缩径和扩径，并可将连杆拉至定位涨紧销前部的着座面；所述着座面顶部和底部设置有气检孔，气检孔与供气管、气压传感器连接，
[0010] 所述定位机构的公销有两个，安装在夹具工作面上，位于两个下座板之间的中心位置；所述定位机构的母销有两个，安装在抓取机构的基座上，位于两个定位涨紧销之间的中心位置。
[0011] 进一步地，所述夹具分为翻转180度的两个工位，每个工位设置两组夹持机构，连杆通过卧式双主轴加工中心加工。
[0012] 进一步地，所述上座板通过至少2个均匀排布的凸台与连杆大头接触，所述凸台避让连杆大头内孔。
[0013] 进一步地，所述旋转按压缸、、单动缸为液压驱动。
[0014] 进一步地，所述旋转按压缸有三个，其中两个位于上座板，压杆可旋转按压连杆大头上表面，另一个安装在下座板，按压连杆小头和杆身。
[0015] 进一步地，所述公销、母销安装完成了，母销与定位涨紧销之间进行安装误差补偿。
[0016] 相应地，提供一种用于连杆加工上料的高精度定位系统的定位方法，包括以下步骤：
[0017] 六轴机器人翻转基座，使基座工作面水平，定位涨紧销靠近上料台；
[0018] 定位涨紧销的夹爪缩径，并伸入连杆大头内孔，然后夹爪扩径，夹紧连杆；
[0019] 定位涨紧销将连杆上拉至着座面，气检孔的气压值达到指定压力，上拉停止，进行下一动作，
[0020] 六轴机器人翻转基座，使基座工作面竖直，并向夹具靠近，此时浮动缸锁紧，[0021] 夹持机构的旋转按压缸处于打开状态，单动缸处于退回状态，连杆贴近上座板、下座板，
[0022] 零点定位销的公销插入母销接口内，单动缸紧贴连杆侧面，浮动缸解锁并松开，[0023] 零点定位销母销收缩，母销带动基座微调轴向位置，浮动缸浮动配合，[0024] 零点定位销夹紧到位，浮动缸锁紧，
[0025] 旋转按压缸驱动压杆压住连杆大头、小头，
[0026] 抓具离开时，首先，定位涨紧销的夹爪收缩；然后，零点定位销的母销松开公销，基座远离夹具，定位完成。
[0027] 本发明的有益效果：
[0028] 1、本发明公开的一种用于连杆加工上料的高精度定位系统及定位方法，通过夹具上的公销、抓取基座上的母销，进行涨紧定位，并通过浮动缸进行轴补偿，避免零点定位销位置误差的影响，避免了传统定位方法对连杆大头镗孔加工的影响；
[0029] 2、本发明主要定位部件为定位涨紧销和零点定位销，两者重复定位精度均为±0.005mm，通过补偿，可使连杆上料重复定位精度达到±0.01mm，定位精度较高；
[0030] 3、本发明通过六轴机器人，每次上料2个连杆，自动完成上料操作，工作效率较高。
附图说明
[0031] 图1为背景技术中所述的传统连杆安装示意图；
[0032] 图2为本发明所述的用于连杆加工上料的高精度定位系统的夹持机构的立体示意图；
[0033] 图3为图2的A部分的放大示意图；
[0034] 图4为本发明所述的用于连杆加工上料的高精度定位系统的抓取机构与六轴机器人的立体示意图；
[0035] 图5为本发明所述的用于连杆加工上料的高精度定位系统的抓取机构的立体示意图；
[0036] 图6为本发明所述的用于连杆加工上料的高精度定位系统的抓取机构的正视示意图；
[0037] 图7为本发明所述的浮动缸的装配爆炸示意图；
[0038] 图8为本发明所述的用于连杆加工上料的高精度方法的流程示意图。
[0039] 图中：1、夹具；
[0040] 2、夹持机构；201、旋转按压缸；202、上座板；203、下座板；204、单动缸；
[0041] 3、抓取机构；301、定位涨紧销；302、气检孔；303、基座；304、浮动缸；305、连接座；
[0042] 401、公销；402、母销；
[0043] 5、六轴机器人；
[0044] 6、连杆。
具体实施方式
[0045] 下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
[0046] 如图2、4所示，一种用于连杆加工上料的高精度定位系统，包括：夹持机构2、抓取机构3、定位机构，所述夹持机构2安装在夹具1上，所述抓取机构3安装在六轴机器人5手部，所述定位机构为零点定位销，公销401安装夹持机构2侧面的夹具1上，母销402安装在抓取机构3上。
[0047] 如图3所示，所述夹持机构2包括旋转按压缸201、上座板202、下座板203、单动缸204，上座板202、下座板203竖向安装在夹具1工作表面，所述上座板202用于放置连杆6的大头，所述下座板203用于放置连杆6的小头和部分杆身；旋转按压缸201可夹紧连杆6上表面，所述顶针有多个，顶针顶压连杆6侧面。
[0048] 如图5、6、7所示，所述抓取机构3包括涨紧气缸、基座303、浮动缸304、连接座305，连接座305与六轴机器人5手部可拆卸地连接，连接座305与基座303之间安装有浮动缸304，浮动缸304有锁紧和松开两种状态，松开时基座303可轴向浮动；所述基座303上安装有定位涨紧销301，定位涨紧销301有两个，水平对称设置，所述定位涨紧销301的夹爪可缩径和扩径，并可将连杆6拉至定位涨紧销301前部的着座面；所述着座面顶部和底部设置有气检孔302，气检孔302与供气管、气压传感器连接。
[0049] 如图3、6所示，所述定位机构的公销401有两个，安装在夹具1工作面上，位于两个下座板203之间的中心位置；所述定位机构的母销402有两个，安装在抓取机构3的基座303上，位于两个定位涨紧销301之间的中心位置。
[0050] 在其中一个实例中，所述夹具1分为翻转180度的两个工位，每个工位设置两组夹持机构2，连杆6通过卧式双主轴加工中心加工。
[0051] 在其中一个实例中，所述上座板202通过至少2个均匀排布的凸台与连杆6大头接触，所述凸台避让连杆6大头内孔。
[0052] 在其中一个实例中，所述旋转按压缸201、单动缸204为液压驱动。
[0053] 在其中一个实例中，所述旋转按压缸201有三个，其中两个位于上座板202，压杆可旋转按压连杆6大头上表面，另一个安装在下座板203，按压连杆6小头和杆身。
[0054] 在其中一个实例中，所述公销401、母销402安装完成后，母销402与定位涨紧销301之间进行安装误差补偿。
[0055] 如图8所示，公开一种用于连杆加工上料的高精度定位系统的定位方法，包括以下步骤：
[0056] S1.六轴机器人5翻转基座303，使基座303工作面水平，定位涨紧销301靠近上料台；
[0057] S2.定位涨紧销301的夹爪缩径，并伸入连杆6大头内孔，然后夹爪扩径，夹紧连杆6；
[0058] S3.定位涨紧销301将连杆6上拉至着座面，气检孔302的气压值达到指定压力，上拉停止，进行下一动作，
[0059] S4.六轴机器人5翻转基座303，使基座303工作面竖直，并向夹具1靠近，此时浮动缸304锁紧，
[0060] S5.夹持机构2的旋转按压缸201处于打开状态，单动缸204处于退回状态，连杆6贴近上座板202、下座板203，
[0061] S6.零点定位销的公销401插入母销402接口内，单动缸204紧贴连杆6侧面，浮动缸304解锁并松开，
[0062] S7.零点定位销母销402收缩，母销402带动基座303微调轴向位置，浮动缸304浮动配合，
[0063] S8.零点定位销夹紧到位，浮动缸304锁紧，
[0064] S9.旋转按压缸201驱动压杆压住连杆6大头、小头，
[0065] S10.抓具离开时，首先，定位涨紧销301的夹爪收缩；然后，零点定位销的母销402松开公销401，基座303远离夹具1，定位完成。
[0066] 本发明的工作原理：
[0067] 本发明所述的用于连杆加工上料的高精度定位系统机定位方法，目的在于解决连杆6镗孔加工上料阶段的重复定位问题，由于连杆6可用于作为定位基准的仅为大头内孔，但若将大头内孔作为基准，则无法在后续镗孔加工时避让镗刀，也造成排屑不畅，因此本发明选择的技术路径是将定位系统放于夹具1上。
[0068] 本发明采用额外设置的一组两个零点定位销，其中公销401安装在两个连杆6座板的中央，母销402安装在抓取机构3的基座303的中心，而零点定位销在公销401与母销402配合时，会对母销402位置进行调整，因此在母销402所在的基座303上安装有浮动缸304作为轴补偿机构，浮动缸304在插接时锁紧，插接涨紧时浮动，在定位后锁紧。
[0069] 为了进一步提高重复定位精度，连杆6上料时的夹紧手爪放弃采用常规气爪，而是采用定位涨紧销301，定位涨紧销301通过倍力机构实现强劲的涨紧力与夹紧力，即使气压降为零，也能通过斜楔机构与内置弹簧形成安全自锁。工作状态为，首先向释放用供气口供给气压，气压作用下内部倍力机构的自锁被解除、活塞杆向前动作、夹爪进行缩径，夹爪插入连杆6大头；然后撤回释放供给口的气压，向夹紧供给口供给气压；在自锁弹簧力与气压力的作用下，内部的倍力机构会下拉活塞杆使夹抓进行扩径动作。最后夹抓涨紧工件后，力向回拉方向作用，将工件拉至着座面。着座面上设置气检孔302，气压达到预定值，则表明连杆6贴紧着座面，减少连杆6大头内孔轴向偏差。
[0070] 在定位完成后，旋转按压缸201压住连杆6大头、小头后，抓具脱离时。必须首先分离定位涨紧销301，再分离零点定位销。如果反之，先松零点定位销，此时定位涨紧销301还未放松，会带动连杆跑偏。
[0071] 本发明的定位涨紧销301、零点定位销的公销401与母销402在安装过程中存在累积误差，因此在安装完成后，需要对实际位置进行测量，对误差进行补偿。
[0072] 综上所述，本发明通过夹具上的公销、抓取基座上的母销，进行涨紧定位，并通过浮动缸进行轴补偿，避免了传统定位方法对连杆大头镗孔加工的影响，定位精度和工作效率较高。
[0073] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
