[发明专利]一种360度转动装配轻轨系统装置及其进行工件装配的方法

权利要求书

1.一种360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，包括一组轻轨单元，两组移动单元，一组360度工件转动单元及一组传感单元；

所述轻轨单元由轻轨及其上方的电槽构成，所述电槽内设置有供电的电缆；

所述移动单元包括在轻轨上自由移动的小车支架，所述小车支架上设置有关节电机支架，所述关节电机支架一侧设置有与轻轨滚动配合的轻轨轮，所述轻轨轮由固定于关节电机支架另一侧的关节电机驱动；

所述360度工件转动单元包括装夹平台转动机构及自适应夹爪装置，所述装夹平台转动机构固定于小车支架上的小车托盘，所述小车托盘之间设置有与其转动连接的工件转动装夹平台，所述工件转动装夹平台由固定于一侧小车托盘上的伺服电机驱动；所述自适应夹爪装置包括装夹平台夹爪及驱动其开合的驱动机构；

所述传感单元由检测工件转动装夹平台的转动角度的增量式编码器、检测夹爪对工件的夹持力的压力传感器、对工件转动装夹平台的旋转原点精准定位的槽型开关和安装在轻轨指定位置上的定位传感器组成。

2.根据权利要求1所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述小车支架包括小车装夹平台及其下方与轻轨匹配的支脚，所述支脚上设置有多组与轻轨匹配的导向轮，所述导向轮分别布置于轻轨两侧。

3.根据权利要求2所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述导向轮包括分别布置安装在轻轨的两侧的从动偏心轮及从动同心轮，从动偏心轮的中心轴线和其安装轴孔的中心轴线不重合，从动同心轮的中心轴线和其安装轴孔的中心轴线重合。

4.根据权利要求1所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述关节电机通过法兰盘固定安装在关节电机支架上，其输出轴穿过关节电机支架的中心孔，通过转动轴与轻轨轮的中心孔相配合。

5.根据权利要求1所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，沿轻轨轮轮面中间设置有一凹槽，其中间镶嵌有铜线圈，铜线圈与电槽的电缆相接触，为移动单元供电。

6.根据权利要求3所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述装夹平台夹爪包括固定在工件转动装夹平台一侧的左侧夹爪及能够左右移动的右侧夹爪。

7.根据权利要求6所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述伺服电机的电机输出轴装配在减速器输入孔中，减速器的输出轴通过联轴器与主转轴相连接，主转轴装配到左侧夹爪的孔中，伺服电机支架和主转轴支架支撑着整个主运动传动链。

8.根据权利要求7所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述工件转动装夹平台另一侧固定安装有右侧辅助夹爪，右侧辅助夹爪中的孔与从转轴一端相配合，从转轴的另一端与从转轴轴承相配合，从转轴安装在从转轴支架的轴承孔内，从转轴支架固定安装在该侧的小车托盘上，从转轴支架支撑着从动运动传动链。

9.根据权利要求8所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述右侧夹爪固定安装于底板上，所述底板与其下方固定在工件转动装夹平台上的导轨滑动连接，所述底板一侧通过丝杠螺母副与步进电机传动连接，所述步进电机通过步进电机支架固定安装在工件转动装夹平台上。

10.根据权利要求6所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述左侧夹爪和右侧夹爪的表面均安装有塑料垫板。

11.根据权利要求10所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，所述增量式编码器安装在从转轴的一端，所述压力传感器安装在右侧夹爪的塑料垫板上，所述槽型开关安装在主转轴上，所述定位传感器安装在轻轨指定位置上。

12.根据权利要求10所述的360度转动装配轻轨系统装置，其特征在于，还包括电控单元，所述电控单元为与移动单元、360度工件转动单元及传感单元电连接的PLC控制器。

13.根据权利要求12所述的一种360度转动装配轻轨系统装置进行工件装配的方法，按如下步骤进行：

步骤一：将工件放置在工件转动装夹平台上，控制步进电机电机转动，使得右侧夹爪动作并与左侧夹爪配合夹持工件，压力传感器实时检测夹爪对工件的夹持力，并将信号反馈指导右侧夹爪的夹持运动，直至满足合适大小的夹持力夹持工件的要求；

步骤二：定位传感器将位置信号发送给360度转动装配轻轨系统装置的电控单元，电控单元控制关节电机根据所接受的位置信号动作，带动轻轨轮在轻轨上精准地移动到指定的工序装配位置；

步骤三：根据槽型开关的信号，控制伺服电机转动，使得工件转动装夹平台调整转动到旋转原点；

步骤四：工件转动装夹平台根据工序装配需求，控制伺服电机带动工件转动到指定的角度，动态的辅助完成工件的装配，其中，增量式编码器实时反馈工件转动装夹平台的转动角度信息，以保证精准的协同作业；

步骤五：该工序完成装配，移动单元根据下一组定位传感器的位置信号移动到下一位置进行装配，重复上述步骤二、步骤三及步骤四；

步骤六：重复步骤五直至所有工序完成装配，控制伺服电机使得工件转动装夹平台转动到旋转原点，控制步进电机打开右侧夹爪，取下工件。