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1、10申请公布号CN104128926A43申请公布日20141105CN104128926A21申请号201410180574122申请日2014042913/875,53220130502USB25J15/0020060171申请人通用汽车环球科技运作有限责任公司地址美国密歇根州72发明人CB普雷斯顿CA布莱克S南德瓦尼JS阿加皮奥74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人贺紫秋54发明名称使用现有零件特征部的零件传递系统和使用该系统的方法57摘要一种零件传递系统，包括机器人手臂和附接到机器人手臂的末端执行器。末端执行器包括定位销，其可操作为接合零件的现有零件特征部。现有零件特征部。
2、的存在对零件的预定用途来说是所需的，且因此用作并非传递功能的零件功能。现有零件特征部限定设置在特征部平面上的圆形洞。定位销包括接合部分，其沿至少一个定位销的纵向轴线延伸。其中接合部分包括沿纵向轴线渐变的直径，从而定位销的接合部分在特征部平面上沿大致环形的接触环接合圆形洞的径向内边缘，所述接触环绕渐变部分的周向设置。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书5页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图7页10申请公布号CN104128926ACN104128926A1/1页21一种零件传递系统，包括末端执行器，能附接到机器人手臂；其中末端执行器包。
3、括至少一个定位销，其能操作为接合零件的现有零件特征部，其中现有零件特征部的存在对于零件的预定用途来说是所需的；其中现有零件特征部限定在特征部平面上设置的圆形洞；其中至少一个定位销包括接合部分，其沿至少一个定位销的纵向轴线延伸；和其中接合部分包括沿纵向轴线渐变的直径，从而定位销的接合部分在特征部平面上沿大致环形的接触环接合圆形洞的径向内边缘，所述接触环绕渐变部分的周向设置。2如权利要求1所述的零件传递系统，其中定位销的接合部分限定半球形部分或圆锥形部分中的一个，所述半球形部分具有沿定位销的纵向轴线以非恒定比率变化的直径，所述圆锥形部分具有沿定位销的纵向轴线以恒定比率变化的直径。3如权利要求1所述。
4、的零件传递系统，其中至少一个定位销包括第一定位销、第二定位销和第三定位销，第一定位销和第二定位销设置为与第三定位销相对，以在它们之间抓持所述零件。4如权利要求3所述的零件传递系统，其中第一定位销和第二定位销中的一个相对于末端执行器固定就位，且第一定位销和第二定位销中的另一个沿至少第一运动方向可动，以将相应接合部分与相应圆形洞对准。5如权利要求4所述的零件传递系统，其中第三定位销沿第一运动方向和第二运动方向可动，以将相应接合部分与相应圆形洞对准，其中第一运动方向垂直于第二运动方向。6如权利要求1所述的零件传递系统，其中至少一个定位销相对于末端执行器沿第一运动方向可动，以将接合部分与圆形洞对准。7。
5、如权利要求6所述的零件传递系统，其中接合部分包括沿第一平面相对于彼此可动的第一部分和第二部分，其中第一平面设置为正交于特征部平面，且垂直于第一运动方向。8如权利要求6所述的零件传递系统，其中至少一个定位销相对于末端执行器沿第二运动方向可动，以将接合部分与圆形洞对准，其中第二运动方向垂直于第一运动方向。9如权利要求8所述的零件传递系统，其中接合部分包括相对于彼此可动的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，第一部分和第二部分相对于第三部分和第四部分沿第一平面可动，且第一部分和第三部分相对于第二部分和第四部分沿第二平面可动，其中第一平面和第二平面每一个设置为正交于特征部平面，第一平面设置为垂直于第。
6、一运动方向，且第二平面设置为垂直于第二运动方向。10如权利要求1所述的零件传递系统，其中至少一个定位销包括可操作为经过圆形洞的插入端部和设置在至少一个定位销的插入端部附近且具有抓持特征部的夹持机构，所述抓持特征部可操作为接合零件的底侧，以在抓持特征部和接合部分之间夹持零件。权利要求书CN104128926A1/5页3使用现有零件特征部的零件传递系统和使用该系统的方法技术领域0001本发明通常涉及零件传递系统，且更具体地涉及零件传递系统的末端执行器的定位销和用零件传递系统抓持零件的方法。背景技术0002机器人手臂通常用于在制造和/或组装期间抓持和移动零件。机器人手臂包括配置为抓持和/或操作零件的。
7、末端执行器。末端执行器可以包括一个或多个通常三个定位销以抓持和控制零件。零件被形成为具有定位突起，其具有形成在其中的圆形的洞。例如，零件可以在零件的一侧上形成为具有两个定位突起，和在零件的第二侧上具有一个定位突起且与第一两个定位突起相反。末端执行器上的定位销在定位突起处接合和/或抓持零件，以便移动零件。为了将零件相对于末端执行器固定，力被施加到，以在定位销和定位突起的相对的平表面之间产生压力。定位突起对于零件来说不用于其他目的而仅是在零件上提供用于让末端执行器的定位销接合的特征部。发明内容0003提供一种零件传递系统。零件传递系统包括可附接到机器人手臂的末端执行器。末端执行器包括至少一个定位销。
8、，其可操作为接合零件的现有零件特征部。现有零件特征部的存在是零件预定用途来说所需的。现有零件特征部限定在特征部平面上设置的圆形洞。至少一个定位销包括接合部分，其沿至少一个定位销的纵向轴线延伸。接合部分包括沿纵向轴线渐变的直径，从而定位销的接合部分在特征部平面上沿大致环形的接触环接合圆形洞的径向内边缘，所述接触环绕渐变部分的周向设置。0004还提供一种通过零件传递系统抓持零件的方法。方法包括提供用于机器人手臂的末端执行器，其包括具有渐变接合部分的至少一个定位销。定位销的渐变接合部分运动为与零件的现有零件特征部的圆形洞的内径向边缘邻接接合。零件的现有零件特征部的存在是零件的预定用途所需的。接合部分。
9、在特征部平面上沿大致环形接触环接触圆形洞的内径向边缘，所述环形接触环绕渐变接合部分的周向设置。0005因而，因为定位销的渐变接合部分沿环形接触环在圆形洞的内径向边缘处接合现有零件特征部，代替在相对的平表面之间，所以定位销不接合或接触圆形洞的内表面，也不接合或接触现有零件特征部的外部平表面。因为定位销仅沿环形接触环接触圆形洞，所以定位销可以用于使用现有零件特征部抓持零件，所述现有零件特征部必须形成到零件中以让零件执行其目的功能，由此消除将任何额外定位突起形成到零件中的需要。0006在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。。
10、附图说明0007图1是零件传递系统的示意性平面图，显示了与零件的现有零件特征部接合的第说明书CN104128926A2/5页4一定位销。0008图2是零件传递系统的示意性平面图，显示了与相应现有零件特征部接合的第二定位销。0009图3是零件传递系统的示意性平面图，显示了与相应现有零件特征部接合的第三定位销。0010图4是定位销的示意性透视图，显示渐变半球形接合部分。0011图5是定位销的示意性透视图，显示了渐变圆锥形接合部分。0012图6是定位销的示意性俯视图，是垂直于定位销的纵向轴线观察的。0013图7是如图6所示的定位销的示意性侧视图，是平行于定位销的纵向轴线观察的。0014图8是沿定位销。
11、的纵向轴线截取的定位销的示意性横截面视图。具体实施方式0015本领域技术人员应理解例如“上方”、“下方”、“向上、“向下”、“顶”、“底”等是用于描述附图，二不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。进而，可以在功能和/或逻辑模块部件BLOCKCOMPONENT和/或各种处理步骤方面描述本发明。应该理解是，这种模块部件可以通过配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件实现。0016参见附图，其中相同的附标记在几幅图中指示相同的部件，零件传递系统通常在20示出。零件传递系统20包括机器人手臂22，其具有附接到机器人手臂22的末端执行器24。末端执行器24用于抓持零件。
12、，即工件26，而机器人手臂22用于在不同工作站之间移动被抓持的工件26，如本领域已知的。0017末端执行器24包括至少一个定位销28。优选地，且如图1到3所示，末端执行器24包括三个定位销28，即第一定位销28A、第二定位销28B、和第三定位销28C。定位销28通常通过附图标记28表示，且具体地在图中通过附图标记28A、28B、28C表示。0018定位销28在支撑端部32和插入端部34之间沿纵向轴线30。定位销28在支撑端部32附接到末端执行器24。定位销28的接合部分36设置在支撑端部32和插入端部34之间。接合部分36包括直径38，其沿纵向轴线30渐变地变化。接合部分36的渐变程度的大小随。
13、距插入端部34的距离的增加而增加。因而，定位销28的接合部分36的直径38在插入端部34附近最小而在支撑端部32附近最大。0019定位销28的接合部分36例如可以包括半球形部分或圆锥形部分中的一个，以形成接合部分36的渐变形状。如果接合部分36通过半球形部分形成，例如如图4所示，则接合部分36的直径38沿定位销28的纵向轴线30以沿纵向轴线30每单位距离的非恒定的比率变化。然而，如果接合部分36通过圆锥形部分形成，例如如图5所示，则接合部分36的直径38沿定位销28的纵向轴线30以沿纵向轴线30每单位距离的恒定的比率变化。0020定位销28可操作为接合零件即工件26的现有零件特征部40。现有零。
14、件特征部40的存在是零件预定用途所需的。因而，现有零件特征部40是工件26的特征部，其必须存在于工件26中以用于让工件26执行其目的功能或操作。从而，现有零件特征部40必须形成到工件26中而不管现有零件特征部40是否用于接合末端执行器24的定位销28，且用于除接合定位销28以外的目的。例如，现有零件特征部40可以包括流体孔或洞、凸耳突说明书CN104128926A3/5页5起TRUNIONBOSS、重心孔CENTEROFGRAVITYHOLE、制造突起、让电通过的连接件孔、或形成到工件26中的一些其他特征部。0021应理解，每一个定位销28接合不同现有零件特征部40。因而，第一定位销28A接合。
15、第一现有零件特征部40A，第二定位销28B接合第二现有零件特征部40B，且第三定位销28C接合第三现有零件特征部40C。现有零件特征部40通常通过附图标记40表示，且具体地在图中通过附图标记40A、40B、40C表示。现有零件特征部40限定设置在特征部平面44上的圆形洞42。圆形洞42从特征部平面44延伸进入或通过工件26。在定位销28运动到与工件26的现有零件特征部40接合时，定位销28每一个的接合部分36在特征部平面44上沿大致环形接触环48接合圆形洞42的径向内边缘，所述接触环绕渐变接合部分36的周向设置。如上所述，定位销28每一个包括插入端部34。在定位销28运动到与现有零件特征部40。
16、接合时定位销28的插入端部34可操作为延伸穿过现有的零件特征部40的圆形洞42。0022定位销28可以以能抓持具体工件26的任何合适的方式相对于彼此取向。如图1到3所示，第一定位销28A和第二定位销28B设置为与第三定位销28C相对，以在它们之间抓持零件。从而第一定位销28A和第二定位销28B设置在工件26的一侧，而第三定位销28C设置在工件26的相反侧。然而，应理解，定位销28可以相对于彼此以不同于所示和本文所述的方式取向，且可以取决于现有零件特征部40的位置和可用性。0023如图1到3所示和在本文的示例性实施例中所述的，第一定位销28A和第二定位销28B中的一个固定就位以抵抗相对于末端执行。
17、器24的沿第一运动方向50和第二运动方向52的运动，且第一定位销28A和第二定位销28B中的另一个可以相对于末端执行器24沿至少第一运动方向50且可能地沿第二运动方向52运动，以将其相应接合部分36与其相应现有零件特征部40A、40B对准。第三定位销28C可以相对于末端执行器24沿第一运动方向50和第二运动方向52运动，以将其相应接合部分36与其相应现有零件特征部40C对准。0024如在本文使用的，第一运动方向50可以称为Y轴线运动方向，如在图1到3的页面上观察的，且第二运动方向52可以称为Z轴线运动方向，如在图1到3的页面上观察的。第一运动方向50垂直于第二运动方向52。因而，如果定位销28。
18、中的一个沿第一运动方向50可动，则如图1到3所示的，该定位销28可以在页面上向上或向下运动。如果定位销28中的一个沿第二运动方向52可动，则如图1到3所示的，该定位销28可以运动进出页面。所有定位销28可以沿第三运动方向54运动。第三运动方向54可以称为X轴线运动方向，如在图1到3的页面上观察的。因而，如果定位销28中的一个沿第三运动方向54可动，则该定位销28可以如图1到3所示地在页面上左右运动。0025尽管本文提供的书面描述提供了示例性实施例，其中第一定位销28A仅沿第三方向54可动，第二定位销28B仅沿第一方向50和第三方向54可动，且第三定位销28C沿第一方向50、第二方向52和第三方。
19、向54可动，但是应理解，定位销28A、28B、28C的运动可以不同地配置。例如，第一定位销28A和第二定位销28B两者可以固定就位以抵抗相对于末端执行器24的沿第一运动方向50和第二运动方向52的运动，而第三定位销28C仅沿第三运动方向54可动。0026参见图1，为了抓持工件26，机器人手臂22将末端执行器24相对于工件26定位。说明书CN104128926A4/5页6第一定位销28A随后沿定位销28的纵向轴线30沿第三运动方向54运动，直到第一定位销28A的渐变接合部分36接触现有零件特征部40A的圆形洞42的径向内边缘。第二定位销28B可以随后沿第一运动方向50运动，以同中心地将第二定位销。
20、28B与其相应现有零件特征部40B的其相应圆形洞42对准。为了让第二定位销28B沿第一运动方向50运动，末端执行器24可以限定槽道未示出，第二定位销28B在槽道中相对于末端执行器24可动。从而第二定位销28B可以包括实心销，例如图4或5所示的，且仍然可相对于工件26运动。替换地，第二定位销28B可以例如图6和7所示地构造，以便提供沿第一运动方向50的运动。0027参见图2，一旦第二定位销28B对准其相应圆形的洞42，则第二定位销28B可以随后沿第二定位销28B的纵向轴线30在第三运动方向54上运动，直到第二定位销28B的渐变接合部分36接触现有零件特征部40B的圆形洞42的径向内边缘。第三定位。
21、销28C可以随后沿第一运动方向50和/或第二运动方向52运动，以同中心地将第三定位销28C与其相应现有零件特征部40C的其相应圆形洞42对准。参见图3，一旦第三定位销28C对准其相应圆形洞42，则第三定位销28C可以随后沿第三定位销28C的纵向轴线30在第三运动方向54上运动，直到第三定位销28C的渐变接合部分36接触现有零件特征部40C的圆形洞42的径向内边缘。0028末端执行器24可以构造为使得定位销28作为一个整体相对于末端执行器24运动。例如，定位销28可以置于轨道或一些其他系统上，其允许定位销28相对于末端执行器24运动。替换地，参见图6和7，定位销28可以构造为使得定位销28的渐变。
22、接合部分36包括节段部分，所述节段部分相对于彼此运动，以调整渐变接合部分36相对于圆形洞42的径向内边缘的位置，以将渐变接合部分36与圆形洞42对准。通过让不同的渐变节段部分沿相应定位销28的纵向轴线30相对于彼此运动，接合部分36与圆形洞42的径向内边缘接触的相对位置被移动。0029如图6和7所示，例如，接合部分36包括第一部分56、第二部分58、第三部分60和第四部分62，其每一个沿纵向轴线30相对于彼此可动。各节段部分56、58、60、62每一个的运动可以被专用于节段部分56、58、60、62相应一个的运动的促动器64控制且通过杆66引导，所述杆通过相应节段部分56、58、60、62每一。
23、个中的槽道68支撑。促动器64可以包括液压促动器、螺线管促动器、或一些其他相似的装置。不同节段部分56、58、60、62可以通过联接装置70联接在一起，例如但不限于夹持件、带或一些其他相似的装置。0030第一部分56和第二部分58可沿第一平面72相对于第三部分60和第四部分62运动。第一部分56和第三部分60可沿第二平面74相对于第二部分58和第四部分62运动。第一平面72和第二平面74每一个设置为与特征部平面44正交。第一平面72设置为垂直于第一运动方向50，且第二平面74设置为垂直于第二运动方向52。为了调整定位销28的接合部分36在第一运动方向50和第二运动方向52上的定位，第一部分56。
24、、第二部分58、第三部分60、第四部分62每一个相对于彼此运动。应理解，将不同节段部分56、58、60、62相对于彼此移位能改变接合部分36的周向形状，从而圆形洞42的径向内边缘和接合部分36之间的接合的环形接触环48可以不是完美圆形。0031如果定位销28仅需要在单个运动方向上运动，则节段部分56、58、60、62可以成对地操作或构造。例如，如果定位销28仅需要在第一运动方向50上运动，则第一部分56和说明书CN104128926A5/5页7第二部分58可以被操作或形成为第一半部76，且第三部分60和第四部分62可以操作或形成为第二半部78。为了调整接合部分36的定位，第一半部76和第二半部。
25、78沿定位销28的纵向轴线30相对于彼此运动，由此改变环形接触环48的位置在该处接合部分36与圆形洞42的径向内边缘相遇。应理解，定位销28可以以一些其他方式构造，以提供对于让接合部分36与圆形洞42对准来说必要的相对位置调整。0032如上所述，定位销28包括插入端部34，其可操作为经过圆形洞42。参见图8，定位销28可以进一步包括夹持机构80，其设置在定位销28的插入端部34附近。夹持机构80包括抓持特征部82，其可操作为在被促动时接合工件26的底侧84，以将工件26夹持在抓持特征部82和定位销28的接合部分36之间。如图8所示，例如，夹持机构80可以包括楔形物86，其通过夹持促动器88而沿。
26、纵向轴线30相对于中央壳体90运动。抓持特征部82包括径向地可扩张的环，其联接到中央壳体90，且沿纵向轴线30通过中央壳体90轴向固定就位。楔形物86使得抓持特征部82在楔形物86沿纵向轴线30朝向抓持特征部82运动时径向地向外扩张。因而，定位销28的插入端部34包括中央壳体90、抓持特征部82和楔形物86的大小可以设置为比圆形洞42小，以经过圆形洞42，而插入端部34不与圆形洞42的内表面92接触。在楔形物86沿纵向轴线30运动时，抓持特征部82径向地向外扩张，以接合工件26的底侧84。应理解夹持机构80可以以不同于本文所述的一些其他方式构造。0033附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。说明书CN104128926A1/7页8图1说明书附图CN104128926A2/7页9图2说明书附图CN104128926A3/7页10图3说明书附图CN104128926A104/7页11图4图5说明书附图CN104128926A115/7页12图6说明书附图CN104128926A126/7页13图7说明书附图CN104128926A137/7页14图8说明书附图CN104128926A14。