CN103862150A - 后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，包括基准台，自由落置于基准台上的气缸，还包括因气缸水平移动而于轴向移动的分别与缸体、伸缩杆固联的内卡爪、外卡爪；基准台上设有工件限位件，伸缩杆自伸出极限状态收缩过程中，外卡爪会因接触到工件的外边缘而停止动作，此时起缸体相对基准台自内向外运动，直至内卡爪与工件的内边缘相触。本发明采用单个气缸、两个卡爪相配合实现支架沿长度方向的夹紧及精确定位，简化结构，减小空间布局，工装定位夹紧后将焊缝全部裸露，满足机器人自动化焊接100%可达性，从而提高生产效率，保证焊接质量。本发明适用于后副车架后横向稳定杆安装支架焊接时的定位夹紧。

Description

后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及焊接用辅助工具，具体地说是一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构。

背景技术

横向稳定杆是汽车悬架中的一种辅助弹性元件，用于防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，减少汽车横向侧倾程度，尽量使车身保持平衡，改善平顺性。 横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧，形状呈“U”形，横置在汽车的前端和后端，杆身的中部，用稳定杆衬套与车架铰接，杆的两端分别固定在左右悬架上。当车身只作垂直运动时，两侧悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当汽车转弯时，车身侧倾，两侧悬架跳动不一致，外侧悬架会压向稳定杆，稳定杆就会发生扭曲，杆身的弹力会阻止车轮抬起，从而使车身尽量保持平衡，起到横向稳定的作用。

稳定杆安装支架用于稳定杆衬套与车架的铰接，该支架的焊接是通过自动焊接工装采用MIG焊接工艺机器人自动焊接完成。由于安装支架本身结构特点，其与本体搭接区域空间狭窄，焊接工装定位夹紧机构难以设计，现一般通过汽缸和连杆机构设计抓手将支架定位夹紧，工装结构庞大、复杂，与焊枪干涉，难以满足100%自动化焊接，只能焊接部分焊缝，剩余焊缝需在其它工序焊接，存在二次焊接变形风险，不能保证焊接尺寸稳定，直接导致质量隐患。

 中国实用新型专利（授权公告号CN201175815Y）公开了一种“焊接生产线定位夹紧机构”，包括定位销、定位块、连接块、导向销、压块、气缸连接块和夹紧机构气缸。定位销通过定位块定位在连接块的上端，定位销的销头向上穿出定位块，定位销内具有侧开口槽，连接块中有与定位销的侧开口槽导通孔，压块装在连接块的孔及定位销的侧开口槽中，其顶端有钩状的压头，压块中部有一弧形的导向槽，通过连接块上固定的导向销与连接块连接，夹紧机构气缸固定在连接块下端，夹紧机构气缸的伸缩轴通过气缸连接块与压块下端固定。该实用新型专利将定位销和夹紧机构集成在一个单元上，可以应用在焊接通道狭窄或无法实现夹紧的地方。但该夹紧机构利用压块与连接块只能对工件的一个部位进行夹紧，夹紧效果差。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，采用单个气缸、两个卡爪相配合，依靠缸体与伸缩杆间的相对运动来实现支架沿长度方向的夹紧及精确定位，简化机构的整体结构，减小空间布局，工装定位夹紧后将焊缝全部裸露满足机器人自动化焊接100%可达性，从而提高了生产效率，保证焊件的焊接质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，包括定位夹紧单元，所述定位夹紧单元包括基准台，基准台上方自由落置有缸体可沿基准台水平向滑动的气缸，气缸的伸缩杆水平向伸缩，以气缸的缸体与伸缩杆的相对位置为内、外，定位夹紧单元还包括因气缸的水平移动而于轴向移动的内卡爪、外卡爪，内卡爪与外卡爪分别与缸体、伸缩杆相固联，二者不同时水平移动；

基准台上设有用于使工件呈长度方向与伸缩杆的延伸方向相同地定位于基准台下方而限制工件移动的限位件，外卡爪与限位件间的距离足以使伸缩杆自伸出极限状态收缩过程中因外卡爪接触到工件的外边缘而停止动作，此时气缸仍处于工作状态，缸体相对基准台自内向外运动；内卡爪与限位件间的跟离，足以使缸体相对基准台自内向外运动时因内卡爪与工件的内边缘相触而停止动作。

（说明：内外卡爪、缸体的运动中所涉及的“内”、“外”，均是相对于距离缸体的远近而言）

作为本发明的限定：

所述基准台上相应于定位工件的位置，内置有磁铁。

所述基准台的外侧部位带有内外相隔的上下通透的两个卡爪导向槽，即基准台的外部的俯视结构为倾置的日字型；外卡爪固定设于伸缩杆的外端并向下延伸而将下端伸入外卡爪导向槽并可于外卡爪导向槽内水平滑动，内卡爪具有向下延伸并伸入内卡爪导向槽内的卡件端，卡件端可于内卡爪导向槽内滑动，内卡爪、外卡爪分别位于限位件、定位于限位件上的工件的两侧；内卡爪、外卡爪于与伸缩杆相垂直的平面上的投影，分别与工件的内端、外端于所述平面上的投影有重叠区域。

作为本发明的进一步限定，伸缩杆的外杆端固联共轴线的芯轴，芯轴的轴径大于伸缩杆的杆径，芯轴的外轴端固联外卡爪，外卡爪的主视结构呈靴状，其上部与芯轴固联，下部带有低于卡爪导向槽的向内、向下弯拐的外爪，外爪限位于外卡爪导向槽内；

伸缩杆与芯轴的外周套装有内导向套，该内导向套与芯轴间为间隙、轴向滑动配合；芯轴的内端还外套有与它过盈配合的浮动轴套，该浮动轴套的内端与缸体固联，内卡爪固联于浮动轴套的外端，内卡爪为与外卡爪左右对称的结构，即内卡爪亦呈靴状，其上部与浮动轴套固联，其下部带有低于卡爪导向槽的向外、向下弯拐的内爪，内爪限位于内卡爪导向槽内；浮动轴套外还套装有与它间隙配合且与基准台过盈配合的外导向套。（说明：内外导向套的内、外，是相对于距离轴线的远近而言）

作为对本发明的第三种限定，所述定位夹紧单元还包括通过固设于基准台上的安装支架定位于基准台下方相应于工件内端内方的用于检测工件有无的检测开关。该检测开关将检测到的有工件的信号传递给位于PLC控制下的机器人，用以机器人判断工件是否已经到位，到位后才可以焊接，如果工件漏装机器人会报警提示。

作为本发明的第四种限定，所述限位件为一对上下穿过基准台的螺栓螺母组件，该螺栓螺母组件与工件上的螺母过孔相适配。

作为本发明的更进一步限定，所述定位夹紧单元还配有四面结构的防尘罩，包括顶面、外面及两侧面，该防尘罩长度上起自外导向套止于外卡爪导向槽外边缘，高度上起自基准台外边缘顶部止于外导向套顶部所在高度上方。

本发明还有一种限定，所述定位夹紧单元有两套，它们相对于沿伸缩杆延伸方向的竖向平面对称。该两套定位夹紧单元经左/右纵向滑台都联结到水平滑台，水平滑台与焊接工装本体台面联结。整个焊接工装为现有产品，用于稳定杆安装支架与副车架本体之间的焊接，还用于焊接其他工件，其纵向滑台、水平滑台均为现有构件，用以将本发明连带工件移动到指定位置，属于本发明的外部辅助机构，本发明工作时，需要两滑台直线滑动将本发明连带工件移动到指定位置。

本发明的其它特征还有：所述内导向套、外导向套为铜质耐磨、免润滑结构。

 由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明通过水平滑台、纵向滑台实现自动送件，运用双层无油润滑轴套，位置精确，稳定可靠，通过一个气缸，依靠缸体与伸缩杆间的作用力与反作用力所致二者间的相对运动来实现自动夹紧与打开，既满足了机器人焊接焊枪可达性要求，又满足了自动化控制要求，进而保证焊接质量稳定性，焊接效率提高到原传统生产方式效率的两倍以上。

本发明适用于后副车架后横向稳定杆安装支架焊接时的定位夹紧。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1的立体图；

图3为图1所示实施例1中支撑块10与左卡爪7、右卡爪9的位置关系、联接关系示意图；

图4为图1所示实施例1中左卡爪的结构示意图；

图5为图1所示实施例1中安装支架12—1与检测开关12的结构示意图；

图6为本发明实施例3的使用状态示意图。    

图中：1—气缸，2—调速阀，3—基座，4—浮动轴套，5—外导向铜套，6—连接螺钉，7—左卡爪，8—芯轴，9—右卡爪，10—支撑块，11—限位块， 12—检测开关，13—防尘罩，14—工件，15—内导向铜套，16—限位件，17—副车架，18—纵向滑台，19—水平滑台，10-1—导向槽，12-1—安装支架。

具体实施方式

实施例 1  一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构

本实施例为一个定位夹紧单元，用于夹持左侧的后副车架后横向稳定杆安装支架即工件14。

该定位夹紧单元包括基准台，基准台是相固联位于左边的基座3与位于右边的支撑块10构成。基准台上方自由落置有缸体可沿基准台左右向滑动的气缸1，气缸1的伸缩杆左右伸缩。

该定位夹紧单元还包括因气缸1的水平移动而于轴向移动的左卡爪1、右卡爪9，如图3所示。左卡爪7如图4所示，它与缸体固联。右卡爪9与伸缩杆联动，左卡爪7与右卡爪9不同时水平移动。

支撑块10上设有用于使工件14呈长度方向与伸缩杆的延伸方向相同地定位于支撑块10下方而限制工件14移动的限位件16，本实施的限位件16为一对上下穿过支撑块10的螺栓螺母组件（也可以用具有等同作用的定位销等定位件来替代），该螺栓螺母组件与工件14上的螺母过孔相适配。

支撑块10上相应于定位工件14的位置，内置有磁铁。

伸缩杆自伸出极限状态收缩过程中，右卡爪9会因接触到工件14的右边缘而停止动作，此时气缸1仍处于工作状态，缸体相对于支撑块10自左向右运动，直至左卡爪7与工件14的左边缘相触。

支撑块10带有左右相隔的上下通透的两个卡爪导向槽10-1，支撑块10与基座3的右边缘构成俯视图为“倾置的日字”形。支撑块10的右边缘为具有限位作用的限位块11。

右卡爪9固定设于伸缩杆的右端并向下延伸而将下端伸入右卡爪导向槽10-1并可于右卡爪导向槽10-1内水平滑动。左卡爪7具有向下延伸并伸入可左卡爪导向槽10-1内的卡件端，卡件端可于左卡爪导向槽10-1内滑动，左卡爪7、右卡爪9分别位于限位件16、定位于限位件16上的工件14的两侧。左卡爪7、右卡爪9于与伸缩杆相垂直的平面上的投影，分别与工件14的左端、右端于所述平面上的投影有重叠区域。

伸缩杆的右端固联共轴线的芯轴8，芯轴8的轴径大于伸缩杆的杆径，芯轴的右固联右卡爪9，右卡爪9的主视结构呈靴状，其上部与芯轴8固联，下部带有低于右卡爪导向槽10-1的向左、向下弯拐的右爪，右爪限位于右卡爪导向槽10-1内。

伸缩杆与芯轴8的外周套装有内导向铜套15，该内导向铜套15与芯轴8间为间隙、轴向滑动配合。芯轴8的左端还外套有与它过盈配合的浮动轴套4，该浮动轴套4的左端与缸体固联，左卡爪7固联于浮动轴套4的右端，左卡爪7为与右卡爪9左右对称的结构，即左卡爪7亦呈靴状，其上部与浮动轴套4固联，其下部带有低于左卡爪导向槽10-1的向右、向下弯拐的左爪，左爪限位于左卡爪导向槽10-1内。浮动轴套4外还套装有与它间隙配合且与基座3过盈配合的外导向铜套5。内、外卡爪的内与外是相对于距离缸体的远近而言。内导向铜套15、外导向铜套5采用铜质，如锡青铜，满足耐磨和免润滑要求。

该定位夹紧单元还包括通过固设于基座3上的安装支架12-1定位于支撑块10下方相应于工件14左端的左方的用于检测工件有无的检测开关12，参考图1与图6。该检测开关12将检测到的有工件14的信号传递给位于PLC主程序控制下的机器人，用以机器人判断工件是否已经到位，到位后才可以焊接，如果工件14漏装机器人会报警提示。

该定位夹紧单元还配有四面结构的防尘罩13，包括顶面、外面及两侧面。该防尘罩13长度上起自外导向铜套5止右外卡爪导向槽10-1右边缘，高度上起自支撑块10的右边缘顶部止于外导向铜套5顶部所在高度紧上方处。

本实施例的工作过程及工作原理如下：

首先将本实施例通过基座3与纵向滑台18用螺钉和定位销安装配合，实现其正整体焊接工装上的支撑与定位。然后，

(1) 在装夹工件14前，即初始状态，水平滑台19和纵向滑台18处于打开状态；

(2) 将工件14放在限位件16处进行定位，并通过支撑块10支撑和内镶的磁铁临时吸住工件14；

(3) 按电控按钮盒，气缸1收缩，伸缩杆拉动芯轴8和右卡爪9沿卡爪导向槽10-1收缩滑动，直到接触到工件14右侧边缘停止；伸缩缸杆继续收缩，浮动轴套4带动左卡爪7在卡爪导向槽内10-1滑动，直到接触到工件14左侧停止，这样工件14被牢牢夹紧。

(4) 再次按按钮盒，水平滑台19和纵向滑台18先后伸出，将工件14送入预定位置与工件主体搭接；

(5) 装夹所有工件14完毕后，机器人实施焊接并完成焊接；

(6) 按电控按钮盒，气缸1打开，芯轴8带动右卡爪9在内导向铜套15内滑动，首先打开直到顶住限位块11，伸缩杆继续伸出，浮动轴套4带动左卡爪7在外导向铜套5内沿卡爪导向槽10-1滑动打开，直到左卡爪顶住基座3，打开开口位置达到最大，工件被松开；

(7) 纵向滑台18上滑，使夹紧机构限位件16脱离工件14，水平滑台19收回，整个定位夹紧机构退到一侧以便焊接总成取出。

实施例2    一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构

本实施例为一个定位夹紧单元，用于夹持右侧的后副车架后横向稳定杆安装支架。该定位夹紧单元为依实施例1的实质，所作出的等效替换，用于夹持左侧的后副车架后横向稳定杆安装支架。

本实施例的整体结构与实施例1所提供的结构间相对于沿伸缩杆延伸方向的竖向平面对称；其用于夹持的右侧的后副车架后横向稳定杆安装支架，与实施例1图1中的工件14的结构左右对称。

本实施例的工作原理与实施例1相同，工作过程相应。

实施例3    一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构

本实施例包括两个定位夹紧单元，左右相隔设置。相对位于左侧的单元的结构与实施例1的结构完全相同，工作原理、工作过程也完全相同设于左侧；相对位于右侧的单元的结构与实施例2完全相同，设于右侧。

两单元同时工作。如图6所示，本实施例工作时，将该两定位夹紧单元经纵向滑台18装配于与整体焊接工装的本体台面相联接的水平滑台19上。整个工装为现有产品，用于稳定杆安装支架与稳定杆衬套、副车架17之间的焊接，还用于焊接其他工件，其纵向滑台18、水平滑台19均为现有构件，用以将本实施例连带工件14移动到指定位置，属于本实施例工作时的外部辅助机构，本实施例工作时，需要两滑台直线滑动将本实施例连带工件14移动到指定位置，如图6所示。

本实施例的工作过程及工作原理如下：

以实施例左侧的定位夹紧单元为例：

(1) 在装夹工件14前，即初始状态，水平滑台19和纵向滑台18处于打开状态；

(2) 将工件14放在限位件16处进行定位，并通过支撑块10支撑和内镶的磁铁临时吸住工件14；

(3) 按电控按钮盒，气缸1收缩，伸缩杆拉动芯轴8和右卡爪9沿卡爪导向槽10-1收缩滑动，直到接触到工件14右侧边缘停止；伸缩缸杆继续收缩，浮动轴套4带动左卡爪7在卡爪导向槽内10-1滑动，直到接触到工件14左侧停止，这样工件14被牢牢夹紧。

(4) 再次按按钮盒，水平滑台19和纵向滑台18先后伸出，将工件14送入预定位置与工件主体搭接；

(5) 装夹所有工件14完毕后，机器人实施焊接并完成焊接；

(6) 按电控按钮盒，气缸1打开，芯轴8带动右卡爪9在内导向铜套15内滑动，首先打开直到顶住限位块11，伸缩杆继续伸出，浮动轴套4带动左卡爪7在外导向铜套5内沿卡爪导向槽10-1滑动打开，直到左卡爪顶住基座3，打开开口位置达到最大，工件被松开；

(7) 纵向滑台18上滑，使夹紧机构限位件16脱离工件14，水平滑台19收回，整个定位夹紧机构退到一侧以便焊接总成取出。

右侧的定位夹紧单元的工作原理与左侧单元相同，过程相应且同时进行。

Claims (9)

1.一种后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，包括定位夹紧单元，其特征在于：所述定位夹紧单元包括基准台，基准台上方自由落置有缸体可沿基准台水平向滑动的气缸，气缸的伸缩杆水平向伸缩，以气缸的缸体与伸缩杆的相对位置为内、外，定位夹紧单元还包括因气缸的水平移动而于轴向移动的内卡爪、外卡爪，内卡爪与外卡爪分别与缸体、伸缩杆相固联，二者不同时水平移动；

基准台上设有用于使工件呈长度方向与伸缩杆的延伸方向相同地定位于基准台下方而限制工件移动的限位件，外卡爪与限位件间的距离足以使伸缩杆自伸出极限状态收缩过程中因外卡爪接触到工件的外边缘而停止动作，此时气缸仍处于工作状态，缸体相对基准台自内向外运动；内卡爪与限位件间的跟离，足以使缸体相对基准台自内向外运动时因内卡爪与工件的内边缘相触而停止动作。

2.根据权利要求1所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述基准台上相应于定位工件的位置，内置有磁铁。

3.根据权利要求1所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述基准台的外侧部位带有内外相隔的上下通透的两个卡爪导向槽，即基准台的外部的俯视结构为“倾置的日”字型；外卡爪固定设于伸缩杆的外端并向下延伸而将下端伸入外卡爪导向槽并可于外卡爪导向槽内水平滑动，内卡爪具有向下延伸并伸入内卡爪导向槽内的卡件端，卡件端可于内卡爪导向槽内滑动，内卡爪、外卡爪分别位于限位件、定位于限位件上的工件的两侧；内卡爪、外卡爪于与伸缩杆相垂直的平面上的投影，分别与工件的内端、外端于所述平面上的投影有重叠区域。

4.根据权利要求3所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：伸缩杆的外杆端固联共轴线的芯轴，芯轴的轴径大于伸缩杆的杆径，芯轴的外轴端固联外卡爪，外卡爪的主视结构呈靴状，其上部与芯轴固联，下部带有低于卡爪导向槽的向内、向下弯拐的外爪，外爪限位于外卡爪导向槽内；

伸缩杆与芯轴的外周套装有内导向套，该内导向套与芯轴间为间隙、轴向滑动配合；芯轴的内端还外套有与它过盈配合的浮动轴套，该浮动轴套的内端与缸体固联，内卡爪固联于浮动轴套的外端，内卡爪为与外卡爪左右对称的结构，即内卡爪亦呈靴状，其上部与浮动轴套固联，其下部带有低于卡爪导向槽的向外、向下弯拐的内爪，内爪限位于内卡爪导向槽内；浮动轴套外还套装有与它间隙配合且与基准台过盈配合的外导向套。

5.根据权利要求1所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述定位夹紧单元还包括通过固设于基准台上的安装支架定位于基准台下方相应于工件内端内方的用于检测工件有无的检测开关。

6.根据权利要求1所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述限位件为一对上下穿过基准台的螺栓螺母组件，该螺栓螺母组件与工件上的螺母过孔相适配。

7.根据权利要求4所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述定位夹紧单元还配有四面结构的防尘罩，包括顶面、外面及两侧面，该防尘罩长度上起自外导向套止于外卡爪导向槽外边缘，高度上起自基准台外边缘顶部止于外导向套顶部所在高度上方。

8.根据权利要求1—7中任一项所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述定位夹紧单元有两套，它们相对于沿伸缩杆延伸方向的竖向平面对称。

9.根据权利要求4、7中任一项所述的后副车架后横向稳定杆安装支架焊接用定位夹紧机构，其特征在于：所述内导向套、外导向套为铜质耐磨、免润滑结构。

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