CN104384782A - 用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明设计的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，包括抓手夹具总成，抓手夹具总成包括框架，所述框架上设有抓手夹具；还包括安装在焊装线平台上的用于承载框架的至少四根立柱；位于焊装线平台中心线同侧的至少两根立柱上分别设有三向定位机构和两向定位机构；每个位于焊装线平台外侧的所述立柱的侧壁上设有压紧上述三向定位机构和两向定位机构的压紧机构。本发明工作方式简单、定位精度高、定位牢固可靠、能够满足多种车型的生产；同时保证了X、Y、Z三个方向上的定位精度，以及使得被定位体与定位体之间的快速定位压紧得以实现。
Description
技术领域
本发明属于车身焊装技术领域，具体涉及到一种用于柔性车身焊装线中的定位夹紧系统。
背景技术
乘用车总拼工位设备组成主要有两部分：输送车体底板的地板输送线及左右侧围上件机构和左右侧围焊接机器人。其工作过程为：汽车底板通过输送线被运送至总拼工位，到位后给输送线接收工件到位停止信号，输送线停止运行；同时左右侧围上件机构动作，将左右侧围送至汽车底板两侧；侧围到位后地板输送线线体两侧焊接机器人开始工作，焊枪到达预定焊点，分别并将左右侧围同车体底板按要求焊接牢固。机器人完成焊接任务后返回原位，左右侧围上件机构松开，回到初始工作状态进行下一工件的上件；该工位任务总拼焊接工作完成，输送线运行带动总拼焊接完成的工件进入下一工位。在此过程中，就需要对抓手夹具进行定位和夹紧，然后在进行焊接。
传统总拼工位的左右侧围夹具的设计采用的是可翻转刚性定位夹具在带导轨的固定式框架上滑动的送件方式，一般被称作“翻转平推式总拼夹具”。其动作过程是：夹具接件后翻转，然后水平运行至工作位置。此种送件方式的缺点是：1.只能满足单一车型生产：由于现有的定位夹具重量大(质量达到2.5吨)，所以不便于更换；2.现有设在地板线两侧的定位夹紧系统占地面积大，机构复杂：既有夹具接件后的翻转机构，又有送件的水平输送机构；3.定位精度差，定位误差1～2mm；4.由于现有定位夹紧系统的结构本身庞大，故造成了定位夹紧系统的基础土建施工量大，从而增加了设备成本。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工作方式简单、定位精度高、定位牢固可靠，还能满足多种车型生产的用于柔性车身焊装线抓手夹具的快速定位夹紧系统。
为达到上述目的，本发明设计的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，包括抓手夹具总成，所述抓手夹具总成包括包括框架，所述框架上设有抓手夹具；其特征在于：还包括安装在焊装线平台上的用于承载所述框架的至少四根立柱；位于焊装线平台中心线同侧的至少两根立柱上分别设有三向定位机构和两向定位机构；每个位于焊装线平台外侧的所述立柱的侧壁上设有压紧上述三向定位机构和两向定位机构的压紧机构。
这样，通过三向定位机构将抓手夹具总成的框架在X、Y、Z三个方向上定位，通过两向定位机构将抓手夹具总成的框架在Y、Z两个方向上定位，定位完成后，通过压紧机构将三向定位机构和两向定位机构压紧，也即是将抓手夹具总成和焊装线平台压紧。
进一步地，焊装线平台两侧相对的两根立柱上分别设有三向定位机构和两向定位机构。也就是说焊装线平台两侧相对的两根立柱上的定位机构不是同一类型的，这样，增加抓手夹具总成的定位准确度和精度。
进一步地，所述三向定位机构包括安装在所述立柱顶端的下三向定位块和安装在所述框架底部的上三向定位块；所述下三向定位块设有V型豁口；所述上三向定位块上设有与上述V型豁口配合的V型凸台。
更进一步地，所述上三向定位块一端与所述框架底部连接，另一端设有V型凸台；所述V型凸台可嵌入所述V型豁口内并与所述V型豁口契合。
更近一步地，所述V型豁口朝向焊装线平台外侧。
进一步地，所述两向定位机构包括安装在所述立柱顶端的下两向定位块和安装在所述框架底部的上两向定位块；所述下两向定位块设有直角豁口；所述上两向定位块上设有与上述直角豁口配合的凸台。
更进一步地，所述上两向定位块一端与所述框架底部连接，另一端设有凸台，所述凸台可嵌入所述直角豁口内并与所述直角豁口契合。
更进一步地，所述直角豁口位于焊装线平台外侧。
进一步地，所述压紧机构包括设在位于焊装线平台外侧的所述立柱的侧壁上的安装座和转臂；所述安装座上设有转轴和气缸；所述转臂中部与所述转轴转动连接，所述转臂的一端与气缸的输出端连接，另一端的端面设有压紧装置；所述压紧装置可以与所述上三向定位块或上两向定位块接触，且所述压紧装置与所述上三向定位块或上两向定位块的作用面为斜面，且上述斜面的倾斜方向为由上向下、由焊装线平台内侧向焊装线平台外侧。
更进一步地，所述压紧装置包括与转臂一端端面连接的压臂，所述压臂靠近所述立柱的一侧侧壁上设有倾斜方向为由上向下、由焊装线平台内侧向焊装线平台外侧安装斜面；所述安装斜面上设有压头；所述三向定位块和两向定位块上设有与所述压头接触且平行所述安装斜面的契合斜面。
更进一步地，每根所述立柱的侧壁上设有缓冲装置，所述缓冲装置位于转臂下方，且是转臂设有压紧装置的一端。这样，用于缓冲压紧装置对三向定位机构和两向定位机构的冲击。
进一步地，位于焊装线平台内侧的所述立柱的侧壁上设有抓手夹具总成导向装置；所述抓手夹具总成导向装置包括与所述立柱的侧壁连接的支架，所述支架上部侧壁设有限位块。这样，在机器人抓取抓手夹具总成定位的过程中起到对抓手夹具总成的导向作用，提高定位效率，且该抓手夹具总成导向装置还具有一定的限位功能，防止框架过高造成的定位误差。
进一步地，每根所述立柱的顶部设有光纤传感器。这样，通过光纤传感器快速检测抓手夹具是否到位，之后到位后压紧机构才开始动作。
本发明的有益效果是：工作方式简单：采用下承上插的工作方式保证定位体和被定为体间的可靠固定；定位精度高：采用不同的定位机构相结合的工作方式使得精确定位得以实现；定位牢固可靠：采用被定位体与定位体之间利用斜面压紧的方式，使得压紧力有效传递，定位面更加贴合，不至松动；能够满足多种车型的生产：由于抓手夹具总成的框架可分为左、右两半，这样每侧框架加上抓手夹具的重量轻，抓手夹具总成与立柱的定位和压紧形式固定化，只要更换抓手夹具总成框架及其该侧框架上的抓手夹具，就可以实现多品种车型总拼工位的夹具更换；同时保证了X、Y、Z三个方向上的定位精度，以及使得被定位体与定位体之间的快速定位压紧得以实现。
附图说明
图1是本发明使用状态的立体示意图
图2是本发明装有三向定位结构的立体示意图
图3是本发明装有两向定位结构的立体示意图
图4是本发明抓手夹具与立柱连接处的部分立体示意图
图5是图1中A处的放大示意图
图6是图1中B处的放大示意图
图中：焊装线平台1、框架2、立柱3、三向定位机构4、两向定位机构5、压紧机构6、缓冲装置7、抓手夹具总成导向装置8、光纤传感器9、抓取座10、抓手夹具11；
其中：下三向定位块41、上三向定位块42、V型豁口43、V型凸台44、下两向定位块51、上两向定位块52、直角豁口53、凸台54、安装座61、转臂62、转轴63、气缸64、压紧装置65、压臂651、安装斜面652、压头653、契合斜面66、支架81、限位块82。
具体实施方式
如图1所示，本发明设计的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，抓手夹具总成包括框架2，所述框架2上设有抓手夹具11；该快速定位夹紧系统包括安装在焊装线平台1上的用于承载所述框架2的至少四根立柱3；位于焊装线平台1中心线同侧的至少两根立柱3上分别设有三向定位机构4和两向定位机构5；每个位于焊装线平台1外侧的所述立柱3的侧壁上设有压紧上述三向定位机构4和两向定位机构5的压紧机构6。进一步地，焊装线平台1两侧相对的两根立柱3上分别设有三向定位机构4和两向定位机构5，也就是说焊装线平台1两侧相对的两根立柱3上的定位机构不是同一类型的，这样，增加抓手夹具2的定位准确度和精度，如此，通过三向定位机构4将抓手夹具总成的框架2在X、Y、Z三个方向上定位，通过两向定位机构5将抓手夹具总成的框架2在Y、Z两个方向上定位，定位完成后，通过压紧机构6将三向定位机构4和两向定位机构5压紧，也即是将抓手夹具总成和焊装线平台1压紧，从而实现定位和压紧目的。
如图2和图4所示，进一步地，所述三向定位机构4包括安装在所述立柱3顶端的下三向定位块41和安装在所述框架2底部的上三向定位块42；所述下三向定位块41设有朝向焊装线平台1外侧的V型豁口43；所述上三向定位块42上设有与上述V型豁口43配合的V型凸台44。这样，通过V型凸台44的底面与下三向定位块42接触，实现Z方向上的定位，通过V型豁口43和V型凸台44的配合实现X、Y两个方向上的定位。
如图3和图4所示，进一步地，所述两向定位机构5包括安装在所述立柱3顶端的下两向定位块51和安装在所述框架2底部的上两向定位块52；所述下两向定位块51设有位于焊装线平台1外侧的直角豁口53；所述上两向定位块52上设有与上述直角豁口53配合的凸台54。这样，通过凸台54的底面与下两向定位块52接触，实现Z方向上的定位，通过直角豁口53和凸台54的配合实现Y方向上的定位。
如图4所示，所述上三向定位块42一端与所述框架2底部连接，另一端设有V型凸台44；所述V型凸台44可嵌入所述V型豁口43内并与所述V型豁口43契合。所述上两向定位块52一端与所述框架2底部连接，另一端设有凸台54，所述凸台54可嵌入所述直角豁口53内并与所述直角豁口53契合。
再如图2和图3所示，进一步地，所述压紧机构6包括设在位于焊装线平台1外侧的所述立柱的侧壁上的安装座61和转臂62；所述安装座61上设有转轴63和气缸64；所述转臂62中部与所述转轴63转动连接，所述转臂62的一端与气缸64的输出端连接，另一端的端面设有压紧装置65；所述压紧装置65可以与所述上三向定位块42或上两向定位块52接触，且所述压紧装置65与所述上三向定位块42或上两向定位块52的作用面为斜面，且上述斜面的倾斜方向为由上向下、由焊装线平台1内侧向焊装线平台1外侧。更进一步地，所述压紧装置65包括与转臂62一端端面连接的压臂651，所述压臂651靠近所述立柱3的一侧侧壁上设有倾斜方向为由上向下、由焊装线平台1内侧向焊装线平台1外侧安装斜面652；所述安装斜面652上设有压头653；所述上三向定位块42和上两向定位块52上设有可与所述压头653接触且平行所述安装斜面652的契合斜面66。
再如图2和图3所示，更进一步地，每根所述立柱3的侧壁上设有缓冲装置7，所述缓冲装置7位于转臂62下方，且是转臂62设有压紧装置65的一端。这样，用于缓冲压紧装置65对三向定位机构4和两向定位机构5的冲击。
再如图2和图3所示，进一步地，位于焊装线平台1内侧的所述立柱3的侧壁上设有抓手夹具总成导向装置8；所述抓手夹具总成导向装置8包括与位于焊装线平台1内侧的所述立柱3的侧壁连接的支架81，所述支架81上部侧壁设有限位块82。这样，在机器人抓取抓手夹具2定位的过程中起到对抓手夹具总成的导向作用，提高定位效率，且该抓手夹具总成导向装置8还具有一定的限位功能，防止框架2过高造成的定位误差。
再如图2和图3所示，进一步地，每根所述立柱3的顶部设有光纤传感器9。这样，通过光纤传感器9检测抓手夹具2是否到位，之后到位后压紧机构6才开始动作。
本发明工作过程如下：
首先，机器人通过设在所述框架2上的抓取座10(图1所示)将抓手夹具总成抓起，然后向抓手夹具总成导向装置8靠近，当所述框架2上的上三向定位块42位于下三向定位块41上方、上两向定位块52位于下两向定位块51上方，机器人落下抓手夹具总成，逐渐使得V型凸台44的底面与下三向定位块42接触、角凸台54的底面与下两向定位块52接触，从而实现所述框架2Z方向上的定位；再通过V型豁口43和V型凸台44的配合实现所述框架2X、Y两个方向上的定位，通过直角豁口53和凸台54的配合实现所述框架2Y方向上的定位；定位完成后，光纤传感器9检测到位，向压紧机构6发出信号，通过压紧装置65与上三向定位块42和上两向定位块52的配合，也即是压头653和契合斜面66配合压紧下三向定位块41和上三向定位块42、下两向定位块51和上两向定位块52，也就压紧了所述框架2和立柱3；至此实现了工作方式简单、定位精度高、定位牢固可靠的定位和压紧。同时，由于抓手夹具总成的框架2可分为左、右两半，这样每侧框架2加上抓手夹具11的重量变轻，抓手夹具总成与立柱3的定位和压紧形式固定化，只要更换抓手夹具总成框架2及其该侧框架上的抓手夹具11，就可以实现多品种车型总拼工位的夹具更换。
Claims (10)
1.一种用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，包括抓手夹具总成，所述抓手夹具总成包括框架，所述框架上设有抓手夹具；其特征在于：还包括安装在焊装线平台上的用于承载所述框架的至少四根立柱；位于焊装线平台中心线同侧的至少两根立柱上分别设有三向定位机构和两向定位机构；每个位于焊装线平台外侧的所述立柱的侧壁上设有压紧上述三向定位机构和两向定位机构的压紧机构。
2.根据权利要求1所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：焊装线平台两侧相对的两根立柱上分别设有三向定位机构和两向定位机构。
3.根据权利要求1或2所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述三向定位机构包括安装在所述立柱顶端的下三向定位块和安装在所述框架底部的上三向定位块；所述下三向定位块设有V型豁口；所述上三向定位块上设有与上述V型豁口配合的V型凸台。
4.根据权利要求3所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述上三向定位块一端与所述框架底部连接，另一端设有V型凸台；所述V型凸台可嵌入所述V型豁口内并与所述V型豁口契合。
5.根据权利要求1或2所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述两向定位机构包括安装在所述立柱顶端的下两向定位块和安装在所述框架底部的上两向定位块；所述下两向定位块设有位于焊装线平台外侧的直角豁口；所述上两向定位块上设有与上述直角豁口配合的凸台。
6.根据权利要求5所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述上两向定位块一端与所述框架底部连接，另一端设有凸台，所述凸台可嵌入所述直角豁口内并与所述直角豁口契合。
7.根据权利要求1所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述压紧机构包括设在位于焊装线平台外侧的所述立柱的侧壁上的安装座和转臂；所述安装座上设有转轴和气缸；所述转臂中部与所述转轴转动连接，所述转臂的一端与气缸的输出端连接，另一端的端面设有压紧装置；所述压紧装置可以与所述上三向定位块或上两向定位块接触，且所述压紧装置与所述上三向定位块或上两向定位块的作用面为斜面，且上述斜面的倾斜方向为由上向下、由焊装线平台内侧向焊装线平台外侧。
8.根据权利要求7所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：所述压紧装置包括与转臂一端端面连接的压臂，所述压臂靠近所述立柱的一侧侧壁上设有倾斜方向为由上向下、由焊装线平台内侧向焊装线平台外侧安装斜面；所述安装斜面上设有压头；所述三向定位块和两向定位块上设有与所述压头接触且平行所述安装斜面的契合斜面。
9.根据权利要求7所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：每根所述立柱的侧壁上设有缓冲装置，所述缓冲装置位于转臂下方，且是转臂设有压紧装置的一端。
10.根据权利要求1所述的用于柔性车身焊装线抓手夹具总成的快速定位夹紧系统，其特征在于：位于焊装线平台内侧的所述立柱的侧壁上设有抓手夹具导向装置；所述抓手夹具导向装置包括与位于焊装线平台内侧的所述立柱的侧壁连接的支架，所述支架上部侧壁设有限位块。
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