CN105115815A - 一种夹具活动定位机构刚性检测工具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹具活动定位机构刚性检测工具及方法，属于汽车焊装夹具制造技术领域。该检测工具包括：磁性底座(1)、支撑板(2)、支撑杆(3)，滑轮机构(4)、牵引部件(5)以及配重块(6)；磁性底座(1)、支撑板(2)以及支撑杆(3)顺次连接；支撑杆(3)上沿其高度方向设置有多个滑轮机构定位结构(301)，滑轮机构(4)通过滑轮机构定位结构(301)固定在支撑杆(3)上；牵引部件(5)穿过滑轮机构(4)，并且其第一端与配重块(6)连接，第二端用于与夹具活动定位机构的定位元件连接。该检测工具结构简单，操作方便，不需要人为施加外力来防止倾倒，避免人为因素对检测结果的干扰，提高检测的准确度。

Description

一种夹具活动定位机构刚性检测工具及方法

技术领域

本发明涉及汽车焊装夹具制造技术领域，特别涉及一种夹具活动定位机构刚性检测工具及方法。

背景技术

车身焊装是汽车制造过程中的重要工艺步骤。由于车身零部件大多为薄壁板件，所以在焊装过程中需要使用专用焊装夹具将需要焊接的零部件定位夹紧，以保证车身零件之间正确的装配关系，同时保证车身焊接质量及焊接过程的顺利，保证整个车身的装配精度。因此，焊装夹具在车身焊装过程中起着重要作用。为了使焊装夹具能够对零部件进行合理的定位，焊装夹具中包括活动定位机构，例如各类销钉缸、双导杆气缸上的定位销与定位块机构，滑轨与摇臂上的定位销与定位块机构等。夹具活动定位机构由于受到材料、制造技术等方面的制约，会存在刚性不足的问题，即活动定位机构中的定位元件在受到外力作用时，其位置会发生偏差，影响定位精度，从而影响车身焊装精度。

目前一般利用图1所示的检测工具对夹具活动定位机构的刚性进行检测。如图1所示，该检测工具包括底座1A、支撑杆3A、滑轮4A、钢丝绳5A以及配重块6A。支撑杆3A固定在底座1A上，支撑杆3A包括多个不同直径的子支撑杆(如图1中所示的第一子支撑杆301A以及第二子支撑杆302A)，通过调整子支撑杆的数量及长度来调整支撑杆3A整体的长度；滑轮4A固定在支撑杆3A上；钢丝绳5A穿过滑轮4A，一端连接需要进行检测的活动定位机构的定位元件，另一端连接配重块6A。在检测时，首先利用便携式三坐标测量机获取被检测定位元件在稳定工作状态下的初始坐标数据，然后将钢丝绳5A的一端与定位元件连接，利用配重块6A的重力对定位元件的某一个方向施加力的作用，再利用便携式三坐标测量机获取此时定位元件的坐标数据。通过比较受力前后定位元件坐标差值来对夹具活动定位机构的刚性进行评价。为了提高准确性，可以获取多个受力后的坐标数据，通过利用统计学的方法来对夹具活动定位机构的刚性进行评价。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的夹具活动定位机构刚性检测工具在检测过程中容易发生倾倒，需要人为地施加外力防止检测工具倾倒，操作过程比较复杂，还会影响最终检测结果的准确性。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种操作简便，检测结果准确度高的夹具活动定位机构刚性检测工具及方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明第一方面提供一种夹具活动定位机构刚性检测工具，该检测工具包括：磁性底座、支撑板、支撑杆，滑轮机构、牵引部件以及配重块；所述磁性底座、支撑板以及支撑杆顺次连接；所述支撑杆上沿其高度方向设置有多个滑轮机构定位结构，所述滑轮机构通过所述滑轮机构定位结构固定在所述支撑杆上；所述牵引部件穿过所述滑轮机构，并且所述牵引部件的第一端与所述配重块连接，所述牵引部件的第二端用于与所述夹具活动定位机构的定位元件连接。

进一步地，所述滑轮机构包括滑轮、支架以及连接杆；所述滑轮套设在所述支架上；所述连接杆的一端与所述支架连接，另一端与所述滑轮机构定位结构连接。

进一步地，所述滑轮机构定位结构为通孔；所述连接杆表面设置有螺纹；所述连接杆穿过所述通孔并通过螺母固定。

进一步地，所述滑轮机构定位结构沿所述支撑杆高度方向均匀分布。

进一步地，所述支撑板与所述支撑杆之间还设置有加强板。

进一步地，所述磁性底座为磁力吊。

进一步地，所述牵引部件的第一端设置有挂钩。

进一步地，所述牵引部件的第二端设置有套环。

进一步地，所述牵引部件为钢丝绳。

进一步地，所述配重块为铁块或者铅块；

本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面的检测工具对夹具活动定位机构的刚性进行检测的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，获取所述夹具活动定位机构的定位元件的初始坐标值；

步骤2，利用所述磁性底座的磁性将所述检测工具固定在不锈钢基板上；调节所述滑轮机构的高度，使所述滑轮机构与所述定位元件处于同一个水平面内；

步骤3，将牵引部件穿过所述滑轮机构，并将所述牵引部件第二端与定位元件连接，将所述配重块与所述牵引部件第一端连接；利用所述配重块的重力对所述定位元件施加外力；

步骤4、获取所述定位元件受力后的坐标数据；通过比较所述定位元件初始坐标数据与受力后的坐标数据对所述夹具活动定位机构的刚性进行评价。

进一步地，步骤1以及步骤4中利用三坐标测量机获取所述坐标数据。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具中的底座具有磁性，利用底座的磁性可以使检测工具牢固的吸附在不锈钢板上，从而使检测工具固定。从而使该检测工具在检测过中不需要人为地施加外力作用来防止倾倒，能够避免人为因素对最终检测结果的干扰，提高夹具活动定位机构刚性检测的准确度，从而提高夹具活动定位机构的定位精度，提高车身的焊装精度。同时，本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具结构简单，操作方便，降低工作人员的劳动强度，提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的夹具活动定位机构刚性检测工具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为滑轮机构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具的使用方法示意图；

图6为图5的左视图。

图中附图标记分别表示：

1、底座；101、手柄；

2、支撑板；201、安装孔；

3、支撑杆；301、滑轮机构定位结构；

4、滑轮机构；401、滑轮；402、支架；403、连接杆；

5、牵引部件；501、套环；502、挂钩；

6、配重块；

7、加强板；

8、螺母；801、第一螺母；802、第二螺母；

9、基板；

10、定位元件；

1A、现有检测工具的底座；

3A、现有检测工具的支撑杆；301A、现有检测工具的第一支撑杆；

302A、现有检测工具的第二支撑杆；

4A、现有检测工具的滑轮；

5A、现有检测工具的钢丝绳；

6A、现有检测工具的配重块。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一方面提供一种夹具活动定位机构刚性检测工具，参见图2并结合图3，该检测工具包括：

磁性底座1、支撑板2、支撑杆3，滑轮机构4、牵引部件5以及配重块6；所述磁性底座1、支撑板2以及支撑3杆顺次连接；所述支撑杆3上沿其高度方向设置有多个滑轮机构定位结构301，所述滑轮机构4通过所述滑轮机构定位结构301固定在所述支撑杆3上；所述牵引部件5穿过所述滑轮机构4，并且所述牵引部件5的第一端与所述配重块6连接，所述牵引部件5的第二端用于与所述夹具活动定位机构的定位元件10连接。

参见图5并结合图6，本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具的工作原理为：利用磁性底座1的磁性使检测工具整体吸附在不锈钢基板9上，从而使检测工具固定，防止在检测过程中发生倾倒。根据被检测的定位元件10的高度，利用某一个滑轮机构定位结构301固定滑轮机构4，使滑轮机构4与定位元件10处于同一个水平面内；将牵引部件5穿过滑轮机构4，并使牵引部件5的第二端与定位元件10连接，配重块6与牵引部件5的第一端连接，此时，牵引部件5的第二端处于水平位置，牵引部件5的第一端处于竖直位置。利用配重块6的重力对定位元件10施加一个水平方向的恒定的力。如果夹具活动定位机构的刚性不符合要求，则定位元件10的位置在受力后会发生变化。因此，可以通过获取定位元件10在受力前后的坐标数据，并根据坐标数据的变化情况来评价夹具活动定位机构的刚性。

综上，本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具在检测过程中不需要人为地施加外力作用来防止检测工具倾倒，能够避免人为因素对最终检测结果的干扰，提高夹具活动定位机构刚性检测的准确度，从而提高夹具活动定位机构的定位精度，提高车身的焊装精度。同时，本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具结构简单，操作方便，降低工作人员的劳动强度，提高检测效率。

在上述的检测工具中，滑轮机构4可以采用图4所示的结构。如图4所示，滑轮机构4包括：滑轮401、环形的支架402以及连接杆403。其中，滑轮4套设在支架402上；连接杆403的一端与支架402连接，另一端与滑轮机构定位结构301连接。

在上述的检测工具中，可以采用以下的方式将滑轮机构4固定在支撑杆3上：滑轮机构定位结构301为通孔，在连接杆403表面设置螺纹；将连接杆403穿过通孔并通过螺母8固定，从而将滑轮机构4固定在支撑杆3上。如图2所示，可以在通孔的两侧分别用第一螺母801和第二螺母802固定。在安装配重块6时，可以先松开第二螺母802，预紧第一螺母801，将配重块6与牵引部件5连接后，再拧紧第一螺母801，当配重块6被吊起使定位元件3受力后再拧紧第二螺母802。

在上述的检测工具中，多个滑轮机构定位结构301在支撑杆3上的分布方式没有严格的限定，优选沿支撑杆3高度方向均匀分布。相邻的滑轮机构定位结构301之间的距离也没有严格的限定。由于检测过程中，需要滑轮机构4和定位元件10处于同一个水平面，因此，如果相邻的滑轮机构定位结构301之间的距离过大，则不能满足某些夹具活动定位机构中定位元件10的高度要求；而如果相邻的滑轮机构定位结构301之间的距离过小，则会影响支撑杆3的强度。

在上述的检测工具中，为了提高支撑板3与支撑杆2之间的强度，可以在支撑板3与支撑杆2之间设置加强板7，可以设置多块加强板7，并沿支撑杆3周长方向均匀分布。

在上述的检测工具中，可以采用磁力吊作为磁性底座。磁力吊又称磁力吸盘，根据磁通的连续性原理及磁场的叠加原理设计，磁力吊的磁路设计成多个磁系，通过磁系的相对运动，实现工作磁极面上磁场强度的相加或相消，从而达到吸持和卸载的目的。通常是通过转动手柄101来实现磁力的开启和关闭，从而实现检测工具整体在不锈钢基板上的吸附和卸载，更便于检测工具的安装、拆卸和移动。

在上述的检测工具中，为了便于与配重块6连接，可以在牵引部件5与配重块6连接的第一端设置挂钩502。为了便于与定位元件10连接，可以在牵引部件5与定位元件10连接的一端设置套环501，将套环501套在定位元件10上，从而将牵引部件5与定位元件10连接。

在上述的检测工具中，牵引部件5的具体形式没有严格限定，只要能够承受配重块6的重力并且利用配重块6的重力对定位元件10施加力的作用即可。例如可以为钢丝绳。此时，套环501可以为钢丝绳的一端系成的绳环。

在上述的检测工具中，配重块6的具体形式没有严格的限定，可以为铁块、铅块或着其他重量较重的物体。配重块6的重量也没有严格的限定，例如可以为10Kg。可以利用多个配重块6组合的形式来达到预定的重量。

在上述的检测工具中，支撑板2、支撑杆3的尺寸没有特殊限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设定。

本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面的检测工具对夹具活动定位机构的刚性进行检测的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，获取所述夹具活动定位机构的定位元件10的初始坐标值；

步骤2，利用所述磁性底座1的磁性将所述检测工具固定在不锈钢基板9上；调节所述滑轮机构4的高度，使所述滑轮机构4与所述定位元件10处于同一个水平面内；

步骤3，将牵引部件5穿过所述滑轮机构4，并将所述牵引部件5第二端与定位元件10连接，将所述配重块6与所述牵引部件5第一端连接；利用所述配重块6的重力对所述定位元件施加外力；

步骤4、获取所述定位元件10受力后的坐标数据；通过比较所述定位元件10初始坐标数据与受力后的坐标数据对所述夹具活动定位机构的刚性进行评价。

利用本发明第一方面的检测工具对夹具活动定位机构的刚性进行检测时，不需要人为地施加外力作用来防止检测工具倾倒，能够避免人为因素对最终检测结果的干扰，提高夹具活动定位机构刚性检测的准确度，从而提高夹具活动定位机构的定位精度，提高车身的焊装精度。

在上述的检测方法中，可以利用三坐标测量机来获取步骤1以及步骤4中的坐标数据。三坐标测量机优选便携式三坐标测量机。在获取定位元件10受力前后的坐标数据时，三坐标测量机的参数设定应当相同，以保证所得检测结果的准确度。

在上述的检测方法中，由于夹具本身就带有不锈钢的基板(Base板)，因此，可以直接将检测工具的磁性底座1安装在夹具本身的不锈钢基板上。如果夹具本身的基板比较小，不能容纳检测工具，可以以大型夹具作为辅助夹具，将检测工具安装在辅助夹具的基板上。需要注意的是，需要进行检测的夹具应当与辅助夹具保持一定的距离。

在上述的检测方法中，在获取定位元件10的初始坐标数据之前，先将夹具活动定位机构与车间里的公共气源连接，将夹具活动定位机构夹紧，使夹具活动定位机构处于工作状态，并将夹具的轮子锁紧，保证夹具处于稳定的状态。

在上述的检测方法中，活动定位机构的定位元件10在工作过程中会受到多个方向的外力作用，因此，可以通过调整检测工具的位置，对定位元件10施加不同方向的外力，来检测活动定位机构不同方向的刚性。通常检测夹具活动定位机构定位元件10的坐标方向的刚性。本发明实施例中的夹具活动定位机构定位元件10的坐标方向指与基板9法线垂直的两个坐标轴的方向，包括正、负方向，即需要从上述四个方向对定位元件10施加外力，通过四个方向上定位元件10的坐标数据变化来综合评价夹具活动定位机构的刚性是否满足要求。每一个坐标方向可以采集多组数据，利用统计学的方法对夹具活动定位机构的刚性进行评价。可以将采集的数据输入相关的软件中，避免认为计算产生的误差，使所得结果更加准确。本领域技术人员可以理解的是，四个坐标方向需要结合实际情况进行选取。

本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具以及方法不仅仅适用于汽车焊装领域的夹具活动定位机构，适用于其他领域的夹具活动定位机构。

下面以验证定位销刚性为例，对本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具以及方法作进一步地说明。

本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具包括磁性底座1、支撑板2、支撑杆3，滑轮机构4、牵引部件5以及配重块6。采用磁力吊作为磁性底座1。支撑板2的尺寸为150mm×200mm×15mm，在支撑板2上焊接支撑杆3，支撑杆3的长度为1800mm，在支撑杆3上每隔150mm加工一个直径为8mm的通孔作为滑轮机构定位结构301。支撑杆3的材料为Q235A，经过热处理其硬度为40～50HRC(洛氏硬度)，并且在50Kg力的作用下不产生变形。在支撑板2与支撑杆3连接的位置处设置加强板7。在支撑板2的边缘设置4个直径为6mm的安装孔201，通过螺栓将支撑板2固定在磁力吊的上表面。滑轮机构4的连接杆403的表面加工有公称直径为8mm的外螺纹，将连接杆403穿过支撑杆3的通孔，并在通孔两侧分别用第一螺母801和第二螺母802将连接杆403与支撑杆3固定，从而将滑轮机构4固定在支撑杆3上。第一螺母801和第二螺母802的尺寸与连接杆403外螺纹相配合。以钢丝绳作为牵引部件5。在钢丝绳的第一端安装挂钩502，在钢丝绳的第二端系出一个绳环作为套环501。以两块重量为5Kg的铁块作为配重块6，配重块6的总重量为10Kg。

采用以上的检测工具对夹具活动定位机构的刚性进行检测的步骤为：

步骤1，调整需要进行刚性检测的夹具和提供不锈钢基板9的辅助夹具的位置，使需要进行刚性检测的夹具和辅助夹具之间保持一定的距离。将夹具活动定位机构与车间里的公共气源连接，将夹具活动定位机构夹紧，使夹具活动定位机构处于工作状态，并将夹具的轮子锁紧，保证夹具处于稳定的状态。利用便携式三坐标测量机获取此时定位销(即定位元件10)的坐标数据作为初始坐标数据，并记为S0。

步骤2，将夹具活动定位机构刚性检测工具中的磁力吊放置在辅助夹具的基板9上，转动手柄101使磁力吊的磁力处于开启状态，从而使夹具活动定位机构刚性检测工具整体吸附固定在基板9上。

步骤3，根据定位销的高度，将滑轮机构4的连接杆403穿过某一个通孔，预紧第一螺母801，将钢丝绳穿过滑轮机构4，将钢丝绳第二端的套环501套在定位销上，将铁块挂在挂钩502上，拧紧第一螺母801，当铁块被吊起使定位销受力后再拧紧第二螺母802。

步骤4，利用便携式三坐标测量机获取此时定位销的坐标数据，并记为S1。保持检测工具位置不变，将夹具打开，再夹紧后获取得到坐标数据S2。重复进行上述步骤，获取10个定位销在该方向受力后的坐标数据，即坐标数据S10。分别将S1、S2、……S10与S0比较，得到定位销在该方向的刚性偏差值D1、D2、……D10。将D1、D2、……D10这10个刚性偏差值中的最大值和最小值剔除，计算剩余8个刚性偏差值的平均值作为该定位销的一个坐标方向的刚性检测数据。

调整检测工具的位置并重复步骤4，得到该定位销其余三个坐标方向的刚性检测数据，综合分析该定位销四个坐标方向的刚性检测数据，判断该定位销的刚性是否满足夹具定位精度要求。

综上，本发明实施例提供的夹具活动定位机构刚性检测工具结构简单、操作方便，利用该检测工具对夹具活动定位机构刚性进行检测时不需要人为地施加外力作用来防止检测工具倾倒，能够避免人为因素对最终检测结果的干扰，提高夹具活动定位机构刚性检测的准确度，从而提高夹具活动定位机构的定位精度，提高车身的焊装精度。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹具活动定位机构刚性检测工具，其特征在于，所述检测工具包括：磁性底座(1)、支撑板(2)、支撑杆(3)，滑轮机构(4)、牵引部件(5)以及配重块(6)；

所述磁性底座(1)、支撑板(2)以及支撑杆(3)顺次连接；

所述支撑杆(3)上沿其高度方向设置有多个滑轮机构定位结构(301)，所述滑轮机构(4)通过所述滑轮机构定位结构(301)固定在所述支撑杆(3)上；

所述牵引部件(5)穿过所述滑轮机构(4)，并且所述牵引部件(5)的第一端与所述配重块(6)连接，所述牵引部件(5)的第二端用于与所述夹具活动定位机构的定位元件连接。

2.根据权利要求1所述的检测工具，其特征在于，所述滑轮机构(4)包括滑轮(401)、支架(402)以及连接杆(403)；所述滑轮(401)套设在所述支架(402)上；所述连接杆(403)的一端与所述支架(402)连接，另一端与所述滑轮机构定位结构(301)连接。

3.根据权利要求2所述的检测工具，其特征在于，所述滑轮机构定位结构(301)为通孔；所述连接杆(403)表面设置有螺纹；所述连接杆(403)穿过所述通孔并通过螺母(8)固定。

4.根据权利要求3所述的检测工具，其特征在于，所述滑轮机构定位结构(301)沿所述支撑杆(3)高度方向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的检测工具，其特征在于，所述支撑板(2)与所述支撑杆(3)之间还设置有加强板(7)。

6.根据权利要求1所述的检测工具，其特征在于，所述磁性底座(1)为磁力吊。

7.根据权利要求1所述的检测工具，其特征在于，所述牵引部件(5)的第一端设置有挂钩(502)。

8.根据权利要求1所述的检测工具，其特征在于，所述牵引部件(5)的第二端设置有套环(501)。

9.一种利用权利要求1所述的检测工具的夹具活动定位机构刚性检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，获取所述夹具活动定位机构的定位元件(10)的初始坐标值；

步骤2，利用所述磁性底座(1)的磁性将所述检测工具固定在不锈钢基板(9)上；调节所述滑轮机构(4)的高度，使所述滑轮机构(4)与所述定位元件(10)处于同一个水平面内；

步骤3，将牵引部件(5)穿过所述滑轮机构(4)，并将所述牵引部件(5)第二端与定位元件(10)连接，将所述配重块(6)与所述牵引部件(5)第一端连接；利用所述配重块(6)的重力对所述定位元件(10)施加外力；

步骤4、获取所述定位元件(10)受力后的坐标数据；通过比较所述定位元件(10)初始坐标数据与受力后的坐标数据对所述夹具活动定位机构的刚性进行评价。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，步骤1以及步骤4中利用三坐标测量机获取所述坐标数据。