CN105171318B - 适用多车型的无源台车平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用多车型的无源台车平台，用于搭载固定待加工车型工件的支撑部件，包括一平台基面，所述平台底部设置有用于定位固定无源台车平台的第一角铁，第一角铁上具有第一通孔，第一通孔的轴线垂直于无源台车的行走方向；第一角铁数量为两个，分别设置在无源台车的左右两侧；无源台车行走的轨道上设置有锁定装置，其包括控制器、与控制器分别连接的气缸和第一碰触开关。本发明结构轻便、简单，本发明的无源台车的行走动力源和切换机构的动力源都独立设置在无源台车的外部，减轻台车的重量，使得台车更轻便，更简单。

Description

适用多车型的无源台车平台

技术领域

本发明涉及汽车制造的辅助设备技术领域，具体为应用在汽车焊装线上的一种适用多车型的无源台车平台。

背景技术

世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需要，适应汽车市场的激烈竞争，世界各大汽车生产厂家不断缩短车型变换周期，加快车种的更新，因此现代汽车焊接线在功能上在逐步趋于柔性化。

单车型自动化生产线是针对一种车型设计的焊接生产线，当多车种发生较大的差异则无法实现在同一生产线运作，多车型自动化混合生产线与单车型自动化生产线形式基本相同，主要差异在于主焊生产线上采用多车型混线生产，一般为1~3种车型。针对多车型自动化混合生产线，对于汽车焊接线上的台车中的多车型基准支撑的设计显得尤为重要。现有的汽车焊接线上的台车一般为单车型有源台车，这种台车结构较为复杂，重量大，制造成本与维护成本均较高，而且无法实现多车型切换。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于搭载车型工件的基准支撑实现无极调节、有利于实现多车型切换、结构简单轻便的适用多车型的无源台车平台。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种适用多车型的无源台车平台，用于搭载固定待加工车型工件的支撑部件，包括一平台基面，所述平台基面的前部设有高度方向定位装置，中部设有高度与长度两个方向的定位装置，以及后部设有长度、宽度、高度三个方向的定位装置，前部、中部以及后部的位置一起用于确定无源台车的车宽方向和车高方向，中部设有左右两位置用于确定无源台车的车长方向，平台上还设有与提供外部动力的装置相配合的接口，以实现无源台车在行走、解锁和取放车型工件时接通外部动力；

所述平台底部设置有用于定位固定无源台车平台的第一角铁，第一角铁上具有第一通孔，第一通孔的轴线垂直于无源台车的行走方向；

第一角铁数量为两个，分别设置在无源台车的左右两侧；无源台车行走的轨道上设置有锁定装置，其包括控制器、与控制器分别连接的气缸和第一碰触开关，第三臂的一端铰接在与气缸连接并沿导槽移动的第一臂的一端，另一端铰接在导槽支架上的第二臂的一端，导槽支架固定在轨道上，固定在第二臂上的导杆具有第二通孔，气缸通过第一臂联动第二臂上的导杆旋转移动，锁定装置上还设有穿过第一通孔和第二通孔的移动轴，移动轴移动出第一通孔和第二通孔能够接触到第一碰触开关；控制器与气缸电连接，控制器为外部计算机即外部PC；

平台前后两端的顶端位置或其一端的顶端位置设有与外部碰触开关配合的限位块，无源台车沿轨道行走，限位块碰触到外部碰触开关，传输信号给外部PC，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆旋转使得第一通孔和第二通孔对应，外部PC控制移动轴移动贯穿第一通孔和第二通孔从而锁定无源台车；锁定装置解锁时，外部PC控制移动轴移动出第一通孔和第二通孔并接触到第一碰触开关，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆上的第二通孔旋转离开，实现无源台车的解锁。

进一步的，所述平台上还设置有I/O通信模块，和配置有RFID卡，所述I/O通信模块、RFID卡及无源台车的外部控制系统用于传递所述无源台车搭载的信息。

更进一步的，所述平台上还设置有实现无源台车与外部控制系统的控制的非接触式I/O通信模块。

另外，所述平台上还设置有用于收纳电线和气缸给气管路的可折弯的拖链。

本发明的优点：

1、本发明可同时适用于多种车型，通过多种可调无极基准支撑机构，实现无源台车的多车型无极切换。

2、本发明结构轻便、简单，本发明的无源台车的行走动力源和切换机构的动力源都独立设置在无源台车的外部，减轻台车的重量，使得台车更轻便，更简单。

附图说明

图1 为本发明实际应用的多车型无源台车的总装图；

图2为图1无源台车平台的结构图；

图3为图1无源台车平台的锁定装置结构图；

图4为图3锁定装置锁紧解锁的示意图；

图5为图1三向无极基准支撑机构的结构图之一；

图6为图1无源台车的俯视图；

图7为图1三向无极基准支撑机构的结构图之二；

图8为图7中滚轮在外部机器手夹持状态下调节车宽的运动示意图；

图9为图1双向无极基准支撑机构的结构图；

图10为图1固定主基准结构的结构图；

图11为图1支撑无极机构的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明为适用无源台车的组件之一，下面结合整体的无源台车，对本发明进行详细的说明。

参照附图1，本发明为适用多车型的无源台车1中可沿轨道行走的无源台车平台101，无源台车平台101设有前部与后部，无源台车平台101上安装有固定车型工件的固定主基准结构301，无源台车平台101前部设有高度方向定位装置，中部设有高度与长度两个方向的定位装置，以及后部设有长度、宽度、高度三个方向的定位装置，前述所有的位置一起用于确定无源台车1的车宽方向和车高方向，中部设有左右两位置用于确定无源台车1的车长方向，无源台车平台101上还设有与提供外部动力的装置相配合的接口，以实现无源台车1在行走、解锁和取放车型工件时接通外部动力。由于提供外部动力的装置与无源台车1是分离的，使得无源台车1的结构更加简单，轻便。其中无源台车1的车长方向、车宽方向和车高方向也分别是无源台车平台101的车长方向、车宽方向和车高方向。

无源台车1还包括设置在无源台车平台101的基面上的三向无极基准支撑机构501（即为三向无极支撑机构），和/或双向无极基准支撑机构401（即为双向无极支撑机构），和/或支撑无极基准机构201（支撑无极机构），支撑无极基准机构201用于支撑车型工件且高度方向可调与锁定，三向无极基准支撑机构501用于支撑夹紧车型工件，三向无极基准支撑机构501上的基准支撑在车高方向、车长方向和车宽方向均可移动与锁定；双向无极基准支撑机构401用于支撑车型工件，双向无极基准支撑机构401上的基准支撑在车长方向和车宽方向均可移动与锁定，其中无源台车平台101的长度方向为车长方向（即T方向），无源台车平台的宽度方向为车宽方向（即B方向），垂直于无源台车平台的基面的方向为车高方向（即H方向）。无源台车1通过三向无极基准支撑机构501，和/或双向无极基准支撑机构401，和/或支撑无极基准机构201的调节，实现无源台车1不同的车型2、3、4切换。上述三向无极基准支撑机构501、双向无极基准支撑机构401和支撑无极基准机构201的锁定均通过各自的相应的制动机构实现。

如图2，无源台车平台101的前、后两端留有台车返回外部动力驱动接口，无源台车平台101的中部的左右两侧设有无源台车1的接通外部动力接口。

无源台车平台101的前部安装支撑无极基准机构201，无源台车平台101的后部安装三向无极基准支撑机构501，无源台车平台的中部安装双向无极基准支撑机构401，固定主基准结构301安装在双向无极基准支撑机构401与支撑无极基准机构201之间，支撑无极基准机构201、双向无极基准支撑机构401和三向无极基准支撑机构501上均设有左支撑位与右支撑位且一起构成基准支撑；如图2，分别对应支撑无极基准机构201、固定主基准结构301、双向无极基准支撑机构401及三向无极基准支撑机构501的无源台车平台101具有相应的安装位201’、301’、401’、501’。

无源台车的另外一种布局结构是：无源台车平台101安装三向无极基准支撑机构501与固定主基准结构301，两者一前一后完成车型工件之发动机舱基准的确立功能，无源台车平台101还安装一前一后两个三向无极基准支撑机构501完成车型工件之前地板基准的确立功能，无源台车平台101还安装一前一后两个三向无极基准支撑机构501完成车型工件之后地板基准的确立功能。

如图1至图4，无源台车平台101底部设置有用于定位固定无源台车平台101的第一角铁102，第一角铁102上具有第一通孔103，第一通孔103的轴线垂直于无源台车1的行走方向。

第一角铁102数量为两个，分别设置在无源台车1的左右两侧；如图3，无源台车1行走的轨道120上设置锁定装置，其包括控制器、与控制器分别连接的气缸和第一碰触开关104，第三臂107两端铰接在与气缸连接并沿导槽108移动的第一臂105的一端，与铰接在导槽支架108’上的第二臂106的一端之间，导槽支架108’固定在轨道上，固定在第二臂106上的导杆109具有第二通孔103’，气缸通过第一臂105联动第二臂106上的导杆109旋转移动，锁定装置上还设有穿过第一通孔103和第二通孔103’的移动轴110，如图4，移动轴110移动出第一通孔103和第二通孔103’能够接触到第一碰触开关104；控制器与气缸电连接，控制器为外部计算机即外部PC。

无源台车平台101前后两端的顶端位置或其一端的顶端位置设有与外部碰触开关配合的限位块111，无源台车1沿轨道行走，限位块111碰触到外部碰触开关，传输信号给外部PC，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆109旋转使得第一通孔103和第二通孔103’对应，外部PC控制移动轴110移动贯穿第一通孔103和第二通孔103’从而锁定无源台车1。锁定装置解锁时，外部PC控制移动轴110移动出第一通孔103和第二通孔103’并接触到第一碰触开关104，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆109上的第二通孔103’旋转离开，实现无源台车1的解锁功能。

无源台车平台101上还设置有I/O通信模块112和配置有RFID卡， I/O通信模块112、RFID卡及无源台车1的外部控制系统用于传递无源台车1搭载的信息，无源台车平台101上还设置有非接触式I/O通信模块实现无源台车1与外部控制系统的控制以及各基准支撑的调节。

如图2，无源台车1锁定以后，外部读卡器读取的车体工件上RFID卡内信息传输给外部控制系统进行识别车型，外部控制系统通过I/O通信模块112控制支撑无极基准机构201、固定主基准结构301、双向无极基准支撑机构401及三向无极基准支撑机构501调整车长、车宽、车高及支撑位置，并能判断无源台车1上是否有车体从而避免打点浪费。

无源台车平台101上还设置有用于收纳电线和气缸给气管路的可折弯的拖链113，使得无源台车整齐美观，同时避免线路凌乱造成的不安全因素。

如图5至图8，三向无极基准支撑机构501包括车高调节机构、车宽调节机构和车长调节机构，其中车宽调节机构左右成对设置，车高调节机构左右成对设置且一个车宽调节机构对应地安装一个车高调节机构。

车长调节机构包括设有传动单元的第一可动平台543、第一直线导轨523和安装于第一直线导轨523上的第一滑块以及相应的制动机构533，在无源台车平台101的基面上左、右分别设置一条第一直线导轨523，第一滑块固定在第一可动平台543上，第一可动平台543上固定有第一支架503，左右成对设置的车宽调节机构均安装在第一支架503上。车宽调节机构包括设有传动单元的第二可动平台542、第二直线导轨522和安装于第二直线导轨522上的第二滑块以及相应的制动机构532，第二直线导轨522固定在第一支架503上，第二滑块固定在第二可动平台542上，第二可动平台524上固定有第二支架。车高调节机构包括设有传动单元的移动块、第三直线导轨521和安装于第三直线导轨521上的第三滑块以及相应的制动机构531，第三直线导轨521固定在第二支架上，第三滑块固定在移动块541上，移动块541上安装有车型工件定位的基准支撑。

第一可动平台543的传动单元包括齿轮齿条单元，通过外设驱动单元带动，移动块541的传动单元包括滚珠丝杠、从动齿轮和主动齿轮，滚珠丝杠与从动齿轮连接，从动齿轮和主动齿轮啮合，主动齿轮由外设驱动单元驱动，车宽调节机构的传动单元包括一个车宽调节齿轮以及与车宽调节齿轮相啮合的上、下设置的两条车宽调节齿条，两条车宽调节齿条分别固定在一个第二可动平台542上，车宽调节齿轮由外设驱动单元驱动使两个第二可动平台542同步移动从而带动左右成对设置的两个车高调节机构同步移动，如图6，以T方向无源台车平台101的中心线M为基准，上述两个B方向第三滑动机构542同时向中心线M运动或远离中心线M运动，相比较独立分别同步控制两个B方向第二可动平台542移动，节省控制时间。

移动块541上安装的基准支撑由气缸554控制，基准支撑包括连接在气缸上的销钉553，基准支撑与移动块541之间通过绝缘件连接，防止车体焊接的过程中漏电。

车高调节机构、车宽调节机构、车长调节机构上的各个制动机构为断气抱闸式制动机构，包括由气源控制可以抱住直线导轨的抱闸块；每个方向上的直线导轨的两端均配有基准挡块和防超程挡块；每个方向上均配有移动标尺，用于确认各基准支撑移动的位移；每个方向上均配有车型工件识别的标记。

在左右成对设置的车宽调节机构上的第二可动平台542上均留有与车型切换机构进行配合的接口，左右成对设置的车高调节机构的移动块541上均留有车型切换时的切换接口，车长调节机构的长度方向留有与车型切换机构进行配合的接口，

如图7或图8，每一移动块541上留有的车型切换时的切换接口均由三个滚轮505构成，其中有两个滚轮505的轮轴的轴线位于同一平面上，该平面平行于无源台车平台101的基面，三个滚轮505呈三角形分布，车型切换时通过外部机器手的夹持部506上下夹持三个滚轮505减小切换摩擦力。三角形滚轮结构的设置使得在同时切换B向和H向车宽和车高时，两夹持部506与每个滚轮505只有一个接触点，摩擦力最小；如果三个滚轮在同一水平线上，两夹持部506与每个滚轮505都有两个接触点，较大的摩擦力使得滚轮不能滚动，不能实现同时切换B向和H向车宽和车高，只能实现切换H向车高，外部机器手的夹持部506松开滚轮505后，才能切换B向车宽，增加控制节拍。因此，三角形分布的滚轮结构可实现同时切换B向和H向车宽和车高，节省控制节拍，提高切换速度。如图8，滚轮505在B方向上可沿夹持部506滑动，滚轮505在B方向上的直线移动行程S小于等于夹持部的直线宽度L，使得B方向调整车宽时，不容易脱离夹持部。

移动块541上设置有配合外部切换机构碰触开关的H方向限位块591和B方向限位块592，第一直线导轨523的一端设置配合外部切换机构碰触开关的T方向限位块593，移动块 541、第二可动平台542、第一可动平台543上还设置有配合外部切换机构接近开关的角铁。

三向无极基准支撑机构501工作原理：根据不同的车型信息，外部控制系统通过I/O通信模块112传输控制指令，控制移动块 541、第二可动平台542、第一可动平台543移动至相应车型的车长、车宽及车高，移动块 541、第二可动平台542、第一可动平台543上的第三角铁碰触到外部切换机构相应的接近开关，H方向、B方向及T方向的限位块591、592、593碰触到外部切换机构相应的碰触开关，定位信号反馈至外部控制系统，外部控制系统控制通过气源控制制动机构，断气抱闸块抱住直线导轨，通气抱闸块解锁直线导轨。

本发明的无源台车1的行走动力源和切换机构的动力源都独立设置在无源台车1的外部，从而使机器手在搬运无源台车时，减轻台车的重量，使得台车更轻便，更简单。

如图9，双向无极基准支撑机构401包括车长方向的车长调节结构和车高方向的车高调节结构，车长调节结构包括设有传动单元的可动底座、长度方向直线滑轨422和安装于长度方向直线滑轨422的第一滑座以及相应的制动机构432，在无源台车平台101的基面上设有两条长度方向直线滑轨422且左、右平行间隔设置，第一滑座固定在所述可动底座442上，可动底座442上固定有支撑架。车高调节结构包括设有传动单元的移动座、高度方向直线滑轨421和安装于高度方向直线滑轨421的第二滑座以及相应的制动机构431，高度方向直线滑轨421固定在支撑架上，第二滑座固定在移动座441上，移动座441上安装有定位车型工件基准的支撑块402，移动座441与支撑块402之间通过绝缘件连接，防止车体焊接的过程中漏电。

可动底座442的传动单元包括齿轮齿条单元，通过外设驱动单元带动，移动座的传动单元包括滚珠丝杠、从动齿轮和主动齿轮，滚珠丝杠与从动齿轮连接，从动齿轮和主动齿轮啮合，主动齿轮由外设驱动单元驱动，

车长调节结构和车高调节结构上的各个制动机构为断气抱闸式制动机构，包括由气源控制可以抱住直线导轨的抱闸块；每个方向上的直线滑轨的两端均配有基准挡块和防超程挡块；每个方向上均配有移动标尺，用于确认各向相对于基准移动的位移；每个方向上均配有车身车型识别的标记。在高度方向直线滑轨421上设有与移动座441同步运动的与车型切换机构进行配合的接口基座，接口基座上安装有具备车长与车高两方向同时切换的接口，同时切换可以节省控制节拍，提高切换速度。

移动座441上设置有配合外部切换机构碰触开关的限位块451，长度方向直线滑轨422的一端设置配合外部切换机构碰触开关的限位块452，移动座441和可动底座442上还设置有配合外部切换机构接近开关的角铁461、462。

双向无极基准支撑机构401工作原理：根据不同的车型信息，外部控制系统通过I/O通信模块112传输控制指令，控制移动座441和可动底座442移动至相应车型的车高及车长，移动座441和可动底座442上的角铁461、462碰触到外部切换机构相应的接近开关，限位块451、452碰触到外部切换机构相应的碰触开关（本实施例采用微动开关），定位信号反馈至外部控制系统，外部控制系统控制通过气源控制制动机构，断气抱闸块抱住直线导轨，通气抱闸块解锁直线导轨。

如图10，固定主基准结构301包括基准销303、销钉缸304、夹紧单元以及支撑架305，夹紧单元安装在支撑架305上且控制基准销303完成车型工件的主基准的定位与固定功能，无源台车平台101还搭载有车型工件定位基准的定位基面以及基准孔，还搭载有用于检测基准的基准槽，使无源台车平台101构成一检测平台，无源台车平台101的两侧装配有沿轨道行走的轮子。基准销303、销钉缸304及夹紧单元与支撑架305通过绝缘件连接，防止车体焊接的过程中漏电。

如图11，支撑无极基准机构201，包括两个间隔竖直设置的直线支撑导轨202，在两直线支撑导轨202上均安装有滑杆204以及与之配合的制动机构203，两根滑杆204的顶端连接在一横梁角铁206上，横梁角铁206的两端安装有绝缘基准支撑207，防止车体焊接的过程中漏电，两根滑杆204上还设有外部动力接口用于提供调节绝缘基准支撑207的车高方向的动力源，直线支撑导轨202上还设置有基准挡块和超程挡块以及用于确认绝缘基准支撑207移动位移的标尺。绝缘基准支撑207包括与横梁角铁206固定连接的绝缘板、调整垫片、支撑块、以及置于支撑块上的绝缘套，由下向上依次连接。滑杆204上设置有配合外部切换机构碰触开关的限位块208，以及配合外部切换机构接近开关的角铁209。

支撑无极基准机构201工作原理：根据不同的车型信息，外部控制系统通过I/O通信模块112传输控制指令，控制滑杆204移动至相应车型的车高，滑杆204上的角铁209碰触到外部切换机构相应的接近开关，限位块208碰触到外部切换机构相应的碰触开关（本实施例采用微动开关），定位信号反馈至外部控制系统，外部控制系统控制通过气源控制制动机构，断气抱闸块抱住直线导轨，通气抱闸块解锁直线导轨。

以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种适用多车型的无源台车平台，用于搭载固定待加工车型工件的支撑部件，包括一平台基面，其特征在于：所述平台基面的前部设有高度方向定位装置，中部设有高度与长度两个方向的定位装置，以及后部设有长度、宽度、高度三个方向的定位装置，前部、中部以及后部的定位装置一起用于确定无源台车的车宽方向和车高方向，中部定位装置设有左右两个定位位置用于确定无源台车的车长方向，平台上还设有与提供外部动力的装置相配合的接口，以实现无源台车在行走、解锁和取放车型工件时接通外部动力；

所述平台底部设置有用于定位固定无源台车平台的第一角铁，第一角铁上具有第一通孔，第一通孔的轴线垂直于无源台车的行走方向；

第一角铁数量为两个，分别设置在无源台车的左右两侧；无源台车行走的轨道上设置有锁定装置，其包括控制器、与控制器分别连接的气缸和第一碰触开关，第三臂的一端铰接在与气缸连接并沿导槽移动的第一臂的一端，另一端铰接在导槽支架上的第二臂的一端，导槽支架固定在轨道上，固定在第二臂上的导杆具有第二通孔，气缸通过第一臂联动第二臂上的导杆旋转移动，锁定装置上还设有穿过第一通孔和第二通孔的移动轴，移动轴移动出第一通孔和第二通孔能够接触到第一碰触开关；控制器与气缸电连接，控制器为外部计算机即外部PC；

平台前后两端的顶端位置或其一端的顶端位置设有与外部碰触开关配合的限位块，无源台车沿轨道行走，限位块碰触到外部碰触开关，传输信号给外部PC，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆旋转使得第一通孔和第二通孔对应，外部PC控制移动轴移动贯穿第一通孔和第二通孔从而锁定无源台车；锁定装置解锁时，外部PC控制移动轴移动出第一通孔和第二通孔并接触到第一碰触开关，外部PC控制锁定装置的气缸动作，联动导杆上的第二通孔旋转离开，实现无源台车的解锁。

2.根据权利要求1所述的适用多车型的无源台车平台，其特征在于：所述无源台车平台上还设置有I/O通信模块，和配置有RFID卡，所述I/O通信模块、RFID卡及无源台车的外部控制系统用于传递所述无源台车搭载的信息。

3.根据权利要求1所述的适用多车型的无源台车平台，其特征在于：所述平台上还设置有实现无源台车与外部控制系统的控制的非接触式I/O通信模块。

4.根据权利要求1所述的适用多车型的无源台车平台，其特征在于：所述平台上还设置有用于收纳电线和气缸给气管路的可折弯的拖链。