CN106493488B - 一种车身切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车身切换装置和方法。车身切换装置包括：安装底柱；切换单元，沿回转平面回转，铰接设置于所述安装底柱上；车身定位夹紧单元，设置于所述切换单元上；精定位单元，安装于所述安装底柱上，用于锁止/解除锁止所述切换单元沿回转平面的回转；驱动单元，包括两个工作状态；第一工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元分离；第二工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元接合，驱动所述切换单元沿回转平面进行旋转。本发明的车身切换装置结构简单、体积小、切换方便，可适用于多平台、多车型柔性台车的切换动作，为实现柔性化焊装生产线多车型间的柔性切换提供保障。

Description

一种车身切换装置
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种车身切换装置。
背景技术
随着市场多样性需求的增加，车型的更新换代日益频繁。汽车厂商为满足多平台、多车型的生产制造需求，需投入不同车型的不同设备和不同生产线。对于车身焊装生产线，一条生产线的建设费用多大亿元，一旦某车型产量不足，造成该生产线很大的资源浪费。多平台多车型混合生产线可有效降低投资成本和风险，因此，柔性化设备的需求愈来愈为强烈。
多平台多车型柔性台车是柔性化混合生产线重要的设备，现有技术常见的车型间切换装置主要有数控定位技术(NC Locator)和风车式切换机构。其不足之处包括：
1.数控定位技术切换机构有3个平移自由度，以伺服电动机作为驱动机构，该装置投入成本较高，后续柔性增加车型难度大；
2.风车式切换机构承载力沿旋转轴径向方向，稳定性不足；
3.切换机构体积较大，占用过多的作业空间；
4.切换机构精度控制模块不足，缺乏风险管控措施。
鉴于上述缺陷存在，需要设计一套新型的台车柔性化切换机构，对上述缺陷进行改善。
发明内容
为了克服现有技术中现有技术中切换装置对于不同车型通用性差、切换精度不高的技术问题，本发明提供了一种车身切换装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种车身切换装置，包括：
安装底柱；
切换单元，沿回转平面回转，铰接设置于所述安装底柱上；
车身定位夹紧单元，设置于所述切换单元上；
精定位单元，安装于所述安装底柱上，用于锁止/解除锁止所述切换单元沿回转平面的回转；
驱动单元，包括两个工作状态；第一工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元分离；第二工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元接合，驱动所述切换单元沿回转平面进行旋转；
其中所述精定位单元包括：
精定位机构，包括异形轴(21)和设置于所述异形轴(21)四周的销带面定位机构(20)，所述异形轴(21)与所述安装底柱(1)的定位孔滑动配合，所述精定位机构通过所述销带面定位机构(20)锁止/解除锁止所述切换单元。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述切换单元包括：
安装平台，承载所述车身定位夹紧单元；
回转支承，与所述安装平台螺接在一起，所述回转支承的内径安装在所述安装底柱上；
主动轮，与所述回转支承的外径啮合；
插接轴，上端与主动轮17固连，下端与驱动单元配合或分离。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述精定位单元还包括：
第一气缸，驱动所述精定位机构运动，销带面定位机构与所述安装平台锁止或者分离；
视觉传感器，安装于所述精定位机构上。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述车身定位夹紧单元包括：
第一L形块；
第二L形块，与所述第一L形块滑动连接；
第三L形块，与所述第二L形块滑动连接；
定位机构，设置于所述第三L形块上。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述驱动单元包括：
伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述插接轴的插接机构对应设置；
滑轨，所述伺服电机通过安装支架固定在所述滑轨上；
驱动气缸，驱动所述伺服电机沿所述滑轨运动。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述定位机构包括一勾销；
所述勾销通过弹簧与第二气缸连接，所述第二气缸固定于所述安装底柱上。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述异形轴与所述安装底柱的定位孔滑动配合。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述车身定位夹紧单元为4个，4个所述车身定位夹紧单元分布所述安装平台的四周。
进一步来说，所述的车身切换装置中，所述安装底柱与所述切换单元同轴心设置。
本发明的有益效果是：本发明的车身切换装置结构简单、体积小、切换方便，可适用于多平台、多车型柔性台车的切换动作，为实现柔性化焊装生产线多车型间的柔性切换提供保障。
附图说明
图1表示本发明实施例中车身切换装置的结构示意图；
图2表示本发明实施例中车身切换装置的车身定位夹紧单元的立体结构示意图；
图3表示本发明实施例中车身切换装置的车身定位夹紧单元的平面结构示意图；
图4表示本发明实施例中车身切换装置的切换单元的结构示意图；
图5表示本发明实施例中车身切换装置的精定位单元的结构示意图；
图6表示本发明实施例中车身切换装置的控制流程示意图。
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，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
参照图1至图5所示，本发明提供了一种车身切换装置，包括：安装底柱1、切换单元、车身定位夹紧单元、精定位单元和驱动单元。切换单元沿回转平面回转，铰接设置于所述安装底柱1上；车身定位夹紧单元设置于所述切换单元上；精定位单元安装于所述安装底柱1上，用于锁止/解除锁止所述切换单元沿回转平面的回转；驱动单元，包括两个工作状态；第一工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元分离；第二工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元接合，驱动所述切换单元沿回转平面进行旋转。
具体来说，本发明的车身切换装置中，驱动单元与切换单元的接合或者分离决定驱动单元是否可以为切换单元提供旋转所需的驱动力。精定位单元安装于所述安装底柱1上，可以锁止切换单元的旋转。车身定位夹紧单元用于在切换单元旋转到位后对车身进行夹持和定位。当驱动单元和切换单元接合后，若精定位单元没有锁定切换单元，则驱动单元可以驱动切换单元进行旋转。反之，当驱动单元和切换单元接合后，若精定位单元锁定切换单元，则驱动单元不能驱动切换单元进行旋转。本发明的车身切换装置结构简单、切换方便，可适用于多平台、多车型柔性台车的切换动作，为实现柔性化焊装生产线多车型间的柔性切换提供保障。
进一步来说，切换单元包括：安装平台15、回转支承16、主动轮17和插接轴18。安装平台15承载所述车身定位夹紧单元；回转支承16与所述安装平台15螺接在一起，所述回转支承16的内径安装在所述安装底柱1上；主动轮17与所述回转支承16的外径啮合；插接轴18上端与主动轮17固连，下端与驱动单元配合或分离。
切换单元安装于安装底柱1上，通过驱动回转支承16的旋转完成各车型间切换。安装底柱1与切换单元同轴心设置，安装底柱1承载切换单元的方向沿安装底柱的轴向，提高了该装置的稳定性。
切换单元的安装平台15与回转支承16螺接在一起，回转支承16内径固定在安装底柱1上，安装平台15与回转支承16可旋转的齿轮外径固连；主动轮17与回转支承16以齿轮啮合，插接轴18上端与主动轮17固连，插接轴18下端的插接机构6负责与伺服电机2的驱动轴连接，通过安装底柱1的支架来加强插接轴18强度。
进一步来说，所述精定位单元包括：精定位机构、第一气缸22和视觉传感器19。精定位机构包括异形轴21和设置于所述异形轴21四周的销带面定位机构20；异形轴21与所述安装底柱1的定位孔滑动配合。第一气缸22驱动所述精定位机构运动，销带面定位机构20与所述安装平台15锁止或者分离；视觉传感器19安装于所述精定位机构上。
精定位单元固定在安装底柱1上，由两个小型的第一气缸22驱动其沿Z向运动，第一气缸22落下时，销带面定位机构20锁定切换单元；第一气缸22升起时，切换单元解锁。在整个切换过程中，视觉传感器19通过检测车身定位单元的位置与姿态来判断是否完成PLC控制器指令，并根据实时状态进行补偿；切换完成后，还可检测当前车身定位夹紧单元精度。精定位单元的异形轴21可沿安装底柱1定位孔上下运动，控制精定位单元在XOY平面上的精度。
精定位单元的视觉传感器19负责检测精定位机构处于锁死还是释放位置、回转单元是否到位和车身定位夹紧单元精度。精定位单元强化了切换单元的稳定性，监控切换过程，同时，实时监控定位销的精度，防止错误发生。
进一步来说，车身定位夹紧单元为4个，4个所述车身定位夹紧单元分布所述安装平台15的四周。车身定位夹紧单元安装于切换单元上，可提供四个不同车型的定位系统，呈90°均匀分布在切换单元的XOY平面。
车身定位夹紧单元包括：第一L形块7；第二L形块8，与所述第一L形块7滑动连接；第三L形块9，与所述第二L形块8滑动连接；定位机构11，设置于所述第三L形块9上。定位机构11包括一勾销12；所述勾销12通过弹簧13与第二气缸14连接，所述第二气缸14固定于所述安装底柱1上。一个第二气缸14可用于四个勾销12的车身夹紧功能。
车身定位夹紧单元固定于切换单元的安装平台15上，第一L形块7、第二L形块8和第三L形块9分别适用于定位销的Z、Y、X三个方向调整，各个L形块之间以滑轨的结构形式相连接。定位机构11位于第三L形块9上，其对应的勾销12旋转轴安装于第三L形块9上，勾销12下端用弹簧13连接，第二气缸14通过安装支架固定在安装底柱1上。第二气缸14降下时，弹簧13拉起勾销12，第二气缸14升起时，勾销12夹紧。
进一步来说，所述驱动单元包括：伺服电机2、滑轨4和驱动气缸5。伺服电机2的输出轴与所述插接轴18的插接机构6对应设置；伺服电机通过安装支架3固定在所述滑轨4上；驱动气缸5驱动所述伺服电机2沿所述滑轨4运动。
驱动单元安装位置在台车下端，固定于切换工位上。切换过程中，驱动气缸5驱动伺服电机2沿滑轨4上升，伺服电机2的驱动轴与插接轴18插接，从而驱动切换单元运动。
参照图6所示，本发明的车身切换装置适用于一种车身切换方法，该车身切换方法包括：
一、切换工位就位后，驱动单元的驱动气缸5驱动伺服电机2上升，使伺服电机2的传动轴与切换单元对接。具体来说，台车在切换工位就位后，PLC控制器发出指令，伺服电机驱动气缸驱动电机上升，使其传动轴与切换单元连接；
二、精定位单元上升，使切换单元解锁，视觉传感器19判断精定位单元是否解锁到位。具体来说，伺服电机2到位后，PLC控制器发出解锁指令，精定位单元上升，使切换单元解锁，视觉传感器19判断精定位单元是否到位，并反馈给PLC控制器进行补偿。
三、精定位单元解锁到位后，伺服电机2驱动切换单元旋转，所述切换单元旋转到位后，精定位单元下降锁定切换机构。具体来说，精定位单元解锁到位后，PLC控制器发出旋转角度指令，并通过视觉传感器19判断切换单元旋转是否到位，并反馈给PLC控制器进行补偿。切换单元完成切换后，PLC控制器发出锁定指令，精定位单元下降，锁定切换机构，并通过视觉传感器19检测精定位单元是否到位，并反馈给PLC控制器进行补偿。
四、所述切换单元锁定后，伺服电机与切换单元分离。具体来说，切换单元被精定位单元锁定后，PLC控制器发出电机回位指令，伺服电机与切换单元分离，并通过视觉传感器19检测车身定位系统精度是否合格，并反馈给用户，供人工修复.修复完成后，再次进行精度检测，直至精度合格。至此，整个切换过程结束，完成一次切换循环。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车身切换装置，其特征在于，包括：
安装底柱(1)；
切换单元，沿回转平面回转，铰接设置于所述安装底柱(1)上；
车身定位夹紧单元，设置于所述切换单元上；
精定位单元，安装于所述安装底柱(1)上，用于锁止/解除锁止所述切换单元沿回转平面的回转；
驱动单元，包括两个工作状态；第一工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元分离；第二工作状态时，所述驱动单元与所述切换单元接合，驱动所述切换单元沿回转平面进行旋转；
其中所述精定位单元包括：
精定位机构，包括异形轴(21)和设置于所述异形轴(21)四周的销带面定位机构(20)，所述异形轴(21)与所述安装底柱(1)的定位孔滑动配合，所述精定位机构通过所述销带面定位机构(20)锁止/解除锁止所述切换单元。
2.根据权利要求1所述的车身切换装置，其特征在于，所述切换单元包括：
安装平台(15)，承载所述车身定位夹紧单元；
回转支承(16)，与所述安装平台(15)螺接在一起，所述回转支承(16)的内径安装在所述安装底柱(1)上；
主动轮(17)，与所述回转支承(16)的外径啮合；
插接轴(18)，上端与主动轮17固连，下端与驱动单元配合或分离。
3.根据权利要求2所述的车身切换装置，其特征在于，所述精定位单元还包括：
第一气缸(22)，驱动所述精定位机构运动，销带面定位机构(20)与所述安装平台(15)锁止或者分离；
视觉传感器(19)，安装于所述精定位机构上。
4.根据权利要求1所述的车身切换装置，其特征在于，所述车身定位夹紧单元包括：
第一L形块(7)；
第二L形块(8)，与所述第一L形块(7)滑动连接；
第三L形块(9)，与所述第二L形块(8)滑动连接；
定位机构(11)，设置于所述第三L形块(9)上。
5.根据权利要求2所述的车身切换装置，其特征在于，所述驱动单元包括：
伺服电机(2)，所述伺服电机(2)的输出轴与所述插接轴(18)的插接机构(6)对应设置；
滑轨(4)，所述伺服电机通过安装支架(3)固定在所述滑轨(4)上；
驱动气缸(5)，驱动所述伺服电机(2)沿所述滑轨(4)运动。
6.根据权利要求4所述的车身切换装置，其特征在于，所述定位机构(11)包括一勾销(12)；
所述勾销(12)通过弹簧(13)与第二气缸(14)连接，所述第二气缸(14)固定于所述安装底柱(1)上。
7.根据权利要求4所述的车身切换装置，其特征在于，所述车身定位夹紧单元为4个，4个所述车身定位夹紧单元分布所述安装平台(15)的四周。
8.根据权利要求1所述的车身切换装置，其特征在于，所述安装底柱(1)与所述切换单元同轴心设置。
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