CN110052773A - 一种电池托盘焊接柔性自动化夹具及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池托盘焊接柔性自动化夹具，包括用于承载电池托盘的基座，基座上固定设有用于定位电池散热一短边侧壁的固定短边定位模块和用于定位电池托盘一长边侧壁的固定长边定位模块，基座上还活动设有与固定短边模块相对用于定位电池托盘另一短边侧壁的移动短边定位模块和与固定长边模块相对用于定位电池托盘另一长边侧壁的移动长边定位模块。与现有技术相比，该电池托盘焊接柔性自动化夹具采用移动长短边定位模块和固定长短边定位模块相互配合以对电池托盘进行定位，可装夹多种不同型号的电池托盘，并且在焊接过程中，能对相关形变进行校正和约束，提高焊接质量，整个装夹过程简单迅速，提高生产效率与产品质量。

Description

一种电池托盘焊接柔性自动化夹具及装夹方法

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，特别是一种电池托盘焊接柔性自动化夹具。

背景技术

在电池散热器生产企业中，电池散热器一般需要电池托盘进行承载电池散热器，而电池托盘产品在经过点焊焊接工序之后，需要进行CMT（Cold Metal Transfer，冷金属过渡焊接技术）焊接，但是由于电池托盘产品点焊焊接误差和CMT焊接收缩的原因，CMT焊接之后会发生一定程度形变，这种形变会对产品下一步加工工序产生很大影响。因此除了在焊接过程中对产品进行有效装夹外，还必须对相关形变进行校正和约束才能保证最终加工完成的产品质量。为适配多种产品，降低夹具制造成本，必须从柔性生产角度考虑夹具设计，同时为适应安全、便捷、快速、高质量生产，必须采用自动化控制系统和良好的人机交互面板。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种结构简单、性能可靠、自动化程度高的电池托盘焊接柔性自动化夹具，适应多种型号电池托盘，同时能在加工过程中自动进行形变约束。

本发明采用的技术方案为：

一种电池托盘焊接柔性自动化夹具，包括用于承载电池托盘的基座，基座上固定设有用于定位电池散热一短边侧壁的固定短边定位模块和用于定位电池托盘一长边侧壁的固定长边定位模块，基座上还活动设有与固定短边模块相对用于定位电池托盘另一短边侧壁的移动短边定位模块和与固定长边模块相对用于定位电池托盘另一长边侧壁的移动长边定位模块，所述固定长边模块包括固定设置在基座上的用于定位电池托盘的固定拉钩单元和用于推动电池托盘移动的推压单元，所述移动长边定位模块包括第一移动板、用于推动第一移动板移动的第一移动单元以及设置在第一移动板上的移动拉钩单元，所述移动短边定位模块包括第二移动板、用于推动第二移动板移动的第二移动单元，所述固定短边定位模块、固定长边定位模块、移动短边定位模块和移动长边定位模块上都包括用于按压电池托盘的按压单元，所述第一移动单元、第二移动单元、固定拉钩单元、推压单元、移动拉钩单元和按压单元都与控制器连接。

优选地，所述固定短边定位模块包括设置在基座上的用于供安放的电池托盘的短边部紧贴的固定座。

优选地，所述移动拉钩单元与所述固定拉钩单元结构相同，所述移动拉钩单元包括用于拉钩本体以及用于驱动拉钩本体转动的拉钩驱动器，所述拉钩驱动器与控制器连接。

优选地，所述推压单元包括推杆以及用于驱动推杆伸缩的推杆驱动器，推杆驱动器与控制器连接。

优选地，所述按压单元包括压块以及用于驱动压块下压的压块驱动器，压块驱动器与控制器连接。

优选地，所述第一移动单元和第二移动单元结构相同，所述第一移动单元包括设置在第一移动板下方的滑块、固定设置的滑轨以及用于驱动滑块沿滑轨滑动的滑动驱动器，所述滑动驱动器与控制器连接。

优选地，所述固定长边定位模块和固定短边定位模块上都设有光电传感器，光电传感器与控制器连接。

本发明还提供一种电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹方法，包括以下步骤：

1）将电池托盘的一短边侧壁紧贴固定座安放在基座上；

2）所述固定长边定位模块上的固定拉钩单元定位电池托盘的一长边内侧壁；

3）所述固定长边定位模块上的推压单元上推动电池托盘朝向移动长边定位模块移动，使得固定长边定位模块上的固定拉钩单元与电池托盘的一长边内侧壁之间贴合；

4）所述移动长边定位模块上的移动拉钩单元在第一移动单元的作用下向靠近电池托盘方向移动，移动拉钩单元定位电池托盘的另一长内侧壁；

5）所述移动长边定位模块在第一移动单元的作用下反向移动，使得拉钩单元与电池托盘的另一长边内侧壁贴合；

6）所述移动短边定位模块在第二移动单元的作用下靠近电池托盘的另一短边侧壁；

7）所述固定短边定位模块、固定长边定位模块、移动短边定位模块和移动长边定位模块上的按压单元都电池托盘进行按压定位。

优选地，在步骤2）和步骤4）中的固定拉钩单元和移动拉钩单元都采用拉钩驱动器驱动拉钩本体贴合在电池托盘的内侧壁。

优选地，在步骤7）中按压单元采用压块驱动器驱动压块按压在电池托盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种电池托盘焊接柔性自动化夹具，采用移动长短边定位模块和固定长短边定位模块相互配合以对电池托盘进行定位，这样可装夹多种不同型号的电池托盘，并且在焊接过程中，能对相关形变进行校正和约束，提高焊接质量，整个装夹过程简单迅速，极大提高生产效率与产品质量。

附图说明

图1，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具的示意图；

图2，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具的爆炸图；

图3，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具中固定短边定位模块的示意图；

图4，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具中固定长边定位模块的示意图；

图5，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具中移动长边定位模块的示意图；

图6，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具中移动短边定位模块的示意图。

具体实施方式

根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体说明。

图1至图6，为本发明提供的一种电池托盘焊接柔性自动化夹具的优选实施方式。该电池托盘一般包括两个相对的短侧壁以及两个相对的长侧壁。如图1至图6所示，该电池托盘焊接柔性自动化夹具包括用于承载电池托盘的基座10，基座10上固定设有用于定位电池托盘一短边侧壁的固定短边定位模块20和用于定位电池托盘一长边侧壁的固定长边定位模块30，基座10上还活动设有与固定短边模块20相对用于定位电池托盘另一短边侧壁的移动短边定位模块40和与固定长边模块相对用于定位电池托盘另一长边侧壁的移动长边定位模块50，所述固定长边模块30包括固定设置在基座上的用于定位电池托盘的固定拉钩单元31和用于推动电池托盘移动的推压单元32，所述移动长边定位模块50包括第一移动板51、用于推动第一移动板移动的第一移动单元52以及设置在第一移动板上的移动拉钩单元53，所述移动短边定位模块40包括第二移动板41和用于推动第二移动板移动的第二移动单元42，所述固定短边定位模块20、固定长边定位模块30、移动短边定位模块40和移动长边定位模块50上都包括用于按压电池托盘的按压单元60，所述第一移动单元52、第二移动单元42、固定拉钩单元21、推压单元22、移动拉钩单元53和按压单元60都与控制器连接，在控制器的作用下，第一移动单元52、第二移动单元42、固定拉钩单元21、推压单元22、移动拉钩单元53和按压单元60启动以对电池托盘进行定位，并且采用移动长短边定位模块和固定长短边定位模块相互配合以对电池托盘进行定位，这样使得整个夹具柔性度更高，适应多种不同型号的电池托盘，并且在焊接过程中，能对相关形变进行校正和约束，提高焊接质量，整个装夹过程简单迅速，极大提高生产效率与产品质量。

所述固定短边定位模块20包括设置在基座上的用于供安放的电池托盘的短边部紧贴的固定座21，在进行安放电池托盘时，将电池托盘的一短边侧壁紧贴固定座21安放在基座10上。

为了便于安装，所述固定短边定位模块20中的按压单元60都安装在第一固定板201上，第一固定板201固定安装在基座10上，固定座21处于第一固定板201的前方；同样地，所述固定长边定位模块30中的按压单元60、固定拉钩单元31和推压单元32都安装在第二固定板301上，第二固定板301固定安装在基座10上。

所述移动拉钩单元53与所述固定拉钩单元31结构相同，都包括用于拉钩本体531（311）以及用于驱动拉钩本体531（311）转动的拉钩驱动器532（312），所述拉钩驱动器531（311）与控制器连接，在使用时，拉钩驱动器532（312）驱动拉钩本体531（311）向下转动，使得拉钩本体531（311）贴合电池托盘的内侧壁，采用拉钩本体531（311）贴合内侧壁的方式，对电池托盘的内边约束，可有效缓解焊接收缩问题。该拉钩驱动器532（312）都采用强力焊接夹紧气缸，与普通焊接夹紧气缸相比运动精度更高，动作时间更短。拉钩驱动器532（312）采用JCK焊接夹紧气缸。

所述推压单元32包括推杆321以及用于驱动推杆伸缩的推杆驱动器322，推杆驱动器322与控制器连接，在使用时，当所述固定长边定位模块上的固定拉钩单元31定位电池托盘的一长边内侧壁时，推杆驱动器322驱动推杆321伸出将该定位电池托盘向远离固定长边定位模块30方向移动，使得固定长边定位模块上的固定拉钩单元31与电池托盘的一长边的内侧壁贴合。所述推杆驱动器322采用ACQ薄型气缸。为了保证平稳推动，在固定长边定位模块30上可设置多个推压单元32。

所述按压单元60包括压块61以及用于驱动压块下压的压块驱动器62，压块驱动器62与控制器连接。所述压块驱动器62采用MCK焊接夹紧气缸。

所述第一移动单元52和第二移动单元42结构相同，所述第一移动单元52包括设置在第一移动板51（第二移动板41）下方的滑块521（421）、固定设置的滑轨522（422）以及用于驱动滑块沿滑轨滑动的滑动驱动器523（423），所述滑动驱动器523（423）与控制器连接，在进行移动时，滑动驱动器523（423）通过驱动滑块521（421）沿滑轨522（422）移动，而带动第一移动板51（第二移动板41）移动。值得注意的是，用于带动第一移动板51移动的滑动驱动器523选用出杆型电动执行器，与普通推杆电机相比运动精度更加准确。

所述固定长边定位模块30和固定短边定位模块20上都设有光电传感器，光电传感器与控制器连接，可快速准确检测产品是否放置正确，有效避免因产品放置错误造成的装夹失败。

值得注意的是，在本发明中的所采用的气缸均采用磁性感应开关检测，可快速准确定位相关气缸故障。

另外，本发明中的控制器采用可编程逻辑控制器作为控制核心，工作稳定可靠，接口扩展性高；控制器连接有人机交互面板，人机交互良好，操作简便快捷，可实现产品一键装夹与一键放松，极大提高了生产效率与产品质量。在人机交互面板上设置有启动按钮、停止按钮、产品选择按钮、装夹按钮、放松按钮、急停开关、产品选择指示灯、运行指示灯、报警指示灯、停止指示灯。

本发明还提供一种电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹方法，包括以下步骤：

1）将电池托盘的一短边侧壁紧贴固定座23安放在基座10上；

2）所述固定长边定位模块30上的固定拉钩单元31定位电池托盘的一长边内侧壁；

3）所述固定长边定位模块30上的推压单元上推动电池托盘朝向移动长边定位模块移动，使得固定长边定位模块上的固定拉钩单元31与电池托盘的一长边内侧壁之间贴合；

4）所述移动长边定位模块50上的移动拉钩单元53在第一移动单元52的作用下向靠近电池托盘方向移动，移动拉钩单元53定位电池托盘的另一长边内侧壁；

5）所述移动长边定位模块50在第一移动单元52的作用下反向移动，使得移动拉钩单元与电池托盘的另一长边内侧壁贴合；

6）所述移动短边定位模块40在第二移动单元42的作用下靠近电池托盘的另一短边侧壁；

7）所述固定短边定位模块、固定长边定位模块、移动短边定位模块和移动长边定位模块上的按压单元60都电池托盘进行按压定位。

在步骤2）和步骤4）中的固定拉钩单元31和移动拉钩单元53都采用拉钩驱动器驱动拉钩本体贴合在电池托盘的内侧壁，这样电池托盘的内侧壁被约束，可有效缓解焊接收缩问题。

步骤3）中，推杆驱动器322驱动推杆321伸出将该定位电池托盘向远离固定长边定位模块30方向移动，使得固定拉钩单元31中的拉钩本体311与电池托盘的一长边的内侧壁贴合。

在步骤7）中按压单元采60用压块驱动器62驱动压块61按压在电池托盘上。

以本发明提供的电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹过程做具体说明：第一步，按下操作面板上的启动按钮后，移动长边定位模块50和移动短边定位模块40会寻找原点，然后移动长边定位模块50会停在距离固定长边定位模块30最远处位置，移动短边定位模块40会停在距离固定短边定位模块20最远处位置；所有按压单元60都会处于打开状态，所有拉钩单元（53、31）都会处于收勾状态，所有推压单元32都会处于收回状态。

第二步，根据实际生产加工需求设置加工产品种类，按下产品选择按钮，然后与之对应的产品选择指示灯会亮起。

第三步，将电池托盘产品放置在电池托盘焊接柔性自动化夹具上，电池托盘产品底部必须完全与基座10上表面完全贴合，且电池托盘产品的长边须尽量贴近固定长边定位模块30，电池托盘产品的短边须尽量贴近固定座23；固定长边定位模块中的光电传感器和固定短边定位模块中的光电传感器21会检测电池托盘产品的放置是否符合要求，如果检测到不符合要求会向控制系统中的可编程逻辑控制器发送信号，然后操作面板上的报警指示灯亮起。

第四步，按下操作面板上的装夹按钮，夹具开始装夹动作，装夹动作顺序是：固定长边定位模块中的固定拉钩单元31下勾，推压单元32上推动电池托盘朝向移动长边定位模块移动，使得固定长边定位模块上的固定拉钩单元31与电池托盘的一长边内侧壁之间贴合；移动长边定位模块50移动到电池托盘产品另一长边位置；移动长边定位模块50中的所有移动拉钩单元53下勾；固定长边定位模块30中的推压单元32收回；移动长边定位模块50反向移动拉紧；移动短边定位模块40移动到电池托盘产品短边位置，并使移动短边模块中的缓冲块紧贴电池托盘产品短边；所有按压单元60同时压紧。

第五步，待CMT焊接加工完成后，按下操作面板上的放松按钮，夹具开始放松动作，放松动作顺序是：各按压单元60同时打开；移动短边定位模块40移动到距离固定短边定位模块20最远处位置；移动长边定位模块50正向短距离移动放松；移动长边定位模块和固定长边定位模块中的所有拉钩单元收勾；移动长边定位模块50移动到距离固定长边定位模块30最远处位置。

第六步，取下电池托盘产品，一个工作周期完成。

综上所述，本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发明目的，且本发明的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对发明的实施例做出多种变更或修改。因此，本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。

Claims (10)

1.一种电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于，包括用于承载电池托盘的基座，基座上固定设有用于定位电池散热一短边侧壁的固定短边定位模块和用于定位电池托盘一长边侧壁的固定长边定位模块，基座上还活动设有与固定短边模块相对用于定位电池托盘另一短边侧壁的移动短边定位模块和与固定长边模块相对用于定位电池托盘另一长边侧壁的移动长边定位模块，所述固定长边模块包括固定设置在基座上的用于定位电池托盘的固定拉钩单元和用于推动电池托盘移动的推压单元，所述移动长边定位模块包括第一移动板、用于推动第一移动板移动的第一移动单元以及设置在第一移动板上的移动拉钩单元，所述移动短边定位模块包括第二移动板、用于推动第二移动板移动的第二移动单元，所述固定短边定位模块、固定长边定位模块、移动短边定位模块和移动长边定位模块上都包括用于按压电池托盘的按压单元，所述第一移动单元、第二移动单元、固定拉钩单元、推压单元、移动拉钩单元和按压单元都与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述固定短边定位模块包括设置在基座上的用于供安放的电池托盘的短边部紧贴的固定座。

3.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述移动拉钩单元与所述固定拉钩单元结构相同，所述移动拉钩单元包括用于拉钩本体以及用于驱动拉钩本体转动的拉钩驱动器，所述拉钩驱动器与控制器连接。

4.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述推压单元包括推杆以及用于驱动推杆伸缩的推杆驱动器，推杆驱动器与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述按压单元包括压块以及用于驱动压块下压的压块驱动器，压块驱动器与控制器连接。

6.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述第一移动单元和第二移动单元结构相同，所述第一移动单元包括设置在第一移动板下方的滑块、固定设置的滑轨以及用于驱动滑块沿滑轨滑动的滑动驱动器，所述滑动驱动器与控制器连接。

7.根据权利要求1所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具，其特征在于：所述固定长边定位模块和固定短边定位模块上都设有光电传感器，光电传感器与控制器连接。

8.一种利用权利要求1至7任一所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将电池托盘的一短边侧壁紧贴固定座安放在基座上；

2）所述固定长边定位模块上的固定拉钩单元定位电池托盘的一长边内侧壁；

3）所述固定长边定位模块上的推压单元上推动电池托盘朝向移动长边定位模块移动，使得固定长边定位模块上的固定拉钩单元与电池托盘的一长边内侧壁之间贴合；

4）所述移动长边定位模块上的移动拉钩单元在第一移动单元的作用下向靠近电池托盘方向移动，移动拉钩单元定位电池托盘的另一长内侧壁；

5）所述移动长边定位模块在第一移动单元的作用下反向移动，使得拉钩单元与电池托盘的另一长边内侧壁贴合；

6）所述移动短边定位模块在第二移动单元的作用下靠近电池托盘的另一短边侧壁；

7）所述固定短边定位模块、固定长边定位模块、移动短边定位模块和移动长边定位模块上的按压单元都电池托盘进行按压定位。

9.根据权利要求8所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹方法，其特征在于：在步骤2）和步骤4）中的固定拉钩单元和移动拉钩单元都采用拉钩驱动器驱动拉钩本体贴合在电池托盘的内侧壁。

10.根据权利要求8所述的电池托盘焊接柔性自动化夹具的装夹方法，其特征在于：在步骤7）中按压单元采用压块驱动器驱动压块按压在电池托盘上。