CN111644790B - 一种翻转夹具、输送线及输送线的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转夹具、输送线及输送线的使用方法，属于汽车生产技术领域。包括夹具底座，夹具底座的两端均固定安装有举升气缸，两组举升气缸的活塞杆均固定连接有举升框架，两组举升框架上均固定安装有翻转轴承，两组翻转轴承的内圈上共同固定连接有同一焊接夹具，其中一个举升框架上固定安装有翻转电机，翻转电机的输出轴与焊接夹具固定连接。还包括输送底座，输送底座固定设置在夹具底座的中部且二者垂直设置，输送底座上设有导轨二、无杆气缸和锁止组件，导轨二上设有活动的输送小车，输送小车的底部固定设置有限位块二，无杆气缸用于推动输送小车往复移动，锁止组件用于限制限位块二的位置，节省安装空间、自动化程度高、焊接质量高。

Description

一种翻转夹具、输送线及输送线的使用方法

技术领域

本发明涉及汽车生产制造的技术领域，尤其涉及一种可以实现翻转的焊接夹具、输送线及输送线的使用方法。

背景技术

随着汽车焊接生产线自动化水平的不断提高，通过机器人抓具上件的方式越来越得到普遍运用，通常情况下，焊接完成的工件，放置在上件置台上后，机器人抓具从工件上方直接抓取工件。但有时候，根据工件结构及车身合围制造需要，机器人抓具需要从工件反面抓取工件,以有利于工件上线的需要，这样焊接完成后的工件需要翻转。以往的焊接夹具翻转支架体积大，质量大，都至少需要两个或者更多的人一起才能操作、操作也复杂且效率低、焊接质量也无法保证。同时，在车身制造过程中，对于顶盖、侧围等大型外板覆盖件容易变形，不易采用吊具空中长距离输送。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种翻转夹具、输送线及输送线的使用方法，实现自动化程度高、焊接质量高、节省空间布局、避免运输过程中的结构变形。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种翻转夹具，包括夹具底座，所述夹具底座的两端均固定安装有举升气缸，两组所述举升气缸的活塞杆均固定连接有举升框架，两组所述举升框架上均固定安装有翻转轴承，两组所述翻转轴承的内圈上共同固定连接有同一焊接夹具，其中一个所述举升框架上固定安装有翻转电机，所述翻转电机的输出轴与焊接夹具固定连接。

进一步优选地方案，所述焊接夹具包括固定框架、连接板、连接轴和气动夹紧组件，所述固定框架的两端分别固定连接有连接板，两个所述连接板上均固定连接有连接轴，两个所述连接轴分别与对应的翻转轴承的内圈固定连接，所述气动夹爪组件包括固定板、一级气缸、铰接板、二级气缸和夹爪，所述固定板安装在固定框架上，所述固定板上通过转轴转动连接有一级气缸，所述一级气缸的输出端转动连接有铰接板，所述铰接板转动连接在固定板上且与固定板位于同一平面内，所述铰接板上转动连接有二级气缸，所述二级气缸的输出端转动连接有夹爪，所述夹爪转动连接在铰接板上。

进一步优选地方案，所述固定板的底部设置有移动结构，所述移动结构包括铰接座、三级气缸和导轨一，所述铰接座固定连接在固定框架上，所述三级气缸转动连接在铰接座上，所述三级气缸的输出端转动连接在固定板上，所述导轨一固定连接在固定板下方的固定框架上且与固定板滑动配合。

进一步优选地方案，每组所述举升框架上均设有升降稳定导杆，所述升降稳定导杆沿竖直方向滑动连接在夹具底座上，通过升降稳定导杆可以有效保证举升框架在升举过程中不发生偏移。

进一步优选地方案，另一所述翻转轴承的轴上固定连接限位杆，所述限位杆上设有第一限位部和第二限位部，对应的所述举升框架上固定连接有限位块一，所述限位块一上设有与第一限位部适配的第三限位部、与第二限位部适配的第四限位部。

还公开了一种输送线，包括如上述所述的翻转夹具，还包括输送底座，所述输送底座固定设置在夹具底座的中部且二者垂直设置，所述输送底座上设有导轨二、无杆气缸和锁止组件，所述导轨二上设有活动的输送小车，所述输送小车的底部固定设置有限位块二，所述无杆气缸用于推动输送小车往复移动，所述锁止组件用于限制限位块二的位置。

进一步优选地方案，所述输送小车上设有与工件适配的托架，通过托架实现对工件适应性的支撑。

进一步优选地方案，所述锁止组件对称设置设有两组，两组所述锁止组件均包括固定块二、锁止结构，两组所述固定块二分别固定连接在输送小车两侧的输送底座上，两组所述锁止结构均为四连杆机构组成，当所述输送小车在无杆气缸作用下向远离固定块二的一侧移动时限位块二与锁止结构分离。

还公开了一种输送线的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、首先将工件放置在焊接夹具上，通过启动一级气缸带动铰接板向靠近固定板的一侧转动，当铰接板与固定板贴合后，二级气缸启动带动夹爪对工件实现固定，随后进行焊接；

步骤二、工件焊接完成后举升气缸启动，通过自身的活塞杆带动举升框架沿升举稳定导向杆上移，当上移至设计高度后翻转电机启动向右侧转动，旋转至第二限位部和第四限位部适配，此时工件位于焊接夹具的下方；

步骤三、举升气缸再次启动通过自身的活塞杆带动焊接夹具和工件回位至工件可以平稳接触到输送小车上的托架时，再通过依次启动二级气缸和一级气缸实现与工件分离稳定下方工件至托架上；

步骤四、输送小车在无杆气缸的作用下使得限位块二与左侧的锁止结构和固定块二分离，随后输送小车进行匀速移动，同时焊接夹具在翻转电机的作用下反向翻转至第一限位部和第三限位部适配，随后再次启动举升气缸通过活塞杆将举升框架和焊接夹具回复至初始位置处；

步骤五、输送小车匀速移动至右侧的锁止结构和固定块二锁止限位块二后，此时无杆气缸对输送小车不在作用，机器人可以将工件进行抓取；

步骤六、工件被抓取完成后，再次在无杆气缸的作用下带动输送小车移动至焊接夹具的下方，等待下一循环焊接。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明中首先工件在焊接夹具上被焊接完成，后通过举升气缸将举升框架举升至合适高度，举升框架上翻转电机通过两个翻转轴承带动焊接夹具旋转180度后，再通过焊接夹具上的气动夹爪组件将焊接后的工件进行下放，自动化程度高、节约空间布局，同时还提高生产效率。

本发明中气动夹爪组件包括一级气缸、固定板、铰接板、二级气缸和夹爪，通过一级气缸的活塞杆的外伸将铰接板向靠近固定板一侧转动进而将夹爪跨过工件，后在通过二级气缸的活塞杆的外伸将夹爪压紧工件，提高焊缝焊接质量，反之则为松开焊接完成后的工件，同时固定板的底部设有移动结构，通过移动结构可以实现多种规格的工件焊接和焊接后的夹爪快速与工件分离，提高生产效率。

本发明中设有的限位杆和限位块一，在焊接工件时第一限位部与第三限位部适配，当翻转180度后第二限位部与第四限位部适配实现翻转角度的限制，每次翻转可以将工件实现旋转180度，可以实现焊接和翻转的效果，进而保证工件的稳定下放避免工件出现变形。

本发明还公开一种输送线，利用翻转夹具将焊接后的工件翻转180度后，且焊接夹具与工件分离后，工件被放置在输送小车上，在无杆气缸的作用下移动至锁止组件位置处进行机器人抓取工作，输送小车在无杆气缸作用下会与锁止组件实现分离，当无杆气缸无作用时输送小车上的限位块二将在锁止组件限制作用下不能左右发生移动，保证在下方过程中以及在机器人抓取工件过程中工件处于较为稳定的状态。

本发明中输送线中内的锁止组件包括固定块二和锁止结构，利用锁止结构为四连杆机构组成的机构设计，当无杆气缸作用输送小车时，输送下车将带动限位块二挤压锁止结构，实现下压旋转直至限位块二与锁止结构完全分离，当无杆气缸不作用输送小车时，输送小车将在锁止结构和限位块二的联合作用下不能发生任何移动，进而可以有效保证了输送小车的稳定性以及降低了整体输送线的安装要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中夹具底座、举升气缸、举升框架和翻转轴承的连接关系图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明中焊接夹具的整体结构示意图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为本发明中输送底座的整体结构示意图；

图7为图6中C处的局部放大图；

图8为本发明中输送小车的整体结构示意图。

图中：1、夹具底座；2、举升气缸；3、举升框架；4、翻转轴承；5、翻转电机；6、固定框架；7、连接板；8、固定板；9、一级气缸；10、铰接板；11、二级气缸；12、夹爪；13、铰接座；14、三级气缸；15、导轨一；16、升降稳定导杆；17、限位杆；171、第一限位部；172、第二限位部；18、限位块一；181、第三限位部；182、第四限位部；19、输送底座；20、导轨二；21、无杆气缸；22、输送小车；23、限位块二；24、托架；25、固定块二；26、锁止结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

实施例

如图1至图4所示，一种翻转夹具，包括夹具底座1，夹具底座1的前后两端均固定安装有一举升气缸2，两组举升气缸2的活塞杆均固定连接有一举升框架3，每组举升框架3上均设有升降稳定导杆16，升降稳定导杆16沿竖直方向滑动连接在夹具底座1上。两组举升框架3上均固定安装有翻转轴承4，两组翻转轴承4的内圈固定连接有同一焊接夹具。后侧的举升框架3上的后方固定安装有一翻转电机5，翻转电机5的输出轴通过联轴器与焊接夹具固定连接。当焊接夹具上的工件完成焊接后，再通过翻转电机5正反转带动焊接夹具旋转使得工件位于焊接夹具的下方，利用焊接夹具与工件分离实现工件的下放，可以大大提高生产效率，提高自动化水平。

前侧翻转轴承4的轴上固定连接限位杆17，限位杆17为L形结构，限位杆17上设有位于底部的第一限位部171和顶部的第二限位部172，与该翻转轴承4对应的举升框架3上固定连接有限位块一18，限位块一18上设有与第一限位部171适配且位于顶部的第三限位部181、与第二限位部172适配且位于顶部的第四限位部182。当焊接工件时，第一限位部171与第三限位部181适配此时工件位于焊接夹具的上方，翻转电机5带动焊接夹具翻转时，最终在第二限位部172和第四限位部182适配后，此时焊接夹具翻转180度，工件位于焊接夹具的下方，再通过焊接夹具使得工件实现下放。

其中，焊接夹具包括固定框架6、连接板7、连接轴和气动夹紧组件，固定框架6的两端分别固定连接有连接板7，两个连接板7上均固定连接有连接轴，两个连接轴分别与对应的翻转轴承4内圈固定连接。气动夹紧组件包括固定板8、一级气缸9、铰接板10、二级气缸11和夹爪12，固定板8竖直安装在固定框架6上，固定板8上通过转轴转动连接有一级气缸9，一级气缸9的输出端通过旋转轴转动连接有竖直设置的铰接板10，铰接板10通过旋转轴转动连接在固定板8上且与固定板8位于同一平面内，铰接板10上通过转轴转动连接有二级气缸11，二级气缸11的输出端通过转轴转动连接有夹爪12，夹爪12通过转轴转动连接在铰接板10上。通过一级气缸9的活塞杆的外伸将铰接板10向靠近固定板8一侧转动进而将夹爪12跨过工件，后再通过二级气缸11的活塞杆的外伸将夹爪12压紧工件，保证焊缝的质量，反之则为松开焊接完成后的工件。

本实施例在具体实施时可以这样实现，首先将工件放置在焊接夹具上，通过启动一级气缸9带动铰接板10向靠近固定板8的一侧转动，当铰接板10与固定板8贴合后，二级气缸11启动带动夹爪12对工件实现固定，随后进行焊接，焊接完成后举升气缸2启动带动举升框架3沿升举稳定导向杆16上移，当上移至设计高度后翻转电机5启动向右侧转动，当第二限位部172和第四限位部182适配时即达到翻转180度，此时工件位于焊接夹具的下方，举升气缸2的活塞杆回位至一段距离至工件可以平稳接触到盛放面时，再通过依次启动二级气缸11和一级气缸9实现与工件分离并实现工件的稳定下放，移走工件，翻转电机5向左侧翻转至第一限位部171和第三限位部181适配时，即完成焊接夹具的复位工作，随后再次启动举升气缸2通过活塞杆将举升框架3和焊接夹具回复至初始位置处。

实施例

如图5所示，固定板8的底部设置有移动结构，移动结构包括铰接座13、三级气缸14和导轨一15，铰接座13固定连接在固定框架6上，三级气缸14转动连接在铰接座13上，三级气缸14的输出端转动连接在固定板8上，导轨一15固定连接在固定板8下方的固定框架6上且与固定板8滑动配合。同时固定板8的底部设有移动结构，通过三级气缸14活塞杆的外伸将推动固定板8的外移，进而使得可以实现多种规格的工件焊接和焊接后的夹爪快速与工件分离，提高生产效率。

实施例

如图6至图7所示，一种输送线，包括实施例2中的翻转夹具，还包括输送底座19，输送底座19固定设置在夹具底座1的中部且二者垂直设置，输送底座19上设有左右横向布置的导轨二20、无杆气缸和锁止组件，导轨二20上设有左右活动的输送小车22，输送小车22的底部固定设置有限位块二23和位于上表面且与工件适配的托架24。无杆气缸21用于推动输送小车22往复移动，无杆气缸为现有技术，锁止组件左右对称设置有两组，两组锁止组件均包括固定块二25、锁止结构26，两组固定块二25分别固定连接在输送小车22左右两侧的输送底座19上，两组锁止结构26均为四连杆机构组成，当输送小车22在无杆气缸作用下向远离固定块二25的一侧移动时限位块二23与锁止结构26分离。当无杆气缸作用在输送小车22时，输送小车22将带动限位块二23挤压锁止结构26，实现下压旋转直至限位块二23与锁止结构26完全分离，当无杆气缸不作用输送小车22时，输送小车22将在锁止结构26和限位块二23的联合作用下不能发生任何移动，进而可以有效保证了输送小车22的稳定性以及降低了整体输送线的安装要求。

本实施例在具体实施时可以这样实现，当举升气缸2启动举升焊接夹具至最高处时，翻转电机5将工件翻转后，随后在举升气缸2的反向作用下实现焊接夹具的下移至工件与输送小车22上的托架24接触，焊接夹具与工件分离后被下放在输送小车22上，输送小车22在无杆气缸的作用下使得限位块二23与左侧的锁止结构26和固定块二25分离，随后输送小车22进行匀速移动，同时焊接夹具在翻转电机5的作用下实现反向翻转，匀速移动至右侧至右侧的锁止结构26和固定块二25将限位块二23实现锁止，此时无杆气缸21对输送小车22不在作用，机器人可以将工件进行抓取，抓取完成后，输送小车22在无杆气缸21的作用下使得右侧的锁止结构26和固定块二25实现对限位块二23的分离，并移动至焊接夹具的正下方，此时限位块二23与左侧的固定块二25和锁止结构26实现位置的锁定。

实施例

还公开了一种输送线的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、首先将工件放置在焊接夹具上，通过启动一级气缸9带动铰接板10向靠近固定板8的一侧转动，当铰接板10与固定板8贴合后，二级气缸11启动带动夹爪12对工件实现固定，随后进行焊接；

步骤二、工件焊接完成后举升气缸2启动，通过自身的活塞杆带动举升框架3沿升举稳定导向杆16上移，当上移至设计高度后翻转电机5启动向右侧转动，旋转至第二限位部172和第四限位部182适配，此时工件位于焊接夹具的下方；

步骤三、举升气缸2再次启动通过自身的活塞杆带动焊接夹具和工件回位至工件可以平稳接触到输送小车22上的托架23时，再通过依次启动二级气缸11和一级气缸9实现与工件分离，稳定下方工件至托架23上；

步骤四、输送小车22在无杆气缸21的作用下使得限位块二23与左侧的锁止结构26和固定块二25分离，随后输送小车22进行匀速移动，同时焊接夹具在翻转电机5的作用下反向翻转至第一限位部171和第三限位部181适配，随后再次启动举升气缸2通过活塞杆将举升框架3和焊接夹具回复至初始位置处；

步骤五、输送小车22匀速移动至右侧的锁止结构26和固定块二25锁止限位块二23后，此时无杆气缸21对输送小车22不再作用，机器人可以将工件进行抓取；

步骤六、工件被抓取完成后，再次在无杆气缸的作用下带动输送小车22移动至焊接夹具的下方，等待下一循环焊接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种翻转夹具，其特征在于，包括夹具底座（1），所述夹具底座（1）的两端均固定安装有举升气缸（2），两组所述举升气缸（2）的活塞杆均固定连接有举升框架（3），两组所述举升框架（3）上均固定安装有翻转轴承（4），两组所述翻转轴承（4）的内圈上共同固定连接有同一焊接夹具，其中一个所述举升框架（3）上固定安装有翻转电机（5），所述翻转电机（5）的输出轴与焊接夹具固定连接；

所述焊接夹具包括固定框架（6）、连接板（7）、连接轴和气动夹紧组件，所述固定框架（6）的两端分别固定连接有连接板（7），两个所述连接板（7）上均固定连接有一连接轴，两个所述连接轴分别与对应的翻转轴承（4）内圈固定连接，所述气动夹紧组件包括固定板（8）、一级气缸（9）、铰接板（10）、二级气缸（11）和夹爪（12），所述固定板（8）设置在固定框架（6）上，所述固定板（8）上通过转轴转动连接有一级气缸（9），所述一级气缸（9）的输出端转动连接有铰接板（10），所述铰接板（10）转动连接在固定板（8）上且与固定板（8）位于同一平面内，所述铰接板（10）上转动连接有二级气缸（11），所述二级气缸（11）的输出端转动连接有夹爪（12），所述夹爪（12）转动连接在铰接板（10）上；

所述固定板（8）的底部设置有移动结构，所述移动结构包括铰接座（13）、三级气缸（14）和导轨一（15），所述铰接座（13）固定连接在固定框架（6）上，所述三级气缸（14）转动连接在铰接座（13）上，所述三级气缸（14）的输出端转动连接在固定板（8）上，所述导轨一（15）固定连接在固定板（8）下方的固定框架（6）上且与固定板（8）滑动配合；

每组所述举升框架（3）上均设有升降稳定导杆（16），所述升降稳定导杆（16）沿竖直方向滑动连接在夹具底座（1）上；

另一所述翻转轴承（4）的轴上固定连接限位杆（17），所述限位杆（17）上设有第一限位部（171）和第二限位部（172），对应的所述举升框架（3）上固定连接有限位块一（18），所述限位块一（18）上设有与第一限位部（171）适配的第三限位部（181）、与第二限位部（172）适配的第四限位部（182）。

2.一种输送线，包括如权利要求1所述的翻转夹具，其特征在于，还包括输送底座（19），所述输送底座（19）固定设置在夹具底座（1）的中部且二者垂直设置，所述输送底座（19）上设有导轨二（20）、无杆气缸（21）和锁止组件，所述导轨二（20）上设有活动的输送小车（22），所述输送小车（22）的底部固定设置有限位块二（23），所述无杆气缸（21）用于推动输送小车（22）往复移动，所述锁止组件用于限制限位块二（23）的位置。

3.根据权利要求2所述的一种输送线，其特征在于，所述输送小车（22）上设有与工件适配的托架（24）。

4.根据权利要求3所述的一种输送线，其特征在于，所述锁止组件对称设置有两组，两组所述锁止组件均包括固定块二（25）、锁止结构（26），两组所述固定块二（25）分别固定连接在输送小车（22）两侧的输送底座（19）上，两组所述锁止结构（26）均由四连杆机构组成，当所述输送小车（22）在无杆气缸（21）作用下向远离固定块二（25）一侧移动时限位块二（23）与锁止结构（26）分离。

5.一种如权利要求4所述的输送线的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先将工件放置在焊接夹具上，通过启动一级气缸（9）带动铰接板（10）向靠近固定板（8）的一侧转动，当铰接板（10）与固定板（8）贴合后，二级气缸（11）启动带动夹爪（12）对工件实现固定，随后进行焊接；

步骤二、工件焊接完成后举升气缸（2）启动，通过自身的活塞杆带动举升框架（3）沿升降稳定导杆（16）上移，当上移至设计高度后翻转电机（5）启动向右侧转动，旋转至第二限位部（172）和第四限位部（182）适配，此时工件位于焊接夹具的下方；

步骤三、举升气缸（2）再次启动通过自身的活塞杆带动焊接夹具和工件回位至工件可以平稳接触到输送小车（22）上的托架（24）时，再通过依次启动二级气缸（11）和一级气缸（9）实现与工件分离，稳定下方工件至托架（24）上；

步骤四、输送小车（22）在无杆气缸（21）的作用下使得限位块二（23）与左侧的锁止结构（26）和固定块二（25）分离，随后输送小车（22）进行匀速移动，同时焊接夹具在翻转电机（5）的作用下反向翻转至第一限位部（171）和第三限位部（181）适配，随后再次启动举升气缸（2）通过活塞杆将举升框架（3）和焊接夹具回复至初始位置处；

步骤五、输送小车（22）匀速移动至右侧的锁止结构（26）和固定块二（25）锁止限位块二（23）后，此时无杆气缸（21）对输送小车（22）不再作用，机器人将工件进行抓取；

步骤六、工件被抓取完成后，再次在无杆气缸（21）的作用下带动输送小车（22）移动至焊接夹具的下方，等待下一循环焊接。