CN112958965B - 一种多车型共用夹具的柔性切换装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多车型共用夹具的柔性切换装置及控制方法，包括左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4、车身转运机构5、左后气动定位机构6和右后气动定位机构7。所述左前伺服定位机构1和右前伺服定位机构2对称布置于车身转运机构5前部两侧，左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4对称布置于车身转运机构5中部两侧，左后气动定位机构6和右后气动定位机构7对称布置于车身转运机构5后部两侧。本设计不仅可以使用一套系统对多种白车身进行定位，有效提高夹具的利用率，而且可以通过PLC控制器控制定位销切换，有效缩短不同车型定位销切换的时间，提高生产效率。

Description

一种多车型共用夹具的柔性切换装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种多车型共用夹具的柔性切换装置及控制方法，具体适用于汽车制造设备领域。

背景技术

随着汽车产业化的发展，柔性高、周期短、成本少、能耗低成为了各汽车厂商追逐的目标，代表了汽车制造业的发展方向。传统的滚床滑橇车身定位系统，是一个由柔性夹具、升降滚床、滑橇以及车身组成的机械系统。通过滚床的下降运动，带动车身和滑橇降低，车身落到下夹具上后，通过下夹具上的夹紧设备将车身固定，滚床和滑橇继续下降直至最低点，机器人焊钳按照事先调整好的轨迹开始焊接，焊接完成后，下夹具打开，滚床带动滑橇以及车身上升，升至最高点后，将滑橇和车身输送到下一工位。对于柔性夹具，需要满足汽车厂家的RPS(REFERENZPUCKTSYSTEM 点定位系统)，由机械结构区分不同车型，理论上来说最多可以满足4至5种不同的车型。

这种柔性夹具可满足多种车型生产焊接要求，但其仍存在以下缺陷：

1、机械结构复杂，动作顺序繁杂，降低了白车身焊接效率。

2、柔性夹具切换机构体积较大、占用空间比较大，不便于生产线设备布置，影响生产线工作的流畅性。

3、夹具切换系统需设置多个电机，生产成本较高，维护难度大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的机械结构复杂，动作顺序繁杂，提供了一种采用PLC控制器及高性能传感器伺服控制、切换动作简单的多车型共用夹具的柔性切换装置及控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种多车型共用夹具的柔性切换装置，所述柔性切换装置包括：左前伺服定位机构、右前伺服定位机构、左中伺服定位机构、右中伺服定位机构和车身转运机构；左前伺服定位机构和右前伺服定位机构对称布置于车身转运机构前部两侧，左中伺服定位机构和右中伺服定位机构对称布置于车身转运机构中部两侧，所述车身转运机构上设置有车型编码读写头，所述左中伺服定位机构和右中伺服定位机构可沿车身转运机构前后方向移动。

所述左前伺服定位机构和右前伺服定位机构为镜像对称结构，所述左中伺服定位机构和右中伺服定位机构为镜像对称结构；所述左前伺服定位机构旋转机构的中轴线和右前伺服定位机构旋转机构的中轴线相重合，所述左中伺服定位机构旋转机构的中轴线和右中伺服定位机构旋转机构的中轴线相重合。

所述左前伺服定位机构包括：第一底座、第一伺服电机、第一转盘、第一旋转固定柱、第一安装盘、第一安装座、第一旋转角度检测开关、第一管线架和白车身定位装置；所述第一转盘和第一管线架分别设置于第一底座上端的相异侧，所述第一转盘近车身转运机构设置；所述第一管线架的下方设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机固定于第一底座的中部,所述第一伺服电机的动力输出轴通过减速机构与第一转盘传动配合；

所述第一安装盘的一侧与第一转盘固定连接，所述第一旋转固定柱的另一侧与第一旋转固定柱的侧部固定连接，所述第一旋转固定柱和第一安装盘的中轴线位于第一转盘的旋转中心所在的直线上，

所述第一旋转固定柱为矩形柱结构，所述第一旋转固定柱四周的侧壁上各设置有一个第一安装座，所述白车身定位装置的端部通过螺栓与第一安装座固定连接；所述第一旋转角度检测开关固定于第一转盘上。

所述左中伺服定位机构包括：第二底座、第二伺服电机、第二转盘、第二旋转固定柱、第二安装盘、第二安装座、第二旋转角度检测开关、第二管线架、第二伸缩气缸、限位气缸、第二滑块、第二滑轨和白车身定位装置；

所述第二转盘和第二管线架分别设置于第二底座上端的相异侧，所述第二转盘近车身转运机构设置；所述第二管线架的下方设置有第二伺服电机，所述第二伺服电机固定于第二底座的中部,所述第二伺服电机的动力输出轴通过减速机构与第二转盘传动配合；

所述第二安装盘的一侧与第二转盘固定连接，所述第二旋转固定柱的另一侧与第二旋转固定柱的侧部固定连接，所述第二旋转固定柱和第二安装盘的中轴线位于第二转盘的旋转中心所在的直线上，

所述第二旋转固定柱为矩形柱结构，所述第二旋转固定柱四周的侧壁上各设置有一个第二安装座，所述白车身定位装置的端部通过螺栓与第二安装座固定连接；所述第二旋转角度检测开关固定于第二转盘上

所述第二底座的底部同时与第二滑块、第二伸缩气缸的活塞杆和限位气缸的活塞杆固定连接，所述限位气缸的缸体近第一底座设置，所述第二伸缩气缸的缸体远第一底座设置，第二滑块的侧部设置有第二滑轨，所述第二滑块可沿第二滑轨移动。

所述第一安装座和第二安装座的布置位置根据白车身的定位要求设置。

所述白车身定位装置包括：旋臂、定位销、车身检测开关和定位销支架；所述旋臂为金属立柱结构，所述旋臂的一端设置有与第一安装座或第二安装座相匹配的固定孔，所述旋臂的另一端设置有开设有多个螺栓安装孔的安装面，所述旋臂顶部设置有车身检测开关，所述定位销支架通过固定螺栓与安装面固定连接，所述定位销与定位销支架固定连接；所述定位销的结构根据白车身的定位要求设置，所述定位销支架的结构根据白车身的定位要求设置。

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：左后气动定位机构和右后气动定位机构；所述左后气动定位机构和右后气动定位机构对称布置于车身转运机构后部两侧；所述左后气动定位机构和右后气动定位机构的机械结构为镜像对称结构；所述左后气动定位机构和右后气动定位机构的翻转机构的旋转轴位于同一直线；所述左后气动定位机构和右后气动定位机构可沿车身转运机构前后方向移动；

所述左后气动定位机构包括：第三底座、翻转机构、第三定位销、翻转气缸、第三伸缩气缸、第三滑块和第三滑轨；所述旋臂与第三底座铰链配合，所述翻转机构的顶部设置有第三定位销，所述翻转机构的中部与翻转气缸的活塞杆固定连接，所述翻转气缸的缸体底部固定设置于地面；

所述第三底座的底部与第三滑块的顶部固定连接，所述第三底座的侧部与第三伸缩气缸的活塞杆固定连接，所述第三伸缩气缸的缸体固定设置于地面，所述第三滑轨可沿第三滑轨移动，所述第三滑轨固定设置于地面。

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：控制器，所述控制器的信号输出端分别与左前伺服定位机构、右前伺服定位机构、左中伺服定位机构、右中伺服定位机构、左后气动定位机构、右后气动定位机构的信号输入端相连接；所述控制器的信号输入端与左前伺服定位机构、右前伺服定位机构、左中伺服定位机构、右中伺服定位机构和车身转运机构的信号输出端相连接。

一种多车型共用夹具的柔性切换装置控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

第一步：准备步骤，将白车身进行运送及识别：

车身转运机构将待焊接白车身运送至多车型共用夹具上方，车身转运机构上的车型编码读写头读取白车身编码并向控制器发出车身类别信号，此时准备步骤完成；

第二步：切换步骤，将多车型共用夹具进行切换：

控制器分别向左前伺服定位机构、右前伺服定位机构、左中伺服定位机构、右中伺服定位机构发出信号驱动各组件同时开始工作，左中伺服定位机构中的第二伸缩气缸和限位气缸驱动第二滑块在第二滑轨上移动，第二滑块带动左中伺服定位机构和右中伺服定位机构移动至设定位置， 左前伺服定位机构、左中伺服定位机构中的第一伺服电机、第二伺服电机分别驱动第一转盘和第二转盘进行旋转并带动第一旋转固定柱和第二旋转固定柱切换到相应的车型夹具，

第一旋转固定柱和第二旋转固定柱旋转到设定角度后，第一旋转角度检测开关和第二旋转角度检测开关检测到相应的角度信号并向控制器发出车型夹具到位信号，控制器收到车型夹具到位信号后发出工作停止信号控制伺服电机停止工作，

当白车身为加长车型时，控制器分别向左后气动定位机构、右后气动定位机构发出信号驱动各组件同时开始工作，左后气动定位机构中的第三伸缩气缸驱动第三滑块在第三滑轨上移动，第三滑块带动左后气动定位机构移动至设定位置，左后气动定位机构中的翻转气缸驱动翻转机构翻转至设定角度，

右前伺服定位机构、右中伺服定位机构、右后气动定位机构的切换步骤与左侧相同，左、右侧伺服驱动旋转机构同时发出车型夹具到位信号后切换步骤完成；

第三步：定位步骤，将白车身进行定位：

控制器发出信号驱动车身转运机构工作，车身转运机构将待焊接白车身下降至设定高度，待焊接白车身下降至设定高度后，左前伺服定位机构中的车身检测开关检测到车身后发出信号驱动伺服电机工作，伺服电机驱动第一转盘和第二转盘进行旋转并带动各定位销移动至设定位置，右前伺服定位机构、右中伺服定位机构的定位步骤与左侧相同，各定位销穿过待焊接白车身上的定位孔并定位待焊接白车身，此时定位步骤完成；

第四步：焊接及脱离步骤，将白车身进行焊接及脱离：

控制器发出车身类别信号驱动焊接机器人工作，待焊接机器人工作完成后，焊接机器人向控制器发出工作完成信号，控制器分别发出信号驱动车身转运机构、左前伺服定位机构、左中伺服定位机构、左后气动定位机构、右前伺服定位机构、右中伺服定位机构和右后气动定位机构工作，车身转运机构上升至设定高度并向下一工位移动，同时左前伺服定位机构、左中伺服定位机构、左后气动定位机构、右前伺服定位机构、右中伺服定位机构和右后气动定位机构中的伺服电机和伸缩气缸工作，带动旋臂旋转45度，此时焊接流程完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置利用PLC控制器控制伺服定位机构的伺服电机工作，伺服电机驱动多车型共用夹具中的转盘转动，带动定位销进行切换，使得本系统可以匹配多种白车身上的定位孔。因此，本设计可以对不同的白车身进行焊接定位工作，有效提高夹具的利用率，降低生产成本。

2、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置利用PLC控制器控制伸缩气缸工作，伸缩气缸控制伺服定位机构的滑台结构运动，使得本系统可以满足多种白车身生产焊接流程中的定位需求。因此，本设计可以用一套生产设备满足不同生产需求，有效提高生产线的柔性化程度。

3、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置中安装座在旋转固定柱上的位置可以调整，以便匹配白车身上的定位孔位置，避免定位销与旋臂的弯矩过大，减小旋臂的强度要求。因此，本设计对伺服定位机构机械强度要求较低，可以有效降低系统生产成本。

4、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置中定位销及定位销支架结构可变，可以改变定位销在旋臂是的安装位置及安装角度，以便使定位销匹配不同白车身的定位孔。因此，本设计对不同的白车身进行焊接定位工作，提高系统适配范围。

5、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置在使用时车身检测开关及旋转角度检测开关共同工作，可以精确识别白车身及定位机构的相对位置，实现对白车身的准确定位。因此，本设计对白车身的定位精确可靠，系统工作稳定性高。

6、本发明一种多车型共用夹具的柔性切换装置在使用时车型编码读写头可以自动识别白车身型号并发送给PLC控制器，通过PLC控制器控制伺服定位机构切换到相应的工作状态，不需要操作人员手动识别、切换。因此，本设计可以有效缩短不同车型定位销切换的时间，提高生产效率，同时降低操作人员工作量，减少人力成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中左前伺服定位机构的结构示意图。

图3是本发明中左中伺服定位机构的结构示意图。

图4是本发明中左后气动定位机构的结构示意图。

图中：左前伺服定位机构1、第一底座11、第一伺服电机12、第一转盘13、第一旋转固定柱14、第一安装盘15、第一安装座16、第一旋转角度检测开关17、第一管线架18、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、第二底座31、第二伺服电机32、第二转盘33、第二旋转固定柱34、第二安装盘35、第二安装座36、第二旋转角度检测开关37、第二管线架38、第二伸缩气缸39、限位气缸40、第二滑块41、第二滑轨42、右中伺服定位机构4、车身转运机构5、左后气动定位机构6、第三底座61、翻转机构62、第三定位销63、翻转气缸64、第三伸缩气缸65、第三滑块66、第三滑轨67、右后气动定位机构7、白车身定位装置8、旋臂81、定位销82、车身检测开关83、定位销支架84。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，

一种多车型共用夹具的柔性切换装置，所述柔性切换装置包括：左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4和车身转运机构5；左前伺服定位机构1和右前伺服定位机构2对称布置于车身转运机构5前部两侧，左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4对称布置于车身转运机构5中部两侧，所述车身转运机构5上设置有车型编码读写头51，所述左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4可沿车身转运机构5前后方向移动。

所述左前伺服定位机构1和右前伺服定位机构2为镜像对称结构，所述左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4为镜像对称结构；所述左前伺服定位机构1旋转机构的中轴线和右前伺服定位机构2旋转机构的中轴线相重合，所述左中伺服定位机构3旋转机构的中轴线和右中伺服定位机构4旋转机构的中轴线相重合。

所述左前伺服定位机构1包括：第一底座11、第一伺服电机12、第一转盘13、第一旋转固定柱14、第一安装盘15、第一安装座16、第一旋转角度检测开关17、第一管线架18和白车身定位装置8；所述第一转盘13和第一管线架18分别设置于第一底座11上端的相异侧，所述第一转盘13近车身转运机构5设置；所述第一管线架18的下方设置有第一伺服电机12，所述第一伺服电机12固定于第一底座11的中部,所述第一伺服电机12的动力输出轴通过减速机构与第一转盘13传动配合；

所述第一安装盘15的一侧与第一转盘13固定连接，所述第一旋转固定柱14的另一侧与第一旋转固定柱14的侧部固定连接，所述第一旋转固定柱14和第一安装盘15的中轴线位于第一转盘13的旋转中心所在的直线上，

所述第一旋转固定柱14为矩形柱结构，所述第一旋转固定柱14四周的侧壁上各设置有一个第一安装座16，所述白车身定位装置8的端部通过螺栓与第一安装座16固定连接；所述第一旋转角度检测开关17固定于第一转盘13上。

所述左中伺服定位机构3包括：第二底座31、第二伺服电机32、第二转盘33、第二旋转固定柱34、第二安装盘35、第二安装座36、第二旋转角度检测开关37、第二管线架38、第二伸缩气缸39、限位气缸40、第二滑块41、第二滑轨42和白车身定位装置8；

所述第二转盘33和第二管线架38分别设置于第二底座31上端的相异侧，所述第二转盘33近车身转运机构5设置；所述第二管线架38的下方设置有第二伺服电机32，所述第二伺服电机32固定于第二底座31的中部,所述第二伺服电机32的动力输出轴通过减速机构与第二转盘33传动配合；

所述第二安装盘35的一侧与第二转盘33固定连接，所述第二旋转固定柱34的另一侧与第二旋转固定柱34的侧部固定连接，所述第二旋转固定柱34和第二安装盘35的中轴线位于第二转盘33的旋转中心所在的直线上，

所述第二旋转固定柱34为矩形柱结构，所述第二旋转固定柱34四周的侧壁上各设置有一个第二安装座36，所述白车身定位装置8的端部通过螺栓与第二安装座36固定连接；所述第二旋转角度检测开关37固定于第二转盘33上

所述第二底座31的底部同时与第二滑块41、第二伸缩气缸39的活塞杆和限位气缸40的活塞杆固定连接，所述限位气缸40的缸体近第一底座11设置，所述第二伸缩气缸39的缸体远第一底座11设置，第二滑块41的侧部设置有第二滑轨42，所述第二滑块41可沿第二滑轨42移动。

所述第一安装座16和第二安装座36的布置位置根据白车身的定位要求设置。

所述白车身定位装置8包括：旋臂81、定位销82、车身检测开关83和定位销支架84；所述旋臂81为金属立柱结构，所述旋臂81的一端设置有与第一安装座16或第二安装座36相匹配的固定孔，所述旋臂81的另一端设置有开设有多个螺栓安装孔的安装面，所述定位销支架84通过固定螺栓与安装面固定连接，所述定位销82与定位销支架84固定连接，所述旋臂81顶部设置有车身检测开关83；所述定位销82的结构根据白车身的定位要求设置，所述定位销支架84的结构根据白车身的定位要求设置。

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：左后气动定位机构6和右后气动定位机构7；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7对称布置于车身转运机构5后部两侧；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7的机械结构为镜像对称结构；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7的翻转机构的旋转轴位于同一直线；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7可沿车身转运机构5前后方向移动；

所述左后气动定位机构6包括：第三底座61、翻转机构62、第三定位销63、翻转气缸64、第三伸缩气缸65、第三滑块66和第三滑轨67；所述旋臂81与第三底座61铰链配合，所述翻转机构62的顶部设置有第三定位销63，所述翻转机构62的中部与翻转气缸64的活塞杆固定连接，所述翻转气缸64的缸体底部固定设置于地面；

所述第三底座61的底部与第三滑块66的顶部固定连接，所述第三底座61的侧部与第三伸缩气缸65的活塞杆固定连接，所述第三伸缩气缸65的缸体固定设置于地面，所述第三滑轨67可沿第三滑轨67移动，所述第三滑轨67固定设置于地面。

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：控制器，所述控制器的信号输出端分别与左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4、左后气动定位机构6、右后气动定位机构7的信号输入端相连接；所述控制器的信号输入端与左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4和车身转运机构5的信号输出端相连接。

一种多车型共用夹具的柔性切换装置控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

第一步：准备步骤，将白车身进行运送及识别：

车身转运机构5将待焊接白车身运送至多车型共用夹具上方，车身转运机构5上的车型编码读写头51读取白车身编码并向控制器发出车身类别信号，此时准备步骤完成；

第二步：切换步骤，将多车型共用夹具进行切换：

控制器分别向左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4发出信号驱动各组件同时开始工作，左中伺服定位机构3中的第二伸缩气缸39和限位气缸40驱动第二滑块41在第二滑轨42上移动，第二滑块41带动左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4移动至设定位置， 左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3中的第一伺服电机12、第二伺服电机32分别驱动第一转盘13和第二转盘33进行旋转并带动第一旋转固定柱14和第二旋转固定柱34切换到相应的车型夹具，

第一旋转固定柱14和第二旋转固定柱34旋转到设定角度后，第一旋转角度检测开关17和第二旋转角度检测开关37检测到相应的角度信号并向控制器发出车型夹具到位信号，控制器收到车型夹具到位信号后发出工作停止信号控制伺服电机停止工作，

当白车身为加长车型时，控制器分别向左后气动定位机构6、右后气动定位机构7发出信号驱动各组件同时开始工作，左后气动定位机构6中的第三伸缩气缸65驱动第三滑块66在第三滑轨67上移动，第三滑块66带动左后气动定位机构6移动至设定位置，左后气动定位机构6中的翻转气缸64驱动翻转机构62翻转至设定角度，

右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4、右后气动定位机构7的切换步骤与左侧相同，左、右侧伺服驱动旋转机构同时发出车型夹具到位信号后切换步骤完成；

第三步：定位步骤，将白车身进行定位：

控制器发出信号驱动车身转运机构5工作，车身转运机构5将待焊接白车身下降至设定高度，待焊接白车身下降至设定高度后，左前伺服定位机构1中的车身检测开关83检测到车身后发出信号驱动伺服电机工作，伺服电机驱动第一转盘13和第二转盘33进行旋转并带动各定位销移动至设定位置，右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4的定位步骤与左侧相同，各定位销穿过待焊接白车身上的定位孔并定位待焊接白车身，此时定位步骤完成；

第四步：焊接及脱离步骤，将白车身进行焊接及脱离：

控制器发出车身类别信号驱动焊接机器人工作，待焊接机器人工作完成后，焊接机器人向控制器发出工作完成信号，控制器分别发出信号驱动车身转运机构5、左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3、左后气动定位机构6、右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4和右后气动定位机构7工作，车身转运机构5上升至设定高度并向下一工位移动，同时左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3、左后气动定位机构6、右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4和右后气动定位机构7中的伺服电机和伸缩气缸工作，带动旋臂旋转45度，此时焊接流程完成。

本发明的原理说明如下：

本设计中的第一安装座16在第一旋转固定柱14上的安装位置和第二安装座36在第二旋转固定柱34的安装位置会根据白车身定位需求调整，以便配合白车身定位装置8的安装需求，减小定位销82与旋臂81的弯矩。

本设计中定位销82的大小和结构会根据白车身定位需求改变，以保证定位销尺寸及角度匹配白车身上的定位孔尺寸及角度。

本设计中定位销支架84的结构会根据白车身定位需求改变，以保证定位销82定位中心可以落在旋臂81上。

实施例1：

一种多车型共用夹具的柔性切换装置，所述柔性切换装置包括：左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4和车身转运机构5；左前伺服定位机构1和右前伺服定位机构2对称布置于车身转运机构5前部两侧，左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4对称布置于车身转运机构5中部两侧，所述车身转运机构5上设置有车型编码读写头51，所述左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4可沿车身转运机构5前后方向移动。

所述左前伺服定位机构1和右前伺服定位机构2为镜像对称结构，所述左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4为镜像对称结构；所述左前伺服定位机构1旋转机构的中轴线和右前伺服定位机构2旋转机构的中轴线相重合，所述左中伺服定位机构3旋转机构的中轴线和右中伺服定位机构4旋转机构的中轴线相重合。

所述左前伺服定位机构1包括：第一底座11、第一伺服电机12、第一转盘13、第一旋转固定柱14、第一安装盘15、第一安装座16、第一旋转角度检测开关17、第一管线架18和白车身定位装置8；所述第一转盘13和第一管线架18分别设置于第一底座11上端的相异侧，所述第一转盘13近车身转运机构5设置；所述第一管线架18的下方设置有第一伺服电机12，所述第一伺服电机12固定于第一底座11的中部,所述第一伺服电机12的动力输出轴通过减速机构与第一转盘13传动配合；

所述第一安装盘15的一侧与第一转盘13固定连接，所述第一旋转固定柱14的另一侧与第一旋转固定柱14的侧部固定连接，所述第一旋转固定柱14和第一安装盘15的中轴线位于第一转盘13的旋转中心所在的直线上，

所述第一旋转固定柱14为矩形柱结构，所述第一旋转固定柱14四周的侧壁上各设置有一个第一安装座16，所述白车身定位装置8的端部通过螺栓与第一安装座16固定连接；所述第一旋转角度检测开关17固定于第一转盘13上。

所述左中伺服定位机构3包括：第二底座31、第二伺服电机32、第二转盘33、第二旋转固定柱34、第二安装盘35、第二安装座36、第二旋转角度检测开关37、第二管线架38、第二伸缩气缸39、限位气缸40、第二滑块41、第二滑轨42和白车身定位装置8；

所述第二转盘33和第二管线架38分别设置于第二底座31上端的相异侧，所述第二转盘33近车身转运机构5设置；所述第二管线架38的下方设置有第二伺服电机32，所述第二伺服电机32固定于第二底座31的中部,所述第二伺服电机32的动力输出轴通过减速机构与第二转盘33传动配合；

所述第二安装盘35的一侧与第二转盘33固定连接，所述第二旋转固定柱34的另一侧与第二旋转固定柱34的侧部固定连接，所述第二旋转固定柱34和第二安装盘35的中轴线位于第二转盘33的旋转中心所在的直线上，

所述第二旋转固定柱34为矩形柱结构，所述第二旋转固定柱34四周的侧壁上各设置有一个第二安装座36，所述白车身定位装置8的端部通过螺栓与第二安装座36固定连接；所述第二旋转角度检测开关37固定于第二转盘33上

所述第二底座31的底部同时与第二滑块41、第二伸缩气缸39的活塞杆和限位气缸40的活塞杆固定连接，所述限位气缸40的缸体近第一底座11设置，所述第二伸缩气缸39的缸体远第一底座11设置，第二滑块41的侧部设置有第二滑轨42，所述第二滑块41可沿第二滑轨42移动。

所述第一安装座16和第二安装座36的布置位置根据白车身的定位要求设置。

所述白车身定位装置8包括：旋臂81、定位销82、车身检测开关83和定位销支架84；所述旋臂81为金属立柱结构，所述旋臂81的一端设置有与第一安装座16或第二安装座36相匹配的固定孔，所述旋臂81的另一端设置有开设有多个螺栓安装孔的安装面，所述定位销支架84通过固定螺栓与安装面固定连接，所述定位销82与定位销支架84固定连接，所述旋臂81顶部设置有车身检测开关83；所述定位销82的结构根据白车身的定位要求设置，所述定位销支架84的结构根据白车身的定位要求设置。

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：控制器，所述控制器的信号输出端分别与左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4、左后气动定位机构6、右后气动定位机构7的信号输入端相连接；所述控制器的信号输入端与左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4和车身转运机构5的信号输出端相连接。

一种多车型共用夹具的柔性切换装置控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

第一步：准备步骤，将白车身进行运送及识别：

车身转运机构5将待焊接白车身运送至多车型共用夹具上方，车身转运机构5上的车型编码读写头51读取白车身编码并向控制器发出车身类别信号，此时准备步骤完成；

第二步：切换步骤，将多车型共用夹具进行切换：

控制器分别向左前伺服定位机构1、右前伺服定位机构2、左中伺服定位机构3、右中伺服定位机构4发出信号驱动各组件同时开始工作，左中伺服定位机构3中的第二伸缩气缸39和限位气缸40驱动第二滑块41在第二滑轨42上移动，第二滑块41带动左中伺服定位机构3和右中伺服定位机构4移动至设定位置， 左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3中的第一伺服电机12、第二伺服电机32分别驱动第一转盘13和第二转盘33进行旋转并带动第一旋转固定柱14和第二旋转固定柱34切换到相应的车型夹具，

第一旋转固定柱14和第二旋转固定柱34旋转到设定角度后，第一旋转角度检测开关17和第二旋转角度检测开关37检测到相应的角度信号并向控制器发出车型夹具到位信号，控制器收到车型夹具到位信号后发出工作停止信号控制伺服电机停止工作，

当白车身为加长车型时，控制器分别向左后气动定位机构6、右后气动定位机构7发出信号驱动各组件同时开始工作，左后气动定位机构6中的第三伸缩气缸65驱动第三滑块66在第三滑轨67上移动，第三滑块66带动左后气动定位机构6移动至设定位置，左后气动定位机构6中的翻转气缸64驱动翻转机构62翻转至设定角度，

右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4、右后气动定位机构7的切换步骤与左侧相同，左、右侧伺服驱动旋转机构同时发出车型夹具到位信号后切换步骤完成；

第三步：定位步骤，将白车身进行定位：

控制器发出信号驱动车身转运机构5工作，车身转运机构5将待焊接白车身下降至设定高度，待焊接白车身下降至设定高度后，左前伺服定位机构1中的车身检测开关83检测到车身后发出信号驱动伺服电机工作，伺服电机驱动第一转盘13和第二转盘33进行旋转并带动各定位销移动至设定位置，右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4的定位步骤与左侧相同，各定位销穿过待焊接白车身上的定位孔并定位待焊接白车身，此时定位步骤完成；

第四步：焊接及脱离步骤，将白车身进行焊接及脱离：

控制器发出车身类别信号驱动焊接机器人工作，待焊接机器人工作完成后，焊接机器人向控制器发出工作完成信号，控制器分别发出信号驱动车身转运机构5、左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3、左后气动定位机构6、右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4和右后气动定位机构7工作，车身转运机构5上升至设定高度并向下一工位移动，同时左前伺服定位机构1、左中伺服定位机构3、左后气动定位机构6、右前伺服定位机构2、右中伺服定位机构4和右后气动定位机构7中的伺服电机和伸缩气缸工作，带动旋臂旋转45度，此时焊接流程完成。

实施例2：

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：左后气动定位机构6和右后气动定位机构7；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7对称布置于车身转运机构5后部两侧；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7的机械结构为镜像对称结构；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7的翻转机构的旋转轴位于同一直线；所述左后气动定位机构6和右后气动定位机构7可沿车身转运机构5前后方向移动；

所述左后气动定位机构6包括：第三底座61、翻转机构62、第三定位销63、翻转气缸64、第三伸缩气缸65、第三滑块66和第三滑轨67；所述旋臂81与第三底座61铰链配合，所述翻转机构62的顶部设置有第三定位销63，所述翻转机构62的中部与翻转气缸64的活塞杆固定连接，所述翻转气缸64的缸体底部固定设置于地面；

所述第三底座61的底部与第三滑块66的顶部固定连接，所述第三底座61的侧部与第三伸缩气缸65的活塞杆固定连接，所述第三伸缩气缸65的缸体固定设置于地面，所述第三滑轨67可沿第三滑轨67移动，所述第三滑轨67固定设置于地面。

实施例3：

在本实施例中，所述第一旋转固定柱14上的4个第一安装座16分别布置于第一旋转固定柱14的四角。

所述第二旋转固定柱34上的4个第二安装座36分别布置于第二旋转固定柱34中部。

Claims (4)

1.一种多车型共用夹具的柔性切换装置，其特征在于：

所述柔性切换装置包括：左前伺服定位机构（1）、右前伺服定位机构（2）、左中伺服定位机构（3）、右中伺服定位机构（4）和车身转运机构（5）；所述左前伺服定位机构（1）和右前伺服定位机构（2）对称布置于车身转运机构（5）前部两侧，所述左前伺服定位机构（1）和右前伺服定位机构（2）为镜像对称结构，所述左前伺服定位机构（1）旋转机构的中轴线和右前伺服定位机构（2）旋转机构的中轴线相重合，所述左中伺服定位机构（3）和右中伺服定位机构（4）对称布置于车身转运机构（5）中部两侧，所述左中伺服定位机构（3）和右中伺服定位机构（4）为镜像对称结构，所述左中伺服定位机构（3）旋转机构的中轴线和右中伺服定位机构（4）旋转机构的中轴线相重合，所述车身转运机构（5）上设置有车型编码读写头（51），所述左中伺服定位机构（3）和右中伺服定位机构（4）可沿车身转运机构（5）前后方向移动，所述左前伺服定位机构（1）包括：第一底座（11）、第一伺服电机(12)、第一转盘(13)、第一旋转固定柱(14)、第一安装盘(15)、第一安装座(16)、第一旋转角度检测开关(17)、第一管线架(18)和白车身定位装置(8)；所述第一转盘(13)和第一管线架(18)分别设置于第一底座（11）上端的相异侧，所述第一转盘(13)近车身转运机构（5）设置；所述第一管线架(18)的下方设置有第一伺服电机(12)，所述第一伺服电机(12)固定于第一底座（11）的中部,所述第一伺服电机(12)的动力输出轴通过减速机构与第一转盘(13)传动配合；所述第一安装盘(15)的一侧与第一转盘(13)固定连接，所述第一安装盘(15)的另一侧与第一旋转固定柱(14)的侧部固定连接，所述第一旋转固定柱(14)和第一安装盘(15)的中轴线位于第一转盘(13)的旋转中心所在的直线上，所述第一旋转固定柱(14)为矩形柱结构，所述第一旋转固定柱(14)四周的侧壁上各设置有一个第一安装座(16)，所述白车身定位装置(8)的端部通过螺栓与第一安装座(16)固定连接；所述第一旋转角度检测开关(17)固定于第一转盘(13)上；所述左中伺服定位机构（3）包括：第二底座(31)、第二伺服电机(32)、第二转盘(33)、第二旋转固定柱(34)、第二安装盘(35)、第二安装座(36)、第二旋转角度检测开关(37)、第二管线架(38)、第二伸缩气缸(39)、限位气缸(40)、第二滑块(41)、第二滑轨(42)和白车身定位装置(8)；所述第二转盘(33)和第二管线架(38)分别设置于第二底座(31)上端的相异侧，所述第二转盘(33)近车身转运机构（5）设置；所述第二管线架(38)的下方设置有第二伺服电机(32)，所述第二伺服电机(32)固定于第二底座(31)的中部,所述第二伺服电机(32)的动力输出轴通过减速机构与第二转盘(33)传动配合；所述第二安装盘(35)的一侧与第二转盘(33)固定连接，所述第二安装盘(35)的另一侧与第二旋转固定柱(34)的侧部固定连接，所述第二旋转固定柱(34)和第二安装盘(35)的中轴线位于第二转盘(33)的旋转中心所在的直线上，所述第二旋转固定柱(34)为矩形柱结构，所述第二旋转固定柱(34)四周的侧壁上各设置有一个第二安装座(36)，所述白车身定位装置(8)的端部通过螺栓与第二安装座(36)固定连接；所述第二旋转角度检测开关(37)固定于第二转盘(33)上；所述第二底座(31)的底部同时与第二滑块(41)、第二伸缩气缸(39)的活塞杆和限位气缸(40)的活塞杆固定连接，所述限位气缸(40)的缸体近第一底座（11）设置，所述第二伸缩气缸(39)的缸体远第一底座（11）设置，第二滑块(41)的侧部设置有第二滑轨(42)，所述第二滑块(41)可沿第二滑轨(42)移动；所述第一安装座(16)和第二安装座(36)的布置位置根据白车身的定位要求设置；所述白车身定位装置(8)包括：旋臂(81)、定位销(82)、车身检测开关(83)和定位销支架(84)；所述旋臂(81)为金属立柱结构，所述旋臂(81)的一端设置有与第一安装座(16)或第二安装座(36)相匹配的固定孔，所述旋臂(81)的另一端设置有开设有多个螺栓安装孔的安装面，定位销支架(84)通过固定螺栓与安装面固定连接，所述定位销(82)与定位销支架(84)固定连接，所述旋臂(81)顶部设置有车身检测开关(83)；所述定位销(82)的结构根据白车身的定位要求设置，所述定位销支架(84)的结构根据白车身的定位要求设置。

2.根据权利要求1所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置，其特征在于：

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：左后气动定位机构（6）和右后气动定位机构（7）；所述左后气动定位机构（6）和右后气动定位机构（7）对称布置于车身转运机构（5）后部两侧；所述左后气动定位机构（6）和右后气动定位机构（7）的机械结构为镜像对称结构；所述左后气动定位机构（6）和右后气动定位机构（7）的翻转机构的旋转轴位于同一直线；所述左后气动定位机构（6）和右后气动定位机构（7）可沿车身转运机构（5）前后方向移动；

所述左后气动定位机构（6）包括：第三底座（61）、翻转机构（62）、第三定位销（63）、翻转气缸（64）、第三伸缩气缸（65）、第三滑块（66）和第三滑轨（67）；所述旋臂(81)与第三底座（61）铰链配合，所述翻转机构（62）的顶部设置有第三定位销（63），所述翻转机构（62）的中部与翻转气缸（64）的活塞杆固定连接，所述翻转气缸（64）的缸体底部固定设置于地面；

所述第三底座（61）的底部与第三滑块（66）的顶部固定连接，所述第三底座（61）的侧部与第三伸缩气缸（65）的活塞杆固定连接，所述第三伸缩气缸（65）的缸体固定设置于地面，所述第三滑轨（67）可沿第三滑轨（67）移动，所述第三滑轨（67）固定设置于地面。

3.根据权利要求2所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置，其特征在于：

所述一种多车型共用夹具的柔性切换装置还包括：控制器，所述控制器的信号输出端分别与左前伺服定位机构（1）、右前伺服定位机构（2）、左中伺服定位机构（3）、右中伺服定位机构（4）、左后气动定位机构（6）、右后气动定位机构（7）的信号输入端相连接；所述控制器的信号输入端与左前伺服定位机构（1）、右前伺服定位机构（2）、左中伺服定位机构（3）、右中伺服定位机构（4）和车身转运机构（5）的信号输出端相连接。

4.一种权利要求1至3中的任意一项所述的多车型共用夹具的柔性切换装置控制方法，其特征在于：

所述控制方法包括以下步骤：

第一步：准备步骤，将白车身进行运送及识别：

车身转运机构（5）将待焊接白车身运送至多车型共用夹具上方，车身转运机构（5）上的车型编码读写头（51）读取白车身编码并向控制器发出车身类别信号，此时准备步骤完成；

第二步：切换步骤，将多车型共用夹具进行切换：

控制器分别向左前伺服定位机构（1）、右前伺服定位机构（2）、左中伺服定位机构（3）、右中伺服定位机构（4）发出信号驱动各组件同时开始工作，左中伺服定位机构（3）中的第二伸缩气缸(39)和限位气缸(40)驱动第二滑块(41)在第二滑轨(42)上移动，第二滑块(41)带动左中伺服定位机构（3）和右中伺服定位机构（4）移动至设定位置， 左前伺服定位机构（1）、左中伺服定位机构（3）中的第一伺服电机(12)、第二伺服电机(32)分别驱动第一转盘(13)和第二转盘(33)进行旋转并带动第一旋转固定柱(14)和第二旋转固定柱(34)切换到相应的车型夹具，

第一旋转固定柱(14)和第二旋转固定柱(34)旋转到设定角度后，第一旋转角度检测开关(17)和第二旋转角度检测开关(37)检测到相应的角度信号并向控制器发出车型夹具到位信号，控制器收到车型夹具到位信号后发出工作停止信号控制伺服电机停止工作，

当白车身为加长车型时，控制器分别向左后气动定位机构（6）、右后气动定位机构（7）发出信号驱动各组件同时开始工作，左后气动定位机构（6）中的第三伸缩气缸（65）驱动第三滑块（66）在第三滑轨（67）上移动，第三滑块（66）带动左后气动定位机构（6）移动至设定位置，左后气动定位机构（6）中的翻转气缸（64）驱动翻转机构（62）翻转至设定角度，

右前伺服定位机构（2）、右中伺服定位机构（4）、右后气动定位机构（7）的切换步骤与左侧相同，左、右侧伺服驱动旋转机构同时发出车型夹具到位信号后切换步骤完成；

第三步：定位步骤，将白车身进行定位：

控制器发出信号驱动车身转运机构（5）工作，车身转运机构（5）将待焊接白车身下降至设定高度，待焊接白车身下降至设定高度后，左前伺服定位机构（1）中的车身检测开关（83）检测到车身后发出信号驱动伺服电机工作，伺服电机驱动第一转盘(13)和第二转盘(33)进行旋转并带动各定位销移动至设定位置，右前伺服定位机构（2）、右中伺服定位机构（4）的定位步骤与左侧相同，各定位销穿过待焊接白车身上的定位孔并定位待焊接白车身，此时定位步骤完成；

第四步：焊接及脱离步骤，将白车身进行焊接及脱离：

控制器发出车身类别信号驱动焊接机器人工作，待焊接机器人工作完成后，焊接机器人向控制器发出工作完成信号，控制器分别发出信号驱动车身转运机构（5）、左前伺服定位机构（1）、左中伺服定位机构（3）、左后气动定位机构（6）、右前伺服定位机构（2）、右中伺服定位机构（4）和右后气动定位机构（7）工作，车身转运机构（5）上升至设定高度并向下一工位移动，同时左前伺服定位机构（1）、左中伺服定位机构（3）、左后气动定位机构（6）、右前伺服定位机构（2）、右中伺服定位机构（4）和右后气动定位机构（7）中的伺服电机和伸缩气缸工作，带动旋臂旋转45度，此时焊接流程完成。

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