CN115476100B - 一种智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法，涉及汽车车门加工技术领域。该智能化汽车车门焊接工装夹具，包括焊接平台和安装在焊接平台顶端表面的两个夹具支撑架，两个所述夹具支撑架的顶端表面安装有驱动系统，所述驱动系统的外侧表面安装有两个限位夹具，两个所述夹具支撑架之间的焊接平台顶端表面安装有柔性夹具。本发明通过夹持卡板与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板受到挤压后使得限位插板沿着插接长槽移动，挤压弹簧被压缩，使得动触头与定触头相互接触，在外电场作用下，电流变液中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定，稳定性效果好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车门加工技术领域，具体为一种智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法。
背景技术
汽车车身通常由复杂的薄板件，经过焊接、螺接、胶粘等工艺过程拼接而成，薄板零件在冲压过程中受到材质、厚度、冲压工艺、冲压模具的影响，使得零件质量难以精确受控；同时，在生产焊接过程中，焊点多、焊接定位点多、焊接工位多和零件的焊接变形,导致整车的装配精度难以控制。它不仅影响汽车的整车性能，如NVH、操控稳定性、制动性、行驶平顺性等，还给用户带来糟糕的驾乘体验。
汽车车门总成的装配过程中需要焊接工艺的操作，由于不同种类型的汽车车门总成的结构是不同的，现有的车门焊接夹具主要是针对特定车型而开发的专用夹具，无法满足不同车型的柔性化夹具开发需求。而且汽车车门的结构复杂，如果采用一般的焊接工艺，对每个汽车车门的焊接部位进行单独划线，则工作效率非常低。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法，解决了现有的车门焊接夹具主要是针对特定车型而开发的专用夹具，无法满足不同车型的柔性化夹具开发需求的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能化汽车车门焊接工装夹具，包括焊接平台和安装在焊接平台顶端表面的两个夹具支撑架，两个所述夹具支撑架的顶端表面安装有驱动系统，所述驱动系统的外侧表面安装有两个限位夹具，两个所述限位夹具用于固定汽车车门的侧边位置，所述驱动系统用于带动限位夹具移动，两个所述夹具支撑架之间的焊接平台顶端表面安装有柔性夹具，所述柔性夹具用于固定汽车车门的端面位置。
优选地，所述驱动系统包括电磁铁和驱动组件，所述电磁铁安装在夹具支撑架的顶端表面，两个所述驱动组件安装在夹具支撑架的顶端表面。
优选地，所述驱动组件包括活动立轴和转动齿轮，所述活动立轴活动安装在夹具支撑架的顶端表面，所述转动齿轮套装在活动立轴的外侧表面，所述活动立轴一侧的夹具支撑架顶端表面开设活动长槽，所述活动长槽的内壁活动安装有移动磁条，所述移动磁条的一侧表面安装有若干个拨动齿，所述拨动齿与转动齿轮相互啮合，所述移动磁条的另一侧表面安装有复位弹簧，所述复位弹簧的末端表面连接至夹具支撑架顶端表面。
优选地，所述限位夹具包括夹具本体和感应组件，所述夹具本体安装在活动立轴的顶端表面，所述感应组件安装在夹具本体的内部。
优选地，所述夹具本体包括固定块和摆动支轴，所述固定块安装在活动立轴的顶端表面，所述摆动支轴安装在固定块的顶端表面，所述摆动支轴的末端表面安装有限位夹块。
优选地，所述感应组件包括动触头和定触头，所述限位夹块的一侧表面开设有安装槽，所述定触头安装在安装槽的内壁处，所述安装槽外侧的限位夹块的一侧表面开设有插接长槽，所述插接长槽的内壁活动安装有限位插板，所述限位插板的一侧表面安装有夹持卡板，所述夹持卡板的一侧表面和安装槽的内壁之间安装有挤压弹簧，所述动触头安装在夹持卡板的一侧表面，所述动触头和定触头活动接触。
优选地，所述柔性夹具包括定位组件和夹具组件，所述定位组件安装在两个所述夹具支撑架之间的焊接平台顶端表面，所述夹具组件安装在定位组件的外侧表面。
优选地，所述定位组件包括定位长板和连接弹簧，所述定位长板安装在两个所述夹具支撑架之间的焊接平台顶端表面，所述定位长板的顶端表面开设有容纳长槽，若干个所述连接弹簧安装在容纳长槽的内壁处，所述连接弹簧的顶端表面安装有活动压板。
优选地，所述夹具组件包括弹性囊和活动侧板，所述弹性囊安装在活动压板的顶端表面，所述弹性囊的内部填充有电流变液，所述定位长板的外两侧表面开设有翻转长槽，所述翻转长槽的内壁活动安装有翻转轴，所述活动侧板安装在翻转轴的外侧表面，所述翻转轴的末端表面安装有扭转弹簧，所述扭转弹簧的末端连接至翻转长槽的内壁处。
本发明还提供一种智能化汽车车门焊接工装夹具的使用方法，包括以下操作步骤：
S1：通过吊装设备将待焊接加工的汽车车门吊装至焊接平台上方，然后将待焊接的汽车车门缓慢放在弹性囊表面，待焊接的汽车车门底端表面与弹性囊表面接触，在重力作用下，挤压弹性囊使得弹性囊变形；
S2：弹性囊被挤压后，弹性囊的侧边与活动侧板接触，挤压活动侧板，使得活动侧板带着翻转轴翻转，扭转弹簧偏转，将弹性囊的侧边进行限位，弹性囊的底端受压后带动活动压板向下移动，连接弹簧被压缩；
S3：通过智能化控制系统控制电磁铁接入电源，电磁铁通电具有磁性，电磁铁与移动磁条对应面所带磁性相反，因此在磁性吸引力的作用下移动磁条沿着活动长槽移动，复位弹簧被压缩，从而带动转动齿轮转动，使得转动齿轮带动摆动支轴偏转；
S4：摆动支轴偏转至一定角度后，带动限位夹块同步偏转，使得夹持卡板与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板受到挤压后使得限位插板沿着插接长槽移动，挤压弹簧被压缩，使得动触头与定触头相互接触；
S5：动触头电性连接至供电电源，定触头电性连接至电流变液，使得电流变液通电，电流变液是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体，在没有外电场时，它的外观很像机器用的润滑油，一般由基础液、固体粒子和添加剂组成，在外电场作用下，电流变液中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定；
S6：焊接加工完成后，通过智能化控制系统控制电磁铁自动断电，磁性吸引力消失，复位弹簧带动移动磁条复位，夹持卡板与汽车车门侧边相互分离，挤压弹簧复位，使得动触头与定触头相互分离，电流变液断电变为液体，将汽车车门松开，通过吊装设备将汽车车门吊起，扭转弹簧与连接弹簧同步复位，辅助弹性囊复位，方便进行下一次焊接加工。
有益效果
本发明具有以下有益效果：
(1)、该智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法，通过吊装设备将待焊接加工的汽车车门吊装至焊接平台上方，然后将待焊接的汽车车门缓慢放在弹性囊表面，待焊接的汽车车门底端表面与弹性囊表面接触，在重力作用下，挤压弹性囊使得弹性囊变形，电磁铁通电具有磁性，电磁铁与移动磁条对应面所带磁性相反，因此在磁性吸引力的作用下移动磁条沿着活动长槽移动，复位弹簧被压缩，从而带动转动齿轮转动，使得转动齿轮带动摆动支轴偏转。
(2)、该智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法，摆动支轴偏转至一定角度后，带动限位夹块同步偏转，使得夹持卡板与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板受到挤压后使得限位插板沿着插接长槽移动，挤压弹簧被压缩，使得动触头与定触头相互接触，在外电场作用下，电流变液中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定，稳定性效果好。
(3)、该智能化汽车车门焊接工装夹具及其使用方法，通过智能化控制系统控制电磁铁自动断电，磁性吸引力消失，复位弹簧带动移动磁条复位，夹持卡板与汽车车门侧边相互分离，挤压弹簧复位，使得动触头与定触头相互分离，电流变液断电变为液体，将汽车车门松开，通过吊装设备将汽车车门吊起，扭转弹簧与连接弹簧同步复位，辅助弹性囊复位，方便进行下一次焊接加工。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明整体外部结构示意图；
图2为本发明另一角度的整体外部结构示意图；
图3为本发明限位夹块内部结构示意图；
图4为本发明弹性囊内部结构示意图；
图5为本发明另一角度的弹性囊内部结构示意图。
图中，1、焊接平台；2、夹具支撑架；3、电磁铁；4、活动立轴；5、转动齿轮；6、活动长槽；7、移动磁条；8、拨动齿；9、复位弹簧；10、固定块；11、摆动支轴；12、限位夹块；13、安装槽；14、定触头；15、插接长槽；16、限位插板；17、夹持卡板；18、挤压弹簧；19、动触头；20、定位长板；21、容纳长槽；22、连接弹簧；23、活动压板；24、弹性囊；25、电流变液；26、翻转长槽；27、翻转轴；28、活动侧板；29、扭转弹簧。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1-图5，本发明实施例提供一种技术方案：一种智能化汽车车门焊接工装夹具，包括焊接平台1和安装在焊接平台1顶端表面的两个夹具支撑架2，两个夹具支撑架2的顶端表面安装有驱动系统，驱动系统的外侧表面安装有两个限位夹具，两个限位夹具用于固定汽车车门的侧边位置，驱动系统用于带动限位夹具移动，两个夹具支撑架2之间的焊接平台1顶端表面安装有柔性夹具，柔性夹具用于固定汽车车门的端面位置。
具体的，驱动系统包括电磁铁3和驱动组件，电磁铁3安装在夹具支撑架2的顶端表面，两个驱动组件安装在夹具支撑架2的顶端表面，驱动组件包括活动立轴4和转动齿轮5，活动立轴4活动安装在夹具支撑架2的顶端表面，转动齿轮5套装在活动立轴4的外侧表面，活动立轴4一侧的夹具支撑架2顶端表面开设活动长槽6，活动长槽6的内壁活动安装有移动磁条7，移动磁条7的一侧表面安装有若干个拨动齿8，拨动齿8与转动齿轮5相互啮合，移动磁条7的另一侧表面安装有复位弹簧9，复位弹簧9的末端表面连接至夹具支撑架2顶端表面，通过智能化控制系统控制电磁铁3接入电源，电磁铁3通电具有磁性，电磁铁3与移动磁条7对应面所带磁性相反，因此在磁性吸引力的作用下移动磁条7沿着活动长槽6移动，复位弹簧9被压缩，从而带动转动齿轮5转动。
进一步的，限位夹具包括夹具本体和感应组件，夹具本体安装在活动立轴4的顶端表面，感应组件安装在夹具本体的内部，夹具本体包括固定块10和摆动支轴11，固定块10安装在活动立轴4的顶端表面，摆动支轴11安装在固定块10的顶端表面，摆动支轴11的末端表面安装有限位夹块12，使得转动齿轮5带动摆动支轴11偏转，摆动支轴11偏转至一定角度后，带动限位夹块12同步偏转。
进一步的，感应组件包括动触头19和定触头14，限位夹块12的一侧表面开设有安装槽13，定触头14安装在安装槽13的内壁处，安装槽13外侧的限位夹块12的一侧表面开设有插接长槽15，插接长槽15的内壁活动安装有限位插板16，限位插板16的一侧表面安装有夹持卡板17，夹持卡板17的一侧表面和安装槽13的内壁之间安装有挤压弹簧18，动触头19安装在夹持卡板17的一侧表面，动触头19和定触头14活动接触，夹持卡板17与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板17受到挤压后使得限位插板16沿着插接长槽15移动，挤压弹簧18被压缩，使得动触头19与定触头14相互接触。
进一步的，柔性夹具包括定位组件和夹具组件，定位组件安装在两个夹具支撑架2之间的焊接平台1顶端表面，夹具组件安装在定位组件的外侧表面，定位组件包括定位长板20和连接弹簧22，定位长板20安装在两个夹具支撑架2之间的焊接平台1顶端表面，定位长板20的顶端表面开设有容纳长槽21，若干个连接弹簧22安装在容纳长槽21的内壁处，连接弹簧22的顶端表面安装有活动压板23，弹性囊24的底端受压后带动活动压板23向下移动，连接弹簧22被压缩。
进一步的，夹具组件包括弹性囊24和活动侧板28，弹性囊24安装在活动压板23的顶端表面，弹性囊24的内部填充有电流变液25，定位长板20的外两侧表面开设有翻转长槽26，翻转长槽26的内壁活动安装有翻转轴27，活动侧板28安装在翻转轴27的外侧表面，翻转轴27的末端表面安装有扭转弹簧29，扭转弹簧29的末端连接至翻转长槽26的内壁处，电流变液25是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体。在没有外电场时，它的外观很像机器用的润滑油，一般由基础液、固体粒子和添加剂组成，在外电场作用下，电流变液25中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊24定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定。
使用时(工作时)，通过吊装设备将待焊接加工的汽车车门吊装至焊接平台1上方，然后将待焊接的汽车车门缓慢放在弹性囊24表面，待焊接的汽车车门底端表面与弹性囊24表面接触，在重力作用下，挤压弹性囊24使得弹性囊24变形；
弹性囊24被挤压后，弹性囊24的侧边与活动侧板28接触，挤压活动侧板28，使得活动侧板28带着翻转轴27翻转，扭转弹簧29偏转，将弹性囊24的侧边进行限位，弹性囊24的底端受压后带动活动压板23向下移动，连接弹簧22被压缩；
通过智能化控制系统控制电磁铁3接入电源，电磁铁3通电具有磁性，电磁铁3与移动磁条7对应面所带磁性相反，因此在磁性吸引力的作用下移动磁条7沿着活动长槽6移动，复位弹簧9被压缩，从而带动转动齿轮5转动，使得转动齿轮5带动摆动支轴11偏转，摆动支轴11偏转至一定角度后，带动限位夹块12同步偏转，使得夹持卡板17与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板17受到挤压后使得限位插板16沿着插接长槽15移动，挤压弹簧18被压缩，使得动触头19与定触头14相互接触；
动触头19电性连接至供电电源，定触头14电性连接至电流变液25，使得电流变液25通电，电流变液25是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体。在没有外电场时，它的外观很像机器用的润滑油，一般由基础液、固体粒子和添加剂组成，在外电场作用下，电流变液25中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊24定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定；
焊接加工完成后，通过智能化控制系统控制电磁铁3自动断电，磁性吸引力消失，复位弹簧9带动移动磁条7复位，夹持卡板17与汽车车门侧边相互分离，挤压弹簧18复位，使得动触头19与定触头14相互分离，电流变液25断电变为液体，将汽车车门松开，通过吊装设备将汽车车门吊起，扭转弹簧29与连接弹簧22同步复位，辅助弹性囊24复位，方便进行下一次焊接加工。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种智能化汽车车门焊接工装夹具，包括焊接平台(1)和安装在焊接平台(1)顶端表面的两个夹具支撑架(2)，其特征在于：两个所述夹具支撑架(2)的顶端表面安装有驱动系统，所述驱动系统的外侧表面安装有两个限位夹具，两个所述限位夹具用于固定汽车车门的侧边位置，所述驱动系统用于带动限位夹具移动，两个所述夹具支撑架(2)之间的焊接平台(1)顶端表面安装有柔性夹具，所述柔性夹具用于固定汽车车门的底端位置；
所述驱动系统包括电磁铁(3)和驱动组件，所述电磁铁(3)安装在夹具支撑架(2)的顶端表面，两个所述驱动组件安装在夹具支撑架(2)的顶端表面；
所述驱动组件包括活动立轴(4)和转动齿轮(5)，所述活动立轴(4)活动安装在夹具支撑架(2)的顶端表面，所述转动齿轮(5)套装在活动立轴(4)的外侧表面，所述活动立轴(4)一侧的夹具支撑架(2)顶端表面开设活动长槽(6)，所述活动长槽(6)的内壁活动安装有移动磁条(7)，所述移动磁条(7)的一侧表面安装有若干个拨动齿(8)，所述拨动齿(8)与转动齿轮(5)相互啮合，所述移动磁条(7)的另一侧表面安装有复位弹簧(9)，所述复位弹簧(9)的末端表面连接至夹具支撑架(2)顶端表面；
所述限位夹具包括夹具本体和感应组件，所述夹具本体安装在活动立轴(4)的顶端表面，所述感应组件安装在夹具本体的内部；
所述夹具本体包括固定块(10)和摆动支轴(11)，所述固定块(10)安装在活动立轴(4)的顶端表面，所述摆动支轴(11)安装在固定块(10)的顶端表面，所述摆动支轴(11)的末端表面安装有限位夹块(12)；
所述感应组件包括动触头(19)和定触头(14)，所述限位夹块(12)的一侧表面开设有安装槽(13)，所述定触头(14)安装在安装槽(13)的内壁处，所述安装槽(13)外侧的限位夹块(12)的一侧表面开设有插接长槽(15)，所述插接长槽(15)的内壁活动安装有限位插板(16)，所述限位插板(16)的一侧表面安装有夹持卡板(17)，所述夹持卡板(17)的一侧表面和安装槽(13)的内壁之间安装有挤压弹簧(18)，所述动触头(19)安装在夹持卡板(17)的一侧表面，所述动触头(19)和定触头(14)活动接触；
所述柔性夹具包括定位组件和夹具组件，所述定位组件安装在两个所述夹具支撑架(2)之间的焊接平台(1)顶端表面，所述夹具组件安装在定位组件的外侧表面；
所述定位组件包括定位长板(20)和连接弹簧(22)，所述定位长板(20)安装在两个所述夹具支撑架(2)之间的焊接平台(1)顶端表面，所述定位长板(20)的顶端表面开设有容纳长槽(21)，若干个所述连接弹簧(22)安装在容纳长槽(21)的内壁处，所述连接弹簧(22)的顶端表面安装有活动压板(23)；
所述夹具组件包括弹性囊(24)和活动侧板(28)，所述弹性囊(24)安装在活动压板(23)的顶端表面，所述弹性囊(24)的内部填充有电流变液(25)，所述定位长板(20)的外两侧表面开设有翻转长槽(26)，所述翻转长槽(26)的内壁活动安装有翻转轴(27)，所述活动侧板(28)安装在翻转轴(27)的外侧表面，所述翻转轴(27)的末端表面安装有扭转弹簧(29)，所述扭转弹簧(29)的末端连接至翻转长槽(26)的内壁处。
2.根据权利要求1所述的一种智能化汽车车门焊接工装夹具的使用方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：通过吊装设备将待焊接加工的汽车车门吊装至焊接平台(1)上方，然后将待焊接的汽车车门缓慢放在弹性囊(24)表面，待焊接的汽车车门底端表面与弹性囊(24)表面接触，在重力作用下，挤压弹性囊(24)使得弹性囊(24)变形；
S2：弹性囊(24)被挤压后，弹性囊(24)的侧边与活动侧板(28)接触，挤压活动侧板(28)，使得活动侧板(28)带着翻转轴(27)翻转，扭转弹簧(29)偏转，将弹性囊(24)的侧边进行限位，弹性囊(24)的底端受压后带动活动压板(23)向下移动，连接弹簧(22)被压缩；
S3：通过智能化控制系统控制电磁铁(3)接入电源，电磁铁(3)通电具有磁性，电磁铁(3)与移动磁条(7)对应面所带磁性相反，因此在磁性吸引力的作用下移动磁条(7)沿着活动长槽(6)移动，复位弹簧(9)被压缩，从而带动转动齿轮(5)转动，使得转动齿轮(5)带动摆动支轴(11)偏转；
S4：摆动支轴(11)偏转至一定角度后，带动限位夹块(12)同步偏转，使得夹持卡板(17)与待焊接的汽车车门侧边接触，夹持卡板(17)受到挤压后使得限位插板(16)沿着插接长槽(15)移动，挤压弹簧(18)被压缩，使得动触头(19)与定触头(14)相互接触；
S5：动触头(19)电性连接至供电电源，定触头(14)电性连接至电流变液(25)，使得电流变液(25)通电，电流变液(25)是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体；一般由基础液、固体粒子和添加剂组成，在外电场作用下，电流变液(25)中的固体颗粒获得电场的感应作用，从而由液态进入固态，从而使得弹性囊(24)定型，将待焊接的汽车车门底端进行固定；
S6：焊接加工完成后，通过智能化控制系统控制电磁铁(3)自动断电，磁性吸引力消失，复位弹簧(9)带动移动磁条(7)复位，夹持卡板(17)与汽车车门侧边相互分离，挤压弹簧(18)复位，使得动触头(19)与定触头(14)相互分离，电流变液(25)断电变为液体，将汽车车门松开，通过吊装设备将汽车车门吊起，扭转弹簧(29)与连接弹簧(22)同步复位，辅助弹性囊(24)复位，方便进行下一次焊接加工。
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