CN117047383B - 基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，涉及焊装夹持工装技术领域，所述基板上均匀开设有插孔，所述插孔用于插接支撑柱，所述支撑柱的外壁固定连接有平板，所述平板上固定连接有伸缩气缸，所述支撑柱的上端铰接有伸缩拉柱，所述伸缩气缸的上端与伸缩拉柱转动连接，所述基板上安装有台面清洁组件，该基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，可以有效清除夹持板表面吸附的焊渣，避免后续夹持下一个焊接车身时，由于焊渣的颗粒被施压在车身表面，而导致车身表面出现细微的划痕或凹陷的情况，保证了焊接时不会受到焊渣的影响，减少车身出现瑕疵品的现象，提高车身焊接的品质。

Description

基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装

技术领域

本发明涉及焊装夹持工装技术领域，具体为一种基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装。

背景技术

汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平的标志，汽车工业在世界制造业的进步中起着特别重要的作用，而汽车在焊装时采用数字孪生技术，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，可以预测维护工作的最佳时间点，也可以提供维护周期的参考依据，数字孪生体也可以提供故障点和故障概率的参考，其中车身焊装生产线是汽车自身全部成型工位的总称，它由车身总成线和许多分总成线组成，每一条总成线或分总成线又由许多焊装工位组成，每个工位由许多定位夹紧夹具、自动焊接装置以及检测装置等设备以及供电供气供水装置组成；

而现有的车身在焊接过程中，必须有足够的焊料来保证焊接质量，否则可能造成焊接不完全、有空洞等，于是会产生多余的焊料就形成焊渣，而飞溅的焊渣容易溅落至焊接工装的夹具上，若不及时对焊渣进行处理，容易在夹具夹持时其表面黏附的颗粒物被加压至新的焊接车身上，往往车身是由铝合金材质制成，铝合金硬度较低，而夹具每次施加的压力相同，因此会导致将黏附的颗粒物与车身进行挤压，从而导致车身上出现微小的凹陷瑕疵，严重的导致碎屑被挤压内嵌至车身内，造成车身出现受损不合格的情况；

其次传统的车身焊接工装，由于不同车型的车身尺寸型号不等，因此在切换焊接不同车身时，往往需要人工拆卸排布好的焊接工装，之后再通过螺栓螺母对其进行调节安装，由于焊接工装数量居多，从而耽误了大量时间，容易影响车身焊接的进度；

于是鉴于此，本发明提供了一种基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，包括基板，所述基板上均匀开设有多个插孔，所述插孔用于插接支撑柱，所述支撑柱的外壁固定连接有平板，所述平板上固定连接有伸缩气缸，所述支撑柱的上端铰接有伸缩拉柱，所述伸缩气缸的上端与伸缩拉柱转动连接，所述伸缩拉柱远离伸缩气缸的一端固定连接有夹持板，所述基板上安装有放置板，所述基板上安装有便携拆卸除屑组件以及台面清洁组件；

所述便携拆卸除屑组件包括空心锥形套、限位弹簧、限位插块、导向柱、辅助弹簧、插槽、第一转轴、第二转轴、清扫毛刷板、皮带、长杆、L型杆、带磁滑套杆、磁性块一、磁性块二，所述支撑柱位于平板的下方部分滑动套设有空心锥形套，所述支撑柱的外壁套设有限位弹簧，支撑柱插入插孔的部分的圆周面上设有凹槽，所述支撑柱靠近下部的凹槽内滑动连接有限位插块，所述限位插块的上部均固定连接有导向柱，所述支撑柱的外壁均匀固定连接有多根辅助弹簧，所述辅助弹簧的一端与导向柱外壁固定连接，所述插孔的内壁对应凹槽的位置开设有插槽，所述支撑柱的外壁分别转动连接有第一转轴与第二转轴，所述第一转轴与第二转轴的外壁通过皮带传动连接，所述第一转轴的一端固定连接有清扫毛刷板，所述皮带的一面固定连接有长杆，所述伸缩气缸靠近伸缩拉柱的一端固定连接有L型杆，所述L型杆靠近长杆的一面滑动连接有带磁滑套杆，所述支撑柱靠近带磁滑套杆的外壁分别固定连接有磁性块一与磁性块二。

优选的，所述限位弹簧的上端与支撑柱外壁固定连接，所述限位弹簧的下端与空心锥形套固定连接。

优选的，所述带磁滑套杆套设于长杆的外部，所述带磁滑套杆与磁性块一为互为相反的磁极，所述带磁滑套杆与磁性块二为相同的磁极。

优选的，所述便携拆卸除屑组件还包括弹簧伸缩短杆，所述平板的上部固定连接有弹簧伸缩短杆，所述弹簧伸缩短杆的上端与长杆固定连接。

优选的，所述限位插块、导向柱、辅助弹簧、插槽设置有四组，所述限位插块插接于插槽内。

优选的，所述台面清洁组件设有两组，每组台面清洁组件包括出气管、底板、延伸杆，所述基板上对称固定连接有出气管，所述出气管内设有单向出气阀，所述基板的下部滑动连接有底板，所述底板的端部与延伸杆固定连接。

优选的，所述台面清洁组件还包括活塞抽柱，所述出气管靠近延伸杆一端的内腔贯穿滑动连接有活塞抽柱。

优选的，所述台面清洁组件还包括单向进气阀、归位弹簧，所述出气管的外部设有单向进气阀，所述活塞抽柱的外壁套设有归位弹簧，所述延伸杆的一端与活塞抽柱固定连接。

优选的，所述归位弹簧的一端与出气管外壁固定连接，所述归位弹簧的另一端与活塞抽柱外壁固定连接。

本发明所提供的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，具备以下有益效果：

通过长杆带动皮带运动，并带动第一转轴与第二转轴发生旋转，使得清扫毛刷板对贴合后的夹持板表面进行旋转清理，可以有效清除夹持板表面吸附的焊渣，避免后续夹持下一个焊接车身时，由于焊渣的颗粒被施压在车身表面，而导致车身表面出现细微的划痕或凹陷的情况，保证了焊接时不会受到焊渣的影响，减少车身出现瑕疵品的现象，提高车身焊接的品质；

在辅助弹簧的复位回弹下便会顶动导向柱以及限位插块再次远离支撑柱，并插入圆孔中对应的插槽内，从而起到了调节安装支撑柱以及夹持板的效果，不仅可以适用不同的车型进行夹持使用，还能够在切换车型时便于使用者快速调节夹持工装，改变了传统需要通过螺栓配合螺母调节的繁琐步骤，节省人工的劳动强度，同时节约了焊接不同车型的等待时间；

由于抽气时单向进气阀便会打开，便会让气体进入出气管内部，之后便可松动延伸杆，此时归位弹簧复位回弹拉动活塞抽柱滑动靠近出气管，此时单向进气阀关闭，而出气管内的单向出气阀打开，便会将刚抽进的气体再由出气管上的气孔排出，且两个出气管呈对向分布，因此会同时朝向基板的中部吹出气流，便于将基板上残留的焊渣吹送至基板中部的凹槽落出，并且底板在对向远离时，其上部便不会堵塞在插孔以及基板的下部，便于将排出插孔内部的焊渣，从而保持了基板以及工作环境的洁净，还可以起到降低焊接台面温度的作用，减少焊渣的残留对车身部件造成的影响。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明图1中A区域放大结构示意图；

图3为本发明图1中B区域放大结构示意图；

图4为本发明基板与底板安装结构示意图；

图5为本发明的局部剖切结构示意图一；

图6为本发明图5中C区域放大结构示意图；

图7为本发明图5中D区域放大结构示意图；

图8为本发明的局部剖切结构示意图二；

图9为本发明图8中E区域放大结构示意图。

图中：1、基板；2、插孔；3、支撑柱；4、平板；5、伸缩气缸；6、伸缩拉柱；7、夹持板；81、空心锥形套；82、限位弹簧；83、限位插块；84、导向柱；85、辅助弹簧；86、插槽；87、第一转轴；88、第二转轴；89、清扫毛刷板；810、皮带；811、长杆；812、L型杆；813、带磁滑套杆；814、磁性块一；815、磁性块二；816、弹簧伸缩短杆；

91、出气管；92、底板；93、延伸杆；94、活塞抽柱；95、单向进气阀；96、归位弹簧；10、放置板。

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。

实施例一

请参阅图1、图2、图5，基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，包括基板1，基板1上均匀开设有多个插孔2，插孔2用于安装支撑柱3，支撑柱3的外壁固定连接有平板4，平板4上固定连接有伸缩气缸5，支撑柱3的上端铰接有伸缩拉柱6，伸缩气缸5的上端与伸缩拉柱6转动连接，伸缩拉柱6远离伸缩气缸5的一端固定连接有夹持板7，基板1上安装有放置板10，基板1上安装有便多组携拆卸除屑组件以及两组台面清洁组件；

请参阅图1至图7，便携拆卸除屑组件包括空心锥形套81、限位弹簧82、限位插块83、导向柱84、辅助弹簧85、插槽86、第一转轴87、第二转轴88、清扫毛刷板89、皮带810、长杆811、L型杆812、带磁滑套杆813、磁性块一814、磁性块二815，支撑柱3的外壁滑动连接有空心锥形套81，支撑柱3的外壁套设有限位弹簧82，支撑柱3插入插孔2的部分的圆周面上设有凹槽，该凹槽内均匀滑动连接有限位插块83，限位插块83可沿支撑柱3的径向滑动，限位插块83的上部均固定连接有导向柱84，支撑柱3的外壁均匀固定连接有多根辅助弹簧85，辅助弹簧85的一端与导向柱84外壁固定连接，插孔2的内壁对应凹槽的位置开设有插槽86，插槽86位于插孔2内部，支撑柱3的外壁分别转动连接有第一转轴87与第二转轴88，第一转轴87与第二转轴88的外壁分别通过带轮皮带810传动连接，第一转轴87的一端固定连接有清扫毛刷板89，皮带810的一面固定连接有长杆811，伸缩气缸5靠近伸缩拉柱6的一端固定连接有L型杆812，L型杆812靠近长杆811的一面滑动连接有带磁滑套杆813，支撑柱3靠近带磁滑套杆813的外壁分别固定连接有磁性块一814与磁性块二815，空心锥形套81其内表面为空心的锥形状，且导向柱84抵触在空心锥形套81的内腔壁，空心锥形套81在正常状态下紧密贴合于基板1的上部。

请参阅图3和图7，限位弹簧82的上端与支撑柱3外壁固定连接，限位弹簧82的下端与空心锥形套81固定连接，带磁滑套杆813套设于长杆811的外部，带磁滑套杆813与磁性块一814为互为相反的磁极，带磁滑套杆813与磁性块二815为相同的磁极，便携拆卸除屑组件还包括弹簧伸缩短杆816，平板4的上部固定连接有弹簧伸缩短杆816，弹簧伸缩短杆816能够上下伸缩，弹簧伸缩短杆816的上端与长杆811固定连接，限位插块83、导向柱84、辅助弹簧85、插槽86设置有四组，限位插块83插接于插槽86内，导向柱84靠近空心锥形套81的一面设有圆角，且与空心锥形套81内表面相贴合。

请参阅图1、图4、图5，两组台面清洁组件的设置的位置和方向相反，每组台面清洁组件包括出气管91、底板92、延伸杆93，基板1上对称固定连接有出气管91，出气管91内设有单向出气阀，基板1的下部滑动连接有底板92，底板92相互远离的一面均固定连接有延伸杆93，插孔2为贯穿开设的圆孔，且底板92紧密贴合在基板1的下部，用于支撑插入的支撑柱3。

请参阅图1、图4、图5、图7至图9，台面清洁组件还包括活塞抽柱94，出气管91靠近延伸杆93一端的内腔贯穿滑动连接有活塞抽柱94，台面清洁组件还包括单向进气阀95、归位弹簧96，两个出气管91的外部设有单向进气阀95，活塞抽柱94的外壁套设有归位弹簧96，延伸杆93的一端与活塞抽柱94固定连接，归位弹簧96的一端与出气管91外壁固定连接，归位弹簧96的另一端与活塞抽柱94外壁固定连接。出气管91的内部设有单向出气阀，出气管91上设有若干出气孔，出气管91出气时由其出气孔排出，基板1的中心位置设有用于收集焊渣的凹槽；

以下为上述实施例的全部工作过程及工作原理：

初始状态：具体可参考图1、图2和图3，此时伸缩气缸5为未向上顶动的正常状态，由于带磁滑套杆813与磁性块一814为互为相反的磁极，因此带磁滑套杆813与磁性块一814相吸附，进而带动带磁滑套杆813滑动套设于长杆811的外部；

工作时，首先焊接生产线中的机械手将需要焊接的车身放置在放置板10的上部，之后通过控制伸缩气缸5启动，使得伸缩气缸5向上顶动伸缩拉柱6围绕支撑柱3上部的铰接点发生转动，具体可参考图2，随着伸缩拉柱6的持续转动便会带动一端的夹持板7朝下转动，并抵触在车身的上部，从而达到夹持的目的，待焊接完成后，伸缩气缸5收回即可重新拉动伸缩拉柱6与夹持板7复位，即不再抵触焊接的车身，之后再次控制伸缩气缸5持续向上移动至最高点，即可顶动伸缩拉柱6带动夹持板7朝向转动，直至夹持板7靠近并贴合在清扫毛刷板89的表面，在伸缩气缸5向上时会带动其外部的L型杆812以及带磁滑套杆813同步上升，由于此时磁性块一814与带磁滑套杆813相吸附，因此带磁滑套杆813套设于长杆811的外表面，进而会拉动长杆811向上移动，由于长杆811与皮带810外部固定连接，使得长杆811拉动皮带810向上运动，且长杆811向上时会拉动弹簧伸缩短杆816拉伸，便会拉动皮带810、第一转轴87与第二转轴88发生转动，且第一转轴87转动便会带动清扫毛刷板89旋转，当长杆811被持续拉动至靠磁性块二815时，由于带磁滑套杆813与磁性块二815为相同的磁极，由磁铁同性相斥可知，带磁滑套杆813靠近磁性块二815后便会在L型杆812的滑槽上滑动远离磁性块二815，从而脱离与长杆811的套设，因此随着伸缩气缸5的持续上升便不会再带动长杆811以及皮带810运动，此时弹簧伸缩短杆816复位回弹便会拉动长杆811向下复位，使得长杆811再次带动皮带810运动，并再次摩擦第一转轴87与第二转轴88发生旋转，使得清扫毛刷板89对贴合后的夹持板7表面进行旋转清理，可以有效清除夹持板7表面吸附的焊渣，避免后续夹持下一个焊接车身时，由于焊渣的颗粒被施压在车身表面，而导致车身表面出现细微的划痕或凹陷的情况，保证了焊接时不会受到焊渣的影响，减少车身出现瑕疵品的现象，提高车身焊接的品质；

进一步的，在针对不同车身进行调节夹持时，只需要通过向下拉动空心锥形套81，使其向下滑动并拉动限位弹簧82拉伸，使得空心锥形套81的内腔壁持续挤压导向柱84，由于空心锥形套81为上窄下宽的锥形状，因此空心锥形套81向下时会挤压导向柱84移动并靠近支撑柱3的外壁，并压缩辅助弹簧85收缩，且导向柱84移动时也会拉动其下端的限位插块83滑动内嵌至支撑柱3外壁的凹槽内，便可让限位插块83从原本插孔2内的插槽86中脱离，此时即可将支撑柱3向上提拉脱离原本的插孔2，由于车身边框不规整且不同车型的形状不等，之后便可根据车身需要夹持的位置，将支撑柱3插入相对应的插孔2中，再重复上述向下拉动空心锥形套81的操作，使限位插块83收缩至支撑柱3内，插入对应的插孔2内，且插入时支撑柱3的底部抵触在底板92的上部，即可松动空心锥形套81，此时在限位弹簧82的复位回弹下便会拉动空心锥形套81向上滑动，进而不再挤压导向柱84，此时在辅助弹簧85的复位回弹下便会顶动导向柱84以及限位插块83再次远离支撑柱3，并插入圆孔中对应的插槽86内，从而起到了调节安装支撑柱3以及夹持板7的效果，不仅可以适用不同的车型进行夹持使用，还能够在切换车型时便于使用者快速调节夹持工装，改变了传统需要通过螺栓配合螺母调节的繁琐步骤，节省人工的劳动强度，同时节约了焊接不同车型的等待时间；

更进一步的，在需要清理工作台面的基板1时，只需要手动拉动基板1两端的延伸杆93向远离出气管91的方向移动，由于延伸杆93分别与对应的底板92固定连接，因此会带动两个底板92在基板1下部背向滑动，且延伸杆93受到拉动时会带动一端的活塞抽柱94滑动，并拉动活塞抽柱94外部的归位弹簧96拉伸，使得活塞抽柱94在出气管91内滑动抽气，抽气时单向进气阀95便会打开，便会让气体进入出气管91内部，之后便可松动延伸杆93，此时归位弹簧96复位回弹拉动活塞抽柱94滑动靠近出气管91，此时单向进气阀95关闭，而出气管91内的单向出气阀打开，便会将刚抽进的气体再由出气管91上的气孔排出，且两个出气管91呈对向分布，因此会同时朝向基板1的中部吹出气流，便于将基板1上残留的焊渣吹送至基板1中部的凹槽落出，并且底板92在背向远离时，其上部便不会堵塞在插孔2的下部，便于排出插孔2内部的焊渣，从而保持了基板1以及工作环境的洁净，还可以起到降低焊接台面温度的作用，减少焊渣的残留对车身部件造成的影响。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，包括基板（1），其特征在于：所述基板（1）上均匀开设有多个插孔（2），所述插孔（2）用于插接支撑柱（3），所述支撑柱（3）的外壁固定连接有平板（4），所述平板（4）上固定连接有伸缩气缸（5），所述支撑柱（3）的上端铰接有伸缩拉柱（6），所述伸缩气缸（5）的上端与伸缩拉柱（6）转动连接，所述伸缩拉柱（6）远离伸缩气缸（5）的一端固定连接有夹持板（7），所述基板（1）上安装有放置板（10），所述基板（1）上安装有便携拆卸除屑组件以及台面清洁组件；

所述便携拆卸除屑组件包括空心锥形套（81）、限位弹簧（82）、限位插块（83）、导向柱（84）、辅助弹簧（85）、插槽（86）、第一转轴（87）、第二转轴（88）、清扫毛刷板（89）、皮带（810）、长杆（811）、L型杆（812）、带磁滑套杆（813）、磁性块一（814）、磁性块二（815），所述支撑柱（3）位于平板（4）的下方部分滑动套设有空心锥形套（81），所述支撑柱（3）的外壁套设有限位弹簧（82），支撑柱（3）插入插孔（2）的部分的圆周面上设有凹槽，所述支撑柱（3）靠近下部的凹槽内滑动连接有限位插块（83），所述限位插块（83）的上部均固定连接有导向柱（84），所述支撑柱（3）的外壁均匀固定连接有多根辅助弹簧（85），所述辅助弹簧（85）的一端与导向柱（84）外壁固定连接，所述插孔（2）的内壁对应凹槽的位置开设有插槽（86），所述支撑柱（3）的外壁分别转动连接有第一转轴（87）与第二转轴（88），所述第一转轴（87）与第二转轴（88）的外壁通过皮带（810）传动连接，所述第一转轴（87）的一端固定连接有清扫毛刷板（89），所述皮带（810）的一面固定连接有长杆（811），所述伸缩气缸（5）靠近伸缩拉柱（6）的一端固定连接有L型杆（812），所述L型杆（812）靠近长杆（811）的一面滑动连接有带磁滑套杆（813），所述支撑柱（3）靠近带磁滑套杆（813）的外壁分别固定连接有磁性块一（814）与磁性块二（815）。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述限位弹簧（82）的上端与支撑柱（3）外壁固定连接，所述限位弹簧（82）的下端与空心锥形套（81）固定连接。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述带磁滑套杆（813）套设于长杆（811）的外部，所述带磁滑套杆（813）与磁性块一（814）为互为相反的磁极，所述带磁滑套杆（813）与磁性块二（815）为相同的磁极。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述便携拆卸除屑组件还包括弹簧伸缩短杆（816），所述平板（4）的上部固定连接有弹簧伸缩短杆（816），所述弹簧伸缩短杆（816）的上端与长杆（811）固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述限位插块（83）、导向柱（84）、辅助弹簧（85）、插槽（86）设置有四组，所述限位插块（83）插接于插槽（86）内。

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述台面清洁组件设有两组，每组台面清洁组件包括出气管（91）、底板（92）、延伸杆（93），所述基板（1）上对称固定连接有出气管（91），所述出气管（91）内设有单向出气阀，所述基板（1）的下部滑动连接有底板（92），所述底板（92）的端部与延伸杆（93）固定连接。

7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述台面清洁组件还包括活塞抽柱（94），所述出气管（91）靠近延伸杆（93）一端的内腔贯穿滑动连接有活塞抽柱（94）。

8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述台面清洁组件还包括单向进气阀（95）、归位弹簧（96），所述出气管（91）的外部设有单向进气阀（95），所述活塞抽柱（94）的外壁套设有归位弹簧（96），所述延伸杆（93）的一端与活塞抽柱（94）固定连接。

9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的焊装生产线用防滑耐磨的自动定位工装，其特征在于：所述归位弹簧（96）的一端与出气管（91）外壁固定连接，所述归位弹簧（96）的另一端与活塞抽柱（94）外壁固定连接。