CN210060912U - 一种横梁总成组装夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种横梁总成组装夹具，属于汽车制造技术领域。通过气动夹紧机构与电动定位机构配合实现不同夹具宽度的快速切换，通过定位块的标准化设计，实现快速拆装，二者结合使夹具柔性化极大提高适应不同种类的横梁总成。采用伺服电机及齿轮机构实现夹具平稳翻转，实现一次装夹并取消人工翻转。该组装夹具主要解决现有横梁总成夹具通用性差问题及人工翻转劳动强度高问题。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车制造技术领域，具体涉及一种横梁总成组装夹具。
背景技术
商用车车架生产过程中，为提高大线的效率以及保证质量，普遍采用横梁与连接板组装成分总成，然后整体装配至车架中。该横梁总成的精度直接决定车架装配精度。为保证横梁总成装配精度，在组装过程大多采用夹具进行装配。由于横梁总成的品种很多，每套夹具对应一种横梁总成，需要准备大量的夹具，成本非常高而且生产准备周期长。绝大多数的横梁总成需要铆接上下两个翼面，上下翼面切换时需要人工翻动总成件，且翻转后需要重新定位，劳动强度大且精度差。
因此急需一种柔性化组装夹具既能够自动翻转以降低劳动强度，又能够通过快速调整实现各品种横梁总成的装配需求。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种横梁总成组装夹具。
本实用新型通过如下技术方案实现：
一种横梁总成组装夹具，包括底座1、翻转轴承2、气动夹紧机构3、翻转机构4、电动定位机构5、夹具臂6及定位块7；所述底座1与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具，底座1通过翻转轴承2与夹具臂6连接，用于支撑夹具的工作机构进行翻转；所述定位块7包括左侧定位块及右侧定位块，分别位于夹具臂6的左、右支撑臂上；所述电动定位机构5及气动夹紧机构3分别位于夹具臂6的翻转基座61内的左右两侧，并分别与夹具臂6的左右支撑臂连接，所述电动定位机构5用于确定夹具臂6的左支撑臂及左侧定位块的位置，所述气动夹紧机构3用于确定夹具臂6的右支撑臂及右侧定位块的位置；所述翻转机构4位于底座1并与夹具臂6连接。
进一步地，所述底座1由底板11、安装座12及翻转支撑轴13组成，所述底座1通过底板11与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具；所述安装座12位于底板11之上，由不同形状铁板焊接而成，内部为中空，夹具的电路气路从外部由此进去夹具；所述翻转支撑轴13安装在安装座12上方并伸出一定长度以避免夹具在翻转时与底座干涉，翻转支撑轴13通过翻转轴承4与夹具臂6连接，用于支撑夹具的工作机构进行翻转，为中空式结构方便夹具线路布置。
进一步地，所述夹具臂6包括翻转基座61、直线导轨62、右支撑臂63、左支撑臂64及连接块65；所述翻转基座61通过翻转轴承2与底座1连接，采用螺栓与翻转机构4中的大齿轮连接；翻转基座61为U形结构，两边装有直线导轨62，中间凹槽的左右两侧分别安装气动夹紧机构3及电动定位机构5；直线导轨62放置于翻转基座61上，并与左支撑臂64、右支撑臂63连接，左支撑臂64及右支撑臂63的结构均为L形，并焊有部分加强筋用以提高强度，L形短边装有滑台与直线导轨62连接，左、右支撑臂均通过直线导轨62实现左右方向移动，左、右支撑臂均为中空式结构方便夹具线路布置，操作按钮放置在右支撑臂末端，多个操作按钮对应伺服电机及气缸等；左、右支撑臂上分别装有三个连接块65，连接块65上配有标准安装孔、销孔用于安装不同定位块7。
进一步地，所述气动夹紧机构3由气缸、气缸安装座及限位块组成，气动夹紧机构3安装在夹具臂6右侧，气缸安装座与翻转基座61连接，气缸位于气缸安装座上，气缸输出端与右支撑臂63连接；所述限位块分别位于气缸左右两侧，左侧限位块用于定位，右侧限位块用于防止右支撑臂63脱离直线导轨62。夹紧时气缸推动右支撑臂63沿直线导轨62向左移动，并通过左侧限位块确定最终位置(即右侧宽度方向位置)。松开时气缸推动右支撑臂63沿直线导轨62向右移动，到达右侧限位块处停止。
进一步地，所述翻转机构4由伺服电机、小齿轮及大齿轮组成；伺服电机安装在底座1上，伺服电机上装有小齿轮，大齿轮安装在夹具臂6上；工作时伺服电机带动小齿轮旋转作为翻转输出动力，通过齿轮传动使大齿轮带动夹具臂6通过翻转轴承2实现工作机构180度翻转。
进一步地，所述电动定位机构5包括伺服电机及丝杠，整个机构安装在夹具臂6的左侧；伺服电机安装在翻转基座61上，通过丝杠与夹具臂6的左支撑臂64连接，丝杠既具备连接功能又具备定位功能；夹紧时PLC系统根据横梁总成的不同给出相应的宽度值，并根据所需宽度值确定给进量，伺服电机通过丝杠带动左支撑臂64沿直线导轨62向右移动相应距离，实现左侧宽度定位。松开时伺服电机通过丝杠带动左支撑臂64沿直线导轨62向左移动至初始位置。
进一步地，所述定位块7，用于定位横梁总成的组成零件，所述定位块包括定位块基座71、定位销72、转角气缸73及挡料块74；定位块根据横梁总成种类采用系列化设计，其中，所述定位块基座71上布置标准安装孔及销孔，用于与夹具臂6实现精准安装；为方便装配，定位销72分别由圆形定位销和菱形定位销组成，每侧上下各布置两个定位销，左右对应位置的定位销空间尺寸上同轴以保证横梁总成左右连接板在前后方向一致。转角气缸73用于夹紧零件，夹紧时气缸从左右方向夹紧零件同时在松开状态时夹紧头转动90度从而避让左右方向空间，便于零件下料。挡料块74用于装配完成后使零件顺利脱离夹具，装配完成后左右支撑臂打开(即距离变大)通过挡料块74拉动横梁总成脱离定位销，然后采用助力工具吊运。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
1.一套夹具覆盖所有横梁总成，极大降低夹具成本及生产准备周期。
宽度方面，夹具具有任意宽度快速调节功能。采用伺服电机作为夹具动力，通过丝杠及直线导轨结构一方面使宽度定位精度高、响应快，另一方面对于不同宽度的横梁总成切换时仅需要调整系统内的宽度值即可实现。
结构方面，结构不同的横梁总成，通过不同系列的定位块快速拆换配合上述宽度调节即可实现夹具的通用。
2.采用伺服电机+齿轮结构作为翻转动力，实现整个夹具的平稳翻转，一次装夹实现上下翼面铆接，取消人工翻转横梁总成，降低劳动强度同时消除人工翻转后二次装夹导致的精度问题，尤其适用于包含上下翼连接板的横梁总成的组装。
3.装配完成后，转角气缸利用转角原理使夹紧头避让零件下料区域，通过支撑臂打开配合挡料块能够使零件顺利脱离夹具。避免制件有偏差时装配完横梁总成卡在定位销中难以取件的问题。
附图说明
图1为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的结构示意图；
图2为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的底座结构示意图；
图3为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的夹具臂及定位块结构示意图；
图4为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的定位块结构示意图；
图5为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的定位块主视图；
图6为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的主视图；
图7为本实用新型的一种横梁总成组装夹具的侧视图；
图中：1-底座、2-翻转轴承、3-气动夹紧机构、4-翻转机构、5-电动定位机构、6-夹具臂、7-定位块、8-横梁总成、11-底板、12-安装座、13-翻转支撑轴、61-翻转基座、62-直线导轨、63-右支撑臂、64-左支撑臂、65-连接块、71-定位块基座、72-定位销、73-转角气缸、74-挡料块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种横梁总成组装夹具，包括底座1、翻转轴承2、气动夹紧机构3、翻转机构4、电动定位机构5、夹具臂6及定位块7；所述底座1与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具，底座1通过翻转轴承2与夹具臂6连接，用于支撑夹具的工作机构进行翻转；所述定位块7包括左侧定位块及右侧定位块，分别位于夹具臂6的左、右支撑臂上；所述电动定位机构5及气动夹紧机构3分别位于夹具臂6的翻转基座61内的左右两侧，并分别与夹具臂6的左右支撑臂连接，所述电动定位机构5用于确定夹具臂6的左支撑臂及左侧定位块的位置，所述气动夹紧机构3用于确定夹具臂6的右支撑臂及右侧定位块的位置；所述翻转机构4位于底座1并与夹具臂6连接，用于带动夹具臂6通过翻转轴承2实现工作机构180度翻转。
进一步地，所述底座1由底板11、安装座12及翻转支撑轴13组成，所述底座1通过底板11与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具；所述安装座12位于底板11之上，由不同形状铁板焊接而成，内部为中空，夹具的电路气路从外部由此进去夹具；所述翻转支撑轴13安装在安装座12上方并伸出一定长度以避免夹具在翻转时与底座干涉，翻转支撑轴13通过翻转轴承4与夹紧臂6连接，用于支撑夹具的工作机构进行翻转，为中空式结构方便夹具线路布置。
进一步地，所述夹具臂6包括翻转基座61、直线导轨62、右支撑臂63、左支撑臂64及连接块65；所述翻转基座61通过翻转轴承2与底座1连接，采用螺栓与翻转机构4中的大齿轮连接；翻转基座61为U形结构，两边装有直线导轨62，中间凹槽安装气动夹紧机构3和电动定位机构5；直线导轨62放置于翻转基座61上，并与左支撑臂64、右支撑臂63连接，左支撑臂64及右支撑臂63的结构均为L形，并焊有部分加强筋用以提高强度，L形短边装有滑台与直线导轨62连接，左、右支撑臂均通过直线导轨62实现左右方向移动，左、右支撑臂均为中空式结构方便夹具线路布置，操作按钮放置在右支撑臂末端，多个操作按钮对应伺服电机及气缸等；左、右支撑臂上分别装有三个连接块65，连接块65上配有标准安装孔、销孔用于安装不同定位块7。
进一步地，所述气动夹紧机构3由气缸、气缸安装座及限位块组成，气动夹紧机构3安装在夹具臂6右侧，气缸安装座与翻转基座61连接，气缸位于气缸安装座上，气缸输出端与右支撑臂63连接；所述限位块分别位于气缸左右两侧，左侧限位块用于定位，右侧限位块用于防止右支撑臂63脱离直线导轨62。夹紧时气缸推动右支撑臂63沿直线导轨62向左移动，并通过左侧限位块确定最终位置(即右侧宽度方向位置)。松开时气缸推动右支撑臂63沿直线导轨62向右移动，到达右侧限位块处停止。
进一步地，所述翻转机构4由伺服电机、小齿轮及大齿轮组成；伺服电机安装在底座1上，伺服电机上装有小齿轮，大齿轮安装在夹具臂6上；工作时伺服电机带动小齿轮旋转作为翻转输出动力，通过齿轮传动使大齿轮带动夹具臂6通过翻转轴承2实现工作机构180度翻转。
进一步地，所述电动定位机构5包括伺服电机及丝杠，整个机构安装在夹具臂6的左侧；伺服电机安装在翻转基座61上，通过丝杠与夹具臂6的左支撑臂64连接，丝杠既具备连接功能又具备定位功能；夹紧时PLC系统根据横梁总成的不同给出相应的宽度值，并根据所需宽度值确定给进量，伺服电机通过丝杠带动左支撑臂64沿直线导轨62向右移动相应距离，实现左侧宽度定位。松开时伺服电机通过丝杠带动左支撑臂64沿直线导轨62向左移动至初始位置。
进一步地，所述定位块7，用于定位横梁总成的组成零件，所述定位块包括定位块基座71、定位销72、转角气缸73及挡料块74；定位块根据横梁总成种类采用系列化设计，其中，所述定位块基座71上布置标准安装孔及销孔，用于与夹具臂6实现精准安装；为方便装配，定位销72分别由圆形定位销和菱形定位销组成，每侧上下各布置两个定位销，左右对应位置的定位销空间尺寸上同轴以保证横梁总成左右连接板在前后方向一致。转角气缸73用于夹紧零件，夹紧时气缸从左右方向夹紧零件同时在松开状态时夹紧头转动90度从而避让左右方向空间，便于零件下料。挡料块74用于装配完成后使零件顺利脱离夹具，装配完成后左右支撑臂打开(即距离变大)通过挡料块74拉动横梁总成脱离定位销，然后采用助力工具吊运。
下面说明利用本组装夹具装配横梁总成的详细过程。
准备过程：首先根据横梁总成的种类选择对应的定位块7，并将其安装在连接块65上。在PLC系统内选择该横梁总成对应的初始宽度以及夹紧宽度。初始宽度不宜过大或过小，应保证装配完夹具松开时其中一侧挡料块74能够将横梁总成拉出定位销，同时保证两侧挡料块74不能同时作用于横梁总成(即挡料块74的距离小于横梁总成宽度)避免将零件拉坏。
点击操作按钮气动夹紧机构3推动右支撑臂63向左移动至左限位块位置，电动定位机构5推动左支撑臂64至目标位置，此时左右定位块的距离等于系统内夹紧宽度。
将左右下连接板孔对准定位块7内对应的定位销72，下侧转角气缸73将连接板夹紧，将横梁放在下连接板上。将左右上连接板孔对准定位块7内对应的定位销72，上侧转角气缸73将连接板夹紧，根据上连接板的孔位调整横梁位置使各孔位对应。插入上连接板与横梁之间的铆钉，操作铆机进行上翼面铆钉的铆接。
上翼面铆接完成后，点击操作按钮翻转机构4中伺服电机开始工作，通过齿轮带动整个夹具臂6通过翻转轴承2顺时针旋转180度。此时横梁总成下翼面朝上，上翼面朝下。插入下连接板与横梁之间的铆钉，操作铆机进行下翼面铆钉的铆接。
铆接完成后，点击操作按钮翻转机构4中伺服电机开始工作，通过齿轮带动整个夹具臂6通过翻转轴承2逆时针旋转180度。此时横梁总成回归最初位置即上翼面朝上，下翼面朝下。
点击操作按钮夹具进行打开，气动夹紧机构3推动右支撑臂63向右移动，电动定位机构5推动左支撑臂64向左移动。此时由于制件或多或少存在偏差，因此横梁总成与定位销会有一定的卡顿，通过左右支撑臂的移动，横梁总成从一侧定位销(例如右侧)中脱离，左右支撑臂继续移动右侧的挡料块74接触横梁总成的下连接板，左右支撑臂再继续移动时挡料块74会通过下连接板拉动整个横梁总成向左移动，从而脱离左侧定位销，反之亦然。
至此横梁总成为自由状态并由定位块基座71从下方支撑，然后采用助力工具将该横梁总成吊运出夹具并存放，横梁总成装配完毕。
最后应当说明的是，上述所描述的实施例仅用于说明本技术方案，显然其仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (7)
1.一种横梁总成组装夹具，其特征在于，包括底座(1)、翻转轴承(2)、气动夹紧机构(3)、翻转机构(4)、电动定位机构(5)、夹具臂(6)及定位块(7)；所述底座(1)与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具，底座(1)通过翻转轴承(2)与夹具臂(6)连接，所述定位块(7)包括左侧定位块及右侧定位块，分别位于夹具臂(6)的左、右支撑臂上；所述电动定位机构(5)及气动夹紧机构(3)分别位于夹具臂(6)的翻转基座(61)内的左右两侧，并分别与夹具臂(6)的左、右支撑臂连接，所述电动定位机构(5)用于确定夹具臂(6)的左支撑臂及左侧定位块的位置，所述气动夹紧机构(3)用于确定夹具臂(6)的右支撑臂及右侧定位块的位置；所述翻转机构(4)位于底座(1)并与夹具臂(6)连接，用于带动夹具臂(6)通过翻转轴承(2)实现工作机构180度翻转。
2.如权利要求1所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述底座(1)由底板(11)、安装座(12)及翻转支撑轴(13)组成，所述底座(1)通过底板(11)与地面采用地脚螺栓连接，用于承载整个夹具；所述安装座(12)位于底板(11)之上，内部为中空；所述翻转支撑轴(13)安装在安装座(12)上方并伸出一定长度以避免夹具在翻转时与底座干涉，翻转支撑轴(13)通过翻转轴承(2)与夹具臂(6)连接。
3.如权利要求1所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述夹具臂(6)包括翻转基座(61)、直线导轨(62)、右支撑臂(63)、左支撑臂(64)及连接块(65)；所述翻转基座(61)通过翻转轴承(2)与底座(1)连接，采用螺栓与翻转机构(4)连接；翻转基座(61)为U形结构，两边装有直线导轨(62)，中间凹槽的左右两侧分别安装气动夹紧机构(3)及电动定位机构(5)；所述左支撑臂(64)、右支撑臂(63)均与直线导轨(62)连接，所述左支撑臂(64)及右支撑臂(63)的结构均为L形，L形短边装有滑台与直线导轨(62)连接，左、右支撑臂均通过直线导轨(62)实现左右方向移动，左、右支撑臂均为中空式结构，左、右支撑臂上分别装有连接块(65)，连接块(65)上配有标准安装孔及销孔，用于安装定位块(7)。
4.如权利要求3所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述气动夹紧机构(3)由气缸、气缸安装座及限位块组成，气动夹紧机构(3)安装在夹具臂(6)右侧，气缸安装座与翻转基座(61)连接，气缸位于气缸安装座上，气缸输出端与右支撑臂(63)连接；所述限位块分别位于气缸左右两侧，左侧限位块用于定位，右侧限位块用于防止右支撑臂(63)脱离直线导轨(62)。
5.如权利要求1所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述翻转机构(4)由伺服电机、小齿轮及大齿轮组成；伺服电机安装在底座(1)上，伺服电机上装有小齿轮，大齿轮安装在夹具臂(6)上；工作时伺服电机带动小齿轮旋转作为翻转输出动力，通过齿轮传动使大齿轮带动夹具臂(6)通过翻转轴承(2)实现工作机构180度翻转。
6.如权利要求3所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述电动定位机构(5)包括伺服电机及丝杠，电动定位机构(5)安装在夹具臂(6)的左侧；伺服电机安装在翻转基座(61)上，通过丝杠与夹具臂(6)的左支撑臂(64)连接。
7.如权利要求1所述的一种横梁总成组装夹具，其特征在于，所述定位块包括定位块基座(71)、定位销(72)、转角气缸(73)及挡料块(74)；所述定位块基座(71)上布置标准安装孔及销孔，用于与夹具臂(6)安装；所述定位销(72)由圆形定位销和菱形定位销组成，每侧上下各布置两个定位销，所述转角气缸(73)，用于夹紧零件，所述挡料块(74)，用于装配完成后使零件顺利脱离夹具。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920777384.6U CN210060912U (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种横梁总成组装夹具 |
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| CN201920777384.6U CN210060912U (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种横梁总成组装夹具 |
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| CN (1) | CN210060912U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111823186A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-27 | 上海斐奥自动化科技有限公司 | 全自动转子装配设备轴承翻转机构 |
-
2019
- 2019-05-28 CN CN201920777384.6U patent/CN210060912U/zh active Active
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| CN111823186A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-27 | 上海斐奥自动化科技有限公司 | 全自动转子装配设备轴承翻转机构 |
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