CN210125828U - 小车式切换工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种小车式切换工装，包括：基座组件、数辆小车和数个焊接工装。基座组件固定在工作位的地基上。小车与焊接工装一一对应，焊接工装固定在对应的小车上。小车进入基座组件，基座组件将小车固定，该小车上固定的焊接工装在工作位进行焊接操作，基座组件松开小车，小车携带对应的焊接工装离开工作位。本实用新型的小车式切换工装将焊接工装与小车绑定，但不与工作位的地基固定，使得焊接工作位能够适用于不同车型白车身，在使用时只需将与焊接工装对应的小车推至底座上，即可实现自动举升、下降、定位及锁紧操作，操作便利、人机工程良好、重复精度高。

Description

小车式切换工装

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，更具体地说，涉及一种与焊接工作位配合的小车式切换工装。

背景技术

在汽车生产制造行业中，汽车的改款换代速度正在加快。在某车型整车停产之后，生产厂商仍需依据国家法规保证市场上白车身零配件的供应。停产车型越来越多，导致配件种类越来越多，但单个配件需求量却很少，考虑到节约生产场地和费用成本的原因，汽车生产商希望在同一工位可以生产不同车型的白车身零配件，比如行李箱盖总成等。但共线生产涉及零件工装的频繁切换，给实际的制造过程带来诸多不便。

在现有技术中，需要使用激光焊接的焊接工位，比如行李箱盖的激光焊焊接普遍采用的是固定工装方式，即一个工装焊接位只能固定布置一个焊接工装，焊接工装与地基固定连接不可切换。有部分采用的是双工装转台方式，即在一个转台两面分别布置两个车型的焊接工装。对于配件生产，当需要生产多种车型、多个品种的行李箱盖零件时，如果采用以上两种模式，就需要建立多个激光焊接工位，成本投入很高。但由于单个配件的需求量较少，使得场地、机器人、激光焊设备利用率低，费用成本高。由此，以上方案均不适合配件品种多、单一工位焊接多个零件，无法降低费用的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种焊接工装与地基不固定，更加灵活的小车式切换工装。

根据本实用新型的一实施例，提出一种小车式切换工装，包括：基座组件、数辆小车和数个焊接工装。基座组件固定在工作位的地基上。小车与焊接工装一一对应，焊接工装固定在对应的小车上。小车进入基座组件，基座组件将小车固定，该小车上固定的焊接工装在工作位进行焊接操作，基座组件松开小车，小车携带对应的焊接工装离开工作位。

在一个实施例中，基座组件包括：两个基座和基座导轨。两个基座分开布置，两个基座布置的位置与小车的宽度相匹配。基座导轨设置在两个基座之间，基座导轨在入口处具有向外张开的结构，基座导轨沿X向布置。

在一个实施例中，基座包括：承载框架、对中升降机构、平移定位机构、锁紧机构和限位缓冲机构。承载框架固定在地基上。对中升降机构安装在承载框架上，对中升降机构与小车进行X向和Y向的初步定位并将小车举升或者降下。平移定位机构安装在承载框架上，平移定位机构平移以与小车进行Y向定位。锁紧机构将小车锁紧以与小车进行Z向定位。限位缓冲机构对小车进行X向定位。

在一个实施例中，承载框架包括：下基板、上基板和支撑板。数个支撑板设置在下基板和上基板之间组成承载框架。下基板通过底盘座固定在地基上，对中升降机构安装在下基板上。锁紧机构和限位缓冲机构安装在上基板上。

在一个实施例中，对中升降机构包括：举升气缸和球轴承。举升气缸安装在下基板上，举升气缸沿Z向运动，举升气缸的端部向上延伸出上基板，球轴承安装在举升气缸的端部，球轴承位于上基板的上方。球轴承与小车的对中机构配合。

在一个实施例中，平移定位机构包括：平移气缸、连接杠、连接板、滑动导轨、支撑座。平移气缸安装在下基板上，平移气缸沿Y向运动，连接杆连接平移气缸和连接板，连接板成“C”字形，连接杆连接到连接板的中部，连接板的两端分别通过滑动导轨安装到上基板上，连接板在靠近两端的位置各自安装一个支撑座，支撑座与小车的定位点配合。

在一个实施例中，锁紧机构是夹紧气缸。限位缓冲机构安装在上基板的端部。

在一个实施例中，小车包括：小车底座、行走滚轮、把手、定位点、夹紧块、对中机构和引导机构。行走滚轮安装在小车底座的底部。把手安装在小车底座上。定位点位于小车底座上，定位点分布在靠近小车底座的四个角的位置。夹紧块位于小车底座的上表面上，夹紧块与锁紧机构配合。对中机构安装在小车底座的下表面上，对中机构与对中升降机构配合。引导机构安装在小车底座的底部，引导机构与基座导轨配合。

在一个实施例中，对中机构为矩形板，安装在小车底座的下表面上靠近侧边的位置，矩形板的两端开设有锥形孔，锥形孔与对中升降机构的球轴承配合。

在一个实施例中，引导机构包括引导柱和引导滚轮，引导柱安装在小车底座的底部，引导柱布置在小车底座的Y向中轴线上，引导滚轮安装在引导柱的端部，引导滚轮滑入基座导轨中。

本实用新型的小车式切换工装将焊接工装与小车绑定，但不与工作位的地基固定，使得焊接工作位能够适用于不同车型白车身，在使用时只需将与焊接工装对应的小车推至底座上，即可实现自动举升、下降、定位及锁紧操作，操作便利、人机工程良好、重复精度高。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装的结构示意图，其中小车准备进入基座组件内。

图2揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装的结构示意图，其中小车已经进入基座组件内。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中小车的结构示意图，图3是从小车底部的视角展示。

图4揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中基座组件的结构示意图。

图5揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中基座的结构示意图，其中对中升降机构举升、平移定位机构尚未平移到位。

图6揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中基座的结构示意图，其中对中升降机构下降、平移定位机构平移到位、锁紧机构闭合。

具体实施方式

参考图1和图2所示，揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装的结构。该小车式切换工装包括：基座组件、数辆小车和数个焊接工装。基座组件固定在工作位的地基上。数辆小车和数个焊接工装中的小车与焊接工装一一对应，焊接工装固定在对应的小车上。在需要使用某一个焊接工装时，与该焊接工装对应的小车进入基座组件，基座组件将小车固定。该小车上固定的焊接工装在工作位进行焊接操作。焊接操作结束后，基座组件松开小车，小车携带对应的焊接工装离开工作位。在图1所示的结构示意图中，小车准备进入基座组件内。在图2所示的结构示意图中，小车已经进入基座组件内。如图所示，该小车式切换工装包括基座组件、小车和焊接工装。在图1和图2所示的实施例中，示出了一部小车与基座组件配合的状况，并且没有图示小车上的焊接工装。但需要理解的是，在实际的使用过程中，可以根据焊接工装的数量配备相应数目的小车，在每次使用时选择其中的一部小车和相应的焊接工装。基座组件包括两个基座101和102、以及基座导轨103。两个基座101和102分开布置，基座导轨103设置在两个基座之间。基座101、102和基座导轨103都固定在工作位的地基上。在一个实施例中，基座101、102和基座导轨103分别通过螺栓固定在工作位的地基上。焊接工序所需的焊接工装(图中未示出)固定在小车上，比如，可以通过螺栓将焊接工装安装固定于小车上，每一副工装对应一辆小车。小车与基座组件配合。如图1所示，小车进入基座组件，基座导轨对小车进行引导和初步的对中定位。然后两个基座上的对中升降机构、平移定位机构对小车进行精准的定位，再由锁紧机构将小车和相应的焊接工装锁紧固定。被锁紧固定后的小车与基座组件的结构如图2所示。小车被锁紧固定后，在工作位上对焊接工装进行焊接工艺操作。在焊接工艺操作完成后，基座组件松开小车，小车退出基座组件，并携带对应的焊接工装离开工作位。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中小车的结构示意图，图3是从小车底部的视角展示。结合图1和图3所示，小车包括：小车底座200、行走滚轮203、把手202、定位点201、夹紧块204、对中机构205和引导机构。小车底座200是小车的基板，整体大致为矩形。把手202安装在小车底座200上，在一个实施例中，把手202通过螺栓与小车底座200连接，操作人员通过把手202推动小车进行移动。行走滚轮203安装在小车底座的底部。在一个实施例中，行走滚轮203为四个万向滚轮，分别安装于小车底座200的四个角上。引导机构安装在小车底座200的底部，引导机构与基座导轨103配合。在图示的实施例中，引导机构包括引导柱和引导滚轮207。引导柱安装在小车底座200的底部，引导柱布置在小车的底座的Y向中轴线上，引导滚轮207安装在引导柱的端部，引导滚轮207滑入基座导轨103中。在图示的实施例中，在小车底座的Y向中轴线上，沿着X向前后布置有两个引导柱，每一个引导柱的端部都具有一个引导滚轮。引导滚轮滑入基座导轨103中，可以实现基座组件和小车的初步对中，即进行Y向的大致定位。对中机构205安装在小车底座200的下表面上，对中机构205与基座的对中升降机构配合。在图示的实施例中，对中机构205为矩形板，安装在小车底座200的下表面上靠近侧边的位置，在小车底座的两个侧边各自安装有一个矩形板。在一个实施例中，矩形板通过螺栓固定到小车底座上。继续参考图3所示，对中机构205，即矩形板的两端开设有锥形孔206，锥形孔206与对中升降机构的球轴承配合。球轴承嵌入锥形孔206后，能够实现小车在X和Y方向上的对中限位。定位点201位于小车底座200上，定位点201分布在靠近小车底座200的四个角的位置。在图示的实施例中，四个定位点有两种类型，一种是定位销孔，另一种是定位圆台。定位销孔与基座上的定位销配合，定位销孔与定位销配合实现小车与基座的精确定位。两个定位销孔呈对角线布置在小车底座上，参考图2和图3所示，定位销孔在其周边布置有X和Y方向上的垫片调整装置，使得定位销孔能够根据定位销的位置进行微调，使得两者很好地匹配。定位圆台与基座上的对中升降机构配合，实现对于小车的举升或者降下，定位圆台是四个定位点中除了定位销孔以外的另两个定位点，因此两个定位圆台也是呈对角线布置在小车底座上。夹紧块204位于小车底座200的上表面上，夹紧块204与基座的锁紧机构配合。在图示的实施例中，夹紧块204位于小车底座200的上表面上的一侧边缘处，夹紧块204的位置与锁紧装置的位置相对应。

图4揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装中基座组件的结构示意图。结合图1和图4所示，基座组件包括：两个基座101和102、以及基座导轨103。两个基座101和102的结构形式相同，两个基座分开布置，两个基座布置的位置与小车的宽度相匹配。基座导轨103设置在两个基座101和102之间，基座导轨103位于两个基座的中间位置，或者说两个基座101和102相对于基座导轨103对称。基座导轨103为滑动导向机构，包括两根导轨，导轨的前端，即入口处具有向外张开的结构，基座导轨103沿X向布置。

因为基座101和102具有相同的结构形式，图4以基座101为例，详细说明基座的具体结构。参考图4所示，基座包括：承载框架104、对中升降机构、平移定位机构、锁紧机构和限位缓冲机构。

承载框架104固定在地基上。承载框架104包括：下基板、上基板和支撑板。数个支撑板垂直设置在下基板和上基板之间组成六面体框架结构的承载框架。下基板通过底盘座固定在地基上，在一个实施例中，下基板和底盘座通过螺栓固定在地基上。

对中升降机构安装在下基板上。锁紧机构和限位缓冲机构安装在上基板上。对中升降机构安装在承载框架上，对中升降机构与小车进行X向和Y向的初步定位并将小车举升或者降下。在图示的实施例中，对中升降机构包括：举升气缸105和球轴承106。举升气缸105安装在下基板上，举升气缸105沿Z向运动，举升气缸105的端部向上延伸出上基板。球轴承106安装在举升气缸105的端部，球轴承106位于上基板的上方。球轴承106与小车的对中机构配合，更加具体地说，球轴承106是与小车的对中机构205两端的锥形孔206配合。球轴承嵌入锥形孔206后，能够实现小车在X和Y方向上的对中限位。在图示的实施例中，在一个基座上配备了两组对中升降机构，每一组对中升降机构包括一个举升气缸和一个球轴承。举升气缸的作用方向为垂直方向，即Z向。球轴承106与举升气缸105配合连接，举升气缸105推动球轴承106进行升降，球轴承106与锥形孔206进行匹配，举升气缸105推动小车举升时，小车在重力作用下，球轴承106与锥形孔206进行在X和Y向自动移动对中，实现X和Y向初步定位。

平移定位机构安装在承载框架上，平移定位机构平移以与小车进行Y向定位。在图示的实施例中，平移定位机构包括：平移气缸113、连接杠114、连接板110、滑动导轨107和121、支撑座108和109。平移气缸安装在下基板上，平移气缸沿Y向运动，连接杆连接平移气缸和连接板，连接板成“C”字形，连接杆连接到连接板的中部，连接板的两端分别通过滑动导轨安装到上基板上，连接板在靠近两端的位置各自安装一个支撑座，支撑座与小车的定位点配合。具体而言，平移气缸113沿Y向安装于承载框架104中间的位置。在图示的实施例中，平移气缸113是安装在下基板上。连接杆114用于连接气缸113及连接板110。连接板110呈“C”字形，两个支撑座108及109分别安装于连接板110的两端，支撑座108及109的作用为在竖直Z向支撑小车，起到限制Z向自由度作用。支撑座108及109与小车上的定位点201配合。在图示的实施例中，支撑座108是与定位圆台配合，支撑座108的顶部是平坦的。支撑座108和定位圆台起到升降小车的作用。支撑座109是与定位销孔配合，支撑座109的顶部具有定位销120。定位销120会嵌入到定位销孔中。支撑座109、定位销120和定位销孔一方面起到升降小车的作用，另一方面起到限制小车X和Y向自由度的作用。C字形的连接板110的两端与滑动导轨107及121连接。滑动导轨107及121安装在承载框架104的上基板上。滑动导轨107和121的作用方向与平移气缸113平行。举升气缸105将小车举升后，平移气缸113通过连接板110带动支撑座108及109水平滑移，平移至工作位后，举升气缸105下降，小车落位于支撑座108及109上，限制小车的Z向自由度。同时安装于支撑座109上的定位销120与小车上的定位销孔配合，限制小车的X及Y向自由度。

锁紧机构将小车锁紧以与小车进行Z向定位。在图示的实施例中，锁紧机构是夹紧气缸111。夹紧气缸111安装于连接板110上，夹紧气缸111的夹头112与夹紧气缸111连接。夹紧气缸111锁紧时，夹头112夹紧并作用在小车的夹紧块204上，可实现对小车在Z向的夹紧。夹紧气缸松开，则夹头112与夹紧块204松开。锁紧机构安装在承载框架104的上基板上。

限位缓冲机构对小车进行X向定位。在图示的实施例中，限位缓冲机构包括缓冲装置116、限位装置117和T形架118。T形架118安装在承载框架104的上基板的末端。限位装置117和缓冲装置116安装在T形架118上。由此，整个限位缓冲机构都是安装在承载框架104的上基板的末端。限位装置117和缓冲装置116对小车进行X向的缓冲限位。在图示的实施例中，在基座101上还包括了传感器115，传感器115是位置传感器。传感器115也安装在T形架118上，传感器115检测小车和基座的相对位置。

图5和图6揭示了根据本实用新型的一实施例的小车式切换工装在工作过程中基座的结构示意图。在图5中，对中升降机构举升、平移定位机构尚未平移到位，在图6中，对中升降机构下降、平移定位机构平移到位、锁紧机构闭合。结合图5和图6，本实用新型的小车式柔性切换工装的使用操作过程如下：

每一个小车对每一副焊接工装，小车与工装固定连接。非使用状态时，小车与工装停放于仓储区域。

使用时，操作人员将对应的小车及工装推至生产工位，通过引导机构匹配推入基座组件，位置传感器识别小车位置，举升气缸带球轴承支撑将小车及工装举升，在举升过程小车由于球轴承及锥形孔的作用，小车在X及Y向被对中及初步定位，举升到位后，平移定位机构平移至工作位置，如图5所示的状态。在平移定位机构平移到位后，举升气缸下降，如图6所示的状态。此时小车落位于支撑座及定位销上，支撑座可实现小车的Z向定位，定位销可实现小车X及Y向的精确定位。夹紧气缸工作，将小车夹紧。机器人开始进行激光焊接。

使用完毕，夹紧气缸打开，举升气缸将小车举升后，定位销及支撑座横向滑移离开，举升气缸下降，小车的行走滚轮落位于地基上，操作人员进入，将小车及工作拉回仓储区。

如需切换焊接另外一种零件，操作人员从仓储区选取对应的工装，重复上述过程切换操作过程即可。

本实用新型具有如下优点：

本装置采用框架板型设计，方便加工制造及安装；

工装切换重复精度高，保证了激光焊工序零件生产的质量稳定；

切换工装过程，操作人员只需选取对应的工装，推至共用的基座上，装置即可自动识别并装载定位小车，无需人工定位夹紧，不会对操作人员产生危险，操作简便，人机工程较好。

本实用新型的小车式切换工装将焊接工装与小车绑定，但不与工作位的地基固定，使得焊接工作位能够适用于不同车型白车身，在使用时只需将与焊接工装对应的小车推至底座上，即可实现自动举升、下降、定位及锁紧操作，操作便利、人机工程良好、重复精度高。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种小车式切换工装，其特征在于，包括：

基座组件，基座组件固定在工作位的地基上；

数辆小车和数个焊接工装，小车与焊接工装一一对应，焊接工装固定在对应的小车上；

小车进入基座组件，基座组件将小车固定，该小车上固定的焊接工装在工作位进行焊接操作，基座组件松开小车，小车携带对应的焊接工装离开工作位。

2.如权利要求1所述的小车式切换工装，其特征在于，所述基座组件包括：

两个基座，两个基座分开布置，两个基座布置的位置与小车的宽度相匹配；

基座导轨，基座导轨设置在两个基座之间，基座导轨在入口处具有向外张开的结构，基座导轨沿X向布置。

3.如权利要求2所述的小车式切换工装，其特征在于，所述基座包括：

承载框架，承载框架固定在地基上；

对中升降机构，对中升降机构安装在承载框架上，对中升降机构与小车进行X向和Y向的初步定位并将小车举升或者降下；

平移定位机构，平移定位机构安装在承载框架上，平移定位机构平移以与小车进行Y向定位；

锁紧机构，锁紧机构将小车锁紧以与小车进行Z向定位；

限位缓冲机构，限位缓冲机构对小车进行X向定位。

4.如权利要求3所述的小车式切换工装，其特征在于，所述承载框架包括：下基板、上基板和支撑板；

数个支撑板设置在下基板和上基板之间组成承载框架；

下基板通过底盘座固定在地基上，对中升降机构安装在下基板上；

锁紧机构和限位缓冲机构安装在上基板上。

5.如权利要求4所述的小车式切换工装，其特征在于，所述对中升降机构包括：举升气缸和球轴承；

举升气缸安装在下基板上，举升气缸沿Z向运动，举升气缸的端部向上延伸出上基板，球轴承安装在举升气缸的端部，球轴承位于上基板的上方；

球轴承与小车的对中机构配合。

6.如权利要求4所述的小车式切换工装，其特征在于，所述平移定位机构包括：平移气缸、连接杆、连接板、滑动导轨、支撑座；

平移气缸安装在下基板上，平移气缸沿Y向运动，连接杆连接平移气缸和连接板，连接板成“C”字形，连接杆连接到连接板的中部，连接板的两端分别通过滑动导轨安装到上基板上，连接板在靠近两端的位置各自安装一个支撑座，支撑座与小车的定位点配合。

7.如权利要求4所述的小车式切换工装，其特征在于，

所述锁紧机构是夹紧气缸；

所述限位缓冲机构安装在上基板的端部。

8.如权利要求3所述的小车式切换工装，其特征在于，所述小车包括：

小车底座；

行走滚轮，行走滚轮安装在小车底座的底部；

把手，把手安装在小车底座上；

定位点，定位点位于小车底座上，定位点分布在靠近小车底座的四个角的位置；

夹紧块，夹紧块位于小车底座的上表面上，夹紧块与锁紧机构配合；

对中机构，对中机构安装在小车底座的下表面上，对中机构与对中升降机构配合；

引导机构，引导机构安装在小车底座的底部，引导机构与基座导轨配合。

9.如权利要求8所述的小车式切换工装，其特征在于，所述对中机构为矩形板，安装在小车底座的下表面上靠近侧边的位置，矩形板的两端开设有锥形孔，锥形孔与对中升降机构的球轴承配合。

10.如权利要求8所述的小车式切换工装，其特征在于，所述引导机构包括引导柱和引导滚轮，引导柱安装在小车底座的底部，引导柱布置在小车底座的Y向中轴线上，引导滚轮安装在引导柱的端部，引导滚轮滑入基座导轨中。

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