CN217316560U - 一种卡板组件焊接定位装夹系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型中公开了一种卡板组件焊接定位装夹系统，包括：装夹平台；卡板支撑机构，所述卡板支撑机构用于对卡板底面进行定位支撑；卡板定位机构，用于对卡板组件中的卡板在装夹平台上定位安装；端框定位机构，加强筋定位机构，侧框定位机构，支耳定位机构，框梁定位机构；加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构、框梁定位机构分别在装夹平台两侧并排间隔设置。系统中根据卡板组件自动化焊接的需求，对装夹平台上卡板定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构以及框梁定位机构的位置进行优化设置，将各个机构在装夹平台上并排间隔设置，在实现对卡板组件各结构件装夹定位的同时，能够为焊接系统提供足够的焊接操作空间。

Description

一种卡板组件焊接定位装夹系统

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种卡板组件焊接定位装夹系统。

背景技术

前侧卡板组件、后侧卡板组件是车辆车架结构中重要的功能结构件。前、后侧卡板组件采用高强度钢，通常采用焊接工艺焊接成型，如气体保护焊和电阻电焊。由于卡板组件结构复杂、零部件多、焊点多，采用手工焊进行焊接时，焊接过程复杂、焊接难度大，且焊接效率低下，无法满足批量化生产的需求。采用气体保护焊进行焊接时，需要对卡板进行稳定的定位装夹，以及将卡板组件上的各个结构件在卡板上进行准确的定位安装，装夹难度大，定位精度难以保证，并且在进行定位装夹时存在彼此之间相互干涉的问题，这些都给卡板组件自动化焊接的实现造成了很大的困难。

实用新型内容

本实用新型针对卡板组件自动化焊接过程中难以对卡板组件进行装夹定位的问题，提供一种卡板组件焊接定位装夹系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种卡板组件焊接定位装夹系统，包括：

装夹平台，所述装夹平台为中部镂空的框架结构；

卡板支撑机构，所述卡板支撑机构用于对卡板底面进行定位支撑；

卡板定位机构，所述卡板定位机构设置在装夹平台上，用于对卡板组件中的卡板在装夹平台上定位安装，所述卡板定位机构包括第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构和第二定位机构相对设置于装夹平台两侧；

端框定位机构，所述端框定位机构设置于装夹平台两端，用于将端框在卡板两端端部位置进行定位安装；

加强筋定位机构，所述加强筋定位机构设置于装夹平台一侧，用于将加强筋在卡板对应位置处进行定位安装；

侧框定位机构，所述侧框定位机构设置于装夹平台一侧，用于将侧框在卡板侧端面上进行定位安装；

支耳定位机构，所述支耳定位机构设置于装夹平台一侧，用于将支耳在卡板对应位置处进行定位安装；

框梁定位机构，所述框梁定位机构设置于装夹平台一侧，用于将框梁在卡板对应位置处进行定位安装；

所述加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构、框梁定位机构分别在装夹平台两侧并排间隔设置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述第一定位机构包括第一定位组件，所述第一定位组件与位于卡板一侧的弧形凹槽部相配合。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述第一定位组件包括对称设置的两个第一定位件，所述第一定位件的自由端沿卡板纵向方向朝两侧水平设置，所述第一定位件的自由端端部设置有与卡板上弧形凹槽部配合的第一定位面。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述卡板支撑机构设置于第一定位机构下方，包括多个支撑件。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述端框定位机构包括纵向移动座、设置于纵向移动座上的端框夹紧机构和端框定位组件；

所述端框夹紧机构包括端面定位件和端面夹紧组件，所述端面定位件与端面夹紧组件分别作用在端框两侧端面，对端框夹紧固定；所述端框定位组件包括与端框上设置的定位孔配合的端框定位件和设置于端框定位件外侧的侧向定位件，所述侧向定位件用于对端框在相对卡板横向方向上进行定位；

所述装夹平台与纵向移动座之间设置有纵向驱动件，所述纵向驱动件用于驱动纵向移动座沿装夹平台纵向方向运动。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述加强筋定位机构包括第一转动驱动件和第一转动臂，所述第一转动驱动件驱动第一转动臂在其所在的竖直平面内转动，所述第一转动臂的自由端设置有加强筋定位组件。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述侧框定位机构包括侧框夹紧组件和侧框支撑部，所述侧框夹紧组件包括第二转动驱动件和第二转动臂，所述第二转动驱动件驱动第二转动臂在其所在的竖直平面内转动，所述第二转动臂的自由端设置有侧框压头，所述侧框压头转动到侧框支撑部上方时对侧框夹紧固定。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述支耳定位机构与加强筋定位机构相对设置于装夹平台两侧；

所述支耳定位机构包括横向移动座和设置在横向移动座上的支耳夹紧组件，所述支耳夹紧组件用于夹紧支耳并将支耳在卡板上定位安装；

所述横向移动座与装夹平台之间设置有横向驱动件，所述横向驱动件驱动横向移动座沿装夹平台横向方向运动。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述框梁定位机构包括框梁定位件和框梁压紧机构，所述框梁定位件用于对框梁端部定位，所述框梁压紧机构包括第三转动驱动件和第三转动臂，所述第三转动驱动件驱动第三转动臂在其所在的竖直平面内转动，第三转动臂自由端设置有框梁压紧件。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述端框定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构和支耳定位机构上分别设置有检测元件。

本实用新型所具有的有益效果：

1)该系统中根据卡板组件自动化焊接的需求，对装夹平台上卡板定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构以及框梁定位机构的位置进行优化设置，将各个机构在装夹平台上并排间隔设置，在实现对卡板组件各结构件装夹定位的同时，能够为焊接系统提供足够的焊接操作空间。

2)装夹平台设置的加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构以及框梁定位机构在对相应结构件进行装夹定位时，通过对其结构的设计，将其操作动作过程均限制在其所在的竖直平面内，这样在节约操作空间的同时，可有效防止各机构在动作过程中发生干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为卡板组件结构示意图。

图2为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统结构示意图。

图3为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中装夹平台结构示意图。

图4为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中第一定位机构及卡板支撑机构结构示意图。

图5为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中第一定位机构及卡板支撑机构结构俯视图。

图6为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中第二定位机构与框梁定位机构结构示意图。

图7为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中端框定位机构结构示意图。

图8为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中加强筋定位机构结构示意图。

图9为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中侧框定位机构结构示意图。

图10为本实用新型卡板组件焊接定位装夹系统中支耳定位机构结构示意图。

图中：10、装夹平台；

20、第一定位机构，201、第一定位件，202、第一定位面；

30、第二定位机构；

40、卡板支撑机构，401、支撑件；

50、端框定位机构，501、纵向移动座，502、端面定位件，503、端面夹持组件，504、端框定位件，505、侧向定位件，506、纵向驱动件；

60、加强筋定位机构，601、第一转动驱动件，602、第一转动臂，603、加强筋定位组件，

70、侧框定位机构，701、第二转动驱动件，702、第二转动臂，703、侧框压头，704、侧框支撑部；

80、支耳定位机构，801、横向移动座，802、支耳夹紧组件，803、横向驱动件；

90、框梁定位机构；901、框梁定位件，902、第三转动驱动件，903、第三转动臂，904、框梁压紧件；

100、卡板组件，101、卡板，102、端框，103、侧框，104、加强筋，105、支耳，106、框梁，107、弧形凹槽部；

110、检测元件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，卡板组件100通常由卡板101、位于两端的端框102、位于卡板一侧的多个侧框103、位于卡板上的加强筋104、支耳105和框梁106，其中端框102、侧框103、加强筋104、支耳105和框梁106均需要焊接到卡板101上。这样在焊接时就需要将端框、侧框、加强筋、支耳和框梁分别准确定位安装到卡板的对应位置处，然后进行焊接操作；由于需要定位安装的结构件较多，结构件的形状又各不相同，所处的位置间距比较紧凑，且各结构件的位置精度要求较高，这些都给卡板组件的焊接定位装夹带来了一系列的问题。

参照图2至10，本实施例中的卡板组件焊接定位装夹系统，采用：

装夹平台10，所述装夹平台为中部镂空的框架结构；

卡板定位机构，所述卡板定位机构设置在装夹平台上，用于对卡板组件中的卡板在装夹平台上定位安装，所述卡板定位机构包括第一定位机构20和第二定位机构30，所述第一定位机构20和第二定位机构30相对设置于装夹平台两侧；

卡板支撑机构40，所述卡板支撑机构40用于对卡板底面进行定位支撑；

端框定位机构50，所述端框定位机构50设置于装夹平台10两端，用于将端框在卡板两端端部位置进行定位安装；

加强筋定位机构60，所述加强筋定位机构60设置于装夹平台10一侧，用于将加强筋在卡板对应位置处进行定位安装；

侧框定位机构70，所述侧框定位机构70设置于装夹平台10一侧，用于将侧框在卡板侧端面上进行定位安装；

支耳定位机构80，所述支耳定位机构80设置于装夹平台10一侧，用于将支耳在卡板对应位置处进行定位安装；

框梁定位机构90，所述框梁定位机构90设置于装夹平台10一侧，用于将框梁在卡板对应位置处进行定位安装；

加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构、框梁定位机构分别在装夹平台两侧并排间隔设置。

系统根据卡板组件上各结构件的位置及定位要求，对卡板定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构以及框梁定位机构的位置进行优化设置，将各个机构在装夹平台上并排间隔设置，在实现对卡板组件各结构件装夹定位的同时，能够为焊接系统提供足够的焊接操作空间。

同时，系统针对各机构的功能需求对各机构所采用的结构进行设计，使其在能够满足对各结构件进行装夹定位的同时，方便系统的整个操作，防止系统动作过程中彼此发生干涉。

参照图4和5，在装夹平台10一侧靠近两端的位置处，分别设置两组第一定位机构20，第一定位机构20分别沿装夹平台横向方向设置；第一定位机构10可采用第一定位组件，第一定位组件设置为与位于卡板一侧的弧形凹槽部相配合的结构。定位时，卡板的弧形凹槽部配合设置到第一定位组件位置，与第一定位组件之间形成配合，实现对卡板在一侧的定位。具体地，第一定位组件包括对称设置的两个第一定位件201，第一定位件201的自由端沿卡板纵向方向朝两侧水平设置，第一定位件201的自由端端部设置有与卡板上弧形凹槽部配合的第一定位面202。通过两个第一定位件上的第一定位面202与弧形凹槽部的弧形面之间相互配合，实现对卡板在一侧的定位。

在对卡板支撑结构的设计上，为了节约装夹平台上机构的布置空间，将卡板支撑机构40设置于第一定位机构20的下方位置；具体地，卡板支撑机构40采用多个支撑件40，通过多个支撑件40对卡板在竖直方向上进行支撑，将卡板设置于装夹平台上的镂空中部位置。

通过两个第一定位机构分别与卡板上的两处弧形凹槽部之间形成定位配合，对卡板的一侧进行定位，此时通过设置于装夹平台另一侧的第二定位机构与卡板另一侧端面支架配合，对卡板的另一侧进行定位；此时通过第一定位机构、第二定位机构和卡板支撑机构可以实现将卡板在装夹平台的中部进行稳定的定位安装。

端框在卡板上的定位装夹采用的是分别设置在装夹平台两端的端框定位机构。参照图7，端框定位机构50包括纵向移动座501、设置于纵向移动座上的端框夹紧机构和端框定位组件。

其中，端框夹紧机构用于实现对端框的夹持，端框定位机构则用于端框在端框夹紧机构上的位置进行定位，在实现对端框夹持的同时保证端框位置的唯一性。这里端框夹紧机构包括端面定位件502和端面夹紧组件503，端面定位件502与端面夹紧组件503分别作用在端框侧端面，对端框夹紧固定。这种夹持结构中通过端面定位件和端面夹紧组件对方形截面的端框进行稳定的夹持，其中端面定位件502采用固定设置的结构件，端面夹持组件503采用可转动控制的结构件，通过驱动端面夹持组件转动即可实现对端框在端面定位件与端面夹紧组件之间夹紧固定。

端框定位组件包括与端框上设置的定位孔配合的端框定位件504和设置于端框定位件外侧的侧向定位件505，通过端框定位件504在端框上定位孔的配合安装，能够对端框的位置进行有效的定位，同时通过侧向定位件505对端框在相对卡板横向方向上的位置进行定位，即可实现对端框位置的准确定位。

在装夹平台10与纵向移动座501之间设置有纵向驱动件506，纵向驱动件506用于驱动纵向移动座沿装夹平台纵向方向运动。端框夹紧机构将端框装夹后，通过纵向驱动机构驱动纵向移动座运动，将端框水平送至卡板端部的对应位置处，即可实现端框在卡板端部的定位安装。

这里的纵向驱动件可采用气缸或手动连杆机构，通过气动或手动方式在将端框送入到定位位置后，可将端框锁定在定位位置处，方便后续的焊接操作。

参照图8，加强筋定位机构60包括第一转动驱动件601和第一转动臂602，第一转动驱动件601驱动第一转动臂602在其所在的竖直平面内转动，第一转动臂602的自由端设置有加强筋定位组件603，加强筋定位组件603在第一转动臂的作用下将设置在卡板上对应位置处的加强筋压紧定位；在加强筋焊接完成后，转动第一转动臂即可将第一转动臂转动到远离卡板的位置。

在卡板100一侧位于相邻弧形凹槽部之间的侧端面上分别设置有侧框，每个侧框需要采用一个对应的侧框定位机构对其在卡板上进行定位安装。具体地，侧框定位机构70包括侧框夹紧组件和侧框支撑部704，侧框支撑部702用于放置侧框，对侧框形成支撑；侧框夹紧组件包括第二转动驱动件701和第二转动臂702，第二转动驱动件701驱动第二转动臂702转动，第二转动臂702的自由端设置有侧框压头703，当第二转动臂702带动侧框压头703转动到侧框支撑部704上方时，侧框压头703将侧框压紧固定在侧框支撑部704上，可对侧框进行固定装夹。这里侧框支撑部704的位置正好设置于侧框在卡板的对应安装位置处，当侧框安装到侧框支撑部上并在侧框支撑部上定位时，即可实现侧框在卡板对应位置处的定位安装，这也是本系统中定位装夹的结构特点之一。

由于卡板上支耳与加强筋的设置位置基本上位于同一位置处，对两者的定位装夹存在相互之间干涉的问题，这是在对系统上各功能机构进行设计时无法回避的问题，针对这一问题，系统中将支耳定位机构80与加强筋定位机构60分别相对设置于装夹平台10的两侧，同时对支耳定位机构的结构进行了设计。

具体地，参照图10，支耳定位机构80包括横向移动座801和设置在横向移动座上的支耳夹紧组件802，支耳夹紧组件802用于夹紧支耳并将支耳在卡板上定位安装；这里支耳夹紧组件结构可参照端框定位机构中的端框夹紧机构，同样能够实现对板状结构的支耳进行有效的定位夹紧，这里不再赘述。同样地，支耳夹紧组件802的设置位置对应位于支耳在卡板上的设置位置处，这样在将支耳在支耳夹紧组件上定位装夹的同时，可实现支耳在卡板上的定位安装。

同时为了解决与加强筋定位机构之间干涉的问题，这里在装夹平台10与横向移动座801之间设置横向驱动件803，横向驱动件803可驱动横向移动座沿装夹平台横向方向运动。这样当安装支耳在卡板上的焊接操作后，通过横向驱动件将横向移动座朝远离卡板的方向运动，此时支耳夹紧组件就不会对加强筋在卡板上的定位安装以及焊接造成影响，避免了两者之间存在干涉的问题。这里横向驱动件可采用气缸，通过气缸驱动横向移动座的运动，同时通过气缸还可以对横向移动座在装夹平台上的位置进行锁定，保证支耳定位装夹的位置精度。

参照图6，框梁定位机构90包括框梁定位件901和框梁压紧机构，框梁在卡板上沿卡板横向方向设置，需要对框梁在横向方向所在的位置进行定位；这里采用框梁定位件901对框梁端部进行定位，实现对框梁在横向方向上定位；框梁压紧机构包括第三转动驱动件902和第三转动臂903，第三转动驱动件902驱动第三转动臂903在其所在的竖直平面内转动，在第三转动臂903自由端设置框梁压紧件904。将框梁安装到卡板上后，对框梁端部在框梁定位件上定位，驱动第三转动臂的转动，通过框梁压紧件将框梁在卡板上定位装夹。

第一转动驱动件601、第二转动驱动件702、第三转动驱动件903可采用市售的手动/气动结合的夹紧器，这种夹紧器可采用手动与气动相结合的控制方式，内部采用曲柄连杆驱动结构，可实现转动运动，实现对相应转动臂的转动驱动；并且具有体积小、承载能力大的特点。

在端框定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构和支耳定位机构上的对应位置处分别设置有检测元件110；检测元件110用于检测机构上对应位置处是否安装有相应的结构件，以防止漏装、错装；这里的检测元件110可采用接触感应传感器。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

此外，本实用新型的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，包括：

装夹平台，所述装夹平台为中部镂空的框架结构；

卡板支撑机构，所述卡板支撑机构用于对卡板底面进行定位支撑；

卡板定位机构，所述卡板定位机构设置在装夹平台上，用于对卡板组件中的卡板在装夹平台上定位安装，所述卡板定位机构包括第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构和第二定位机构相对设置于装夹平台两侧；

端框定位机构，所述端框定位机构设置于装夹平台两端，用于将端框在卡板两端端部位置进行定位安装；

加强筋定位机构，所述加强筋定位机构设置于装夹平台一侧，用于将加强筋在卡板对应位置处进行定位安装；

侧框定位机构，所述侧框定位机构设置于装夹平台一侧，用于将侧框在卡板侧端面上进行定位安装；

支耳定位机构，所述支耳定位机构设置于装夹平台一侧，用于将支耳在卡板对应位置处进行定位安装；

框梁定位机构，所述框梁定位机构设置于装夹平台一侧，用于将框梁在卡板对应位置处进行定位安装；

所述加强筋定位机构、侧框定位机构、支耳定位机构、框梁定位机构分别在装夹平台两侧并排间隔设置。

2.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述第一定位机构包括第一定位组件，所述第一定位组件与位于卡板一侧的弧形凹槽部相配合。

3.根据权利要求2所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述第一定位组件包括对称设置的两个第一定位件，所述第一定位件的自由端沿卡板纵向方向朝两侧水平设置，所述第一定位件的自由端端部设置有与卡板上弧形凹槽部配合的第一定位面。

4.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述卡板支撑机构设置于第一定位机构下方，包括多个支撑件。

5.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述端框定位机构包括纵向移动座、设置于纵向移动座上的端框夹紧机构和端框定位组件；

所述端框夹紧机构包括端面定位件和端面夹紧组件，所述端面定位件与端面夹紧组件分别作用在端框两侧端面，对端框夹紧固定；所述端框定位组件包括与端框上设置的定位孔配合的端框定位件和设置于端框定位件外侧的侧向定位件，所述侧向定位件用于对端框在相对卡板横向方向上进行定位；

所述装夹平台与纵向移动座之间设置有纵向驱动件，所述纵向驱动件用于驱动纵向移动座沿装夹平台纵向方向运动。

6.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述加强筋定位机构包括第一转动驱动件和第一转动臂，所述第一转动驱动件驱动第一转动臂在其所在的竖直平面内转动，所述第一转动臂的自由端设置有加强筋定位组件。

7.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述侧框定位机构包括侧框夹紧组件和侧框支撑部，所述侧框夹紧组件包括第二转动驱动件和第二转动臂，所述第二转动驱动件驱动第二转动臂在其所在的竖直平面内转动，所述第二转动臂的自由端设置有侧框压头，所述侧框压头转动到侧框支撑部上方时对侧框夹紧固定。

8.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述支耳定位机构与加强筋定位机构相对设置于装夹平台两侧；

所述支耳定位机构包括横向移动座和设置在横向移动座上的支耳夹紧组件，所述支耳夹紧组件用于夹紧支耳并将支耳在卡板上定位安装；

所述横向移动座与装夹平台之间设置有横向驱动件，所述横向驱动件驱动横向移动座沿装夹平台横向方向运动。

9.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述框梁定位机构包括框梁定位件和框梁压紧机构，所述框梁定位件用于对框梁端部定位，所述框梁压紧机构包括第三转动驱动件和第三转动臂，所述第三转动驱动件驱动第三转动臂在其所在的竖直平面内转动，第三转动臂自由端设置有框梁压紧件。

10.根据权利要求1所述的卡板组件焊接定位装夹系统，其特征在于，所述端框定位机构、加强筋定位机构、侧框定位机构和支耳定位机构上分别设置有检测元件。

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