模具夹的制作方法

专利名称：模具夹的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装配或加工工件时用于夹持工件的模具夹，特别涉及一 种可用于汽车门内饰板装配线之类的装配线的模具夹。
背景技术：
工件为，例如，装配线使用的汽车门内饰板组件或者待装配完整的汽车 门内饰板组合件半成品。常规下，适用于自动化装配线的汽车门内饰板组合
件包括一上内饰板和一下内饰板等，如日本专利No. 2004-224012所示。其
中，上内饰板为一积层结构，其中树脂芯材的表面粘贴有表皮，下内饰板是 合成树脂注模而成。为了装配上下内饰板，将沿着下内饰板装配边缘设置并 相互间隔一适宜距离的用于焊接的凸起部，插入上内饰板的压孔中，以制成 汽车门内饰板组合件的半成品。然后将该汽车门内饰板组合件半成品放入设 有用于夹持上下内饰板的夹具或金属臂的超声波焊接装置，并在这种状态 下，通过超声波焊接装配紧固上下内饰板。
当使用超声波焊接时，如果在连接处有任何凸起部与相应孔的周边之间 产生了缝隙，则会导致内饰板的上下部分在连接处产生空隙，降低其粘合紧 密性。在实践中，通过夹持将被超声波焊接的工件的待加工区域的周边，以 防止该周边被抬升，从而避免产生不需要的空隙。另外，在装配线上，除了 进行超声波焊接加工外，还会进行弯曲挡风雨条爪、插入制动器和紧固螺丝 的加工。
在一般的装配线中，用于夹持工件的支架安装在超声波焊接装置中、弯 曲挡风雨条爪的装置中以及插入制动器的装置中。该些支架各自设有专用于 相应装置的接合处。支架接合处的夹具则是根据装配线上各装置的接合处要进行的加工次数而专门设计的。由于各装置使用的都是该装置专用的支架， 故同一流水线上的支架无法在装置间共享。这带来了需要一种可在同一流水 线的各装置间运输工件的装置的问题，使得各装置生产成本增加，而由其装 配的汽车门内饰板组合件的成本也随之增加，影响了生产效率的提高。
相应地，本发明的目的在于提供一种能在装配线上共享的多功能模具夹。

发明内容
本发明的模具夹用于承载和搬运待加工工件。该模具夹包括 一可沿装 配线移动的支撑架； 一设于支撑架上用于承载工件的接收部件； 一与承载于 接收部件上的工件的待加工区域周边相对设置的压紧部件； 一个与压紧部件 连接的开合部件，其中该开合部件枢接于该支撑架一端，以在开启位置和关 闭位置间移动，其中，关闭时，该压紧部件向下压紧该工件的待加工区域的 周边，开启时，该压紧部件松开工件使其可被移出。
为了减轻重量，至少该支撑架或开合部件有一个为框架结构。 该模具夹还包括一个用于调整该压紧部件的垂直位置和水平位置的调 整机构。在这种情况下，该开合部件设有一框架，该框架设有用于水平引导 该压紧部件的导向槽。
在本发明的实施例中，多个轴承被设置在支撑架上。在这种情况下，该 模具夹还包括一个用于开关开合部件的开关机构。该开关机构包括一旋转 轴，在开合部件的相对一侧，该旋转轴被轴承可旋转地支撑。该模具夹还包 括一设置在上述旋转轴上的开合杆，该开合杆与一驱动机构的啮合部件相啮 合，用以驱动该开关机构打开或关闭该开合部件。
该开关机构设有一减震器用于吸收由于其开合而产生的影响。 该模具夹可设有一用于探测开合部件的开闭位置的探测装置，或一用于 感应承载在接收部件上的工件的感应装置，或者两者同时使用。该支撑架可包括一个位置感应装置，用于感应该模具夹是否已经到达装 配线加工装置的预设工位，该支撑架还可包括一个定位该模具夹的定位部 件。在这种情况下，可设有一外部制造控制系统，基于从位置感应装置得到 的信号来控制生产。
较佳地，该接收部件设有一由强化纤维塑料基材制成的成型主体。更佳 地，该成型主体表面设有聚氨酯橡胶。
装配线上设有具有加工工具的加工装置。较佳地，该压紧部件的形状包 括与相应加工工具的截面形状相匹配的部分。
该压紧部件可包括两个或更多组， 一组中的每个压紧部件的形状可与另 一组或其他组的压紧部件不同。


图1为本发明一实施例中模具夹的透视图。
图2为沿图1中I-I方向的模具夹的部分省略的剖面图。
图3为图1中模具夹的平面图，其中接收部件和开合部件为局部剖视图。
图4为图1中模具夹的开合部件的平面图。
图5为图4中的椭圆形区域W内的压紧部件的透视图。
图6为用于说明图1中模具夹的开合部件的旋转动作的局部侧视图。
图7为图1中模具夹的操作示意图。
具体实施例方式
参考附图，对本发明的模具夹进行说明。本发明的模具夹用于沿设有多 种加工装置的装配线承载和传送工件。
本发明中的工件包括，但不仅限于，在汽车门内饰板组合件，例如，上 内饰板、下内饰板、搁臂架、口袋、装饰以及挡风雨条的装配线中的，汽车 门内饰板组合件，或其待装配的半成品。汽车门内饰板组合件的装配线中的多种加工装置包括，但不仅限于，超 声波焊接装置、用于弯曲挡风雨条爪的装置、制动器插入装置、螺丝紧固装 置以及热熔装置。
当这些装置利用其加工工具加工工件时，例如焊接、弯曲爪部、紧固螺 丝以及插入制动器，工件的待加工区域的周边被夹持住，以使得待加工区域 被固定于预设范围内并避免其发生任何的提升。否则，在被焊接、插入和接 收的成对部件之间会形成不必要的空隙和移位。
这里，图l-7所示为本发明的模具夹的一个实施例，其包括一个搬运台 车(一个支撑架)A， 一个位于该台车上用于接收工件的接收部件B，以及 开合部件D。该开合部件D与放置在接收部件B上的工件的待加工区域的 周边相对设置。每一个该开合部件D均在其向下压紧放置在接收部件B上 的工件的待加工区域周边C (如图7所示)的闭合位置，和松开已完全加工 完毕的工件的开启位置间运动。
搬运台车A为框架结构，其中铝制的设有凹槽的框架被上下两层地呈格 子状设置，以便减轻重量。如本实施例所示，搬运台车A被沿一对传送链 Ll (如图7所示)传送，其中该传送链L1沿着装配线的传送方向L设置并 相互间隔一预设距离。因此，搬运台车A的两侧框架Al的外侧和底部设有 导向部件l。较佳地，每个导向部件1都具有抗磨损性。要注意的是搬运台 车A的结构和传送它的装置不受本实施例的限制。
在搬运台车A的中央框架A2 (如图3所示)上设置有一个用于探测放 置在接收部件B上工件的探测器2。探测器2的主要探测部件2a可以为一 传感器，该传感器可以被插入在接收部件B上形成的切割部分中，以便用接 触或不接触的方式探测接收部件上的工件。本实施例中的探测器2采用了一 接触开关，但不仅限于此。
如图l， 2和3所示， 一内侧框架A3位于前角R1和后角R2上，该前 角Rl和后角R2分别位于搬运台车A的四角中沿传送方向L的前侧和后侧。该内侧框架A3上设有一用于探测模具夹己经被运送到特定加工装置的预定 工位的定位探测器3，以及一用于定位模具夹的定位部件4。
在本实施例中，该定位探测器3和定位部件4通过L型板5a和5b固设 于框架A3上。如图2所示，为了清楚地描述定位部件4，侧框架A4及其附 件在图中被省略。
通过以下方法定位模具夹。通过位于每个加工装置的预设位置上的相应 的探测器(图中未示)探测定位探测器3的位置，停止传送链L1后，升高 一位于装配线上的可相应垂直移动的定位销(图中未示)，并将其插入设置 于定位部件4上的孔4a中，以便定位模具夹。
在本实施例中，定位探测器3可向一制造控制系统(图中未示)提供一 个信号，该信号表示模具夹已经被运送到特定加工装置的预定工位。这使制 造控制系统能够检测模具夹在装配线上的当前位置，以便控制汽车门内饰板 的制造过程(加工过程)。
在搬运台车A的四个角上各设有一支撑部件6。在本实施例中，只有一 个支撑部件6还具有定位部件4的功能。该支撑部件6也通过L型板5b和 L型板7a和7b固设在框架A3上。
在本实施例中，在上述各加工装置开始加工过程之前，位于各加工装置 的四个预设位置处的提升部件(图中未示)，从下方支撑着支撑部件6和定 位部件3，并提起模具夹。每个加工装置的上方都设有一个紧固件(图中未 示)，且与模具夹相对设置。接着，位于被抬起的模具夹上的开合部件D的
上表面与相应的加工装置上的相应的紧固件接触压紧，以此紧固支撑模具 夹。此后该相应的加工装置开始加工工件。
接收部件B设有格子状的支腿11，以及固定于支腿上的主体12。该支 腿11通过L型板13和螺栓(图中未示)紧固在搬运台车A上。该支腿ll 可为由钢板或合成树脂制成的格子状结构。主体12可以包括，例如， 一塑 料基座，该基座由强化纤维塑料制作成型，以与待加工工件的外形匹配，主体12还包括一粘连在基座上的表皮(一个保护层)。为提高作业性，较佳地， 在该由强化纤维塑料制作成型的基座上用具有流动性的聚氨酯橡胶涂抹并 待其干燥后形成一表面涂层。在常规接收部件中，典型的主体由一成型塑料 上覆盖一保护层构成，但存在重量大的缺点。
为了减轻重量，该开合部件D可为一框架结构，其中铝制的设有凹槽的 框架被上下三层地呈格子状设置，类似于搬运台车A。该开合部件D包括压 紧机构E。该压紧部件E与工件的预设待加工区域的周边C相对设置。该开 合部件D还包括一个位于搬运台车A —端的可开启和关闭的开合机构。如 图l， 4禾n5所示，每个压紧机构E包括压杆E1和E2，用于压紧工件的预 设待加工区域的周边C (如图7所示)，每个压紧机构还包括用于调整压紧 机构E的垂直和水平位置的调节机构F。该压紧机构E的数量和位置要符合 待加工区域的数量和位置。该压杆被制成可以固定的形状，例如，将上内饰 板和下内饰板固定在预设位置，以避免他们的组件间产生不必要的缝隙，也 可夹持工件的预设待加工区域的周边C。
如图l， 5和7所示，在本实施例中的压杆包括一第一压杆组E1和一第 二压杆组E2，其中，第二压杆组E2中每个压杆的形状都与第一压杆组El 中的不同。特别是，如图5所示，每个第一压杆El都有一个压紧部21a， 其远端的截面形成一个弧形或U形以实现侧面开口 ，每个第一压杆还有一个 垂直设置于压紧部21a近端的调整螺丝22a。每个第二压杆E2都有一个压紧 部21b，其远端为圆柱型，每个第二压杆还有一个垂直设置于压紧部21b近 端的调整螺丝22b。该第二压杆E2的调整螺丝22b设有一个紧固螺母22c， 用于防止压紧部21b在夹持相应加工区域周边的时候发生移位。
第一压杆El的压紧部21a的开口部分形状(弧形或U形)可进行调整， 例如，若使用截面形状为圆形的超声波头作为加工工具，则开口部分的形状 要与该超声波头外部周边的一部分的形状相匹配。
如果用于焊接凸起部的工件的待加工区域是下凹的，则第一压杆E1的压紧部21a很难直接夹持住该焊接用凸起部的周边。在这种情况下，可使用 设有具有圆柱型远端的压紧部21b的第二压杆E2。即，可由压紧部21b的 底面压紧位于稍微离开待加工下凹区域处的周边C。
当然，上述描述的压紧部21a和21b的用途和构造仅用于举例说明，本 发明并不局限于此。例如，由于第一压杆E1上的压紧部21a的开口部分形 状可以设计成与相应加工装置的截面相适合的形状，因此并不局限于图中所 示的弧形或U形。同样，第二压杆E2上压紧部21b的形状也不局限于图中 所示的圆柱形。虽然在此只描述了两种压紧部21a和21b，但如果需要，可 以使用三种或者更多的种类。
调整机构F用于调整压杆E1和E2以及压紧部21a和21b的高度。每个 调整装置F都设有L型板23a和23b。 L型板23a和23b的水平部分设有供 调整螺丝22a和22b插入的孔。每个调整装置F还包括下螺母24a和上螺母 24b，以供在水平部分的上下两侧分别旋紧于插在L型板23a和23b水平部 分的孔中的调整螺丝22a和22b上。由于对压紧部21a和21b的高度调整相 对于下方来说在L型板23a和23b的上方进行更加容易，故较佳地，该上 螺母24b为双螺母。标记25表示垫圈。
将压紧部21a和21b设置在水平方向，可以通过水平移动相应螺栓26 并将其在所需位置固定来实现，该螺栓插入于L型板23a和23b的垂直部分 中沿着框架27上的相应的槽分布的相应的孔中。在图5中，标记28表示一 个调整基座或者一个定位件，用于沿着与框架27的水平方向相垂直的方向 水平移动压杆E。
用于开闭开合部件D的机构包括 一个轴承支撑部件31，其位于一对 相对设置的框架D1下方，该框架沿着与传送方向L相垂直的方向延伸；一 个被轴承支撑部件31支撑的旋转轴32; —组位于搬运台车A下方，用于可 旋转地支撑旋转轴32的轴承；以及一个可开合的杆33。 一个用于驱动开关 机构的驱动机构(图中未示)，被沿着装配线设置。该驱动机构包括，例如，一个设有枢转轴的驱动马达(图中未示)，和一个具有一固定于该枢转轴上
的啮合部件34的枢转板。当该啮合部件34枢转时，其与开合杆33的槽口 33a相啮合。
在本实施例中，由于该驱动机构沿装配线设置，因此模具夹可为轻质结 构。该轴承单元可以为三个座架单元35，位于旋转轴32的两端以及开合杆 33的一侧。
第一和第二制动器36和37用于确定完成开启或关闭后的开合部件D的 位置。在开启状态时，第一制动器36包括一个位于板36c上的制动销36a， 该板36设置在边框Dl —侧，第一制动器还包括一个位于搬运台车A上的 制动板36b。在闭合状态时，该第二制动器37包括一个位于搬运台车A上 的制动销37a以及一个位于搬运台车A的支撑框架(或腿)D2的底面上的 制动板37b。
在本实施例中，利用两个探测器来探测开合部件D的开启和关闭位置。 即， 一个第一探测器38a，其位于设置在轴承支撑部件31下方的基座39内， 用于探测开启位置。 一个第二探测器38b，位于搬运台车A的边框A4上， 用于探测闭合位置。虽然本实施例中，第一和第二探测器38a和38b为引发 开关，但不局限于此的其它探测器也在本发明的范围以内。第一探测器38a 通过探测边框Dl上的对象40来探测开合部件D的开启位置，而第二探测 器38b通过探测支撑框架D2上的曲板41来探测开合部件D的关闭位置。
较佳地，采用一个位于边框D1和搬运台车A间的减震器42，以在通过 开关机构及其驱动机构实现开合部件D的开合时，吸收对模具夹和其上工件 的影响。
在本实施例中，设置在开合部件D中的压杆El和E2的高度和水平位 置都被预先调整，以使得它们处于与将被各装置加工的工件的预定加工区域 的周边C相对的位置。然后该开合部件D被开启，工件S被放置于接收部 件B上，如图7所示。工件S是树脂制汽车门内饰板的一个部分，其中例如，焊接用的凸起部51被插入相匹配的孔中准备加工。当工件S放置在接收部 件B上时，探测器或触摸开关2显示工件S已被放置在接收部件B上。转 动该开合部件D，使得压杆El和E2的底面压在待加工区域的周边C上。 驱动传送链Ll，将承载有工件的模具夹传送到超声波焊接装置的前面。然 后，对模具夹进行确认、定位、提升和固定支撑，以便用超声波头(图中未 示)对焊接用的凸起部51进行超声波焊接。完成超声波焊接后，该模具夹 下降到传送链Ll，被运送到装配线下游的各后续加工装置处，以便依次进 行其他预设的加工。
在本实施例中，虽然用于驱动开合部件D的开关机构的驱动马达(图中 未示)沿着装配线设置，而非设置于搬运台车A上，但是本发明并不局限于 此结构。可以设置在搬运台车A上的汽缸代替驱动马达来驱动开关机构。然 而，这种设计却增加了模具夹的重量。因此，开关机构的动力源最好设置在 模具夹的外面。
在本实施例中，虽然为了减轻装置重量，搬运台车A和开合部件D都 为框架结构，但本发明并不局限于此构造。然而，由于设有调整机构F的压 紧机构E设置在开合部件D上，因此为了减轻重量，部件D最好为框架结 构。
本发明中的模具夹可在用于装配前后、左右等处形状不同的多个工件的 装配线上共用。例如，通过在装配线上共用同一种模具夹，就可以在一条装 配线上实现不同型号汽车的不同设计的门内饰板的混合生产。
虽然本发明中的模具夹的实施例为汽车装配线，但不仅限于此。本发明 同样可以用于全自动化装配线，其中该装配线采用全自动加工系统，通过机 器人等自动加工装置来操作各加工工具，本发明还可以用于采用了手动操作 的加工工具的手动作业的装配线。本领域技术人员应当认识到，在权利要求 记载的本发明的主旨和目的之内的各种修改都是可以的。
权利要求
1、一用于承载和运送具有待加工区域的工件的模具夹，其包括一沿装配线移动的支撑架；一设于该支撑架上，用于承载工件的接收部件；一与待加工区域周边相对设置的压紧部件；以及一与该压紧部件连接的开合部件，其中该开合部件枢接于该支撑架一端，并开启位置和关闭位置间移动，其中，关闭时，该压紧部件向下压紧该工件的待加工区域的周边，开启时，该压紧部件松开工件使其可被移出。
2、 如权利要求1所述的模具夹，其中，至少该支撑架或开合部件有一 个为框架结构。
3、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该模具夹还包括一用于调节该 压紧部件的垂直位置和水平位置的调整机构。
4、 如权利要求3所述的模具夹，其中，该开合部件设有一框架，该框 架设有用于水平引导该压紧部件的导向槽。
5、 如权利要求1所述的模具夹，其中，多个轴承被设于该支撑架上， 上述模具夹还包括一用于开关该开合部件的幵关机构，该开关机构包括一旋 转轴，在开合部件的相对一侧，该旋转轴被轴承可旋转地支撑，以及其中， 该模具夹还包括一设置在上述旋转轴上的开合杆，该开合杆与一驱动装置的 啮合部件相啮合，用以驱动该开关机构打开或关闭该开合部件。
6、 如权利要求5所述的模具夹，其中，该开关机构设有一减震器用于 吸收由于其开合而产生的影响。
7、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该模具夹还包括一用于探测开 合部件的开启位置和关闭位置的探测装置。
8、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该模具夹还包括一用于感应承 载在接收部件上的工件的感应装置。
9、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该支撑架包括一个位置感应装置，用于对到达装配线上预设加工装置的工位的该模具夹进行感应，该支撑 架还包括一个定位该模具夹的定位部件。
10、 如权利要求9所述的模具夹，其中，该模具夹还包括一个外部制造 控制系统，基于从该位置感应装置得到的信号来控制生产。
11、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该接收部件设有一由强化纤维 塑料基材制成的成型主体。
12、 如权利要求11所述的模具夹，其中，该成型主体表面设有聚氨酯 橡胶。
13、 如权利要求1所述的模具夹，其中，设有加工工具的加工装置位于 该装配线上，并且该压紧部件的形状包括与相应加工工具的截面形状相匹配 的部分。
14、 如权利要求1所述的模具夹，其中，该压紧部件包括两个或更多组， 一组中的每个压紧部件的形状与另一组或其他组的不同。
全文摘要
本发明公开了一种用于搬运位于模具夹上并具有待加工区域的工件的模具夹。该模具夹包括一沿装配线移动的搬运台车(A)，一设于搬运台车(A)上并用于放置工件的接收部件(B)，一与置于工件接收部件(B)上的工件的待加工区域周边相对设置的压紧部件(E)，以及一设有该压紧部件(E)的开/合部件(D)。当该开/合部件(D)被关闭时，该压紧部件(E)向下压紧工件的待加工区域周边，当其被开启时，该压紧作用解除，利用支撑架的一端作为支点，使得该开/合部件(D)能够打开或关闭，并可以取出工件。
文档编号B23P19/00GK101454117SQ20078001890
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月13日 优先权日2006年4月14日
发明者中村友久, 富冈正则, 藤田进 申请人:新东工业株式会社