装夹装置与汽车门柱板焊接装夹方法
【专利摘要】提供一种便于更换工件的装夹装置与车门柱板焊接装夹方法，装夹装置包括固定装夹架、推车、用来装夹工件(3)的工件台板(2)，固定装夹架包括左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)，围成前面开放的适合推车推入的空间，两侧墙顶面(7)略低于推车的搁置板(1)上表面，两侧墙的各自内侧分别固定设置安装板(8)，安装板(8)下面设置升降气缸(9)，安装板(8)上面设置由升降气缸(9)驱动升降的升降条(10)，升降条(10)上表面低于两侧墙的顶面(7)，工件台板(2)的长度足以跨架在两侧墙顶面(7)之间；两侧墙的各自外侧分别设置用于压紧工件台板(2)的压紧机构；实现了装夹装置主体部分共用，提升了设备利用率。
【专利说明】装夹装置与汽车门柱板焊接装夹方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种便于更换工件的装夹装置与汽车门柱板焊接装夹方法，该装夹装置与装夹方法尤其适合汽车门柱板的机器人焊接加工。
【背景技术】
[0002]某些机械加工设备本身投资较大，如果其需加工的工件为形状复杂的不规则几何体，装夹困难，定位要求又高，导致其装夹机构比较复杂，并且工件规格品种多而且常需变换，如果为每一种规格的工件设计制造其专用装夹装置，其造价合计会非常高昂，同时这些数量众多的专用装夹装置在使用时对场地占用大，储存、转换都是麻烦事，也影响机械加工设备的利用率。如小汽车门柱板的机器人焊接加工，大家知道，小汽车每侧门柱板有八柱内板与外板、8柱内板与外板X柱内板与外板，左右两侧合计有12个规格品种，机器人焊接加工定位要求较高，如果为每一种规格的柱板工件设计制造其专用装夹装置，12个专用装夹装置的造价合计会非常高昂，由于生产时，工件规格品种常需变换，12个专用装夹装置的储存、转换都是麻烦事，也影响焊接机器人的利用率。
[0003]本发明正是解决此问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种便于更换工件的装夹装置与汽车门柱板焊接装夹方法。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0006]一种装夹装置，适应多种规格工件的装夹与变换，其特征在于，所述装夹装置包括固定装夹架、推车、适合搁置在所述推车的搁置板(1)上面的工件台板(2)，工件台板(2)用来装夹工件(3)，固定装夹架固定安装在工件加工设备的工作位置下方，固定装夹架及推车为多种规格工件共用，工件台板的数量按工件的规格品种数量配置，并按每种规格品种工件分别专配装夹机构；所述固定装夹架包括左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6),所述左侧墙
(4)、后墙(5)、右侧墙(6)围成前面开放的适合装有所述工件台板(2)的推车推入的空间，所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)略低于所述推车的搁置板(1)上表面，所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自内侧分别固定设置安装板(8),安装板(8)下面设置升降气缸
(9)，安装板(8)上面设置由所述升降气缸(9)驱动升降的升降条(10)，升降条(10)上表面略低于所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7),所述工件台板(2)的长度足以跨架在左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)之间；所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自外侧分别设置用于压紧所述工件台板(2)的压紧机构。
[0007]所述升降气缸(9)为2个，固定安装在安装板(8)下面，升降气缸(9)的活塞杆与所述升降条(10)固定连接；所述安装板(8)还设置2个供升降条(10)上下滑动的导柱(⑴。
[0008]所述升降条(10)上面沿其长度方向均匀设置多个圆孔(12),每个圆孔(12)内装入万向球轴承(13),各万向球轴承(13)的钢珠球(14)及其帽盖部分(15)略高出所述升降条(10)上表面，但仍低于所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)。
[0009]所述压紧机构包括固定安装在所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自外侧的压紧气缸(17^与压紧气缸(17)活塞杆连接的铰链(18)、连接杆(19)、压块(20),并且相互依次连接。
[0010]所述压紧机构在所述左侧墙⑷与右侧墙(6)的各自外侧分别设置2组。
[0011]在所述固定装夹架的左侧墙⑷与右侧墙(6)的前方分别开设定位孔(21),在所述工件台板(2)前方的左右两侧的相应位置也分别开设定位孔(21),并配置相应的定位插销(22)；在所述工件台板(2)后方的左右两侧的相应位置也分别设置定位块(23),在所述固定装夹架的左侧墙(4)与右侧墙(6)的后方分别设置定位挡块(24)或定位挡柱(25)；在所述推车的搁置板(1)的前方开设定位孔(21),在所述工件台板(2)前方的相应位置也开设定位孔(21),并配置相应的定位插销(221
[0012]在所述固定装夹架的后墙(5)设置用优力胶材料制作的推车挡块(26)。
[0013]在所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自内侧分别设置盖板(27)侧向盖住所述升降条(10)、升降气缸(9)及导柱(11),所述盖板(27)的前端分别向外折弯形成用于导引推车进入的折弯段(28)。
[0014]用于机器人焊接加工时的汽车门柱板装夹方法，其特征在于，使用如权利要求1至8任一项所述的装夹装置，固定装夹架固定安装在焊接机器人的工作位置下方，固定装夹架及推车为多种规格门柱板工件(3)共用，工件台板的数量按门柱板工件的规格品种数量配置，并按每种规格门柱板工件(3)分别专配装夹机构；每一种规格门柱板工件装夹包括如下步骤:
[0015]步骤一、将该规格门柱板的工件台板⑵搁置在推车的搁置板⑴上面；
[0016]步骤二:将推车推入固定装夹架左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)所围成的空间；
[0017]步骤三:启动升降气缸(9)驱动升降条(10)上升，使工件台板⑵脱离推车的搁置板(1),变为完全由升降条(10)承担其负重；
[0018]步骤四:手动拉出手推车，启动升降气缸(9)驱动升降条(10)下降，工件台板⑵随之自由下降搁置在搁置在左侧墙⑷与右侧墙(6)的顶面⑵上；
[0019]步骤五:驱动压紧机构将工件台板(2)压紧；
[0020]步骤六:将该规格门柱板工件(3)逐个放置在其工件台板(2)上由其装夹机构夹紧并完成焊接加工；
[0021]当需更换焊接另一种规格门柱板的工件⑶时，再继续以下步骤:
[0022]步骤七:再次启动升降气缸(9)驱动升降条(10)上升，使工件台板⑵再次完全由升降条(10)承担其负重；
[0023]步骤八:将推车再次推入固定装夹架左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)所围成的空间；
[0024]步骤九:再次启动升降气缸(9)驱动升降条(10)下降，将该规格门柱板的工件台板(2)再次搁置在推车的搁置板(1)上面；手动拉出推车，为更换焊接另一种规格门柱板的工件⑶腾出空间。
[0025]本发明一种便于更换工件的装夹装置，通过设置固定装夹架、推车、工件台板，其中固定装夹架及推车为众多规格品种工件共用，工件台板的数量按工件的规格品种数量配置，并按每种规格品种工件分别专配装夹机构；与目前各种规格工件各自配置全套专用装夹装置的方案相比，实现了装夹装置主体部分共用，大大节省了装夹装置的投入；同时，使每个工件在固定装夹架上的装夹与工件规格变换方便快捷，大大提升了投资较大的机械加工设备及固定装夹架及场地的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明装夹装置的固定装夹架立体示意图；
[0027]图2为该固定装夹架隐藏盖板(27)显示升降条部件状态的立体示意图；
[0028]图3为该升降条部件立体示意图；
[0029]图4为该升降条部件隐藏升降条状态的立体示意图；
[0030]图5为该升降条立体示意图；
[0031]图6为该升降条组成件分解示意图；
[0032]图7为本发明装夹装置的工件台板及其所装夹工件立体示意图；
[0033]图8为本发明装夹装置的推车立体示意图；
[0034]图9为装夹有工件的工件台板搁置在推车的搁置板上状态的立体示意图；
[0035]图10为本发明装夹装置推车推入状态立体示意图。
[0036]图11为本发明装夹装置推车推出状态立体示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面以一款小汽车的门柱板为工件3，利用本发明装夹装置装夹后实现机器人焊接为例子详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0038]本发明装夹装置，适应多种规格工件的装夹与变换，包括固定装夹架、推车、适合搁置在所述推车的搁置板1上面的工件台板2，工件台板2用来装夹工件3。如图1所示，固定装夹架固定安装在作为工件加工设备的焊接机器人工作位置下方，固定装夹架及推车为多种规格工件共用，工件台板的数量按工件的规格品种数量配置，并按每种规格品种工件分别专配装夹机构；固定装夹架包括左侧墙4、后墙5、右侧墙6，左侧墙4、后墙5、右侧墙6围成前面开放的适合装有工件台板2的推车推入的空间，左侧墙4与右侧墙6的顶面7略低于推车的搁置板1上表面，高低相差川臟为适宜。如图2所示，左侧墙4与右侧墙6的各自内侧分别固定设置安装板8，安装板8下面设置升降气缸9，安装板8上面设置由升降气缸9驱动升降的升降条10，升降条10上表面略低于左侧墙4与右侧墙6的顶面7，高低相差5皿为适宜；工件台板2的长度足以跨架在左侧墙4与右侧墙6的顶面7之间；左侧墙4与右侧墙6的各自外侧分别设置用于压紧工件台板2的压紧机构。
[0039]如图2所示，升降气缸9可设置为2个，均固定安装在安装板8下面，升降气缸9的活塞杆与升降条10固定连接；安装板8还可设置2个供升降条10上下滑动的导柱11。
[0040]如图3至6所示，升降条10上面沿其长度方向均匀设置多个圆孔12，每个圆孔12内装入万向球轴承13 ；国内就有很多轴承企业生产这种万向球轴承13，所以可以直接购入；这种万向球轴承13的结构如图6所示，其圆柱状本体上端为其帽盖部分15，其帽盖部分15向开设球形凹坑，凹坑表面设置众多的小滚珠，钢珠球14装入该凹坑内与小滚珠接触，可万向自由滚动；各万向球轴承13的帽盖部分15卡在升降条10上面，使钢珠球14及帽盖部分15略高出升降条10上表面，但仍低于左侧墙4与右侧墙6的顶面7。
[0041]如图1所示，压紧机构包括固定安装在左侧墙4与右侧墙6的各自外侧的压紧气缸17、与压紧气缸17活塞杆连接的铰链18、连接杆19、压块20，并且相互依次连接。压紧机构可在左侧墙4与右侧墙6的各自外侧分别设置2组。
[0042]另外，如图1、图7、图8所示，可在固定装夹架的左侧墙4与右侧墙6的前方分别开设定位孔21，在工件台板2前方的左右两侧的相应位置也分别开设定位孔21，并配置相应的定位插销22 ；在工件台板2后方的左右两侧的相应位置也分别设置定位块23，在固定装夹架的左侧墙4与右侧墙6的后方分别设置定位挡块24或定位挡柱25 ；在推车的搁置板1的前方开设2个定位孔21，在工件台板2前方的相应位置也开设2个定位孔21，并配置相应的定位插销22。还可在固定装夹架的后墙5设置用优力胶材料制作的推车挡块26。
[0043]还可在左侧墙4与右侧墙6的各自内侧分别设置盖板27侧向盖住升降条10、升降气缸9及导柱11，盖板27的前端分别向外折弯形成用于导引推车进入的折弯段28，如图
1、图2所示。
[0044]使用时将固定装夹架固定安装在焊接机器人的操作手臂下方，固定装夹架及推车为多种规格门柱板工件3共用，工件台板的数量按门柱板工件的规格品种数量配置，并按每种规格门柱板工件3分别专配装夹机构；每一种规格门柱板工件装夹包括如下步骤:
[0045]步骤一、将该规格门柱板的工件台板2搁置在推车的搁置板1上面；使工件台板2前方的2个定位孔21大致对准推车的搁置板1前方的2个相应定位孔21 ；为了安全，可并插上定位插销22。
[0046]步骤二:将推车推入固定装夹架左侧墙4、后墙5、右侧墙6所围成的空间；这时，压紧机构的连接杆19、压块20处于如图1所示的放松状态；由于左侧墙4与右侧墙6的顶面7高度均低于推车的搁置板1上表面10臟，升降条10上表面又低于左侧墙4与右侧墙6的顶面川臟，将推车推入该空间后，搁置在推车的搁置板1上面的工件台板2会先悬在左侧墙4与右侧墙6的顶面7及两侧升降条10上表面上面，如图10所示。此时，如工件台板2前方的2个定位孔21与搁置板1前方的2个相应定位孔21之间插有定位插销22的话，应该将其拨出。
[0047]步骤三:启动升降气缸9驱动升降条10上升25臟，使工件台板2脱离推车的搁置板1，变为完全由升降条10上的万向球轴承13的钢珠球14承担其负重；由于钢珠球14可万向自由滚动，所以手工就能轻松的推动调整其水平位置。
[0048]步骤四:手动拉出手推车空车；这时，如工件台板2就位不合适，可手工推动工件台板2调整其水平位置，使工件台板2后方的左右两侧定位块23抵住固定装夹架的左侧墙4与右侧墙6的后方定位挡块24或定位挡柱25 ；使工件台板2前方的左右两侧的定位孔21分别对准固定装夹架的左侧墙4与右侧墙6的前方的2个定位孔21，并插上定位插销22。启动升降气缸9驱动升降条10下降25皿恢复原位，工件台板2随之自由下降搁置在左侧墙4与右侧墙6的顶面7上。
[0049]步骤五:驱动压紧机构将工件台板2压紧；具体为:启动压紧气缸17，与压紧气缸17活塞杆连接的铰链18、连接杆19带动压块20压紧工件台板2，如图11所示。
[0050]步骤六:将该规格门柱板工件3逐个放置在其工件台板2上由其装夹机构夹紧并驱动焊接机器人完成焊接加工。
[0051]当需更换焊接另一种规格门柱板的工件3时，再继续以下步骤:
[0052]步骤七:再次启动升降气缸9驱动升降条10上升，使工件台板2再次完全由升降条10上的万向球轴承13的钢珠球14承担其负重；
[0053]步骤八:将推车再次推入固定装夹架左侧墙4、后墙5、右侧墙6所围成的空间；
[0054]步骤九:再次启动升降气缸9驱动升降条10下降，将该规格门柱板的工件台板2再次搁置在推车的搁置板1上面；手动拉出推车，为更换焊接另一种规格门柱板的工件3腾出空间。
[0055]当然，汽车的门柱板工件与焊接机器人只是本发明实施应用的一个例子，换成其它合适的工件与机械加工设备也同样适用。
[0056]另夕卜，本申请文件中左、右、前、后、上、下等所称方位，仅相对本专利申请图的表示便于表述而言，并不构成对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种装夹装置，适应多种规格工件的装夹与变换，其特征在于，所述装夹装置包括固定装夹架、推车、适合搁置在所述推车的搁置板(I)上面的工件台板(2)，工件台板(2)用来装夹工件(3)，固定装夹架固定安装在工件加工设备的工作位置下方，固定装夹架及推车为多种规格工件共用，工件台板的数量按工件的规格品种数量配置，并按每种规格品种工件分别专配装夹机构；所述固定装夹架包括左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)，所述左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)围成前面开放的适合装有所述工件台板(2)的推车推入的空间，所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)略低于所述推车的搁置板(I)上表面，所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自内侧分别固定设置安装板(8)，安装板(8)下面设置升降气缸(9)，安装板(8)上面设置由所述升降气缸(9)驱动升降的升降条(10)，升降条(10)上表面略低于所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)，所述工件台板(2)的长度足以跨架在左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)之间；所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自外侧分别设置用于压紧所述工件台板(2)的压紧机构。
2.如权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述升降气缸(9)为2个，固定安装在安装板⑶下面，升降气缸(9)的活塞杆与所述升降条(10)固定连接；所述安装板⑶还设置2个供升降条(10)上下滑动的导柱(11)。
3.如权利要求2所述的装夹装置，其特征在于，所述升降条(10)上面沿其长度方向均匀设置多个圆孔(12)，每个圆孔(12)内装入万向球轴承(13)，各万向球轴承(13)的钢珠球(14)及其帽盖部分(15)略高出所述升降条(10)上表面，但仍低于所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)。
4.如权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述压紧机构包括固定安装在所述左侧墙(4)与右侧墙￠)的各自外侧的压紧气缸(17)、与压紧气缸(17)活塞杆连接的铰链(18)、连接杆(19)、压块(20)，并且相互依次连接。
5.如权利要求6所述的装夹装置，其特征在于，所述压紧机构在所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自外侧分别设置2组。
6.如权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，在所述固定装夹架的左侧墙(4)与右侧墙(6)的前方分别开设定位孔(21)，在所述工件台板(2)前方的左右两侧的相应位置也分别开设定位孔(21)，并配置相应的定位插销(22);在所述工件台板(2)后方的左右两侧的相应位置也分别设置定位块(23)，在所述固定装夹架的左侧墙(4)与右侧墙￠)的后方分别设置定位挡块(24)或定位挡柱(25);在所述推车的搁置板(I)的前方开设定位孔(21)，在所述工件台板(2)前方的相应位置也开设定位孔(21)，并配置相应的定位插销(22)。
7.如权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，在所述固定装夹架的后墙(5)设置用优力胶材料制作的推车挡块(26)。
8.如权利要求2所述的装夹装置，其特征在于，在所述左侧墙(4)与右侧墙(6)的各自内侧分别设置盖板(27)侧向盖住所述升降条(10)、升降气缸(9)及导柱(11)，所述盖板(27)的前端分别向外折弯形成用于导引推车进入的折弯段(28)。
9.用于机器人焊接加工时的汽车门柱板装夹方法，其特征在于，使用如权利要求1至8任一项所述的装夹装置，固定装夹架固定安装在焊接机器人的工作位置下方，固定装夹架及推车为多种规格门柱板工件(3)共用，工件台板的数量按门柱板工件的规格品种数量配置，并按每种规格门柱板工件(3)分别专配装夹机构；每一种规格门柱板工件装夹包括如下步骤: 步骤一、将该规格门柱板的工件台板(2)搁置在推车的搁置板(I)上面； 步骤二:将推车推入固定装夹架左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)所围成的空间； 步骤三:启动升降气缸(9)驱动升降条(10)上升，使工件台板(2)脱离推车的搁置板(1)，变为完全由升降条(10)承担其负重； 步骤四:手动拉出手推车，启动升降气缸(9)驱动升降条(10)下降，工件台板(2)随之自由下降搁置在左侧墙(4)与右侧墙(6)的顶面(7)上； 步骤五:驱动压紧机构将工件台板(2)压紧； 步骤六:将该规格门柱板工件(3)逐个放置在其工件台板(2)上由其装夹机构夹紧并完成焊接加工。
10.如权利要求9所述的装夹方法，其特征在于，当需更换焊接另一种规格门柱板的工件(3)时，再继续以下步骤: 步骤七:再次启动升降气缸(9)驱动升降条(10)上升，使工件台板(2)再次完全由升降条(10)承担其负重； 步骤八:将推车再次推入固定装夹架左侧墙(4)、后墙(5)、右侧墙(6)所围成的空间； 步骤九:再次启动升降气缸(9)驱动升降条(10)下降，将该规格门柱板的工件台板(2)再次搁置在推车的搁置板(I)上面；手动拉出推车，为更换焊接另一种规格门柱板的工件⑶腾出空间。
【文档编号】B23K37/04GK104493401SQ201410669215
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李思明 申请人:宁波敏实汽车零部件技术研发有限公司