一种工装胎具的制作方法与工艺

本实用新型涉及车辆制造技术领域，特别是涉及一种工装胎具。

背景技术：
随着我国汽车制造业的发展，各种装备被广泛应用，其中，在对车辆的车身进行装配过程中需要使用工装胎具。近年来，对于工装胎具在应用过程中的操作便捷性和安全性等方面的要求越来越高，因此，提高操作便捷性和安全性成为设计目标。现有技术中，应用工装胎具对冲压件进行夹紧和定位，进而进行焊装过程中，通常需要将冲压件人工放置于工装胎具，在冲压件安置在工装胎具的适当位置后，进行相应的焊接或铆接等工作，由于车身装配过程中，各冲压件需要放置在待焊接的对应位置，因此，在工装胎具、悬挂点焊钳和车身总成构成的紧凑空间中，需要操作人员搬运冲压件深入此紧凑空间完成装件操作；与此同时，需要将冲压件放置在所需的正确位置，例如倾斜或立放的位置，这进一步提高了操作的繁琐性，不符合人机工程理论的操作要求，且提高了工件与设备磕碰，以及操作人员受伤的可能性。以上现有技术中，工装胎具在应用过程中的操作便捷性和安全性低等缺陷是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种工装胎具，通过本实用新型的应用将明显提高工装胎具的操作便捷性和安全性。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种工装胎具，包括用于装夹工件的工件安装座，还包括基座、控制系统、安装于所述基座顶部的移动机构、安装于所述移动机构顶部的翻转机构，所述工件安装座安装于所述翻转机构顶部；随所述移动机构的移动，所述翻转机构与所述工件安装座同步地切换于上件位置和工作位置，处于所述上件位置的所述工件安装座位于所述工装胎具的外边侧；随所述翻转机构的翻转，所述工件安装座切换于初始位置和装配位置，处于所述初始位置的所述工件安装座朝向上部；所述移动机构与所述翻转机构皆受控地与所述控制系统相连。可选地，所述移动机构包括安装于所述基座的固定导轨、移动基板和驱动单元，所述移动基板能够移动地架设于所述固定导轨，所述翻转机构安装于所述移动基板上，所述驱动单元与所述移动基板驱动相连，且受控地连接于所述控制系统。可选地，所述移动机构还包括：设于所述上件位置的上件位限位板、与所述上件位限位板支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于所述移动基板的上件位挡块，在所述上件位置，所述上件位挡块与所述上件位限位板相抵贴合；设于所述工作位置的工作位限位板、与所述工作位限位板支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于所述移动基板的工作位挡块，在所述工作位置，所述工作位挡块与所述工作位限位板相抵贴合。可选地，所述移动机构还包括：设于所述上件位置的、与所述控制系统相连的上件位夹持器，在所述上件位置，所述上件位夹持器能够贴合压紧所述上件位挡块；设于所述工作位置的、与所述控制系统相连的工作位夹持器，在所述工作位置，所述工作位夹持器能够贴合压紧所述工作位挡块。可选地，所述翻转机构包括安装于所述移动基板的基轴、翻转架和伸缩缸，所述翻转架能够转动地安装于所述基轴，所述工件安装座安装于所述翻转架，所述伸缩缸与所述翻转架相连，且受控地连接于所述控制系统。可选地，所述翻转机构还包括：设于所述初始位置的初始位限位板、与所述初始位限位板支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于所述翻转架的初始位挡块，在所述初始位置，所述初始位挡块与所述初始位限位板相抵贴合；设于所述装配位置的装配位限位板、与所述装配位限位板支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于所述翻转架的装配位挡块，在所述装配位置，所述装配位挡块与所述装配位限位板相抵贴合。可选地，所述翻转机构还包括：设于所述初始位置的、与所述控制系统相连的初始位夹持器，在所述初始位置，所述初始位夹持器能够贴合压紧所述初始位挡块；设于所述装配位置的、与所述控制系统相连的装配位夹持器，在所述装配位置，所述装配位夹持器能够贴合压紧所述装配位挡块。可选地，处于所述初始位置的所述工件安装座的法线与竖直方向的夹角的阈值为N，0°≤N≤30°。可选地，所述驱动单元包括电机、与所述电机的转动轴相连的齿轮、以及与所述齿轮啮合相接的齿条，所述齿条安装于所述移动基板，且两端分别朝向所述上件位置和所述工作位置。可选地，所述控制系统包括PLC控制器，所述移动机构与所述翻转机构皆与所述PLC控制器相连。在一个关于工装胎具的实施方式中，工件被装夹在工件安装座上，而工件安装座安装在翻转机构的顶部，翻转机构安装在移动机构的顶部，移动机构安装于基座，控制系统对移动机构和翻转机构连接控制。由此，在移动机构定位工件安装座和翻转机构处于上件位置，翻转机构定位工件安装座处于初始位置，则工件能够从工装胎具的上侧方便地装入工件安装座，这是由于处于初始位置的工件安装座设置为朝向上部。对于移动机构，工作位置是指翻转机构和工件安装座，以及工件处于装配安装的区间，相对于而言，上件位置处位于工装胎具的边侧，上件位置便于操作人员站立和操作，远离装配安装的区域。翻转机构经翻转后处于装配位置，此装配位置能够使工件安装座处于倾斜或竖直等结构姿态，使工件保持装配安装的实际姿态，在工件既处于移动机构的工作位置，又处于翻转机构的装配位置状态下，则工件能够实现与对接安装的结构体相贴合，则通过电焊、滚焊、铆接和二保焊等各种设备及工艺便能够对工件进行装配固连。在工装胎具完成装配后，通过控制系统控制翻转机构恢复至初始位置，且控制移动机构使翻转机构和工件安装座恢复至上件位置，则操作人员能够在远离装配安装位置的上件位置进行上 件，同时，上件操作过程中工件从上部下落至工装安装座即可，而无须操作工件以倾斜或竖直的实际装配姿态进行上件操作，这使得上件操作的难度大大降低，特别是在人工搬运工件的工艺设置下，能够按照人体工程的理论降低劳动操作难度。需要说明的是，移动机构的工作位置因设置有点焊机、机器人、流水线以及转移至此的总成部件等，所以工作位置区域的空间被紧密占据，使得操作人员进入的难度增加，易发生与各种设备的碰撞，特别是，若将工件直接通过操作人员搬运至工作位置，则搬运和安装的难度大大增加，且易造成安全风险，故本实施方式提供的工作胎具通过移动机构的应用，使得操作人员在远离工作位置的上件位置进行工件的码放安装，这提高了操作安全性和便捷性。通过以上论述，本实施方式通过同时设置移动机构和翻转机构，使得操作人员能够在安全的上件位置从上侧便捷地下落码放工件，这明显地提高了操作便捷性和安全性。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本实用新型结构第一示意图；图2为本实用新型结构第二示意图；图3为本实用新型局部结构放大图；图1至图3中：工件安装座—1、基座—2、固定导轨—31、移动基板—32、上件位限位板—33、上件位夹持器—34、工作位限位板—35、工作位夹持器—36、翻转架—41、伸缩缸—42、初始位限位板—43、初始位夹持器—44、装配位限位板—45、装配位夹持器—46。具体实施方式本实用新型的核心是提供一种工装胎具，通过本实用新型的应用将明显提高工装胎具的操作便捷性和安全性。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，所描述的实施例仅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做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。请参考图1至图3，图1为本实用新型结构第一示意图；图2为本实用新型结构第二示意图；图3为本实用新型局部结构放大图。根据图中所示，工装胎具包括用于装夹工件的工件安装座1、基座2、控制系统、安装于基座2顶部的移动机构、安装于移动机构顶部的翻转机构，工件安装座1安装于翻转机构顶部。随移动机构的移动，翻转机构与工件安装座1同步地切换于上件位置和工作位置，处于上件位置的工件安装座1位于工装胎具的外边侧；随翻转机构的翻转，工件安装座1切换于初始位置和装配位置，处于初始位置的工件安装座1朝向上部；移动机构与翻转机构皆受控地与控制系统相连。工装胎具的外边侧是指远离装配焊接的区域；初始位置状态下，工件安装座朝向上部，这使得工件能够在操作人员搬运过程中从上向下而放入工件安装座，如此的结构设置使得操作人员的操作便捷省力，这是相比于工件需要以实际装配时的姿态进行上件而言的。由此，通过控制系统控制移动机构和翻转机构，在工件安装座1处于上件位置且处于朝上的初始位置姿态下，工件能够被便捷且安全地从上部向下装入工件安装座，进而通过移动机构的移动和翻转机构的翻转，使得工件移至其与总成部件相焊接装配的工作位置，同时，工件翻转至焊接装配实际所需的装配位置，进而实现工件与总成部件相应装配位置的贴合。本实施例中工装胎具的结构设置，使得工件无需被操作人员搬运至工作位置，且在工作位置调整工件处于装配位置的姿态方完成工件的搬运和装夹操作，这便提高了搬运和装夹工件的操作便捷性，且使得工作人员远离了各种设备密集设置的工作位置区域，提高了工件搬运操作的安全性。对于上述实施例中的工作胎具，本实施例中具体设置移动机构包括安装于基座2的固定导轨31、移动基板32和驱动单元，移动基板32能够移动地架设于固定导轨31，驱动单元与移动基板32驱动相连，且受控地连接于控制系统。而翻转机构安装于移动基板32上，由此，控制系统控制驱动单元运行，则移 动基板32便被驱动单元驱动而沿固定导轨31移动，进而带动翻转机构移动，在上件位置和工作位置之间切换。对于驱动单元，可以具体设置其包括电机、与电机的转动轴相连的齿轮、以及与齿轮啮合相接的齿条，齿条安装于移动基板32，且两端分别朝向上件位置和工作位置。通过齿轮和齿条的啮合传动，能够精确地控制移动的位置。而在本实施例以外，还可以通过其它结构实现驱动单元的驱动，例如通过气动马达带动齿轮齿条，或通过气缸驱动。以车辆焊装车间布局为例，在供电网络和供气网络中，应用气动元器件相对较多且安全，因此，应用用电设备和用气设备皆能够实现驱动单元的驱动移动。进一步地，移动机构还包括：设于上件位置的上件位限位板33、与上件位限位板33支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于移动基板32的上件位挡块，在上件位置，上件位挡块与上件位限位板33相抵贴合；设于工作位置的工作位限位板35、与工作位限位板35支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于移动基板32的工作位挡块，在工作位置，工作位挡块与工作位限位板35相抵贴合。通过上件位限位板33与上件位挡块的贴合相抵，移动基板32能够被准确地定位在上件位置；同样地，通过工作位限位板35与工作位挡块的贴合相抵，移动基板32能够被准确地定位在工作位置。对于上件位限位板33和工作位限位板35，其二者分别设置在上件位置和工作位置的基座2或固定导轨31上，由此，在驱动单元驱动移动移动基板32移动过程中，移动基板32在受驱动单元驱动的基础上，还能够通过上件位限位板33与上件位挡块，以及工作位限位板35与工作位挡块的限位相抵而准确控制移动位置。同时，上件位限位板33和工作位限位板35分别连接安装在弹性缓冲器上，这在移动基板32移动至相应位置后，上件位限位板33与上件位挡块，工作位限位板35与工作位挡块的相抵皆能够通过弹性缓冲器的减震缓冲功能而降低撞击造成的零部件松动和损坏，这进一步确保了使用过程中的稳定性，提高了安全性。进一步地，移动机构还包括设于上件位置的、与控制系统相连的上件位夹持器34，在上件位置，上件位夹持器34能够贴合压紧上件位挡块；同时，移动机构还包括设于工作位置的、与控制系统相连的工作位夹持器36，在工作位置，工作位夹持器36能够贴合压紧工作位挡块。本实施例中，在移动基板32移动至上件位置，通过上件位夹持器34对上件位挡块的夹紧，使得上件 位挡块，并连同移动基板32共同被夹紧限定位置，如此，进行放件等操作时，移动基板32、翻转机构和工件安装座1皆被上件位夹持器34保持结构稳定的状态；同样地，在工作位置，移动基板32、翻转机构和工件安装座1皆通过工作位夹持器36对工作位挡块的夹紧而保持结构稳定的状态，这在保证稳定性和安全性的同时，还能够提高工件装配的尺寸精度。对于工作位夹持器36和上件位夹持器34，可以使用气缸、液压缸等部件的伸缩实现夹紧和松开的转换。另一实施例中，工装胎具的翻转机构包括安装于移动基板32的基轴、翻转架41和伸缩缸42，翻转架41能够转动地安装于基轴，工件安装座1安装于翻转架41，伸缩缸42与翻转架41相连，且受控地连接于控制系统。由此，控制系统控制伸缩缸42伸出或缩进，通过伸缩缸42驱动翻转架41绕基轴翻转，实现初始位置与装配位置之间的转换，对于初始位置，具体来说便是翻转架41朝向上部，使得位于翻转架41上侧的工件安装座1也处于朝向上部的状态。处于初始位置的工件安装座1朝向上部，这能够使得码放工件便捷且安全，而根据实际空间布局，可以在一定范畴内设定，具体来说，使得处于初始位置的工件安装座1的法线与竖直方向的夹角的阈值为N，0°≤N≤30°，对于30°的界限范畴，既能够保证总体姿态朝向上部，也能够适当按需朝向操作者倾斜设置，这都属于朝向上部的含义范畴。上一实施例的基础上，设置翻转机构还包括设于初始位置的初始位限位板43、与初始位限位板43支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于翻转架41的初始位挡块，在初始位置，初始位挡块与初始位限位板43相抵贴合；与此同时，还设有位于装配位置的装配位限位板45、与装配位限位板45支撑相连的弹性缓冲器，以及安装于翻转架41的装配位挡块，在装配位置，装配位挡块与装配位限位板45相抵贴合。由此，在翻转架41翻转至初始位置和装配位置时分别能够被弹性缓冲器进行缓冲限位，避免了翻转架41带动工件安装座1翻转到位时，初始位挡块与初始位限位板43撞击碰撞，以及在装配位置，装配位挡块与装配位限位板45撞击碰撞造成的工装胎具稳定性低和位置精度低的可能性。进一步地，在翻转机构上还设有位于初始位置且与控制系统相连的初始位夹持器44，初始位夹持器44能够贴合压紧初始位挡块；同时还设有在装配位置的、与控制系统相连的装配位夹持器46，装配位夹持器46能够贴合压紧 装配位挡块。由此，当翻转架41翻转至初始位置的状态，通过初始位夹持器44与初始位挡块的加紧，能够使翻转架41保持位置，无法自由转动。当翻转架41翻转至装配位置的状态，通过装配位夹持器46与装配位挡块的加紧，能够使翻转架41保持位置，进而使工件安装座1以及待装配的工件都保持稳定，如此，能够保证装配尺寸精度。对于上述实施例中提出的驱动单元，可以通过设置电机、与电机的转动轴相连的齿轮、以及与齿轮啮合相接的齿条结构实现驱动，将齿条安装于移动基板，且设置齿条的两端分别朝向上件位置和工作位置。上述各实施例的基础上，设置工装胎具的控制系统应用PLC控制器，将移动机构和翻转机构分别与PLC控制器相连。通过PLC设定的程序工步控制工装胎具的移动和翻转，这提高了自动化程度，进一步提高了操作便捷性。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。