一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的制作方法

本发明涉及到夹具工装技术领域，具体涉及到一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备。

背景技术：

在汽车白车身焊接过程中，夹具是必不可少的，一个完整的白车身通常需要250多套焊接夹具。现有的汽车焊接设备，特别是零部件厂家都有自己的一套标准夹具切换机构，随着产品种类增多，夹具数量增加，切换频率变短；现有切换机构为手工插销定位与螺丝锁紧固定的机构来实现，手工对插销孔及螺丝孔因为夹具笨重，对孔很难，切换一次的时间在半个小时左右，每天切换几次的话会占用大量生产时间，造成设备停机，利用率不高等问题；

手工切换的这些问题主要因为夹具比较大，比较笨重；切换后有定位精度要求，手动实现困难，无省力机构借助，主要靠人手动搬运到位，费时费力。

另外，这些焊接夹具在车间中的放置需要占用很大的空间；其次，焊接夹具通常具有相同或相似的结构，而底板作为焊接夹具中重量占比较大的部分，同时也是结构较为类似的部分，大量相似结构在多个焊接夹具中重复设置，造成材料的极大浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备，包括基座和夹具，所述基座上方两侧对称设置的第一支架和第二支架，所述夹具安装在所述第一支架与所述第二支架之间；所述第二支架上方设有滑台，所述滑台上方设有从动轴，所述从动轴靠近所述第一支架的一侧设有第二支撑台；所述第一支架上设有驱动轴，所述驱动轴靠近所述第二支架的一侧连接有第一支撑台；所述第一支撑台与所述第二支撑台相向对称设置；所述第一支撑台与所述第二支撑台的水平部上方两侧分别设有防坠插销座和挡块，所述防坠插销座与所述挡块之间设有若干万向球组件；所述第一支撑台与所述第二支撑台的竖直部上分别相向的设有若干组夹具定位插销；所述夹具的夹具底板通过所述夹具定位插销固定安装在所述第一支撑台与所述第二支撑台上。

本夹具快速切换设备，利用万向球组件降低夹具底板与设备之间的摩擦力，通过滑台快速滑动，使夹具底板快速移动至夹具定位插销附近，通过夹具定位插销将夹具定位；在驱动轴和从动轴的作用下，第一支撑台和第二支撑台同步同角度移动或转动，使得夹具的方位能够变化，在第一支撑台和第二支撑台之间往复运动并能够自动找到夹具定位插销完成定位；防坠插销座和挡块一起限定了夹具前后移动的位置，在插上防坠插销后，能够保证夹具在移动和倾斜的过程中不会掉落。在定位完成后第一支撑台和第二支撑台形成了一组定位夹紧机构，对夹具进行夹紧。

在更换夹具时，滑台向两侧移动，夹具底板脱离夹具定位插销，实现夹具与设备分离。

经实际使用测得本夹具快速切换设备将现有平均切换时间从原有人工操作的30分钟降到5分钟，设备利用率从80％提高到90％，明显提高了设备利用率和生产效率，而且提高了定位精度。

进一步的，所述夹具底板正面四角分别安装有小支座，所述小支座上设有定位孔及定位夹具衬套，所述定位孔和所述定位夹具衬套与所述夹具定位插销相匹配。通过四个与夹具定位插销匹配的定位孔到达定位夹具的目的，夹具底板在移动过程中，有一个夹具定位插销移动至夹具衬套附近，其它3个夹具定位插销也会同步移动至相应的夹具衬套附近，最后同时插入定位孔中，完成定位，确保夹具底板不再移动。

进一步的，所述夹具底板的背面两端安装有滑动安装板，所述滑动安装板边缘设有挡边。滑动安装板一方面便于夹具滑动，另一方面限定了夹具的滑动范围，一旦脱离滑动安装板的区域，夹具很难滑动，保证夹具的安全；挡边起到限位的作用。

进一步的，所述夹具还包括夹具本体，所述夹具本体通过螺栓可拆卸的安装在所述夹具底板上；所述夹具底板上还设有通讯航插。不同的夹具均可以安装在夹具底板上，以适应汽车不同零部件的焊接作业。配合本快速切换设备，使夹具成为焊接站通用型夹具，可根据产量要求任意切换不同夹具，实现多车型、多产品生产。

进一步的，所述小支座包括下连接板、立板和斜拉筋；所述下连接板可拆卸的螺接在所述夹具底板上，所述斜拉筋两端分别连接所述下连接板和立板；所述立板中部开有水平的所述定位孔，所述立板上远离所述斜拉筋一侧的所述定位孔外螺接有所述夹具定位衬套。本结构的小支座及定位衬套的设置，占用夹具底板的空间少，易于安装，稳固耐用，不影响上方夹具夹持工件和焊接操作。但所述小支座不限于本结构。

所述小支座的高度与所述夹具定位插销离所述万向球组件的垂直高度相当，确保夹具定位插销能够插进定位衬套中。

进一步的，所述竖直部上半中部一面螺接所述驱动轴或所述从动轴，另一面对称设置所述夹具定位插销；所述水平部位于所述夹具定位插销下方并与所述竖直部连接，所述水平部下方与所述竖直部之间设有加强肋板。需要说明的是，所述第一支撑台和所述第二支撑台的结构基本相同，其竖直部在垂直方向平行，水平部相向设置，共同对所述夹具进行支撑并定位。

进一步的，所述防坠插销座设置在所述水平部边缘，所述防坠插销座上设有可拔插的防坠插销。便于人工放置和取出防坠插销。

进一步的，所述万向球组件包括万向球座和万向球头，所述万向球座安装在所述水平部上，所述万向球头朝上设置；所述万向球座侧边还设有与之等高的支撑座。支撑座对夹具有一定的支撑作用，为万向球承担夹具的重量，避免万向球长期受力，对万向球组件造成损伤，影响其使用寿命。

进一步的，所述滑台为气动滑台，具有底座和滑座，所述滑座设置在所述底座上，所述底座安装在所述第二支架上；所述滑座上方设有滑台插销、气排和第三支架，所述第三支架上方连接有所述从动轴，所述从动轴旁边设有插销气缸。气动滑台驱动滑座移动，滑座即可带动上方所有的部件同步移动，气动滑台将夹具定位完成后，人手动将滑台插销插到位，防止断气后气动滑台与夹具分离；整个切换过程插销气缸需要保持插销伸出状态，确保夹具在变位机轴(驱动轴和从动轴)方向转动脱落。同时在气动滑台前后两侧设定了限位块，保证气动滑台每次移动位置的一致性，有效保证了定位夹紧机构(第一支撑台和第二支撑台)往复运动的平稳性，也有利于夹具精度的稳定性。

进一步的，所述第二支撑台下方还设有电磁阀组和通讯电箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本夹具快速切换设备将现有平均切换时间从原有人工操作的30分钟降到5分钟，设备利用率从80％提高到90％，明显提高了设备利用率和生产效率；2、通过第一支撑台和第二支撑台上的夹具定位插销与夹具底板上的夹具定位衬套相配合快速完成对夹具的定位，并在定位完成后第一支撑台和第二支撑台形成了一组定位夹紧机构，对夹具进行夹紧；3、利用万向球组件降低夹具底板与设备之间的摩擦力，实现快速滑动和定位；4、防坠插销与滑台插销的使用保证了夹具在移动和变位的过程中不会掉落，稳定性良好；5、夹具底板配合本快速切换设备，使夹具成为焊接站通用型夹具，可根据产量要求任意切换不同夹具，实现多车型、多产品生产。

附图说明

图1为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的整体结构示意图；

图2为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的切换机构部分结构示意图；

图3为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的夹具底板正面结构示意图；

图4为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的夹具底板背面结构示意图；

图5为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的小支座结构示意图；

图6为本发明一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备的联合结构示意图；

图中：1、基座；2、夹具；201、夹具底板；3、第一支架；4、第二支架；5、滑台；501、底座；502、滑座；6、从动轴；7、第二支撑台；8、驱动轴；9、第一支撑台；10、竖直部；11、水平部；12、防坠插销座；1201、防坠插销；13、挡块；14、万向球组件；15、夹具定位插销；16、小支座；1601、下连接板；1602、立板；1603、斜拉筋；17、滑台插销；18、气排；19、第三支架；20、插销气缸；21、通信电箱；22、电磁阀组；23、通讯航插；24、支撑座；25、夹具定位衬套；26、定位孔；27、滑动安装板；28、挡边；29、支腿；30、安装块；31、连接架；32、工作平台。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备，包括基座1和夹具2，所述基座1上方两侧对称设置的第一支架3和第二支架4，所述夹具2安装在所述第一支架3与所述第二支架4之间；所述第二支架4上方设有滑台5，所述滑台5上方设有从动轴6，所述从动轴6靠近所述第一支架3的一侧设有第二支撑台7；所述第一支架3上设有驱动轴8，所述驱动轴8靠近所述第二支架4的一侧连接有第一支撑台9；所述第一支撑台9与所述第二支撑台7相向对称设置；所述第一支撑台9与所述第二支撑台7的水平部11上方两侧分别设有防坠插销座12和挡块13，所述防坠插销座12与所述挡块13之间设有若干万向球组件14；所述第一支撑台9与所述第二支撑台7的竖直部10上分别相向的设有两组夹具定位插销15；所述夹具2的夹具底板201通过所述夹具定位插销15固定安装在所述第一支撑台9与所述第二支撑台7上。

本夹具快速切换设备，利用万向球组件14降低夹具底板201与设备之间的摩擦力，通过滑台5快速滑动，使夹具底板201快速移动至夹具定位插销15附近，通过夹具定位插销15将夹具定位；在第一支撑台9和第二支撑台7之间往复运动并能够自动找到夹具定位插销15完成定位；防坠插销座12和挡块13一起限定了夹具2前后移动的位置，在插上防坠插销1201后，能够保证夹具2在移动和倾斜的过程中不会掉落。在定位完成后第一支撑台9和第二支撑台7形成了一组定位夹紧机构，对夹具2进行夹紧。在驱动轴和从动轴的作用下，第一支撑台9和第二支撑台7同步同角度移动或转动，使得夹具的方位能够变化。

在更换夹具2时，滑台5向两侧移动，夹具底板201脱离夹具定位插销15，实现夹具2与设备分离。

经实际使用测得本夹具快速切换设备将现有平均切换时间从原有人工操作的30分钟降到5分钟，设备利用率从80％提高到90％，明显提高了设备利用率和生产效率。

进一步的，如图3所示，所述夹具底板201正面四角分别安装有小支座16，所述小支座16上设有定位孔26及夹具定位衬套25，所述定位孔26和所述夹具定位衬套25与所述夹具定位插销15相匹配。通过四个与夹具定位插销15匹配的定位孔26到达定位夹具2的目的，夹具底板201在移动过程中，有一个夹具定位插销15移动至夹具定位衬套25附近，其它3个夹具定位插销15也会同步移动至相应的夹具定位衬套25附近，最后同时插入定位孔26中，完成定位，确保夹具底板201不再移动。

进一步的，如图4所示，所述夹具底板201的背面两端安装有滑动安装板27，所述滑动安装板27边缘设有挡边28。滑动安装板27一方面便于夹具底板201滑动，另一方面限定了夹具底板201的滑动范围，一旦脱离滑动安装板27的区域，夹具底板201很难滑动，保证夹具2的安全；挡边28起到限位的作用。

其中，所述夹具底板201的底部设有纵横交错的筋板，在筋板上安装所述滑动安装板和挡边，如此设置能够降低夹具底板201板体的厚度，减轻重量，避免夹具底板201过于笨重，同时筋板也能够提高夹具底板201的强度，保证了上方夹具本体的安装稳定性。

进一步的，所述夹具2还包括夹具本体，所述夹具本体通过螺栓可拆卸的安装在所述夹具底板201上；所述夹具底板201上还设有通讯航插23。不同的夹具本体均可以安装在夹具底板201上，以适应汽车不同零部件的焊接作业。配合本快速切换设备，使夹具2成为焊接站通用型夹具，可根据产量要求任意切换不同夹具2，实现多车型、多产品生产。

进一步的，如图5所示，所述小支座16包括下连接板1601、立板1602和斜拉筋1603；所述下连接板1601通过螺栓固定在所述夹具底板201上，所述斜拉筋1603两端分别连接所述下连接板1601和立板1602；所述立板1602中部开有水平的所述定位孔26，所述立板1602上远离所述斜拉筋1603的一侧通过螺栓固定连接所述夹具定位衬套25。所述小支座16为一体成型的金属件，下连接板1601、立板1602和斜拉筋1603为一整体。本结构的小支座16及夹具定位衬套25的设置，占用夹具底板201的空间少，易于安装，稳固耐用，不影响上方夹具夹持工件和焊接操作。但所述小支座16不限于本结构。

所述小支座16的高度与所述夹具定位插销15离所述万向球组件14的垂直高度相当，确保夹具定位插销15能够插进夹具定位衬套25中。

进一步的，如图2所示，所述竖直部10上半中部一面通过螺栓固定连接所述驱动轴8或所述从动轴6，另一面对称设置一对所述夹具定位插销15；所述水平部11位于所述夹具定位插销15下方并与所述竖直部10连接，所述水平部11下方与所述竖直部10之间设有加强肋板。需要说明的是，所述第一支撑台9和所述第二支撑台7的结构基本相同，两者的竖直部10在垂直方向平行，水平部11相向设置，共同对所述夹具2进行支撑并定位。

进一步的，所述防坠插销座12设置在所述水平部11的边缘，所述防坠插销座12上设有可拔插的防坠插销1201。便于人工放置和取出防坠插销1201。

进一步的，所述万向球组件14包括万向球座和万向球头，所述万向球座安装在所述水平部11上，所述万向球头朝上设置；所述万向球座侧边还设有与之等高的支撑座24。支撑座24对夹具2有一定的支撑作用，为万向球承担夹具2的重量，避免万向球长期受力，对万向球组件造成损伤，影响其使用寿命。

进一步的，所述滑台5为气动滑台，具有底座501和滑座502，所述滑座502设置在所述底座501上，所述底座501安装在所述第二支架4上；所述滑座502上方设有滑台插销17、气排18和第三支架19，所述第三支架19上方连接有所述从动轴6，所述从动轴6旁边设有插销气缸20。气动滑台驱动滑座502移动，滑座502即可带动上方所有的部件同步移动，气动滑台将夹具定位完成后，人手动将滑台插销17插到位，防止断气后气动滑台与夹具分离；整个切换过程插销气缸20需要保持插销伸出状态，确保夹具在变位机轴(驱动轴8和从动轴6)方向转动脱落。同时在气动滑台前后两侧设定了限位块，保证气动滑台每次移动位置的一致性，有效保证了定位夹紧机构(第一支撑台9和第二支撑台7)往复运动的平稳性，也有利于夹具精度的稳定性。

进一步的，所述第二支撑台7下方还设有电磁阀组22和通讯电箱21。

实施例2：

如图6所示，一种用于汽车焊接的夹具快速切换设备，包括基座1和所述第一支撑台9与所述第二支撑台7；所述基座1两侧对称的设有两对支腿29，一对支腿29之间的侧边上设有安装块30。将连接架31和工作平台32与安装块30连接，能够将若干个基座1联合起来形成一个大的工位，便于焊接机器人同时对多组工件进行焊接，提高生产效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。