一种直径可变伸缩压紧支撑定位装置的制作方法

本发明涉及一种直径可变伸缩压紧支撑定位装置，属于汽车制造设备技术领域。

背景技术

为满足汽车消费者的多样化需求，各大汽车生产商不断缩短变换周期，加快车种的更新。因此汽车焊装设备在功能上趋于柔性化。轨道台车输送作为一种常见的输送方式，满足更多车型的台车设计变得尤为重要。如图1所示为单车型自动化生产线轨道台车的定位支撑销结构，定位支撑销的直径尺寸根据当前车型的定位孔决定，不可改变，故一旦轨道台车的定位支撑销完成后只能适应一种车型，若车型更换，则就要求重新制作尺寸合适的定位支撑销，故针对不同车型开发不同的台车，浪费资源，提高成本，占用空间，不方便存放；现有的车身放置在轨道台车上仅通过车身定位孔与轨道台车上的定位支撑销插装配合进行定位，一旦定位后，车身主要依靠车身重力支撑在轨道台车上，定位后可对车身进行加工，当需要轨道台车输送时，如在各个工位之间转移过程，若轨道台车在输送过程出现颠簸，则轨道台车输送车身存在输送不稳定的情况，存在车身脱离定位支撑销的风险出现安全事故。尽管现有也有压紧机构，但是目前存在的压紧机构多是独立的，无法与定位支撑销结合，支撑与压紧分别独立安装，影响轨道台车上车身的定位效率；即便是现有的压紧机构能与定位支撑销结合，压紧机构也多是采用三点共线自锁，只能压紧一种车型的车身冲压件的厚度，与只能支撑一种车型的定位支撑销相配合，显然也无法解决不同车型的车身冲压件厚度的压紧。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，不但能变径适应不同车型定位，而且可在轨道台车输送时对车身的冲压件压紧的直径可变伸缩压紧支撑定位装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种直径可变伸缩压紧支撑定位装置，包括变径定位销机构及压紧机构，所述变径定位销机构包括多个销爪、转盘、转盘座、防护罩及用于驱动转盘转动的转盘动力机构，所述销爪通过销爪座与所述转盘连接，多个所述销爪均匀分布，多个所述销爪的外轮廓形成用于与车身定位孔相适配的定位柱，多个所述销爪座的顶部形成用于支撑车身的定位平面，所述防护罩设置在所述转盘外侧，并与所述转盘座连接，所述防护罩的上表面设有多个用于安装所述销爪座的径向槽口，所述转盘的上表面上设有转盘螺纹，所述销爪座的底部设有与所述转盘螺纹相配合的销座螺纹，在所述转盘动力机构作用下，所述转盘转动调整所述定位柱的外径大小；

所述压紧机构包括压钩、压钩座、滑键、导向块及压钩动力机构，所述压钩的顶部设有钩部，所述钩部设有与销爪相配合的钩部滑槽，所述钩部穿过所述转盘中部的通孔与所述销轴配合，所述滑键安装在与所述钩部配合的所述销爪上，所述压钩上设有滑键斜孔，所述滑键在所述滑键斜孔内活动，所述压钩的底部设有滚轮，所述导向块上设有滚轮斜长孔，所述滚轮在所述滚轮斜长孔内活动，所述转盘座安装在所述压钩座上，所述导向块可滑动的安装在所述压钩座上，所述导向块在压钩动力机构的作用下在所述压钩座上滑动以调整所述钩部压紧的厚度。

本发明的有益效果是：通过转盘旋转实现多个销爪形成的定位柱外径的改变，转盘与销爪座螺纹连接，螺纹具有自锁功能，一旦调整可以保证当销爪受外力时，定位柱的外径不变，能稳定支撑定位车身定位孔；在压钩动力机构的作用下，压钩的钩部可根据不同厚度的车身冲压件伸出销爪去压紧不同厚度的车身冲压件，提高车身输送的安全性，也可以缩进到销爪内部，不影响销爪进出车身定位孔。压钩底部通过滚轮在滚轮斜长孔内运动，延长压钩的使用寿命；转盘中部开孔，使得压钩在其内部动作从而实现钩部压紧不同厚度，节省空间。总之，本发明结构简单，操作方便，可针对不同车型的车身定位孔的孔径及车身冲压件的厚度对应调整定位柱的外径及压钩的压紧，且定位准确，无需不同车型配备不同支撑定位销，甚至不同的轨道台车，节约成本，减少资源浪费，利于轨道台车的存放，压紧机构不会妨碍车身定位孔进出定位柱，且能在定位柱与车身定位孔配合的同时压紧车身冲压件，增加车身输送的安全性及稳定性，避免安全事故。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述转盘动力机构包括转盘齿轮、转盘传动齿轮及转盘伺服电机，所述转盘伺服电机安装在所述转盘座上，所述转盘传动齿轮设置在所述转盘伺服电机的输出轴上，所述转盘齿轮设置在所述转盘的外圆周面上，所述转盘齿轮与所述转盘传动齿轮啮合。

采用上述进一步方案的有益效果是，由于压紧机构设置在转盘的下方，故为了能更好的驱动转盘转动，故在转盘的外表面设置转盘齿轮，转盘齿轮与转盘传动齿轮啮合，在转盘伺服电机的作用下转盘实现转动。

进一步的，在所述压钩座内的所述导向块上设有限位凸台。

采用上述进一步方案的有益效果是，在压钩动力机构的作用下，导向块在压钩座上滑动，以便于调整压钩钩部压紧不同厚度的车身冲压件，限位凸台突出于导向块的上表面，导向块与压钩座上的槽口相适配，限位凸台高于两侧的槽口，限定了导向块在压钩座的活动范围。

进一步的，所述压钩座上设有用于支撑所述导向块两端的槽口。

采用上述进一步方案的有益效果是，压钩座上对称设置槽口，导向块的两端分别支撑在槽口上，通过槽口对进行导向支撑，导向块可在压钩座上的槽口往复运动。

进一步的，所述压钩座上设有滑套，所述滑套对应安装在所述槽口位置。

采用上述进一步方案的有益效果是，导向块与槽口之间往复摩擦，长时间会有磨损，而磨损后就需要更换压钩座，增加维护成本；而增加了滑套，使得导向块与滑套相互作用，即便滑套磨损也便于随时更换维护，且维护成本低。

进一步的，与所述钩部配合的所述销爪的内侧设有滑键安装板，所述滑键安装板上设有用于安装所述滑键的滑键孔，所述压钩上设有与所述滑键安装板相配合的插孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，滑键插装在滑键孔上，通过滑键安装板实现滑键的安装，通过滑键安装板与插孔的配合实现对压钩的钩部的导向作用。

进一步的，所述销爪座包括竖直支撑部及水平连接部，所述销爪安装在所述竖直支撑部的内侧，所述水平连接部的两侧设有与所述径向槽口相配合的凹槽，所述水平连接部的截面呈工字型结构，所述销座螺纹设置在所述水平连接部的底部。

采用上述进一步方案的有益效果是，形成径向槽口的防护罩与水平连接部的凹槽卡合，水平连接部的纵截面呈工字型结构，其上部及下部皆对销爪座在径向槽口内的活动进行限位，既保证了与防护罩的连接，同时又满足销爪座沿防护罩的径向槽口方向作径向移动，且水平连接部的下部不仅具有限位作用，而且下表面有与转盘上表面的转盘螺纹配合的销座螺纹，将转盘的旋转运动转化为销爪的径向移动。

进一步的，所述转盘传动齿轮的外侧设有齿轮防护罩。

采用上述进一步方案的有益效果是，所述防护罩安装在转盘伺服电机的外壳上，用于保护传动齿轮及转盘齿轮与转盘传动齿轮啮合位置，避免焊渣进入到动力机构内，影响动力机构的动作及寿命。

进一步的，所述压钩动力机构包括齿条、压钩传动齿轮及压钩伺服电机，所述压钩伺服电机安装在所述压钩座上，所述压钩传动齿轮设置在所述压钩伺服电机的输出轴上，所述齿条设置在所述导向块的底部，所述压钩传动齿轮与所述齿条啮合。

采用上述进一步方案的有益效果是，压钩伺服电机采用伺服电机可以实现精确的启动及停止。压钩伺服电机动作，压钩传动齿轮转动，齿条与压钩传动齿轮啮合，故带有齿条的导向块沿压钩座的槽口方向动作，从而实现滚轮在滚轮斜长孔内位置的调整，滚轮会带动压钩动作，从而实现压钩打开及压紧。

进一步的，所述压钩座上设有安装支架。

采用上述进一步方案的有益效果是，方便将该定位装置安装在轨道台车上。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的左视结构示意图；

图4为本发明压钩座及转盘座的结构示意图；

图5为本发明转盘座上安装无油衬套的结构示意图

图6为本发明与压钩的钩部配合的销爪的结构示意图；

图7为本发明与压钩配合的销爪的结构示意图；

图8为本发明转盘的结构示意图；

图9为本发明转盘上安装无油衬套的结构示意图；

图10为本发明转盘齿轮与转盘传动齿轮啮合的结构示意图；

图11为本发明松开状态的压钩的主视结构示意图；

图12为本发明松开状态的压钩的俯视结构示意图；

图13为本发明松开状态的压钩的左视结构示意图；

图14为本发明压紧状态的压钩压紧车身冲压件的结构示意图；

图15为本发明松开状态时压钩与销爪配合的主视结构示意图；

图16为本发明松开状态时压钩与销爪配合的俯视结构示意图；

图17为本发明松开状态时压钩与销爪配合的左视结构示意图；

图18为本发明压紧状态时压钩与销爪配合的主视结构示意图；

图19为本发明压紧状态时压钩与销爪配合的俯视结构示意图；

图20为本发明压紧状态时压钩与销爪配合的左视结构示意图；

图21为本发明防护罩的主视结构示意图；

图22为本发明防护罩的左视结构示意图；

图23为本发明销爪的主视结构示意图；

图24为本发明销爪的俯视结构示意图；

图25为本发明销爪的立体结构示意图；

图26为本发明实施例1的结构示意图；

图27为本发明实施例2的结构示意图；

图28为本发明实施例3的结构示意图；

图中，1、销爪；2、转盘；3、转盘座；4、防护罩；5、销爪座；51、竖直支撑部；52、水平连接部；53、凹槽；6、径向槽口；7、转盘螺纹；8、销座螺纹；9、钩部；10、压钩；11、滑键；12、压钩座；13、导向块；14、钩部滑槽；15、滑键斜孔；16、滚轮；17、滚轮斜长孔；18、滑键安装板；19、插孔；20、滑套；21、转盘齿轮；22、转盘传动齿轮；23、转盘伺服电机；24、齿轮防护罩；25、齿条；26、压钩传动齿轮；27、压钩伺服电机；28、安装支架；29、车身冲压件；31、无油衬套；32、限位凸台；33、滑键孔。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图28所示，一种直径可变伸缩压紧支撑定位装置，包括变径定位销机构及压紧机构，所述变径定位销机构包括多个销爪1、转盘2、转盘座3、防护罩4及用于驱动转盘转动的转盘动力机构，所述销爪1通过销爪座5与所述转盘连接，多个所述销爪均匀分布，多个所述销爪的外轮廓形成用于与车身定位孔相适配的定位柱，多个所述销爪座的顶部形成用于支撑车身的定位平面，所述防护罩设置在所述转盘外侧，并与所述转盘座连接，所述防护罩的上表面设有多个用于安装所述销爪座的径向槽口6，所述转盘的上表面上设有转盘螺纹7，所述销爪座的底部设有与所述转盘螺纹相配合的销座螺纹8，在所述转盘动力机构作用下，所述转盘转动调整所述定位柱的外径大小；

所述压紧机构包括压钩10、压钩座12、滑键11、导向块13及压钩动力机构，所述压钩的顶部设有钩部9，所述钩部依次穿过所述转盘座的中心孔、转盘的中心孔与所述销爪相配合，所述钩部设有与销爪相配合的钩部滑槽14，所述滑键安装在与所述钩部配合的所述销爪上，所述压钩上设有供所述滑键活动的滑键斜孔15，滑键安装在销爪上，通过滑键斜孔用来对压钩起导向及限位的作用，所述压钩的底部设有滚轮16，所述导向块上设有供所述滚轮活动的滚轮斜长孔17，滚轮斜长孔同样对滚轮即有导向作用，又有限位作用，所述转盘座安装在所述压钩座上，所述导向块可滑动的安装在所述压钩座上，所述导向块在压钩动力机构的作用下在所述压钩座上滑动以调整所述钩部压紧的厚度。

如图21和图22所示，防护罩上设有6个径向槽口6，所述销爪1对应设有6个。为压钩的钩部预留活动空间。将现有的整体式的圆柱销分为多个销爪，由整体式圆柱销的面接触改为多个销爪的点接触，点接触不但具有面接触的支撑定位效果，且多个销爪可调整销爪外轮廓形成的定位柱的外径，以适用于不同内径的车身定位孔，此外多个销爪调整定位支撑车身定位孔后，相邻销爪之间有空隙，便于压紧机构的压钩伸出压紧车身冲压件。

与所述钩部配合的所述销爪的内侧设有滑键安装板18，所述滑键安装板上设有用于安装所述滑键的滑键孔33，所述压钩上设有与所述滑键安装板相配合的插孔19。滑键插装在滑键孔上，通过滑键安装板实现滑键的安装，通过滑键安装板与插孔的配合实现对压钩的钩部的导向作用。

所述压钩座的两侧设有用于支撑所述导向块两端的槽口。压钩座上对称设置槽口，导向块的两端分别支撑在槽口上，通过槽口对进行导向支撑，导向块可在压钩座上的槽口往复运动。

所述压钩座上设有滑套20，所述滑套对应安装在所述槽口位置，所述滑套上设有与所述导向块相适配的窗口。导向块与槽口之间往复摩擦，长时间会有磨损，而磨损后就需要更换压钩座，增加维护成本；而增加了滑套，使得导向块与滑套相互作用，即便滑套磨损也便于随时更换维护，且维护成本低。

在所述压钩座内的所述导向块上设有限位凸台32。导向块往复运动，限位凸台突出于导向块的上表面，导向块与压钩座上的槽口相适配，限位凸台高于两侧的槽口，限定了导向块在压钩座的活动范围。

所述销爪座5包括竖直支撑部51及水平连接部52，所述销爪安装在所述竖直支撑部的内侧，所述水平连接部的两侧设有与所述径向槽口相配合的凹槽53，所述水平连接部的截面呈工字型结构，所述销座螺纹设置在所述水平连接部的底部。形成径向槽口的防护罩与水平连接部的凹槽卡合，水平连接部的纵截面呈工字型结构，其上部及下部皆对销爪座在径向槽口内的活动进行限位，既保证了与防护罩的连接，同时又满足销爪座沿防护罩的径向槽口方向作径向移动，且水平连接部的下部不仅具有限位作用，而且下表面有与转盘上表面的转盘螺纹配合的销座螺纹，将转盘的旋转运动转化为销爪座的径向移动。

所述转盘动力机构包括转盘齿轮21、转盘传动齿轮22及转盘伺服电机23，所述转盘伺服电机安装在所述转盘座上，所述转盘传动齿轮设置在所述转盘伺服电机的输出轴上，所述转盘齿轮设置在所述转盘的外圆周面上，所述转盘齿轮与所述转盘传动齿轮啮合。由于压紧机构设置在转盘的下方，故为了能更好的驱动转盘转动，故在转盘的外表面设置转盘齿轮，转盘齿轮与转盘传动齿轮啮合，在转盘伺服电机的作用下转盘实现转动。

所述转盘传动齿轮的外侧设有齿轮防护罩24。所述防护罩安装在转盘伺服电机的外壳上，用于保护传动齿轮及转盘齿轮与转盘传动齿轮啮合位置，避免焊渣进入到动力机构内，影响动力机构的动作及寿命。

所述压钩动力机构包括齿条25、压钩传动齿轮26及压钩伺服电机27，所述压钩伺服电机安装在所述压钩座上，所述压钩传动齿轮设置在所述压钩伺服电机的输出轴上，所述齿条设置在所述导向块的底部，所述压钩传动齿轮与所述齿条啮合。压钩伺服电机动作，压钩传动齿轮转动，齿条与压钩传动齿轮啮合，故带有齿条的导向块沿压钩座的槽口方向动作，从而实现滚轮在滚轮斜长孔内位置的调整，滚轮会带动压钩动作，从而实现压钩打开及压紧。

所述压钩座上设有安装支架28。方便将该机构安装在轨道台车上。

实施例1，如图26所示，所要定位车身的车身定位孔的孔径为16mm，车身冲压件的厚度为1mm时的结构示意图。

实施例2，如图27所示，所要定位车身的车身定位孔的内径为24mm，车身冲压件的厚度为1mm时的结构示意图。

实施例3，如图28所示，所要定位车身的车身定位孔的内径为24mm，车身冲压件的厚度为1.5mm时的结构示意图。

如图11和图15所示，压钩伺服电机转动，压钩传动齿轮与导向块底部的齿条啮合，导向块右移，滑键安装在销爪座上，销爪不动，滑键不动，则滚轮随导向块动作上移，压钩上移，由于压钩上设有与滑键配合的滑键斜孔，故压钩上移的同时向定位柱的内部移动，故位于压钩顶端的钩部则缩进多个销爪内，不会影响车身冲压孔与定位柱的进出配合。

如图14和图18所示，当定位柱的外径调整与车身定位孔配合后，将车身定位孔插装到定位柱上，并通过销爪座顶部的定位平面实现对车身的支撑定位，压钩伺服电机运转，压钩传动齿轮与导向块底部的齿条啮合，导向块沿压钩座槽口左移，滚轮在滚轮斜长孔内活动，滚轮下移，压钩向下移，由于压钩上设有与滑键配合的滑键斜孔，故压钩下移的同时向定位柱外伸出，位于压钩顶端的钩部则伸出销爪形成的定位柱，并向下压紧在车身冲压孔周边的车身冲压件29上。

转盘伺服电机动作，转盘传动齿轮与转盘齿轮啮合，从而带动转盘齿轮转动，转盘与转盘座之间可设置轴承或无油衬套31，具体无油衬套设置在转盘的底部，无油衬套设置在转盘座的顶部，转盘转动相对于转盘座旋转，销爪座与转盘螺纹连接，且销爪座安装在防护罩的径向槽口内，转盘旋转，转化为销爪沿径向槽口方向的径向移动，从而实现多个销爪形成的定位柱外径的调整。根据车型对应的车身定位孔的孔径，转盘伺服电机动作，调整定位柱外径与对应车型的车身定位孔相适配，车身定位孔与销爪形成的定位柱插装配合，便可实现对车身定位。

压紧机构根据不同待加工车身定位孔周围的车身冲压件的厚度进行调整压紧，在上述变径定位销调整过程中，转盘伺服电机动作，转盘转动，销爪径向动作，同时压钩动力机构作用，压钩会随销爪座及滑键动作，待定位柱的外径调整与车身定位孔相适配后，转盘伺服电机停转并自锁白车身的定位孔落位到多个销爪形成的定位柱之后，压钩伺服电机根据车型对应的车身冲压件的厚度继续动作，驱动导向块动作，带动压钩在导向块内运动，将压钩调整到与车身冲压件厚度相应位置，压钩的钩部压紧车身冲压件，此时轨道台车完成对车身的支撑、定位、压紧，轨道台车实现对车身的稳定输送、精确定位后对车身各部件进行焊装。

具体使用时，将该装置安装在轨道台车上，在上件工位根据车型确认待加工车型的车身定位孔的孔径和车身冲压件29的厚度，转盘伺服电机工作，通过转盘传动齿轮、转盘齿轮带动转盘旋转，从而驱动销爪径向移动，与此同时，压钩伺服电机解锁，通过驱动导向块驱动压钩作与销爪座相应的动作，待多个销爪调整至与车身定位孔的孔径相适配的位置后，转盘伺服电机停转并自锁，定位柱的外径确认后，白车身的定位孔落位到轨道台车的定位柱上；压钩伺服电机运转，通过压钩传动齿轮驱动底部设有齿条的导向块动作，从而带动压钩在导向块内运动，将压钩带动至与车身冲压件相对应的厚度位置，压钩将车身冲压件压紧，压钩伺服电机到位并自锁。控制系统根据检测到的车型发出信号控制伺服电机转动角度及转动时间，伺服电机按照信号转动压钩的钩部将冲压件紧紧压在定位支撑面上，当压钩的钩部压紧到位后，伺服电机停转自锁，然后轨道台车断电开始运输，利用伺服电机断电自锁，白车身被定位支撑和压紧在轨道台车上随轨道台车输送，并在不同的工位上依次完成相应的焊点加工，待所有焊接工位的焊接结束后，轨道台车携带车身到达下件工位，伺服电机通电，压钩伺服电机运转，通过压钩传动齿轮和齿条的配合将压钩伸缩到销爪形成的定位柱内部，然后白车身就可以取下脱离轨道台车，之后轨道台车继续行走至上件工位，等待车型识别信息，根据待加工车型的车身定位孔的孔径和车身冲压件的厚度的信息，按照上述过程完成待加工车型的定位支撑和压紧，从而完成待加工车型的焊接加工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。