一种具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装的制作方法

本实用新型涉及车身固定工装，更具体地涉及一种具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装。

背景技术：

在车辆的生产过程中涉及到多次对车身的固定，其是通过车身固定工装来实现的。在现有技术中，该车身固定工装上在既定的位置设置有多个固定不动的定位单元。每个定位单元上均设置有定位销和夹紧件，其中，定位销用于与车身上的定位孔进行适配，而夹紧件用于将车身固定于工装上。

显然，由于每个定位单元都是固定不动的，该车身固定工装仅适用于一款车型的生产。当需要对不同车型的车身进行固定时，就需要在车间安装一一对应的多套车身固定工装来进行生产，从而导致空间利用率低和产能过剩的问题。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的车身固定工装仅适用于一款车型的问题，本实用新型旨在提供一种具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装。

本实用新型所述的具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装，该车身固定工装包括升降辊床、滑撬、小载荷柔性切换单元和安装框架，其中，升降辊床放置于地面上；滑撬安装于该升降辊床的顶部并通过该升降辊床实现升降运动；小载荷柔性切换单元在升降辊床的两侧通过安装框架安装固定于既定的高度上，其包括多个定位单元、安装板、外壳、旋转盘、凸轮轴、输出轴和伺服电机，其中，安装板安装固定在安装框架上，外壳固定在安装板上，旋转盘安装于外壳上并在垂直于安装板的平面上进行旋转，多个定位单元面对滑撬设置并安装固定在旋转盘上，凸轮轴固定套设在连接于伺服电机的输出轴上，旋转盘通过凸轮轴与输出轴连接。

该小载荷柔性切换单元还包括有安装轴承，该安装轴承固定安装在外壳的垂直于安装板的一个侧壁上并包括贴合于该侧壁的基部和垂直于该基部设置的圆柱部，该圆柱部具有垂直于基部的中心纵轴并围绕着该中心纵轴可旋转。

该小载荷柔性切换单元还包括有凸轮从动件，该凸轮从动件固定安装于安装轴承的圆柱部的外表面并包括套设于圆柱部上的圆环部、固定连接于该圆环部的突出部和周向均匀分布于该突出部上并径向向外延伸的多个凸点，凸轮轴的外表面上设置有周向的曲线槽，凸点嵌入该曲线槽内配合，旋转盘固定于该突出部的远离基部的末端。

安装板和外壳之间形成空腔，输出轴至少部分容置于该空腔内。

该小载荷柔性切换单元还包括有套设在输出轴上的位于凸轮轴两侧的凸轮轴承，该凸轮轴承安装在外壳上以通过外壳和凸轮轴承来支撑该凸轮轴。

该小载荷柔性切换单元还包括有固定套设在输出轴上的位于凸轮轴两侧的锁紧螺母。

每个定位单元均包括用于与车身上的定位孔适配的定位销、用于将车身固定于工装上的夹紧件和用于将定位销和夹紧件连接固定在旋转盘上的气缸。

该小载荷柔性切换单元配备有电气控制系统，包括PLC控制器、用来感应生产车型的工装夹具的传感器和用来将传感器的信号传递给PLC控制器的传感器线缆，该PLC控制机对小载荷柔性切换单元进行旋转切换。

伺服电机通过减速箱带动凸轮轴旋转。

本实用新型的具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装，包括多个定位单元，从而实现多种不同车型的快速切换，解决现有技术中的需要存放多个不同车身固定工装的问题，同时降低车身固定工装的制造成本。总之，根据本实用新型的车身固定工装可以解决现有技术中的体积大、重量重、成本高、切换速度慢等问题，通过柔性化共线生产来减轻现有技术中的产能过剩或者供不应求的现象。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装的立体示意图；

图2是图1的小载荷柔性切换单元的立体示意图；

图3示出了图2中的容置在外壳和安装板之间的空腔中的结构；

图4是图2的定位单元的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的具有小载荷柔性切换单元的车身固定工装的立体示意图。其中，车身固定工装包括升降辊床1、滑撬2、小载荷柔性切换单元3和安装框架4，其中，升降辊床1放置于地面上；滑撬2安装于该升降辊床1的顶部并可通过该升降辊床1实现升降运动；小载荷柔性切换单元3在升降辊床1的两侧通过安装框架4安装固定于既定的高度上，其在面对滑撬2的端面上设置有多个定位单元31、32，这些定位单元31、32通过旋转盘的旋转改变其所处位置。在实际应用过程中，首先通过升降辊床1将滑撬2升高或降低到合适的高度，然后通过滑撬2将车身滑动到待固定位置，然后将小载荷柔性切换单元3的定位单元31旋转至对应于第一款车型，并通过该定位单元31实现对该第一款车型的固定。当需要对第二款车型进行固定的时候，仅需要将小载荷柔性切换单元3的定位单元32旋转至对应于第二款车型的位置后进行固定即可，如此即可利用本实用新型的车身固定工装实现两款车型的共线生产。应该理解，根据实际生产需求，小载荷柔性切换单元3可以包括三个定位单元，从而实现三种不同车型的快速切换，解决现有技术中的需要存放多个不同车身固定工装的问题，同时降低车身固定工装的制造成本。总之，根据本实用新型的车身固定工装可以解决现有技术中的体积大、重量重、成本高、切换速度慢等问题，通过柔性化共线生产来减轻现有技术中的产能过剩或者供不应求的现象。

图2是图1的小载荷柔性切换单元3的立体示意图。其中，该小载荷柔性切换单元3包括有安装板32、外壳33、旋转盘34、输出轴35和伺服电机36。其中，安装板32可通过螺栓安装固定在安装框架4上(参见图1)；外壳33固定在安装板32上并在两者之间形成空腔，其内容置有该小载荷柔性切换单元3的其他结构(例如凸轮轴)，这部分结构将在下文结合图3进行说明；旋转盘34安装于外壳33上并可在垂直于安装板32的平面上进行旋转，上面提到的定位单元31、32即安装固定在该旋转盘34上并通过该旋转盘34的旋转改变其所处位置；输出轴35部分容置于该外壳33内并与伺服电机36连接，从而通过伺服电机36带动输出轴35旋转。

图3示出了图2中的容置在外壳33和安装板32之间的空腔中的结构。其中，该小载荷柔性切换单元3还包括有安装轴承37、凸轮从动件38、凸轮轴39、锁紧螺母310和凸轮轴承311。其中，安装轴承37固定安装在外壳33的垂直于安装板32的一个侧壁上，其包括贴合于该侧壁的基部371和垂直于该基部371设置的圆柱部，该圆柱部具有垂直于基部371的中心纵轴并可围绕着该中心纵轴旋转。凸轮从动件38固定安装于安装轴承37的圆柱部的外表面，其包括套设于圆柱部上的圆环部381、固定连接于该圆环部381的突出部383和周向均匀分布于该突出部383上并径向向外延伸的多个凸点382。旋转盘34(参见图2)固定于该突出部383的远离基部371的末端并随着圆柱部的旋转而转动。在该凸轮从动件38的下方，凸轮轴39套设于输出轴35上并通过键槽连接设置于该输出轴35上，从而使得凸轮轴39可以随着输出轴35的旋转而转动。其中，输出轴35沿着横向方向设置，其图示的右端的外表面和伺服电机36的相应安装孔内表面通过键槽连接相对固定，从而通过伺服电机36带动该输出轴35的旋转。在凸轮轴39的两侧，输出轴35上套设有锁紧螺母310，该锁紧螺母310与输出轴35通过螺纹固定连接，其用于对凸轮轴39的横向两侧进行限位，以防止其沿着横向的移动。在该锁紧螺母310的两侧设置有两个凸轮轴承311，该凸轮轴承311安装在外壳33上以通过外壳33和凸轮轴承311来支撑该凸轮轴39，以承受凸轮轴39的径向力并减小摩擦阻力。其中，凸轮轴39的外表面上设置有两条周向的曲线槽391，两个凸点382可嵌入该曲线槽391内配合。

如此，由于伺服电机36与输出轴35固定，输出轴35与凸轮轴39固定，从而可通过伺服电机36带动凸轮轴39的转动。随着凸轮轴39的转动，凸轮从动件38的各凸点382可以根据需要进入凸轮轴39的曲线槽391，从而带动安装轴承37的圆柱部围绕其中心纵轴转动。由于凸轮从动件38与圆柱部固定，且旋转盘34与凸轮从动件38固定，因此，该旋转盘34相应地发生转动可带动安装于其上的定位单元31、32移动至所需的位置。

在本实用新型中，如图4所示，每个定位单元31、32均包括定位销311、夹紧件312和气缸313，其中，定位销311用于与车身上的定位孔进行适配，而夹紧件312用于将车身固定于工装上，它们均通过设置于其底部的气缸313连接固定在旋转盘34上。在本实施例中，该夹紧件为钩子。如此，该结构简单的定位单元使得根据本实用新型的小载荷柔性切换单元3具有紧凑的结构并占有较少的空间。

在本实用新型中，伺服电机36可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，从而实现任意位置的自锁。应该理解，本实用新型可以根据需要设置曲线槽以精确地确定定位单元31、32的位置。如此，本实用新型将伺服电机36的三相交流电机的驱动运动转化为依照曲线槽391的弧面凸轮轮廓曲线运动的分度运动，使得对车身的固定更加灵活，实现按需生产并增加了资源利用率。

在本实用新型中，通过对凸轮从动件38和凸轮轴39的精确加工，通过对凸轮从动件38和凸轮轴39的硬度进行处理，可以利用定位单元31、32进行高精度的定位。

在本实用新型中，该小载荷柔性切换单元3可配备有电气控制系统，包括：PLC控制器、传感器和传感器线缆，其中，传感器用来感应生产车型的工装夹具，传感器的信号通过传感器线缆传递给PLC控制器，PLC控制机根据需要生产的车型对小载荷柔性切换单元3进行旋转切换。

在本实用新型中，伺服电机36可通过减速箱带动重型凸轮轴39旋转，其中的减速箱的作用是通过降低伺服电机36的转速，增大输出扭矩，从而为小载荷柔性切换单元3提供所需的动力。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。