专利名称：一种多翻转臂焊接定位夹紧机构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种汽车制造的工装，具体的说，是关于一种汽车焊接的多翻转臂焊接定位夹紧机构。
背景技术：
现代汽车制造业中，通常采用自动化焊接流水线对汽车的主要部件进行拼装焊接，各焊接工位的焊接精度都至关重要，因为焊接误差或焊接工序的累计误差会造成部件之间的装配产生偏差，进而影响到车辆结构的可靠性和运动性以及操作舒适性。部分车型车身下部总成线是车身结构中的基本体，前围上部总成需要准确的定位焊接在下部总成线上，前围上部总成与下部总成线的焊接定位需要满足一些基本技术条件，如前围上部总成的定位过程不能影响到下部总线在焊接流水线上的定位与正常输送； 前围上部总成的定位包括水平方向的定位和竖直方向的定位，既定位是三维的；前围上部总成的定位必须牢固，使焊接过程中前围上部总成保持相对稳定，而且前围上部总成焊接定位的精度要求较高，对前围上部总成定位的定位机构的运行要有很好的动作一致性和稳定性。在不能影响到下部总线在焊接流水线上的定位与正常输送的前提条件下，采用常规的夹具对前围上部总成进行三维方向的定位和固定，由于受到空间的限制而难以实现。 实际生产过程中，通常采用预先的点焊将前围上部总成与车身下部总成线在竖直方向的位置进行固定，再使用夹具对前围上部总成与车身下部总成线进行水平位置的定位，该方法不仅定位精度差，而且工作效率非常低。现有技术提供了一些焊接定位的技术方案，如中国专利公告号为CN2547457Y、公告日为2003年4月30日、专利名称为“多角度旋转焊接工作台”的实用新型专利公开了一种焊接定位的技术方案，该方案采用一种焊接工作台来定位焊接工件，焊接工作台可以驱动焊接工件作各种方向的运动或旋转，其缺点是焊接工件的运动位置不能精确定位，不适合焊接工件需要精确定位的焊接方式。前围上部总成与下部总成线的焊接定位，采用常规的夹具对前围上部总成进行三维方向的定位和固定，由于受到空间的限制而难以实现，现有的点焊预定位的焊接方式定位精度差，工作效率低。
发明内容本实用新型的目的在于解决前围上部总成与下部总成线的焊接由于受到空间的限制而难以实现三维方向的定位和固定的技术问题，提供了一种自动化的、定位精度高、动作的一致性和可靠性非常好的多翻转臂焊接定位夹紧机构。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位夹紧机构包括基座、翻转臂、夹具型板和定位板；翻转臂的下端与基座铰接，翻转臂的上端与夹具型板铰接，夹具型板与定位板铰接；翻转臂与基座之间设有驱动翻转臂作翻转运动的翻转臂驱动装置，翻转臂与夹具型板之间设有驱动夹具型板作翻转运动的夹具型板驱动装置，夹具型板与定位板之间设有驱动定位板作翻转运动的定位板驱动装置；夹具型板上设有定位焊接工件的定位装置；定位板上设有限位焊接工件的限位块和固定焊接工件的夹紧装置。本实用新型中的基座、翻转臂、夹具型板、定位板顺序连接，构成一个对焊接工件进行定位夹紧的机械臂，基座安装在焊接流水线的基础平台上。翻转臂的作用是支撑夹具型板与定位板，翻转臂的下端与基座铰接，翻转臂驱动装置连接在翻转臂中部与基座之间， 翻转臂驱动装置驱动翻转臂围绕翻转臂与基座的铰接点摆动。夹具型板设置在翻转臂的顶部，夹具型板的中部与翻转臂的顶部铰接，夹具型板驱动装置连接在夹具型板后端的端部与翻转臂的中部之间，夹具型板驱动装置驱动夹具型板围绕夹具型板与翻转臂的铰接点摆动，夹具型板的前端朝向焊接工件，夹具型板前端的侧壁上安装有定位焊接工件的定位装置。定位板横向设置在夹具型板的前端，定位板的中部设有与定位板垂直的连接板， 连接板的一端与定位板的中部固定连接，连接板的另一端的下部与夹具型板前端的端部铰接，连接板的另一端的上部与夹具型板的中部之间通过定位板驱动装置连接，定位板驱动装置驱动连接板围绕连接板与夹具型板的铰接点摆动，连接板带动定位板围绕连接板与夹具型板的铰接点作圆周运动。定位板的一端设有对焊接工件进行限位的限位块，定位板的另一端设有定位焊接工件的限位块和固定焊接工件的夹紧装置。本实用新型利用安装在夹具型板上的定位装置和定位板上设有的限位块对焊接工件在水平方向的位置进行了限制和定位，利用安装在定位板上的夹紧装置对焊接工件在竖直方向的位置进行了限制和定位。作为优选，所述定位装置包括导向伸缩气缸和定位销，导向伸缩气缸安装在夹具型板上，导向伸缩气缸带有与活塞杆运动方向一致的导向柱，定位销设置在导向伸缩气缸的下方。安装在夹具型板上的定位装置包括对焊接工件进行定位的定位销和驱动定位销上下运动的导向伸缩气缸，导向伸缩气缸的底座固定连接在夹具型板的侧壁上，导向伸缩气缸带有与活塞杆运动方向一致的导向柱，定位销连接在活塞杆的下方，活塞杆向下运动时驱动定位销插入焊接工件上的焊接定位孔内，导向柱的作用是保证定位销在运动过程中的位置精度。作为优选，所述定位装置还包括安装板、连接板、定位销固定件；导向伸缩气缸的活塞杆和导向柱的前端与安装板固定连接，安装板、连接板、定位销固定件从上至下顺序连接，定位销安装于定位销固定件的下端。安装板与连接板通过螺栓连接，连接板与定位销固定件通过螺栓连接，定位销与定位销固定件焊接。通过调整安装板与连接板、连接板与定位销固定件之间相对位置可以调整定位销的位置。作为优选，所述夹紧装置包括夹紧头驱动装置和夹紧头，夹紧头的中部与定位板铰接，夹紧头的一端与夹紧头驱动装置铰接。夹紧头驱动装置安装在定位板的一端，夹紧头设置在驱动装置的下方，夹紧头驱动装置驱动夹紧头的一端使夹紧头的另一端向上运动抵住焊接工件。作为优选，所述定位板上还设有与夹紧头相对应的压头，压头与定位板固定连接。 压头的作用是与夹紧头配合夹紧焊接工件，压头通过螺栓与定位板固定连接，通过调整压头的厚度或压头与定位板的连接位置可以调整夹紧后的焊接工件在竖直方向的位置，实现对焊接工件在竖直方向的定位。作为优选，所述定位板上还设有感应装置，感应装置与定位板固定连接。所述的感应装置是一种距离感应器，其作用是检测焊接工件的定位状态，防止夹紧装置的误动作。作为优选，所述基座与翻转臂之间设有子母定位块，翻转臂与夹具型板之间设有子母定位块，夹具型板与定位板之间设有子母定位块。基座与翻转臂之间的子母定位块的作用是对翻转臂的工作位进行定位；翻转臂与夹具型板之间的子母定位块的作用是对夹具型板的工作位进行定位，夹具型板与定位板之间的子母定位块的作用是对定位板的工作位进行定位。作为优选，所述翻转臂驱动装置、夹具型板驱动装置、定位板驱动装置和夹紧头驱动装置均为气压缸。本实用新型中的各驱动装置均带有状态感应装置，各驱动装置的动作受外部的伺服系统和中央控制系统控制。本实用新型采用机械化、自动化的方式实现了前围上部总成与下部总成线的焊接过程中对前围上部总成进行三维方向的定位和夹紧，提高了焊接的精度，提高了焊接的速度，起到了提高产品质量和提高工作效率的有益效果。
图1是本实用新型的一种结构示意图；图2是本实用新型的图1中A部分的局部放大图；图3是本实用新型的定位装置的一种结构示意图；图4是本实用新型的夹紧装置的一种结构示意图；图5是本实用新型的子母定位块的一种结构示意图。图中基座1翻转臂驱动装置2翻转臂3子母定位块4夹具型板驱动装置 5夹具型板6子母定位块7定位装置8定位板驱动装置9定位板10子母定位块 11感应器12夹紧装置13压头14限位块15导向伸缩气缸81安装板82连接板83定位销固定件84定位销85夹紧头驱动装置131夹紧头132具体实施方法
以下结合附图与具体实施方法对本实用新型作进一步详细描述本实用新型的结构如图1、图2所示，图中的基座1、翻转臂3、夹具型板6、定位板 10从下至上顺序连接构成一个机械臂。基座1安装在焊接流水线的基础平台上。基座的下部加工有安装翻转臂驱动装置 2的铰链座，基座1的中部加工有安装翻转臂3的铰链座。翻转臂3的主体采用正立方柱体，上端部采用等厚钢板制成，翻转臂3在工作位时呈竖直状态，翻转臂3的下端通过基座1中部的铰链座与基座1铰接，翻转臂驱动装置2连接在翻转臂3中部与基座1下部铰链座之间，翻转臂3的中部与基座1的上部之间安装有子母定位块4。夹具型板6采用长条形的等厚钢板制成，夹具型板6安装在翻转臂3的顶部，夹具型板6的中部与翻转臂3的顶部铰接，夹具型板驱动装置5连接在夹具型板6后端的端部与翻转臂3的中部之间。夹具型板6前端的侧壁上安装有定位装置8。夹具型板6的前端与翻转臂3之间安装有定位块7。定位板10采用长条形的等厚钢板制成，定位板10横向安装在夹具型板6的前端， 定位板10的中部安装有与定位板10垂直的连接板，连接板的左端与定位板10的中部通过螺栓固定连接，连接板的右端的下部与夹具型板6的前端铰接，连接板的右端的上部与夹具型板6的中部之间安装定位板驱动装置9。定位板10的里端的下部安装有限位块15，限位块15与定位板10焊接；定位板10的外端安装有夹紧装置13 ；定位板10外端的侧壁上安装感应器12 ；定位板10外端的底部安装压头14 ；夹具型板6前端的端部与定位板10的中部之间安装子母定位块11。安装在夹具型板6前端侧壁上的定位装置8的结构如图3所示，定位装置8包括导向伸缩气缸81、安装板82、连接板83、定位销固定件84和定位销85。导向伸缩气缸81的底座通过螺栓安装在夹具型板6前端的侧壁上，导向伸缩气缸 81的活塞杆和导向柱的前端与安装板82通过螺栓连接，连接板83通过螺栓连接在安装板 82的下部，定位销固定件84通过螺栓连接在连接板83的下部，定位销固定件84的下部与定位销的上端部焊接。焊接过程中，可以通过调整安装板82与连接板83、连接板83与定位销固定件84之间的相对位置来调整定位销85的位置准确度。安装在定位板10的外端的夹紧装置13的结构如图4所示，夹紧装置13包括夹紧头驱动装置131和夹紧头132，夹紧头132的中部与定位板10的外端的下部进行铰接安装， 夹紧头132的外端与夹紧头驱动装置131的下端进行铰接安装，夹紧头驱动装置131的上部缸体通过螺栓安装在定位板10外端的侧壁上。子母定位块4、子母定位块7、子母定位块11的结构如图5所示，子母定位块通过螺栓分别安装在相应的部件上。本实用新型的动作过程为在初始状态下，夹紧机构的各翻转臂均处于自由位置，夹紧机构的外部设有控制夹紧机构动作的中央控制器和气压缸伺服装置，流水线上的焊接车身和焊接工件都到工位时，操作人员发出一个启动信号给中央控制器，在中央控制器和气压缸伺服装置的控制下， 翻转臂驱动装置2驱动翻转臂3翻转至工作位，子母定位块4对翻转臂3的工作位进行定位，翻转臂3就位后，翻转臂驱动装置2发出完成信号；夹具型板驱动装置5开始动作，夹具型板驱动装置5驱动夹具型板6翻转至工作位，子母定位块7对夹具型板6的工作位进行定位，夹具型板6就位后，夹具型板驱动装置5发出完成信号；定位装置8开始动作，导向伸缩气缸81推动定位销85插入焊接工件的定位孔对焊接工件进行定位，定位装置8定位动作完成后，导向伸缩气缸81发出完成信号；定位板驱动装置9开始动作，定位板驱动装置9 驱动定位板10翻转至工作位，子母定位块11对定位板10的工作位进行定位，限位块15对焊接工件进行定位，定位板10就位后，定位板驱动装置9发出完成信号；夹紧装置13开始动作，夹紧头驱动装置131驱动夹紧头132，夹紧头132与压头14配合对焊接工件进行竖直方向的定位并对焊接工件进行夹紧，夹紧动作完成后，夹紧头驱动装置131发出完成信号， 感应器12感应焊接工件位置是否准确，在夹紧头驱动装置131和感应器12都发出完成信号的状态下，中央控制器发出信号，焊接机构开始动作，工序进入焊接阶段，焊接阶段夹紧机构保持工作位不变，焊接完成后，在中央控制器控制下夹紧机构回复至自由位待机。
权利要求1.一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位夹紧机构包括基座(1)、翻转臂(3)、夹具型板(6)和定位板(10);翻转臂(3)的下端与基座(1)铰接，翻转臂(3)的上端与夹具型板(6)铰接，夹具型板(6)与定位板(10)铰接；翻转臂(3)与基座(1)之间设有驱动翻转臂(3)作翻转运动的翻转臂驱动装置(2)，翻转臂(3)与夹具型板(6)之间设有驱动夹具型板(6)作翻转运动的夹具型板驱动装置(5)，夹具型板(6)与定位板(10)之间设有驱动定位板(10)作翻转运动的定位板驱动装置(9)；夹具型板(6)上设有定位焊接工件的定位装置(8);定位板(10)上设有定位焊接工件的限位块(15)和固定焊接工件的夹紧装置 (13)。
2.根据权利要求1所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位装置(8)包括导向伸缩气缸(81)和定位销(85)，导向伸缩气缸(81)安装在夹具型板(6)上， 导向伸缩气缸(81)带有与活塞杆运动方向一致的导向柱，定位销(85)设置在导向伸缩气缸(81)的下方。
3.根据权利要求2所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位装置(8)还包括安装板(82)、连接板(83)、定位销固定件(84);导向伸缩气缸(81)的活塞杆和导向柱的前端与安装板(82)固定连接，安装板(82)、连接板(83)、定位销固定件(84)从上至下顺序连接，定位销(85)安装于定位销固定件(84)的下端。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述夹紧装置(13)包括夹紧头驱动装置(131)和夹紧头(132)，夹紧头(132)的中部与定位板 (10)铰接，夹紧头(132)的一端与夹紧头驱动装置(131)铰接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位板(10 )上还设有与夹紧头(132)相对应的压头(14)，压头(14)与定位板(10)固定连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述定位板(10)上还设有感应装置(12)，感应装置(12)与定位板(10)固定连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述基座(1)与翻转臂(3)之间设有子母定位块(4)，翻转臂(3)与夹具型板(6)之间设有子母定位块(7)，夹具型板(6)与定位板(10)之间设有子母定位块(11)。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，其特征在于所述翻转臂驱动装置(2)、夹具型板驱动装置(5)、定位板驱动装置(9)均为气压缸。
专利摘要本实用新型公开了一种多翻转臂焊接定位夹紧机构，旨在提供一种自动化的、定位精度高、动作的一致性和可靠性非常好的多翻转臂焊接定位夹紧机构。该定位夹紧机构包括基座、翻转臂、夹具型板和定位板；翻转臂的下端与基座铰接，翻转臂的上端与夹具型板铰接，夹具型板与定位板铰接；翻转臂与基座之间设有驱动翻转臂作翻转运动的翻转臂驱动装置，翻转臂与夹具型板之间设有驱动夹具型板作翻转运动的夹具型板驱动装置，夹具型板与定位板之间设有驱动定位板作翻转运动的定位板驱动装置；夹具型板上设有定位焊接工件的定位装置；定位板上设有限位焊接工件的限位块和固定焊接工件的夹紧装置。本实用新型适用于汽车制造行业。
文档编号B23K37/04GK202045464SQ20112003807
公开日2011年11月23日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者刘杰, 安聪慧, 李书福, 杨健 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车有限公司