一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，包括侧围夹具安装架、定位装置安装架、X方向定位装置、Y方向定位装置和Z方向定位装置、上侧导向轮组件和下侧导向轮组件。采用上述结构后，X方向定位装置，限制了侧围夹具安装架在X方向的移动和以X轴、Z轴为旋转中心的转动共3个空间自由度；Y方向定位装置，限制了侧围夹具安装架在Y方向的移动的自由度；Z方向定位装置，限制了侧围夹具安装架在Z方向的移动和以Y轴为旋转中心的转动共2个自由度，定位准确。另上述定位中，采用了接近传感器及压力传感器，定位精确度高，重复性好。
【专利说明】一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车领域的定位机构，特别是一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构。
【背景技术】
[0002]过去十年里，汽车工业发生了翻天覆地的变化。曾经在一条生产线上只生产一款车型的情形已经不复存在，一条生产线上只生产一款车型会浪费大量的财力、物力、人力和工厂有限的场地空间。如今的汽车生产厂家都希望采用柔性生产方式，即在同一条生产线上生产多款车型。但是随之而来的问题也出现了，就是如何在换型过程中保证不同车型的侧围夹具重复定位精度。
[0003]研究表明汽车车身的制造尺寸偏差将直接影响到最终汽车产品的质量，如密封、噪声、寿命、动力性和外观等。典型白车身通常由250多个薄板冲压件在55 - 75个装配站上焊装而成，装夹定位点可达1700 - 2500个，焊点多达4100个。白车身装配为一种多层次体系结构，若干零件经焊装成为分总成，分总成又变成下一层装配中的零件。因此焊接质量的好坏将直接关系到轿车白车身的制造质量，而焊装夹具定位误差是导致焊装误差的重要因素之一。统计表明，焊装误差有72%左右是夹具定位误差所致。因此如何有效地减少和控制焊装夹具对车身装配 的影响，对提高车身质量至关重要。在汽车柔性总拼生产线上，要使得侧围焊装夹具定位误差减小，控制换型过程中侧围夹具安装架的定位误差大小尤为重要。如果侧围夹具安装架重复定位精度不高，那么侧围焊装夹具定位误差就会变大，生产出的汽车质量就会受到影响，这样对汽车生产厂家和汽车的使用者都是极为不利的。
[0004]因此寻求一种在汽车柔性总拼上侧围夹具高精度重复定位的机构迫在眉睫，用以提高汽车厂家的汽车生产质量，为汽车厂家和汽车用户提供质量保证。
[0005]在机械学中，空间机构自由度的概念为:一个杆件(刚体)，在空间上完全没有约束，那么它可以在3个正交方向上平动，还可以以三个正交方向为轴进行转动，那么就有6个自由度。也即一个好的定位机构的6个空间自由度应该为0，然而，现有的定位机构只能保证2-3个自由度为O。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，定位准确、定位后6个空间自由度均为零的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，
[0009]——包括侧围夹具安装架，以及用于将侧围夹具安装架固定与滑动的上侧导向轮组件和下侧导向轮组件；
[0010]——还包括定位装置安装架和分别用于使侧围夹具安装架x、y、z向定位的X方向定位装置、Y方向定位装置和Z方向定位装置；[0011]—所述定位装置安装架包括至少两根支柱和至少一根与支柱相连接的横梁，定位装置安装架底部固定于可前后移动的底架上；
[0012]——所述X方向定位装置包括一个设置于横梁底部位置的可伸缩的定位销和设置于侧围夹具安装架上与定位销位置相对应的定位槽；
[0013]——所述Y方向定位装置包括设置于横梁上的至少一个可伸缩的拉杆和至少一个第一阻挡块，以及设置于侧围夹具安装架上的至少一个拉钩和至少一个第二阻挡块；所述每个拉钩与相应的拉杆可相配合；所述每个第二阻挡块与相应的第一阻挡块有一横向对置面；
[0014]——所述Z方向定位装置包括分别设置于下侧导向轮组件左右两端底部的第三阻挡块，设置于侧围夹具安装架两端底部的第四阻挡块，以及设置于侧围夹具安装架底部高度可升降调节的滚轮支撑板；所述第三阻挡块与第四阻挡块有一竖向对置面。
[0015]所述定位销顶部设置有用于检测定位槽与定位销配合情况的接近传感器。
[0016]所述定位销为圆柱形。
[0017]所述每个第一阻挡块上设置有用于检测该第一阻挡块与其对应第二阻挡块横向对置面之间接触压力的第一压力传感器。
[0018]所述每个第三阻挡块上设置有用于检测该第三阻挡块与其对应第四阻挡块竖向对置面之间接触压力的第二压力传感器。
[0019]所述横梁有两根，一根设置在上侧导向轮组件上，另一根设置于上侧导向轮组件与下侧导向轮组件之间。
[0020]所述每根横梁上均匀设置有四个拉杆和四个第一阻挡块，每个第一阻挡块设置于相应拉杆的正下方。
[0021]所述第一阻挡块、第二阻挡块、第三阻挡块与第四阻挡块的各个对置面上均设置有耐磨层。
[0022]本实用新型采用上述结构后，上述X方向上采用定位销与定位槽定位的结构，限制了侧围夹具安装架在X方向的移动和以X轴、Z轴为旋转中心的转动共3个空间自由度；Y方向上采用第一、第二阻挡块进行限位，限制了侧围夹具安装架在Y方向的移动的自由度；Z方向上采用第三、第四阻挡块限制了侧围夹具安装架在Z方向的移动和以Y轴为旋转中心的转动共2个自由度，定位准确。另上述定位中，采用了接近传感器及压力传感器，定位位置固定，重复性好，可大大提高自动化程度，提高侧围夹具对接功能的重复定位精度，保证汽车的产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构的总体结构示意图；
[0024]图2为定位机构中定位装置安装架的轴测图；
[0025]图3为图1中定位销的放大图。
[0026]其中有:1.侧围夹具安装架；2.定位装置安装架；3.底架；4.定位销；5.支柱；
6.横梁；7.上侧导向轮组件；8.下侧导向轮组件；9.定位槽；10.拉钩；11.第二阻挡块；12.第四阻挡块；13.第一阻挡块；14.接近传感器；15.拉杆；16.滚轮支撑板；17.第三阻挡块。【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0028]如图1、图2和图3所示，一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，包括侧围夹具安装架1、定位装置安装架2、分别用于使侧围夹具安装架I的X、Y、Z向定位的X方向定位装置、Y方向定位装置和Z方向定位装置，以及用于将侧围夹具安装架I固定与滑动的上侧导向轮组件7和下侧导向轮组件8。上侧导向轮组件7和下侧导向轮组件8可采用现有技术中将侧围夹具安装架I进行竖向、滑动传输的结构部件，如由气缸驱动的上、下导向轮
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[0029]上述定位装置安装架2，包括至少两根支柱5和与每根支柱5相连接的两根横梁6，其中一根设置在上侧导向轮组件7上，另一根设置于上侧导向轮组件7与下侧导向轮组件8之间。定位装置安装架2的底部固定于可前后移动的底架3上。该底架3的前后移动将带动定位装置安装架2的前后移动。作为变形，横梁6也可以为I根、3根或多根。
[0030]上述X方向定位装置，包括一个设置于其中一根横梁6底部位置(优选为底部正中位置)的由气缸驱动的可伸缩的圆柱形的定位销4和设置于侧围夹具安装架I上与定位销4位置相对应的定位槽9。在定位销4的驱动气缸的顶部设置有用于检测定位槽9与定位销4配合情况的接近传感器14，如图3所示，可以检测定位槽9内有无定位销4或两者相配合的程度等。作为变形，定位销4也可采用方形或椭圆形等。
[0031]上述Y方向定位装置，包括均匀设置于定位装置安装架2中每根横梁6上的由气缸驱动的可伸缩的4个拉杆15，每个拉杆15的正下方均设置有第一阻挡块13，以及设置于侧围夹具安装架I上的能与每个拉杆15相配合的拉钩10和与每个第一阻挡块13能形成一个横向对置面的第二阻挡块11。每个第一阻挡块13上设置有用于检测该第一阻挡块13与其对应第二阻挡块11横向对置面之间接触压力的第一压力传感器。作为变形，拉杆15、拉钩10、第一阻挡块13和第二阻挡块11也可以为I个、2个或多个，设置多个时，位置相隔一定距离即可。
[0032]上述Z方向定位装置，包括分别设置于下侧导向轮组件8左右两端底部的第三阻挡块17，设置于侧围夹具安装架I两端底部的第四阻挡块12，每个第三阻挡块17与同侧的第四阻挡块12均有一竖向(也即Z向，下同)的对置面，以及设置于侧围夹具安装架I底部高度可升降调节的滚轮支撑板16，该滚轮支撑板16的升降可带动侧围夹具安装架I的升降。每个第三阻挡块17上设置有用于检测该第三阻挡块17与其对应第四阻挡块12竖向对置面之间接触压力的第二压力传感器。
[0033]上述定位槽9在竖向的高度略大于Z方向定位装置中滚轮支撑板16高度调节的范围。
[0034]上述第一阻挡块13、第二阻挡块11、第三阻挡块17与第四阻挡块12的各个对置面上均设置有耐磨层。该耐磨层可以为经过淬火处理后，具有一定硬度的耐磨表面，优选硬度 HRC>50。
[0035]本实用新型的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构的定位过程如下:
[0036]1.侧围夹具安装架I的输送:在伺服电机的带动下，侧围夹具安装架I从存储工位移至与定位装置安装架2相对应的位置。[0037]2.X方向定位装置启动:定位销4在气缸的作用下向前伸出，进入侧围夹具安装架I的定位槽9中，接近传感器14检测到定位销4与定位槽9的配合符合要求后，将产生反馈信号发送给控制系统，X方向定位结束。X方向的定位，限制了侧围夹具安装架I在X方向的移动和以X轴、Z轴为旋转中心的转动，也即X方向的定位限制了其3个自由度。
[0038]3.在气缸的驱动下，下侧导向轮组件8以及上侧导向轮组件7的前后导向轮之间间距增大，也即使侧围夹具安装架I在Y向上具有一定自由度，方便后续Y方向的准确定位。
[0039]4.Y方向定位装置启动:每个拉杆15在气缸的作用下，拉着侧围夹具安装架I上的拉钩10，使两者相对运动，直至每个第二阻挡块与相应的第一阻挡块13相接触，形成横向对置面；第一压力传感器将检测该横向对置面上的接触压力，当检测到的压力值达到设定值时，将反馈信号发送给控制系统，拉杆15停止运动，Y向定位结束。该Y方向的平面定位，限制了侧围夹具安装架I在Y方向的移动，也即限制了其I个自由度。
[0040]5.Z方向定位装置启动:侧围夹具安装架下I底部的滚轮因重力的作用与滚轮支撑板16保持接触，滚轮支撑板16在气缸的驱动下下降，带动侧围夹具安装架I下降，直至侧围夹具安装架I两端底部的第四阻挡块12与相应的第三阻挡块17的竖向对置面相接触，滚轮支撑板16继续运动，位于各第三阻挡块17上的第二压力传感器将检测相应的竖向对置面之间的接触压力，当所测压力值达到设置值时，滚轮支撑板16停止运动，Z方向定位结束。Z方向的平面定位限制了侧围夹具安装架I在Z方向的移动和以Y轴为旋转中心的转动，也即限制了其2个自由度。
[0041]经过上述X、Y、Z三个方向定位装置的定位，侧围夹具安装架I的自由度已变为0，也即6个空间自由度全部被约束。因此，能保证定位精度，从而侧围夹具安装架I被精确定位。
[0042]上述实施例中，全部采用了气缸进行驱动，但也可采用电机或其它驱动方式。除上述实例外，本实用新型还可以采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构， ——包括侧围夹具安装架(1)，以及用于将侧围夹具安装架(I)固定与滑动的上侧导向轮组件(7)和下侧导向轮组件(8); 其特征在于: ——还包括定位装置安装架(2)和分别用于使侧围夹具安装架(I) X、Y、Z向定位的X方向定位装置、Y方向定位装置和Z方向定位装置； —所述定位装置安装架(2)包括至少两根支柱(5)和至少一根与支柱(5)相连接的横梁(6)，定位装置安装架(2)底部固定于可前后移动的底架(3)上； 一一所述X方向定位装置包括一个设置于横梁(6)底部位置的可伸缩的定位销(4)和设置于侧围夹具安装架(I)上与定位销(4)位置相对应的定位槽(9)； 一一所述Y方向定位装置包括设置于横梁(6)上的至少一个可伸缩的拉杆(15)和至少一个第一阻挡块(13)，以及设置于侧围夹具安装架(I)上的至少一个拉钩(10)和至少一个第二阻挡块(11);所述每个拉钩(10)与相应的拉杆(15)可相配合；所述每个第二阻挡块(11)与相应的第一阻挡块(13)有一个横向对置面； ——所述Z方向定位装置包括分别设置于下侧导向轮组件(8)左右两端底部的第三阻挡块(17)，设置于侧围夹具安装架(I)两端底部的第四阻挡块(12)，以及设置于侧围夹具安装架(I)底部高度可升降调节的滚轮支撑板(16);所述第三阻挡块(17)与第四阻挡块(12)有一个竖向对置面。
2.根据权利要求1所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述定位销(4)顶部设置有用于检测定位槽(9)与定位销(4)配合情况的接近传感器(14)。
3.根据权利要求1或2所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述定位销(4)为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述每个第一阻挡块(13)上设置有用于检测该第一阻挡块(13)与其对应第二阻挡块(11)横向对置面之间接触压力的第一压力传感器。
5.根据权利要求1所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述每个第三阻挡块(17 )上设置有用于检测该第三阻挡块(17 )与其对应第四阻挡块(12 )竖向对置面之间接触压力的第二压力传感器。
6.根据权利要求1所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述横梁(6)有两根，一根设置在上侧导向轮组件(7)上，另一根设置于上侧导向轮组件(7)与下侧导向轮组件(8)之间。
7.根据权利要求1或6所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述每根横梁(6)上均匀设置有四个拉杆(15)和四个第一阻挡块(13)，每个第一阻挡块(13)设置于相应拉杆(15)的正下方。
8.根据权利要求1或4或5所述的汽车柔性总拼上侧围夹具的定位机构，其特征在于:所述第一阻挡块(13)、第二阻挡块(11)、第三阻挡块(17)与第四阻挡块(12)的各个对置面上均设置有耐磨层。
【文档编号】B23K37/04GK203610877SQ201320736830
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】陈建, 陈志来, 王淼, 周刘妹, 赵昌富, 申浩, 王新祥, 蒋伟 申请人:南京鹏力科技有限公司