一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其包括从动端底座、驱动端底座以及横架在从动端底座和驱动端底座之间的旋转主体，沿旋转主体的圆周均匀布置有多个夹具放置区，每个夹具放置区均安装有一条夹具轨道，每条夹具轨道的下端面安装有将夹具固定在夹具轨道内的叉板机构，所述从动端底座和驱动端底座分别设置能限制旋转主体旋转的插销机构。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：1、换型准备时间短，不影响生产节拍；2、可实现多车型共线；3、占地面积小，对比已有的可随线切换的多车型共线柔性总拼系统侧围夹具存储系统，采用此旋转夹具存储机构的系统占地面积最小。
【专利说明】一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种夹具存储机构，特别涉及一种汽车白车身焊接生产线总拼工位的旋转夹具存储机构，属于自动化汽车制造设备领域。
【背景技术】
[0002]目前在国内白车身焊装领域，一条生产线同时生产多款车型已逐渐成为发展趋势，而国内各大汽车厂多车型共线柔性总拼系统基本为进口或外企提供。目前在线的多车型共线柔性总拼系统，能随线切换、不影响生产节拍的侧围夹具存储切换方案多为横移式或立式旋转式，两种方式存在一个共同的缺点就是占地面积大，对投资有一定的局限性。因此，需要提供一套侧围夹具存储机构。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，在于提供一套结构紧凑、切换平稳、定位准确的白车身焊装生产线总拼工位侧围夹具存储系统，以满足白车身自动化焊接生产线多车型共线，批量生产、节拍内随线切换等需求。
[0004]本发明解决其技术问题的解决方案是:一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其包括从动端底座、驱动端底座以及横架在从动端底座和驱动端底座之间的旋转主体，沿旋转主体的圆周均匀布置有多个夹具放置区，每个夹具放置区均安装有一条夹具轨道，每条夹具轨道的下端面安装有将夹具固定在夹具轨道内的叉板机构，所述从动端底座和驱动端底座分别设置能限制旋转主体旋转的插销机构。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进，所述旋转主体包括六面体钢构以及安装在驱动端底座的行星齿轮减速机和伺服电机，所述六面体钢构两端分别安装驱动端主轴和从动端主轴，所述驱动端主轴与行星齿轮减速机的输出端直接连接，所述伺服电机与行星齿轮减速机的输入端直接连接，所述从动端主轴通过轴承支撑在从动端底座的轴承座上，从动端主轴安装有摩擦盘，所述摩擦盘的圆周布置了常闭结构的气动盘式制动器，每个夹具放置区均安装一条用于支撑夹具背部的背部轨道和一组用于支撑夹具轨道的悬臂。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，还包括安装在从动端底座上的小同步轮、固定在从动端主轴端面的大同步轮以及安装在小同步轮和大同步轮之间的同步带，所述小同步轮通过同心轴与编码器联接。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述从动端主轴为中空轴，所述大同步轮的端面固定有可将通讯信号及压缩空气经从动端主轴的空心芯部传递到六面体工作面上的夹具处的旋转接头。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述夹具轨道包括固定在悬臂上的轨道支架、固定在轨道支架上端面的轨道、安装在轨道支架下端面的滚轮支座以及安装在滚轮支座内的滚轮，所述滚轮支座旁安装有用于调整滚轮支座水平位置的调整块；所述叉板机构包括叉板、气缸接头、矩形弹簧以及固定于轨道支架的固定座，所述固定座上安装了叉板气缸以及位于叉板气缸两侧的叉板滑轨，所述叉板固定在叉板滑轨的滑块上，所述叉板安装有气缸铰座，所述气缸接头通过螺纹连接于叉板气缸的杠杆，气缸接头的部分扣入气缸铰座的C型槽中，气缸接头的上表面为球面，所述矩形弹簧套在叉板气缸的杠杆上。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述插销机构包括安装底板，所述安装底板固定在从动端底座或者驱动端底座，所述安装底板上安装插销气缸和插销滑轨，所述插销滑轨上安装有滑动座，所述滑动座与插销气缸的杠杆之间设置了浮动接头，所述滑动座的另一侧面设置了圆锥状的插销，所述插销气缸的杠杆、浮动接头和插销的中轴线重合。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，位于从动端底座和驱动端底座的且在同一侧的插销机构呈直线布置。
[0011]与已有技术相比，本发明的有益效果体现在:
1、换型准备时间短，不影响生产节拍；
2、可实现多车型共线；
3、占地面积小，对比已有的可随线切换的多车型共线柔性总拼系统侧围夹具存储系统，采用此旋转夹具存储机构的系统占地面积最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0013]图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明重旋转主体结构示意图；
图3是本发明中夹具轨道示意图；
图4是本发明中叉板机构示意图；
图5是本发明中插销机构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
[0015]参照图1?图5，一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其包括从动端底座103、驱动端底座104以及横架在从动端底座103和驱动端底座104之间的旋转主体1，沿旋转主体I的圆周均匀布置有多个夹具放置区，每个夹具放置区均安装有一条夹具轨道2，每条夹具轨道2的下端面安装有将夹具固定在夹具轨道2内的叉板机构3，所述从动端底座103和驱动端底座104分别设置能限制旋转主体I旋转的插销机构4。
[0016]进一步作为优选的实施方式，所述旋转主体I包括六面体钢构105以及安装在驱动端底座104的行星齿轮减速机107和伺服电机108，所述六面体钢构105两端分别安装驱动端主轴106和从动端主轴109，所述驱动端主轴106与行星齿轮减速机107的输出端直接连接，所述伺服电机108与行星齿轮减速机107的输入端直接连接，所述从动端主轴109通过轴承支撑在从动端底座103的轴承座110上，从动端主轴109安装有摩擦盘114，所述摩擦盘114的圆周布置了常闭结构的气动盘式制动器115，每个夹具放置区均安装一条用于支撑夹具背部的背部轨道ill和一组用于支撑夹具轨道2的悬臂112。
[0017]进一步作为优选的实施方式，还包括安装在从动端底座103上的小同步轮、固定在从动端主轴109端面的大同步轮以及安装在小同步轮和大同步轮之间的同步带117，所述小同步轮通过同心轴与编码器118联接。
[0018]进一步作为优选的实施方式，所述从动端主轴109为中空轴，所述大同步轮的端面固定有可将通讯信号及压缩空气经从动端主轴109的空心芯部传递到六面体工作面上的夹具处的旋转接头116。
[0019]进一步作为优选的实施方式，所述夹具轨道2包括固定在悬臂112上的轨道支架201、固定在轨道支架201上端面的轨道202、安装在轨道支架201下端面的滚轮支座203以及安装在滚轮支座203内的滚轮204，所述滚轮支座203旁安装有用于调整滚轮支座203水平位置的调整块205 ;所述叉板机构3包括叉板303、气缸接头306、矩形弹簧307以及固定于轨道支架201的固定座，所述固定座上安装了叉板气缸302以及位于叉板气缸302两侧的叉板滑轨304，所述叉板303固定在叉板滑轨304的滑块上，所述叉板303安装有气缸铰座305，所述气缸接头306通过螺纹连接于叉板气缸302的杠杆，气缸接头306的部分扣入气缸铰座305的C型槽中，气缸接头306的上表面为球面，所述矩形弹簧307套在叉板气缸302的杠杆上。
[0020]进一步作为优选的实施方式，所述插销机构4包括安装底板401，所述安装底板401固定在从动端底座103或者驱动端底座104，所述安装底板401上安装插销气缸403和插销滑轨406，所述插销滑轨406上安装有滑动座405，所述滑动座405与插销气缸403的杠杆之间设置了浮动接头404，所述滑动座405的另一侧面设置了圆锥状的插销407，所述插销气缸403的杠杆、浮动接头404和插销407的中轴线重合。
[0021]进一步作为优选的实施方式，位于从动端底座103和驱动端底座104的且在同一侧的插销机构4呈直线布置。
[0022]图1为本发明整体结构，包括旋转主体1，夹具轨道2，叉板机构3，插销机构4。旋转主体I通过化学螺栓安装于地面；夹具轨道2安装于六面体四个工作面的悬臂上，通过调整垫片及调节螺钉可调至与地面及空中夹具输送轨道精确对接；叉板机构3垂直安装于夹具轨道2，叉板伸出时可将滑入六面体的夹具卡住；插销机构4安装于旋转主体的两个底座，插销伸出时插入安装于夹具轨道2上的滚轮组，对六面体进行末端定位。
[0023]图2为本发明旋转主体结构，图中序号说明:从动端地脚板101，驱动端地脚板102，从动端底座103，驱动端底座104，六面体钢构105，驱动端主轴106，行星齿轮减速机107，伺服电机108，从动端主轴109，轴承座110，背部轨道111，悬臂112，接近开关支架113，摩擦盘114，气动盘式制动器115，旋转接头116，同步带117，编码器118。
[0024]所述旋转主体结构设置为:从动端底座103及驱动端底座104，分别落在从动端地脚板101及驱动端地脚板102上，通过调节螺钉可调整高度，从而使两底座上表面与地面平行；驱动端主轴106及从动端主轴109通过螺钉固定在六面体钢构105的两个端面，其中从动端主轴为空心结构；驱动端主轴106与行星齿轮减速机107输出端直连，伺服电机108与行星齿轮减速机107输入端直连，行星齿轮减速机107固定在驱动端底座104上；从动端主轴109通过轴承支撑在轴承座110上，轴承座110固定在从动端底座103上；行星齿轮减速机107及轴承座110均可通过垫片调整高度，通过调节螺钉调整水平位置；从动端底座103、驱动端底座104的调整为粗调，行星齿轮减速机107、轴承座110的调整为精调，两步调整最终保证六面体旋转轴线与地面及车身输送方向的平行度。
[0025]所述背部轨道111用螺钉固定在六面体钢构105上，用于支撑夹具背部，通过调整夹具背部的滚轮组，可调节背部轨道对夹具的支撑力，当此支撑力变大时，夹具对安装于悬臂112上的轨道压力将减小，从而使轨道的变形减小；所述悬臂112用螺钉固定在六面体钢构105四个工作面上，每个工作面3根，共同支撑夹具轨道，相邻工作面的悬臂之间用螺钉连接成整体以增加刚性；接近开关支架113固定于悬臂112之间的连接横梁，安装其上的接近开关可对相应工作面的夹具进行身份识别，从而保证为不同的车型提供与之对应的夹具。
[0026]所述摩擦盘114用螺钉固定在从动端主轴109上，摩擦盘为两个半圆对接式，方便拆装；气动盘式制动器115分布在摩擦盘圆周上，为弹簧制动，气动释放的常闭结构;旋转主体I静止时，制动器呈锁紧状态，旋转主体I旋转时，制动器通气打开。在旋转主体I旋转过程中，夹具产生的偏载扭矩及系统的惯性矩与驱动端的输出扭矩平衡，当旋转主体I停止旋转时，驱动端的输出扭矩保持恒定，此时夹具移入或移出旋转主体I时，系统的偏载扭矩发生变化，在插销机构从旋转主体I拔出后，系统的扭矩将失去平衡，由于行星齿轮减速机107齿轮背隙的存在，旋转主体I将有一个下沉或上翘的过程，而气动盘式制动器115的加入，正是为了避免这一现象的发生:制动器夹紧摩擦盘产生的扭矩与夹具移入或移出旋转主体I产生的扭矩差相等，在插销机构拔出后，制动器配合伺服电机的启动，逐渐通气放开，从而使旋转主体I平稳的启动旋转。
[0027]所述同步带116，大同步轮固定在从动端主轴109端面，小同步轮内孔穿一根同心轴，此轴由两个轴承支撑，经轴承座固定在从动端底座103，轴的另一端经联轴器与绝对值编码器117联接，在同步带的作用下，编码器117的转速与旋转主体I的转速保持一致。编码器117可将六面体的转速及时反馈，与伺服电机108内部编码器组成双闭环伺服控制系统，可对旋转主体I旋转角度进行精确控制。
[0028]所述旋转接头118，固定在大同步轮端面，可将通讯信号及压缩空气经从动端主轴109的空心芯部传递到旋转主体I工作面上的夹具处，从而使六面体旋转不受拖链限制，可不限圈数随意正反转，减少换型准备时间，为多车型节拍内随机切换提供保障。
[0029]图3为本发明夹具轨道示意图，图中序号说明:轨道支架201，轨道202，滚轮支座203，滚轮204，调整块205。
[0030]所述轨道支架201用螺钉固定在六面体悬臂112上，可通过两侧垫片调整高度、角度，通过调节螺栓调整水平位置；轨道202用螺钉固定在轨道支架201上；滚轮支座203安装于轨道支架201，通过垫片调整高度，调整块205用于调整水平位置；滚轮204安装于滚轮支座203，滚轮轴线中心对称线指向旋转主体I旋转轴线，从而使插销插入过程中滚轮轴向受力最小。[0031]图4为本发明叉板机构示意图，图纸序号说明:固定座301，叉板气缸302，叉板303，叉板滑轨304，气缸铰座305，气缸接头306，矩形弹簧307。
[0032]所述固定座301用螺钉固定于轨道支架201，叉板气缸302及叉板滑轨304安装于固定座301，叉板气缸302为单杆单作用缸，弹簧伸出，通气缩回，当系统突然断气时，叉板气缸302有自锁作用，防止夹具从轨道滑出；叉板303安装于叉板滑轨304的滑块上，随滑块一起动作，叉板滑轨304采用自润滑装置，在寿命周期内可免润滑；气缸铰座305固定于叉板303上，气缸接头306通过螺纹连接于叉板气缸302杠杆，接头部分扣入气缸铰座305的C型槽中，接头上表面为球面，起浮动作用；矩形弹簧307套在叉板气缸302杠杆上，呈压紧状态，提供一部分自锁力，提高安全系数。
[0033]图5为本发明插销机构示意图，图纸序号说明:安装底板401，气缸脚座402，插销气缸403，浮动接头404，滑动座405，插销滑轨406，插销407。
[0034]所述插销机构通过安装底板401固定于从动端底座103及驱动端底座104，所述插销气缸403通过气缸脚座402固定于安装底板401，所述浮动接头404通过螺纹连接于插销气缸403的杠杆，另一端通过螺纹连接拧入滑动座405，浮动接头404可防止气缸动作过程中杠杆受径向力而卡死；所述滑动座405安装于直线导轨406滑块上，插销滑轨406采用超高刚性型号，可承受较大的径向载荷，且带自润滑装置，寿命周期内免润滑；插销407固定于滑动座405上，插销407为圆锥结构，插销伸出时，插入安装于夹具轨道上的滚轮组，从而保证六面体上夹具轨道与地面固定轨道的对接精度，由于减速机背隙的存在，导致旋转主体转动停止后，夹具轨道有一定的偏移，圆锥结构的插销可纠正这一偏移。
[0035]以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:其包括从动端底座、驱动端底座以及横架在从动端底座和驱动端底座之间的旋转主体，沿旋转主体的圆周均匀布置有多个夹具放置区，每个夹具放置区均安装有一条夹具轨道，每条夹具轨道的下端面安装有将夹具固定在夹具轨道内的叉板机构，所述从动端底座和驱动端底座分别设置能限制旋转主体旋转的插销机构。
2.根据权利要求1所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:所述旋转主体包括六面体钢构以及安装在驱动端底座的行星齿轮减速机和伺服电机，所述六面体钢构两端分别安装驱动端主轴和从动端主轴，所述驱动端主轴与行星齿轮减速机的输出端直接连接，所述伺服电机与行星齿轮减速机的输入端直接连接，所述从动端主轴通过轴承支撑在从动端底座的轴承座上，从动端主轴安装有摩擦盘，所述摩擦盘的圆周布置了常闭结构的气动盘式制动器，每个夹具放置区均安装一条用于支撑夹具背部的背部轨道和一组用于支撑夹具轨道的悬臂。
3.根据权利要求2所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:还包括安装在从动端底座上的小同步轮、固定在从动端主轴端面的大同步轮以及安装在小同步轮和大同步轮之间的同步带，所述小同步轮通过同心轴与编码器联接。
4.根据权利要求3所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:所述从动端主轴为中空轴，所述大同步轮的端面固定有可将通讯信号及压缩空气经从动端主轴的空心芯部传递 到六面体工作面上的夹具处的旋转接头。
5.根据权利要求2所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:所述夹具轨道包括固定在悬臂上的轨道支架、固定在轨道支架上端面的轨道、安装在轨道支架下端面的滚轮支座以及安装在滚轮支座内的滚轮，所述滚轮支座旁安装有用于调整滚轮支座水平位置的调整块；所述叉板机构包括叉板、气缸接头、矩形弹簧以及固定于轨道支架的固定座，所述固定座上安装了叉板气缸以及位于叉板气缸两侧的叉板滑轨，所述叉板固定在叉板滑轨的滑块上，所述叉板安装有气缸铰座，所述气缸接头通过螺纹连接于叉板气缸的杠杆，气缸接头的部分扣入气缸铰座的C型槽中，气缸接头的上表面为球面，所述矩形弹簧套在叉板气缸的杠杆上。
6.根据权利要求1~5任一项所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:所述插销机构包括安装底板，所述安装底板固定在从动端底座或者驱动端底座，所述安装底板上安装插销气缸和插销滑轨，所述插销滑轨上安装有滑动座，所述滑动座与插销气缸的杠杆之间设置了浮动接头，所述滑动座的另一侧面设置了圆锥状的插销，所述插销气缸的杠杆、浮动接头和插销的中轴线重合。
7.根据权利要求1所述的用于白车身焊装总拼夹具的旋转存储机构，其特征在于:位于从动端底座和驱动端底座的且在同一侧的插销机构呈直线布置。
【文档编号】B23K37/04GK104002076SQ201410186302
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】丘邦超, 姚维兵, 赵凯, 杨猛, 贺毅, 李有永, 李军辉, 陈振城 申请人:广州明珞汽车装备有限公司