一种汽车车门包边用的数控定位夹紧装置的制作方法

本实用新型涉及一种定位夹紧装置，尤其涉及一种汽车车门包边用的数控定位夹紧装置。

背景技术：

目前，汽车制造过程的车门包边工艺，主要采用压力机型的模压包边及机器人型的滚压包边两大类型，压力机型的模压包边主要采用推边模块+上下模具方式、推边模块及包边模块+包边底模的方式，机器人型的滚压包边主要采用机器人或类似机器人+滚边底模方式。现有两大类型包边工艺及设备均要求一个车门至少一副上、下模或一个底模，更换车门就需更换模具及其附件，企业设备投资巨大，更换模具费时费力。

技术实现要素：

本实用新型目的在于克服现有技术不足，提供一种汽车车门包边用的数控定位夹紧装置，不同车型的不同方位的车门无需更换模具即可实现定位夹紧。

本实用新型所采用的技术方案是：一种汽车车门包边用的数控定位夹紧装置，包括上模座、下模座及PLC，所述下模座周边至少设有四根用于支撑所述上模座的活动立柱，每根所述活动立柱上端均与对应的立柱气缸活塞杆联接，所述立柱气缸的缸体安装在所述上模座上，所述下模座上设有多个与所述活动立柱一一对应的联接孔，所述立柱气缸能驱动所述活动立柱端部下行至所述下模座联接孔内，所述下模座周边设有锁紧块和锁紧气缸，所述锁紧气缸用于驱动所述锁紧块在所述下模座上表面作水平往复运动，所述锁紧块用于跟所述活动立柱下端的环形槽配合，将所述活动立柱锁紧于所述下模座联接孔内；

所述上模座、下模座内分别设有相互对应的数控顶针阵列，所述数控顶针阵列由多根数控顶针紧密排列而成，每根所述数控顶针均包括：顶针头、导向杆、滚珠丝杆副、伺服电机及减速器，所述顶针头由弹性材料制成，镶嵌在所述导向杆前端，所述导向杆套装在所述滚珠丝杠副的丝杆外，一端与所述滚珠丝杆副的螺母固接；所述导向杆前端套装有一个定位用的导向套，所述导向杆与所述导向套内孔滑动配合且二者截面均为形状一致的多边形，所述伺服电机通过减速器驱动所述滚珠丝杆副的丝杆旋转时，所述导向杆在所述导向套内作直线运动，使所述数控顶针阵列形成与待加工工件匹配的模腔并将其固定夹紧；

所述PLC通过信号线缆分别与所述立柱气缸、锁紧气缸的供气系统开关及所有数控顶针伺服电机的控制端连接，用于控制所述活动立柱进行轴向运动、定位并自动锁紧；在滚压包边时，所述PLC自动控制所述立柱气缸提升对应的活动立柱以避让滚压头或机械手；所述PLC还用于控制所有数控顶针进行轴向运动，形成与待加工工件匹配的模腔并将其固定夹紧，同时在滚压包边时实时提升对应的数控顶针，避让滚压头或机械手。

有益效果：本实用新型提供一种汽车车门包边用的数控定位夹紧装置，使包边工艺具有了高度自动化及工序弹性化的特点，不同车型的车门及引擎盖、后备门混合依次进入本设备中，无需更换模具均可进行连续滚压包边，节省了包边工艺的模具成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型的主视图，

图2为本实用新型的下模座俯视图，

图3为本实用新型数控顶针的结构图，

图中：1下模座、2下数控顶针阵列、3下固定板、4上数控顶针阵列、5上固定板、6导向板、7导向套、8上模座、9待加工工件、10活动立柱、11立柱气缸、12导向销、13锁紧块、14导向槽、15锁紧气缸、16定位孔、201顶针头、202导向杆、203滚珠丝杆副的丝杆、204滚珠丝杆副的螺母、205组合轴承、206滚针轴承、207带减速器的伺服电机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1-3，如图所示，一种汽车车门包边用的数控夹紧装置，包括上模座8、下模座1及PLC，下模座1周边设有八根用于支撑上模座8的活动立柱10，每根活动立柱10上端均与对应的立柱气缸11的活塞杆联接，立柱气缸11的缸体安装在上模座8上，下模座1上设有多个与活动立柱10一一对应的联接孔，立柱气缸11能驱动活动立柱10端部下行至下模座联接孔内，下模座1周边设有U型锁紧块13和锁紧气缸15，锁紧气缸15用于驱动U型锁紧块13在下模座1上表面作水平往复运动，U型锁紧块13用于跟活动立柱10下端的环形槽配合，将活动立柱10锁紧于下模座联接孔内。

上模座8、下模座1内分别设有相互对应的数控顶针阵列2、4，上数控顶针阵列2、下数控顶针阵列4由多根数控顶针紧密排列而成(如图2所示)，每根数控顶针均包括：顶针头201、导向杆202、滚珠丝杆副的丝杆203、滚珠丝杆副的螺母204、组合轴承205、滚针轴承206、带减速器的伺服电机207。顶针头201由弹性材料制成，确保对车门不损伤无划痕，同时具有一定的硬度和耐磨性，镶嵌在导向杆202前端，导向杆202套装在滚珠丝杠副的丝杆203外，一端与滚珠丝杆副的螺母204固接；导向杆202前端套装有一个定位用的导向套7，导向杆202与导向套7内孔滑动配合且二者截面均为形状一致的多边形，带减速器的伺服电机207通过减速器驱动滚珠丝杆副的丝杆203旋转时，导向杆202在导向套7内作直线运动。数控顶针通过下固定板3、上固定板5及导向板6固定在上模座8或下模座1内，导向套7镶嵌于导向板6的通孔内，组合轴承205为无内圈的深沟球轴承，安装在上固定板5的通孔前端，承受工作轴向力，对滚珠丝杆副的螺母204进行定位，为方便拆卸将组合轴承的外圈制成分体式。滚针轴承206为无内圈的滚针轴承，安装在上固定板5的安装孔中间，用于承受径向载荷，对滚珠丝杆副的螺母204进行支撑。

每根活动立柱的中间位置还设有一定位气缸，定位气缸缸体安装在上模座8上，定位气缸的活塞杆前端制成圆柱销状，与活动立柱10上的定位孔16配合，实现活动立柱10的轴向定位。导向销12安装在上模座8外侧，导向销12前端制成圆柱状，与活动立柱10外圆面上的径向导向槽14配合，实现活动立柱10在上模座中的圆周向定位。

所述PLC通过信号线缆分别与所述定位气缸、立柱气缸11、锁紧气缸15的供气系统开关及所有带减速器的伺服电机207的控制端连接，用于控制活动立柱11进行轴向运动、定位并自动锁紧；在滚压包边时，所述PLC自动控制所述立柱气缸11提升对应的活动立柱10以避让滚压头或机械手；所述PLC还用于控制所有数控顶针进行轴向运动，形成与待加工工件9匹配的模腔并将其固定夹紧，同时在滚压包边时实时提升对应的数控顶针，避让滚压头或机械手。

本设备具体工作过程，包括以下步骤：

(一)形成下模腔。

数控定位夹紧装置的下模座1内的下数控顶针阵列2在PLC(工控计算机)的控制下，带减速器的伺服电机207驱动滚珠丝杆副的丝杆203旋转，滚珠丝杆副的螺母204在组合轴承205及滚针轴承206的支撑下，带动导向杆202及顶针头201在导向套7内作直线运动。大量的数控顶针的顶端及其侧面在PLC控制下达到程序中要求的相应位置后，形成待加工工件9(车门)滚压包边时定位用的下模腔。(二)打开上料通道

在PLC的控制下：数控定位夹紧装置的锁紧气缸15之一驱动对应的锁紧块13脱离相应活动立柱10的轴向运动范围；定位气缸的活塞杆从定位孔16中退出并脱离活动立柱10的轴向运动范围；立柱气缸11驱动活动立柱10在导向槽14及导向销12的控制下向上脱离下模座联接孔，退回到上死点，为后续上料打开通道。

(三)上料

通过机械手将待加工工件9(车门)的外板和内板依次放置于下模腔内，等待滚压包边。

(四)形成上模腔

与步骤(一)同理，数控定位夹紧装置的上模座8内的上数控顶针阵列4在PLC的控制下，形成待加工工件9(车门)滚压包边时定位的上模腔。

(五)关闭上料通道

在PLC的控制下：数控定位夹紧装置中的一个立柱气缸11驱动对应的活动立柱10在导向槽14及导向销12的控制下向下插入下模座联接孔中，定位气缸的活塞杆端部插入定位孔16中对活动立柱10进行定位，锁紧气缸15驱动锁紧块13对活动立柱10的端部进行锁紧，关闭上料通道。

(六)定位、夹紧

数控定位夹紧装置的上模座8内的形成上模腔的上数控顶针阵列4，在PLC的控制下，驱动所有数控顶针整体向下运动，对下模腔中的待加工工件9(车门)实施定位夹紧。

(七)实时避让

在滚压包边时，PLC根据程序预先设置好的滚压头或机械手的运动路线，自动控制相应活动立柱10、相应的数控顶针实时避让滚压包边的滚压头或机械手。

(八)定位、夹紧松开：

在设定的数控程序控制下，完成滚压包边后，上数控顶针阵列4在PLC的控制下退回到设定的原点位置，松开待加工工件9。

(九)下料

在PLC的控制下：数控定位夹紧装置中的一个锁紧气缸15驱动锁紧块13脱离活动立柱10的轴向运动范围；定位气缸的活塞杆从定位孔16中退出并脱离活动立柱10的轴向运动范围；立柱气缸11驱动活动立柱10向上脱离下模座联接孔，退回到上死点，下数控顶针阵列2恢复原状，为后续下料打开通道，通过人工、半自动或全自动将待加工工件9(车门)从下模座1内取出。

(十)复位：

滚压程序完成后，上数控顶针阵列4、下数控顶针阵列1恢复原位，活动立柱10处于定位锁紧状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。