一种用于汽车柔性生产系统的夹具切换平台的制作方法

本发明属于汽车柔性生产系统技术领域，具体涉及一种用于汽车柔性生产系统的夹具切换平台。

背景技术：

由于市场差异化需求的不断扩大，汽车生产领域出现了多种柔性生产系统，柔性总拼系统是汽车柔性生产系统的重要装备，柔性总拼的车型切换方式众多，切换的结构形式各异，主要有多面旋转切换结构形式，有空中轨道输送形式。而组成这些结构形式的机构多种多样，组成多面旋转切换结构形式的有旋转台分度盘；组成空中轨道输送形式的有圆弧轨道等。这些结构形式均存在加工精度要求较高，夹具切换不灵活，切换速度慢等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于汽车柔性生产系统的夹具切换平台，实现快速灵活地切换夹具，生产节拍快。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于汽车柔性生产系统的夹具切换平台，包括钢结构平台和安装于钢结构平台上侧的多组x向车轨和一组y向车轨，多组x向车轨分别分布于y向车轨的左右两侧，并且分别连接y向车轨；x向车轨上设有用于搬运夹具的夹具搬运车和连接夹具搬运车的搬运车驱动装置，搬运车驱动装置可驱动夹具搬运车在x向车轨上滑动；y向车轨上设有移行机，移行机包括一组搬运车行走轨道，搬运车行走轨道垂直于y向车轨，搬运车行走轨道可与x向车轨对接，搬运车行走轨道上也设有用于驱动夹具搬运车的搬运车驱动装置；搬运车行走轨道上还设有y向移行驱动装置和两个滚轮组件，两个滚轮组件分别连接于y向移行驱动装置的左右两侧，y向移行驱动装置可驱动两个滚轮组件在y向车轨上滑动。

优选的，y向移行驱动装置安装于搬运车行走轨道的其中一根轨道上，y向移行驱动装置包括y向减速电机和与y向减速电机的输出轴连接并且可向左右两侧输出扭矩的双向传动轴组件，双向传动轴组件向两侧伸出有两个呈左右对称布置的并且分别驱动所述左、右两个滚轮组件滑动的万向联轴器。

优选的，滚轮组件包括与万向联轴器连接的第一滚轮机构和位于搬运车行走轨道的另一根轨道上的第二滚轮机构，第一滚轮机构和第二滚轮机构相对设置，第一滚轮机构和第二滚轮机构之间连接有传动杆。

优选的，第一滚轮机构和第二滚轮机构均包括轴承座、传动轴、移行滚轮和连接板，传动轴安装于轴承座上，传动轴的一端连接移行滚轮，传动轴的另一端可以连接万向联轴器，连接板固定于轴承座上，传动杆的前后两端分别安装于连接板上。

优选的，搬运车驱动装置包括安装板、x向驱动电机、主动轮、从动轮和夹紧机构，安装板固定于x向车轨或者搬运车行走轨道上、并且平行于传动杆设置；x向驱动电机和夹紧机构均固定于安装板的中部，主动轮位于x向驱动电机的下方，x向驱动电机的输出轴连接主动轮，从动轮安装于夹紧机构上，主动轮和从动轮在同一水平面上间隔开设置，夹紧机构可对从动轮向主动轮一侧施加夹紧力；夹具搬运车包括摩擦杆、支撑板和吊钩，x向车轨或者搬运车行走轨道支撑支撑板，吊钩安装于支撑板上，摩擦杆的底壁固定于支撑板的中部，摩擦杆被夹紧于主动轮和从动轮之间。

优选的，夹紧机构包括轴座、固定臂、活动臂、压缩弹簧和限位板，轴座固定于安装板上，固定臂和活动臂均垂直于安装板，并且固定臂和活动臂的中部均安装于轴座上，固定臂与轴座固定连接，活动臂可相对于轴座转动；活动臂的端部与固定臂的端部之间安装有弹簧柱，压缩弹簧安装于弹簧柱上，x向驱动电机的尾部设有机座，固定臂的另一端固定于机座上，限位板安装于机座上，限位板位于活动臂与机座之间，使活动臂与机座隔离开，限位板的宽度小于摩擦杆的宽度；从动轮安装于活动臂上接近限位板的一端。

优选的，夹具搬运车上间隔地设有两个支撑板，每个支撑板的前后两侧分别安装有夹具滚轮；x向车轨和搬运车行走轨道均为工字型钢，x向车轨和搬运车行走轨道的内侧均固定有直条形的滚轮轨道，夹具滚轮可在滚轮轨道上滚动。

优选的，支撑板上铰接有两个吊钩，两个吊钩分别位于摩擦杆的前后两侧；吊钩包括钩肩部、弯钩部和锁紧臂，钩肩部与支撑板铰接并且向外侧倾斜设置，弯钩部连接于钩肩部的下方；锁紧臂为两个，两个锁紧臂向斜上方垂直地固定于钩肩部上，两个锁紧臂之间有间距；传动杆的前后两侧还对称地安装有两个夹具机械手，夹具机械手可卡在两个锁紧臂之间，并且带动锁紧臂顺向或者逆向转动，从而钩取夹具或者释放夹具。

优选的，夹具机械手包括机械手底座、驱动气缸、连杆组件和夹持臂，机械手底座安装于传动杆上，驱动气缸安装于机械手底座上，连杆组件包括第一连杆、第二连杆和旋转杆，第一连杆的一端与驱动气缸的输出轴铰接，第一连杆的另一端与第二连杆铰接，第二连杆与夹持臂一体成型，旋转杆的一端铰接于机械手底座上，旋转杆的另一端与第二连杆固定连接，驱动气缸可驱动旋转杆以旋转杆的铰接点为圆心转动，从而带动夹持臂旋转；夹持臂设有垂直于传动杆的夹持部，夹持部可插入两个锁紧臂之间。

优选的，两个锁紧臂分别为接近吊钩的铰接点的第一锁紧臂和远离吊钩的铰接点的第二锁紧臂，第二锁紧臂的长度小于第一锁紧臂的长度。

本发明的有益效果是：本发明的搬运车驱动装置可以驱动夹具搬运车沿着x向车轨或者搬运车行走轨道移动；搬运车行走轨道可与x向车轨对接，从而利用搬运车驱动装置将夹具搬运车转移到移行机上；y向移行驱动装置和滚轮组件可驱动装载有夹具搬运车的移行机整体沿着y向车轨移动，进而将夹具搬运车移动到白车身上方；多组x向车轨分别分布于y向车轨的左右两侧，使移行机可以快速地匹配任一组x向车轨，提高了夹具搬运车的切换效率，加快了车身拼装节拍。利用本发明可对各工位以及夹具搬运车和移行机的移动程序进行合理布置，不同车型的白车身夹具可在本夹具切换平台上快速、灵活地切换，以柔性应对不同车型的生产。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体俯视结构示意图；

图2是本发明的移行机结构示意图；

图3是图2中a部分的放大示意图，即搬运车驱动装置的结构示意图；

图4是搬运车驱动装置的另一视角结构示意图；

图5是图2中b部分的放大示意图；

图6是夹具搬运车的结构示意图；

图7是夹具机械手放下吊钩时的状态示意图；

图8是夹具机械手抬起吊钩时的状态示意图；

图9是夹具搬运过程的正面视图。

图中标记为：1.夹具；2.x向车轨；3.y向车轨；4.夹具搬运车；41.摩擦杆；42.支撑板；43.吊钩；431.钩肩部；432.弯钩部；433.第一锁紧臂；434.第二锁紧臂；44.夹具滚轮；45.滚轮轨道；5.搬运车驱动装置；51.安装板；52.x向驱动电机；53.主动轮；54.从动轮；55.夹紧机构；551.轴座；552.固定臂；553.活动臂；554.压缩弹簧；555.限位板；556.弹簧柱；56.机座；6.搬运车行走轨道；7.y向移行驱动装置；71.y向减速电机；72.双向传动轴组件；73.万向联轴器；8.滚轮组件；81.第一滚轮机构；811.轴承座；812.传动轴；813.移行滚轮；814.连接板；82.第二滚轮机构；83.传动杆；9.夹具机械手；91.机械手底座；92.驱动气缸；93.第一连杆；94.第二连杆；95.旋转杆；96.夹持臂；961.夹持部。

具体实施方式

如图1、图2、图6和图9所示，一种用于汽车柔性生产系统的夹具切换平台，包括钢结构平台和安装于钢结构平台上侧的七组x向车轨2和一组y向车轨3，四组x向车轨2位于y向车轨3的左侧，三组x向车轨2位于y向车轨3的右侧，并且x向车轨2分别连接y向车轨3，左右两侧相对的两组x向车轨2位于同一直线上；x向车轨2上设有用于搬运夹具1的夹具搬运车4和连接夹具搬运车4的搬运车驱动装置5，搬运车驱动装置5可驱动夹具搬运车4在x向车轨2上滑动。y向车轨3上设有移行机，移行机包括一组搬运车行走轨道6，搬运车行走轨道6垂直于y向车轨3，搬运车行走轨道6可与x向车轨2对接，搬运车行走轨道6上也设有用于驱动夹具搬运车4的搬运车驱动装置5，从而将夹具搬运车4由x向车轨2转移到移行机上；搬运车行走轨道6上还设有y向移行驱动装置7和两个滚轮组件8，两个滚轮组件8分别连接于y向移行驱动装置7的左右两侧，y向移行驱动装置7可驱动两个滚轮组件8在y向车轨3上滚动，从而带动移行机整体在y向车轨3上滚动，进而将夹具1搬运到白车身上方。根据公知常识可知，本实施例中的每组x向车轨2、y向车轨3和搬运车行走轨道6均包括两根互相平行的轨道。

如图2所示，y向移行驱动装置7安装于搬运车行走轨道6的其中一根轨道上，y向移行驱动装置7包括y向减速电机71和与y向减速电机71的输出轴连接并且可向左右两侧输出扭矩的双向传动轴组件72，双向传动轴组件72向两侧伸出有两个呈左右对称布置的并且分别驱动所述左、右两个滚轮组件滑动的万向联轴器73。可以通过工厂的控制系统设置y向减速电机71的输出转速、启停时间等参数，使搬运车行走轨道6可以正好与x向车轨2对接。两个万向联轴器73呈左右对称布置，使得其两端的滚轮组件8具有相同的扭力和速度。

如图2和图5所示，每个滚轮组件8包括与万向联轴器73连接的第一滚轮机构81和位于搬运车行走轨道的另一根轨道上的第二滚轮机构82，第一滚轮机构81和第二滚轮机构82相对设置，第一滚轮机构81和第二滚轮机构82之间连接有传动杆83。y向减速电机71可以驱动其中第一滚轮机构81在y向车轨3上滚动，同时由传动杆83带动第二滚轮机构82一起在y向车轨上滚动，因此在移行机的四个顶角处均设置有滚轮机构，降低了移行机与y向车轨之间的摩擦力，可以使移行机顺畅、稳定地在y向车轨上移动。可以根据生产需要或者移行机的移动方向，将y向减速电机71灵活地安装于搬运车行走轨道6的前侧轨道或者后侧轨道上。

如图5所示，第一滚轮机构81和第二滚轮机构82均包括轴承座811、传动轴812、移行滚轮813和连接板814，传动轴812安装于轴承座811上，传动轴812的一端连接移行滚轮813，传动轴812的另一端可以连接万向联轴器73，连接板814固定于轴承座811上，传动杆83的前后两端分别安装于连接板814上。y向车轨3为工字型钢，移行滚轮813可在y向车轨工字型钢的内侧底壁上滚动。工字型钢的y向车轨对移行滚轮起到导向和限位作用。

如图2至图4所示，搬运车驱动装置5包括安装板51、x向驱动电机52、主动轮53、从动轮54和夹紧机构55，安装板51固定于x向车轨2或者搬运车行走轨道6上、并且平行于传动杆83设置；x向驱动电机52和夹紧机构55均固定于安装板51的中部，主动轮53位于x向驱动电机52的下方，x向驱动电机52的输出轴连接主动轮53，从动轮54安装于夹紧机构55上，主动轮53和从动轮54在同一水平面上间隔开设置，夹紧机构55可对从动轮54向主动轮53的一侧施加夹紧力。如图6所示，夹具搬运车4包括摩擦杆41、支撑板42和吊钩43，x向车轨2或者搬运车行走轨道6支撑住支撑板42，吊钩43安装于支撑板42下方，夹具1可以由吊钩43钩住，摩擦杆41的底壁固定于支撑板42的中部，摩擦杆41被夹紧于主动轮53和从动轮54之间。当需要搬运夹具1时，x向驱动电机52驱动主动轮53转动，摩擦杆41在主动轮53和从动轮54的转动摩擦力和夹紧力的驱动下沿着平行于x向车轨2/搬运车行走轨道6的方向移动，从而带动吊钩43和夹具1一起移动。

如图3和图4所示，夹紧机构55包括轴座551、固定臂552、活动臂553、压缩弹簧554和限位板555，圆柱体型的轴座551固定于安装板51上，固定臂552和活动臂553均垂直于安装板555，并且固定臂552和活动臂553的中部均安装于轴座551上，形成剪刀状结构，固定臂552与轴座551固定连接，活动臂553可相对于轴座551转动；活动臂553的端部与固定臂552的端部之间安装有弹簧柱556，压缩弹簧554安装于弹簧柱556上，压缩弹簧554对活动臂553的端部向外侧方向施加压力，使活动臂553的另一端向内侧方向夹紧摩擦杆；x向驱动电机52的尾部设有机座56，x向驱动电机52的输出轴安装于机座56上，主动轮53位于机座56下方，固定臂552的另一端固定于机座56上，限位板555安装于机座56上，活动臂553由机座56的另一侧抵住限位板555，从而活动臂553与机座56隔离开，限位板555的宽度小于摩擦杆41的宽度，其具体尺寸在摩擦杆41宽度的3/5-3/4之间；从动轮54安装于活动臂553上接近限位板555的一端，从而限位板555使从动轮54与主动轮53隔离开，方便摩擦杆41伸入从动轮54与主动轮53之间。这种结构有利于实现夹具搬运车4在x向车轨2和移行机之间自由转移和过渡，例如，当需要将夹具搬运车4由左侧的x向车轨转移到移行机时，搬运车驱动装置5驱动摩擦杆41向右侧滑动，由于摩擦杆41为长条形的杆状结构，摩擦杆41的右端伸出x向车轨2并且逐渐进入移行机上左侧的夹紧机构55内，又由于夹紧机构内已经预先设置了用于扩开主动轮53和从动轮54的限位板555，因此摩擦杆41可以轻松顺畅地滑入移行机的主动轮53和从动轮54之间，实现平稳过渡；而限位板555的宽度小于摩擦杆41的宽度，因此压缩弹簧554对摩擦杆41的夹紧力大于压缩弹簧554对限位板555的夹紧力，使摩擦杆41可以被夹紧于主动轮53和从动轮54之间，进而x向驱动电机52驱动主动轮53转动时，主动轮53和从动轮54一起稳定地驱动摩擦杆41继续向右移动。

如图6所示，夹具搬运车4上间隔地设有两个支撑板42，两个支撑板42可以并列设置，也可以互为镜像设置。如图6和图9所示，每个支撑板42的前后两侧分别安装有夹具滚轮44，x向车轨2和搬运车行走轨道6均为工字型钢，x向车轨2和搬运车行走轨道6的内侧均固定有直条形的滚轮轨道45，夹具滚轮44可在滚轮轨道45上滚动，减小了支撑板42与x向车轨2和搬运车行走轨道6之间的摩擦力，可顺畅地带动夹具1沿着x向车轨2和搬运车行走轨道6移动。

如图7至图9所示，支撑板42上相对地铰接有两个吊钩43，两个吊钩43分别位于摩擦杆41的前后两侧；吊钩43包括钩肩部431、弯钩部432和锁紧臂，钩肩部431与支撑板42铰接并且向远离摩擦杆41的一侧倾斜设置，弯钩部432连接于钩肩部431的下方，弯钩部432与钩肩部431一体成型；锁紧臂为两个，两个锁紧臂向斜上方垂直地焊接于钩肩部431上，两个锁紧臂之间有间距；传动杆83的前后两侧还对称地安装有两个夹具机械手9，夹具机械手9可卡在两个锁紧臂之间，并且带动锁紧臂顺向或者逆向转动，从而转动吊钩43，使吊钩43钩取夹具1或者释放夹具1。

如图7和图8所示，夹具机械手9包括机械手底座91、驱动气缸92、连杆组件和夹持臂96，机械手底座91安装于传动杆83上，驱动气缸92安装于机械手底座91上，连杆组件包括第一连杆93、第二连杆94和旋转杆95，第一连杆93的一端与驱动气缸92的输出轴铰接，另一端与第二连杆94铰接，第二连杆94与夹持臂96一体成型，旋转杆95的一端铰接于机械手底座91上，旋转杆95的另一端与第二连杆94的中部固定连接。驱动气缸92可驱动第一连杆93沿着前后方向移动，如图8所示，当需要释放夹具1时，驱动气缸92驱动第一连杆93向前移动，第二连杆94也向前移动，由于旋转杆95与第二连杆94固定连接，因此当第二连杆94移动时，旋转杆95以旋转杆95的铰接点为圆心转动，将第二连杆94导向至可转动的最大角度处，如图8中所示，此时，第一连杆93位于水平地置于机械手底座91上，夹持臂96随着第二连杆94转动至最接近摩擦杆41的极限位置，夹持臂96上设有垂直于传动杆83方向的夹持部961，此时夹持部961插入两个锁紧臂之间，并且向摩擦杆41的一侧推动锁紧臂，从而抬起吊钩43，使吊钩43的弯钩部432向下，进而释放夹具1。如图7所示，当需要钩取夹具1时，驱动气缸92向后拉动第一连杆93；第二连杆94在旋转杆95的导向作用下，也随着第一连杆93向后上方转动，进而与第一连杆93的连接呈弯曲状，此时连接于第二连杆94另一端的夹持臂96随着第二连杆94一起向前侧下方转动，从而向远离摩擦杆41的一侧拉动锁紧臂，使吊钩43逐渐被放下而复位，钩取夹具1。

如图8和图9所示，两个锁紧臂分别为接近吊钩43的铰接点的第一锁紧臂433和远离吊钩43的铰接点的第二锁紧臂434，第二锁紧臂434的长度小于第一锁紧臂433的长度。第二锁紧臂434的长度较短，方便抬起吊钩时，夹持部961顺利经过第二锁紧臂434，进入两个锁紧臂之间；当放下吊钩时，弯钩部432跟随夹持部961转动至自由落体的临界状态时，夹持部961继续转动直至由第二锁紧臂434上脱离，此时夹持部961对第二锁紧臂434的拉力作用消失，吊钩43可以复位为自由状态，稳定地钩住夹具1。第一锁紧臂433的长度较长，因此需要抬起吊钩43时，夹持部961转动的过程中可以始终抵住第一锁紧臂433，稳定地抬起吊钩43。

本发明的搬运车驱动装置5可以驱动夹具搬运车4沿着x向车轨2或者搬运车行走轨道6移动；搬运车行走轨道6可与x向车轨2对接，从而利用搬运车驱动装置5将夹具搬运车4转移到移行机上；利用工厂的控制系统控制y向移行驱动装置7和滚轮组件8驱动装载有夹具搬运车4的移行机整体沿着y向车轨3移动，进而将夹具搬运车4移动到白车身上方；多组x向车轨2分别分布于y向车轨3的左右两侧，使移行机可以快速地匹配任一组x向车轨2，提高了夹具搬运车4的切换效率。利用本发明可对各工位以及夹具搬运车和移行机的移动程序进行合理布置，不同车型的白车身夹具可在本夹具切换平台上快速、灵活地切换，以柔性应对不同车型的生产。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。