一种用于薄板零部件的柔性焊接定位装置的制作方法

本实用新型涉及汽车焊接工装制造领域，具体涉及一种用于薄板零部件的柔性焊接定位装置。

背景技术：

在目前试制生产中，为了获得统一的平面基准而使用一整块钢板作为基准板，业内亦被称作底板、Base板、基板等，通过在基准板上加工了一系列规格统一、间距一致的“销螺同轴孔”，这样只要夹具支柱底座上的定位孔和连接孔符合相同的标准即可安装到这款底板上，但缺点是面对不同的零件，整个夹具支柱都需要更换，成本巨大。中国专利CN106272130A公开了一种前盖柔性夹具，包含柔性底板、连接模块、支撑定位机构、气缸压紧机构、粗定位机构；它采用双层底板设计，立柱结构统一带有X、Y、Z三方向调整和绕Z轴旋转调整，夹头替换的接口采用方形槽配螺钉结构，但仍然不够柔性，生产周期长，加工制造不方便。

目前汽车车身覆盖件、底盘件等薄板类零件在试制焊接时，所使用的焊接工装夹具具有以下缺点：1)设计结构复杂，调节不方便。为了保证焊接工件的基准一致性，base板采用大框架结构焊接加工而成，并在表面用一整块钢板加工等间距的基准孔，做为定位基准面，重量非常重，制造难度大，需要专业的焊接人员和大型的龙门加工设备。用于安装定位和压紧机构的定位立柱高度也是通过焊接并机加工而成，高度单一，不可调节，高度和位置调整不方便；2)生产周期长，重复利用率底，费用比较贵。常规工装夹具在使用完成后，需要占用大量的仓储区域进行存放，在重复利用方面也只有base板可反复利用，立柱如果需要重复利用还要再为其配备专用的增高座才能使用，结构复杂，体积庞大。3)设备移动不便，由于各零部件都是由机加工件及焊接成拼装成，夹具的整体重量都是比较重，约1000到2000kg左右，设备在移动时两个人推着移位基本上推不动。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于薄板零部件的柔性焊接定位装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于薄板零部件的柔性焊接定位装置，包括柔性工装底座和设于柔性工装底座上的立柱机构，所述柔性工装底座是由多根长杆型材通过型材卡扣组合而成的方形框架结构，所述立柱机构下端通过立柱卡扣固定在所述长杆型材上，并可在柔性工装底座平面内沿长杆型材任意调整位置，搭建出不同尺寸和形状的底座机构，通过搭建的方式组成了一个柔性工装底座，既能保证平台的刚性也能保证搭建的精度，可根据不同薄板零部件的需求，对立柱机构的位置进行设计和调整，确保立柱机构在X,Y平面内的任意位置可以生根，大大增加柔性化，适用于多种不同产品。

进一步地，所述柔性工装底座长度方向或宽度方向上的长杆型材平行设置，长度方向与宽度方向的长杆型材相互垂直，所述型材卡扣设置在它们的连接处并通过定位销锁定，保证连接的牢固。

进一步地，所述长杆型材为中空管，可以采用圆管、八角圆管、六角圆管、矩形管等不同类型管材，长度可以根据需要任意裁剪。

进一步地，所述型材卡扣包括底板以及一体设于底板上部的两个带孔双耳板，两个带孔双耳板处于同一水平面，且开孔方向相互垂直，型材卡扣实现长杆型材的固定，保证两两垂直的长杆型材的组装。

进一步地，所述柔性工装底座中部设有用于放置三坐标数据测量设备的三坐标安装平台，所述柔性工装底座的四角或四周设有提供检测基准的检测基准块，可将三坐标数据测量设备安装在三坐标安装平台上进行数据测量，检测基准块可以给柔性工装底座虚拟一个坐标系和坐标平面，给工装夹具提供一个检测基准。

进一步地，所述柔性工装底座的底部设有工装地脚支架，用于使用时的支撑与固定。

进一步地，所述柔性工装底座的底部设有方便转移的脚轮机构，方便装置的转移与运输。

进一步地，所述型材卡扣包括底板以及一体设于底板上部的一大一小两个带孔双耳板，两个带孔双耳板开孔方向相互垂直。

进一步地，所述立柱机构包括立柱，所述立柱由两节立柱伸缩杆组成，并用卡口式锁紧件锁紧，可方便快速的调整立柱的高度，立柱的下端安装在立柱卡扣带孔双耳板内，上端安装手钳安装座，所述手钳安装座上设有定位销单元以及支撑压紧单元。

进一步地，所述定位销单元包括安装在手钳安装座上的定位销安装座、安装在定位销安装座上的三维调整机构和定位面连接板，所述定位面连接板上安装有定位支撑面零件，所述三维调整机构上设有定位销，所述三维调整机构由三个连接块用螺栓和定位销连接而成，在相临的两个连接块中间可用5mm的标准调整垫片(标准调整垫片由一片0.2mm，一片0.3mm，一片0.5mm，两片1mm，一片2mm构成组合垫片)进行调整定位销的位置，实现定位销机构的XYZ三个方向调节。定位支撑面零件选用标准的螺栓的螺杆，螺杆通过螺纹锁紧在定位面连接板上，定位面连接板通过定位销和螺栓安装在定位销安装座上。用螺栓的螺栓头作为工件的定位支撑面，通过螺纹调整支撑面的高度Z方向，支撑面的水平XY方向由螺栓锁紧的压紧力手工微调。

进一步地，所述支撑压紧单元包括压头、压头连接座、手钳和手钳定位连接板，所述手钳定位连接板下端安装在手钳安装座上，所述手钳安装在手钳定位连接板上端，所述压头通过压头连接座连接在手钳上，所述压头与定位支撑面零件对应设置，通过扳动手钳将产品夹紧固定。

进一步地，所述定位销单元的销子安装座为机加工零件，根据定位需求做成满足使用工况的样式，并配合XYZ调整单元进行XYZ三个方向的调整，使定位销调整到合适的位置。

进一步地，所述定位销单元的XYZ调整单元由2到4个零件构成，每相临的两个零件中间均有标准调整垫片，通过增减调整垫片的数量调整定位销的某一个方向的位置，从而实现XYZ三个方向上的调整。

进一步地，所述定位销单元的定位销，为标准孔径的圆柱销或削边销，销子安装在定位销安装座上。

进一步地，所述支撑压紧单元压头为手钳标准压头，为采购件，压头通过连接件固定在手钳上。

进一步地，所述支撑压紧单元的压头连接件为钣金件，通过切割下料，打孔或折弯后，可以做成多种形状，能将压头固定在任意位置和角度。

进一步地，所述支撑压紧单元的手钳通过手钳定位连接件安装在手钳安装座上，手钳定位连接板也是钣金件，和压头连接件的钣金件采用同样的厚度的钢板，同样的加工方式。

进一步地，所述支撑压紧单元的支撑件为标准采购的外六角螺栓，通过支撑面连接件安装在定位销安装座上。所述支撑压紧单元在支撑面连接件为钣金件，和压头连接件的钣金件采用同样的厚度的钢板，同样的加工方式。所述支撑压紧单元支撑面高低通过调节支撑螺杆的螺纹进行调节，XY方向通过调整支撑连接件和螺杆之间的间隙进行微调，从面实现支撑面XYZ三个方向的调整。

与现有技术相比，本装置具有以下优点：

1、装置更具通用性，调节方便，可实现更大范围的柔性调节，相比base板，本装置柔性工装底座由多根长杆型材通过型材卡扣组合而成，长杆型材的长度可以根据需要任意裁剪，立柱机构下端通过立柱卡扣固定在长杆型材上，并在柔性工装底座平面内沿长杆型材任意调整位置，确保立柱机构在X,Y平面内的任意位置可以生根，适用于多种不同产品。

2、装置结构简单，重复利用率高，成本低，装卸方便：相比传统工装夹具在使用后，需要占用大量仓储区域进行存放，本装置在不用时，拆卸后不占用太多空间，易于存放，且可以反复利用。

3、设备移动不便，柔性工装底座的底部设有脚轮机构，方便转移与运输。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置柔性工装底座的结构示意图；

图3为本实用新型装置立柱机构的结构示意图；

图4为本实用新型装置型材卡扣的结构示意图；

图5为本实用新型装置三坐标安装平台的结构示意图；

图6为本实用新型装置工装地脚支架的结构示意图；

图7为本实用新型装置定位销单元及支撑压紧单元的结构示意图；

图8为本实用新型检测基准块的结构示意图；

图9-12为本实用新型定位销安装座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种用于薄板零部件的柔性焊接定位装置，如图1所示，作为薄板类零件的焊接定位工装，包括柔性工装底座和设于柔性工装底座上的立柱机构，如图2，柔性工装底座是由多根长杆型材1通过型材卡扣2组合而成的方形框架结构，立柱机构下端通过立柱卡扣3固定在长杆型材1上，并可在柔性工装底座平面内沿长杆型材1任意调整位置。柔性工装底座沿长度方向或宽度方向上的长杆型材1平行设置，长度方向与宽度方向的长杆型材1相互垂直，型材卡扣2设置在它们的连接处并通过定位销锁定，本实施例长杆型材1为八角中空管。如图4，型材卡扣2包括底板21以及一体设于底板21上部的两个带孔双耳板22，两个带孔双耳板22处于同一水平面，且开孔方向相互垂直。

柔性工装底座中部设有用于放置三坐标数据测量设备的三坐标安装平台4，如图5所示，柔性工装底座的四角或四周设有提供检测基准的检测基准块5，如图8所示，检测基准块5中间加工出一个基准孔，上部设有定位销孔以及固定螺栓孔。检测基准块5可将三坐标数据测量设备安装在三坐标安装平台上进行数据测量，检测基准块可以给柔性工装底座虚拟一个坐标系和坐标平面，给工装夹具提供一个检测基准。柔性工装底座的底部设有工装地脚支架6，如图6，柔性工装底座的底部设有方便转移的脚轮机构7。工装地脚支架用于使用时的支撑与固定，脚轮机构方便装置的转移与运输。立柱卡扣3包括底板以及一体设于底板上部的一大一小两个带孔双耳板，两个带孔双耳板开孔方向相互垂直。

如图3，图7，立柱机构包括立柱10，立柱10由两节立柱伸缩杆3-1组成，并用卡口式锁紧件锁紧，具体由一个粗管件和一个细的管件由一个管件卡扣装配而成，粗管件的内径需要比细管件的外径大1-2mm，以便于细管件在粗管件内滑动和伸缩，伸缩套管通过立柱连接件锁紧在柔性工装平台上，构成柔性工装的伸缩立柱。立柱10的下端安装在立柱卡扣3带孔双耳板内，上端安装手钳安装座3-2，手钳安装座3-2上设有定位销单元8以及支撑压紧单元9。定位销单元8包括安装在手钳安装座3-2上的定位销安装座3-3、安装在定位销安装座3-3上的三维调整机构3-4和定位面连接板3-5，定位面连接板3-5上安装有定位支撑面零件3-6，三维调整机构3-4上设有定位销。支撑压紧单元9包括压头3-7、压头连接座3-8、手钳3-10和手钳定位连接板3-9，手钳定位连接板3-9下端安装在手钳安装座3-2上，手钳3-10安装在手钳定位连接板3-9上端，压头3-7通过压头连接座3-8连接在手钳3-10上，压头3-7与定位支撑面零件3-6对应设置，通过扳动手钳3-10将产品夹紧固定。

图9-12为几种定位销安装座，图9为标准定位块安装座，用于安装需要水平定位或支撑的机构；图10、11为角度安装座用于安装和基准面有角度需求的定位或支撑的机构；图12为万向角度安装座，用于安装和基准面有角度需求的定位或支撑的机构，以上几个定位销安装座用来安装定位销组件及压紧机构的支撑点或支撑面。

定位销单元的定位销，为标准孔径的圆柱销或削边销，销子安装在定位销安装座上，定位销单元的销子安装座为机加工零件，根据定位需求做成满足使用工况的样式，并配合XYZ调整单元进行XYZ三个方向的调整，定位销单元的XYZ调整单元由2到4个零件构成，每相临的两个零件中间均有标准调整垫片(标准调整垫片为一组由一片0.2mm，一片0.3mm，一片0.5mm，两片1mm，一片2mm在垫片而构成的的组合垫片)，通过增减调整垫片的数量调整定位销的某一个方向的位置，从而实现XYZ三个方向上的调整，定位销单元通过统一的安装孔位，安装在伸缩立柱顶端的定位销安装座上。

支撑压紧单元压头为手钳标准压头，为采购件，压头通过连接件固定在手钳上，压头连接件为钣金件，通过切割下料，打孔或折弯后，可以做成多种形状，能将压头固定在任意位置和角度。手钳通过手钳定位连接件安装在手钳安装座上，手钳定位连接板也是钣金件，和压头连接件的钣金件采用同样的厚度的钢板，同样的加工方式。支撑件为标准采购的外六角螺栓，通过支撑面连接件安装在定位销安装座上，支撑面连接件为钣金件，和压头连接件的钣金件采用同样的厚度的钢板，同样的加工方式，支撑面高低通过调节支撑螺杆的螺纹进行调节，XY方向通过调整支撑连接件和螺杆之间的间隙进行微调，从面实现支撑面XYZ三个方向的调整。

具体使用时，可根据需要任意搭建出不同尺寸和形状的底座机构，既能保证平台的刚性也能保证搭建的精度，可根据不同薄板零部件的需求，对立柱机构的位置进行设计和调整，确保立柱机构在X,Y平面内的任意位置可以生根，大大增加柔性化，适用于多种不同产品。定位销单元8和支撑压紧单元9的配合可以快速实现对产品的定位装夹，提高装夹精度和效率。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。