一种柔性切换工装小车的快换装置的制作方法

本发明涉及一种柔性切换工装小车的快换装置，属于焊接设备技术领域。

背景技术：

柔性制造的总趋势是生产线越来越短，越来越简，设备投资越来越少；中间库存越来越少，场地利用率越来越高，成本越来越低；生产周期越来越短，交货速度越来越快；各类损耗越来越少，效率越来越高，从而大大降低了生产成本，其中，在工装平台上能实现工装小车快速切换的快换装置就属于柔性制造设备。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性切换工装小车的快换装置，该快换装置能够实现工装小车与工装定位平台的快速对接与切换。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种柔性切换工装小车的快换装置，所述快换装置包括工装平台以及与工装平台相互配合连接的工装小车；工装平台上安装有限位装置、顶升装置和定位装置，工装平台通过限位装置对工装小车进行前后方向的限位，工装小车在顶升装置的驱动下相对工装平台进行向上或向下的移动，工装小车通过定位装置固定在工装平台的对应位置处；同时工装平台上还安装有气电模块的公头部分，工装小车上安装有气电模块的母头部分，工装平台通过电气模块与工装小车电气连接。

其中，所述工装小车包括小车支架，小车支架的上方为工装安装平台，小车支架的下方固定装有行走车轮，工装安装平台上表面为多个工装安装区，工装安装平台下表面设有定位孔、支撑面、顶升孔、顶升支撑面和挡块。

其中，小车支架的内侧对称安装有导向板，工装平台的侧边安装有凸轮随动器，导向板沿着凸轮随动器滑动。

其中，小车支架的侧边还设有行程开关触点，行程开关触点有两个，两个行程开关触点呈一高一低设置；工装平台侧边设有行程开关，行程开关有两个，两个行程开关呈一高一低设置，高低设置的行程开关触点与高低设置的行程开关高低对应设置。

其中，所述定位装置包括四组定位机构，其中两组定位机构对应驱动的为定位销，另外两组定位机构对应驱动的为定位块，对应驱动定位销的定位机构成对角放置，对应驱动定位块的定位机构成对角放置；工装小车上的定位孔与定位销相对应设置，工装小车上的支撑面与定位块相对应设置。

其中，每组定位机构均包括定位气缸，每组定位机构还包括底板以及固定在底板上的滑槽，定位气缸通过转接板i固定在底板上；所述滑槽内设有沿滑槽横向移动的滑块，定位气缸的驱动端通过转接板ii与滑块固定连接，滑块上安装有定位销或定位块，滑块在定位气缸驱动端的驱动下带动定位销或定位块沿着滑槽横向移动；所述滑槽端部设有限位块。

其中，所述顶升装置包括四个顶升气缸，其中两个顶升气缸对应驱动的为顶升销，另外两个顶升气缸对应驱动的为顶升块，对应驱动顶升销的顶升气缸成对角放置，对应驱动顶升块的顶升气缸成对角放置，顶升销和顶升块在顶升气缸的驱动下相对工装平台沿纵向伸缩；工装小车上的顶升孔与顶升销相对应设置，工装小车上的顶升支撑面与顶升块相对应设置。

其中，所述限位装置包括前限位装置和后限位装置，限位装置包括限位气缸以及在限位气缸驱动下沿纵向伸缩的限位块；工装小车上的挡块包括前挡块和后挡块，前挡块和后挡块分别与前限位装置和后限位装置相互对应。

其中，所述工装平台上还安装有传感器，传感器与工装小车侧边的传感器检测板相对应设置。

有益效果：本发明快换装置能够实现工装小车与工装定位平台的快速对接与切换，在切换不同工装时，有效节省了工装切换的时间，并且能够保证切换后工装小车在工装定位平台上的重复定位精度，工装小车的推入退出灵活方便，即工装小车可以从左边推入推出，也可以从右边推入推出；因此本发明快换装置采用整体切换工装小车的方式设计，更加方便、快速、稳定地切换不同车型的工装(焊接夹具)。

附图说明

图1为本发明快换装置的主视图；

图2为本发明快换装置的俯视图；

图3为本发明快换装置的结构示意图；

图4为本发明快换装置的左视图；

图5为快换装置中工装小车的主视图；

图6为快换装置中工装小车的结构示意图；

图7为快换装置中工装小车的仰视图；

图8为快换装置中工装小车的俯视图；

图9为快换装置中工装平台的俯视图；

图10为快换装置中工装平台的结构示意图；

图11为快换装置中工装平台的的侧视图；

图12为定位装置的结构示意图；

图13为定位装置的俯视图；

图14为定位装置中其中一个定位气缸的结构示意图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

如图1～14所示，本发明柔性切换工装小车的快换装置，快换装置包括工装平台2以及与工装平台2相互配合连接的工装小车1；工装平台2上安装有限位装置5、顶升装置6和定位装置8，工装平台2通过限位装置5对工装小车1进行前后方向的限位，工装平台2通过顶升装置6对工装小车1进行纵向的顶升和降落，工装平台2通过定位装置8将工装小车1固定在工装平台2上；同时工装平台2上还安装有气电模块的公头部分33，工装小车1上安装有气电模块的母头部分13，工装平台2通过电气模块与工装小车1电气连接(气电模块的公头部分33由气动做为动力，并且可以上下活动，母头部分13固定安装在工装小车1上，公头部分33通过气缸顶出，气电模块公母头进行配合，完成气路和电路的连接，通过工装平台2给工装小车1供电和供气)。

工装小车1包括小车支架24，小车支架24的上方为工装安装平台，小车支架24的下方固定装有行走车轮21，工装安装平台上表面为多个工装安装区(工装小车上表面，安装工件的定位、支撑、压紧等装置，具体形式、结构、数量根据具体工装来定)，工装安装平台下表面设有定位孔15、支撑面26、顶升孔14、顶升支撑面27和挡块22。

小车支架24的内侧对称安装有导向板3，工装平台2的侧边安装有凸轮随动器9(凸轮随动器9安装在工装平台2的两侧，每一侧均安装有多个凸轮随动器9，凸轮随动器9与工装小车1的导向板3配合，保证工装小车1的快速定位切换，凸轮随动器9在此处作为导向滚轮使用)，导向板3沿着凸轮随动器9滑动。另外，工装小车1导向板3与凸轮随动器9之间的接触间隙可通过增减安装垫片来完成调节。

小车支架24的侧边还设有行程开关触点11，行程开关触点11有两个，两个行程开关触点11呈一高一低设置；工装平台2侧边设有行程开关7，行程开关7有两个，两个行程开关7也呈一高一低设置，高低设置的行程开关触点11与高低设置的行程开关7高低对应设置。当工装小车1从工装平台2一侧推入的过程中，工装小车1上对应高的行程开关触点11会触碰到工装平台2上对应高的行程开关7(或工装小车1上对应低的行程开关触点11会触碰到工装平台2上对应低的行程开关7)，从而触发工装小车1前进方向的限位装置5工作，限位块52升起；直至工装小车1推至到前进方向的限位处。行程开关触点11触发行程开关7的工作，行程开关7将信号传递给外部的plc，plc触发限位装置5动作。

定位气缸81、限位气缸51、顶升气缸61以及驱动公头部分33相对工装平台2沿纵向移动的气缸分别通过各自的电磁阀来控制动作，电磁阀通过电缆与外部plc连接，plc控制电磁阀的换向，从而控制气缸的伸缩；定位气缸81、限位气缸51和顶升气缸61上安装有磁性开关，磁性开关将气缸到位信号传输给plc；传感器12通过电缆与外部plc连接。

定位装置8包括四组定位机构90，每组定位机构90均包括定位气缸81(定位气缸为自带到位检测的气缸，气缸本体自带磁环，气缸上设有磁性开关用来检测气缸是否到达指定位置)，每组定位机构90还包括底板89以及固定在底板89上的滑槽87，定位气缸81通过转接板i85固定在底板89上，底板89固定在工装平台2上；滑槽87内设有沿滑槽87横向移动的滑块84，定位气缸81的驱动端82通过转接板ii83与滑块84固定连接，滑块84上安装有定位销86或定位块91，滑块84在定位气缸81驱动端82的驱动下带动定位销86或定位块91沿着滑槽87横向移动，滑槽84端部设有限位块88；其中，四组定位机构中的两组定位机构90对应驱动的为定位销86，另外两组定位机构90对应驱动的为定位块32，对应驱动定位销86的定位机构90成对角放置，对应驱动定位块32的定位机构90成对角放置；工装小车1上的定位孔15与定位销86相对应设置，工装小车1上的支撑面26与定位块32相对应设置。工装平台2通过两个定位销86来确定工装小车1的定位精度，通过四个支撑面(两个支撑面26和两个顶升支撑面27)来确定工装小车1定位后的稳定性。

定位装置8中，驱动定位销86移动的定位机构90成对角放置，驱动定位块91(定位面)移动的定位机构90也成对角放置，从而保证工装平台2对工装小车1支撑的稳定性和定位的均衡性；每个定位机构90均采用定位气缸81作为驱动的动力，从而保证将定位销86和定位块32顺利的推到相应位置；通过定位机构90上的定位销86，保证工装平台2上工装小车1完成切换后的定位精度。

其中，顶升装置6包括四个顶升气缸61(顶升气缸为自带到位检测的气缸，气缸本体自带磁环，气缸上设有磁性开关用来检测气缸是否到达指定位置)，其中两个顶升气缸61对应驱动的为顶升销62，另外两个顶升气缸61对应驱动的为顶升块63，对应驱动顶升销62的顶升气缸61成对角放置，对应驱动顶升块63的顶升气缸61成对角放置，顶升销62和顶升块63在顶升气缸61的驱动下相对工装平台2沿纵向伸缩；工装小车1上的顶升孔14与顶升销62相对应设置，工装小车1上的顶升支撑面27与顶升块63相对应设置。定位孔15和顶升孔14的纵向深度通过增加或减少垫片进行调节，保证工装小车1与快换装置定位平台2定位配合的顺畅性。顶升气缸61固定安装在工装平台2的下方。

其中，限位装置5包括前限位装置和后限位装置(前限位装置和后限位装置是可以进行转换的，主要根据工装小车1是从工装平台2的左边推入还是从右边推入，即是相对工装小车1前进的方向来定的)，限位装置5包括限位气缸51以及在限位气缸51驱动下沿纵向伸缩的限位块52；工装小车1上的挡块22包括前挡块和后挡块(前挡块和后挡块是可以进行转换的，是相对工装小车前进的方向来定的)，前挡块和后挡块分别与前限位装置和后限位装置相互对应设置。限位气缸51固定安装在工装平台2的下方。

其中，工装平台2上还安装有传感器12(传感器12为电感式传感器)，传感器12与工装小车1侧边的传感器检测板23相对应设置，传感器检测板23为钣金加工件，传感器检测板23是一个金属薄板。传感器12安装在工装平台2的上表面，传感器12有两个，对称设置在工装平台2上表面；其中一个传感器12检测到工装小车1推到位置后，触发工装小车1后方方向的限位装置5工作，限位块52升起；工装小车1降到最终定位位置时，另一个传感器12检测工装小车1是否降到位，降到位后触发气电模块工作，完成气路和电路的连接。

其中，工装小车1还包括小车把手10，小车把手10焊接在小车支架24上，前后都有安装，从而保证人工切换和转运工装小车1时的方便性。

本发明快换装置的工作过程：

工装小车1底部安装有六个行走车轮21(万向轮)，方便工装小车1的转运和切换；工装小车1内侧安装有导向板3，工装平台2外侧安装有凸轮随动器9，凸轮随动器9方便工装小车1的快速定位切换。工装小车1侧边安装有行程开关触点11，工装平台2上安装有行程开关7；当工装小车1从工装平台2一侧推入的过程中，工装小车1上的行程开关触点11会触碰到工装平台2上与该行程开关触点11高度一致的行程开关7，从而触发工装小车1前进方向的限位装置5工作，限位块52升起，当工装小车1推至到前进方向的限位处时，工装平台2上安装有传感器12，传感器12检测到工装小车1推到位置后，触发工装小车1前进方向后方的限位装置5工作，限位块52升起，从而工装小车1前后方向完成限位；工装平台2上安装有顶升装置6，工装小车1上安装有顶升孔14；工装小车1前后方向完成限位后，顶升装置6工作，顶升装置6上升，将工装小车1顶升到位；工装平台2上安装有定位装置8，工装小车1上安装有定位孔；当顶升装置6将工装小车1顶升到位后，气缸上的磁性开关检测气缸到达指定位置，将对应信号传递给外部的plc，plc触发定位装置8工作，定位装置8将定位销86推到位；定位装置8的定位销86推到位后，气缸上的磁性开关检测气缸到达指定位置，将对应信号传递给外部的plc，plc触发顶升装置6工作，顶升装置6下降，工装小车1降到最终定位位置，定位销86伸入定位孔16中，实现工装小车1在工装平台2上的定位；工装平台2上安装有气电模块的公头部分33，工装小车1上安装有气电模块的母头部分13；工装小车1降到最终定位位置时，另一个传感器12检测到工装小车1后，触发气电模块的公头部分33的驱动机构(气缸)工作，公头部分33顶升出来，公母头完成配合，通过气电模块公母头的配合，完成工装小车1和工装平台2气路和电路的连接；此时工装小车1完成所有定位工作；按照上边工作顺序反向工作，即可将工装小车1从工装平台2上取下。