一种新能源汽车车架拼焊用夹持机构及拼焊装置的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车生产技术领域，尤其涉及一种新能源汽车车架拼焊用夹持机构及拼焊装置。


背景技术：

2.新能源汽车因提供动力的锂离子电池的重量较重，为了减轻整车的重量，对于汽车车架的结构设计要求区别于传统的燃油车，采用铝板、钢板等不同材质的板材进行激光拼焊，既能减轻车身质量，又能增加车身刚度，是目前常用的加工手段，专利号为“cn202010645700.1”的中国专利提出了一种改进的新能源汽车车架拼焊装置，包括上铁板和下铁板，所述下铁板设置在上铁板的下侧，所述上铁板与下铁板之间预留有空间，所述上铁板的前后表面均固定安装有连接梁的一端，两所述连接梁的另一端分别连接在下铁板的两端上，所述上铁板和下铁板之间滑动连接有若干个主支撑杆，所述主支撑杆的两端均延伸出空间外，所述主支撑杆位于上铁板的两侧壁对称滑动连接有导向筒，但车架板材的形状不一，现有的夹持装置在对这些异形板材进行夹持时，容易夹持不稳，进而影响焊接对位的准确性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种新能源汽车车架拼焊用夹持机构及拼焊装置，以解决现有的夹持装置对异形板材夹持不稳的问题。
4.基于上述目的，本发明提供了一种新能源汽车车架拼焊用夹持机构，包括底板，所述底板上均布安装有若干组夹持组件，所述夹持组件包括底座，所述底座上可滑动的安装有支撑架，所述支撑架的上端水平安装有第一电机，所述第一电机的输出端安装有u型支架，所述u型支架远离所述第一电机的一侧安装有两组夹紧组件，所述u型支架的端部安装有驱动组件，所述驱动组件带动两组夹紧组件相互靠近或远离以及转动，两组所述夹紧组件相互靠近的一侧均安装有若干组独立驱动的夹持单元，所述夹紧组件上还安装有控制器，所述夹持单元与所述控制器电性连接，当所述夹持单元接触到车架时，向控制器发送夹持到位的信号，当所有的夹持单元均向控制器发送夹持到位的信号时，夹紧组件完成对车架的夹紧。
5.若干组夹持单元独立驱动，使得每个夹持单元都能够单独活动，对需要拼焊的车架工件进行夹持，当进行异形工件夹持时，已经接触到工件的夹持单元停止移动时，未接触到工件的夹持单元能够继续工作，直到接触工件为止，当所有的夹持单元均移动到位后，表示已经对工件进行夹紧，为了保证工件夹持的牢固程度，夹持单元可以设置得足够小，以使较多的夹持单元能够接触到异形工件的表面，通过设置独立驱动的夹持单元，能够增加对于异形工件表面的接触点，进而提高了对异形板材夹持的牢固程度。
6.可选的，所述夹紧组件包括支撑臂，所述支撑臂的一端铰接安装有夹持臂，所述支撑臂与所述夹持臂之间安装有调整电缸，所述夹持臂内安装有支撑板，所述夹持单元均布
安装在所述支撑板上。
7.可选的，所述夹持单元包括螺杆，所述支撑板上均布开设有若干个通孔，所述螺杆贯穿所述通孔，所述支撑板的中部开设有通槽，所述通槽内可转动的安装有若干个驱动齿轮，所述驱动齿轮的内部设有与所述螺杆相匹配的内螺纹孔，所述螺杆的两侧沿其长度方向开设有滑动槽，所述支撑板的上部安装有与所述滑动槽相匹配的卡块，所述支撑板的一侧安装有第二电机，所述第二电机的输出端安装有驱动齿组，所述驱动齿组与所述驱动齿轮相啮合匹配，所述螺杆的一端安装有压块。
8.可选的，所述螺杆的一端设有连接头，所述压块通过球铰连接的方式安装在所述连接头上。
9.可选的，所述驱动齿组包括拨动环，所述拨动环的外沿均布凸设有若干个凸耳，所述凸耳上开设有转动孔，所述拨动环的外环面均布贴附有若干个应变片，所述应变片与所述控制器电性连接，所述凸耳上可转动的安装有活动拨齿，所述活动拨齿与所述凸耳之间安装有扭簧，所述凸耳的一侧安装有限制活动拨齿转动方向的限位块，所述活动拨齿靠近拨动环的一端安装有接触片。
10.可选的，所述接触片为弹簧片。
11.可选的，所述驱动组件包括丝杆与光杆，所述丝杆与所述光杆均可转动的安装在所述u型支架上，所述丝杆的两端设有反向的外螺纹，两个所述支撑臂分别安装在所述丝杆的两端，并通过螺纹传动的方式与所述丝杆相连接，所述光杆与所述支撑臂可转动连接，所述u型支架的一端开设有转动孔与弧形孔，所述弧形孔的回转中心与所述转动孔同心，所述转动孔的一侧可转动的安装有带动板，所述带动板上安装有第一齿轮，所述u型支架的一侧还安装有支撑壳体，所述支撑壳体上安装有第三电机，所述第三电机的输出端安装有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述光杆的一端穿过所述弧形孔并与所述带动板相连接，所述支撑架上还安装有第四电机，所述丝杆的一端贯穿所述转动孔与第一齿轮，并与所述第四电机的输出端相连接。
12.可选的，所述u型支架的中部设有支撑块，所述支撑块的端部开设有回转孔，所述丝杆的中部可转动的安装在所述回转孔内。
13.可选的，所述底座的上表面开设有两个滑槽，所述底座的两端分别安装有两个第五电机，所述第五电机的输出端安装有螺纹杆，所述螺纹杆可转动的安装在所述滑槽内，两个所述支撑架的下端均可滑动的安装在两个所述滑槽内，并与所述螺纹杆螺纹传动连接。
14.还提出一种新能源汽车车架拼焊用拼焊装置，包括上述夹持机构。
15.本发明的有益效果：通过设置独立驱动的夹持单元，当进行异形工件夹持时，已经接触到工件的夹持单元停止移动时，未接触到工件的夹持单元能够继续工作，能够增加对于异形工件表面的接触点，进而提高了对异形板材夹持的牢固程度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
17.图1为本发明实施例的新能源汽车车架拼焊用夹持机构的示意图；图2为本发明实施例的夹持组件的示意图；图3为本发明实施例的支撑板与夹持单元的连接示意图一；图4为本发明实施例的支撑板与夹持单元的连接示意图二；图5为本发明实施例的拨动环与活动拨齿的连接示意图；图6为本发明实施例的活动拨齿的示意图；图7为本发明实施例的驱动组件的示意图。
18.图中标记为：1、底板；2、底座；3、支撑架；4、第一电机；5、u型支架；6、支撑臂；7、夹持臂；8、调整电缸；9、支撑板；10、螺杆；11、通槽；12、驱动齿轮；13、滑动槽；14、卡块；15、第二电机；16、压块；17、连接头；18、拨动环；19、凸耳；20、活动拨齿；21、限位块；22、接触片；23、丝杆；24、光杆；25、弧形孔；26、带动板；27、第一齿轮；28、支撑壳体；29、第三电机；30、第二齿轮；31、第四电机；32、支撑块；33、滑槽；34、第五电机；35、螺纹杆。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
20.需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
21.如图1和图2所示，一种新能源汽车车架拼焊用夹持机构，包括底板1，底板1上均布安装有若干组夹持组件，夹持组件包括底座2，底座2上可滑动的安装有支撑架3，支撑架3的上端水平安装有第一电机4，第一电机4的输出端安装有u型支架5，u型支架5远离第一电机4的一侧安装有两组夹紧组件，u型支架5的端部安装有驱动组件，驱动组件带动两组夹紧组件相互靠近或远离以及转动，两组夹紧组件相互靠近的一侧均安装有若干组独立驱动的夹持单元，夹紧组件上还安装有控制器，夹持单元与控制器电性连接，当夹持单元接触到车架时，向控制器发送夹持到位的信号，当所有的夹持单元均向控制器发送夹持到位的信号时，夹紧组件完成对车架的夹紧。
22.其中，若干组夹持单元独立驱动，使得每个夹持单元都能够单独活动，对需要拼焊的车架工件进行夹持，当进行异形工件夹持时，已经接触到工件的夹持单元停止移动时，未接触到工件的夹持单元能够继续工作，直到接触工件为止，当所有的夹持单元均移动到位后，表示已经对工件进行夹紧，为了保证工件夹持的牢固程度，夹持单元可以设置得足够小，以使较多的夹持单元能够接触到异形工件的表面，通过设置独立驱动的夹持单元，能够增加对于异形工件表面的接触点，进而提高了对异形板材夹持的牢固程度。
23.在一种实施方式中，夹紧组件包括支撑臂6，支撑臂6的一端铰接安装有夹持臂7，支撑臂6与夹持臂7之间安装有调整电缸8，通过调整电缸8的工作能够调整支撑臂6与夹持臂7之间的角度，提高夹紧组件动作的灵活程度，夹持臂7内安装有支撑板9，夹持单元均布安装在支撑板9上。
24.具体地说，如图3和图4所示，夹持单元包括螺杆10，支撑板9上均布开设有若干个通孔，螺杆10贯穿通孔，支撑板9的中部开设有通槽11，通槽11内可转动的安装有若干个驱动齿轮12，驱动齿轮12的内部设有与螺杆10相匹配的内螺纹孔，螺杆10的两侧沿其长度方向开设有滑动槽13，支撑板9的上部安装有与滑动槽13相匹配的卡块14，支撑板9的一侧安装有第二电机15，第二电机15的输出端安装有驱动齿组，驱动齿组与驱动齿轮12相啮合匹配，螺杆10的一端安装有压块16。
25.进行夹持时，第二电机15带动驱动齿组转动，驱动齿组通过啮合带动驱动齿轮12转动，驱动齿轮12通过螺纹传动带动螺杆10移动，在卡块14与滑动槽13的配合下，限制了螺杆10的转动，使得螺杆10只能沿其长度方向移动，进而带动压块16对工件进行夹紧。
26.具体地说，螺杆10的一端设有连接头17，压块16通过球铰连接的方式安装在连接头17上。压块16与连接头17球铰连接，当遇到斜面时，压块16能够发生倾斜，增大压块16与工件表面的接触面积。
27.进一步地说，为了能够检测到压块16是否移动到位，如图5和图6所示，驱动齿组包括拨动环18，拨动环18的外沿均布凸设有若干个凸耳19，凸耳19上开设有转动孔，拨动环18的外环面均布贴附有若干个应变片，应变片与控制器电性连接，凸耳19上可转动的安装有活动拨齿20，活动拨齿20与凸耳19之间安装有扭簧，在扭簧的带动下使活动拨齿20垂直于波动环的外表面，凸耳19的一侧安装有限制活动拨齿20转动方向的限位块21，活动拨齿20靠近拨动环18的一端安装有接触片22，此接触片22为弹簧片。
28.当第二电机15带动拨动环18转动时，拨动环18带动活动拨齿20转动，活动拨齿20通过啮合带动驱动齿轮12转动，当接触到工件表面时，在工件的限制下螺杆10停止移动，进而使驱动齿轮12停止转动，在驱动齿轮12齿牙的限制下，活动拨齿20相对于拨动环18发生转动，活动拨齿20转动时带动弹簧片与应变片接触，应变片检测到压力变化后将信号发送给控制器，表示压块16已经接触到工件移动到位，为了增加驱动齿轮12内的内螺纹孔对螺杆10的锁紧程度，第二电机15可以带动拨动环18继续转动，当应变片检测到多次的压力变化后，再停止第二电机15的转动，当需要螺杆10反向移动时，第二电机15反向转动，在限位块21的作用下，带动活动拨齿20移动，活动拨齿20带动驱动齿轮12反向转动。
29.在一种实施方式中，如图2和图7所示，驱动组件包括丝杆23与光杆24，丝杆23与光杆24均可转动的安装在u型支架5上，丝杆23的两端设有反向的外螺纹，两个支撑臂6分别安装在丝杆23的两端，并通过螺纹传动的方式与丝杆23相连接，光杆24与支撑臂6可转动连接，u型支架5的一端开设有转动孔与弧形孔25，弧形孔25的回转中心与转动孔同心，转动孔的一侧可转动的安装有带动板26，带动板26上安装有第一齿轮27，u型支架5的一侧还安装有支撑壳体28，支撑壳体28上安装有第三电机29，第三电机29的输出端安装有第二齿轮30，第一齿轮27与第二齿轮30相啮合，光杆24的一端穿过弧形孔25并与带动板26相连接，支撑架3上还安装有第四电机31，丝杆23的一端贯穿转动孔与第一齿轮27，并与第四电机31的输出端相连接。
30.其中，第三电机29带动第二齿轮30转动，第二齿轮30通过啮合带动第一齿轮27转动，第一齿轮27驱动带动板26转动，带动板26带动光杆24在弧形孔25内滑动，在光杆24的带动下，支撑臂6沿丝杆23转动，第四电机31带动丝杆23转动，通过丝杆23上反向设置的外螺纹可以调节两个支撑臂6之间的距离。
31.可选的，u型支架5的中部设有支撑块32，支撑块32的端部开设有回转孔，丝杆23的中部可转动的安装在回转孔内。
32.在一种实施方式中，底座2的上表面开设有两个滑槽33，底座2的两端分别安装有两个第五电机34，第五电机34的输出端安装有螺纹杆35，螺纹杆35可转动的安装在滑槽33内，两个支撑架3的下端均可滑动的安装在两个滑槽33内，并与螺纹杆35螺纹传动连接。两个第五电机34分别带动两个支撑架3，便于对于不规则的板件进行移动，对接到焊接位置。
33.作为本发明的第二个方面，还提出了一种新能源汽车车架拼焊用拼焊装置，该拼焊装置包括上述夹持机构。
34.使用时，通过吊装或者机械手将需要焊接的车架工件运送到夹持机构处，第四电机31带动丝杆23转动，通过丝杆23上反向设置的外螺纹调节两个支撑臂6之间的距离，使压块16接近工件，然后第二电机15带动驱动齿组转动，驱动齿组通过啮合带动驱动齿轮12转动，驱动齿轮12通过螺纹传动带动螺杆10移动，在卡块14与滑动槽13的配合下，使得螺杆10只能沿其长度方向移动，进而带动压块16对工件进行夹紧，当压块16接触到工件表面时，在工件的限制下螺杆10停止移动，进而使驱动齿轮12停止转动，在驱动齿轮12齿牙的限制下，活动拨齿20相对于拨动环18发生转动，活动拨齿20转动时带动弹簧片与应变片接触，应变片检测到压力变化后将信号发送给控制器，表示压块16已经接触到工件移动到位，当所有的夹持单元均向控制器发送夹持到位的信号时，夹紧组件完成对车架的夹紧，根据工件需要焊接的位置，控制器向第一电机4、第三电机29、第四电机31与第五电机34发送指令，调整工件的位置，便于进行拼焊作业。
35.本发明通过设置独立驱动的夹持单元，当进行异形工件夹持时，已经接触到工件的夹持单元停止移动时，未接触到工件的夹持单元能够继续工作，能够增加对于异形工件表面的接触点，进而提高了对异形板材夹持的牢固程度。
36.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
37.本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。