本发明涉及焊接设备领域，特别涉及框架门式夹具的检测校准工具及校准方法。
背景技术：
框架门式夹具主要应用于汽车生产公司的焊装车间，用于定位白车身侧围内/外板和底板总成，以便完成侧围和底板(轮罩)的定位点及补焊焊接。一般常用的框架门式夹具有德国HAGER公司生产的康采恩框架，其主体结构由左右两侧在轨道移行的小车分别搭载两根可伸缩的轴，轴下端通过快换装置与不同的门式夹具配合做4种不同车型的柔性切换。属于车间的特大型精密设备。在生产过程中，正因为框架门式夹具经过调整控制参数，可实现多车型混线生产，因此其对精度要求较高。在使用过程中，随着传动机构的磨损以及垂直方向钢丝绳的塑性拉长，易出现运行不平稳，定位精度下降的现象，机电技工需要定期对框架门式夹具精度进行测定并校准。
机电技工在对框架门式夹具进行精度测定时，只能通过塞尺大概判断框架门式夹具的偏差，然后边测定精度边调整，至精度符合生产要求，该过程需非常繁琐，并且进行精度测定时，所检测的部位均卡嵌在内部，很难通过肉眼或者工具在外部进行精确测定。如果要精确测定框架门式夹具的精度并进行校准，需要请专业测量公司用大型激光测量仪进行测定，例如请HAGER框架厂商对焊装车间主焊线的HAGER框架测量并校准，费用非常昂贵。然而在长期使用中，我们需要定期对框架门式夹具进行校准，定期请厂商进行校准，显然是不现实的。
因此，我们需要寻找一种结构简单、操作方便的框架门式夹具精度测定校准工具，以便于定期测定框架门式夹具的定位精度并及时进行校准。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种框架门式夹具的检测校准工具及校准方法，该工具结构简单，操作方便，能在短时间内对框架门式夹具进行精度测定并校准，所述技术方案如下：
一方面，提供了一种框架门式夹具的检测校准工具，所述框架门式夹具包括定位单元，所述定位单元包括活动配接的定位公端及定位母端，所述定位公端与所述定位母端配接以进行定位，所述校准工具包括活动配合的第一校准件以及第二校准件，对所述框架门式夹具进行校准时，所述第一校准件设于所述定位公端上，所述第二校准件设于所述定位母端上，所述定位公端与所述定位母端靠近，所述第一校准件与所述第二校准件贴合。
进一步地，所述第一校准件包括第一贴合面，所述第二校准件包括第二贴合面，所述第一贴合面与所述第二贴合面完全贴合时，所述定位公端与所述定位母端无偏差。
进一步地，所述第一贴合面与第二贴合面是两个大小相同的法兰端面。
进一步地，所述第一校准件为圆柱体结构，其还包括与所述定位公端配合的第一端面，所述第一端面结构与所述定位母端结构匹配，包括导向部以及设于其中心的凹槽。
进一步地，所述第二校准件为圆柱体结构，其还包括与所述定位母端配合的第二端面，所述第二端面结构与所述定位公端结构匹配，包括导向槽以及设于其中心的凸柱。
另一方面，提供了一种基于框架门式夹具的检测校准工具的校准方法，该校准方法包括如下步骤：
S1：安装校准工具，将所述第一校准件安装在所述定位公端上，将所述第二校准件安装在所述定位母端上；
S2：进行精度测量，将所述定位公端与所述定位母端靠近，所述第一校准件与所述底二校准件靠近至接触，判断两者是否能完全贴合；
S3：进行精度校准，若所述第一校准件与所述第二校准件不能完全贴合，则根据错位方向及错位量进行校准。
进一步地，所述步骤S1中，安装校准工具时，所述第一端面与所述定位公端的端面连接，所述第二端面与所述定位母端的端面连接。
进一步地，所述步骤S2中，判断两者是否可以完全贴合，可采用手触感觉或者采用刀口尺法进行判断。
进一步地，所述框架门式夹具的垂直方向通过伺服电机、与所述伺服电机活动配合的钢丝绳以及设于所述钢丝绳一端的螺母控制，所述步骤S3中，进行校准时，所述垂直方向出现错位时，若错位量不小于3mm，则通过调整伺服电机位置校准，若错位量小于3mm，则通过调整螺母校准。
进一步地，所述垂直方向的错位量为下沉量时，进行校准时，若下沉量不小于3mm，则通过抬高伺服电机位置至第一贴合面与第二贴合面完全贴合，若下沉量小于3mm，则通过拧紧螺母至第一贴合面与第二贴合面完全贴合。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明提供了一种框架门式夹具的检测校准工具，所述框架门式夹具包括定位单元，所述定位单元包括活动配接的定位公端及定位母端，所述定位公端与所述定位母端配接以进行定位，所述校准工具包括活动配合的第一校准件以及第二校准件，对所述框架门式夹具进行校准时，所述第一校准件设于所述定位公端上，所述第二校准件设于所述定位母端上，所述定位公端与所述定位母端靠近，所述第一校准件与所述第二校准件贴合，通过设置第一校准件以及第二校准件，将原本卡嵌于内部的难以测量配接精度的配接部分，转换成外部配合面的形式展现，并且可以很方便地测量其精度并进行校准，大大降低校准难度，减少校准时间，减少停车时间以提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的一些实施例，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。
图1是本发明实施例提供的第一校准件的侧视图；
图2是本发明实施例提供的第一校准件的主视图；
图3是本发明实施例提供的第二校准件的侧视图；
图4是本发明实施例提供的第二校准件的主视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“垂直”“平行”“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更清楚地描述本实施例中的框架门式夹具的检测校准工具，以及相应的校准方法，本实施例以HAGER框架门式夹具为例进行描述。
HAGER框架门式夹具包括上层的轨道小车、下层的门式夹具、连接于轨道小车以及门式夹具之间的连接轴、设于门式夹具四角的定位基座以及设于门式夹具与定位基座之间的定位单元，轨道小车可以沿着轨道向左右两侧移行，通过连接轴控制门式夹具的位置，通过定位基座实现对门式夹具的定位。本实施例中，以连接轴的伸缩方向定义为Z轴，以小车的运行方向定义为Y轴，且以垂直于Z轴与Y轴的方向定义为X轴建立空间坐标系。轨道小车包括相对设置的两部，相应的连接轴也为对应的两个，门式夹具也是由相对设置的左右两部分构成，因此两个小车通过连接轴控制门式夹具左右两部分的开合。连接轴为可伸缩结构，其下端通过快换装置与不同的门式夹具配合以实现多种不同车型的柔性切换。定位单元包括活动配接的定位公端及定位母端，定位公端与定位母端配接以对门式夹具进行定位。
本实施例中，HAGER框架门式夹具的定位工作过程如下：
首先伺服电机驱动轨道小车沿轨道运行至门式夹具存放站，连接轴向下伸出，通过快换装置抓取门式夹具，连接轴缩回为轨道小车Y向运行时躲避焊接机器人，接着伺服电机驱动轨道小车运行至中间位，连接轴伸出，然后轨道小车带着连接轴和门式夹具行至预设的夹紧位，位于门式夹具上的定位母端贴合位于定位基座上的定位公端，定位母端通过抱抓动作，使定位公端与定位母端牢固结合，使门式夹具的位置精确固定下来，从而实现对车身的精确定位。
连接轴在运行中做往复伸缩运动，它由内筒及外筒两个部分组成，外筒动作由伺服电机带动皮带传动，小带轮安装在伺服电机输出轴上，大带轮内圈安装滚珠盘，大带轮转动时带动滚珠盘转动，滚珠盘转动时和它配合的丝杠作上下往复运动，丝杠安装在外筒上，这样变成伺服电机带动外筒做上下往复运动，内筒是靠钢丝绳配合滑轮组成的倍增机构挂在外筒上。Z向在0位时。内外筒缩回，伸出时，外筒伸出量为N，在倍增机构的作用下，内筒伸出量为2N，这样Z轴整个伸出。倍增机构的使用是门式夹具Z向尺寸变化的主因，因为钢丝绳的负重为：内筒、快换装置及门式夹具的重量之和，计3.3吨，负重较大，故在反复运行过程中，钢丝绳不可避免的出现塑性拉长。
该HAGER框架门式夹具在最初安装时，安装厂家会用3D激光测量仪对设备精确测量，通过电气方面的伺服电机位置设定及机械方面的垫片调整，严格保证门式夹具的空间位置准确性。定位单元在定位公端和定位母段结合时，通过抱抓动作而结合。定位公端与定位母端大致为两个位于同一轴线上的柱体结构，通过两个相对的端面配接。其中，定位公端包括第二导向槽以及设于其中心的第二凸柱，定位母端包括第二导向部以及设于其中心的第二凹槽。定位公端和定位母段结合时，第二凸柱精确嵌于第二凹槽内，定位公端与定位母端完全贴合。该过程中，定位单元只是对门式夹具起到固定作用而不施加拉拽力，这样，框架门式夹具在Y向运行时，动作平稳。
此时，我们根据该精确对准状态下的定位单元状态，该状态包括定位单元中定位公端以及定位母端分别在X、Y、Z向的位置，设计制造一种HAGER框架门式夹具的检测校准工具。如图1至4所示，该检测校准工具包括活动配合的第一校准件10以及第二校准件20，在对HAGER框架门式夹具进行校准时，第一校准件10设于定位公端上，第二校准件20设于定位母端上，通过驱动轨道小车使定位公端与定位母端靠近，至第一校准件10与第二校准件20贴合。
本实施例中，第一校准件10包括第一贴合面11，第二校准件20包括第二贴合面21，若第一贴合面11与第二贴合面21可以完全贴合，则说明定位公端与定位母端对准无偏差，不需要进行校准。
作为一种优选的实施方式，第一贴合面11与第二贴合面21是两个大小相同的法兰端面，如此，我们只要检测相贴合的两个法兰端面边缘的对准情况即可。要是两个法兰端面的边缘完全重合，并且法兰端面之间，处处为贴紧状态，则说明精度符合要求，也就是说该HAGER框架门式夹具在X、Y、Z向均未发生偏差，偏差量为0。
当然，上述检测结果为理想状态，HAGER框架门式夹具在经过一阶段的使用，势必存在一些偏差，正如前述分析的，在反复运行过程中，钢丝绳不可避免的出现塑性拉长，也就是说，Y方向是最容易产生偏差量，需要进行调整的。
第一贴合面11与第二贴合面21平行设置，在空间位置上，两个贴合面可以是竖直的，也可以是倾斜的，只要能实现两个贴合面贴合的技术方案，均在本发明的保护范围内。
为了便于描述，本实施例以两个贴合面竖直设置为例进行描述。该情况下，第一校准件10和第二校准件20为圆柱体结构，并且两者相对的两个面为大小相同的法兰端面。
为了保证精度检测的准确性，第一贴合面11需要与定位公端的端面保持平行，第二贴合面21需要与定位母端的端面保持平行，并且，第一校准件10与定位公端之间、以及第二校准件20与定位母端之间，必须保证良好的配接关系，应该具有确定的配接状态，而不能随意变换配接两者之间的位置关系。
作为一种优选的实施方式，第一校准件10与定位公端之间可以采用如定位公端与定位母端之间的抱抓连接，同理，第二校准件20与定位母端之间同样可采用抱抓连接。因此，第一校准件10还包括与定位公端配合的第一端面12，第一端面12结构与定位母端的端面结构匹配，包括第一导向部13以及设于其中心的第一凹槽14。第二校准件20还包括与定位母端配合的第二端面22，第二端面22结构与定位公端的端面结构匹配，包括第一导向槽23以及设于其中心的第一凸柱24。
具体地，定位公端的第二凸柱上设置有第二凸缘，其顶端为倒角结构，第一校准件10中第一凹槽14的底端设有同样的倒角结构。当第一校准件10安装在定位公端上时，第二凸缘与第一凹槽14内壁贴合，两个倒角也相互贴合，实现牢固的抱抓连接。同样的，定位母端的第二凹槽底端设有倒角结构，第二校准件20的第一凸柱24上设置有第一凸缘25，其顶端为倒角结构。当第二校准件20安装在定位母端上时，第一凸缘25与第二凹槽内壁贴紧，两个倒角同样相互贴合，两者实现牢固的抓抱。
进一步参照图1-2所示，作为一种优选的实施方式，第一校准件10包括与定位公端配合的卡槽15，卡槽15成对设于第一凹槽14侧壁，以实现对第一校准件10轴向进行定位，提高检测准确性。
本实施例还提供了一种基于HAGER框架门式夹具的检测校准工具的校准方法，该检测校准方法包括如下步骤：
S1：安装校准工具，将第一校准件10安装在定位公端上，将第二校准件20安装在定位母端上；
S2：进行精度测量，将定位公端与定位母端靠近，第一校准件10与第二校准件20靠近至接触，判断两者是否能完全贴合；
S3：进行精度校准，若第一校准件10与第二校准件20不能完全贴合，则根据错位方向及错位量进行校准。
具体地，步骤S1中，安装校准工具时，第一端面12与定位公端的端面连接，第二端面22与定位母端的端面连接。第一校准件10与定位公端之间、第二校准件20与定位母端之间均为抱紧连接。
步骤S2中，判断两者是否可以完全贴合，可采用手触感觉或者采用刀口尺法进行判断。该过程我们只需要检测相贴合的两个法兰端面边缘的对准情况即可。要是两个法兰端面的边缘完全重合，并且法兰端面之间，处处为贴紧状态，则说明精度符合要求，也就是说该HAGER框架门式夹具在X、Y、Z向均未发生偏差。
HAGER框架门式夹具的垂直方向通过伺服电机、与伺服电机活动配合的钢丝绳以及设于钢丝绳一端的螺母控制，步骤S3中，进行校准时，垂直方向出现错位时，若错位量不小于3mm，则通过调整伺服电机位置校准，若错位量小于3mm，则通过调整螺母校准。
通常，HAGER框架门式夹具垂直方向的错位量最常见的表现为下沉量，进行校准时，若下沉量不小于3mm，则通过抬高伺服电机位置至第一贴合面11与第二贴合面21完全贴合，若下沉量小于3mm，则通过拧紧螺母至第一贴合面11与第二贴合面21完全贴合。
一般情况下快换装置没有松动的情况下，X向不会产生错位。如果出现X向错位量，可松开快换装置，通过拧动快换装置中X向调整螺栓，按照校准工具的第一贴合面11与第二贴合面21的向错位量，调整至第一贴合面11与第二贴合面21完全贴合即可。Y向的传动通过齿轮啮合实现，即使相应的传动结构稍有磨损，由于Z向的重力作用下也可以保证Y向齿轮紧密啮合，所以Y向没有影响。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
综上所述，本发明实施例以HAGER框架门式夹具为例提供一种HAGER框架门式夹具的检测校准工具及校准方法，该检测校准工具专用于HAGER框架门式夹具的检测校准，其通过设计结构简单的检测校准工具，巧妙地将所需检测精度的两个内部卡嵌以用于定位的端面，转换成外露的、便于测定的两个贴合面，通过检测及校准这两个贴合面的贴合精度，来间接检测及校准该HAGER框架门式夹具的定位单元的精度，并按照偏差方向及偏差向量进行校准，校准方法简单，大大降低检测校准成本，缩短停车时间，提高工效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。