一種基于汽車焊裝線的多車型插拔平臺(tái)

朱谷波，焦安強(qiáng)，伍力

（1.瑞松北斗汽車裝備有限公司，廣東 廣州 510760；2.東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 211189）

一種基于汽車焊裝線的多車型插拔平臺(tái)

朱谷波1，焦安強(qiáng)1，伍力2

（1.瑞松北斗汽車裝備有限公司，廣東 廣州 510760；2.東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 211189）

焊接裝配是汽車生產(chǎn)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，在焊接過(guò)程中，工裝夾具有著重要的作用。工裝夾具的設(shè)計(jì)合理性影響著產(chǎn)品制造質(zhì)量，而工裝夾具更換的簡(jiǎn)便性則直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。文章介紹了一種可以應(yīng)用于多車型的一套工裝夾具，可以隨車型快速調(diào)整，提高了生產(chǎn)線的工作效率。

工裝夾具；焊接生產(chǎn)線；多車型

KCLC NO.:U469.7Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)03-63-03

引言

汽車車身通常由底板總成、側(cè)圍總成和車頂總成等焊接而成。在汽車車身的裝配焊接過(guò)程中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，經(jīng)常使用一些工裝夾具，這些夾具用來(lái)夾持和定位汽車車身的各個(gè)組成部分，以完成汽車車身的裝配和焊接工作[1]。汽車的車身工裝夾具在汽車車身裝配中起著至關(guān)重要的作用，工裝夾具設(shè)計(jì)水平的高低和制造質(zhì)量的好壞，直接影響著汽車車身質(zhì)量水平[2-4]。而且隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，人們汽車質(zhì)量的要求越來(lái)越高，汽車更新?lián)Q代也越來(lái)越快，汽車生產(chǎn)線的更新?lián)Q代也要隨之改變[5-7]。

1、多車型插拔平臺(tái)設(shè)計(jì)

本文介紹了一種多車型插拔平臺(tái)，其為一套工裝夾具，包括平臺(tái)支架、組合抓手，平臺(tái)支架為安裝框架，安裝框架各邊角處有抓手固定座，組合抓手安裝在平臺(tái)支架四角處的抓手固定座上，組合抓手包括共用部分和插拔部分，如圖1所示。其中共用部分可以對(duì)應(yīng)連接多種插拔部分，每種插拔部分應(yīng)對(duì)一種車型，加工不同車型工件時(shí)，只需把相應(yīng)車型的插拔部分與共用部分連接即可，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車型的待加工件使用同一平臺(tái)完成輸送、加工、裝配等過(guò)程。

圖1 多車型插拔平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)

組合抓手包括活動(dòng)爪和固定爪，活動(dòng)爪由氣缸帶動(dòng)運(yùn)作擺動(dòng)，固定爪配合活動(dòng)爪一起完成對(duì)工件的夾持，各組合抓手固定于平臺(tái)支架的各邊角處?；顒?dòng)爪和固定爪都由共用部分和插拔部分組成，其中插拔部分是為了應(yīng)對(duì)不同車型的待加工件而特制的插拔塊組件，其中共用部分可以與不同車型的插拔塊組件連接，在需對(duì)不同車型的待加工件完成工件輸送、加工時(shí)，只需更換相應(yīng)的插拔塊組件。如圖2所示。

圖2 組合抓手結(jié)構(gòu)示意圖

活動(dòng)爪包括氣缸、角鐵、銜接塊一、銜接塊二、夾緊臂、勾塊、接近開(kāi)關(guān)支架、接近開(kāi)關(guān)、防護(hù)板、鎖緊旋鈕、銷軸、插拔塊組件，氣缸缸體上鉸接連接角鐵的一端，角鐵另一端與銜接塊一連接，氣缸推桿鉸接連接銜接塊二，銜接塊二另一端與銜接塊一鉸接連接。銜接塊二還與夾緊臂固定連接，夾緊臂上設(shè)有銷軸，勾塊套于銷軸上可繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，夾緊臂內(nèi)設(shè)空腔，空腔內(nèi)設(shè)有與勾塊接觸的彈簧，空腔主要用于和插拔塊組件連接，將插拔塊組件插入空腔，配合勾塊、彈簧可形成卡扣連接。夾緊臂的前面設(shè)有鎖緊旋鈕，用于插拔塊組件插入夾緊臂內(nèi)部空腔與夾緊臂卡扣連接后進(jìn)一步的緊固，鎖緊旋鈕為類螺栓結(jié)構(gòu)，以螺紋線進(jìn)給方式對(duì)插拔塊組件給予擠壓來(lái)達(dá)到鎖緊的目的，鎖緊旋鈕上連接防遺失鏈條，防遺失鏈條另一端連接固定于夾緊臂適當(dāng)位置。夾緊臂背面連接接近開(kāi)關(guān)支架，接近開(kāi)關(guān)支架設(shè)有若干（四個(gè)）接近開(kāi)關(guān)，夾緊臂底部設(shè)有防護(hù)板。插拔塊組件包括插拔公塊、車型特征支架、夾臂、連接塊、調(diào)節(jié)墊塊。插拔公塊前端設(shè)有與勾塊連接的凹口，中段設(shè)有彈簧銷，彈簧銷貫穿插拔公塊兩側(cè)，后端一側(cè)面固定連接有車型特征支架，后端頂面依次固定連接有連接塊、調(diào)節(jié)墊塊、夾臂。（不同的車型待加工件，制作不同的車型特征支架/接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)片，使得共用部分相應(yīng)車型的檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào)，從而判斷出進(jìn)給工件的車型）。

固定爪包括固定座、勾塊、彈簧、夾緊臂、鎖緊旋鈕、防遺失鏈條、防護(hù)板、接近開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)支架、插拔塊組件（插拔塊組件包括接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)片、調(diào)整墊片、支撐塊、定位銷）。固定座固定連接在平臺(tái)支架上，固定座側(cè)面連接夾緊臂，夾緊臂內(nèi)設(shè)空腔，夾緊臂上設(shè)有銷軸，勾塊套于銷軸上可繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，空腔內(nèi)設(shè)有與勾塊接觸的彈簧，空腔主要用于和插拔塊組件連接，將插拔塊組件插入空腔，配合勾塊、彈簧可形成卡扣連接，夾緊臂底面連接防護(hù)板。夾緊臂的端面設(shè)有鎖緊旋鈕，用于插拔塊組件插入夾緊臂內(nèi)部空腔與夾緊臂卡扣連接后進(jìn)一步的緊固，鎖緊旋鈕為類螺栓結(jié)構(gòu)，以螺紋線進(jìn)給方式對(duì)插拔塊組件給予擠壓來(lái)達(dá)到鎖緊的目的，鎖緊旋鈕上連接防遺失鏈條，防遺失鏈條另一端連接固定于夾緊臂適當(dāng)位置。夾緊臂底部設(shè)有防護(hù)板，固定座底部連接接近開(kāi)關(guān)支架，接近開(kāi)關(guān)支架上設(shè)有若干（四個(gè)）接近開(kāi)關(guān)。插拔塊組件包括插拔公塊、車型特征支架（接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)片）、夾緊臂、調(diào)節(jié)墊片、支撐塊、定位銷。

圖3 組合抓手固定爪結(jié)構(gòu)示意圖

2、多車型插拔平臺(tái)使用效果分析

本實(shí)用新型在應(yīng)對(duì)不同車型的待加工件時(shí)，只需更換相應(yīng)插拔塊組件就能起到以一套平臺(tái)夾具完成對(duì)不同車型的待加工件的輸送、加工、裝配工作。本實(shí)用新型的組合抓手共分兩部分，一部分是共用部分，一部分是插拔部分，插拔部分為不同車型對(duì)應(yīng)的插拔塊組件（插拔插拔卡爪），其中共用部分可以切換連接多種插拔部分夾具。應(yīng)對(duì)不同車型的待加工件時(shí)，只需換上相應(yīng)的插拔部分與共用部分連接即可，從而實(shí)現(xiàn)多車型插拔形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定。電氣方面連接在共用部分，節(jié)省很多檢測(cè)方面的信號(hào)。

3、現(xiàn)場(chǎng)使用情況分析

如圖1、2、3所示的一種多車型插拔平臺(tái)，包括平臺(tái)支架1、組合抓手2，平臺(tái)支架1為安裝框架，安裝框架四角處有抓手固定座11，組合抓手2安裝在平臺(tái)支架1四角處的抓手固定座上，組合抓手2包括共用部分和插拔部分，其中共用部分可以應(yīng)對(duì)多種插拔部分夾具，每種插拔部分夾具應(yīng)對(duì)一種或一類車型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車型的待加工件完成輸送、加工、裝配。切換時(shí)只需把插拔部分拔出來(lái)，把需要車型插拔部分插進(jìn)去即可。

組合抓手2包括活動(dòng)爪3和固定爪4，活動(dòng)爪3由氣缸31帶動(dòng)運(yùn)作擺動(dòng)，固定爪4配合活動(dòng)爪3一起完成對(duì)工件的夾持，四個(gè)組合抓手2固定于平臺(tái)支架的四個(gè)邊角處的抓手固定座上。活動(dòng)爪3和固定爪4都由共用部分和插拔部分組成，其中插拔部分是為了應(yīng)對(duì)不同車型的待加工件而特制的插拔塊組件5，其中共用部分可以與不同車型的插拔塊組件5連接，在需對(duì)不同車型的待加工件完成工件輸送、加工時(shí)，只需更換相應(yīng)的插拔塊組件5。

活動(dòng)爪3包括氣缸31、角鐵32、銜接塊一33、銜接塊二34、夾緊臂35、勾塊36、接近開(kāi)關(guān)支架37、接近開(kāi)關(guān)38、防護(hù)板39、鎖緊旋鈕310、銷軸311、插拔塊組件5，氣缸31缸體上鉸接連接角鐵32的一端，角鐵32另一端與銜接塊一33連接，氣缸31的推桿鉸接連接銜接塊二34，銜接塊二34另一端與銜接塊一33鉸接連接。銜接塊二34還與夾緊臂35固定連接，夾緊臂35上設(shè)有銷軸311，勾塊36套于銷軸311上可繞銷軸311轉(zhuǎn)動(dòng)，夾緊臂35內(nèi)設(shè)空腔，空腔內(nèi)設(shè)有與勾塊36接觸的彈簧，空腔主要用于和插拔塊組件5連接，將插拔塊組件5插入空腔，配合勾塊36、彈簧可形成卡扣連接。夾緊臂35的前面設(shè)有鎖緊旋鈕310，用于插拔塊組件5插入夾緊臂35內(nèi)部空腔與夾緊臂35卡扣連接后進(jìn)一步的緊固，鎖緊旋鈕310為類螺栓結(jié)構(gòu)，以螺紋線進(jìn)給方式對(duì)插拔塊組件5給予擠壓來(lái)達(dá)到鎖緊的目的，鎖緊旋鈕310上連接防遺失鏈條312，防遺失鏈條312另一端連接固定于夾緊臂35適當(dāng)位置。夾緊臂35背面連接接近開(kāi)關(guān)支架37，接近開(kāi)關(guān)支架37設(shè)有若干（四個(gè)）接近開(kāi)關(guān)38，夾緊臂35底部設(shè)有防護(hù)板39。插拔塊組件5包括插拔公塊51、車型特征支架52（接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)片）、夾臂53、連接塊54、調(diào)節(jié)墊塊55。插拔公塊51前端設(shè)有與勾塊36連接的凹口，中段設(shè)有彈簧銷512，彈簧銷512貫穿插拔公塊51兩側(cè)，后端一側(cè)面固定連接有車型特征支架52，后端頂面依次固定連接有連接塊54、調(diào)節(jié)墊塊55、夾臂53。（不同的插拔公塊51，制作不同的車型特征支架/接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)片52，使得共用部分相應(yīng)車型的檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào)，從而判斷出進(jìn)給工件的車型）。

固定爪4包括固定座41、勾塊36、彈簧、夾緊臂35、鎖緊旋鈕310、防遺失鏈條、防護(hù)板39、接近開(kāi)關(guān)38、接近開(kāi)關(guān)支架37、插拔塊組件5、定位銷65。固定座41固定連接在平臺(tái)支架1上，固定座41側(cè)面連接夾緊臂35，夾緊臂35內(nèi)設(shè)空腔，夾緊臂35上設(shè)有銷軸311，勾塊36套于銷軸311上可繞銷軸311轉(zhuǎn)動(dòng)，空腔內(nèi)設(shè)有與勾塊36接觸的彈簧313，空腔主要用于和插拔塊組件5連接，將插拔塊組件5插入空腔，配合勾塊36、彈簧313可形成卡扣連接，夾緊臂35底面連接防護(hù)板39。夾緊臂35的端面設(shè)有鎖緊旋鈕310，用于插拔塊組件5插入夾緊臂35內(nèi)部空腔與夾緊臂35卡扣連接后進(jìn)一步的緊固，鎖緊旋鈕310為類螺栓結(jié)構(gòu)，以螺紋線進(jìn)給方式對(duì)插拔塊組件5給予擠壓來(lái)達(dá)到鎖緊的目的，鎖緊旋鈕310上連接防遺失鏈條312，防遺失鏈條312另一端連接固定于夾緊臂35適當(dāng)位置。夾緊臂35底部設(shè)有防護(hù)板39，固定座41底部連接接近開(kāi)關(guān)支架37，接近開(kāi)關(guān)支架37上設(shè)有若干接近開(kāi)關(guān)38。插拔塊組件5包括插拔塊51、車型特征支架52、調(diào)節(jié)墊片63、支撐塊64、定位銷65。插拔塊61前端設(shè)有與勾塊36連接的凹口，中段設(shè)有彈簧銷，彈簧銷貫穿插拔公塊51兩側(cè)，后端一側(cè)面固定連接有車型特征支架52，底部固定連接夾臂53。

優(yōu)選的插拔塊組件5還包括調(diào)節(jié)墊片63、支撐塊64、定位銷65。插拔塊51前端設(shè)有與勾塊36連接的凹口，中段設(shè)有彈簧銷，彈簧銷貫穿插拔公塊51兩側(cè)，后端一側(cè)面固定連接有車型特征支架52，下端依次固定連接有調(diào)節(jié)墊片63、支撐塊64，支撐塊64上設(shè)有定位銷65。

4、結(jié)論

本分析報(bào)告介紹了一種多車型插拔平臺(tái)，包括平臺(tái)支架、組合抓手，平臺(tái)支架為安裝框架，安裝框架四角處有抓手固定座，組合抓手安裝在平臺(tái)支架四角處的抓手固定座上，組合抓手包括共用部分和插拔部分，其中共用部分可以對(duì)應(yīng)連接多種插拔部分，每種插拔部分應(yīng)對(duì)一種車型，加工不同車型工件時(shí)，只需把相應(yīng)車型的插拔部分與共用部分連接即可，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車型的待加工件使用同一平臺(tái)完成輸送、加工、裝配等過(guò)程。

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A Plug Platform for Multiple Model Used in Welding Line

Zhu Gubo1, Jiao Anqiang1, Wu Li2
( 1.Guangzhou Risong Hokuto Automotive Equipment Co., LTD. Guangdong Guangzhou 510760; 2.School of Mechanical Engineering, Jiangsu Nanjing 211189 )

The welding assembly is an important link in vehicle production, in the process of welding, fixture plays an important role. the rationality of the jig and fixture will affect the quality of product, while the simplicity when change the jig will affect the efficiency of production. This paper introduces a kind of jig and fixture that can be applied to many models, with models quick adjustment, improve the efficiency of the production line.

Jig and Fixture; Welding production line; multiple vehicle

U469.7

A

1671-7988 (2017)03-63-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.03.025

朱谷波（1983.9-），男，廣州瑞松北斗汽車裝備有限公司研發(fā)設(shè)計(jì)本部本部長(zhǎng)。致力于高端裝備制造領(lǐng)域研發(fā)12年，在汽車裝備自動(dòng)化生產(chǎn)線成立性分析和高速傳送領(lǐng)域有突出貢獻(xiàn)，多項(xiàng)相關(guān)發(fā)明專利獲得授權(quán)。2015年獲得廣東省“科技創(chuàng)新青年拔尖人才”稱號(hào)，2016年擔(dān)任廣州市工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)專項(xiàng)資金機(jī)器人及智能裝備項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。通信作者：伍力（1992.2-），男，東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院碩士研究生。