工装切换装置及包括该工装切换装置的工装切换系统的制作方法

1.本发明涉及车辆生产线设备技术领域，具体提供一种工装切换装置及包括该工装切换装置的工装切换系统。


背景技术：

2.随着汽车市场的巨大需求和在工业自动化不断发展，整车主机厂的车型也越来越多，现有技术中的单一车型的焊装线已经无法满足生产需求，因此，对焊装线多车型共用生产的需求越来越多，焊装车间的多车型柔性化高速生产模式被提上日程，故需要使用各种柔性夹具用以适应不同车型车身的定位需求。
3.现有技术中，车辆焊装生产线中用于车身定位的工装切换装置是通过沿风车转盘的四周设置多个不同的钩销缸，并通过风车转盘转动切换钩销缸，进而对车身进行定位，但是风车转盘是通过外接动力气源或者电控方式进行定位锁紧的，使得风车转盘只能是在工位上固定设置，不仅占地面积较大、噪音大，而且为了满足高速生产的需求，现有车辆的焊接生产线对不同型号的车身进行焊接加工时，固定式的工装切换装置根据不同车型需要不断频繁地切换钩销缸，进而导致生产节拍损失，造成工装切换装置的精度损失较大，稳定性较低。
4.因此，本领域需要一种新的工装切换装置来解决现有的固定式工装切换装置在对多型号车身进行定位时，需要频繁切换钩销缸，导致节拍损失以及工装切换装置精度损失的问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有的固定式工装切换装置在对多型号车身进行定位时，需要频繁切换钩销缸，导致节拍损失以及工装切换装置精度损失的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种工装切换装置，包括风车转盘和框架主体，所述风车转盘可转动地设置在所述框架主体上，所述框架主体上设置有可上下移动的第一锁止机构，所述第一锁止机构与所述框架主体之间连接有第一弹性件，所述风车转盘上设置有第一限位结构，所述第一锁止机构上设置有能够与所述第一限位结构相配合的第二限位结构，当所述第一锁止机构上下移动时能够通过所述第一限位结构和所述第二限位结构对所述风车转盘锁止或者解锁。
7.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述工装切换装置还包括传动轴，所述传动轴可前后移动地设置在所述框架主体上，所述第一锁止机构上设置有斜坡连接块，所述传动轴抵接在所述斜坡连接块上，并且在所述传动轴前后移动时能够在所述斜坡连接块上滑动。
8.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述传动轴上设置有滚轮，所述滚轮抵接在所述斜坡连接块上。
9.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述工装切换装置还包括气耦合装置，
所述气耦合装置可前后移动地设置在所述框架主体上，所述气耦合装置与所述传动轴连接，所述气耦合装置设置成能够与所述风车转盘上的气管连接。
10.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述第一锁止机构包括第一滑块，所述斜坡连接块设置在所述第一滑块上，所述框架主体上设置有与所述第一滑块相配合的第一滑轨。
11.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述框架主体上还设置有可上下移动的第二锁止机构，所述第二锁止机构与所述框架主体之间设置有第二弹性件；所述第一锁止机构与所述第二锁止机构连接，所述第一锁止机构位于所述框架主体的后部，所述第二锁止机构位于所述框架主体的前部，所述第二限位结构设置在所述第二锁止机构上，以使所述第二锁止机构上下移动时能够对所述风车转盘锁止或者解锁。
12.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述第二锁止机构包括第二滑块，所述框架主体上设置有与所述第二滑块配合的第二滑轨。
13.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述第二滑块上设置有导向轮，所述导向轮设置在所述第二限位结构的两侧，以使所述风车转盘锁止时所述导向轮与所述风车转盘的左右两侧抵接。
14.在上述工装切换装置的优选技术方案中，所述第一限位结构为限位槽，所述第二限位结构为限位块。
15.本发明还提供了一种工装切换系统，所述工装切换系统包括上述技术方案中任一项所述的工装切换装置，所述工装切换系统包括台车，所述工装切换装置设置在所述台车上。
16.本领域技术人员能够理解的是，本发明的工装切换装置包括风车转盘和框架主体，风车转盘可转动地设置在框架主体上，框架主体上设置有可上下移动的第一锁止机构，第一锁止机构与框架主体之间连接有第一弹性件，风车转盘上设置有多个第一限位结构，第一锁止机构上设置有能够与第一限位结构相配合的第二限位结构，当第一锁止机构上下移动时能够通过第一限位结构和第二限位结构对风车转盘锁止或者解锁。
17.在采用上述技术方案的情况下，本发明的工装切换装置无外接动力进行锁紧，使其能够与台车结合一起朝前移动，其中，台车用于将车身在生产线的各个工位之间转移，从而能够在焊接生产线高速生产时，根据不同车型的车身风车转盘只需切换一次即可满足生产需要。具体而言，当工装切换装置需要切换钩销缸时，外置解锁装置向下推动第一锁止机构，第一弹性件向下压缩，第一锁止机构向下移动，以使第一限位结构与第二限位结构解锁，然后转动风车转盘对钩销缸进行切换，当风车转盘转动到位后，将外置解锁装置撤离，使得第一锁止机构在第一弹性件的弹力作用下向上移动，在第一弹性件的弹力作用下，第一限位结构与风车转盘上的另一个第二限位结构锁止。本发明的工装切换装置相较于现有技术中的工装切换装置，不使用外接动力气源或者电控等外部设备进行锁紧，使其能够实现与台车结合成为移动式工装切换装置，并根据车型的不同，工装切换装置仅切换一次即可，能够有效解决现有技术中风车转盘1频繁切换造成节拍损失以及工装切换装置精度损失的问题，提升了工装切换装置整体的定位精度及耐用性，优化了布局整体工装切换装置结构，提升了工装切换装置的重复精度。
附图说明
18.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
19.图1是本发明的工装切换装置的立体结构图；
20.图2是本发明的工装切换装置的前视结构示意图；
21.图3是本发明的工装切换装置的左侧结构示意图；
22.图4是本发明的工装切换系统的结构示意图。
23.附图标记列表：
[0024]1’
、工装切换装置；1、风车转盘；11、第一限位结构；12、拖链；13、钩销缸安装部；2、框架主体；21、第一支撑座；22、第二支撑座；3、第一锁止机构；31、第一弹性件；32、斜坡连接块；33、第一滑块；331、第一支撑板；332、第二支撑板；333、加强筋；4、第二锁止机构；41、第二弹性件；42、第二滑块；43、导向轮；44、第三支撑板；45、第二限位结构；5、传动轴；51、滚轮；6、气耦合装置；2’、台车。
具体实施方式
[0025]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管本技术是结合用于汽车焊接生产线的工装切换装置进行描述的，但这并不是限制性的，本发明不对工装切换装置的作业区域和车辆的种类作任何限制，既可以用于轿车和商务车的底部定位，也可以用于客车和卡车的底部定位，或者也可以用于燃油车、电动车、油电混动车的底部定位等等，本发明的工装切换装置还可以应用于其车辆以外的需要为零部件定位的生产线或者设备。
[0026]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，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；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0028]
参照图1，为解决现有的固定式工装切换装置在对多型号车身进行定位时，需要频繁切换钩销缸，导致节拍损失以及工装切换装置精度损失的问题，本发明的工装切换装置1’包括风车转盘1和框架主体2，风车转盘1可转动地设置在框架主体2上，框架主体2上设置有可上下移动的第一锁止机构3，第一锁止机构3与框架主体2之间连接有第一弹性件31，参照图2，风车转盘1上设置有多个第一限位结构11，第一锁止机构3上设置有能够与第一限位结构11相配合的第二限位结构45，当第一锁止机构3上下移动时能够通过第一限位结构11和第二限位结构45对风车转盘1锁止或者解锁。如图1中所示的坐标系，x坐标轴为左右方
向，y坐标轴为上下方向，z坐标轴为前后方向。
[0029]
上述设置方式的优点在于：本发明的工装切换装置1’无外接动力进行锁紧，参照图4，使其能够与台车2’结合一起朝前移动，其中，台车2’用于将车身在生产线的各个工位之间转移，从而能够在焊接生产线高速生产时，根据不同车型的车身风车转盘1只需切换一次即可满足生产需要。具体而言，当工装切换装置1’需要切换钩销缸时，外置解锁装置向下推动第一锁止机构3，第一弹性件31向下压缩，第一锁止机构3向下移动，以使第一限位结构11与第二限位结构45解锁，然后转动风车转盘1对钩销缸进行切换，当风车转盘1转动到位后，将外置解锁装置撤离，使得第一锁止机构3在第一弹性件31的弹力作用下向上移动，在第一弹性件31的弹力作用下，第一限位结构11与风车转盘1上的另一个第二限位结构45锁止。本发明的工装切换装置1’相较于现有技术中的工装切换装置，不使用外接动力气源或者电控等外部设备进行锁紧，使其能够实现与台车2’结合成为移动式工装切换装置，并根据车型的不同，工装切换装置1’仅切换一次即可，能够有效解决现有技术中风车转盘1频繁切换造成节拍损失以及工装切换装置1’精度损失的问题，提升了工装切换装置1’整体的定位精度及耐用性，优化了布局整体工装切换装置1’结构，提升了工装切换装置1’的重复精度。
[0030]
参照图1至图3，在一种可能的实施方式中，框架主体2为框式结构，底部设有能够与固定区域或者其他移动设备相连接的安装孔位，风车转盘1配合连接有拖链12，中心主轴可转动地安装在框架主体2上设置的方圆孔中，风车转盘1通过螺栓与中心主轴连接，保证风车转盘1、拖链12能够完全跟着中心主轴一起转动。但是需要说明的是，本发明并不对风车转盘1与框架主体2之间的连接方式作任何的限制性，风车转盘1还可以不通过中心主轴直接可转动地安装在框架主体2上，本领域技术人员可根据需要自行设定。
[0031]
进一步地，框架主体2上还设置有可上下滑动的第二锁止机构4，第一锁止机构3与第二锁止机构4连接，第一锁止机构3位于框架主体2的后部，第二锁止机构4位于框架主体2的前部，第二锁止机构4与框架主体2之间设置有第二弹性件41，第二锁止机构4上设置有与第一限位结构11相配合的第二限位结构45，以使第二锁止机构4随第一锁止机构3上下移动时能够对风车转盘1锁止或者解锁。
[0032]
具体地，第一锁止机构3包括第一滑块33和斜坡连接块32，斜坡连接块32设置在第一滑块33的顶部上，框架主体2上设置有与第一滑块33相配合的第一滑轨，第一滑轨设置为左右两条，以使第一滑块33能够在框架主体2上高精度地上下滑动，框架主体2和第一滑块33的底部之间连接有第一弹性件31。
[0033]
具体地，第二锁止机构4包括第二滑块42，框架主体2上设置有与第二滑块42相配合的第二滑轨，第二滑轨设置成左右两条，框架主体2与第二滑块42之间连接有第二弹性件41；第一滑块33和第二滑块42之间连接有解锁连接块，以使第一滑块33与第二滑块42通过解锁连接块连接，或者第一滑块与第二滑块也可以直接连接，本领域技术人员可根据需要自行设定。进一步地，风车转盘1上形成有多个钩销缸安装部13，在钩销缸安装部13的端部设置有多个第一限位结构11，第二滑块42上设置有与第一限位结构11相配合的第二限位结构45；第二滑块42上设置有导向轮43，导向轮43的数量为两个。进一步地，第二限位结构45设置在第二滑块42的中间，导向轮43分别设置在钩销缸安装部13的两侧，当风车转盘1与第二锁止机构4锁止时，两个导向轮43分别与风车转盘1的钩销缸安装部13的两个外侧面抵
接，以进一步对风车转盘1的左右方向进行限位。进一步地，第一限位结构11为限位槽，第二限位结构45为限位块。
[0034]
但是需要说明的是，第一限位结构11和第二限位结构45还可以设置成第一限位结构11为限位块，第二限位结构45为限位槽，或者第一限位结构11和第二限位结构45还可以是限位杆和限位孔的结构等等，因此不对第一限位结构11和第二限位结构45的具体结构进行任何的限制，只要通过二者的配合能够使风车转盘1与第二锁止机构4锁止即可，本领域技术人员可根据需要自行设定。
[0035]
继续参照图1至图3，进一步地，框架主体2上设置有能够在框架主体2上前后移动的传动轴5，传动轴5的端部设置有滚轮51，滚轮51抵接在斜坡连接块32上，当传动轴5向后移动时，滑轮沿着斜坡连接块32的斜面滚动，并推动第一滑块33向下滑动，进而带动第二滑块42向下滑动，以使第一限位结构11与第二限位结构45脱离，进而实现第二锁止机构4与风车转盘1之间解锁，以使风车转盘1能够自由转动；同理，当传动轴5向前移动时，第一滑块33在第一弹性件31的弹力作用下向上滑动，进而使第一限位结构11与第二限位结构45配合锁止。
[0036]
参照图1和图3，进一步地，工装切换装置1’还包括气耦合装置6，气耦合装置6与供气管路连接，气耦合装置6可前后移动的设置在框架主体2上，且位于传动轴5的上方，气耦合装置6的一端与传动轴5连接，以使气耦合装置6能够随传动轴5前后移动，另一端能够与风车转盘1上的各个气管连通，风车转盘1上的气管还连接各个钩销缸，当气耦合装置6随传动轴5向后移动时，气耦合装置6脱离风车转盘1上的气管，风车转盘1上的钩销缸断气，风车转盘1能够自由转动；当风车转盘1转动到位后，气耦合装置6随传动轴5向前移动时，气耦合装置6与风车转盘1上的气管连接，以使风车转盘1上的钩销缸通气。
[0037]
参照图1和图2，更进一步地，第一滑块33上设置有第一支撑板331和第二支撑板332，在第一支撑板331和第二支撑板332之间设置有加强筋333，斜坡连接块32设置在第一支撑板331上，框架主体2上设置有第一支撑座21，第一弹性件31设置在第二支撑板332与第一支撑座21之间；第二锁止机构4上还设置有第三支撑板44，框架主体2上设置有第二支撑座22，第二弹性件41设置在第三支撑板44和第二支撑座22之间；第一弹性件31和第二弹性件41具体为第一弹簧和第二弹簧，但是这也不是限制性的，第一弹性件31和第二弹性件41还可以是第一弹性橡胶和第二弹性橡胶等其他具有弹力的结构，本领域技术人员可根据需要自行设定。
[0038]
需要说明的是，第一滑块33还可以是一个整体呈板状的结构或者圆柱形的结构等等，因此不对第一滑块33的结构作任何的限制，本领域技术人员可根据需要自行设定。同理，第二滑块42也可以是一个整体呈板状的结构或者圆柱形的结构等等，因此不对第二滑块42的结构作任何的限制，本领域技术人员可根据需要自行设定。此外，框架主体2的结构也可以是其他能够起到支撑作用的结构，对此也不作任何的限制，本领域技术人员可根据需要自行设定。
[0039]
再者，第一滑块33和第二滑块42除了可以通过在框架主体2上设置导轨实现第一锁止机构3和第二锁止机构4上下移动之外，还可以是通过在框架主体2上设置导向杆，将导向杆分别穿入第一滑块33和第二滑块42内，以使第一滑块33和第二滑块42能够沿着导向杆实现上下移动等等，因此并不对第一锁止机构3和第二锁止机构4与框架主体2之间的连接
方式作任何的限制，只要能够实现第一锁止机构3和第二锁止机构4能够相对框架主体2上下移动即可，本领域技术人员可根据需要自行设定。此外，风车转盘1除了可以是圆盘形也可以是方形或者多边形等等，也可以不设置钩销缸安装部13，而是直接将钩销缸安装在风车转盘1上，因此不对风车转盘1的形状结构作任何的限制，本领域技术人员可根据需要自行设定。
[0040]
上述设置方式的优点在于：风车转盘1在正常工作状态时，即第一限位结构11与第二限位结构45处于配合状态，以完全限制风车转盘1的转动，并且通过第一弹性件31向上顶住斜坡连接块32，从而防止传动轴5在无外力作用下向后移动。当风车转盘1需要解锁时，通过外置解锁装置向后顶住传动轴5，此时带动气耦合装置6脱离风车转盘1上的气管使钩销缸断气，以及滚轮51沿斜坡连接块32滚动并对斜坡连接块32施加作用力，以使第一滑块33向下移动，第二滑块42同时向下移动，压缩第一弹性件31和第二弹性件41，使得第一限位结构11与第二限位结构45完全脱离，此时风车转盘1能够自由转动，从而达到解锁的效果。通过滑块与双滑轨的高精度组合方案，使第二限位结构45与第一限位结构11的重复配合精度得到有效的提升，避免了风车转盘1切换过程中的精度损失，极大提升本发明的工装切换装置1’在工作中的定位精度。在框架主体2的前后分别设置第二滑块42和第一滑块33，通过第一滑块33和第二滑块42的联动使工装切换装置1’的整体结构更紧凑，强度更高，稳定性更好，以及第二滑块42与第二弹性件41的锁紧点远离风车转盘1的圆心，保证了风车转盘1的重复精度。
[0041]
在另一种可能的实施方式中，工装切换装置1’不设置第二锁止机构4，仅通过第一锁止机构3与风车转盘1配合连接。具体地，第一滑块33上设置有第二限位结构45，第二限位结构45可以从框架主体2的侧部延伸至第一限位结构11的位置，也可以从后到前穿过框架主体2至第一限位结构11的位置，或者，也可以将第一锁止机构3和风车转盘1设置在同一侧，对此不作任何的限制，本领域技术人员可自行设定，只要第一限位结构11能够与第二限位结构45配合锁止即可。
[0042]
如本节第一段所述，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在与限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。
[0043]
此外，本发明还提供了一种工装切换系统，该工装切换系统具有上述任一实施方式中所述的工装切换装置1’以及台车2’，工装切换装置1’设置在台车2’上，以使工装切换装置1’能够随台车2’一起朝前移动。本发明的工装切换系统相较于使用全生产线伺服电缸等其他方式解决柔性与节拍问题，风车与台车2’相结合的方式，从经济性、占地面积以及精度提升上有明显优势。
[0044]
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。