一种大型薄板产品的翻转定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及白车身制造领域，具体涉及一种大型薄板产品的翻转定位装置。


背景技术：

2.近年来，汽车市场竞争日趋激烈，各汽车厂商越来越重视项目的成本控制，纷纷在企业内部开展各种降成本活动，对以往惯用的工艺方法和工装形式也开始开展对标和优化，以期达到降低项目成本的目的。在焊装工艺中，需要将很多车身单件，通过连接工艺连接到一起，形成白车身总成。这个过程非常复杂且存在很多限制因素，经常需要对产品进行翻面处理，且需要保证产品的尺寸精度。对于小件，通常通过工装上的翻转单元实现单件的翻转，但对于大型的产品，特别是薄板产品，由于夹具和抓手往往都比较复杂，很难在单个夹具上实现直接翻转。所以，通常需要通过中转工位和多个抓手实现产品翻面的功能。具体的就是在需要产品翻面的工位前序，单独设置一个特殊工装，让抓手能够在两个方向上都有抓取空间，使用两个不同的抓手，正面放件，反面取件，从而达到产品翻面的目的，同时，为了产品下件时，维持原抓件方向，还需要再设置一个同样的翻转工装和对应抓手。本实用新型通过特殊的翻转定位机构，解决了这个问题。
3.cn112025310a公开了一种翻转型薄板件智能可重构铆装夹具，主要用于装夹薄板件进行钻孔和铆接操作。此智能工装主要包括多点柔性翻转工装机械主体、感知模块和控制模块，主要通过n-2-1定位方式对蒙皮进行装夹，利用电动缸配装的拉线位移传感器反馈定位球头实际位置，测力传感器和真空压力传感器反馈实际定位点接触力和夹紧力大小，角度传感器检测翻转工作台的实际翻转角度；控制器通过数据采集模块收集实际装夹布局信息，并与上位机输入的最优装夹布局数据进行分析决策，由电动缸和气泵执行来自控制器的指令，对工装位置和夹持力大小进行调整。此智能可重构翻转工装适用于不同尺寸和曲率薄板件的铆装，且能够针对不同制孔和铆接位置，在加工间隙调整装夹布局，有效保证产品质量。
4.该专利所述翻转夹具为一种箱式整体翻转机构，仅针对单纯薄板单板产品，占用空间大，且仅能实现类似单板型产品周边铆接的工艺，不适用于车身焊装领域。本专利所述翻转定位框架及其他相关单元均与基础工装精确连接，达到精密匹配工作的目的，该专利无法实现；翻转定位框架使用u形框架结构，使得基础工装上其他产品与薄板产品的连接工艺实施顺畅，该专利无法实现。
5.cn109231008a涉及焊接工装领域，尤其涉及一种薄板翻身装置及方法。本实用新型提供的薄板翻身装置，包括左平台、右平台、平台旋转支撑台和固定组件。左平台或右平台用于放置薄板，左平台和右平台通过平台旋转支撑台相连接，且左平台和右平台均能绕平台旋转支撑台转动至相配合位置以夹持薄板。固定组件将夹持薄板的左平台和右平台相固定，以使左平台和右平台能够同时绕平台旋转支撑台转动。该装置能够避免薄板在翻身过程中发生变形，保证薄板的整体性能，免除后续矫正的工作，提高工作效率。本发明提供的薄板翻身方法，基于上述薄板翻身装置，能够避免薄板在翻身过程中发生变形，保证薄板
的整体性能，免除后续矫正的工作，提高工作效率。
6.该专利为一种仅针对单纯薄板单板产品翻面的装置，使用两个面板对单板进行夹持，然后整体翻转，与本专利差异较大。本专利所述翻转定位框架及其他相关单元均与基础工装精确连接，达到精密匹配工作的目的，该专利无法实现；翻转定位框架使用u形框架结构，使得基础工装上其他产品与薄板产品的连接工艺实施顺畅，该专利无法实现。
7.cn110902620a本技术公开了一种翻身设备及薄板分段的翻身方法。该翻身设备包括翻身平台、夹持装置、升降装置和翻身驱动装置；待翻身的薄板分段通过夹持装置固定于翻身平台上；升降装置包括设置于翻身平台的侧面的升降梁，升降梁通过一旋转轴与翻身平台侧面的中间位置连接；升降装置通过提升或下降升降梁，进而带动翻身平台、待翻身的薄板分段一同升降；翻身驱动装置包括套设在旋转轴上的旋转盘以及两端分别与升降梁和旋转盘连接的翻转油缸，通过翻转油缸的伸缩带动与翻转油缸连接的旋转盘旋转，以驱动旋转轴旋转并带动翻身平台、待翻身的薄板分段一同相对升降梁旋转。上述方案能够控制薄板分段的翻转速度，翻转过程冲击小。
8.该专利为一种仅针对单纯薄板单板产品翻面的装置。该装置采用类似升降机的装置将产品提升，夹紧平台带动薄板整体旋转，达到翻转目的。本专利所述翻转定位框架及其他相关单元均与基础工装精确连接，达到精密匹配工作的目的，该专利无法实现；翻转定位框架使用u形框架结构，使得基础工装上其他产品与薄板产品的连接工艺实施顺畅，该专利无法实现。


技术实现要素：

9.本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的大型薄板产品无法在单个工位内的翻面和精确定位功能问题，提供了一种大型薄板产品的翻转定位装置。
10.本实用新型涉及白车身制造领域，提出了一种用于大型薄板产品的翻转定位装置，该翻转定位装置包含产品翻转定位框架，用于实现对产品的整体翻转和定位；翻转驱动单元，用于对产品定位框架进行整体翻转；框架定位和夹紧单元，用于对所述产品定位框架进行定位和夹紧；检测单元等，用于识别各单元的到位状态。通过使用该装置，实现了大型薄板产品在单个工位内的翻面和精确定位功能。对于大型薄板产品来说，常规的焊装夹具，如果要实现此功能，需要在此工位前后序，各单独设置一个特殊工装，使用两个不同的抓手，正面放件，反面取件，再放置到定位工装内，从而达到产品翻面加工的目的。
11.本发明对产品夹紧后，整体翻转的形式；
12.翻转框架和驱动汽缸均集成在工装上，与工装精确匹配工作；
13.采用u型整体刚性框架，确保薄板产品不发生变形，同时，不影响基础工装的其他上件及工艺实施。
14.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
15.为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：
16.一种大型薄板产品的翻转定位装置，包括定位夹紧单元1、驱动单元2、旋转轴3、到位夹紧单元4、限位、缓冲和检测单元5、基础工装6；
17.所述定位夹紧单元1通过驱动单元2打开及收缩，定位夹紧单元1绕旋转轴3 翻转；在定位夹紧单元1的闭合位和打开位，各有两组到位夹紧单元4，以及两组限位、缓冲和检测单元5；驱动单元2、旋转轴3、到位夹紧单元4、限位、缓冲及检测单元5，均连接到基础工装6上。
18.定位夹紧单元1的结构见图3，闭合位见图2或图5，打开位见图6。
19.进一步地，所述定位夹紧单元1包括翻转框架主体11、连接座12、夹紧单元13、辅助定位块a14、检测开关15、夹紧块17、限位块18、辅助定位块b19；
20.所述翻转框架主体11与连接座12相连，连接座12与汽缸的y型接头连接；
21.所述夹紧单元13及辅助定位块b19通过定位销和螺栓连接到翻转框架主体11上；
22.所述辅助定位块a14用于对产品的辅助夹紧；
23.所述检测开关15用于检测产品是否放到位，并将检测信号传递给控制系统，实现自动抓放件的动作逻辑。
24.进一步地，所述驱动单元2包括直线形气缸21、气缸支撑架22、23；
25.所述驱动单元的主体为直线形气缸21，气缸支撑架22，23与汽缸旋转支座相连，气缸支撑架22、23通过定位销和螺柱与基础工装的base板相连。
26.进一步地，所述翻转框架主体11为一种u形结构焊接框架。
27.进一步地，所述直线形气缸选择具备伸出到位锁紧功能的汽缸。
28.进一步地，所述翻转框架主体11上的支撑单元16与集成在基础工装6上的缓冲单元51相配合，实现翻转过程的平顺。
29.进一步地，为了保证翻转定位框架在水平位和垂直位的位置精度，在两个到位点分别配置有两组针对翻转框架主体11的限位和夹紧单元；两个到位点就是闭合位和打开位。
30.进一步地，所述限位和夹紧单元分别为闭合位的限位单元47，48；框架闭合位锁紧单元41，42；打开位的限位单元45，46；框架打开位锁紧单元43，44；
31.进一步地，通过翻转框架主体11上四组限位块18和四组夹紧块17与基础工装上的限位和夹紧单元匹配。
32.进一步地，所述限位和夹紧单元分别为闭合位的限位单元47，48，框架闭合位锁紧单元41，42；联合旋转轴3的旋转，实现对翻转框架主体11的定位和夹紧。
33.所述到位夹紧单元4包括框架闭合位锁紧单元41、42；框架打开位锁紧单元43、44；限位单元45、46、47、48；
34.限位、缓冲和检测单元5包括缓冲单元51、框架检测开关52、缓冲单元53、 55、框架检测开关54、56；
35.基础工装6包括基座61、base板62、定位夹紧单元63、支撑单元64。
36.缓冲单元51，53，55；限位单元45，46，47，48；框架闭合位锁紧单元41、 42；框架打开位锁紧单元43、44；框架检测开关52、54、56；气缸支撑架22、 23均通过定位销和螺柱连接在基础工装上，翻转定位框架在水平位上有两组框架闭合位锁紧单元41,42分别位于翻转
框架主体11两侧，稍远离旋转轴3的位置，以保证定位的准确。在基础工装两侧还同时装有两组缓冲单元51和两组框架检测开关52，通过与翻转框架主体11上的支撑单元16配合实现翻转框架主体11的到位检测和缓冲功能；翻转框架主体11在垂直位，也设置两组限位单元45,46和两组框架打开位锁紧单元43,44；以及两组缓冲单元53,55和两组框架检测开关 54,56。
37.垂直位就是打开位，水平位就是闭合位。
38.基础工装由基座61、base板62及多组定位夹紧单元63和支撑单元64组成，所述定位夹紧单元63和支撑单元64与base板通过定位销和螺钉连接；缓冲单元 51，53，55；限位单元45，46，47，48；框架闭合位锁紧单元41、42；框架打开位锁紧单元43、44；框架检测开关52、54、56；气缸支撑架22、23通过定位销和螺柱连接在基础工装的base板上；保证翻转机构与夹具上的定位夹紧部件的匹配精度。
39.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
40.本实用新型利用特殊的翻转机构在工艺工位内实现了翻转定位功能，占用时间少，工作效率高，节省项目成本，节省占地面积。
附图说明
41.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
42.图1为一种大型车身的顶盖产品示意图；
43.图2为本实用新型所述一种大型薄板产品的翻转定位装置结构示意图；
44.图3为翻转定位框架结构示意图；
45.图4为实施例的驱动单元示意图；
46.图5为实施例的框架夹紧单元示意图；
47.图6为实施例的框架打开状态示意图；
48.图中：
49.1、定位夹紧单元；2、驱动单元；3、旋转轴；4、到位夹紧单元；5、限位、缓冲和检测单元；6、基础工装；
50.11、翻转框架主体；12、连接座；13、夹紧单元；14、辅助定位块a；15、检测开关；17、夹紧块；18、限位块；19、辅助定位块b；
51.21、直线形气缸；22、气缸支撑架；23、气缸支撑架；
52.41、框架闭合位锁紧单元；42、框架闭合位锁紧单元；43、框架打开位锁紧单元；44、框架打开位锁紧单元；45、限位单元；46限位单元；47限位单元； 48限位单元；
53.51、缓冲单元；52、框架检测开关；53缓冲单元；55、缓冲单元；54、框架检测开关；56、框架检测开关；
54.61、基座；62、base板；63、定位夹紧单元；64、支撑单元。
具体实施方式
55.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实
施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。
57.下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
58.本实用新型的目的在于提供一种用于焊装夹具的大型薄板产品的翻转定位装置。
59.下面结合本实用新型的实施例及其附图，对该实施例内容做具体说明，所述实施例仅为本实用新型的一种实施例，并非全部。
60.附图1为实施例中使用的产品，该产品为一种大型车身的顶盖，此种顶盖的外板单件是一种薄板产品，在工艺实施过程中，如果处理不当，极易发生弯折和变形。
61.实施例的组成结构见附图2，该翻转定位装置主体由一种u形框架及其上的定位夹紧单元组成1，通过驱动气缸2的打开及收缩，实现框架绕一组旋转轴3形成的旋转中心翻转。在框架的闭合位和打开位，各有两组框架的到位夹紧单元4，以及两组限位、缓冲和检测单元5。其中，上述驱动单元、旋转轴、定位单元、限位、缓冲及检测单元，均连接到基础工装6上，从而保证翻转定位装置与基础工装的匹配精度。
62.所述翻转定位框架结构附图3，包含翻转框架主体11，该框架为一种u 形结构，在保证框架强度和刚度的同时，能够满足自动取放产品时抓手的良好通过性。该框架主体通过一个连接座12与驱动单元相连，实现框架闭合和打开动力的传递。产品的四组夹紧单元13通过定位销和螺栓连接到翻转定位框架上，保证对产品的良好夹持。通过五组吸盘及吸盘周围的辅助定位块a14实现对产品的辅助夹紧。产品的放件是否到位通过两组检测开关 15进行检测，并将检测信号传递给控制系统，实现自动抓放件的动作逻辑。翻转定位框架由于重量较大，因此在翻转过程中存在较大的惯性，通过框架上的四组支撑单元与集成在基础工装上的缓冲单元相配合，实现翻转过程的平顺。为了保证翻转定位框架在水平位和垂直位的位置精度，在两个到位点分别配置有两组针对框架的限位和夹紧单元，通过框架上四组限位块18和四组夹紧块17与基础工装上的限位和夹紧单元匹配，联合框架旋转轴的旋转，实现对框架本体的定位和夹紧。
63.该实施例的驱动单元见附图4，主体为直线形气缸21，由于翻转定位框架整体重量大，处于垂直位时存在由于误操作导致框架翻倒的风险，为了避免框架翻到，该气具备伸出位的到位锁紧功能，保证翻转单元的安全性。驱动气缸本体在动作过程中会发生微小旋转，因此，通过转轴与两个气缸支撑架22，23相连，气缸支座通过定位销和螺柱与基础工装的base板相连。
64.实施例中的其他功能单元见附图5和附图6，缓冲和到位锁紧等单元均通过定位销和螺柱连接在基础工装上，翻转定位框架在水平位上有两组闭合位锁紧单元41,42分别位于框架两侧，稍远离旋转轴的位置，以保证定位的准确。在基础工装两侧还同时装有两组缓
冲单元51和两组框架检测开关52，通过与翻转框架上的对应单元配合实现翻转框架的到位检测和缓冲功能。类似的，翻转框架在垂直位，也具备两组限位单元45,46和两组框架打开位锁紧单元43,44。以及两组缓冲单元53,55和两组框架检测开关54,56。
65.基础工装的支撑面由基座61和base板62组成，base板上连接多组产品的定位夹紧单元63和支撑单元64，同时，也通过base板与前述的翻转框架驱动单元、限位单元、夹紧单元、缓冲单元、检测单元等相连。保证翻转机构与夹具上的其它定位夹紧部件的匹配精度。
66.该实施例的工作过程是这样的：翻转定位框架的初始状态为附图6所示的打开状态，且其上的产品夹紧单元处于打开状态。当抓手带产品进入翻转定位框架并移动到位后，检测开关15检测产品到位，夹紧单元13夹紧产品，此时，抓手释放产品并离开，翻转定位框架的框架打开位锁紧单元43和44解锁，此时，翻转定位框架通过直线型汽缸21的驱动，翻转到水平状态，翻转到位过程中，缓冲单元51保证框架到位的平顺性，限位单元47和48保证了整个机构到位的准确性，框架到位后，框架检测开关52发出到位信号，闭合位锁紧单元41和42将框架锁紧。此时，开始其他相关产品上件，并完成基础工装上的其它夹紧部件夹紧。所有产品定位夹紧完成后，开始实施本工位的连接工艺。所有工艺完成后，基础工装上的夹紧部件打开，闭合位锁紧单元41和42打开，直线型汽缸 21，带动翻转定位框架，绕旋转轴旋转到垂直状态，缓冲单元53和55保证整体的平顺性，限位单元45和46保证了整个机构到位的准确性，框架检测开关54和 56检测到框架到位后，框架打开位锁紧单元43和44将翻转定位框架锁紧。此时，下件抓手可以进入翻转定位框架抓取完成该工位连接工艺的产品合件，翻转框架上的夹紧单元13将产品释放，检测开关15识别产品已经离开，抓手取走产品后，整个工作循环完成。
67.本发明解决了车身大型薄板形产品，在焊装线的单个工位内实现产品翻面和精确定位。
68.采用对产品夹紧后，整体翻转的形式，不影响该工位的相关工艺实施，不影响生产节拍。
69.采用u型整体刚性框架，确保薄板产品不发生变形，同时，不影响基础工装的其他上件及工艺。
70.该装置集成在工艺工装上，与工装相匹配工作，不需要单独的支撑结构。
71.替代方案同样能完成实用新型目的：
72.驱动装置除了使用气缸外，还可以使用电机驱动。
73.除了直接翻转外，还可以使用升降机构，带动夹紧框架在高位夹紧产品，在低位与基础工装匹配；或者垂直升降加整体翻转的方法实现此功能，但垂直升降机构升降行程较大，占用工艺时间长，且结构复杂，成本高。
74.本翻转定位机构是安装在夹具上的，从而实现与其它夹紧单元的高精度匹配。也可以通过支腿安装在地面上，但该形式无法保证与基础工装的匹配精度。
75.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。