一種工裝夾緊裝置及方法與流程

本發(fā)明涉及汽車焊裝領域，特別涉及一種工裝夾緊裝置及方法。

背景技術(shù)：

汽車焊裝夾具中最基本應用最多的機構(gòu)就是夾緊機構(gòu)或夾緊器，每條車身焊裝線大大小小的工裝夾具有上百套。生產(chǎn)時，通過夾緊機構(gòu)對焊接工件的夾緊使工件不竄動不變形，可有效保證焊接工件的焊接精度和焊接質(zhì)量。目前國內(nèi)的夾緊焊裝夾具主要為拉桿式氣缸驅(qū)動夾緊夾具,由拉桿式氣缸、支座、連接板、連桿壓臂、定位塊、壓頭等零件組成。

拉桿式氣缸驅(qū)動夾緊夾具，其零件多為非標件，增加備件和維修成本；多個零件的多種規(guī)格標準使得采購成本預算困難，不適合成本結(jié)構(gòu)越來越細分的汽車行業(yè)；氣缸的活塞桿暴露在外易磨損；此外，由于沒有統(tǒng)一的標準規(guī)定信號輸出端口的位置，隨著焊裝線自動化程度越來越高，易使夾具布局紊亂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種工裝夾緊裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有一體式夾緊器加工困難的問題

本發(fā)明提供一種工裝夾緊裝置包括氣缸、氣缸接頭、安裝座、殼體、連桿、壓臂，所述氣缸連接在安裝座底部，所述殼體連接在安裝座頂部，所述安裝座設有氣缸孔，所述氣缸接頭底部穿過氣缸孔與氣缸連接，其頂部通過連桿分別與殼體、壓臂鉸接，所述殼體靠近壓臂處設有第一限位塊，所述第一限位塊限制壓臂的最大打開角度。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述連桿設有限位槽位，所述限位槽位與第一限位塊配合，所述第一限位塊設置為多種限位角度和限位高度。

作為本發(fā)明的進一步改進，工裝夾緊裝置包括轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸穿過殼體并兩端與壓臂固定連接，所述連桿固定連接在轉(zhuǎn)軸上，所述連桿與轉(zhuǎn)軸的連接處設有第二限位塊，所述第一限位塊設置在殼體靠近轉(zhuǎn)軸處，所述第一限位塊與第二限位塊配合連接，所述第一限位塊與第二限位塊以轉(zhuǎn)軸為圓心呈一定角度的限位夾角。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述連桿包括第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿，所述第四連桿中部與氣缸接頭鉸接，其兩端分別與第二連桿、第三連桿鉸接，所述第一連桿的一端與轉(zhuǎn)軸固定連接并其另一端與第二連桿鉸接，所述第三連桿與殼體鉸接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第四連桿為L型連桿，所述L型連桿的折彎處與氣缸接頭鉸接，其兩端分別與第二連桿、第三連桿鉸接。

作為本發(fā)明的進一步改進，壓臂處于夾緊狀態(tài)時，所述第二連桿、第三連桿貼合連接殼體的內(nèi)壁。

作為本發(fā)明的進一步改進，工裝夾緊裝置包括第二連接板、壓頭，所述殼體設有第一連接板，所述第一連接板與第二連接板連接，所述壓臂與壓頭連接，所述第二連接板相對應與壓頭的位置設有定位塊，所述壓頭與定位塊配合連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，工裝夾緊裝置包括支基，所述支基連接在第二連接板上。

本發(fā)明還提供一種工裝夾緊方法包括以下步驟：

A.設置張開角度：根據(jù)壓臂要打開的最大角度，設置第一限位塊與第二限位塊或連桿限位槽位的限位夾角的角度；

B.進行張開操作：氣缸驅(qū)動氣缸接頭縮小伸出量，通過第四連桿帶動第二連桿、第三連桿遠離殼體內(nèi)壁上方，第一連桿在第二連桿的作用下帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，壓臂打開，限位夾角縮小，當?shù)诙尬粔K或第一連桿與第一限位塊接觸時，氣缸停止驅(qū)動，壓臂處于最大張開角度；

C.進行壓緊操作：氣缸驅(qū)動氣缸接頭增大伸出量，通過第四連桿帶動第二連桿、第三連桿向殼體內(nèi)壁移動，第一連桿在第二連桿的作用下帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，壓臂閉合，限位夾角增大，當?shù)诙B桿、第三連桿與殼體內(nèi)壁貼合時，氣缸停止驅(qū)動，壓臂出于壓緊狀態(tài)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟B還包括：

B1.當氣缸接頭的伸出量為0時，若此時第二限位塊或第一連桿未與第一限位塊接觸，氣缸停止驅(qū)動，壓臂處于最大張開角度。

本發(fā)明的有益效果是：該機構(gòu)采用多連桿機構(gòu)，低副轉(zhuǎn)動，摩擦??； 多連桿配合有明顯的增力效果。經(jīng)簡單力學計算，在實際使用狀態(tài)該機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸扭矩是使用同樣氣缸直接推動產(chǎn)生扭矩的近4倍，壓力可靠；同一型號氣缸可以實現(xiàn)機構(gòu)多種角度的打開，采購件做到標準模塊化降低采購備件和周期；不同缸徑的氣缸滿足不同壓力需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置工裝應用時的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置限位部位的放大圖；

圖5是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置夾緊狀態(tài)的結(jié)構(gòu)平視圖；

圖6是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置限位夾角90度時的結(jié)構(gòu)平視圖；

圖7是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置限位夾角105度時的結(jié)構(gòu)平視圖；

圖8是本發(fā)明一種工裝夾緊裝置限位夾角115度時的結(jié)構(gòu)平視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。

如圖1至圖3所示，一種工裝夾緊裝置包括氣缸21、氣缸接頭22、安裝座1、殼體3、連桿4、壓臂5，氣缸21連接在安裝座1底部，殼體3連接在安裝座1頂部，安裝座1設有氣缸孔，氣缸接頭22底部穿過氣缸孔與氣缸21連接，其頂部通過連桿4分別與殼體3、壓臂5鉸接，殼體3靠近壓臂5處設有第一限位塊61，第一限位塊61限制壓臂5的最大打開角度。

本發(fā)明通過兩種限位塊的方式對壓臂5的打開角度進行限位：

作為本發(fā)明的第一實施例，如圖4、5所示，連桿4設有限位槽位，限位槽位與第一限位塊61配合，第一限位塊61設置為多種限位角度和限位高度。第一限位塊61通過不同型面，即角度和高度不同的限位塊來實現(xiàn)的，限位塊的帶角度的型面與連桿1作用即達到限位功能，限位塊可以根據(jù)限位角度的需求隨時更換。

作為本發(fā)明的第二實施例，工裝夾緊裝置包括轉(zhuǎn)軸7，轉(zhuǎn)軸7穿過殼體2并兩端與壓臂5固定連接，連桿4固定連接在轉(zhuǎn)軸7上，連桿4與轉(zhuǎn)軸7的連接處設有第二限位塊62，第一限位塊61設置在殼體3靠近轉(zhuǎn)軸7處，第一限位塊61與第二限位塊62配合連接，第一限位塊61與第二限位塊62以轉(zhuǎn)軸7為圓心呈一定角度的限位夾角。限位夾角的角度為0-180度。

連桿4包括第一連桿41、第二連桿42、第三連桿43、第四連桿44，第四連桿44中部與氣缸接頭22鉸接，其兩端分別與第二連桿42、第三連桿43鉸接，第一連桿41的一端與轉(zhuǎn)軸7固定連接并其另一端與第二連桿42鉸接，第三連桿43與殼體3鉸接。

優(yōu)選的，第四連桿4為L型連桿，所述L型連桿的折彎處與氣缸接頭22鉸接，其兩端分別與第二連桿42、第三連桿43鉸接。

壓臂5處于夾緊狀態(tài)時，第二連桿42、第三連桿43貼合連接殼體3的內(nèi)壁。

工裝夾緊裝置包括第二連接板81、壓頭82，殼體3設有第一連接板31，第一連接板31與第二連接板81連接，壓臂5與壓頭82連接，第二連接板81相對應與壓頭82的位置設有定位塊83，壓頭82與定位塊83配合連接。工裝夾緊裝置還包括支基84，支基84連接在第二連接板81上。

一體式夾緊器集自動化生產(chǎn)和標準化一體式結(jié)構(gòu)可靈活性設計等特點于一身，在功能性，可維護性及夾具的設計制造性方面，都遠比拉桿式氣缸夾緊機構(gòu)優(yōu)越，其成為汽車焊裝夾具制造的主流趁勢。

該一體式夾緊裝置由壓臂5、4個連桿4、多個銷軸、殼體3左右各1個、氣缸21、氣缸接頭22、連接板、限位塊、安裝座1等組成，如圖2所示。殼體結(jié)構(gòu)為左右對稱兩半，壓臂5與連桿4聯(lián)接，4個連桿4相互聯(lián)接，連桿4與氣缸接頭22聯(lián)接，以上部件均安裝在殼體3內(nèi)部；殼體3通過安裝座1與氣缸21固定在一起，連接板安裝在殼體3側(cè)面。

各連桿4通過銷軸聯(lián)結(jié)，氣缸21驅(qū)動連桿4帶動壓臂5運動；

通過限位塊（型面）控制壓臂的打開角度，角度值理論上可為0-180度,為形成模塊化，根據(jù)經(jīng)驗將限位塊設置90度，105度、115度三種角度模塊基本滿足所有工裝夾具的使用；當然,其他角度也可以，重點是靠限位塊某一型面角度和高度實現(xiàn)限位。

左右各1個的殼體組裝起來，形成封閉性的腔體，保護內(nèi)部機構(gòu)，尤其氣缸活塞桿免受焊渣飛濺，延長運動部件的壽命。

零件均為標準件，在加工、成本、維護等方面優(yōu)勢突出。

壓臂的打開狀態(tài)（打開角度）靠限位塊帶角度的型面決定。限位塊起限位作用的型面角度可以有多個系列，根據(jù)工裝夾具實際情況選取。以氣缸行程為50mm為例，該夾緊機構(gòu)夾緊狀態(tài)和使用3種不同系列限位塊的3種不同打開狀態(tài)。

如圖5所示，夾緊狀態(tài)，圖示氣缸伸出50MM。

如圖6所示，90度時限位塊的打開狀態(tài)，此時氣缸伸出量30MM。

如圖7所示，105度時限位塊的打開狀態(tài)，此時氣缸伸出量7MM，壓臂5的打開角度為90度。

如圖8所示，115度時限位塊的打開狀態(tài)，此時氣缸伸出量0MM，壓臂5打開最大角度118度。

該裝置設計為模塊化組件，是工裝夾具的核心動力組件，以它為載體使得夾具設計更方便快捷。我們只需要設計合適的壓頭82、定位塊83、支基84。壓頭82和定位塊83根據(jù)零件型面設計和數(shù)控加工，支基84主要考慮高度因素，最后將壓頭82安裝到壓臂5上，定位塊83安裝在第二連接板81上，第二連接板81安裝到支基84上，即形成一套工裝夾具。

使用該套模塊化機構(gòu)后，設計內(nèi)容大大減少效率明顯提高；此外，零部件的模塊化使得加工周期縮短和成本降低；互換性增強零部件備件品種減少。

本發(fā)明的一種工裝夾緊方法包括以下步驟：

A.設置張開角度：根據(jù)壓臂5要打開的最大角度，設置第一限位塊61與第二限位塊62或連桿4限位槽位的限位夾角的角度；

B.進行張開操作：氣缸21驅(qū)動氣缸接頭22縮小伸出量，通過第四連桿44帶動第二連桿42、第三連桿43遠離殼體3內(nèi)壁上方，第一連桿41在第二連桿42的作用下帶動轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)，壓臂5打開，限位夾角縮小，當?shù)诙尬粔K62或第一連桿41與第一限位塊61接觸時，氣缸21停止驅(qū)動，壓臂5處于最大張開角度；

C.進行壓緊操作：氣缸21驅(qū)動氣缸接頭22增大伸出量，通過第四連桿44帶動第二連桿42、第三連桿43向殼體3內(nèi)壁移動，第一連桿41在第二連桿42的作用下帶動轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)，壓臂5閉合，限位夾角增大，當?shù)诙B桿42、第三連桿43與殼體3內(nèi)壁貼合時，氣缸21停止驅(qū)動，壓臂5出于壓緊狀態(tài)。

其中，步驟B還包括：

B1.當氣缸接頭22的伸出量為0時，若此時第二限位塊62或第一連桿41未與第一限位塊61接觸，氣缸21停止驅(qū)動，壓臂5處于最大張開角度。

該夾緊機構(gòu)已通過試制疲勞試驗，結(jié)構(gòu)可靠穩(wěn)定；

1、相比同樣驅(qū)動氣缸的拉桿式夾緊機構(gòu)，該夾緊機構(gòu)夾緊力增加到4倍，對工件夾緊可靠穩(wěn)定；

2、該機構(gòu)殼體3與連桿4加工量不大，且加工難度小加工性強，便于日常維護，制造成本低，大規(guī)模焊裝線使用經(jīng)濟效益可觀。

本發(fā)明的整體有益效果為：

1）該機構(gòu)采用多連桿機構(gòu)，低副轉(zhuǎn)動，摩擦?。?/p>

2）多連桿配合有明顯的增力效果。經(jīng)簡單力學計算，在實際使用狀態(tài)該機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸扭矩是使用同樣氣缸直接推動產(chǎn)生扭矩的近4倍，壓力可靠；

3）同一型號氣缸可以實現(xiàn)機構(gòu)多種角度的打開，采購件做到標準模塊化降低采購備件和周期；不同缸徑的氣缸滿足不同壓力需求；

4）該機構(gòu)打開角度靠限位塊型面實現(xiàn)，根據(jù)經(jīng)驗將限位塊設置90度，105度、115度三個角度基本滿足所有工裝夾具的使用；

5）使用連接板零件，增加設計的靈活性；

6）該機構(gòu)封閉性更好，防焊渣飛濺更加可靠；

7）強大的模塊化，大大簡化了工裝夾具設計、加工、調(diào)試過程，成本降低效率提高；

8）采用扁平氣缸結(jié)構(gòu)緊湊，外觀一致大量應用在焊裝線上美觀整齊。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。