[发明专利]一种汽车车身焊接气动夹具压紧机构

说明书

技术领域

本发明涉及气动夹具压紧结构，具体涉及一种汽车车身焊接气动夹具压紧机构。

背景技术

在汽车整车制造厂车身焊接生产过程中，焊接生产线上的焊接夹具多为气动夹具，以此来保证夹具对工件的准确定位和有效夹紧。通常情况下，同一个夹具压紧单元（从一个气动单元引出的压紧单元及其连接机构作为一个整体并称之为一个夹具压紧单元，它可能包含一个或多个压紧块，例如图1中的压紧单元1就包含两个压紧块）只具有压紧工件的一个面的功能，在夹具设计过程中气缸工作时各运动单元的主旋转中心（图3中的11及铰接板2的下旋转中心）的选取是整个夹具运动模拟的中心任务，它直接关系到夹具压紧单元是否能有效压紧和打开，并保证工件在装配和取出过程中有足够的操作空间。

然而，在实际应用中，由于零件本身的结构原因，往往要求夹具在有限的空间范围内对其多个面加以压紧，这种情形有两种表现形式：一是这些面在同一个或相互平行的平面上，二是这些面在互成角度的两个或多个平面上。对于在同一个或相互平行的平面上的情况，夹具压紧单元的设计相对简单，除了前面谈到的选好气缸工作时各运动单元的主旋转中心位置及其他必须参数的选择外，就是将各个压紧块独立开来设计以有利于各压紧面的调节。而对于第二种情况及这些面在互成角度的两个或多个平面上时，设计的难度就加大了许多，一般情况下，即使对于只有一个压紧面的情形，上述主旋转中心位置的选择都是有一定限制的，如一般要求主旋转中心必须在压紧面上下各85度的范围内选取以保证其压紧功能的实现，这样对于要在一个夹具压紧单元上实现对两个以上互成角度的平面压紧，如果依照常规的设计方案，主旋转中心的位置往往难以找到，这就要求从多级联动的角度考虑夹具压紧机构设计方案的制定。

对于一个夹具压紧单元要对两个互成钝角平面的工件加以压紧的要求，如果按照常规的设计思路，受夹具空间结构布局的影响，气缸工作时各运动单元的主旋转中心往往难以找到，如图5是常规气动夹具打开状态简图，按这种结构设计，铰接板与压紧单元是通过二氧化碳保护焊的硬连接方式连接起来的，气缸工作时各运动单元不能依靠铰接板的上旋转中心12作为过渡，导致气缸在压紧和打开过程中都会引起压紧单元与工件的干涉，设计人员在气缸设计模拟过程中一般会想到将气缸工作时各运动单元的主旋转中心11上调来试图消除干涉，如图6所示，事实往往不能得到满意的结果，干涉只是较主旋转中心上调之前有所减轻但不能根本解决，从结构上讲，这是受联动结构的运动轨迹引起的，因为气缸4的下旋转中心10离压紧面太远，在气缸工作过程中，它的响应速度和幅度都比靠近压紧面的运动单元小，这样在缺少铰接板2的上旋转中心12作为缓解过渡的运动中，压紧单元1必然与工件8产生干涉。

那么，是否能在常规设计的基础上将铰接板2的上旋转中心12松开，及铰接板2与压紧单元1之间采用软连接的方式连接，使气缸4在打开和关闭时能满足我们的设计要求呢？通过模拟分析可以知道这是不可能的，如图7所示，虽然将铰接板2与压紧单元1之间的硬连接取消了，但气缸4同时还能绕它与连接板5的连接销转动，气缸工作时各运动单元自由度超过一个，导致整个运动系统紊乱，同样会与工件8干涉。

图7中共有4个旋转点，其中铰接板2的下旋转中心11是整个运动机构的主旋转中心，气缸4的上旋转中心9是气缸工作的关键点，这两个旋转点绝不可能取消。如图8所示为其中之一，及在图5所示常规设计的基础上，取消气缸4能绕它与连接板5的连接销转动的功能，显然这与图7所示的方案相反，气缸工作时各运动单元自由度为零，运动机构无法动作，压紧单元1也不能实现其压紧功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车车身焊接气动夹具压紧机构，它主要解决一个夹具压紧单元上对两个以上互成角度平面的压紧问题，本发明以对两个互成钝角的面加以压紧作为案例来阐述剖析。

本发明采用的技术方案：

一种汽车车身焊接气动夹具压紧机构，它包括压紧单元、铰接板、气缸、连接板、支座、定位块，其中，铰接板与连接板铰接，定位块固接在连接板上，连接板固接在支座上；气缸与压紧单元连接，工作时，工件被夹在定位块与压紧单元之间，在连接板与气缸之间设有气缸旋转限位器，气缸旋转限位器固连在连接板上；压紧单元与铰接板铰接。

上述的气缸旋转限位器为L型，其一端固定在气缸缸体上端，另一端固接在连接板上。

本发明取得的技术效果：

本发明能用一个夹具压紧单元对两个以上互成角度的平面加以压紧，避免了更多夹具单元的布置，节约了成本，同时为焊接生产线提供了更大的施焊空间，增强了工艺可行性和操作的方便性。