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技术领域

本发明涉及汽车制造加工技术领域，具体地指一种车身成型夹具随机 切换装置。

背景技术

随着社会进步人们需求逐渐提高，市场更加需要具有特色、满足顾客 个人要求和功能的汽车产品。在目前不确定的市场环境下，汽车制造商比 以往任何时候都需要具有灵活多变的汽车混线生产系统，目前白车身成型 夹具切换系统主要有如下几类：1、包含水平转台和竖直转台等的转台切换 系统，要求较大的占地线宽，对场地面积要求高；2、机器人抓取样架切换 系统，对侧围分总成的精度要求较高，成本高；3、轨道移动切换系统，占 地面积较大，长度较长，空间利用率不高。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种车身成型夹 具随机切换装置，该装置通过立体化的设计，满足汽车夹具的转运存储功 能，占地面积小，切换方便，实用性好。

为实现此目的，本发明所设计的车身成型夹具随机切换装置，包括夹 具切换支架，所述夹具切换支架上设有夹具切换机构，其特征在于：所述 夹具切换支架由多根支腿和固定于支腿顶部的支架平台组成，所述夹具切 换机构包括布置于夹具切换支架左右两侧、固定于地面上的下层切换机构 组件和布置于支架平台左右两侧的上层切换机构组件；所述下层切换机构 组件包括位于夹具切换支架的中部左右两侧的第一纵向平移机构和底部与 第一纵向平移机构对接、设置于第一纵向平移机构前后两侧的横向升降切 换机构，所述横向升降切换机构顶面位于支架平台上方；所述上层切换机 构组件包括设置于支架平台的中部左右两侧、与横向升降切换机构顶部对 接的第二纵向平移机构和设置于第二纵向平移机构前后两侧与第二纵向平 移机构对接的夹具存储机构。

进一步的，所述第一纵向平移机构包括两根第一纵向平移轨道，所述 第一纵向平移轨道与车身加工的移动方向垂直，所述第一纵向平移轨道上 设有第一纵向夹具转运车，所述第一纵向夹具转运车的底部固定有与夹具 的底部滚轮配合的第一夹具滑移轨道，所述第一纵向夹具转运车的顶部间 隔设有与夹具顶部配合的限位卡勾，所述第一纵向夹具转运车的上部中央 设有第一夹紧气缸。

进一步的，所述第一纵向平移轨道上固定有齿条，所述第一纵向夹具 转运车的前后两侧底部设有与齿条配合的齿轮；所述第一纵向夹具转运车 的底部中央设有驱动齿轮的第一电机。

进一步的，所述第一纵向夹具转运车的侧部下方设有一根平托轨道和 与第一电机连接的电缆拖链，所述第一纵向夹具转运车的侧部设置于平托 轨道上。

进一步的，所述第一纵向平移轨道的外侧设有一根夹紧柱，所述夹紧 柱的上部和下部分别设有一个第二夹紧气缸。

进一步的，所述横向升降切换机构包括升降机，所述升降机的升降支 架上设有横向平移支架，所述横向平移支架的底部设有与夹具底部的滚轮 配合的行走轨道和行走齿条，所述行走齿条位于行走轨道上方，所述行走 齿条和行走轨道均与车身加工的移动方向平行，所述行走轨道上设有横向 平移转运车，所述横向平移转运车上设有行走电机，所述横向平移转运车 上设有与行走齿条配合的行走齿轮和与行走轨道配合的行走滚轮，所述横 向平移转运车上固定有与夹具的挂车滚轮配合的抓手；所述横向平移支架 的顶部间隔固定有与夹具顶部配合的限位卡勾。

进一步的，所述第二纵向平移机构包括两根第二纵向平移轨道，所述 第二纵向平移轨道与车身加工的移动方向垂直，所述第二纵向平移轨道上 设有第二纵向夹具转运车，所述第二纵向夹具转运车的底部固定有与夹具 的底部滚轮配合的第二夹具滑移轨道，所述第二纵向夹具转运车的顶部间 隔设有与夹具顶部配合的限位卡勾，所述第二纵向夹具转运车的上部中央 设有第一夹紧气缸。

进一步的，所述第二纵向平移轨道上固定有齿条，所述第二纵向夹具 转运车的前后两侧底部设有与齿条配合的齿轮；所述第二纵向夹具转运车 的底部中央设有驱动齿轮的第二电机。

进一步的，所述第二纵向夹具转运车的中部下方设有一根平托轨道和 与第二电机连接的电缆拖链，所述第二纵向夹具转运车的侧部设置于平托 轨道上。

更进一步的，所述夹具存储机构包括夹具存储支架，所述夹具存储支 架的底部设有与夹具底部的滚轮配合的行走轨道和行走齿条，所述行走齿 条位于行走轨道上方，所述行走齿条和行走轨道均与车身加工的移动方向 平行，所述行走轨道上设有横向平移转运车，所述横向平移转运车上设有 行走电机，所述横向平移转运车上设有与行走齿条配合的行走齿轮和与行 走轨道配合的行走滚轮，所述横向平移转运车上固定有与夹具的挂车滚轮 配合的抓手；所述夹具存储支架的顶部间隔固定有与夹具顶部配合的限位 卡勾。

本发明的有益效果是：本发明分为上下两层，由X向输送分段轨道、 升降机、Y向平移机构、夹具存储库位构成，占地面积小，可实现至少四 种车型的混线生产，以较小的占地面积，简单的结构形式，科学的切换原 理，带来更高效率的夹具切换能力。本发明主要特点如下：1、占地面积小； 2.夹具切换效率高，不影响生产工艺的时间；3.通用性强：可以完成任一 车型的夹具切换；4.可扩展性强：通过对空中夹具库的扩展，可完成4+n 中车型混线生产(n视空中面积而定)。

附图说明

图1为本发明所设计的切换装置的整体结构示意图；

图2为本发明所设计的切换装置装配车辆的俯视图；

图3为本发明中下层切换机构组件的俯视图；

图4为本发明中第一纵向平移机构的结构示意图；

图5为本发明中第一纵向平移机构两侧设置夹紧柱的后视图；

图6为本发明中横向升降切换机构的结构示意图；

图7为本发明中横向平移转运结构的示意图；

图8为本发明中横向平移转运车与夹具配合的结构示意图；

图9为本发明中上层切换机构组件的俯视图；

图10为本发明中第二纵向平移机构的结构示意图；

图11为本发明中第二纵向平移机构与夹具配合的结构示意图；

图12为本发明中下层切换机构组件的转换原理示意图；

图13为本发明中上层切换机构组件的转换原理示意图；

其中，1—夹具切换支架，1.1—支腿，1.2—支架平台，2—第一纵向平 移机构，2.1—第一纵向平移轨道，2.2—第一纵向夹具转运车，3—横向升 降切换机构，4—第二纵向平移机构，4.1—第二纵向平移轨道，4.2—第二 纵向夹具转运车，5—夹具存储机构，5.1—夹具存储支架，6—第一夹具滑 移轨道，7—限位卡勾，8—齿条，9—平托轨道，10—第一电机，11—第一 夹紧气缸，12—抓手，13—行走轨道，14—行走齿条，15—横向平移转运 车，16—行走电机，17—行走齿轮，18—夹具，19—挂车滚轮，20—第二 夹具滑移轨道，21—第二电机，22—夹紧柱，23—行走滚轮，24—第二夹 紧气缸，25—电缆拖链。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1—2所示的车身成型夹具随机切换装置，包括夹具切换支架1， 夹具切换支架1上设有夹具切换机构，夹具切换支架1由多根支腿1.1和固 定于支腿1.1顶部的支架平台1.2组成，夹具切换机构包括布置于夹具切换 支架1左右两侧、固定于地面上的下层切换机构组件和布置于支架平台1.2 左右两侧的上层切换机构组件；下层切换机构组件包括位于夹具切换支架1 的中部左右两侧的第一纵向平移机构2和底部与第一纵向平移机构2对接、 设置于第一纵向平移机构2前后两侧的横向升降切换机构3，横向升降切换 机构3顶面位于支架平台1.2上方；上层切换机构组件包括设置于支架平台 1.2的中部左右两侧、与横向升降切换机构3顶部对接的第二纵向平移机构 4和设置于第二纵向平移机构4前后两侧与第二纵向平移机构4对接的夹具 存储机构5。

如图3—5所示，第一纵向平移机构2包括两根第一纵向平移轨道2.1， 第一纵向平移轨道2.1与车身加工的移动方向垂直，第一纵向平移轨道2.1 上设有第一纵向夹具转运车2.2，第一纵向夹具转运车2.2的底部固定有与 夹具18的底部滚轮配合的第一夹具滑移轨道6，第一纵向夹具转运车2.2 的顶部间隔设有与夹具顶部配合的限位卡勾7，第一纵向夹具转运车2.2的 上部中央设有第一夹紧气缸11。限位卡勾7限制夹具18顶部的位置，第一 夹紧气缸11夹紧夹具18，结构稳定，实用性强。

上述技术方案中，第一纵向平移轨道2.1上固定有齿条8，第一纵向夹 具转运车2.2的前后两侧底部设有与齿条8配合的齿轮；第一纵向夹具转运 车2.2的底部中央设有驱动齿轮的第一电机10。通过齿轮和齿条8的配合 结构，确保第一纵向夹具转运车2.2的运动稳定。

上述技术方案中，第一纵向夹具转运车2.2的侧部下方设有一根平托轨 道9和与第一电机10连接的电缆拖链25，第一纵向夹具转运车2.2的侧部 设置于平托轨道9上。通过平托轨道9进一步提高第一纵向夹具转运车2.2 的运动稳定性。

如图5所示，第一纵向平移轨道2.1的外侧设有一根夹紧柱22，夹紧 柱22的上部和下部分别设有一个第二夹紧气缸24。进一步提高夹具18被 夹紧时的稳定性。

如图6—8所示，横向升降切换机构3包括升降机3.1，升降机3.1的升 降支架上设有横向平移支架3.2，横向平移支架3.2的底部设有与夹具18底 部的滚轮配合的行走轨道13和行走齿条14，行走齿条14位于行走轨道13 上方，行走齿条14和行走轨道13均与车身加工的移动方向平行，行走轨 道13上设有横向平移转运车15，横向平移转运车15上设有行走电机16， 横向平移转运车15上设有与行走齿条14配合的行走齿轮17和与行走轨道 13配合的行走滚轮23，横向平移转运车15上固定有与夹具18的挂车滚轮 19配合的抓手12；横向平移支架3.2的顶部间隔固定有与夹具18顶部配合 的限位卡勾7。

如图9—11所示，第二纵向平移机构4包括两根第二纵向平移轨道4.1， 第二纵向平移轨道4.1与车身加工的移动方向垂直，第二纵向平移轨道4.1 上设有第二纵向夹具转运车4.2，第二纵向夹具转运车4.2的底部固定有与 夹具18的底部滚轮配合的第二夹具滑移轨道20，第二纵向夹具转运车4.2 的顶部间隔设有与夹具18顶部配合的限位卡勾7，第二纵向夹具转运车4.2 的上部中央设有第一夹紧气缸11。

上述技术方案中，第二纵向平移轨道4.1上固定有齿条8，第二纵向夹 具转运车4.2的前后两侧底部设有与齿条8配合的齿轮；第二纵向夹具转运 车4.2的底部中央设有驱动齿轮的第二电机21。

上述技术方案中，第二纵向夹具转运车4.2的中部侧方设有一根平托轨 道9和与第二电机21连接的电缆拖链25，第二纵向夹具转运车4.2的侧部 设置于两根平托轨道9上。

如图1、图7—8所示，夹具存储机构5包括夹具存储支架5.1，夹具存 储支架5.1的底部设有与夹具18底部的滚轮配合的行走轨道13和行走齿条 14，行走齿条14位于行走轨道13上方，行走齿条14和行走轨道13均与 车身加工的移动方向平行，行走轨道13上设有横向平移转运车15，横向平 移转运车上15设有行走电机16，横向平移转运车15上设有与行走齿条14 配合的行走齿轮17和与行走轨道13配合的行走滚轮23，横向平移转运车 15上固定有与夹具18的挂车滚轮19配合的抓手12；夹具存储支架5.1的 顶部间隔固定有与夹具18顶部配合的限位卡勾7。

本发明的工作过程是：

如图1，图12—13所示，本装置按照车身方向左右侧为相同结构来设 计。以左侧(A左、A左1—A左9)为例进行说明(右侧与左侧相同)， 图12中A左(第一纵向夹具运转车2.2位于第一纵向平移轨道2.1的最内 侧)为工作位，A左1(第一纵向夹具运转车2.2位于第一纵向平移轨道2.1 的最外侧)、A左2(升降机支架位于升降机3.1的底部)和A左3(升降 机支架位于升降机3.1的底部)为下层位置。图13中A左4(升降机支架 位于升降机3.1的顶部部)、A左5(第二纵向夹具转运车位4.2于第二纵向 平移轨道4.1最内侧)、A左6(升降机支架位于升降机3.1的顶部部)、A 左7(第二纵向夹具转运车位4.2于第二纵向平移轨道4.1最外侧)、A左8 (夹具存储机构5)和A左9(夹具存储机构5)为上层位置。A左1为夹 具到位过程位置，A左2、A左3为夹具等待位，A左4、A左6为空中等 待位，A左5为Y向平移位，A左7为存储中转位，A左8、A左9为夹具 存储位。其中A左4位于A左2正上方，由升降机升降关联，A左6位于 A左3正上方，由升降机升降关联。四种车型夹具存储位置为A左8、A 左9、A左2(或A左3)和在生产车型夹具A左1。夹具必须到达A左2 或A左3位置等待，待A左位置夹具经过A左1位置转运走以后，新夹具 再进入A左1位，继而进入A左位置。以下将详细描述车型切换情况：

假定总拼区域正在生产车型A，即将生产车型B，车型B的左夹具存 放于上层A左8位置中。在车型A生产过程中，夹具存储支架5.1的第二 横向平移转运车22将夹具B从A左8位置输送至A左7位置，与第二纵 向平移机构4对接，第二纵向平移机构4将夹具B从A左7位置输送至A 左5位置。横向升降切换机构3的第一横向平移转运车15将夹具B输送至 A左6位置，由升降机3.1将夹具B运送至A左3等待位，同时，位于A 左2夹具等待位的夹具A由升降机3.1运送至A左4位置，再由横向升降 切换机构3的第一横向平移转运车15输送至A左5的第二纵向平移机构4， 再由第二纵向平移机构4送至夹具存储机构A左8位置。A左车型生产结 束后，夹具A从A左位置转运至A左1位置，夹具A被第一横向平移转运 车15从A左1位置转运至A左2位置，当夹具A离开A左1位置时，A 左3等待位的夹具B被第一横向平移转运车15从A左3位置转运至A左1 位置，继而进入工作位。

抓手12抓取夹具过程，以A左7位置输送至A左8位置为例，行走 电机16驱动第二横向平移转运车22在行走轨道13上运动到位，此时抓手 12处于A左8最右端的接车位，当第二纵向平移转运车4.2完成夹具从A 左5至A左7的输送，此时夹具18的挂车滚轮19正好处于抓手12内，行 走电机16带动抓手12行走即带动夹具18存储至A左8位置。

夹具在A左2位至A左4位和A左3位至A左6位之间的转运是靠升 降机3.1带动横向平移支架3.2升降完成的。

本发明可实现多款车型夹具的切换，占地面积小，转换效率高，具有 很好的实用性和市场应用价值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任 何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。