前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構的製作方法
2023-05-09 06:35:16 2
前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構，工件可由倒置L形的前、後工件組焊成一體。該前後分塊蓋式工件吊具-預裝夾具定位機構包括：第一導向件和第二導向件，分別設置在吊具框架上；第一基準件、第二基準件，分別設置在預裝夾具外，其中，第一基準件的初始定位基準高度大於第二基準件的初始定位基準高度，第一導向件和第一基準件配合對吊具與預裝夾具進行初導向而實現一次定位，第二導向件和第二基準件配合對吊具與預裝夾具進行細導向而實現二次定位。本發明前後分塊蓋式工件吊具採用了初導向+細導向的兩次定位結構，有效地提高了吊具與預裝夾具之間的定位效率與定位精度，確保吊具能夠順利進入預裝夾具中抓取工件。
【專利說明】前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及工件吊裝轉運技術，尤其涉及一種前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構。
【背景技術】
[0002]起重行業中的工件類型、規格、形狀等千差萬別，需要專門設計與工件相適應的吊具。對於一種前後分塊蓋式工件而言，其由兩部分工件組焊而成，前工件與後工件均近似為倒置「L型」，其中前工件的規格小於後工件的規格，且後工件的後側面比前工件的前側面具有更大的尺寸。由於工件具有較大的尺寸及重量，無法用人工進行搬運，若使用普通的吊具進行吊裝，在工件的定位、夾緊及支撐方面都存在較大的困難，同時也極可能導致工件變形。有鑑於現有吊具吊裝上述工件較為困難，也不利於保證產品質量，有必要針對該工件的特點來設計一種新型的吊具系統，以便實現該種工件的吊裝要求。與此類似，其它方式的吊具也經常存在定位困難的問題，因而有必要對吊具的定位結構進行優化設計，以便保證吊具能夠順利地進入預裝吊具抓取工件。
【發明內容】
[0003]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種前後分塊蓋式工件吊具及其吊具-預裝夾具定位機構，用以提高吊具與預裝夾具之間的定位效率與定位精度，確保吊具順利地進入預裝吊具中抓取工件。
[0004]為解決以上技術問題，本發明提供一種吊具-預裝夾具定位機構，適用於前後分塊蓋式工件，所述前後分塊蓋式工件可由倒置L形的前工件與倒置L形的後工件組焊成一體，所述吊具-預裝夾具定位機構包括設置在吊具框架上的第一導向件和第二導向件、設置在預裝夾具外的第一基準件以及設置在預裝夾具上的第二基準件，所述第一基準件的初始定位基準高度大於所述第二基準件的初始定位基準高度，所述第一導向件和所述第一基準件配合對吊具與預裝夾具進行初導向而實現一次定位，所述第二導向件和所述第二基準件配合對吊具與預裝夾具進行細導向而實現二次定位。
[0005]可選地，設置至少一對第一導向件-第一基準件組合和至少一對第二導向件-第二基準件組合，每對所述第一導向件-第一基準件組合和每對第二導向件-第二基準件組合分別關於吊具框架的縱向中心線對稱。
[0006]可選地，設置一對所述第一導向件-第一基準件組合和一對所述二導向件-第二基準件組合，該對所述第一導向件-第一基準件組合分別布於吊具框架的前部兩側，該對所述二導向件-第二基準件組合分布於吊具框架的中部兩側。
[0007]可選地，所述第一導向件為安裝在吊具框架上的上部定位杆，所述第一基準件為安裝在預裝夾具外的軸套，所述軸套的頂面高於預裝夾具的頂面，所述上部定位杆的導向頭朝向地面插入到所述軸套中實現一次定位。
[0008]可選地，所述上部定位杆安裝於吊具框架的頂部且外伸至吊具框架側面輪廓之外。
[0009]可選地，所述上部定位杆包括定位銷軸及倒L型的支撐板，所述支撐板的第一端固定安裝在所述吊具框架上，所述支撐板的第二端外伸至所述吊具框架之外而形成支撐板懸臂，所述定位銷軸固定安裝在所述支撐板懸臂上。
[0010]可選地，所述支撐板懸臂上開設若干減重孔。
[0011]可選地，所述第二導向件為安裝在吊具框架上的下部定位杆，所述第二基準件為開設在預裝夾具上的預裝夾具定位孔，所述下部定位杆的導向頭朝向地面插入到所述預裝夾具定位孔中實現二次定位。
[0012]可選地，所述下部定位杆安裝於吊具框架的底部且位於側面輪廓之內。
[0013]在此基礎上，本發明提供一種前後分塊蓋式工件吊具，其包括吊具框架及安裝於吊具框架上的工件抓取機構以及上述的吊具-預裝夾具定位機構。
[0014]與現有技術相比，本發明在對吊具與預裝吊具進行定位時採用了初導向+細導向的兩次定位結構，有效地提高了吊具與預裝夾具之間的定位效率與定位精度，具體而言:初導向機構部分對定位精度要求較低，可以保證吊具與預裝夾具之間順利地完成一次導向定位，同時也降低了後續二次導向定位的難度；在此基礎上，細導向機構部分對吊具與預裝夾具之間進行更為精確的二次導向定位，定位成功率及定位精度大大提高，由此可以確保吊具能夠順利進入預裝夾具中抓取工件，最終實現工件的上線吊運要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1a為採用本發明吊具-預裝夾具定位機構的前後分塊蓋式工件吊具主視圖，其適用於前後分塊蓋式工件的上線裝配；
[0016]圖1b為圖1a的左視圖；
[0017]圖1c為圖1a的俯視圖；
[0018]圖2a為圖1a?圖1c所示吊具中的吊具框架主視圖；
[0019]圖2b為圖2a的左視圖；
[0020]圖2c為圖2a的俯視圖；
[0021]圖3a為圖1a?圖1c所不吊具中的吊具連接座主視圖；
[0022]圖3b為圖3a的左視圖；
[0023]圖3c為圖3a的俯視圖；
[0024]圖4a為圖1a?圖1c所不吊具中的如鎖緊氣缸底座主視圖；
[0025]圖4b為圖4a的左視圖；
[0026]圖4c為圖4a的俯視圖；
[0027]圖5a為圖1a?圖1c所示吊具中的導向柱主視圖；
[0028]圖5b為圖5a的俯視圖；
[0029]圖6a為圖1a?圖1c所示吊具中的上部定位杆主視圖；
[0030]圖6b為圖6a的左視圖；
[0031]圖6c為圖6a的俯視圖；
[0032]圖7a為圖1a?圖1c所示吊具中的下部定位杆主視圖；
[0033]圖7b為圖7a的俯視圖；[0034]圖8a為圖1a?圖1c所示吊具中的前迴轉定位銷組件主視圖；
[0035]圖8b為圖8a的左視圖；
[0036]圖9a為圖1a?圖1c所示吊具中的伸縮迴轉定位銷組件主視圖；
[0037]圖9b為圖9a的左視圖；
[0038]圖1Oa為圖1a?圖1c所示吊具中的後迴轉定位銷組件主視圖；
[0039]圖1Ob為圖1Oa的左視圖；
[0040]圖1la為圖1a?圖1c所示吊具中的前支撐杆組件主視圖；
[0041]圖1lb為圖1la的左視圖；
[0042]圖12a為圖1a?圖1c所示吊具中的後支撐杆組件主視圖；
[0043]圖12b為圖12a的左視圖；
[0044]圖13a為圖1a?圖1c所示吊具中的後部支撐組件主視圖；
[0045]圖13b為圖13a的左視圖；
[0046]圖13c為圖13a的俯視圖；
[0047]圖14為本發明前後分塊蓋式工件吊具控制系統的組成框圖；
[0048]圖15為圖14所不控制系統中的一種氣路原理圖；
[0049]圖16a為圖14所示控制系統中第一規格前工件和後工件的取件過程圖；
[0050]圖16b為圖14所示控制系統中第一規格前工件和後工件的放件過程圖；
[0051]圖16c為圖14所示控制系統中第二規格前工件和後工件的取件過程圖；
[0052]圖16d為圖14所示控制系統中第二規格前工件和後工件的放件過程圖。
【具體實施方式】
[0053]本發明吊具-預裝夾具定位機構的以下實施例中，採用了初導向+細導向的兩次定位結構，其包括設置在吊具框架上的第一導向件和第二導向件、設置在預裝夾具外的第一基準件以及設置在預裝夾具上的第二基準件，其中:第一基準件的初始定位基準高度大於第二基準件的初始定位基準高度，以便第一導向件和第一基準件配合對吊具與預裝夾具進行初導向而實現一次定位；之後，第二導向件和第二基準件配合對吊具與預裝夾具進行細導向而實現二次定位。
[0054]可以理解的是，以下實施例中一般應當設置至少一對第一導向件-第一基準件組合和至少一對第二導向件-第二基準件組合，每對第一導向件-第一基準件組合和每對第二導向件-第二基準件組合分別關於吊具框架的縱向中心線對稱。具體實施時，可以設置一對第一導向件-第一基準件組合和一對第二導向件-第二基準件組合即可，其布局方式可為:第一導向件-第一基準件組合分別布於吊具框架的前部兩側；第二導向件-第二基準件組合分布於吊具框架的中部兩側。這樣既能滿足吊具與預裝夾具的定位要求，又不至於使成本太高。
[0055]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0056]請同時參見圖1a?圖lc，為一種前後分塊蓋式工件吊具結構。該吊具由吊具框架及安裝於吊具框架上的吊具-提升機定位機構(吊具上定位機構)、吊具-預裝夾具定位機構(吊具下定位機構)、吊具-工件定位機構(包括前工件定位機構、後工件定位機構)、工件抓取機構(包括前工件底面支撐機構、後工件底面支撐機構及後工件後側面支撐機構)等主要機構組成，其中的吊具-預裝夾具定位機構採用了初導向+細導向的兩次定位結構，可以提高吊具與預裝夾具間的定位效率與精度。
[0057]這種吊具-預裝夾具定位機構的一種具體實現方式是:
[0058]初導向機構部分中，第一導向件為安裝在吊具框架I上的上部定位杆4，第一基準件為安裝在預裝夾具外的軸套(位於P1、P2位置，圖未標示)，軸套的頂面高於預裝夾具的頂面，上部定位杆的導向頭朝向地面插入到軸套中實現一次定位。
[0059]細導向機構部分中，第二導向件5為安裝在吊具框架I上的下部定位杆，第二基準件為開設在預裝夾具上的預裝夾具定位孔，下部定位杆5的導向頭朝向地面插入到預裝夾具定位孔中實現二次定位。
[0060]以下結合吊具總成的結構，來詳細描述吊具-預裝夾具定位機構的結構組成及工作原理。
[0061]如圖1a?圖1c所示，吊具總成主要由吊具框架1、導向柱3、上部定位杆4、下部定位杆5、前迴轉定位銷組件11、後迴轉定位銷組件12、前支撐杆組件7、後支撐杆組件6及後部支撐組件10等部件構成，其中:
[0062]吊具框架I為吊具的本體，它通過安裝在吊具框架I四個角部的吊具連接架2吊掛在四點式帶式提升機(圖未示出)上。提升機降下後，吊具從預裝夾具(圖未示出)抓取前後工件，然後起吊並隨自行小車移行到裝配工位上方，再將吊具及工件下降到裝配工位上，最終完成相應的裝配工序。
[0063]導向柱3用作吊具上定位機構，它的底端通過內六角螺栓16、平墊17、彈墊18等緊固件固定安裝在吊具框架I的導向柱安裝座上，它的導向頭背離地面插入提升機的定位孔中，可對行走中的吊具框架I與提升機之間定位，保證吊具及工件在起升、行走過程中平穩運動。
[0064]上部定位杆4和下部定位杆5相配合，用作吊具下定位機構，其中:上部定位杆4通過內六角螺栓13、平墊14、彈墊15等緊固件固定安裝在吊具框架I的上部定位杆安裝板上，其導向頭可朝向地面插入到位置P1、P2(如圖1c)處的預裝夾具軸套中，實現對吊具與預裝夾具的初導向；下部定位杆5的底端通過內六角螺栓22、平墊23、彈墊24等固定安裝在吊具框架I的下部定位杆安裝板上，它的導向頭朝向地面插入到預裝夾具的定位孔中，實現對吊具進行細導向。這樣，經過上部定位杆4的初導向和下部定位杆5的細導向，就可以較好地完成吊具與預裝夾具之間的定位。
[0065]前迴轉定位銷組件11用作前工件定位機構，它安裝在吊具框架I上，其前定位銷插入前工件的定位孔中，其前迴轉託板同時託住前工件，由此實現對吊具與前工件之間的定位。如圖1a?如圖1c所示，為了使用不同產品的工件要求，吊具上還同時安裝了伸縮迴轉定位銷組件9，其作用與前迴轉定位銷組件11相同。該伸縮迴轉定位銷組件9主要用於第一規格工件前工件的吊運，而前迴轉定位銷組件11則主要用於第二規格工件前工件的吊運:若起吊第二規格工件，由前迴轉定位銷組件11對第二規格的前工件進行定位，此時伸縮迴轉定位銷組件9的迴轉夾緊氣缸需收回，由此避免產生幹涉；若起吊第一規格工件，則由伸縮迴轉定位銷組件9對前工件進行定位，此時前迴轉定位銷組件11不會對第一規格前工件產生幹涉。
[0066]後迴轉定位銷組件12用作後工件定位機構，它的結構及功能與前迴轉定位銷組件11類似。該後迴轉定位銷組件12設置有後迴轉夾緊氣缸、後定位銷及後迴轉託板，後迴轉夾緊氣缸通過內六角螺栓25、平墊26、彈墊27等安裝在吊具框架I上，後定位銷插入到後工件的定位孔中，後迴轉託板可同時託住後工件，由此實現對吊具與後工件的定位。
[0067]前支撐杆組件7用作前工件底面支撐機構，它安裝在吊具框架I上，並可在前鎖緊氣缸驅動下向前擺動，該前支撐杆組件7在起吊時成鎖緊姿態，由此固定支撐前工件的底面，使得前工件抓取於吊具框架I上。如圖1a~圖1c所示，前鎖緊氣缸底座8通過內六角螺栓28、平墊29、彈墊30等緊固件安裝在吊具框架I的鎖緊氣缸座板上，前支撐杆組件7中的前鎖緊氣缸的一端安裝在前鎖緊氣缸底座8上，另一端通過擺杆連接到前支撐杆組件7，由此驅動前支撐杆組件7擺動，當擺動到位時前鎖緊氣缸自鎖住前支撐杆組件7，以便固定支撐住前工件。
[0068]後支撐杆組件6用作後工件底面支撐機構，它可安裝在吊具框架I上，並可在後鎖緊氣缸驅動下向後擺動，該後支撐杆組件6在起吊時成鎖緊姿態，由此固定支撐後工件的底面，使得後工件夾於吊具框架I上。後支撐杆組件6的驅動裝置與前支撐杆組件7驅動裝置的結構方式相同，不再贅述。
[0069]後部支撐組件10用作後工件後側面支撐機構，其通過內六角螺栓19、平墊20、彈墊21等固定安裝在吊具框架I上，在起吊時下頂住後工件的後側面，這樣後工件在吊運時就不會向後翹起。此處僅設置後部支撐組件10，而沒有設置用於支撐前工件前側面的前部支撐組件，是由於前工件的前側面尺寸較小的緣故。
[0070]圖1a~圖1c中的 吊具框架1、吊具連接座2、導向柱3、上部定位杆4、下部定位杆
5、後支撐杆組件6、前支撐杆組件7、前鎖緊氣缸底座8、伸縮迴轉定位銷組件9、後部支撐組件10、前迴轉定位銷組件11、後迴轉定位銷組件12等部件的結構形式均具有多種實現方式，以下舉例進行詳細描述。
[0071]圖2a~圖2c示出吊具框架I的結構，該吊具框架I由橫向的方管1.1、方管1.4和縱向的方管1.2、、方管1.5、方管1.13和方管1.14等交叉連接，各方管的端頭可用封板1.15封閉，由此形成吊具框架I的骨架。該骨架的適當部位加裝板1.3、板1.7、板1.11、板
1.12，和支板1.16、支板1.18等，並在有關板或支板的連接部位加裝筋板1.10、筋板1.20等來提高強度。對應上述的導向柱3、上部定位杆4、下部定位杆5、後支撐杆組件6、前支撐杆組件7、前鎖緊氣缸底座8、伸縮迴轉定位銷組件9、後部支撐組件10、前迴轉定位銷組件
I1、後迴轉定位銷組件12等，吊具框架I上需設置一些安裝板(座)，如定位銷安裝板1.6、定位銷安裝座1.8、導向柱安裝座1.9、鎖緊氣缸座板1.17、鎖緊氣缸座板1.19，……，等等，由此形成的吊具框架I可以方便地安裝有關的定位機構及支撐機構。
[0072]可以理解的是，該吊具框架I的尺寸應與預裝夾具相適應。同時參考Ia~圖lc，本發明按照以下方式確定直角坐標系:設預裝夾具車身原點坐標為0(0，0，O)，吊具框架I的縱向對稱軸為X軸，前側為正；吊具框架I的縱向對稱軸的水平垂向為Y軸，左側(即圖2a中箭頭方向)為正；並根據右手坐標系確定Z軸，豎直向上為正(即指向吊具框架I)。由此可以確定與吊具框架有關的重要位置坐標，例如:吊具框架的原點坐標為O』 (-600，700，2420);位置 Pl (-100，-1250，2715)、P2 (-100，1250，2715)處分別安裝預裝夾具軸套31，上部定位杆4與預裝夾具軸套31配合，實現吊具框架I與預裝夾具之間的初導向(或稱粗導向)；預裝夾具定位孔關於00』連線對稱，下定位杆5與預裝夾具定位孔配合，實現吊具框架I與預裝夾具之間的細導向；這樣，通過合理設置定位軸套或定位孔位置，可以保證吊具與預裝夾具精確地對正，保證吊具在經過上部定位杆4的初導向及下部定位杆5的細導向後，每次都能準確地進入預定位置抓取工件。此外，位置P3 (-1678，-1250，2420)及它關於00』連線的對稱位置分別設置防撞支座32，以防止在吊運過程中發生碰撞。
[0073]圖2a?圖2c所示吊具框架I上安裝有吊具連接座I和前鎖緊氣缸底座8、後鎖緊氣缸底座等附屬結構，以下分別簡要說明。
[0074]如圖3a?圖3c所示的吊具連接座中，固定支架2.1通過加長螺杆2.2和螺母2.3固定安裝到吊具框架I上，銷軸2.4穿過固定支架2.1後用開口銷2.5定位，由此形成吊具連接座2。本實施例中的吊具框架I的四角位置均安裝一個吊具連接座2，吊繩繞過吊具連接座2中的銷軸2.4，就可以將吊具框架I吊掛在四點式帶式提升機上，提升機啟動後就可以帶動吊具升降及平移，使吊具到達預定的位置作業。
[0075]圖4a?圖4c示出前鎖緊氣缸底座8.1的結構，該前鎖緊氣缸底座8由立板8.1和底板8.2構成，其中:底板8.2通過內六角螺栓28、平墊29、彈墊30固定到吊具框架I的鎖緊氣缸底板上；立板8.1固定在底板8.2形成支架，用以通過銷軸組件來安裝前伸縮杆組件7中的前鎖緊氣缸。後鎖緊氣缸底座的結構類似，因圖中未標識，在此不展開描述。
[0076]為了順利地吊運前工件和後工件，應確保吊具與預裝夾具、提升機之間，吊具與工件之間定位準確。為此，本發明實施例設置了相應的吊具上定位機構、吊具下定位機構、前工件定位機構和後工件定位機構，其中吊具上定位功能由導向柱3實現，吊具下定位功能由上部定位杆4和下部定位杆5共同實現，前工件定位機構由前迴轉定位銷組件11實現，後工件定位機構由後迴轉定位銷組件12實現，以下對這些部件詳細進行描述。
[0077]如圖5a?圖5b所示的導向柱結構中，導向柱3由圓鋼3.1和底板3.2構成，底板3.2可通過內六角螺栓16、平墊17、彈墊18(如圖1a?圖3b)固定安裝到吊具框架I的導向柱安裝座1.9上，其中圓鋼3.1倒置地安裝到底板3.2上。當吊具提到一定高度後，圓鋼
3.1頂端的導向頭就可以插入到提升機的定位孔中，這樣就使得吊具框架I與提升機之間實現定位，從而能防止吊具在移行過程中產生晃動，最終保證吊具及工件的平穩運行。
[0078]參見圖6a?圖6c，示出上部定位杆4的結構。同時參考圖1a?圖lc，上部定位杆4包括定位銷軸4.2及倒L型的支撐板4.1等部件，其中:支撐板4.1的第一端固定安裝在吊具框架I上，第二端外伸至吊具框架I側面輪廓之外而形成支撐板懸臂，支撐板懸臂上設有若干減重孔；定位銷軸4.2固定安裝在支撐板懸臂上，它的導向頭朝向地面插入到預裝夾具的軸套中，由此可以用作吊具與預裝夾具間的初導向。
[0079]如圖6a?圖6c所示，上部定位杆4的具體裝配方式為:倒L型的支撐板4.1的第一端(底端)與底板4.4固定，底板4.4通過螺栓等標準連接件固定到吊具框架I的上部，且底板4.4與支撐板4.1之間加裝筋板4.5以提高強度；支撐板4.1的第二端(尾端)設置固定定位銷軸4.2的套4.3，其中套裝定位銷軸4.2並用內六角螺釘4.6緊固，由此形成上部定位杆4組件。按照前述圖1a?圖1c要求安裝到吊具框架I上後，就可利用預裝夾具軸套31進行初步的導向。
[0080]圖7a?圖7c示出了下部定位杆5的結構，該下部定位杆5與導向柱3較為相似，其結構較為簡單:其底板5.2通過螺栓等標準連接件固定安裝到吊具框架I上，圓鋼5.1的頭部安裝到底板5.2上，其導向頭朝向地面插入到預裝夾具的定位孔中。當吊具下降到抓取位置後，圓鋼5.1頂端的導向頭插入到預裝夾具的定位孔中，使得吊具框架I與預裝夾具實現細定位。這樣，在經過前述上定位杆4的初導向定位後，再用此處下部定位杆5進行細導向定位，可保證吊具準確地進入到抓取位置，使吊具能夠順利地抓取工件。
[0081]圖8a?圖8b示出了一種前工件定位機構的實現方式，其具體表現為前迴轉定位銷組件11，由前迴轉夾緊氣缸11.2、前定位銷11.5及前迴轉託板11.4等部件構成，其中:前迴轉夾緊氣缸11.2安裝在吊具框架I的定位銷安裝座1.8上；前定位銷11.5固定安裝在前迴轉夾緊氣缸11.2的缸筒上，可以插入前工件的定位孔中；前迴轉託板11.4安裝在前迴轉夾緊氣缸11.2的活塞杆底端。
[0082]如圖8a?圖8b所示，具體裝配方式為:前迴轉夾緊氣缸11.2通過板內六角螺釘1111安裝到板11.1上，再由板11.1安裝到吊具框架I上；前定位銷安裝板11.3通過內六角螺釘11.9、彈墊11.10安裝到前迴轉夾緊氣缸11.2的缸筒上，前定位銷11.5通過螺母
11.6、平墊11.7、彈墊11.8固定在前定位銷安裝板11.3上；前迴轉託板11.4通過內六角螺釘11.12、彈墊11.13固定在前迴轉夾緊氣缸11.2的活塞杆底端，該前迴轉託板11.4設有通孔，可供活塞杆收回時插入前定位銷11.5。
[0083]參見圖8a?圖8b，同時參考圖1a?圖lc，前迴轉定位銷組件11的基本工作工作過程是:當吊具與預裝夾具定位後，轉動前迴轉夾緊氣缸11.2，它的活塞杆伸出時帶動前迴轉託板11.4轉動，前定位銷11.5插入到前工件的定位孔中進行定位；對位完畢，前迴轉夾緊氣缸11.2的活塞杆收回，前迴轉託板11.4託住前工件的底面，由此較好實現了吊具與前工件之間的定位。
[0084]圖9a?圖9b示出一種伸縮迴轉定位銷組件9的結構，該伸縮迴轉定位銷組件9的基本結構與以上所述的前迴轉定位銷組件11類似，區別在於增加了一個滑軌氣缸9.2。伸縮迴轉定位銷組件9的具體結構為:滑軌氣缸9.2通過內六角螺栓9.8、平墊9.9、彈墊9.10豎直地安裝在滑軌氣缸安裝座9.1上，該滑軌氣缸安裝座9.1通過內六角螺栓9.21、平墊
9.22、彈墊9.23固定在吊具框架I上；迴轉夾緊氣缸9.3的缸筒通過內六角螺栓9.11、彈墊9.14和內六角螺栓9.13、彈墊9.14接到氣缸連接板9.4上，該氣缸連接板9.4與滑軌氣缸9.2的活塞杆固定，由此實現了滑軌氣缸9.2與迴轉夾緊氣缸9.3的連接；定位銷安裝板
9.7通過內六角螺釘9.15、彈墊9.16安裝到迴轉夾緊氣缸9.3的缸筒上，定位銷9.6通過螺母9.17、平墊9.18、彈墊9.19固定在定位銷安裝板9.7上；迴轉託板9.5通過內六角螺釘9.20固定在迴轉夾緊氣缸9.3的活塞杆底端，該迴轉託板9.5設有通孔，可供活塞杆收回時插入定位銷9.6。
[0085]該伸縮迴轉定位銷組件9不使用時，滑軌氣缸9.2將迴轉夾緊氣缸9.3收回；工作時，滑軌氣缸9.2的活塞杆伸出到預定長度，之後由下部的迴轉夾緊氣缸9.3帶動定位銷
9.6及迴轉託板9.5工作，這一過程與前迴轉定位銷組件11相同，不再贅述。
[0086]圖1Oa?圖1Ob示出了後迴轉定位銷組件12的結構，它由後迴轉夾緊氣缸12.2、後定位銷12.5及後迴轉託板12.4等部件構成，其中:後迴轉夾緊氣缸12.2通過後鎖緊氣缸底座安裝在吊具框架I的定位銷安裝板1.6上；後定位銷12.5固定安裝在後迴轉夾緊氣缸12.2的缸筒上，可以插入後工件的定位孔中；後迴轉託板12.4安裝在後迴轉夾緊氣缸12.2的活塞杆底端。該後迴轉定位銷組件12與後迴轉定位銷組件11的結構基本相同，差別僅在於兩者當中的後迴轉託板表面形狀不同，這是因為後工件的底面形狀與後工件的底面形狀不同，因而要求匹配相應頂面形狀迴轉託板的緣故。
[0087]如圖1Oa?圖1Ob所示，後迴轉定位銷組件12的具體裝配方式為:後迴轉夾緊氣缸12.2安裝到板12.1上，板12.1通過內六角螺栓25、平墊26、彈墊27安裝到吊具框架I上；後定位銷安裝板11.3通過內六角螺釘12.9、彈墊12.10安裝到後迴轉夾緊氣缸12.2的缸筒上，後定位銷12.5通過螺母12.6、平墊12.7、彈墊12.8固定在後定位銷安裝板11.3上；後迴轉託板12.4通過內六角螺釘12.12、彈墊12.13固定在後迴轉夾緊氣缸12.2的活塞杆底端，該後迴轉託板12.4設有通孔，可供活塞杆收回時插入後定位銷12.5。
[0088]如圖1Oa?圖10b，同時參考圖1a?圖lc，後迴轉定位銷組件11的基本工作工作過程是:當吊具與預裝夾具定位後，轉動後迴轉夾緊氣缸11.2的活塞杆伸出時帶動後迴轉託板11.4轉動，後定位銷11.5插入到後工件的定位孔中進行定位；對位完畢，後迴轉夾緊氣缸11.2的活塞杆收回，後迴轉託板11.4託住後工件的底面，由此較好實現了吊具與後工件之間的定位。
[0089]以上通過吊具上定位機構、吊具下定位機構及前工件定位機構及後工件定位機構實現了吊具與提升機、吊具與預裝夾具及吊具與工件的導向定位。在此基礎上，需要進一步優化設計有關前工件、後工件的支撐機構，以便可靠地抓取工件。這是具體是通過前支撐杆組件7、後支撐杆組件6及後部支撐組件10來實現的，以下詳細進行描述。
[0090]圖1la?圖1lb示出前支撐杆組件7的結構，該前支撐杆組件7為相對較短的擺臂，其具體裝配方式為:若干隔套7.6夾設於兩對置的前支撐板7.1中間，各隔套7.6處用六角頭螺栓7.2、平墊7.3、彈墊7.4、螺母7.5等緊固，前支撐板7.1下部通過內六角螺栓
7.25、彈墊7.26、六角薄螺母7.27連接，由此形成作為短擺臂(即前支撐杆)；端擺臂的上部通過軸7.9、隔套7.10、隔套7.11、開口銷7.12及螺母7.13構成的軸組件鉸接到吊具框架I的前支撐杆組件支板上；短擺臂的首端通過軸7.14、開口銷7.12及螺母7.13構成的銷組件與前擺杆7.15鉸接，該前擺杆7.15連接到前鎖緊氣缸的活塞杆，前鎖緊氣缸的缸筒固定與吊具框架I的前鎖緊氣缸底座8上，前鎖緊氣缸伸縮時就可以驅動短擺臂繞吊具框架I轉動；短擺臂尾端安裝角鋼7.8和調節板7.7，調節板7.7調整好角度後用六角頭螺栓
7.28、平墊7.29、彈墊7.30、螺母7.31與前支撐板7.1固定，用內六角螺釘7.22、平墊7.23、彈墊7.24與角鋼7.8固定；調節板7.7上通過調節六角頭螺栓7.18、平墊7.19、彈墊7.20及螺母7.21安裝前橢圓氣缸7.16，其中調節板7.7上開有兩長槽，沿長槽方向可調節前橢圓氣缸7.16與短擺臂尾端的相對位置；這樣就可以調整短擺臂上的前真空吸盤7.17位置，保證其對前工件有一個較好的支撐位置。
[0091]上述前支撐杆組件7的基本工作過程是:在吊具下降階段，前支撐杆組件7的短擺臂基本成豎直狀態，由此不會對前工件造成幹涉；在吊運階段，前支撐杆組件7的短擺臂在前鎖緊氣缸的驅動下擺動一定角度(如90° )，然前由前鎖緊氣缸鎖緊，位於短擺臂尾端的前橢圓氣缸7.16動作，使得前橢圓氣缸7.16上的前真空吸盤7.17吸住前工件的底面，這樣短擺臂就可以可靠地固定支撐前工件，最終使吊具抓取前工件並完成前工件的吊運。這種抓取結構的實現形式較為簡便，能夠可靠地抓取前工件，工作過程中不會對前工件產生幹涉，也不會對前工件的表面造成損傷。[0092]圖12a?圖12b示出的後支撐杆組件6結構，它與前支撐杆組件7相類似，較大的區別在於沒有設置單活塞杆橢圓形活塞氣缸，這是與後工件形狀相匹配的。
[0093]如圖12a?圖12b所示，後支撐杆組件6為相對較長的擺臂(後工件尺寸大於前工件尺寸)，其具體裝配方式為:若干隔套6.6夾設於兩對置的後支撐板6.1中間，各隔套
6.6處用六角頭螺栓6.2、平墊6.3、彈墊6.4、螺母6.5等緊固，形成長擺臂(即後支撐杆)；長擺臂的上部通過軸6.8、隔套6.9、隔套6.10、開口銷6.12及螺母6.11的銷軸組件鉸接到吊具框架I的後支撐杆組件支板上；長擺臂的首端通過軸6.13、開口銷6.12及螺母6.11構成的銷組件與後擺杆6.14鉸接，該後擺杆6.14連接到後鎖緊氣缸的活塞杆，後鎖緊氣缸的缸筒固定與吊具框架I的後鎖緊氣缸底座上，後鎖緊氣缸伸縮時就可以驅動長擺臂繞吊具框架I轉動；長擺臂的尾端通過六角頭螺栓6.16、平墊6.3、彈墊6.4、螺母6.5等固定安裝角鋼6.7，角鋼6.7上安裝後真空吸盤6.15，長擺臂擺動到位時後真空吸盤6.15可以吸住後工件的底面；當後支撐杆組件6由後鎖緊氣缸鎖緊在起吊姿態時，其尾端通過後真空吸盤6.15固定支撐後工件的底面，由此實現後工件的抓取。
[0094]請同時參考圖1a?圖lc，後支撐杆組件6的基本工作過程是:在吊具的下降階段，後支撐杆組件6的長擺臂基本成豎直狀態，由此不會對後工件造成幹涉；在吊運階段，後支撐杆組件6的長擺臂在後鎖緊氣缸的驅動下擺動到基本水平的角度，然後由後鎖緊氣缸鎖緊，位於長擺臂尾端的後真空吸盤6.15吸住後工件的底面，這樣長擺臂固定支撐後工件，最終使吊具抓取後工件並完成後工件的吊運。這種抓取結構的實現形式較為簡便，能夠可靠地抓取後工件，工作過程中不會對後工件產生幹涉，也不會對後工件表面造成損傷。
[0095]圖13a?圖13c示出後部支撐組件10的結構，同時參見圖1a?圖lc，該後部支撐組件10通過內六角螺栓19、平墊20、彈墊21等緊固件安裝在吊具框架I的尾部。該後部支撐組件10中，方管10.2、方管10.3交叉連接，管的埠分別安裝板10.1、板10.11或封板10.10等，由此形成後部支撐擋架。擋架的上方安裝穩定杆10.15以保持平衡，擋架的下方通過內六角螺栓10.12、平墊10.13、彈墊10.14安裝角鋼10.5，角鋼10.5上通過內六角螺栓10.7、平墊10.8、彈墊10.9安裝帶真空吸盤10.6的後部橢圓氣缸(單活塞杆橢圓形活塞氣缸)10.4，在吊運時後部真空吸盤10.6吸住後工件的後側面，防止後工件上翹。
[0096]以上實施例針對國際上先進高頂雙臥卡車駕駛室均採用6塊分總成拼焊工藝的背景，披露了一種結構合理的前後工件吊具，其包括但不僅限於以下技術特點:
[0097]其一，由於四點帶式提升機精度不高，吊具進入預裝夾具時採用初導向加細導向接合的導向方式，使吊具每次都能準確地進入預定位置抓取工件；
[0098]其二，迴轉夾緊氣缸上安裝定位銷及託板，使其具有定位及託住工件的作用，工件在移動不會發生竄動或掉件的情況；
[0099]其三，通過鎖緊氣缸控制的支撐杆組件上固定橢圓氣缸，並在橢圓氣缸上固定真空吸盤，這一組合形式可以在意0°到90°內的任意角度抓取工件，橢圓氣缸的運用則減小了前後支撐臂組件系統所佔的空間，使其能夠在前後工件之間留出的空隙進出，完成取放件動作。
[0100]上述的前後分塊蓋式工件吊具操作起來較為便捷，其基本操作過程如下:
[0101]一、前後分塊蓋式工件吊具取件動作
[0102]1、將分焊完成的前後工件放置在預裝夾具上；[0103]2、吊具的控制系統接收到信號後下降，此時前後鎖緊氣缸已伸出，吊具前後支撐杆組件與前後鎖緊氣缸成90° ;
[0104]3、通過上、下部定位杆的導向定位及前、後迴轉定位銷組件的定位，吊具準確進入取件位置，吊具前、後迴轉定位銷組件中的相應定位銷進入前後工件的定位工藝孔，此時吊具接收到位信號，前、後迴轉夾緊氣缸旋轉90°並夾緊；
[0105]4、前後鎖緊氣缸收縮，前、後支撐杆組件打開，並分別以一定角度託住前後工件，同時相應的前後真空吸盤吸氣，使前後工件牢牢固定，此時前後工件已與預裝夾具脫開；
[0106]5、吊具接收到夾緊抓取完成信號，四點帶式提升機將吊具提起。
[0107]二、前後分塊蓋式工件吊具放件動作
[0108]1、吊具在等待位接收到要件信號，自行小車行走到位，四點帶式提升機快速下降，並在下降到一定高度後慢速下降；
[0109]2、通過定位機構導向，吊具帶動前後工件進入預定位置，由於吊具在夾取前後工件時已調整到一定角度，因此前後工件進入時不會與左右側圍幹涉；
[0110]3、接收到到位信號後，全部真空吸盤斷氣，橢圓氣缸收縮，同時前後鎖緊氣缸伸出，前後工件與左右側圍接合，前後迴轉夾緊氣缸鬆開；
[0111]4、吊具接收到放件完成信號，四點帶式提升機上升，自行小車返回到等待位等待抓取工件，吊具完成放件動作。
[0112]為了提高上述吊具的自動化程度，針對以上所述的吊具可以方便地構建相應的控制系統，進一步結合圖14?圖16d進行描述。
[0113]參見圖14，表示本發明前後分塊蓋式工件吊具的控制系統組成框圖，其設置有若干電磁閥(組)、若干真空發生器(組)和控制器、氣缸組、真空吸盤組、其中:
[0114]電磁閥組接入到氣路中，控制第一前迴轉夾緊氣缸、第二前迴轉夾緊氣缸、後迴轉夾緊氣缸、定位銷調節氣缸、前鎖緊氣缸、後鎖緊氣缸、前吸盤調節氣缸及後部吸盤調節氣缸接通/斷開氣路，以便是否打開或關閉有關定位組件(包括第一前迴轉定位銷組件7、第二前迴轉定位銷組件9、後迴轉定位銷組件6)或支撐組件(包括前支撐杆組件11、後支撐杆組件12及後部支撐組件10)，以及是否調整有關真空吸盤的位置；
[0115]真空發生器組接入到氣路中，控制前真空吸盤、後真空吸盤及後部真空吸盤接通/斷開氣路，以便是否相應吸附工件；
[0116]控制器，輸出端接至電磁閥的信號輸入端，根據工件性質及吊具狀態向有關電磁閥或真空發生器輸出控制信號，以便操控相應的氣缸或吸盤按預定策略進行動作，從而最終按照預定的策略實現工件的取件和放件。
[0117]參見圖15，為圖14中的一種氣路實現結構的實例，本發明控制系統中的氣路不限於該實例給出的連接形式。為方便起見，該圖中的附圖標記採用以下方式編排:第一欄位字母表示元件類型，如連有數字表示則該數字表示元件的結構形式，例如k23表示二位三通電控電磁閥；第二欄位數字表示元件編號；第三欄位數字表示元件位於吊具的方向，左側為a，右側為b ;第四欄位數字表示元件安裝位置的吊具部件序號；第五欄位數字表示元件在吊具部件中的編號；第六欄位數字表示元件在吊具部件中的相同元件序號。例如，X.3.b.7.17.1表示第三個真空吸盤，它位於吊具的右側前支撐杆組件7上，且它是該前支撐杆組件7中的第一個真空吸盤，其在前支撐杆組件的部件表示為7.17。[0118]圖1a?圖1c的吊具總成中，設置有兩組第一前迴轉定位銷組件7、第二前迴轉定位銷組件9、後迴轉定位銷組件6、兩組前支撐杆組件11、後支撐杆組件12，一組後部支撐組件10，故圖15中對應地設置了以下控制元件:六個夾緊氣缸(j.1.a.11.2，j.2.b.11.2，j.3.a.12.2，j.4.b.12.2，j.5.a.9.3，j.6.b.9.3)和兩個滑軌氣缸(h.1.a.9.2，h.1.b.9.2);四個鎖緊氣缸(s.1.a.7，s.2.b.7，s.3.a.6，s.4.b.6)、六個橢圓氣缸(t.1.a.7.16.1, t.2.a.7.16.2, t.3.b.7.16.1, t.4.b.7.16.2, t.5.a.10.4, t.6.b.10.4)和八個真空吸盤(x.1.a.7.17.1，x.2.a.7.17.2，x.3.b.7.17.1，x.4.b.7.17.2，x.5.a.6.15，x.6.b.6.15, x.7.b.10.6，x.8.b.10.6)。
[0119]在圖15中，六個鎖緊氣缸、兩個滑軌氣缸、六個橢圓氣缸分別通過兩位五通電磁閥(k25.1，k25.2，k25.3，k25.4，k25.5，k25.6)連接到氣源上；四個鎖緊氣缸分別通過三位五通電磁閥(k35.1，k35.2)連接到氣源上，這四個鎖緊氣缸接有調速閥(V.1，V.2，V.3，V.4)，同時四個鎖緊氣缸還通過兩位三通電磁閥(k23.1，k23.2)而連接快速排氣閥(P.1，P.2，p.3，p.4);這樣，所有的執行元件都合理地連接到氣源上；氣源的連接管路上可設置螺旋管lxg、三聯管slg及截止閥jzf，由此構成了控制氣路。可以理解的是，上述的氣路執行元件也可以採用其它的連接方式，不再贅述。
[0120]圖14所述的控制系統中，控制器具體可按圖16a?圖16d所示的控制策略進行控制，以下進行描述。
[0121]圖16a表示第一規格前工件和後工件取件時的過程，具體為:吊具下降，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸打開；吊具下降到位，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸閉合，前吸盤調節氣缸及後部吸盤調節氣缸伸出，前真空吸盤、後真空吸盤及後部真空吸盤進行吸附，第一前迴轉夾緊氣缸和後迴轉夾緊氣缸閉合；其它氣動元件關閉不動作。
[0122]圖16b表示在第一規格前工件和後工件放件時的過程，具體為:第一前迴轉夾緊氣缸和後迴轉夾緊氣缸打開，前真空吸盤、後真空吸盤及後部真空吸盤斷氣，前吸盤調節氣缸及後部吸盤調節氣缸縮回，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸打開，吊具上升；其它氣動元件關閉不動作。
[0123]圖16c表示在第二規格前工件和後工件取件時的過程，具體為:定位銷調節氣缸伸出；吊具下降，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸打開；吊具下降到位，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸閉合，前吸盤調節氣缸及後部吸盤調節氣缸伸出，前真空吸盤、後真空吸盤及後部真空吸盤進行吸附，第二前迴轉夾緊氣缸和後迴轉夾緊氣缸閉合；其它氣動元件關閉不動作。
[0124]圖16d表示在第二規格前工件和後工件放件的放件過程，具體為:第二前迴轉夾緊氣缸和後迴轉夾緊氣缸打開，前真空吸盤、後真空吸盤及後部真空吸盤斷氣，前吸盤調節氣缸及後部吸盤調節氣缸縮回，前鎖緊氣缸和後鎖緊氣缸打開，吊具上升，其它氣動元件關閉不動作。
[0125]以上實施例所述吊具及控制系統能較好地實現吊具與預裝夾具及提升機的定位、吊具與前後工件的定位，以及吊具對前後工件的固定支撐及抓取功能，由此可以便捷地實現前後工件的自動抓取上線；由於吊具在前後工件上線時以一固定角度進入，避免了工件與左右側圍、後圍及其他焊裝設備的幹涉問題；此外，前後工件易變形部位採用氣缸與真空吸盤組合支撐方式，可以防止前後工件變形，使其上線定位準確；由此該吊具能很好地滿足工件(如駕駛室)分塊拼焊工藝的要求，提高了產品裝配效率，保證產品的裝配質量。[0126]由此可見，基於以上實施例採用的獨家技術為國內生產更加美觀、安全以及低成本的駕駛室提供了可能，因而具有較好的應用前景。
[0127]本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種吊具-預裝夾具定位機構，適用於前後分塊蓋式工件，所述前後分塊蓋式工件可由倒置L形的前工件與倒置L形的後工件組焊成一體，其特徵在於，所述吊具-預裝夾具定位機構包括設置在吊具框架上的第一導向件和第二導向件、設置在預裝夾具外的第一基準件以及設置在預裝夾具上的第二基準件，所述第一基準件的初始定位基準高度大於所述第二基準件的初始定位基準高度，所述第一導向件和所述第一基準件配合對吊具與預裝夾具進行初導向而實現一次定位，所述第二導向件和所述第二基準件配合對吊具與預裝夾具進行細導向而實現二次定位。
2.如權利要求1所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，設置至少一對第一導向件-第一基準件組合和至少一對第二導向件-第二基準件組合，每對所述第一導向件-第一基準件組合和每對第二導向件-第二基準件組合分別關於吊具框架的縱向中心線對稱。
3.如權利要求2所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，設置一對所述第一導向件-第一基準件組合和一對所述二導向件-第二基準件組合，該對所述第一導向件-第一基準件組合分別布於吊具框架的前部兩側，該對所述二導向件-第二基準件組合分布於吊具框架的中部兩側。
4.如權利要求1所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述第一導向件為安裝在吊具框架上的上部定位杆，所述第一基準件為安裝在預裝夾具外的軸套，所述軸套的頂面高於預裝夾具的頂面，所述上部定位杆的導向頭朝向地面插入到所述軸套中實現一次定位。
5.如權利要求4所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述上部定位杆安裝於吊具框架的頂部且外伸至吊具框架側面輪廓之外。
6.如權利要求5所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述上部定位杆包括定位銷軸及倒L型的支撐板，所述支撐板的第一端固定安裝在所述吊具框架上，所述支撐板的第二端外伸至所述吊具框架之外而形成支撐板懸臂，所述定位銷軸固定安裝在所述支撐板懸臂上。
7.如權利要求6所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述支撐板懸臂上開設若干減重孔。
8.如權利要求1所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述第二導向件為安裝在吊具框架上的下部定位杆，所述第二基準件為開設在預裝夾具上的預裝夾具定位孔，所述下部定位杆的導向頭朝向地面插入到所述預裝夾具定位孔中實現二次定位。
9.如權利要求8所述的吊具-預裝夾具定位機構，其特徵在於，所述下部定位杆安裝於吊具框架的底部且位於吊具框架的側面輪廓之內。
10.一種前後分塊蓋式工件吊具，包括吊具框架及安裝於吊具框架上的工件抓取機構，其特徵在於，設置有如權利要求1?9任一項所述的吊具-預裝夾具定位機構。
【文檔編號】B66C1/10GK104003288SQ201410258193
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】周磊 申請人:周國文