前后吊裝工件的吊具的制作方法

前后吊裝工件的吊具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種前后吊裝工件的吊具，包括用以對前工件與吊具框架之間定位的前工件定位機構、用以對后工件與吊具框架之間定位的后工件定位機構、用以在起吊時支撐前工件的前工件頂面支撐機構和用以在起吊時支撐后工件的后工件頂面支撐機構以及后工件側面支撐機構，后工件側面支撐機構設限制后工件在起吊時往后方上翹，前后工件定位機構、前后工件頂面支撐機構分別設置若干氣缸，前后工件頂面支撐機構以及后工件側面支撐機構分別設置若干真空吸盤，各氣缸電磁閥，各真空吸盤在控制器操控下進行動作。本實用新型適用倒置L形板材工件的吊運，可滿足設備分塊拼焊工藝的要求，提高了產品裝配效率，保證了產品的裝配質量。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及起重技術，尤其涉及一種適用于倒置L形板材工件的前后吊裝工 件的吊具。 前后吊裝工件的吊具

【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。對于一種倒置L形板材工件而言，其頂部和尾部均具有較大的尺寸，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。有鑒于現有吊具吊裝上述工件較為困難，也不利于保證產品質量， 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。 實用新型內容
[0003] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種前后吊裝工件的吊具，可以滿足倒置L 形板材工件的吊裝要求。
[0004] 為解決以上技術問題，本實用新型提供一種前后吊裝工件的吊具，適用于倒置L 形板材工件，所述倒置L形板材工件包括一字型的前工件和L型的后工件，所述吊具包括吊 具框架及安裝在所述吊具框架上的用以對前工件與吊具框架之間定位的前工件定位機構、 用以對后工件與吊具框架之間定位的后工件定位機構、用以在起吊時支撐前工件的前工件 頂面支撐機構和用以在起吊時支撐后工件的后工件頂面支撐機構以及后工件側面支撐機 構，所述后工件側面支撐機構設置于所述吊具框架的后方以限制后工件在起吊時往后方上 翹，所述前工件定位機構、所述后工件定位機構、所述前工件頂面支撐機構以及所述后工件 頂面支撐機構分別設置若干氣缸以定位和支撐工件，所述前工件頂面支撐機構、所述后工 件頂面支撐機構以及所述后工件側面支撐機構分別設置若干真空吸盤以吸附工件，各氣缸 分別連接電磁閥以接通/斷開氣路，各真空吸盤分別連接真空發生器以接通/斷開氣路，各 電磁閥和各真空發生器分別連接至控制器，所述控制器被配置為根據工件性質及吊具狀態 向相應的電磁閥或真空發生器輸出控制信號，來操控對應的氣缸或真空吸盤按預定策略進 行動作。
[0005] 可選地，所述后工件側面支撐機構為固定安裝在所述吊具框架尾部的后部支撐組 件，所述后部支撐組件在起吊時在所述吊具框架的后方支撐后工件。
[0006] 可選地，所述后部支撐組件具有后部支撐擋架，所述后部支撐擋架的頭部固定在 所述吊具框架上，所述后部支撐架的尾部伸展至所述吊具框架的后下方以頂住后工件的后 側面。
[0007] 可選地，所述后部支撐擋架的頭部設置有穩定桿。
[0008] 可選地，所述后部支撐擋架的尾部設置有若干具有吸盤裝置和真空泵的真空吸 盤，所述吸盤裝置可吸附住后工件的后側面。
[0009] 可選地，設置有固定在所述吊具框架上的導向柱，所述導向柱的導向頭背離地面 插入提升機的定位孔中以對所述吊具框架與提升機之間的定位。
[0010] 可選地，設置有固定在所述吊具框架上的上部定位桿，所述上部定位桿的導向頭 朝向地面插入到預裝夾具的軸套中進行初導向。
[0011] 可選地，所述上部定位桿包括定位銷軸及倒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，所述定位銷軸固定在所述支撐板懸臂上。
[0012] 可選地，設置有固定在所述吊具框架上的下部定位桿，所述下部定位桿的導向頭 朝向地面插入到預裝夾具的定位孔中進行細導向，以實現所述吊具框架與預裝夾具之間的 定位。
[0013] 可選地，所述下部定位桿安裝于吊具框架的底部且位于吊具框架的側面輪廓之 內。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型根據倒置L形板材工件的特點，設置若干的回轉定 位銷組件對工件實現定位及夾緊，設置若干支撐桿組件在鎖緊時支撐工件，有關回轉定位 銷組件和支撐桿組件分別由氣缸驅動，有關支撐組件由真空吸盤吸附。通過合理設置定位、 夾緊及支撐組件，并按照預設控制策略來控制有關氣缸或真空吸盤的動作，可以方便地實 現工件的吊裝，提高了產品裝配效率；同時也不會損壞工件表面及形狀，保證了產品的裝配 質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖la為本實用新型實施例吊具系統的主視圖；
[0016] 圖lb為圖la的左視圖；
[0017] 圖lc為圖la的俯視圖；
[0018] 圖2a為圖la?圖lc所示吊具系統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la?圖lc所示吊具系統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la?圖lc所不吊具系統中的如鎖緊氣缸底座王視圖；
[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la?圖lc所示吊具系統中的導向柱主視圖；
[0028] 圖5b為圖5a的俯視圖；
[0029] 圖6a為圖la?圖lc所示吊具系統中的上部定位桿主視圖；
[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la?圖lc所示吊具系統中的下部定位桿主視圖；
[0033] 圖7b為圖7a的俯視圖；
[0034] 圖8a為圖la?圖lc所示吊具系統中的第一前回轉定位銷組件主視圖；
[0035] 圖8b為圖8a的左視圖；
[0036] 圖9a為圖la?圖lc所示吊具系統中的第二前回轉定位銷組件主視圖；
[0037] 圖9b為圖9a的左視圖；
[0038] 圖10a為圖la?圖lc所示吊具系統中的后回轉定位銷組件主視圖；
[0039] 圖10b為圖10a的左視圖；
[0040] 圖11a為圖la?圖lc所示吊具系統中的前支撐桿組件主視圖；
[0041] 圖lib為圖11a的左視圖；
[0042] 圖12a為圖la?圖lc所示吊具系統中的后支撐桿組件主視圖；
[0043] 圖12b為圖12a的左視圖；
[0044] 圖13a為圖la?圖lc所示吊具系統中的后部支撐組件主視圖；
[0045] 圖13b為圖13a的左視圖；
[0046] 圖13c為圖13a的俯視圖；
[0047] 圖14為本實用新型吊具系統的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倒置L形板材工件的取件過程圖；
[0050] 圖16b為圖14所示控制系統中第一規格倒置L形板材工件的放件過程圖；
[0051] 圖16c為圖14所示控制系統中第二規格倒置L形板材工件的取件過程圖；
[0052] 圖16d為圖14所示控制系統中第二規格倒置L形板材工件的放件過程圖。

【具體實施方式】
[0053] 以下結合附圖與具體實施例進行詳細說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節 以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于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實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型 不受下面公開的具體實施例的限制。
[0054] 在本實施例中，倒置L形板材工件包括前工件和后工件，前工件大致為一字形板， 后工件大致為L形板。作業時，前工件和后工件同時起吊，到位后再將前工件和后工件組焊 在一起，由此構成倒置L形板材工件。為方便起見，將倒置L形板材工件頂面的第一部分稱 為前工件頂面，工件頂面的第二部分稱為后工件頂面，工件側面也稱為后工件側面。
[0055] 請同時參見圖la?圖13c，表示本實用新型實施例吊具系統（以下簡稱吊具）的 結構，其中圖la?圖lc示出吊具系統結構；圖2a?圖13c示出吊具的主要部件結構。該 吊具可以用來同時吊運第一規格倒置L形板材工件（簡稱第一規格工件），也可同時用來吊 運第二規格倒置L形板材工件（簡稱第二規格工件），其中：第一規格工件縱向對稱軸方向 上的寬度較大；第二規格工件縱向對稱軸方向上的寬度較小。在本實施例中，第一規格工件 的前工件通過第一前回轉定位銷組件11定位夾緊，通過前支撐桿組件7來實現支撐；第二 規格工件的前工件通過第二前回轉定位銷組件9定位夾緊，通過前支撐桿組件7來實現支 撐；后工件通過后回轉定位銷組件12定位夾緊，通過后支撐桿組件6來實現后工件支撐，通 過后部支撐組件12實現后工件支撐。以下進一步結合吊具系統及主要部件的結構圖來詳 細說明。為方便起見，第一規格前工件和第二規格前工件有時簡單地稱作前工件或后工件， 而不進行詳細的區分，請閱讀時予以注意。
[0056] 如圖la?圖lc所示，吊具系統主要由吊具框架1、導向柱3、上部定位桿4、下部定 位桿5、第一前回轉定位銷組件11、后回轉定位銷組件12、前支撐桿組件7、后支撐桿組件6 及后部支撐組件10等部件構成，其中：
[0057] 吊具框架1為吊具的本體，它通過安裝在吊具框架1四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。提升機降下后，吊具從預裝夾具（圖未示出）抓取 后工件，然后起吊并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。
[0058] 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1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1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。
[0059] 上部定位桿4和下部定位桿5相配合，用作吊具下定位機構，其中：上部定位桿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1的上部定位桿安裝板 上，其導向頭可朝向地面插入到位置P1、P2(如圖lc)處的預裝夾具軸套中，實現對吊具與 預裝夾具的初導向；下部定位桿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1的下部定位桿安裝板上，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，經過上部定位桿4的初導向和下部定位桿4的細導向，就可 以較好地完成吊具與預裝夾具之間的定位。
[0060] 第一前回轉定位銷組件11用作前工件（第一規格）定位機構，它安裝在吊具框 架1上，其第一前定位銷插入前工件的定位孔中，其第一前回轉托板同時托住前工件，由此 實現對吊具與前工件之間的定位、夾緊。
[0061] 第二前回轉定位銷組件9同樣用作前工件（第二規格）定位機構。如圖la?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第二前回轉定位銷組件9， 其作用與第一前回轉定位銷組件11相同。該第二前回轉定位銷組件9為可伸縮的前定位 銷組件，它安裝于第一前回轉定位銷組件11的前側，主要用于第一規格前工件的吊運，而 第一前回轉定位銷組件11則主要用于第二規格前工件的吊運：若起吊第二規格工件，由第 一前回轉定位銷組件11對第二規格前工件進行定位，此時第二前回轉定位銷組件9的回轉 夾緊氣缸需收回，由此避免產生干涉；若起吊第一規格工件，則由第二前回轉定位銷組件9 對前工件進行定位，此時第一前回轉定位銷組件11不會對第一規格前工件產生干涉。
[0062] 后回轉定位銷組件12用作后工件定位機構，它的結構及功能與第一前回轉定位 銷組件11類似。該后回轉定位銷組件12設置有后回轉夾緊氣缸、后定位銷及后回轉托板， 后回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1上，后定位銷插 入到后工件的定位孔中，后回轉托板可同時托住后工件，由此實現對吊具與后工件的定位。 因后回轉定位銷組件12的定位對象即后工件在不同設備（如設備）中基本相同，故本實施 例設置一對后回轉定位銷組件12即可。
[0063] 前支撐桿組件7用作前工件頂面支撐機構，它同時作為前工件抓取機構安裝在吊 具框架1上，并可在前鎖緊氣缸驅動下向前擺動，該前支撐桿組件7在起吊時成鎖緊姿態， 由此固定支撐前工件，使得前工件抓取于吊具框架1上。如圖la?圖lc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1的鎖緊氣缸座板上， 前支撐桿組件7中的前鎖緊氣缸的一端安裝在前鎖緊氣缸底座8上，另一端通過擺桿連接 到前支撐桿組件7,由此驅動前支撐桿組件7擺動，當擺動到位時前鎖緊氣缸自鎖住前支撐 桿組件7,以便固定支撐住前工件。
[0064] 后支撐桿組件6用作后工件頂面支撐機構，它同時作為后工件抓取機構可安裝在 吊具框架1上，并可在后鎖緊氣缸驅動下向后擺動，該后支撐桿組件6在起吊時成鎖緊姿 態，由此固定支撐后工件，使得后工件夾于吊具框架1上。后支撐桿組件6的驅動裝置與前 支撐桿組件7驅動裝置的結構方式相同，不再贅述。
[0065] 后部支撐組件10用作工件側面支撐機構（或稱后工件側面支撐機構），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1上，在起吊時頂住后工件，這樣后工 件在吊運時就不會向后翹起。此處僅設置后部支撐組件10,而沒有設置用于支撐前工件前 側面的前部支撐組件，是由于前工件的前側面尺寸較小的緣故。
[0066] 圖la?圖lc中的吊具框架1、吊具連接座2、導向柱3、上部定位桿4、下部定位桿 5、后支撐桿組件6、前支撐桿組件7、前鎖緊氣缸底座8、第二前回轉定位銷組件9、后部支撐 組件10、第一前回轉定位銷組件11、后回轉定位銷組件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。
[0067] 圖2a?圖2c示出吊具框架1的結構，該吊具框架1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1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，并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、上部定位桿4、下部定位桿5、后支撐桿組件6、 前支撐桿組件7、前鎖緊氣缸底座8、第二前回轉定位銷組件9、后部支撐組件10、第一前回 轉定位銷組件11、后回轉定位銷組件12等，吊具框架1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1可以方便地安裝有關的定位機構及支撐機構。 [0068] 可以理解的是，該吊具框架1的尺寸應與預裝夾具相適應。同時參考la?圖 1C，本實用新型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, 0)，吊 具框架1的縱向對稱軸為X軸，前側為正；吊具框架1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；并根據右手坐標系確定Z軸，堅直向上為正（即指向 吊具框架1)。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 〇'（-600, 700, 2420);位置 P1 (-100, -1250, 2715)、P2 (-100, 1250, 2715)處分別安 裝預裝夾具軸套31，上部定位桿4與預裝夾具軸套31配合，實現吊具框架1與預裝夾具 之間的初導向（或稱粗導向）；預裝夾具定位孔關于〇 〇'連線對稱，下定位桿5與預裝 夾具定位孔配合，實現吊具框架1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桿4的 初導向及下部定位桿5的細導向后，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)及它關于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。
[0069] 圖2a?圖2c所示吊具框架1上安裝有吊具連接座1和前鎖緊氣缸底座8、后鎖緊 氣缸底座等附屬結構，以下分別簡要說明。
[0070] 如圖3a?圖3c所示的吊具連接座中，固定支架2. 1通過加長螺桿2. 2和螺母2. 3 固定安裝到吊具框架1上，銷軸2. 4穿過固定支架2. 1后用開口銷2. 5定位，由此形成吊具 連接座2。本實施例中的吊具框架1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1吊掛在四點式帶式提升機上，提升機啟動后就可 以帶動吊具升降及平移，使吊具到達預定的位置作業。
[0071] 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1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桿組 件7中的前鎖緊氣缸。后鎖緊氣缸底座的結構類似，因圖中未標識，在此不展開描述。
[0072] 為了順利地吊運前工件和后工件，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，本實用新型實施例設置了相應的吊具上定位機構、吊具下定位機 構、前工件定位機構和后工件定位機構，其中吊具上定位功能由導向柱3實現，吊具下定位 功能由上部定位桿4和下部定位桿5共同實現，前工件定位機構由第一前回轉定位銷組件 11實現，后工件定位機構由后回轉定位銷組件12實現，以下對這些部件詳細進行描述。
[0073] 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la?圖3b)固定安裝到吊具框架1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后，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1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。
[0074] 參見圖6a?圖6c，示出上部定位桿4的結構。同時參考圖la?圖lc，上部定位 桿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1上，第二端外伸至吊具框架1之外而形成支撐板懸臂，該支撐板懸臂上可開設 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。
[0075] 如圖6a?圖6c所示，上部定位桿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1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并用內六角螺釘4. 6緊固，由此形成 上部定位桿4組件。按照前述圖la?圖lc要求安裝到吊具框架1上后，就可利用預裝夾 具軸套31進行初步的導向。
[0076] 圖7a?圖7b示出了下部定位桿5的結構，該下部定位桿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1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 取位置后，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1與預裝夾具 實現細定位。這樣，在經過前述上定位桿4的初導向定位后，再用此處下部定位桿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。
[0077] 圖8a?圖8b示出了一種前工件定位機構的實現方式，其具體表現為第一前回轉 定位銷組件11，由第一前回轉夾緊氣缸11. 2、第一前定位銷11. 5及第一前回轉托板11. 4 等部件構成，其中：第一前回轉夾緊氣缸11. 2安裝在吊具框架1的定位銷安裝座1. 8上；第 一前定位銷11. 5固定安裝在第一前回轉夾緊氣缸11. 2的缸筒上，可以插入前工件的定位 孔中；第一前回轉托板11. 4安裝在第一前回轉夾緊氣缸11. 2的活塞桿底端。
[0078] 如圖8a?圖8b所示，具體裝配方式為：第一前回轉夾緊氣缸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1上；定位銷安裝板11. 3通過內 六角螺釘11. 9、彈墊11. 10安裝到第一前回轉夾緊氣缸11. 2的缸筒上，第一前定位銷11. 5 通過螺母11. 6、平墊11. 7、彈墊11. 8固定在定位銷安裝板11. 3上；第一前回轉托板11. 4 通過內六角螺釘11. 12、彈墊11. 13固定在第一前回轉夾緊氣缸11. 2的活塞桿底端，該第一 前回轉托板11. 4設有通孔，可供活塞桿收回時插入第一前定位銷11. 5。
[0079] 參見圖8a?圖8b，同時參考圖la?圖lc，第一前回轉定位銷組件11的基本工作 工作過程是：當吊具與預裝夾具定位后，轉動第一前回轉夾緊氣缸11. 2,它的活塞桿伸出 時帶動第一前回轉托板11. 4轉動，第一前定位銷11. 5插入到前工件的定位孔中進行定位； 對位完畢，第一前回轉夾緊氣缸11. 2的活塞桿收回，第一前回轉托板11. 4托住前工件，由 此較好實現了吊具與前工件之間的定位。
[0080] 圖9a?圖9b示出一種第二前回轉定位銷組件9的結構，它為一種可伸縮的前回 轉定位銷組件。該第二前回轉定位銷組件9的基本結構與以上所述的第一前回轉定位銷組 件11類似，區別在于增加了一個定位銷調節氣缸即滑軌氣缸9. 2。第二前回轉定位銷組件 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堅直地安裝在滑軌 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1上；第二前回轉夾緊氣缸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 塞桿固定，由此實現了滑軌氣缸9. 2與第二前回轉夾緊氣缸9. 3的連接；第二前定位銷安裝 板9. 7通過內六角螺釘9. 15、彈墊9. 16安裝到第二前回轉夾緊氣缸9. 3的缸筒上，第二前 定位銷9. 6通過螺母9. 17、平墊9. 18、彈墊9. 19固定在第二前定位銷安裝板9. 7上；第二 回轉托板9. 5通過內六角螺釘9. 20固定在第二前回轉夾緊氣缸9. 3的活塞桿底端，該第 二回轉托板9. 5設有通孔，可供活塞桿收回時插入第二前定位銷9. 6。
[0081] 該第二前回轉定位銷組件9不使用時，滑軌氣缸9. 2將第二前回轉夾緊氣缸9. 3 收回；工作時，滑軌氣缸9. 2的活塞桿伸出到預定長度，之后由下部的第二前回轉夾緊氣缸 9. 3帶動第二前定位銷9. 6及第二回轉托板9. 5工作，這一過程與第一前回轉定位銷組件 11相同，不再贅述。
[0082] 圖10a?圖10b示出了后回轉定位銷組件12的結構，它由后回轉夾緊氣缸12. 2、 后定位銷12. 5及后回轉托板12. 4等部件構成，其中：后回轉夾緊氣缸12. 2通過后鎖緊氣 缸底座安裝在吊具框架1的定位銷安裝板1. 6上；后定位銷12. 5固定安裝在后回轉夾緊氣 缸12. 2的缸筒上，可以插入后工件的定位孔中；后回轉托板12. 4安裝在后回轉夾緊氣缸 12. 2的活塞桿底端。該后回轉定位銷組件12與后回轉定位銷組件11的結構基本相同，差 別僅在于兩者當中的后回轉托板表面形狀不同，這是因為后工件形狀與后工件形狀不同， 因而要求匹配相應形狀回轉托板的緣故。
[0083] 如圖10a?圖10b所示，后回轉定位銷組件12的具體裝配方式為：后回轉夾緊氣 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1 上；定位銷安裝板12. 3通過內六角螺釘12. 9、彈墊12. 10安裝到后回轉夾緊氣缸12. 2的 缸筒上，后定位銷12. 5通過螺母12. 6、平墊12. 7、彈墊12. 8固定在定位銷安裝板12. 3上； 后回轉托板12. 4通過內六角螺釘12. 12、彈墊12. 13固定在后回轉夾緊氣缸12. 2的活塞桿 底端，該后回轉托板12. 4設有通孔，可供活塞桿收回時插入后定位銷12. 5。
[0084] 如圖10a?圖10b，同時參考圖la?圖lc，后回轉定位銷組件11的基本工作工作 過程是：當吊具與預裝夾具定位后，轉動后回轉夾緊氣缸11. 2的活塞桿伸出時帶動后回轉 托板11. 4轉動，后定位銷11. 5插入到后工件的定位孔中進行定位；對位完畢，后回轉夾緊 氣缸11. 2的活塞桿收回，后回轉托板11. 4托住后工件，由此較好實現了吊具與后工件之間 的定位。
[0085] 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后工件定位機構 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、后工件的支撐機構，以便可靠地抓取工件。這是具體地通過前支撐桿 組件7、后支撐桿組件6及后部支撐組件10來實現的，以下詳細進行描述。
[0086] 圖11a?圖lib示出前支撐桿組件7的結構，該前支撐桿組件7為相對較短的擺 臂，其具體裝配方式為：若干隔套7. 6夾設于兩對置的前支撐板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（即前支撐桿）；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1的前支撐桿組件支板上；短擺臂的首端通過軸7. 14、開口銷7. 12及螺母7. 13構成的 銷組件與前擺桿7. 15鉸接，該前擺桿7. 15連接到前鎖緊氣缸的活塞桿，前鎖緊氣缸的缸筒 固定與吊具框架1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1轉動；短擺臂的尾部設置具有吸盤裝置和真空泵的真空吸盤7. 17,它的吸盤裝置在起 吊時吸附前工件，這樣就能夠可靠地固定支撐前工件。
[0087] 如圖2a?圖2b所示，短擺臂尾部安裝有前真空吸盤7. 17的調節氣缸，以調整 前真空吸盤7. 17的作用距離。前吸盤調節氣缸7. 16為單活塞桿橢圓形活塞桿氣缸，即 圖2a?圖2b中前吸盤調節氣缸前吸盤調節氣缸7. 16,它與前真空吸盤7. 17的具體安裝 方式為：短擺臂尾端安裝角鋼7. 8和調節板7. 7 ;調節板7. 7調整好角度后用六角頭螺栓 7. 28、平墊7. 29、彈墊7. 30、螺母7. 31與前支撐板7. 1固定；前吸盤調節氣缸前吸盤調節氣 缸7. 16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安裝前吸盤調節氣缸前吸盤調節氣 缸7. 16。其中調節板7. 7上開有兩調節板長槽，前吸盤調節氣缸7. 16的缸筒通過貫穿調 節板長槽的連接件而鎖緊在調節板7. 7上，前吸盤調節氣缸7. 16的活塞桿安裝前真空吸盤 7. 17。由此，沿長槽方向可調節前吸盤調節氣缸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。
[0088] 上述前支撐桿組件7是一種工件抓取機構，的基本工作過程是：在吊具下降階段， 前支撐桿組件7的短擺臂基本成堅直狀態，由此不會對前工件造成干涉；在吊運階段，前支 撐桿組件7的短擺臂在前鎖緊氣缸的驅動下擺動一定角度（如90° )，然后由前鎖緊氣缸 鎖緊，位于短擺臂尾端的前吸盤調節氣缸7. 16動作，使得前吸盤調節氣缸7. 16上的前真空 吸盤7. 17吸住前工件，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 并完成前工件的吊運。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干涉，也不會對前工件的表面造成損傷。
[0089] 圖12a?圖12b示出的后支撐桿組件6結構，它與前支撐桿組件7相類似，也是一 種工件抓取機構，較大的區別在于沒有設置單活塞桿橢圓形活塞氣缸，這是與后工件形狀 相匹配的。
[0090] 如圖12a?圖12b所示，后支撐桿組件6為相對較長的擺臂（后工件尺寸大于前工 件尺寸），其具體裝配方式為：若干隔套6. 6夾設于兩對置的后支撐板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（即后支撐桿）；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1的后支撐桿組件支板上；長擺臂的首端通過軸6. 13、開口銷6. 12及螺母6. 11構 成的銷組件與后擺桿6. 14鉸接，該后擺桿6. 14連接到后鎖緊氣缸的活塞桿，后鎖緊氣缸的 缸筒固定與吊具框架1的后鎖緊氣缸底座上，后鎖緊氣缸伸縮時就可以驅動長擺臂繞吊具 框架1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上安裝后真空吸盤6. 15,長擺臂擺動到位時后真空吸盤6. 15可以吸住 后工件；當后支撐桿組件6由后鎖緊氣缸鎖緊在起吊姿態時，其尾端通過后真空吸盤6. 15 固定支撐后工件，由此實現后工件的抓取。
[0091] 請同時參考圖la?圖lc，后支撐桿組件6的基本工作過程是：在吊具的下降階 段，后支撐桿組件6的長擺臂基本成堅直狀態，由此不會對后工件造成干涉；在吊運階段， 后支撐桿組件6的長擺臂在后鎖緊氣缸的驅動下擺動到基本水平的角度，然后由后鎖緊氣 缸鎖緊，位于長擺臂尾端的后真空吸盤6. 15吸住后工件，這樣長擺臂固定支撐后工件，最 終使吊具抓取后工件并完成后工件的吊運。這種抓取結構的實現形式較為簡便，能夠可靠 地抓取后工件，工作過程中不會對后工件產生干涉，也不會對后工件表面造成損傷。
[0092] 圖13a?圖13c示出后部支撐組件10的結構，同時參見圖la?圖lc，該后部支撐 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1的尾部。該后部 支撐組件10中，方管10. 2、方管10. 3交叉連接，管的端口分別用板10. 1、板10. 11或封板 10. 10封閉，由此形成后部支撐骨架。骨架的上方安裝穩定桿10. 15以保持平衡，骨架的下 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的后部吸盤調節氣缸（單活塞桿橢 圓形活塞氣缸）10. 4,在吊運時后部真空吸盤10. 6吸住工件后部的后工件，防止工件后部 后工件上翹。
[0093] 上述吊具系統可以用來同時吊運第一規格前工件和后工件，也可同時用來吊運第 二規格前工件和后工件，兩種情形下的操作過程基本相似，操作起來都較為便捷。以前一種 情形為例，其基本操作過程如下：
[0094] 一、第一規格工件取件動作
[0095] 1、將分焊完成的前、后工件放置在預裝夾具上；
[0096] 2、吊具的控制系統接收到信號后下降，此時前、后鎖緊氣缸已伸出，吊具前、后支 撐桿組件與前、后鎖緊氣缸成90° ;
[0097] 3、通過上、下部定位桿的導向定位及前、后回轉定位銷組件的定位，吊具準確進入 取件位置，吊具前、后回轉定位銷組件中的相應定位銷進入前、后工件的頂面定位工藝孔， 此時吊具接收到位信號，前、后回轉夾緊氣缸旋轉90°并夾緊；
[0098] 4、前、后鎖緊氣缸收縮，前、后支撐桿組件打開，并分別以一定角度托住前、后工件 的頂面，同時相應的前、后真空吸盤吸氣，使前、后工件牢牢固定，此時前、后工件已與預裝 夾具脫開；
[0099] 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。
[0100] 二、第一規格工件放件動作
[0101] 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， 并在下降到一定高度后慢速下降；
[0102] 2、通過定位機構導向，吊具帶動前、后工件進入預定位置，由于吊具在夾取前、后 工件時已調整到一定角度，因此前、后工件進入時不會與左右側圍干涉；
[0103] 3、接收到到位信號后，全部真空吸盤斷氣，吸盤調節氣缸收縮，同時前、后鎖緊氣 缸伸出，前、后工件與設備（如駕駛室）的左右側圍接合，前、后回轉夾緊氣缸松開；
[0104] 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。
[0105] 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。
[0106] 參見圖14,表示本實用新型吊具系統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：
[0107] 電磁閥組接入到氣路中，控制第一前回轉夾緊氣缸、第二前回轉夾緊氣缸、后回轉 夾緊氣缸、定位銷調節氣缸、前鎖緊氣缸、后鎖緊氣缸、前吸盤調節氣缸及后部吸盤調節氣 缸接通/斷開氣路，以便是否打開或關閉有關定位組件（包括第一前回轉定位銷組件7、第 二前回轉定位銷組件9、后回轉定位銷組件6)或支撐組件（包括前支撐桿組件11、后支撐 桿組件12及后部支撐組件10)，以及是否調整有關真空吸盤的位置；
[0108] 真空發生器組接入到氣路中，控制前真空吸盤、后真空吸盤及后部真空吸盤接通/ 斷開氣路，以便是否相應吸附工件；
[0109] 控制器，優選為可編程邏輯控制器（PLC)，輸出端接至電磁閥和真空發生器的信號 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。
[0110] 參見圖15,為圖14中的一種氣路實現結構的實例，本實用新型控制系統中的氣路 不限于該實例給出的連接形式。為方便起見，該圖中的附圖標記采用以下方式編排：第一字 段字母表示元件類型，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；第二字段數字表示元件編號；第三字段數字表示元件位于吊具的方向， 左側為a，右側為b ;第四字段數字表示元件安裝位置的吊具部件序號；第五字段數字表示 元件在吊具部件中的編號；第六字段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，它位于吊具的右側前支撐桿組件7上，且它是該前支 撐桿組件7中的第一個真空吸盤，其在前支撐桿組件的部件表示為7. 17。
[0111] 圖la?圖lc的吊具系統中，設置有兩組第一前回轉定位銷組件7、第二前回轉定 位銷組件9、后回轉定位銷組件6、兩組前支撐桿組件11、后支撐桿組件12, 一組后部支撐 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) 〇
[0112] 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 行元件也可以采用其它的連接方式，不再贅述。
[0113] 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。
[0114] 圖16a表示第一規格前工件和后工件取件時的過程，具體為：吊具下降，前鎖緊氣 缸和后鎖緊氣缸打開；吊具下降到位，前鎖緊氣缸和后鎖緊氣缸閉合，前吸盤調節氣缸及后 部吸盤調節氣缸伸出，前真空吸盤、后真空吸盤及后部真空吸盤進行吸附，第一前回轉夾緊 氣缸和后回轉夾緊氣缸閉合；其它氣動元件關閉不動作。
[0115] 圖16b表示在第一規格前工件和后工件放件時的過程，具體為：第一前回轉夾緊 氣缸和后回轉夾緊氣缸打開，前真空吸盤、后真空吸盤及后部真空吸盤斷氣，前吸盤調節氣 缸及后部吸盤調節氣缸縮回，前鎖緊氣缸和后鎖緊氣缸打開，吊具上升；其它氣動元件關閉 不動作。
[0116] 圖16c表示在第二規格前工件和后工件取件時的過程，具體為：定位銷調節氣缸 伸出；吊具下降，前鎖緊氣缸和后鎖緊氣缸打開；吊具下降到位，前鎖緊氣缸和后鎖緊氣缸 閉合，前吸盤調節氣缸及后部吸盤調節氣缸伸出，前真空吸盤、后真空吸盤及后部真空吸盤 進行吸附，第二前回轉夾緊氣缸和后回轉夾緊氣缸閉合；其它氣動元件關閉不動作。
[0117] 圖16d表示在第二規格前工件和后工件放件的放件過程，具體為：第二前回轉夾 緊氣缸和后回轉夾緊氣缸打開，前真空吸盤、后真空吸盤及后部真空吸盤斷氣，前吸盤調節 氣缸及后部吸盤調節氣缸縮回，前鎖緊氣缸和后鎖緊氣缸打開，吊具上升，其它氣動元件關 閉不動作。
[0118] 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、 吊具與后工件的定位，以及吊具對后工件的固定支撐及抓取功能，由此可以便捷地實現后 工件的自動抓取上線；由于吊具在后工件上線時以一固定角度進入，避免了頂蓋與左右側 圍、后圍及其他焊裝設備的干涉問題；此外，后工件易變形部位采用氣缸與真空吸盤組合支 撐方式，可以防止后工件變形，使其上線定位準確；由此該吊具能很好地滿足設備分塊拼焊 工藝的要求，提高了產品裝配效率，保證產品的裝配質量。
[0119] 由此可見，基于以上實施例采用吊具系統的獨家技術為國內生產更加美觀、安全 以及低成本的大型板材沖壓工件設備提供了可能，因而具有較好的應用前景。
[0120] 本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何 本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因 此本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。
【權利要求】
1. 一種前后吊裝工件的吊具，適用于倒置L形板材工件，所述倒置L形板材工件包括一 字型的前工件和L型的后工件，其特征在于，所述吊具包括吊具框架及安裝在所述吊具框 架上的用以對前工件與吊具框架之間定位的前工件定位機構、用以對后工件與吊具框架之 間定位的后工件定位機構、用以在起吊時支撐前工件的前工件頂面支撐機構和用以在起吊 時支撐后工件的后工件頂面支撐機構以及后工件側面支撐機構，所述后工件側面支撐機構 設置于所述吊具框架的后方以限制后工件在起吊時往后方上翹，所述前工件定位機構、所 述后工件定位機構、所述前工件頂面支撐機構以及所述后工件頂面支撐機構分別設置若干 氣缸以定位和支撐工件，所述前工件頂面支撐機構、所述后工件頂面支撐機構以及所述后 工件側面支撐機構分別設置若干真空吸盤以吸附工件，各氣缸分別連接電磁閥以接通/斷 開氣路，各真空吸盤分別連接真空發生器以接通/斷開氣路，各電磁閥和各真空發生器分 別連接至控制器，所述控制器被配置為根據工件性質及吊具狀態向相應的電磁閥或真空發 生器輸出控制信號，來操控對應的氣缸或真空吸盤按預定策略進行動作。
2. 如權利要求1所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述后工件側面支撐機構 為固定安裝在所述吊具框架尾部的后部支撐組件，所述后部支撐組件在起吊時在所述吊具 框架的后方支撐后工件。
3. 如權利要求2所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述后部支撐組件具有后 部支撐擋架，所述后部支撐擋架的頭部固定在所述吊具框架上，所述后部支撐架的尾部伸 展至所述吊具框架的后下方以頂住后工件的后側面。
4. 如權利要求3所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述后部支撐擋架的頭部 設置有穩定桿。
5. 如權利要求3所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述后部支撐擋架的尾部 設置有若干具有吸盤裝置和真空泵的真空吸盤，所述吸盤裝置可吸附住后工件的后側面。
6. 如權利要求1所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，設置有固定在所述吊具框 架上的導向柱，所述導向柱的導向頭背離地面插入提升機的定位孔中以對所述吊具框架與 提升機之間的定位。
7. 如權利要求1所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，設置有固定在所述吊具框 架上的上部定位桿，所述上部定位桿的導向頭朝向地面插入到預裝夾具的軸套中進行初導 向。
8. 如權利要求7所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述上部定位桿包括定位 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，所述定位銷軸固定在所述支撐板懸臂上。
9. 如權利要求1所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，設置有固定在所述吊具框 架上的下部定位桿，所述下部定位桿的導向頭朝向地面插入到預裝夾具的定位孔中進行細 導向，以實現所述吊具框架與預裝夾具之間的定位。
10. 如權利要求9所述的前后吊裝工件的吊具，其特征在于，所述下部定位桿安裝于吊 具框架的底部且位于吊具框架的側面輪廓之內。
【文檔編號】B66C1/10GK203903766SQ201420309695
【公開日】2014年10月29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