基于四連桿機構的回轉夾緊裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于汽車白車身焊裝制造領域，一種應用于焊接夾具上的四連桿夾緊 裝置，具體涉及一種基于四連桿機構的回轉夾緊裝置。
【背景技術】
[0002] 在汽車白車身焊接夾具中，必須要確保焊接規劃所給出的定位夾緊點R P S (Reference point system)的定位與夾緊，切實保證每一個焊點都能夠順利、準確、完整的 焊接。通常情況下要求在焊點的附近都應該有相應的定位夾緊，以保證在焊接的時候需要 焊接的兩個零件之間要貼合上，避免由于焊鉗焊接壓力導致所焊接的零件產生機械式的變 形。但是，對于焊接像前地板或者是整個汽車地板這種大型零件的時候，通道上的焊點距離 左右邊地板的邊緣距離較遠，這就導致在左右邊地板外側的夾緊裝置上的夾臂要很長才能 滿足中通道上的定位夾緊點RPS的定位。
[0003] 通過對標準80缸徑德克斯(TUENKERS)氣缸搖臂長度與夾緊力的計算，當氣缸搖臂 超過400mm時搖臂前端的定位塊上的夾緊力急劇減小。在這種受制于標準件型號的情況下 設計出了這種基于四連桿機構的回轉夾緊裝置。TUENKERS標準80缸徑夾緊氣缸夾緊力隨氣 缸搖臂長度變化參閱圖3所示。
[0004] 現有技術中也存在這種把伸縮氣缸的直線運動轉變為搖臂的旋轉運動的四連桿 傳動機構但是有一定的缺點和弊端：
[0005] 參閱圖2所示:此種夾緊機構實現了把伸縮氣缸的直線運動轉變為搖臂的旋轉運 動的效果，但是卻有很多的弊端：
[0006] -個弊端是氣缸夾緊力浪費較嚴重:此種機構單存的通過一個杠桿將伸縮氣缸的 直線運動轉變成搖臂帶動夾緊塊旋轉的回轉運動，由下面公式可以推導出夾緊塊的夾緊力 F2：
[0007] F1XLI=F2XL2
[0008] F2=F1XL1+L2
[0009] 從圖2中可以看出L2比L1大很多，因此F2與F1相比縮小了很多倍。若要獲得很大的 輸出力就要使用缸徑更大的氣缸。參閱圖2,夾緊機構另一弊端是搖臂的打開角度受到限 制。
[0010] 表1表示將伸縮氣缸的直線運動轉變成搖臂帶動夾緊塊旋轉的回轉運動機構所能 達到的搖臂的打開角度列表;參閱圖4,從表1中可以看出搖臂所能打開的最大打開角度是 98.8度，在有打開角度要求更大的時候這種機構不能滿足要求。
[0012] 表1
[0013] 在焊接夾具的設計中夾緊力是一個很關鍵的因素，而夾緊力大小應以能克服制件 的彈性變形保證定位準確可靠為宜。夾緊時不應破壞制件定位時所處的位置，應使制件與 定位面緊密貼合，使制件處于正確的空間位置為保證使用安全，通常要求夾緊塊的夾緊力 為800N，工廠中所使用的壓縮空氣壓力通常為5bar = 0.5Mpa，根據公式：
[0014] F1=P ? S
[0015]其中F為伸縮氣缸輸出力，P為壓縮空氣壓強，S為氣缸活塞面積，可以求的80mm缸 徑的伸縮氣缸輸出力為2512N。
[0016] 根據公式：
[0017] F1XLI=F2XL2
[0018]其中F1為氣缸輸出力矩，L1為F1力臂，F2為夾緊塊上的夾緊力（暫定為最小力 800N)，L2為F2力臂，可以求的在L1等于最大值90mm的時候L2 = 282mm。
[0019]從以上數據可以看出對于80mm缸徑的伸縮氣缸，使用這種結構時可以帶動的搖臂 距離很短，這就有了一定的局限性。
【發明內容】
[0020] 本實用新型旨在解決由于搖臂較長導致標準氣缸夾緊力不足的技術問題，提供了 基于四連桿機構的回轉夾緊裝置;本實用新型的目的是通過一種四連桿傳動機構，通過把 伸縮氣缸的直線運動轉變為搖臂的旋轉運動，從而來實現工件的夾緊。
[0021] 為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的，結合【附圖說明】：
[0022] 參閱圖1，一種基于四連桿機構的回轉夾緊裝置，主要由曲柄1、搖臂2、鉸鏈板3、主 軸支座4、底座5和氣缸10組成；
[0023] 所述主軸支座4與底座5剛性連接，曲柄1通過軸19與主軸支座4連接，鉸鏈板3通過 軸II6與曲柄1連接，鉸鏈板3通過軸IV7與搖臂2連接，氣缸10通過耳軸與曲柄1連接，搖臂2 通過軸II18與底座5連接；
[0024] 氣缸10拉動曲柄1繞軸19運動，曲柄1通過鉸鏈板3拉動搖臂2運動。
[0025]其中，搖臂2為力矩輸出端，氣缸10為力矩輸入端。當氣缸10收到控制信號時氣缸 10工作同時搖臂2做相應的動作，當搖臂2夾緊到位的時候，會有一個檢測開關BT2檢測到信 號，這時控制氣缸的伐關閉氣缸斷氣，同理搖臂2打開到位以后，會有一個檢測開關BT1檢測 到信號，這時控制氣缸的伐關閉氣缸斷氣，氣缸也自動斷氣。
[0026] 與現有技術相比本發明的有益效果是：
[0027] 1.可以實現使用較小行程的氣缸來達到較大的打開角度的目的，在現有技術下， 要想達到更大的打開角度，有兩個途徑:一是增大氣缸行程，另外就是減小氣缸力臂。增大 氣缸的行程會增大整個機構的尺寸同時也會增加氣缸的成本。減小氣缸的力臂在同等夾緊 力的情況下會使所需氣缸的缸徑增大，這樣也會增加氣缸的成本。
[0028] 2.克服標準件型號限制（TUENKERS夾緊氣缸最大缸徑為80,不能滿足本套夾具特 殊要求）。所以這種情況下不能選用TUENKERS夾緊氣缸了，這里需要選擇FEST0直線伸縮氣 缸，根據設計需要自行選擇伸縮氣缸的形成與缸徑。通常情況下，直線伸縮氣缸的形成與缸 徑種類搭配情況較多。
[0029] 3.奧迪標準中規定80缸徑夾緊氣缸搖臂上最多可以帶4個夾緊塊，而本實用新型 突破了 80缸的限制，搖臂上可以帶4~8個夾緊塊，這樣大大減少了夾緊氣缸的使用量，同時 也節約了更多的空間，為機器人焊接操作留出了足夠的空間。
[0030] 4.克服了由于搖臂過長引起的夾緊力不足的弊端，保證了夾緊塊上面的夾緊力。
[0031] 5.本實用新型具有制造安裝簡單、成本低、定位精度較高等優點，可以滿足自動化 或者手動焊接夾具的生產需求。
【附圖說明】
[0032] 下面結合附圖對本發明作進一步的說明：
[0033] 圖1為本實用新型所述的基于四連桿機構的回轉夾緊裝置的結構示意圖；
[0034] 圖2為現有技術中存在的把伸縮氣缸的直線運動轉變為搖臂的旋轉運動的機構； [0035]圖3為TUENKERS標準80缸徑夾緊氣缸夾緊力隨氣缸搖臂長度變化表；
[0036] 圖4為將伸縮氣缸的直線運動轉變成搖臂的回轉運動的機構中搖臂的打開角度與 氣缸行程及氣缸軸與鉸鏈板軸之間的距離的關系；
[0037] 1、曲柄;2、搖臂;3、鉸鏈板;4、主軸支座;5、底座;6、軸II;
[0038] 7、軸IV;8、軸III ;9、軸I; 10、氣缸；11、夾緊塊；12、過渡板；13、夾緊到位檢測開關 BT1; 14、打開到位檢測開關BT2。
【具體實施方式】
[0039] 四連桿回轉夾緊裝置，底座5固定不動，主軸支座4通過螺釘連接與底座5進行剛性 連接，曲柄1通過軸19與主軸支座連接，鉸鏈板3通過軸116與軸IV7分別與曲柄1和搖臂2連 接。氣缸10拉動曲柄1繞軸19運動，曲柄1通過鉸鏈板3拉動搖臂2運動來達到加緊的目的。
[0040] 其中，搖臂2為力矩輸出端，氣缸10為力矩輸入端。當氣缸10收到控制信號時氣缸 10工作同時搖臂2做相應的動作，當搖臂2夾緊到位的時候，會有一個檢測開關BT2檢測到信 號，這時控制氣缸的伐關閉氣缸斷氣，同理搖臂2打開到位以后，會有一個檢測開關BT1檢測 到信號，這時控制氣缸的伐關閉氣缸斷氣，氣缸也自動斷氣。
【主權項】
1. 一種基于四連桿機構的回轉夾緊裝置，主要由曲柄（1)、搖臂(2)、鉸鏈板(3)、主軸支 座(4)、底座(5)和氣缸(10)組成;其特征在于： 所述主軸支座(4)與底座(5)剛性連接，曲柄（1)通過軸1(9)與主軸支座(4)連接，鉸鏈 板(3)通過軸11(6與曲柄（1)連接，鉸鏈板(3)通過軸IV(7)與搖臂(2)連接，氣缸(10)通過耳 軸與曲柄(1)連接，搖臂(2)通過軸111(8)與底座(5)連接； 氣缸(10)拉動曲柄（1)繞軸1(9)運動，曲柄（1)通過鉸鏈板(3)拉動搖臂(2)運動。
【專利摘要】本實用新型屬于汽車白車身焊裝制造領域，涉及一種基于四連桿機構的回轉夾緊裝置；克服現有技術中存在的由于搖臂較長導致標準氣缸夾緊力不足的技術問題；主要由曲柄、搖臂、鉸鏈板、主軸支座、底座和氣缸組成；主軸支座與底座剛性連接，曲柄通過軸I與主軸支座連接，鉸鏈板通過軸II與曲柄連接，鉸鏈板通過軸IV與搖臂連接，氣缸通過耳軸與曲柄連接，搖臂通過軸III與底座連接；氣缸拉動曲柄繞軸I運動，曲柄通過鉸鏈板拉動搖臂運動。本實用新型實現使用較小行程的氣缸來達到較大的打開角度的目的，具有制造安裝簡單、成本低、定位精度較高等優點，可以滿足自動化或者手動焊接夾具的生產需求。
【IPC分類】B23K37/04
【公開號】CN205342316
【申請號】CN201620113951
【發明人】李哲, 宮正軍, 宋賀亮, 曹弘
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月4日