一种汽车顶棚焊接夹具的制作方法

1.本发明属于汽车顶棚加工技术领域，具体涉及一种汽车顶棚焊接夹具。


背景技术：

2.夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具(qi
ǎjǜ
)。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。
3.汽车顶棚上通常会焊接天窗框架或者其他与内饰板等部件进行连接的连接件，因此就涉及到对汽车顶棚焊接时所需要的夹具，现有技术中的顶棚夹具，通常是采用若干固定于平台边缘上的夹持元件(可以理解为气缸共同夹持)对顶棚进行夹紧，这样的设置方式在使用中存在如下的问题：(1)顶棚边缘一般为弧形面，现有夹持元件对其夹持效果差，夹持不稳定；(2)夹持元件固定于平台边缘，拆卸困难，导致一个夹持设备只能对一种型号的顶棚进行夹持，在一些小的汽车配件厂内不具备实用性；(3)在气缸夹持过程中，不同型号或者不同位置的顶棚，具有不同的厚度，若气缸输出力矩不发生改变，易出现夹持稳或者过度夹持的问题；(4)现有夹持元件上电子元件和线束过多，容易被汽车顶棚边缘切割或者碰撞损坏。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车顶棚焊接夹具，解决现有技术中的夹具对顶棚的夹持效果不佳的问题，用以提升对汽车顶棚的夹持效果。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明一种汽车顶棚焊接夹具，包括支撑框架和由磁性物质的制成的工作平台，所述工作平台上设有若干用以夹持汽车顶棚的夹持机构，所述夹持机构包括电磁底座，所述电磁底座上竖直设有支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接于电磁底座上，所述支撑杆的另一端上设有与之固定连接的下夹板，所述下夹板的上方设有上夹板，所述上夹板的一端对称设有光杆，所述光杆的一端固定连接于上夹板上，所述光杆的另一端穿过下夹板于下夹板滑动连接，所述下夹板的下表面上设有安装架，所述安装架上设有直线驱动机构，所述直线驱动机构的输出端于光杆位于下夹板下方的一端连接，所述上夹板和下夹板的另一端上相对设有与顶棚挤压接触的接触机构，所述上夹板上的所述接触机构包括滑动连接于上夹板端部的第一滑杆，所述第一滑杆位于上夹板上表面的一端上设有与之固定连接的第一限位环，所述第一滑杆的另一端上设有固定连接的接触轮，所述接触轮和上夹板的下表面之间设有第一弹簧。
7.本技术方案的工作原理为：
8.夹持同一顶棚时的夹持机构定位操作：将顶棚放置于工作平台上，然后通过关闭电磁底座的电源，然后移动本夹持机构，使顶棚的边缘位于上下接触轮之间，同时调整若干夹持机构夹持于顶棚上的相对位置；
9.夹持机构的锁紧操作：当夹持机构位置调整到位之后，打开电磁底座的电源，使电磁底座吸附于工作平台上；
10.夹持机构的夹持操作：当电磁底座与工作平台锁紧之后，只需要控制直线驱动机构运动，即可带动上夹板向下运动，同时带动上部接触轮乡下运动，直至和顶棚接触，在第一弹簧的作用下，顶棚边缘将会被夹紧于接触轮之间。
11.接触轮与顶棚接触夹紧的方式，类似于点接触，即能更好的适应顶棚的形状，提升对弧形边的夹持效果；同时在接触时，由于第一弹簧的存在，当上部设置的接触轮与顶棚挤压时，第一滑杆的端部会向上滑动，即可通过观测滑竿的滑动距离对接触轮之间的挤压力进行判断，避免挤压力过大导致顶棚变形的问题，进一步的第一弹簧的存还可通过自身形变，对顶棚进行保护，避免较大的夹紧力导致顶棚被挤压变形的问题；同时无论顶棚厚度是否一致，只要第一滑杆的伸出的距离相同时，各个点位的夹持力都相同，因此弹簧的形变量相同，即可更好的控制各个点位的夹持力度(施加同样的力，弹簧形变量是一致的，因此无论厚度是否相同，都能保证作用于顶棚上的力可控且一致)。
12.进一步，所述电磁底座的上方设有滚动机构，所述滚动机构包括矩形设置的滚轮，相邻两滚轮之间设有连接轴，所述连接轴之间设有与之固定连接的连接板，所述连接板滑动连接于支撑杆上，所述连接板上方的支撑杆上还设有第二限位环，所述第二限位环和连接板之间设有第二弹簧，所述第二弹簧将连接板抵紧于电磁底座上。
13.滚动机构的工作原理为：
14.当对不同的顶棚进行夹持操作时，需要重新对夹持机构进行定位操作，此时就需要移动夹持机构，因此，当电磁铁断电之后，在二弹簧复位的作用下(电磁铁向下吸附运动时，第二弹簧压缩)，将电磁底座提升至滚轮下边缘的上方，即使电磁底座脱离工作平台(通电吸附时，带动支撑杆向下滑动)，进而在滚轮的作用下，可实现人工推动夹持机构在工作平台上移动，省时省力，且不会出现提升转运过程中掉落碰撞顺怀的问题。
15.进一步，所述上夹板和下夹板之间的光杆上均设有滑动套管，所述滑动套管的两端与上夹板和下夹板之间均设有第三弹簧，所述第三弹簧将滑动套管挤压于位于上夹板和下夹板之间光杆的中部，所述滑动套管之间设有安装板，所述安装板上滑动设有第二滑杆，所述第二滑杆朝向接触轮设置的一端上设有与之固定连接的接触板，所述第二滑杆的另一端上设有第四弹簧，所述第四弹簧的一端固定于第二滑杆的端部上，另一端固定于安装板上。
16.当夹持机构的位置定位之后，需要将顶棚边缘放置于接触轮之间，但是在实际操作的时候，由于顶棚形状或者体积的原因，会对工作人员的视线造成遮挡，因此难以判断顶棚的边缘是否位于接触轮之间，容易出现顶棚边缘未放置到位，导致夹紧焊接效果差的问题；
17.当顶棚的边缘放置于接触轮之间，且放置到位时，其边缘会与接触板接触，进而推动接触板向外运动，因此工作人员只需要观察第二滑杆的运动距离和状态，就能对顶棚边缘是否放置到位进行判断(传统夹具中，可能会采用传感器的方式，对放置位置进行定位，但是传感器或者其线束经常容易被顶棚边缘碰撞胡总恶化切割损坏)；
18.其中，上下设置的第三弹簧能始终将安装板保持在光杆中部位置(压缩时也可)，因此接触板的中部能更好的与顶棚边缘接触，即中部接触提升了力传递效果，保证了第二
滑杆受力的移动效果，进而能对顶棚位置是否到位进行更好的判断；
19.再者，由于夹持机构的位置已经固定于工作平台上，因此要将顶棚边缘放置于接触轮内，那就需要顶棚一侧向接触轮朝向接触板的距离进行移动，才能很好的保证顶棚另一侧能移动至接触轮内，因此在顶棚移动的过程中，其于接触板接触就能判断其于接触板的力大小，起到缓冲的作用，避免工人操作时，移动力过大，导致顶棚侧向边缘挤压变形的问题；
20.最后第三弹簧的设置，使直线驱动机构对光杆的作用力时，第三弹簧恢复形变的过程中，能带动上夹板回到初始位置，即使接触轮之间存在间距，便于下一次顶棚的放置和拆卸。
21.进一步，所述接触轮为橡胶轮，且橡胶轮的轴线平行于顶棚夹紧时的长度方向设置，其有益之处在于，橡胶轮能避免顶棚产生划伤和刚性接触损伤，且其能进行形变，提升对顶棚的挤压接触效果。
22.进一步，所述滚轮为万向轮，其有益之处在于，提升移动和转向效果。
23.进一步，所述连接板上设有套筒，所述套筒套接于支撑杆的外侧，且套筒的一端固定于连接板上，其有益之处在于，这样的设置方式，使支撑杆的侧向具有更好的支撑，提升其稳定性。
24.进一步，所述连接板上开设有通孔，所述支撑杆位于改通孔内，其有益之处在于，这样的设置方式，使支撑杆能在通孔内旋转，进而可以实现对上部夹持机构的方向进行控制，进而可以对顶棚的不同弧度边缘的位置进行夹紧。
25.进一步，所述第一滑杆位于上夹板下表面的部分设有外螺纹，且外螺纹上套接设有与之匹配的螺母，其有益之处在于，可通过螺母的旋转控制第一滑杆向上被顶出的位移，即可控制弹簧的形变量，进而控制弹簧对顶棚的夹紧力度。
26.进一步，所述接触板上设有橡胶保护层。
27.进一步，所述支撑杆为高度可调的伸缩杆，所述工作平台的中部还设有若干高度可调的支撑滚轮，其有益之处在于，这样设置的方式可以改变夹持机构的高度，进而适应不同顶棚的弧度和不同夹持位置进行夹紧。
28.本发明的有益效果在于：
29.(1)本发明中夹持机构的设置方式，使夹持机构能固定和作用于工作平台的任意位置，即可以对不同型号的顶棚进行夹紧，实用性强；(2)本夹持机构上通过接触轮的方式进行夹紧，能更好的适应对顶棚弧形边缘的夹持；(3)第一弹簧和第一滑杆的设置，能通过观测第一滑杆的滑移距离，就能对顶棚承受的加持力进行判断，进而避免加持力过大造成顶棚挤压变形的问题；(4)本技术方对顶棚的夹持稳定，且能对不同规格的顶棚进行夹紧，同时还能避免夹紧时对顶棚造成挤压变形的情况，因此使用本夹具对顶棚进行夹持，能提升在顶棚上进行焊接的效果。
30.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
31.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
32.图1为本发明夹具的立体示意图；
33.图2为本发明夹具的正视图示意图；
34.图3为本发明夹具中夹持机构的立体示意图；
35.图4为本发明夹具中夹持机构的正视图示意图；
36.图5为本发明夹具中夹持机构的正视图剖视图示意图；
37.图6为本发明图5中a处的局部放大示意图；
38.附图中标记如下：
39.工作平台1、夹持机构2、支撑框架3、上夹板4、下夹板5、光杆6、直线驱动机构7、安装架8、第一滑杆9、第一限位环10、第一弹簧11、接触轮12、支撑杆13、第二限位环14、滚轮15、连接轴16、连接板17、第二弹簧18、电磁底座19、滑动套管20、第三弹簧21、安装板22、接触板23、第二滑杆24、第四弹簧25、套筒26。
具体实施方式
40.如图1～6所示本发明一种汽车顶棚焊接夹具，包括支撑框架3和由磁性物质(铁、钴、镍)的制成的工作平台1，工作平台1上设有若干用以夹持汽车顶棚的夹持机构2，夹持机构2包括电磁底座19，需要说明的是，电磁底座19中包括电磁铁，电磁铁包括线圈和铁芯等，为现有技术；在电磁底座19上竖直设有支撑杆13，支撑杆13的一端固定连接于电磁底座19上，支撑杆13的另一端上设有与之固定连接的下夹板5，下夹板5的上方设有上夹板4，上夹板4的一端对称设有光杆6，光杆6的一端固定连接于上夹板4上，光杆6的另一端穿过下夹板5于下夹板5滑动连接，下夹板5的下表面上设有安装架8，安装架8上设有直线驱动机构7，直线驱动机构7的输出端于光杆6位于下夹板5下方的一端连接，上夹板4和下夹板5的另一端上相对设有与顶棚挤压接触的接触机构，上夹板4上的接触机构包括滑动连接于上夹板4端部的第一滑杆9，第一滑杆9位于上夹板4上表面的一端上设有与之固定连接的第一限位环10，第一滑杆9的另一端上设有固定连接的接触轮12，接触轮12和上夹板4的下表面之间设有第一弹簧11。
41.本技术方案的工作原理为：
42.夹持同一顶棚时的夹持机构2定位操作：将顶棚放置于工作平台1上，然后通过关闭电磁底座19的电源，然后移动本夹持机构2，使顶棚的边缘位于上下接触轮12之间，同时调整若干夹持机构2夹持于顶棚上的相对位置；
43.夹持机构2的锁紧操作：当夹持机构2位置调整到位之后，打开电磁底座19的电源，使电磁底座19吸附于工作平台1上；
44.夹持机构2的夹持操作：当电磁底座19与工作平台1锁紧之后，只需要控制直线驱动机构7运动，即可带动上夹板4向下运动，同时带动上部接触轮12乡下运动，直至和顶棚接触，在第一弹簧11的作用下，顶棚边缘将会被夹紧于接触轮12之间。
45.接触轮12与顶棚接触夹紧的方式，类似于点接触，即能更好的适应顶棚的形状，提升对弧形边的夹持效果；同时在接触时，由于第一弹簧11的存在，当上部设置的接触轮12与
顶棚挤压时，第一滑杆9的端部会向上滑动，即可通过观测滑竿的滑动距离对接触轮12之间的挤压力进行判断，避免挤压力过大导致顶棚变形的问题，判断的方式可以通过在第一滑杆9的指定位置上涂上鲜艳的红色，当红色部分冒出上夹板4的上表面时，则停止直线驱动机构7的工作；进一步的第一弹簧11的存还可通过自身形变，对顶棚进行保护，避免加大的夹紧力导致顶棚被挤压变形的问题。
46.电磁底座19的上方设有滚动机构，滚动机构包括矩形设置的滚轮15，相邻两滚轮15之间设有连接轴16，连接轴16之间设有与之固定连接的连接板17，连接板17滑动连接于支撑杆13上，连接板17上方的支撑杆13上还设有第二限位环14，第二限位环14和连接板17之间设有第二弹簧18，第二弹簧18将连接板17抵紧于电磁底座19上。
47.滚动机构的工作原理为：
48.当对不同的顶棚进行夹持操作时，需要重新对夹持机构2进行定位操作，此时就需要移动夹持机构2，因此，当电磁铁断电之后，在二弹簧复位的作用下(电磁铁向下吸附运动时，第二弹簧18压缩)，将电磁底座19提升至滚轮15下边缘的上方，即使电磁底座19脱离工作平台1(通电吸附时，带动支撑杆13向下滑动)，进而在滚轮15的作用下，可实现人工推动夹持机构2在工作平台1上移动，省时省力，且不会出现提升转运过程中掉落碰撞顺怀的问题。
49.上夹板4和下夹板5之间的光杆6上均设有滑动套管20，滑动套管20的两端与上夹板4和下夹板5之间均设有第三弹簧21，第三弹簧21将滑动套管20挤压于位于上夹板4和下夹板5之间光杆6的中部，滑动套管20之间设有安装板22，安装板22上滑动设有第二滑杆24，第二滑杆24朝向接触轮12设置的一端上设有与之固定连接的解除板23，第二滑杆24的另一端上设有第四弹簧25，第四弹簧25的一端固定于第二滑杆24的端部上，另一端固定于安装板22上。
50.当夹持机构2的位置定位之后，需要将顶棚边缘放置于接触轮12之间，但是在实际操作的时候，由于顶棚形状或者体积的原因，会对工作人员的视线造成遮挡，因此难以判断顶棚的边缘是否位于接触轮12之间，容易出现顶棚边缘未放置到位，导致夹紧焊接效果差的问题；
51.当顶棚的边缘放置于接触轮12之间，且放置到位时，其边缘会与解除板23接触，进而推动解除板23向外运动，因此工作人员只需要观察第二滑杆24的运动距离和状态，就能对顶棚边缘是否放置到位进行判断(传统夹具中，可能会采用传感器的方式，对放置位置进行定位，但是传感器或者其线束经常容易被顶棚边缘碰撞胡总恶化切割损坏)；
52.其中，上下设置的第三弹簧21能始终将安装板22保持在光杆6中部位置(压缩时也可)，因此解除板23的中部能更好的与顶棚边缘接触，即中部接触提升了力传递效果，保证了第二滑杆24受力的移动效果，进而能对顶棚位置是否到位进行更好的判断；
53.再者，由于夹持机构2的位置已经固定于工作平台1上，因此要将顶棚边缘放置于接触轮12内，那就需要顶棚一侧向接触轮12朝向解除板23的距离进行移动，才能很好的保证顶棚另一侧能移动至接触轮12内，因此在顶棚移动的过程中，其于解除板23接触就能判断其于解除板23的力大小，避免工人操作时，移动力过大，导致顶棚侧向边缘挤压变形的问题；
54.最后第三弹簧21的设置，使直线驱动机构7对光杆6的作用力时，第三弹簧21恢复
形变的过程中，能带动上夹板4回到初始位置，即使接触轮12之间存在间距，便于下一次顶棚的放置和拆卸。接触轮12为橡胶轮，且橡胶轮的轴线平行于顶棚夹紧时的长度方向设置，橡胶轮能避免顶棚产生划伤和刚性接触损伤，且其能进行形变，提升对顶棚的挤压接触效果。滚轮15为万向轮，提升移动和转向效果。
55.连接板17上设有套筒26，套筒26套接于支撑杆13的外侧，且套筒26的一端固定于连接板17上，这样的设置方式，使支撑杆13的侧向具有更好的支撑，提升其稳定性。连接板17上开设有通孔，支撑杆13位于改通孔内，这样的设置方式，使支撑杆13能在通孔内旋转，进而可以实现对上部夹持机构2的方向进行控制，进而可以对顶棚的不同弧度边缘的位置进行夹紧。
56.直线驱动机构7为气缸或者直线电机。解除板23上设有橡胶保护层。支撑杆13为高度可调的伸缩杆，工作平台1的中部还设有若干高度可调的支撑滚轮支撑滚轮的设置可以对顶棚中部进行支撑和移动导向，能更好的将顶棚移动至接触轮12内进行夹持，这样设置的方式可以改变夹持机构2的高度，进而适应不同顶棚的弧度和不同夹持位置进行夹紧，同时需要说明的是，伸缩杆最简单的方式可以采用内杆和外杆，二者通过螺纹连接的方式进行高度变换，在此不做过多的赘述。
57.优选地，第一滑杆9位于上夹板4下表面的部分设有外螺纹，且外螺纹上套接设有与之匹配的螺母，可通过螺母的旋转控制第一滑杆9向上被顶出的位移，即可控制弹簧的形变量，进而控制弹簧对顶棚的夹紧力度，当然不难理解的是，螺母上还可以设置压力传感器，当螺母上表面受压时，直接通过控制系统控制直线驱动机构停止工作，保持当前状态。
58.还需要进一步说明的是，各个电磁底座19和直线驱动机构7可单独控制，也空通过控制系统对顶棚一侧或者同一高度上的多个进行控制，可根据实际情况进行设计和选择。
59.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种汽车顶棚焊接夹具，包括支撑框架和由磁性物质的制成的工作平台，其特征在于：所述工作平台上设有若干用以夹持汽车顶棚的夹持机构，所述夹持机构包括电磁底座，所述电磁底座上竖直设有支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接于电磁底座上，所述支撑杆的另一端上设有与之固定连接的下夹板，所述下夹板的上方设有上夹板，所述上夹板的一端对称设有光杆，所述光杆的一端固定连接于上夹板上，所述光杆的另一端穿过下夹板于下夹板滑动连接，所述下夹板的下表面上设有安装架，所述安装架上设有直线驱动机构，所述直线驱动机构的输出端于光杆位于下夹板下方的一端连接，所述上夹板和下夹板的另一端上相对设有与顶棚挤压接触的接触机构，所述上夹板上的所述接触机构包括滑动连接于上夹板端部的第一滑杆，所述第一滑杆位于上夹板上表面的一端上设有与之固定连接的第一限位环，所述第一滑杆的另一端上设有固定连接的接触轮，所述接触轮和上夹板的下表面之间设有第一弹簧。2.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述电磁底座的上方设有滚动机构，所述滚动机构包括矩形设置的滚轮，相邻两滚轮之间设有连接轴，所述连接轴之间设有与之固定连接的连接板，所述连接板滑动连接于支撑杆上，所述连接板上方的支撑杆上还设有第二限位环，所述第二限位环和连接板之间设有第二弹簧，所述第二弹簧将连接板抵紧于电磁底座上。3.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述上夹板和下夹板之间的光杆上均设有滑动套管，所述滑动套管的两端与上夹板和下夹板之间均设有第三弹簧，所述第三弹簧将滑动套管挤压于位于上夹板和下夹板之间光杆的中部，所述滑动套管之间设有安装板，所述安装板上滑动设有第二滑杆，所述第二滑杆朝向接触轮设置的一端上设有与之固定连接的接触板，所述第二滑杆的另一端上设有第四弹簧，所述第四弹簧的一端固定于第二滑杆的端部上，另一端固定于安装板上。4.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述接触轮为橡胶轮，且橡胶轮的轴线平行于顶棚夹紧时的长度方向设置。5.根据权利要求2所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述滚轮为万向轮。6.根据权利要求2所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述连接板上设有套筒，所述套筒套接于支撑杆的外侧，且套筒的一端固定于连接板上。7.根据权利要求2所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述连接板上开设有通孔，所述支撑杆位于改通孔内。8.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述第一滑杆位于上夹板下表面的部分设有外螺纹，且外螺纹上套接设有与之匹配的螺母。9.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述支撑杆为高度可调的伸缩杆，所述工作平台的中部还设有若干高度可调的支撑滚轮。10.根据权利要求3所述的一种汽车顶棚焊接夹具，其特征在于：所述接触板上设有橡胶保护层。

技术总结
本发明公开了一种汽车顶棚焊接夹具，属于汽车顶棚加工技术领域。包括支撑框架和由磁性物质的制成的工作平台，所述工作平台上设有若干用以夹持汽车顶棚的夹持机构，所述夹持机构包括电磁底座，所述电磁底座上竖直设有支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接于电磁底座上，所述支撑杆的另一端上设有与之固定连接的下夹板，所述下夹板的上方设有上夹板，所述上夹板的一端对称设有光杆，所述光杆的一端固定连接于上夹板上，所述光杆的另一端穿过下夹板于下夹板滑动连接，所述下夹板的下表面上设有安装架，所述安装架上设有直线驱动机构。本技术方案用以解决现有技术中的夹具对顶棚的夹持效果不佳的问题，用以提升对汽车顶棚的夹持效果。果。果。


技术研发人员：王文升 王贺友 马红伟 葛泽日 邓振鹏
受保护的技术使用者：重庆市久满汽车内饰件有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/7