一种汽车涂装吊具系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车涂装吊具技术领域，具体涉及一种汽车涂装吊具系统及控制方法。

背景技术

现有汽车涂装车间，当生产线节拍在20台/小时，或者低于20台/小时时，通常其前处理电泳线采用步进式生产方式，而前处理电泳线采用步进式生产方式时，其机械化运输设备通常采用自行葫芦配合吊具的方式，通过吊具把车身带到前处理电泳线，并在各工艺槽内进行工艺处理；车身架在进出前处理电泳各槽体时，以及在各工艺槽处理过程中，均需要前后倾斜，摆动一定的角度，示意图如图1所示；因此为了防止吊具运行及摆动时车身从吊具上掉落，车身架需要有效固定在吊具上。

现有采用自行葫芦配合吊具的方式为机械化运输方式的步进式前处理电泳线，吊具支点套与车身工艺的锁紧、解锁与检查均是通过人工操作实现，因此存在以下问题：

第一、劳动生产率低；在锁紧、解锁工位各需要两名操作工，共需要四名操作工；传统吊具支点需要操作工通过转动支点套旋转把手，将车身与吊具锁紧和解锁；

第二、操作环境安全性差、环境差；人员在锁紧与解锁过程中，需要在吊具及车身下方工作，安全性较差；吊具及车身会滴水，吊具及车身上均带有电泳漆，人员操作环境较差；

第三、锁紧与解锁到位的可靠性不高；操作人员由于工作疏忽，会忘记锁紧或解锁，造成车身掉落到前处理电泳槽体当中，造成事故或生产线停线，经济损失较大。

基于上述汽车涂装车间车身架吊取进行电泳工艺处理过程中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种汽车涂装吊具系统及控制方法，旨在解决现有汽车涂装车间车身架在吊具内锁紧的问题。

本发明提供一种汽车涂装吊具系统，该系统包括吊具和支撑架，支撑架的上端面上设有伸缩机构；吊具与控制系统电连接，从而实现车身架的吊取和运送；吊具的底部对称设有多个支点，每个支点上设有锁紧机构，锁紧机构用于对支点上的车身架进行锁紧；吊具通过各个支点来支撑其车身架，并且在吊具下落至支撑架的上端面上时，能够通过伸缩机构的伸缩来推动锁紧机构对车身架的锁紧或解锁。

进一步地，吊具包括四根吊具支柱和顶架，两个根吊具支柱沿竖直方向并排设置于顶架底部的一侧，两个根吊具支柱沿竖直方向对称设置于顶架底部相对一侧，从而形成车身架容纳腔；位于顶架底部一侧的两根吊具支柱和位于顶架底部相对一侧的另两根吊具支柱分别相对设有支撑臂，支点设置于支撑臂上。

进一步地，支撑臂的末端设有支撑板，锁紧机构包括四瓣形钢板和支点套，支点套沿竖直方向固定设置在支撑板上端面；支点套内设有能够转动的支点销，支点销的顶部设有偏心凸台，支点销的底部穿过支撑板并与四瓣形钢板固定连接；伸缩机构通过推动四瓣形钢板带动支点销转动，从而使得支点销带动偏心凸台转动；当偏心凸台与支点套处于同心位置时，锁紧机构处于解锁状态，当偏心凸台偏移支点套的轴心位置时，锁紧机构处于锁紧状态。

进一步地，伸缩机构包括底座、气缸以及推头；底座沿水平方向固定设置于支撑架上，底座上沿水平方向设有导轨，推头能够滑动设置于导轨上；气缸的两端分别通过双耳座固定在底座上，并且气缸的活塞杆一端与推头连接，从而能够带动推头在导轨上往复滑动；推头上沿竖直方向设有推杆，推头在滑动过程中，能够通过推杆推动四瓣形钢板转动。

进一步地，四瓣形钢板的底部设有指示杆；支撑架的上端面上设有多个感应开关，每个支点分别对应设有一个感应开关；感应开关通过检测指示杆的位置变化，从而判断锁紧机构处于锁紧状态或解锁状态。

进一步地，支撑架的上端面上还设有行程开关，行程开关与控制系统电连接，行程开关用于检测吊具下落至支撑架上；当偏心凸台偏移支点套的轴心位置时，偏心凸台通过卡住车身架工艺孔边缘，从而使吊具与车身架之间保持相连，无法脱离。

进一步地，顶架上固定设有连接板，吊具通过连接板与流水线驱动机构连接；流水线驱动机构还与车间的控制系统电连接，控制系统通过流水线驱动机构驱动吊具进行水平移动或升降移动或摆动。

进一步地，支撑架的上端面上还设有多个定位销，每个定位销对应于每根吊具支柱底部的定位孔；当吊具下落至撑架的上端面上时，定位销能够沿竖直方向插入定位孔内。

相应地，本发明还提供一种汽车涂装吊具的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

S1：将车身架放置在吊具容纳腔内，并通过吊具的支点支撑其车身架，同时吊具各个支点上的支点销伸入车身架的工艺孔内进行定位；

S2：车间的控制系统通过流水线驱动机构驱动吊具开始下落至车间的支撑架上，当吊具下落至支撑架的上端面上时，吊具底部的定位孔套在支撑架的上端面的定位销上；

S3：控制系统控制支撑架上的各个气缸驱动各个推头向前移动，从而使各个推头上的推杆推动各个支点上的四瓣形钢板转动，从而使各个四瓣形钢板带动支点销转动，进而使得支点销顶部的偏心凸台转动，并卡住车身架工艺孔边缘，保证吊具与车身架之间保持相连，无法脱离；

S4：当各个支点上的感应开关检测到各个四瓣形钢板上的指示杆的位置至于第一预设距离时，判断偏心凸台处于锁紧状态；当感应开关检测到四瓣形钢板上的指示杆的位置至于第二预设距离时，判断偏心凸台处于解锁状态；

S5制系统通过流水线驱动机构驱动吊具上升，并移动至工艺槽内进行摆动工艺处理。

进一步地，S2步骤中，当吊具下降，车身架的底盘触碰到支撑架上的行程开关时，控制系统控制流水线驱动机构停止驱动。

进一步地，S3步骤中，气缸通过驱动推头正向移动，从而通过推杆推动四瓣形钢板绕支点销180°正向转动，从而实现偏心凸台的锁紧；气缸通过驱动推头反向移动，从而通过推杆推动四瓣形钢板绕支点销180°反向转动，从而实现偏心凸台的解锁。

本发明提供的方案，结构简单、合理，能够直接应用到现有车间的生产线上，能够对吊具与车身架进行锁紧与解锁，实现自动锁紧、解锁及检测，提高车间劳动生产率、安全性以及可靠性，避免人员在不良环境中进行作业，人性化设计较高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1 为本发明汽车涂装车间内吊具夹紧车身架进行摆动示意图；

图2 为本发明一种汽车涂装吊具系统整体示意图；

图3 为本发明吊具结构示意图；

图4 为本发明支点套与四瓣形钢板配合示意图；

图5 为本发明支点套处于解锁状态示意图；

图6 为本发明支点套处于锁紧状态示意图；

图7 为本发明支点套结构俯视图；

图8 为本发明伸缩机构与四瓣形钢板工作状态的立体图；

图9 为本发明伸缩机构与四瓣形钢板工作状态的主视图；

图10 为本发明伸缩机构与四瓣形钢板工作状态的侧视图。

图中：1、吊具；11、吊具支柱；111、定位孔；12、支撑臂；13、连接板；14、四瓣形钢板；15、支点套；151、偏心凸台；16、指示杆；17、支撑板；18、顶架；2、车身架；3、工艺槽；4、伸缩机构；41、底座；42、气缸；43、推头；431、推杆；44、双耳座；45、导轨；5、感应开关；6、行程开关；7、支撑架；8、定位销。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图 1至图10所示，本发明提供一种汽车涂装吊具系统，该系统包括吊具1和支撑架7，其中，支撑架7的上端面上设有伸缩机构4，该伸缩机构4用于推动吊具1上的锁紧机构对车身架2进行锁紧或解锁；具体地，吊具1与控制系统电连接，从而实现车身架2的吊取和运送；进一步地，吊具1的底部对称设有多个支点，优选为四个支点，且两两对称分布；进一步地，每个支点上设有锁紧机构，该锁紧机构用于对支点上的车身架2进行锁紧；进一步地，吊具1通过各个支点来支撑其车身架2，并且在吊具1下落至支撑架7的上端面上时，能够通过伸缩机构4的伸缩来推动锁紧机构对车身架2的锁紧或解锁；本发明提供的汽车涂装吊具系统，为了实现吊具与车身架之间的有效固定，在车身架的底盘上开有固定用四个工艺孔；并在吊具上设置有四个支点，每个支点均带支点销；吊具的支点销与工艺孔配合，车身对准吊具后，工艺孔落到支点销上，四个支点销通过偏心凸台的旋转，将车身架与吊具锁紧，连为一体，达到防止车身掉落的效果。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，吊具1包括四根吊具支柱11和顶架18，两个根吊具支柱11沿竖直方向并排设置于顶架18底部的一侧，两个根吊具支柱11沿竖直方向对称设置于顶架18底部相对一侧，从而形成车身架容纳腔；位于顶架18底部一侧的两根吊具支柱11和位于顶架18底部相对一侧的另两根吊具支柱11分别相对设有支撑臂12，支点设置于支撑臂12上。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，支撑臂12的末端设有支撑板17，锁紧机构包括四瓣形钢板14和支点套15，支点套15沿竖直方向固定设置在支撑板17上端面；进一步地，支点套15内设有能够转动的支点销，支点销能够绕竖直轴线转动设置于支点套15内；进一步地，支点销的顶部设有偏心凸台151，并且支点销的底部穿过支撑板17并与四瓣形钢板14固定连接，如图4至图6所示，四瓣形钢板14的结构类似与四叶草结构，且固定在支点销的底部，与支点销一起180°旋转；上述方案中，伸缩机构4能够通过推动四瓣形钢板14带动支点销转动，从而使得支点销带动偏心凸台151转动；并且当偏心凸台151与支点套15处于同心位置时，锁紧机构处于解锁状态，当偏心凸台151偏移支点套15的轴心位置时，锁紧机构处于锁紧状态。

优选地，结合上述方案，如图 7至图9所示，本实施例中，伸缩机构4包括底座41、气缸42以及推头43；其中，底座41沿水平方向固定设置于支撑架7上，底座41上沿水平方向设有导轨45，推头43能够滑动设置于导轨45上；气缸42的两端分别通过双耳座44固定在底座41上，并且气缸42的活塞杆一端与推头43连接，从而能够带动推头43在导轨45上往复滑动；进一步地，推头43上沿竖直方向设有推杆431，推头43在滑动过程中，能够通过推杆431推动四瓣形钢板14实现180°转动，从而使偏心凸台151压住车身架的工艺孔边缘，使吊具与车身架之间的紧密相连，无法脱离。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，四瓣形钢板14的底部设有指示杆16，该指示杆16为一根圆钢，用于偏心销位置指示；进一步地，支撑架7的上端面上设有多个感应开关5，每个支点分别对应设有一个感应开关5；具体地，该感应开关5通过检测指示杆16的位置变化，从而判断锁紧机构处于锁紧状态或解锁状态；即当推头43通过推杆431推动四瓣形钢板14实现180°转动时，指示杆16的位置会发生变化，进而使得指示杆16与感应开关5的距离发生变化，感应开关5正是通过检测指示杆16的距离变化，从而判断锁紧机构处于锁紧状态或解锁状态。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，支撑架7的上端面上还设有行程开关6，行程开关6与控制系统电连接，行程开关6用于检测吊具1下落至支撑架7上；当偏心凸台151偏移支点套15的轴心位置时，偏心凸台151通过卡住车身架2工艺孔边缘，从而使吊具1与车身架2之间保持相连，无法脱离；具体地，在锁紧、解锁的中间位置设置有八个行程开关6，对吊具1下降到位及到位准确性进行检测；当吊具1下降，车身架2的底盘碰触到相应行程开关6时，吊具1会停止下降，开始进行锁紧或解锁动作。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，顶架18上固定设有连接板13，吊具1通过连接板13与流水线驱动机构连接；流水线驱动机构还与车间的控制系统电连接，控制系统通过流水线驱动机构驱动吊具1进行水平移动或升降移动或摆动。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，吊具1的支点与车身架2要实现自动锁紧与解锁，还要求吊具1的支点的四瓣形钢板准确落在锁紧与解锁的位置上，以使气缸带动推头推动四瓣形钢板旋转180°，并且使得感应开关5有效检测到指示杆16的位置，并且为了实现吊具2的支点在锁紧与解锁装置处准确定位，在锁紧解锁工位设置四个定位销8；具体地，支撑架7的上端面上还设有四个定位销8，每个定位销8对应于每根吊具支柱11底部的定位孔111；当吊具1下落至撑架7的上端面上时，定位销8能够沿竖直方向插入定位孔111内；即吊具1下降后，吊具1的定位孔与定位销8吻合，从而使吊具1的支点准确落在锁紧与解锁位置处。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，了保证本发明提供的汽车涂装吊具系统的有效性，四瓣形钢板、指示杆、推头、吊具以及定位销均要采用优质碳钢材质，钢板厚度，圆杆直径要求保持长期工作不变形；支撑架7的定位销与吊具1的定位孔的间隙适当，不宜过大，过大会造成定位不准确；不宜过小，过小会造成卡阻。

相应地，结合上述方案，如图 1至图10所示，本发明还提供一种汽车涂装吊具的控制方法，能够应用于上述所述的汽车涂装吊具系统；具体地，该控制方法具体包括以下步骤：

S1：将车身架2放置在吊具1容纳腔内，并通过吊具1的支点支撑其车身架2，同时吊具1各个支点上的支点销伸入车身架2的工艺孔内进行定位；

S2：车间的控制系统通过流水线驱动机构驱动吊具1开始下落至车间的支撑架7上；当吊具1下落至支撑架7的上端面上时，吊具1底部的定位孔111套在支撑架7的上端面的定位销8上；

S3：控制系统控制支撑架7上的各个气缸42驱动各个推头43向前移动，从而使各个推头43上的推杆431推动各个支点上的四瓣形钢板14转动，从而使各个四瓣形钢板14带动支点销转动，进而使得支点销顶部的偏心凸台151转动，并卡住车身架2工艺孔边缘，保证吊具1与车身架2之间保持相连，无法脱离；

S4：当各个支点上的感应开关5检测到各个四瓣形钢板14上的指示杆16的位置至于第一预设距离时，判断偏心凸台151处于锁紧状态；当感应开关5检测到四瓣形钢板14上的指示杆16的位置至于第二预设距离时，判断偏心凸台151处于解锁状态；

S5：控制系统通过流水线驱动机构驱动吊具1上升，并移动至工艺槽3内进行摆动工艺处理。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，S2步骤中，当吊具1下降，车身架2的底盘触碰到支撑架7上的行程开关6时，控制系统控制流水线驱动机构停止驱动；具体地，当行程开关6检测到吊具1下降到位和准确性后，吊具1停止下降，方可进行下一步动作。

优选地，结合上述方案，如图 1至图10所示，S3步骤中，气缸42带动锁紧、解锁的推头做直线运动；具体地，气缸42通过驱动推头43正向移动，从而通过推杆431推动四瓣形钢板14绕支点销180°正向转动，从而实现偏心凸台151的锁紧；气缸42通过驱动推头43反向移动，从而通过推杆431推动四瓣形钢板14绕支点销180°反向转动，从而实现偏心凸台151的解锁。

本发明提供的方案，结构简单、合理，能够直接应用到现有车间的生产线上，能够对吊具与车身架进行锁紧与解锁，实现自动锁紧、解锁及检测，提高车间劳动生产率、安全性以及可靠性，避免人员在不良环境中进行作业，人性化设计较高。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。