液力变矩器总成焊接设备的制作方法

本实用新型涉及汽车自动变速箱和工程机械领域，具体涉及液力变矩器总成焊接设备。

背景技术：

液力变矩器具有的优良特性，自动适应性、无级变速、良好稳定的低速性能、减振隔振及无机械磨损等，是其它传动元件无可替代的。历经百年的发展，液力变矩器的应用不断扩大，从汽车、工程机械、军用车辆到石油、化工、矿山、冶金机械等领域都得到了广泛的应用。液力变矩器的流场理论、设计和制造、实验等研究工作，近年来，也得到了突飞猛进的发展。

国外已普遍将液力传动用于轿车、公共汽车、豪华型大客车、重型汽车、某些牵引车及工程机械和军用车辆等。液力变矩器是当代最先进的液力传动装置之一，是汽车上无级变速系统的核心组成部件。由于液力变矩器技术含量高，制造难度大，液力变矩器的研究和开发，对推动我国汽车工业，特别是家用桥车工业的发展有着非常重要的意义。

现有液力变矩器总成焊接技术中主要采用以下几种技术：

1)采用钨极氩弧焊(TIG焊)点固，电子束焊(EBW)进行总成环焊，然后再加工连接块端面以保证总成焊接以后的连接块平面度。

2)采用TIG焊点固，然后采用混合气体保护焊(MAG焊)进行总成环焊，再加工连接块端面保证总成焊接以后的连接块平面度。

采用TIG焊先点固总成，热输入小，变形小，无飞溅，焊缝成形好，较适合于液力变矩器总成的点固。但TIG焊的钨极容易损耗，需重新磨钨极和更换钨极；同时由于TIG焊对于钨极到工件表面的距离和工件焊缝自身的间隙较敏感，容易造成息弧和虚焊，对生产的稳定性有影响。

采用电子束焊焊，焊接速度快，由于在真空环境中进行焊接，焊接质量高，外观成形美观，但由于每次焊接需要抽真空，所以生产效率不高，且投资成本高，维护成本也高。

常规的MAG焊方式，一般采用单枪或双枪模式，焊接时间较长；焊接时，受热严重，热变形较大，影响产品质量，同时MAG焊容易产生飞溅，需再次人工清理。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种液力变矩器总成焊接设备及其焊接方法，克服现有技术的不足和缺陷，提高液力变矩器总成的焊接精度和焊接效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

液力变矩器总成焊接设备，包括用于工件上料传送的上料传送机构，与所述上料传送机构相衔接的上料移载机构，与所述上料移载机构相衔接的工件高度检测定位机构和不合格品存储架，与所述工件高度检测定位机构相衔接的焊接工位，均布在所述焊接工位四周的机器人焊接系统，与所述焊接工位相衔接的自动打磨工位，与所述自动打磨工位相衔接的下料传送机构，分别与所述上料移载机构、所述工件高度检测定位机构、所述焊接工位、所述自动打磨工位和所述下料传送机构相衔接的多工位自动移载机构，以及用于控制焊接设备的电气控制柜。

进一步地，所述上料移载机构包括固定于焊接设备安装面的安装立柱，固定于所述安装立柱的气动进退机构，连接于所述气动进退机构上的气动左右移动机构，连接于所述气动左右移动机构下方的第一升降机构，以及固定于所述第一升降机构下的自定心夹紧机构，所述自定心夹紧机构与所述上料传送机构相衔接。

进一步地，所述工件高度检测定位机构包括固定于焊接设备安装面的安装支架，连接于所述安装支架上的第二升降机构，连接于所述第二升降机构上的电机旋转机构，连接于所述电机旋转机构上的工件检测平台，与所述工件检测平台相连用于工件检测平台定位的连接块定位机构，以及固定于所述工件检测平台正上方的高度检测机构。

进一步地，所述焊接工位包括连接于焊接设备安装面的工件旋转机构，固定于所述工件旋转机构上的下夹套，设置于所述下夹套上的工件支撑平台，固定于所述工件支撑平台上方的第三升降机构，连接于所述第三升降机构下方的三导柱导向机构，连接于所述三导柱导向机构下方的辅助导向机构，连接于所述辅助导向机构下方的上夹套压紧机构，以及连接于所述上夹套压紧机构下方并与所述下夹套相对应的上夹套。

进一步地，所述自动打磨工位包括连接于焊接设备安装面的第四升降机构，固定连接于所述第四升降机构上方的定位夹具，固定于所述定位夹具上方的电动旋转装置，连接于所述电动旋转装置上并位于所述定位夹具上方的电动打磨装置，以及固定于所述电动旋转装置上并用于遮挡打磨粉尘的打磨粉尘防护罩。

进一步地，所述多工位自动移载机构包括固定于焊接设备安装面的升降导向传动机构，固定于所述升降导向传动机构上并用于上下升降的第五升降机构，固定于所述升降导向传动机构顶端并用于水平移动的气动水平移动机构，固定连接于所述气动水平移动机构两端用于缓冲和限位的液压缓冲装置，以及连接于所述气动水平移动机构上的气动自定心抱夹机构，所述气动自定心抱夹机构为三个，且分别与所述工件检测平台、所述工件支撑平台和所述下料传送机构相衔接。

上夹套和下夹套采用气动弹性夹套，夹套的同轴度≤0.03mm，平行度≤0.05mm，上夹套与工件支撑平台的垂直度≤0.05mm；

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过上料传送机构将工件进行传送，并通过上料移载机构进行工件的合格筛选判断，并通过机器人焊接系统的自动焊接，在通过自动打磨工位的自动打磨，最后将打磨好的工件输送至下料传送机构传送至工件存放区，完成工件的焊接，在整个过程中，通过多工位自动移载机构进行工件在各个部件之间的移动放置衔接，实现了工件的完全自动焊接，提高了液力变矩器总成的焊接精度和焊接效率。

(2)本发明采用先焊四点，然后工件旋转进行焊口的环焊，焊点呈90°均匀分布，在进行环焊时4把焊枪同时焊接，且工件旋转95°后完成焊接，可以有效的实现焊缝的精确焊接，也极大的保证了焊接的质量。

(3)本实用新型在自动打磨工位在设置了打磨粉尘防护罩，有效的避免了工件在打磨的时候所造成的火花飞溅，有效的提高了液力变矩器总成焊接后打磨的操作安全。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型上料移载机构结构示意。

图3为本实用新型工件高度检测定位机构结构示意图。

图4为本实用新型焊接工位结构示意图。

图5为本实用新型自动打磨工位机构示意图。

图6为本实用新型多工位自动移载机构示意图。

图7为图6的俯视示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-上料传送机构，2-上料移载机构，21-安装立柱，22-气动进退机构，23- 气动左右移动机构，24-第一升降机构25-自定心夹紧机构，3-工件高度检测定位机构，31-安装支架，32-第二升降机构，33-电机旋转机构，34-连接块定位机构， 35-高度检测机构，36-工件检测平台，4-焊接工位，41-工件旋转机构，42-下夹套，43-工件支撑平台43，44-第三升降机构，45-三导柱导向机构，46-辅助导向机构，47-上夹套压紧机构，48-上夹套，5-机器人焊接系统，51-焊枪，6-自动打磨工位，61-第四升降机构，62-定位夹具，63-电动旋转装置，64-电动打磨装置， 65-打磨粉尘防护罩，7-多工位自动移载机构，71-升降导向传动机构，73-第五升降机构，74-气动水平移动机构，72-液压缓冲装置，75-气动自定心抱夹机构， 8-下料传送机构，9-电气控制柜，10-工件，11-不合格品存储架。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1～7所示：液力变矩器总成焊接设备，采用电气控制柜9进行控制，包括用于工件上料传送的上料传送机构1，所述上料传送机构1衔接有上料移载机构2，所述上料移载机构2包括固定于焊接设备安装面的安装立柱21，固定于所述安装立柱21的且与电气控制柜9电连接的气动进退机构22，连接于所述气动进退机构22上的且与电气控制柜9电连接的气动左右移动机构23，连接于所述气动左右移动机构23下方的且与电气控制柜9电连接的第一升降机构24，以及固定于所述第一升降机构24下的且与电气控制柜9电连接的自定心夹紧机构25，所述自定心夹紧机构25分别与所述上料传送机构1和不合格品存储架 11相衔接；所述气动进退机构22通过气缸的驱动，并与设置在该机构上的导轨相结合来实现该机构的前后移动，所述气动左右移动机构23通过导轨连接于气动进退机构22的下方，并通过气缸的驱动来实现气动左右移动机构的左右移动，所述第一升降机构24包括气缸，固定连接在气动左右移动机构下方的导向杆，以及穿过所述导向杆的支撑板，气缸固定在支撑板上并与启动左右移动机构的下方相连，气缸驱动可使支撑板上下移动，支撑板下方固定连接自定心夹紧机构25，自定心夹紧机构25设有由气缸驱动的两条夹紧手臂，两条夹紧手臂在气缸的驱动下相向运动可将工件夹紧，气缸驱动两条夹紧手臂背向运动可将夹紧的工件进行松开，实现工件的放置。

所述上料移载机构2衔接有工件高度检测定位机构3和不合格品存储架11，所述工件高度检测定位机构3包括固定于焊接设备安装面的安装支架31，连接于所述安装支架31上的且与电气控制柜9电连接的第二升降机构32，连接于所述第二升降机构32上的且与电气控制柜9电连接的电机旋转机构33，连接于所述电机旋转机构33上的工件检测平台36，与所述工件检测平台36相连用于工件检测平台36定位的且与电气控制柜9电连接的连接块定位机构34，以及固定于所述工件检测平台36正上方的且与电气控制柜9电连接的高度检测机构35；所述第二升降机构32的升降原理和第一升降机构原理相同，电机旋转机构可驱动工件检测平台旋转，连接块定位机构34将工件检测平台进行定位并加紧固定，从而使工件检测平台上的工件位置固定，便于工件的检测，高度检测机构35设有导向杆和气缸，气缸可驱动高度检测机构35上的高度检测器沿着导向杆上下移动，从而实现高度检测器与待测工件相接，实现工件的高度测量工作。

所述工件高度检测定位机构3衔接有焊接工位4，焊接工位四周均布有机器人焊接系统5，所述焊接工位4包括连接于焊接设备安装面的且与电气控制柜9 电连接的工件旋转机构41，固定于所述工件旋转机构41上的下夹套42，设置于所述下夹套42上的工件支撑平台43，固定于所述工件支撑平台43上方的且与电气控制柜9电连接的第三升降机构44，连接于所述第三升降机构44下方的且与电气控制柜9电连接的三导柱导向机构45，连接于所述三导柱导向机构45 下方的且与电气控制柜9电连接的辅助导向机构46，连接于所述辅助导向机构 46下方的且与电气控制柜9电连接的上夹套压紧机构47，以及连接于所述上夹套压紧机构47下方并与所述下夹套42相对应的上夹套48；所述机器人焊接系统5包括焊接机器人本体、且与电气控制柜9电连接的控制器、送丝机构、焊枪、防碰撞传感器、焊接电源、保护气监控装置、清枪、剪丝喷硅油机构等不同功能设备组成，通过该系统对液力变矩器总成进行先MAG点焊再MAG环焊，保证焊接质量和生产效率的提高。

所述焊接工位4衔接有自动打磨工位6，所述自动打磨工位6包括连接于焊接设备安装面的且与电气控制柜9电连接的第四升降机构61，固定连接于所述第四升降机构61上方的且与电气控制柜9电连接的定位夹具62，固定于所述定位夹具62上方的且与电气控制柜9电连接的电动旋转装置63，连接于所述电动旋转装置63上并位于所述定位夹具62上方的且与电气控制柜9电连接的电动打磨装置64，以及固定于所述电动旋转装置63上并用于遮挡打磨粉尘的且与电气控制柜9电连接的打磨粉尘防护罩65；定位夹具62设有可自由旋转的旋转轴，旋转轴上固定有工件夹具，电动旋转装置63包括驱动电机和连接在驱动电机驱动轴上的驱动头，第四升降机构上升将工件夹具所夹持的工件与驱动头压紧相接，驱动头带动工件沿着旋转轴旋转，电动打磨装置64包括驱动电机、以及通过皮带轮和传动皮带与驱动电机驱动轴相连的打磨头，驱动头正转带动工件正转，打磨头反转实现对工件的打磨。

所述自动打磨工位6衔接有下料传送机构8，所述上料移载机构2、所述工件高度检测定位机构3、所述焊接工位4、所述自动打磨工位6和所述工件下料机构通过多工位自动移载机构7进行衔接，所述多工位自动移载机构7包括固定于焊接设备安装面的升降导向传动机构71，固定于所述升降导向传动机构71 上并用于上下升降的且与电气控制柜9电连接的第五升降机构73，固定于所述升降导向传动机构71顶端并用于水平移动的且与电气控制柜9电连接的气动水平移动机构74，固定连接于所述气动水平移动机构74两端用于缓冲和限位的液压缓冲装置72，以及连接于所述气动水平移动机构74上的且与电气控制柜9电连接的气动自定心抱夹机构75，所述气动自定心抱夹机构75为三个，且分别与所述工件检测平台36、所述工件支撑平台43和所述下料传送机构8相衔接。气动自定心抱夹机构75对工件的夹紧和松开原理与所述自定心夹紧机构25相同。

本实用新型中的第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构、第四升降机构、以及第五升降机构的升降驱动原理相同。

本实用新型的焊接原理如下：

S1：工件10通过进料传送装置传送至上料移载机构2的初始位置，气动左右移动机构23到位，气动进退机构22到位，第一升降机构24下降到位，自定心夹紧机构25将工件夹紧，第一升降机构24上升，气动左右移动机构23和气动进退机构22将工件移动至检测平台，自定心夹紧机构25松开工件10，将工件10放置在工件检测平台36；

S2：工件10放置在工件检测平台36后，高度检测机构35下降并与待检测工件相接，电气系统分析读数与存储的标准数据进行对比，若检测工件不合格，则上料移载机构2将工件移载至不合格品存储架11，随后重新上料，若检测工件合格，则第二升降机构32上升，电机旋转机构33旋转，并通过连接块定位机构34进行定位，连接块位置确认后，高度检测机构35和第二升降机构32退回到位，将工件10放置在工件检测平台36上；

S3：多工位自动移载机构7的气动自定心抱夹机构75夹紧工件，第五升降机构73上升到位，水平移动机构移动到位，将工件自动移动至下一个工位，第五升降机构73下降到位，气动自定心抱夹机构75松开工件，将工件放置在焊接工位4的工件支撑平台43上，第五升降机构73和气动自定心抱夹机构75返回取料位等待，进行下一次动作循环；

S4：光电开关检测工件支撑平台43上有无工件，无工件则报警，当检测到有工件时，下夹套42夹紧工件10，紧密调压阀检测工件是否放平，气压波动超过设定值则工件未放平，设备报警，检测正常后，伺服控制三导柱导向机构45 下降到位，上夹套48夹紧工件，第三升降机构44下降压紧，工件提间隙，机器人焊接系统5焊枪到位，开始点焊4点，伺服控制工件旋转机构41转动45°后开始环焊，工件旋转95°后，焊接完成，焊枪复位，下夹套42松开，上夹套压紧机构47松开，上夹套48松开，同时提升到位，等待多工位自动移载机构7 的气动自定心抱夹机构75进行搬运。

具体地，上夹套48和下夹套42采用气动弹性夹套，夹套的同轴度≤0.03mm，平行度≤0.05mm，上夹套48与工件支撑平台43的垂直度≤0.05mm；三导柱导向机构45采用直线轴承导向，第三升降机构44采用交流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，上夹套48定位精度≤0.05mm。

机器人焊接系统5的焊枪51为4把，且呈90°均布设置，采用MAG焊工艺，线点焊4点后，工件旋转45°后，4把焊枪同时焊接，同时工件旋转，焊枪不动，当焊接95°时焊接完成，工件支撑平台43上设计自动检测水平功能，即在工件支撑平台43上打3个气孔，气孔位置刚好位于3个连接块正下方，同时采用高精度调压阀，检测工件连接块与工件支撑平台43间的气压，若气压波动在设计范围内，则工件放平，否则工件未放平，设备报警，动作暂停，人工进行工件的调整，直至满足工件放平。

S5：多工位自动移载机构7将工件搬运至定位夹具62，第五升降机构73 上升到位，打磨粉尘防护罩65自动闭合，电动打磨装置64驱动推进到位，电动旋转装置63带动工件正转，三相异步电机驱动电动打磨装置64的打磨头反向旋转，开始打磨，打磨完成，电动打磨装置64退开，打磨粉尘防护罩65自动打开，第五升降机构73下降到位，多工位自动移载机构7的气动自定心抱夹机构75移载工件10至下料传送机构8。

S6：下料传送机构8将焊接打磨好的工件输送至工件存放的位置，完成焊接。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。