一种板式汽车零件焊接工装的制作方法

1.本技术涉及汽车零部件焊接设备领域，特别涉及一种板式汽车零件焊接工装。


背景技术：

2.汽车零部件生产加工过程中，对于板式零件，往往需要在基板上增加特征结构部件，比如螺栓固定位置、定位板、延伸杆件等结构。将特征结构部件在基板上定位后暂时固定，然后通过点焊将特征结构焊接在基板上。
3.发明人发现，在对板式零件加工过程中，特征结构部件虽然能够精准的进行定位，但在基板安放在夹具上出现定位不精确的情况时，点焊焊枪的位置与目标位置高度存在一定的偏差，而点焊焊枪并不具有位置调整结构，容易导致焊接加工不合格的问题，只能通过人工补焊的方式来解决；焊枪与焊接位置接触不良导致焊缝深度不足，固定力无法满足需求。


技术实现要素：

4.本技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种板式汽车零件焊接工装，通过设置弹性组件限制支臂结构位置，在驱动支臂带动焊接电极位置调整的同时，能够通过外部元件的推动作用改变支臂与滑轨滑块机构的相对位置，利用弹性组件实现进一步的位置变化，使得点焊焊枪的位置进一步调整，解决焊接位置的偏差问题。
5.为了实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种板式汽车零件焊接工装，包括焊接电极、支臂和滑动组件，一对相对布置、间距可调的焊接电极分别安装在支臂上，滑动组件包括滑动路径平行且依次连接的第一滑轨滑块机构、第二滑轨滑块机构，支臂一侧连接第一滑轨滑块机构的滑块，支臂沿滑动组件滑动路径方向上，支臂两端分别通过弹性组件连接第一滑轨滑块机构的滑轨，第一滑轨滑块机构的滑轨通过第二滑轨滑块机构安装在机架上，驱动机构用于带动第一滑轨滑块组件相对于机架往复滑动。
7.进一步地，所述支臂为两根悬臂端部通过支杆连接形成的c型结构，一对焊接电极中，一个焊接电极安装在一根悬臂上，另一个焊接电极通过伸缩杆连接另一根悬臂。
8.进一步地，所述一对焊接电极正对设置，两个焊接电极之间形成焊接部，伸缩杆用于通过伸缩调整焊接电极之间的间距。
9.进一步地，所述支臂远离焊接电极的一侧设有两个间隔布置的受力块，受力块分别通过对应的弹性组件连接第一滑轨滑块机构的滑轨。
10.进一步地，所述弹性组件包括至少一个弹簧，弹簧一端通过连接板连接滑轨，另一端连接受力块，弹簧的轴线与第一滑轨滑块机构的滑动路径方向平行，弹簧用于在焊接电极所受外力作用下压缩或延长。
11.进一步地，所述第一滑轨滑块机构包括第一滑轨和第一滑块，第一滑块连接支臂，并与第一滑轨滑动连接；第二滑轨滑块机构包括第二滑轨和第二滑块，第二滑块连接第一
滑轨基体，并与第二滑轨滑动连接。
12.进一步地，所述第二滑轨基体安装在机架上，第一滑轨基体上设有用于连接驱动机构的驱动块。
13.进一步地，所述驱动机构包括第一气缸和第二气缸，第一气缸一端连接滑动组件，另一端连接第二气缸，第二气缸远离第一气缸的一端连接机架。
14.进一步地，所述第一气缸与第二气缸的输出端通过联轴器对接，第一气缸和第二气缸同轴布置。
15.进一步地，还包括三轴运动底座，三轴运动底座输出端连接机架，用于调整焊接电极与外部工件的相对位置。
16.与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果是：
17.(1)设置两组滑动机构，一组滑动机构作为支臂、焊接电极位置的一级调整结构，另一组滑动机构能够接受焊接电极的外力作用，作为支臂、焊接电极位置的二级调节结构，实现被动调整，相较于传统的单级位置调整，能够解决工件因定位误差导致的焊接位置与焊枪高度不对应的问题。
18.(2)采用弹性组件来约束第一滑轨滑块机构的相对滑动，形成位置自恢复结构，在外力作用下调整支臂与机架的相对位置后，施加焊接，焊接完毕后，能够在弹性组件作用下恢复原位置，满足定位精确、定位存在误差不同工况下的焊接操作。
19.(3)驱动机构采用双气缸结构，能够分别对气缸的伸缩动作进行调整，实现对位置的二级控制；还能够配置两个气缸的伸缩长度不同，从而单气缸伸缩时实现不同的位置调整。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
21.图1是本技术实施例1中板式汽车零件焊接工装的整体结构示意图；
22.图2是本技术实施例1中支臂与滑轨滑块机构配合的结构示意图；
23.图3是本技术实施例1中滑动组件配合驱动机构的结构示意图。
24.图中，1.焊接电极，2.支臂，3.伸缩杆，4.弹性组件，5.驱动机构，6.第一滑轨滑块机构，7.第二滑轨滑块机构，8.三轴运动底座，9.机架，101.第一电极，102.第二电极，201.第一悬臂，202.第二悬臂，203.受力块，501.第一气缸，502.联轴器，503.第二气缸，504.驱动块，601.第一滑轨，602.第一滑块，603.连接板，701.第二滑轨，702.第二滑块。
具体实施方式
25.实施例1
26.本技术的一种典型的实施方式中，如图1
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图3所示，提出了一种板式汽车零件焊接工装。
27.主要包括焊接电极1、支臂2、滑动组件、机架9和底座，焊接电极1成对布置，安装在支臂2上，由支臂2带动焊接电极1动作，调整焊接电极1与工件的相对位置；支臂2通过滑动组件安装在机架9上，滑动组件能够在驱动机构5作用下动作，从而使得驱动机构5在滑动组
件约束下改变与机架9的相对位置，对整个支臂2的位置进行相应的调整；底座为三轴移动底座，其包括能够沿xyz三轴方向移动的滑动副组件，机架9安装在此底座上，并能够在滑动副组件作用下调整位置，带动支臂2、焊接电极1整体调整与工件的相对位置。
28.对于底座结构，如图1所示，主体为框架式结构结合三轴滑动副组件，三轴滑动副组件配合有相应的电驱动元件，比如选用步进电机驱动丝杠滑块机构带动滑动副的动作，实现对机架9位置在xyz三轴上的调整。
29.可以理解的是，在机架9安装在底座后，机架9上布置的滑动组件在处于竖直状态时能够充当z轴的滑动副，因此，所述底座上可以只布置水平方向上的xy轴的滑动副，结合滑动组件形成对焊接电极1在三轴方向的调整。
30.对于机架9，其为主要的支撑元件，下方固定在底座上，对其他元件起到竖直的支撑作用，支臂2通过滑动组件连接机架9，驱动机构5一端固定在机架9上，作为施力的承载位置，另一端驱动支臂2的动作。
31.机架9和支臂2之间的滑动组件，如图2和图3所示，采用两组滑动副结构，分别为第一滑轨滑块机构6和第二滑轨滑块机构7，第一滑轨滑块机构6和第二滑轨滑块机构7之间相配合，形成二级伸缩滑动结构；
32.第一滑轨滑块机构6的滑动路径和第二滑轨滑块机构7的滑动路径相平行，支臂2一侧连接第一滑轨滑块机构6的滑块；第一滑轨滑块机构6的滑轨通过第二滑轨滑块机构7安装在机架9上，驱动机构5用于带动第一滑轨滑块组件相对于机架9往复滑动。
33.具体的，第一滑轨滑块机构6包括第一滑轨601和第一滑块602，第一滑块602连接支臂2，并与第一滑轨601滑动连接；
34.第二滑轨滑块机构7包括第二滑轨701和第二滑块702，第二滑块702连接第一滑轨601基体，并与第二滑轨701滑动连接。
35.如图2所示，第一滑轨601和第一滑块602滑动配合，第一滑轨601为直线型型材，第一滑块602上开设有适应第一滑轨601截面形状的滑槽，第一滑块602上的滑槽滑动连接第一滑轨601；可以理解的是，为了提高滑动组件与支臂2的连接强度，可以采用多个第一滑块602连接支臂2，多个第一滑块602共同与第一滑轨601滑动配合，保证对支臂2的稳定支撑。
36.对于第二滑轨滑块机构7，第二滑块702为直线型型材，第二滑轨701分为多段，其上开设有适应第二滑块702截面形状的滑槽，第二滑块702与第一滑轨601上布置的滑槽滑动连接；可以理解的是，为了方便对滑轨的布置，第二滑轨701分为多段，分别安装固定在机架9上。
37.为了解决焊接电极1位置无法适应定位误差导致的焊接位置偏差的问题，支臂2沿滑动组件滑动路径方向上，支臂2两端分别通过弹性组件4连接第一滑轨滑块机构6的滑轨。
38.支臂2远离焊接电极1的一侧设有两个间隔布置的受力块203，受力块203分别通过对应的弹性组件4连接第一滑轨滑块机构6的滑轨。
39.具体的，一侧受力块203对应的弹性组件4压缩时，另一侧受力块203对应的弹性组件4被拉伸，形成对支臂2动作的恢复力；同样的，一侧受力块203对应的弹性组件4伸长时，另一侧受力块203对应的弹性组件4被压缩。
40.采用弹性组件4来约束第一滑轨滑块机构6的相对滑动，形成位置自恢复结构，在外力作用下调整支臂2与机架9的相对位置后，施加焊接，焊接完毕后，能够在弹性组件4作
用下恢复原位置，满足定位精确、定位存在误差不同工况下的焊接操作。
41.对于弹性组件4的结构，弹性组件4包括至少一个弹簧，弹簧一端通过连接板603连接滑轨，另一端连接受力块203，弹簧的轴线与第一滑轨滑块机构6的滑动路径方向平行，弹簧用于在焊接电极1所受外力作用下压缩或延长。
42.支臂2结构为承载焊接单元的结构，在本实施例中，焊接单元能够实现点焊，可以采用压焊电阻焊，支臂2为两根悬臂端部通过支杆连接形成的c型结构，一对焊接电极1中，一个焊接电极1安装在一根悬臂上，另一个焊接电极1通过伸缩杆3连接另一根悬臂。
43.焊接单元包括第一电极101、第二电极102，第一电极101安装在第一悬臂201上，第二电机安装在第二悬臂202上，一对焊接电极1正对设置，两个焊接电极1之间形成焊接部，伸缩杆3用于通过伸缩调整焊接电极1之间的间距。
44.对于驱动机构5，第一滑轨基体上设有用于连接驱动机构的驱动块504，驱动机构5包括第一气缸501和第二气缸502，第一气缸501一端连接滑动组件，另一端连接第二气缸502，第二气缸502远离第一气缸501的一端连接机架9；第一气缸501与第二气缸502的输出端通过联轴器503对接，第一气缸501和第二气缸502同轴布置。
45.驱动机构5采用双气缸结构，能够分别对气缸的伸缩动作进行调整，实现对位置的二级控制；还能够配置两个气缸的伸缩长度不同，从而单气缸伸缩时实现不同的位置调整。
46.可以理解的是，双气缸能够同时动作，同时伸长到最大工作位置，驱动支臂2移动，形成避让结构，配合下方底座的三轴运动底座8，方便工件进行装夹和卸载。
47.设置两组滑动机构，一组滑动机构作为支臂2、焊接电极1位置的一级调整结构，另一组滑动机构能够接受焊接电极1的外力作用，作为支臂2、焊接电极1位置的二级调节结构，实现被动调整，相较于传统的单级位置调整，能够解决工件因定位误差导致的焊接位置与焊枪高度不对应的问题。
48.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。