专利名称：一种汽车自动仿形焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动焊接装置，特别是汽车生产线中使用的气动自动式仿形焊接 装置，属焊接技术领域。
背景技术：
目前，汽车车架生产过程中通常采用三种焊接方式手工焊接、机器人焊接和普通 仿形自动焊。其中，手工焊接即操作者手持焊枪进行的二氧化碳保护焊接，其缺点是焊接效 率低，工人劳动强度大，生产环境恶劣，并且焊接精度及焊接一致性得不到有效保证。机器 人焊接可以实现对复杂形状焊道的焊接，具有焊接质量高、焊接速度快、人工劳动强度低等 优点，但机器人结构复杂，参数调整、程序设定繁琐，对操作者要求较高而且维护保养费用 很高。普通仿形自动焊以电机作为驱动力、通过丝杠或齿轮齿条来驱动仿形轮、焊枪移动， 其设备结构复杂，体积庞大，丝杠或齿轮易磨损，仿形误差较大，且不易配套焊接自动监控 装置，对焊接循环的控制程度较低。此外，这种仿形自动焊利用仿行轨道、弹簧来控制焊枪 的垂直位移，控制精度较低，在一定程度上影响了焊接质量。因此，设计一种结构简单的自 动焊接装置，以便在提高生产效率、减小工人劳动强度的同时，最大限度地简化设备结构、 降低生产成本，并提高焊接精度，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单、操作方便、焊接质量 高、焊接速度快的汽车自动仿形焊接装置。本发明所述问题是以下述技术方案实现的一种汽车自动仿形焊接装置，它包括二氧化碳保护焊机、焊枪移动机构和焊接触 发机构，所述焊枪移动机构由无杆气缸、竖直导轨、焊枪把持臂和仿形导轨组成，所述无杆 气缸水平安装在设备底座上；所述竖直导轨通过导轨支架固定于无杆气缸滑块上；所述焊 枪把持臂一端固定于竖直导轨滑块上，另一端安装焊枪，其中部由固定于底座上且与工件 焊道曲线相匹配仿形导轨支承，在焊枪把持臂与仿形导轨之间设置有导向轮；在设备底座 上还设置有工件定位夹紧装置。上述汽车自动仿形焊接装置，所述焊接触发机构由接近开关及其触发板组成，所 述接近开关安装于无杆气缸滑块上，其触点控制二氧化碳保护焊机；所述触发板沿无杆气 缸布置且与工件上的焊道相对应。上述汽车自动仿形焊接装置，在导轨支架上还设置有有杆气缸，所述有杆气缸竖 直安装于焊枪把持臂的下方。上述汽车自动仿形焊接装置，在无杆气缸的末端设置有与导轨支架对应的行程开 关，所述行程开关控制无杆气缸和有杆气缸的电磁阀。上述汽车自动仿形焊接装置，在导轨支架上设置有配重块。本发明采用无杆气缸驱动焊枪把持臂沿竖直导轨和仿形导轨移动，从而带动焊枪沿工件的焊道移动，大大简化了焊枪移动机构的结构，减小了焊枪移动机构的体积，降低了 设备的制造成本；焊枪把持臂在重力作用下沿直线导轨垂直运动，比传统自动焊接设备有 更高的仿形精度；触发板用于在焊枪移动至焊接处时触发接近开关，使之接通焊机电源，控 制焊机工作。有杆气缸的作用是在无杆气缸带动焊枪把持臂返回或更换仿形导轨时顶起焊 枪把持臂，使操作更加方便。配重块用于平衡焊枪重力。同现有焊接装置相比，本装置不仅 具有操作方便、焊接速度快、工人劳动强度低的优点，而且结构简单、成本低廉、维护与维修 方便、焊接精度高。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明的结构示意图； 图2是图1的右视图；图3是焊接触发机构的俯视图。图中各标号为1、底座；2、仿形导轨；3、导向轮；4、无杆气缸；5、触发板；6、无杆 气缸滑块；7、接近开关；8、配重块；9、导轨支架；10、竖直导轨；11、导轨滑块；12、有杆气 缸；13、焊枪把持臂；14、焊枪；15、工件；16、工件定位夹紧装置；17、行程开关；18、焊道。
具体实施例方式无杆气缸是指利用活塞以直接或间接方式连接外界执行机构，并使其跟随活塞往 复运动的气缸。这种气缸的最大优点是节省安装空间。本装置所用无杆气缸的活塞与汽缸 外面的滑块是相连的、一体的，汽缸上设有橡皮封(外包钢带)，活塞的连接部分就在橡皮 封上滑过，滑到哪里橡皮封就张开，滑过就闭合，不会漏气，设计非常巧妙。参看图1、图2，本发明包括二氧化碳保护焊机、底座1、焊枪移动机构和焊接触发 机构，焊枪移动机构包括无杆气缸4、有杆气缸12、仿形导轨2、导向轮3、竖直导轨10、导轨 滑块11、焊枪把持臂13，焊接触发机构包括触发板5、接近开关7，此外还有行程开关17。底座1上固定安装有无杆气缸4、仿形导轨2和工件定位夹紧机构16 ；仿形导轨2 依工件焊道曲线制成，无杆气缸4上固定有触发板5。在无杆气缸滑块6上固定有导轨支 架9，在导轨支架9上固定有竖直导轨10和有杆气缸12，在竖直导轨10的导轨滑块11上 安装有焊枪把持臂13，在焊枪把持臂13中下部设有导向轮3，在焊枪把持臂13末端设有焊 枪把持机构，焊枪把持机构对焊枪14进行固定并可以对焊枪14的角度及与工件的相对位 置进行调整，以保证在焊接循环开始时焊枪14可以实现对工件15的焊接作业。在焊接循 环开始时有杆气缸12的气缸杆收回，竖直导轨10引导焊枪把持臂13向下滑动；焊枪14对 准工件的同时导向轮3在焊枪把持臂13自身重力作用下压紧在仿形导轨2上，无杆气缸4 以压缩空气为动力，通过焊枪把持臂13带动焊枪14完成仿形动作。无杆气缸4带动焊枪 把持臂13返回时，有杆气缸12的气缸杆伸出顶起焊枪把持臂13。焊接触发机构对焊接循环进行控制，当接近开关7通过触发板5时发出控制信号， 通过继电器控制焊机动作；工件定位夹紧装置16用来定位夹紧工件15，并且保证工件15 与触发板5及仿形导轨2的相对位置；配重块8平衡焊枪重力。当导轨支架9触发行程开 关17时发出控制信号，通过继电器控制无杆气缸4和有杆气缸12的电磁阀动作。
按下启动按钮，工作过程开始。有杆气缸12的气缸杆先于无杆气缸4动作迅速缩 回，焊枪把持臂13在重力作用下，使导向轮3压紧在仿形导轨2上，无杆气缸4推动焊枪把 持臂13前进，导向轮3沿仿形导轨2滚动，在行走过程中，接近开关7通过触发板5时，接 近开关7向焊机输出焊接信号，焊机开始焊接，接近开关7远离触发板5后信号消失后，焊 机停止焊接。由此可实现焊接过程中的分段焊接。焊接行程完毕后，行程开关17动作，电 磁阀复位，有杆气缸12的气缸杆先于无杆气缸4的动作迅速伸出，顶起焊枪把持臂13 ；无 杆气缸4推动焊枪把持臂13回程，等待下一次焊接循环。本装置只需人工对工件进行装夹，按下启动按钮就可实现自动焊接，降低了工人 劳动强度，提高了焊接精度。相对于其他自动焊接技术构造简单，造价低廉，在生产现场容 易实现。
权利要求
一种汽车自动仿形焊接装置，其特征是，它包括二氧化碳保护焊机、焊枪移动机构和焊接触发机构，所述焊枪移动机构由无杆气缸(4)、竖直导轨(10)、焊枪把持臂(13)和仿形导轨(2)组成，所述无杆气缸(4)水平安装在设备底座(1)上；所述竖直导轨(10)通过导轨支架(9)固定于无杆气缸滑块(6)上；所述焊枪把持臂(13)一端固定于竖直导轨滑块(6)上，另一端安装焊枪(14)，其中部由固定于底座(1)上且与工件焊道曲线相匹配仿形导轨(2)支承，在焊枪把持臂(13)与仿形导轨(2)之间设置有导向轮(3)；在设备底座(1)上还设置有工件定位夹紧装置(16)。
2.根据权利要求1所述汽车自动仿形焊接装置，其特征是，所述焊接触发机构由接近 开关(7)及其触发板(5)组成，所述接近开关(7)安装于无杆气缸滑块(6)上，其触点控制 二氧化碳保护焊机；所述触发板(5)沿无杆气缸(4)布置且与工件上的焊道(18)相对应。
3.根据权利要求1或2所述汽车自动仿形焊接装置，其特征是，在导轨支架(9)上还设 置有有杆气缸(12)，所述有杆气缸(12)竖直安装于焊枪把持臂(13)的下方。
4.根据权利要求3所述汽车自动仿形焊接装置，其特征是，在无杆气缸(4)的末端设置 有与导轨支架(9)对应的行程开关(17)，所述行程开关(17)控制无杆气缸(4)和有杆气缸 (12)的电磁阀。
5.根据权利要求4所述汽车自动仿形焊接装置，其特征是，在导轨支架(9)上设置配重 块⑶。
全文摘要
一种汽车自动仿形焊接装置，它包括二氧化碳保护焊机、焊枪移动机构和焊接触发机构，所述焊枪移动机构由无杆气缸、竖直导轨、焊枪把持臂和仿形导轨组成，所述无杆气缸水平安装在设备底座上；所述竖直导轨通过导轨支架固定于无杆气缸滑块上；所述焊枪把持臂一端固定于竖直导轨滑块上，另一端安装焊枪，其中部由固定于底座上且与工件焊道曲线相匹配的仿形导轨支承，在焊枪把持臂与仿形导轨之间设置有导向轮；在设备底座上还设置有工件定位夹紧装置。同现有焊接装置相比，本装置不仅具有操作方便、焊接速度快、工人劳动强度低的优点，而且结构简单、成本低廉、维护与维修方便、焊接精度高。
文档编号B23K9/16GK101879649SQ20101020610
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者刘威, 刘明松, 刘铁军, 张文军, 张磊, 曹利, 王文佳 申请人:长城汽车股份有限公司