专利名称：一种汽车车身柔性自动焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电焊装置，尤其适用于汽车白车身(涂装处理前的车身)焊点的自动焊接，属于焊接技术领域。
背景技术：
汽车车身既是乘客的遮蔽外壳，又是货物的承载装置，汽车车身在运输功能及驾乘舒适性的保证方面具有十分重要的作用，因此作为车身生产主要方式的焊装作业成为企业质量体系中的关键工序，车身焊装生产效率成为体现企业产能的重要指标。目前，在白车身焊接工艺流程中多采用机器人或人工焊接操作，由机器人执行焊装的方式虽然能保证焊接质量，提高生产效率，但巨大的购置资金投入和维护费用使其难以被广泛应用，而人工焊接操作存在着劳动强度大、焊接质量不稳定的弊病。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种制造成本低、焊装质量稳定、自动化程度高、适用于不同车型的汽车车身柔性自动焊接装置。本发明所述问题是以下述技术方案实现的
一种汽车车身柔性自动焊接装置，它包括焊钳位置切换机构、车型切换机构、驱动机构和底座，所述焊钳位置切换机构包括固定支座、铰接支座、摆动气缸、连接板、平衡单元、焊钳安装板、焊钳夹板和焊钳，所述固定支座固定在车型切换机构对应元件上，所述铰接支座固定在固定支座上方并与摆动气缸铰接，所述摆动气缸与连接板铰接，所述连接板固定在焊钳安装板上，所述焊钳安装板与焊钳夹板及焊钳配装，所述焊钳安装板安装在平衡单元上。上述汽车车身柔性自动焊接装置，所述焊钳位置切换机构的平衡单元由平衡轴、 平衡轴套、平衡弹簧、平衡支座和平衡板组成，所述平衡轴沿横向对称布置两个，每一个平衡轴的两端分别套装平衡弹簧，中间部位与沿纵向布置的平衡轴套配装，所述平衡轴套两端固定安装平衡板，所述平衡板与焊钳位置切换机构其他对应元件固定连接，所述平衡支座与平衡轴固定连接，平衡支座通过铰接座固定在车型切换机构对应元件上。上述汽车车身柔性自动焊接装置，所述车型切换机构包括切换气缸、横向滑板、横向线性导轨、固定单元和限位座，所述切换气缸固定在横向滑板上，其伸缩臂与固定单元连接，所述横向滑板底面与横向线性导轨配装，所述横向线性导轨固定在驱动机构对应元件上，所述固定单元穿过设置在横向滑板上的长孔与驱动机构对应元件固定连接，所述限位座固定在横向滑板上。上述汽车车身柔性自动焊接装置，所述驱动机构包括电机、减速器、齿轮、齿条、纵向移动板、纵向线性滑轨和支撑轴承，所述电机固定在底座对应元件上，其输出轴与减速器联接，所述减速器输出轴与齿轮联接，所述齿轮与齿条配装，所述齿条与纵向移动板固定连接，所述纵向移动板布置在支撑轴承上面与纵向线性导轨配装。
上述汽车车身柔性自动焊接装置，所述底座包括脚支座、加强梁、电机安装座和基板，所述脚支座沿纵向均勻布置两排，其上端分别与横向对称布置、位于基板下面的加强梁固定连接，所述电机安装座固定在一侧加强梁的中部。本发明由电机驱动纵向移动板配合焊钳位置切换机构实现对车身不同位置焊点的焊接；通过车型切换机构完成不同车型焊装工序的转换；利用焊钳位置切换机构的平衡单元补偿车身的焊接变形量和电极的修磨量。本发明采用PLC控制电机，焊点位置准确，焊接质量稳定可靠，用于汽车白车身门槛部位直线排布焊点自动焊接时，不仅显著提高了焊装生产效率(该工位节拍控制在86秒以内，减少操作人员4名)，降低操作人员工作强度，而且制造成本仅为机器人焊接设备的三分之一。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明的结构图； 图2是底座结构示意图3是驱动机构示意图； 图4是车型切换机构示意图； 图5是焊钳位置切换机构示意图； 图6是焊钳位置切换机构的平衡单元结构示意图。图中各标号为1、底座，1-1、脚支座，1-2、加强梁，1-3、电机安装座，1_4、基板，2、 驱动机构，2-1、电机，2-2、齿轮，2-3、齿条，2-4、纵向移动板，2_5、纵向线性滑轨，2_6、支撑轴承，2-7、减速器，3、车型切换机构，3-1、横向滑板，3-11、长孔，3-2、固定单元，3-3、切换气缸，3-4、限位块，3-5、横向线性滑轨，4、焊钳位置切换机构，4-1、固定支座，4-2、铰接支座， 4-3、摆动气缸，4-4、平衡单元，4-41、平衡轴，4-42、平衡轴套，4_43、平衡弹簧，4_44、平衡板，4-45、平衡支座，4-5、连接板，4-6、焊钳安装板，4_7、焊钳夹板，4_8、焊钳。
具体实施例方式参看图1、图5，本发明构成中包括焊钳位置切换机构4、车型切换机构3、驱动机构2和底座1，所述焊钳位置切换机构包括固定支座4-1、铰接支座4-2、摆动气缸4-3、连接板4-5、平衡单元4-4、焊钳夹板4-7、焊钳安装板4-6和焊钳4_8，所述固定支座4_1固定在车型切换机构对应元件上，所述铰接支座4-2固定在固定支座4-1上方并与摆动气缸4-3 铰接，所述摆动气缸4-3与连接板4-5铰接，所述连接板4-5固定在焊钳夹板4-7上，所述焊钳夹板4-7与焊钳安装板4-6及焊钳4-8配装，所述焊钳安装板4-6安装在平衡单元4_4 上。
参看图1、图5、图6，本发明构成中焊钳位置切换机构的平衡单元4-4由平衡轴4-41、 平衡轴套4-42、平衡弹簧4-43、平衡支座4-45和平衡板4_44组成，所述平衡轴4_41沿横向对称布置两个，每一个平衡轴4-41的两端分别套装平衡弹簧4-43，中间部位与沿纵向布置的平衡轴套4-42配装，所述平衡轴套4-42两端安装平衡板4-44，所述平衡板4_44与焊钳位置切换机构的焊钳安装板4-6固定连接，所述平衡板4-44与平衡轴套4-42可在平衡轴4-41上横向滑动，所述平衡支座4-45与平衡轴4-4固定连接，平衡支座4_45通过铰接座固定在车型切换机构对应元件上。
参看图1、图4，本发明构成中的车型切换机构3包括切换气缸3-3、横向滑板3-1、 横向线性导轨3-5、固定单元3-2和限位座3-4，所述切换气缸3-3固定在横向滑板3_1上， 其伸缩臂与固定单元3-2连接，所述横向滑板3-1底面与横向线性导轨3-5配装，所述横向线性导轨3-5固定在驱动机构对应元件上，所述固定单元3-2穿过设置在横向滑板3-1上的长孔3-11与驱动机构对应元件固定连接，所述限位座3-4固定在横向滑板3-1上。
参看图1、图3，本发明构成中的驱动机构包括电机2-1、减速器2-7、齿轮2-2、齿条2-3、纵向移动板2-4、纵向线性滑轨2-5和支撑轴承2-6，所述电机2_1固定在底座对应元件上，其输出轴与减速器2-7联接，所述减速器2-7输出轴与齿轮2-2联接，所述齿轮2-2 与齿条2-3配装，所述齿条2-3与纵向移动板2-4固定连接，所述纵向移动板2-4布置在支撑轴承2-6上面与纵向线性导轨2-5配装。
参看图1、图2，本发明构成中的底座包括脚支座1-1、加强梁1-2、电机安装座1-3 和基板1-4，所述脚支座1-1沿纵向均勻布置两排，其上端分别与横向对称布置、位于基板下面的加强梁1-2固定连接，所述电机安装座1-3固定在一侧加强梁1-2的中部。
参看图1、图2、图3、图4、图5、图6，本发明的工作原理及工作过程是本发明主要由底座1、驱动机构2、车型切换机构3、焊钳位置切换机构4四部分组成。 驱动机构2负责驱动焊钳4-8做间歇性直线运动，并安装于底座1上。车型切换装置负责对不同车型进行切换，并与驱动机构2及焊钳位置切换机构4配装，可以实现两种不同车身宽度的车型切换。焊钳位置切换机构4负责在焊接前将焊钳4-8旋转至焊接位置并在焊接完成后将焊钳4-8旋转回原位。在焊钳位置切换机构4上有一个由平衡支座4、平衡轴套 4-42、5平衡板6、平衡弹簧10和平衡轴11组成的平衡单元，其主要作用为补偿车身的焊接变形量和焊钳4-8电极的修磨量。
以白车身门槛部位的焊装作为本发明的具体实施例，下面对其工作过程进行描述白车身骨架及滑撬到位前焊钳位置切换机构4处于原位状态(即摆动气缸伸缩臂缩回状态)，滚床到位后电控系统根据车型信号对车型切换机构3进行控制(电控系统根据车型信号控制电磁换向阀，再通过电磁换向阀控制切换汽缸3-3伸缩臂的伸出与缩回)，车型切换机构固定单元3-2穿过横向滑板3-1上的长孔3-11固定在驱动机构的纵向移动板2-4 上，切换汽缸3-3的伸缩臂在伸出与缩回时推动横向滑板3-1在两个位置之间移动，进而带动安装于横向滑板3-1上的焊钳位置切换机构4横向移动。当切换气缸3-3的伸缩臂处在伸出或缩回两个极限位置不动时，可分别实现两个不同车型的焊装作业。
车型切换完毕后焊钳位置切换机构4将焊钳4-8切换到工作状态(即摆动气缸伸缩臂伸出状态)。此时电控系统得到信号并驱动电机2-1将焊钳4-8移向第一个焊点位置， 移动到位后焊钳4-8开始焊接。焊接完成后焊机将焊接完成信号传于控制系统，控制系统得到焊接完成信号驱动电机2-1将焊钳4-8移动到下一个焊点位置，如此循环直到最后一个焊点焊接完成。
焊接完毕后控制系统控制焊钳位置切换机构4将焊钳4-8旋转到原位并控制驱动电机2-1将整个装置恢复到原位，焊接完成滚床驶出该焊接工位。
权利要求
1.一种汽车车身柔性自动焊接装置，其特征是，它包括焊钳位置切换机构(4)、车型切换机构(3)、驱动机构(2)和底座(1)，所述焊钳位置切换机构包括固定支座(4-1)、铰接支座(4-2)、摆动气缸(4-3)、连接板(4-5)、平衡单元(4-4)、焊钳夹板(4-6)、焊钳安装板 (4-7)和焊钳(4-8)，所述固定支座(4-1)固定在车型切换机构对应元件上，所述铰接支座 (4-2 )固定在固定支座(4-1)上方并与摆动气缸(4-3 )铰接，所述摆动气缸(4-3 )与连接板 (4-5 )铰接，所述连接板(4-5 )固定在焊钳夹板(4-6 )上，所述焊钳夹板(4-6 )与焊钳安装板(4-7 )及焊钳(4-8 )配装，所述焊钳安装板(4-7 )安装在平衡单元(4-4 )上。
2.根据权利要求1所述的汽车车身柔性自动焊接装置，其特征是，所述平衡单元(4-4) 由平衡轴G-41)、平衡轴套0-4 、平衡弹簧、平衡支座0-4 和平衡板G-44)组成，所述平衡轴G-41)沿横向对称布置两个，每一个平衡轴G-41)的两端分别套装平衡弹簧，中间部位与沿纵向布置的平衡轴套0-4 配装，所述平衡轴套0-4 两端安装平衡板(4-44)，所述平衡板G-44)与焊钳位置切换机构其他对应元件固定连接，所述平衡板(4-44)与平衡轴套(4-42)可在平衡轴(4-41)上横向滑动，所述平衡支座0-4 与平衡轴G-4)固定连接，平衡支座0-4 通过铰接座固定在车型切换机构对应元件上。
3.根据权利要求1或2所述的汽车车身柔性自动焊接装置，其特征是，所述车型切换机构(3)包括切换气缸(3-3)、横向滑板(3-1)、横向线性导轨(3-5)、固定单元(3-2)和限位座 (3-4)，所述切换气缸(3-3)固定在横向滑板(3-1)上，其伸缩臂与固定单元(3-2)连接，所述横向滑板(3-1)底面与横向线性导轨(3-5)配装，所述横向线性导轨(3-5)固定在驱动机构对应元件上，所述固定单元(3-2)穿过设置在横向滑板(3-1)上的长孔(3-11)与驱动机构对应元件固定连接，所述限位座(3-4 )固定在横向滑板(3-1)上。
4.根据权利要求3所述的汽车车身柔性自动焊接装置，其特征是，所述驱动机构包括电机(2-1)、减速器(2-7)、齿轮(2-2)、齿条(2-3)、纵向移动板(2-4)、纵向线性滑轨(2-5) 和支撑轴承(2-6 )，所述电机(2-1)固定在底座对应元件上，其输出轴与减速器(2-7 )联接， 所述减速器(2-7)输出轴与齿轮(2-2)联接，所述齿轮(2-2)与齿条(2-3)配装，所述齿条 (2-3)与纵向移动板(2-4)固定连接，所述纵向移动板(2-4)布置在支撑轴承(2-6)上面与纵向线性导轨(2-5)配装。
5.根据权利要求4所述的汽车车身柔性自动焊接装置，其特征是，所述底座包括脚支座(1-1 )、加强梁(1-2)、电机安装座(1-3)和基板(1-4)，所述脚支座(1-1)沿纵向均勻布置两排，其上端分别与横向对称布置、位于基板下面的加强梁(1-2)固定连接，所述电机安装座(1-3)固定在一侧加强梁(1-2)的中部。
全文摘要
一种汽车车身柔性自动焊接装置，用于解决车身焊装生产中设备成本高及人工操作强度大的问题，它包括焊钳位置切换机构、车型切换机构、驱动机构和底座，所述焊钳位置切换机构包括固定支座、铰接支座、摆动气缸、连接板、平衡单元、焊钳安装板、焊钳夹板和焊钳，所述固定支座固定在车型切换机构对应元件上，所述铰接支座固定在固定支座上方并与摆动气缸铰接，所述摆动气缸与连接板铰接，所述连接板固定在焊钳安装板上，所述焊钳安装板与焊钳夹板及焊钳配装，所述焊钳夹板安装在平衡单元上。本发明不仅显著提高了焊装生产效率，降低操作人员工作强度，而且制造成本仅为机器人焊接设备的三分之一。
文档编号B23K37/02GK102489906SQ201110382778
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者李占营, 王志光, 董章群, 马少臣 申请人:长城汽车股份有限公司