专利名称：一种四轴联动自动点焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电焊设备，尤其适用于汽车车身零部件的自动焊装，属于焊接设备技术领域。
背景技术：
车身焊装是汽车制造企业车身部件生产的关键工序，目前车身焊装普遍采用人工焊接、单方向自动焊接、机器人焊接等作业方式。在焊接生产过程中，人工操作费时费力，不仅劳动强度大，而且焊接质量较差；采用单方向自动焊接工艺，工件对焊接焊点要求较高， 由于焊点位置限制，不能实现多方向动作，只能满足个别工位焊装的要求；而采用机器人焊装方式，虽然焊接质量较高，但存在着占用面积大、设备成本投入高、对操作人员技能要求严格等缺陷，因此在大部分生产企业没有得到推广。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、空间利用率高、作业覆盖面广的四轴联动自动点焊机。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的一种四轴联动自动点焊机，构成中包括平行移动机构、旋转机构、焊钳悬浮机构、焊钳和底座，所述底座为框架结构，所述平行移动机构安装在底座上，所述旋转机构与平行移动机构通过连接支架连接，所述焊钳悬浮机构与旋转机构固定连接，所述焊钳安装在焊钳悬浮机构上。
上述四轴联动自动点焊机，所述平行移动机构由水平横向移动单元、水平纵向移动单元和竖直移动单元组成，在各平行移动单元外面均安装防尘罩，相邻平行移动单元之间通过对应的连接支架连接。
上述四轴联动自动点焊机，所述水平横向移动单元包括横向连接板、横向移动驱动电机、横向移动驱动丝杠、横向滑轨和横向滑块，所述横向移动驱动电机与横向移动驱动丝杠联接，所述横向移动驱动丝杠与横向滑块组成螺纹传动机构，所述横向滑块两侧分别与横向滑轨配装，所述横向滑轨固定在横向连接板的两侧位置。
上述四轴联动自动点焊机，所述水平纵向移动单元包括纵向连接板、纵向移动驱动电机、纵向移动驱动丝杠、纵向滑轨和纵向滑块，所述纵向移动驱动电机与纵向移动驱动丝杠联接，所述纵向移动驱动丝杠与纵向滑块组成螺纹传动机构，所述纵向滑块两侧分别与纵向滑轨配装，所述纵向滑轨固定在纵向连接板的两侧位置。
上述四轴联动自动点焊机，所述竖直移动单元包括竖直连接板、竖直移动驱动电机、竖直移动驱动丝杠、竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直移动驱动电机与竖直移动驱动丝杠联接，所述竖直移动驱动丝杠与竖直滑块组成螺纹传动机构，所述竖直滑块两侧分别与竖直滑轨配装，所述竖直滑轨固定在竖直连接板的两侧位置。
上述四轴联动自动点焊机，所述旋转机构包括旋转驱动电机、齿轮箱和转盘，所述旋转驱动电机与齿轮箱联接，所述齿轮箱与转盘联接，旋转驱动电机通过齿轮箱减速和改变方向后可驱动转盘绕纵向水平轴在360°范围内旋转。
上述四轴联动自动点焊机，所述焊钳悬浮机构包括焊钳安装支座、焊钳连接块和减震器，所述焊钳安装支座与旋转机构对应元件固定连接，所述焊钳连接块为L型结构，其竖直面与焊钳固定连接，在其水平面上设有与减震器中心轴匹配的过孔，过孔内壁嵌装直线轴承，所述减震器对称布置在焊钳安装支座前端两侧，与焊钳安装支座固定装配，减震器中心轴穿过焊钳连接块水平面的过孔，减震器的弹性元件安装在焊钳连接块水平面上下两侧。
上述四轴联动自动点焊机，所述平行移动机构各平行移动单元滑块上，均设有自动润滑装置，所述自动润滑装置通过控制系统供给丝杠润滑剂，保证滑块与丝杠的顺利传动。
本发明通过平行移动机构的三个平行移动单元，实现焊钳沿水平横向、水平纵向和竖直方向的运动，可以完成行程范围内任意位置的焊装作业；通过旋转机构使平面焊钳可实现360度旋转，可以完成任意空间位置焊点的焊接；焊钳悬浮机构使焊钳与焊装工件柔性接触，避免焊装作业时工件与焊钳刚性连接造成的焊接形变，使工件焊点更完美；由自动润滑装置实现定时定量自动润滑功能，保证了设备能够良好地运行。本发明具有操作简单、安全可靠的特点，将其应用于汽车车身零部件焊装生产线上，在充分保证工件焊接质量前提下，不仅可显著降低操作者劳动强度，而且降低了设备成本投入。
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是平行移动机构结构图； 图3是旋转机构结构图；图4是焊钳悬浮机构结构图； 图5是水平横向移动单元结构图； 图6是水平纵向移动单元结构图； 图7是竖直移动单元结构图。
图中各标号为1、水平移动机构，1-1、水平移动单元，1-11、横向连接板，1-12、横向移动驱动电机，1-13、横向移动驱动丝杠，1-14、横向滑轨，1-15、横向滑块，1-2、水平纵向移动单元，1-21、纵向连接板，1-22、纵向移动驱动电机，1-23、纵向移动驱动丝杠，1-24, 纵向滑轨，1-25、纵向滑块，1-3、竖直移动单元，1-31、竖直连接板，1-32、竖直移动驱动电机，1-33、竖直移动驱动丝杠，1-34、竖直滑轨，1-35、竖直滑块，1_4、连接支架，1_5、防尘罩， 1-6、自动润滑系统，2、旋转机构，2-1、旋转驱动电机，2-2、齿轮箱，2-3、转盘，3、焊钳悬浮机构，3-1、焊钳安装支座，3-2、焊钳连接块，3-3、减震器，4、焊钳，5、底座。
具体实施方式
参看图1，本发明构成中包括平行移动机构1、旋转机构2、焊钳悬浮机构3、焊钳4 和底座5，所述底座5为框架结构，所述平行移动机构1安装在底座5上，所述旋转机构2与平行移动机构1通过连接支架1-4连接，所述焊钳悬浮机构3与旋转机构2固定连接，所述焊钳4安装在焊钳悬浮机构3上。参看图1、图2，本发明构成中的平行移动机构1由水平横向移动单元1-1、水平纵向移动单元1-2和竖直移动单元1-3组成，在各平行移动单元外面均安装防尘罩1-5，相邻平行移动单元之间通过所对应的连接支架1-4连接。
参看图2、图5，本发明构成中的水平横向移动单元1-1包括横向连接板1-11、横向移动驱动电机1-12、横向移动驱动丝杠1-13、横向滑轨1-14和横向滑块1-15，所述横向移动驱动电机1-12与横向移动驱动丝杠1-13联接，所述横向移动驱动丝杠1-13与横向滑块1-15组成螺纹传动机构，所述横向滑块1-15两侧分别与横向滑轨1-14配装，所述横向滑轨1-14固定在横向连接板1-11的两侧位置。
参看图2、图6，本发明构成中的水平纵向移动单元1-2包括纵向连接板1-21、纵向移动驱动电机1-22、纵向移动驱动丝杠1-23、纵向滑轨I-M和纵向滑块1-25，所述纵向移动驱动电机1-22与纵向移动驱动丝杠1-23联接，所述纵向移动驱动丝杠1-23与纵向滑块1-25组成螺纹传动机构，所述纵向滑块1-25两侧分别与纵向滑轨I-M配装，所述纵向滑轨114固定在纵向连接板1-21的两侧位置。
参看图2、图7，本发明构成中的竖直移动单元1-3包括竖直连接板1-31、竖直移动驱动电机1-32、竖直移动驱动丝杠1-33、竖直滑轨1-34和竖直滑块1_35，所述竖直移动驱动电机1-32与竖直移动驱动丝杠1-33联接，所述竖直移动驱动丝杠1-33与竖直滑块1_35 组成螺纹传动机构，所述竖直滑块1-35两侧分别与竖直滑轨1-34配装，所述竖直滑轨1-34 固定在竖直连接板1-31的两侧位置。
参看图1、图3，本发明构成中的旋转机构2包括旋转驱动电机2-1、齿轮箱2-2和转盘2-3，所述旋转驱动电机2-1与齿轮箱2-2联接，所述齿轮箱2-2与转盘2_3联接，旋转驱动电机2-1通过齿轮箱2-2减速和改变方向后可驱动转盘2-3绕纵向水平轴在360°范围内旋转。
参看图1、图4，本发明构成中的焊钳悬浮机构3包括焊钳安装支座3-1、焊钳连接块3-2和减震器3-3，所述焊钳安装支座3-1与旋转机构转盘2-3固定连接，所述焊钳连接块3-2为L型结构，其竖直面与焊钳4固定连接，在其水平面上设有与减震器中心轴匹配的过孔，过孔内壁嵌装直线轴承，所述减震器3-3对称布置在焊钳安装支座3-1前端两侧，与焊钳安装支座3-1固定装配，减震器中心轴穿过焊钳连接块水平面的过孔，减震器的弹性元件安装在焊钳连接块水平面上下两侧。
参看图2，本发明构成中的平行移动机构1各平行移动单元滑块上，均设有自动润滑装置1-6，所述自动润滑装置1-6通过控制系统供给丝杠润滑剂，保证滑块与丝杠的顺利传动。
参看图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，本发明的工作原理是平行移动机构中各组成元件基本功能是连接板(包括横向连接板1-11、纵向连接板 1-21和竖直连接板1-31)将所对应平行移动单元连接为一个整体，在驱动电机(包括横向移动驱动电机1-12、纵向移动驱动电机1-22和竖直移动驱动电机1-32)、丝杠(包括横向移动驱动丝杠1-13、纵向移动驱动丝杠1-23和竖直移动驱动丝杠1-33)及滑块(包括横向滑块1-15、纵向滑块1-25和竖直滑块1-35)作用下实现沿滑轨(包括横向滑轨1_14、纵向滑轨I-M和竖直滑轨1-34)的平行移动，由此实现焊钳对不同位置焊点的焊接；分别与水平横向移动单元1-1、水平纵向移动单元1-2和竖直移动单元1-3配装的防尘罩1-5起隔离作用，防止焊接飞溅及杂物落到各平行移动单元中；连接支架1-4分别安装在各平行移动单元的滑块上，主要起支撑所对应平行移动单元的作用。
旋转机构中各组成元件基本功能是旋转驱动电机2-1通过齿轮箱2-2减速和改变方向后驱动转盘2-3绕纵向水平轴在360°范围内旋转，转盘2-3与焊钳悬浮机构3的焊钳安装支座3-1固定连接，从而带动焊钳4实现空间各种角度焊点的焊接。
焊钳悬浮机构各组成元件基本功能是呈L型结构的焊钳连接块3-2竖直面与焊钳4固定连接，减震器3-3通过焊钳连接块水平面上的过孔，在过孔中嵌装(过盈配合装配) 与孔径相匹配的直线轴承与减震器中心轴间隙配合装配，同时减震器3-3通过螺栓与焊钳安装支座固定连接在一起，减震器中心轴穿过焊钳连接块水平面的过孔，减震器的弹性元件安装在焊钳连接块水平面上下两侧。减震器3-3使焊钳具备20mm自由行程，可使焊钳两极在焊接操作时与制件柔性接触，保证了制件焊接后不变形，当焊钳行走时，两极打开与工件完全脱离，避免与制件发生干涉。
本发明的底座起支撑整个四轴联动自动点焊机的作用，由角钢等刚性材料制作而成，保证了整个系统的稳定性。
权利要求
1.一种四轴联动自动点焊机，其特征是，它包括平行移动机构(1)、旋转机构(2)、焊钳悬浮机构(3)、焊钳(4)和底座(5)，所述底座(5)为框架结构，所述平行移动机构(1)安装在底座(5)上，所述旋转机构(2)与平行移动机构(1)通过连接支架(1-4)连接，所述焊钳悬浮机构(3)与旋转机构(2)固定连接，所述焊钳(4)安装在焊钳悬浮机构(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述平行移动机构 (1)由水平横向移动单元(1-1)、水平纵向移动单元(1-2)和竖直移动单元(1-3)组成，在各平行移动单元外面均安装防尘罩(1-5)，相邻平行移动单元之间通过所对应的连接支架 (1-4)连接。
3.根据权利要求2所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述水平横向移动单元(1-1)包括横向连接板(1-11)、横向移动驱动电机(1-12)、横向移动驱动丝杠(1-13)、 横向滑轨(1-14)和横向滑块(1-15)，所述横向移动驱动电机(1-12)与横向移动驱动丝杠 (1-13)联接，所述横向移动驱动丝杠(1-13)与横向滑块(1-15)组成螺纹传动机构，所述横向滑块(1-15)两侧分别与横向滑轨(1-14)配装，所述横向滑轨(1-14)固定在横向连接板 (1-11)的两侧位置。
4.根据权利要求2所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述水平纵向移动单元(1-2)包括纵向连接板(1-21 )、纵向移动驱动电机(1-22)、纵向移动驱动丝杠(1-23)、 纵向滑轨(1-24)和纵向滑块(1-25)，所述纵向移动驱动电机(1-22)与纵向移动驱动丝杠 (1-23)联接，所述纵向移动驱动丝杠(1-23)与纵向滑块(1-25)组成螺纹传动机构，所述纵向滑块(1-25)两侧分别与纵向滑轨(1-24)配装，所述纵向滑轨(1-24)固定在纵向连接板 (1-21)的两侧位置。
5.根据权利要求2所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述竖直移动单元 (1-3)包括竖直连接板(1-31)、竖直移动驱动电机(1-32)、竖直移动驱动丝杠(1-33)、竖直滑轨(1-34)和竖直滑块(1-35)，所述竖直移动驱动电机(1-32)与竖直移动驱动丝杠 (1-33)联接，所述竖直移动驱动丝杠(1-33)与竖直滑块(1-35)组成螺纹传动机构，所述竖直滑块(1-35)两侧分别与竖直滑轨(1-34)配装，所述竖直滑轨(1-34)固定在竖直连接板 (1-31)的两侧位置。
6.根据权利要求2或3、4、5所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述旋转机构(2)包括旋转驱动电机0-1)、齿轮箱(2-2)和转盘0-3)，所述旋转驱动电机与齿轮箱(2- 联接，所述齿轮箱(2- 与转盘(2- 联接，旋转驱动电机(2-1)通过齿轮箱 (2-2)减速和改变方向后可驱动转盘(2- 绕纵向水平轴在360°范围内旋转。
7.根据权利要求6所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述焊钳悬浮机构(3) 包括焊钳安装支座(3-1)、焊钳连接块(3-2)和减震器(3-3)，所述焊钳安装支座(3-1)与旋转机构对应元件固定连接，所述焊钳连接块(3-2)为L型结构，其竖直面与焊钳(4)固定连接，在其水平面上设有与减震器中心轴匹配的过孔，过孔内壁嵌装直线轴承，所述减震器 (3-3 )对称布置在焊钳安装支座(3-1)前端两侧，与焊钳安装支座(3-1)固定装配，减震器中心轴穿过焊钳连接块水平面的过孔，减震器的弹性元件安装在焊钳连接块水平面上下两侧。
8.根据权利要求7所述的一种四轴联动自动点焊机，其特征是，所述平行移动机构(1) 各平行移动单元滑块上，均设有自动润滑装置(1-6)，所述自动润滑装置(1-6)通过控制系统供给丝杠润滑剂，保证滑块与丝杠的顺利传动。
全文摘要
一种四轴联动自动点焊机，用于实现车身焊装生产中各种空间位置焊点的焊接，并解决设备成本高及人工操作劳动强度大的问题，其构成中包括平行移动机构、旋转机构、焊钳悬浮机构、焊钳和底座，所述底座为框架结构，所述平行移动机构安装在底座上，所述旋转机构与平行移动机构通过连接支架连接，所述焊钳悬浮机构与旋转机构固定连接，所述焊钳安装在焊钳悬浮机构上。本发明具有操作简单、安全可靠的特点，将其应用于汽车车身零部件焊装生产线上，在保证工件焊接质量前提下，不仅可显著降低操作者劳动强度，而且降低了设备成本投入。
文档编号B23K11/31GK102513677SQ20111045472
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者李保安, 李继红, 李钊, 武万斌, 苏青, 赵军, 齐文兴 申请人:长城汽车股份有限公司