专利名称：一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动点焊设备，尤其是一种适用于弧形曲线外廓形状工件的自动点焊装置，属于焊接技术领域。
背景技术：
目前，在汽车车身焊装过程中，带有弧形曲线外廓形状的小型焊接工件(如前门窗框后段总成)一般采用人工点焊方式焊接装配。其具体工作流程为操作人员先将具有一定弧度形状主体件(如前门窗框)放置在焊接工装上，再将需焊接零件放置在主体件上，然后启动控制阀，使夹具夹紧工件，操作人员拿取焊钳开始焊接，焊接结束后，将工件从焊接工装上取出。由于整个焊接过程由人工手动操作完成，不仅操作人员劳动强度大，工作效率低，而且焊接质量不易保证，不能满足生产一致性的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种自动化程度高、操作简单，能降低操作者劳动强度、提高工作效率和焊接质量的沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置。本发明所述问题是以下述技术方案实现的
一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置。它包括底座、工件定位机构、焊机、焊机空间角度调整机构、焊机旋转机构、焊机移动驱动机构和仿形轨道座，所述焊机通过焊机固定座固定安装在焊机空间角度调整机构上面、所述焊机空间角度调整机构与焊机旋转机构配装，所述焊机旋转机构布置在焊机空间角度调整机构与焊机移动驱动机构之间，所述焊机移动驱动机构和仿形轨道座位于底座上，在底座上面左右两侧对称布置工件定位机构。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述焊机空间角度调整机构包括空间角度调整电机、空间角度调整电机座、空间角度调整主动齿轮、空间角度调整从动齿轮、空间角度调整转轴和焊机安装座，所述空间角度调整电机固定在空间角度调整电机座上，在空间角度调整电机输出轴上安装空间角度调整主动齿轮，所述空间角度调整主动齿轮与空间角度调整从动齿轮配装，所述空间角度调整从动齿轮通过平键固定在空间角度调整转轴上。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述空间角度调整转轴两端与设置在焊机安装座上的转轴孔过盈配合装配，在空间角度调整转轴上以过渡配合方式套装两个与焊机旋转机构匹配的轴承。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述焊机旋转机构包括旋转支撑座、旋转轴、旋转机构主动齿轮、旋转机构从动齿轮和旋转电机，所述旋转支撑座固定在旋转轴顶端，所述旋转轴竖直布置，在旋转轴上安装与仿形轨道座匹配的旋转轴承，在旋转轴承下方装配旋转机构从动齿轮，所述旋转机构从动齿轮与旋转机构主动齿轮配装，所述旋转机构主动齿轮固定在旋转电机的输出轴上，所述旋转电机通过旋转电机座固定在焊机移动驱动机构上。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述焊机移动驱动机构包括可移动平台、第一连接杆、第二连接杆和减速电机，所述可移动平台底面设有一组万向滚轮，可移动平台通过定位轴与第二连接杆一端铰接，所述第二连接杆另一端与第一连接杆后端通过滚轮轴铰接，所述第一连接杆前端与减速电机输出轴固定装配，所述减速电机通过减速电机座固定在底座上。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述仿形轨道座台面上设有与焊接工件外廓曲线匹配的仿形轨道，所述仿形轨道座固定安装在底座上，在仿形轨道座两侧设有仿形轨道加强筋。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述工件定位机构包括支架和工件定位销，所述工件定位销安装在支架顶部，所述支架固定在底座上。上述沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，所述底座底面设有调整螺栓，所述调整螺栓固定在底座底面四角位置处。本发明设置了与焊装工件外廓曲线相符的弧线仿形轨道，焊接作业时，通过仿形轨道与焊机移动驱动机构配合实现焊机沿仿形轨道移动，并对排布位置与工件外廓曲线一致的焊点进行焊接；本发明的焊机空间角度调整机构，可使焊机绕空间角度调整转轴实现空间90度范围内的翻转，避免了焊机沿仿形轨道返回时焊机与工件的干涉；本发明的焊机旋转机构可使焊机及焊机空间角度调整机构绕旋转轴在水平面上实现180度旋转，满足了由一台焊机对两侧对称布置工件的焊接需求，保证了该自动点焊装置循环连续作业的功能。总之，本发明自动化程度高、操作简单，能降低操作者劳动强度、提高工作效率和焊装质量，它有与机械臂异曲同工之特点，但其成本投入较低，维护修理更方便。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明总体结构示意 图2是焊机、焊机空间角度调整机构、焊机旋转机构、焊机移动驱动机构和仿形轨道座位置关系 图3是图2的A向视 图4是焊机空间角度调整机构不意 图5是图4中B向视 图6是焊机空间角度调整机构剖面结构示意 图7是焊机旋转机构示意 图8是焊机移动驱动机构意图。图中各标号清单为1、底座，1-1、调整螺栓，2、工件定位机构，2-1、工件定位销，
3、焊机，3-1、焊机固定座，4、焊机空间角度调整机构，4-1、空间角度调整电机，4-2、空间角度调整电机座，4-3、空间角度调整主动齿轮，4-4、空间角度调整从动齿轮，4-5、空间角度调整转轴，4-6、焊机安装座，4-7、轴承，4-8、平键，5、焊机旋转机构，5-1、旋转电机，5-2、旋转电机座，5-2-1、旋转电机座加强筋，5-3、旋转机构主动齿轮，5-4、旋转机构从动齿轮，5-5、旋转轴承，5-6、旋转轴，5-7、旋转支撑座，6、焊机移动驱动机构，6-1、减速电机，6-2、减速电机座，6-2-1、减速电机座加强筋，6-3、第一连接杆，6-4、第二连接杆，6-5、可移动平台，6-6、万向滚轮，6-7、定位轴，6-8、滚轮轴，7、仿形轨道座，7-1、仿形轨道，7-2、仿形轨道座加强筋。
具体实施例方式参看图1、图2、图3，本发明包括底座1、工件定位机构2、焊机3、焊机空间角度调整机构4、焊机旋转机构5、焊机移动驱动机构6和仿形轨道座7，所述焊机3通过焊机固定座3-1固定安装在焊机空间角度调整机构4上面、所述焊机空间角度调整机构4与焊机旋转机构5配装，所述焊机旋转机构5布置在焊机空间角度调整机构4与焊机移动驱动机构6之间，所述焊机移动驱动机构6和仿形轨道座7位于底座I上，在底座I上面左右两侧对称布置工件定位机构2。参看图1、图2、图3，本发明结构中底座I上设有整体支撑台面，其它所有零部件全部安装在底座I的支撑台面上，在底座I底面四角位置处设有调整螺栓1-1，用于底座I的调平；工件定位机构2中左右两侧对称安装一组支架2-1，支架2-1用螺栓紧固在底座I上，工件定位销2-2安装在支架2-1上端，其固定方式采用螺纹紧固连接，用于对工件精准定位；焊机3与焊机固定座3-1为一体式机构，它们通过螺栓固定在焊机空间角度调整机构4的焊机安装座4-6上面。参看图1、图2、图3、图4、图5、图6，本发明焊机空间角度调整机构4中的空间角度调整转轴4-6为一根通轴，其中间位置带有键槽，空间角度调整从动齿轮4-4与空间角度调整转轴4-6通过平键4-8紧固，空间角度调整主动齿轮4-3安装在空间角度调整电机4-1的输出轴上，并与空间角度调整从动齿轮4-4组成齿轮传动副，空间角度调整电机座4-2用于安装空间角度调整电机4-1，其另一端焊接在旋转支撑座5-7 —侧。参看图1、图2、图3、图7，本发明焊机旋转机构5中的旋转支撑座5-7布置在焊机安装座4-6内侧，在旋转支撑座5-7两个侧壁上设置与空间角度调整转轴4-6上轴承4-7匹配的通孔；空间角度调整转轴4-6与旋转支撑座5-7中的轴承过渡配合装配，与焊机安装座4-6侧壁上通孔过盈配合装配；焊机旋转机构5的旋转轴5-6为阶梯轴结构，其一端焊接在旋转支撑座5-7底面中间位置，另一端固定在焊机移动驱动机构6的可移动平台6-5上，在其中间部位安装有旋转轴承5-5，下部安装旋转机构从动齿轮5-4 ;旋转电机5-1通过螺栓紧固在旋转电机座5-2上，在旋转电机5-1的输出轴上安装旋转机构主动齿轮5-3，旋转机构主动齿轮5-3与旋转机构从动齿轮5-4组成齿轮传动副；旋转电机座5-2焊接在可移动平台6-5上，旋转电机座加强筋5-2-1起到对旋转电机座5-2的紧固定位作用。参看图1、图2、图3，本发明的仿形轨道7-1与旋转轴5-6的旋转轴承5_5接触配合；仿形轨道座7底部通过螺栓固定在底座I上，上部焊接在仿形轨道7-1的两端，仿形轨道加强筋7-2对仿形轨道座7进行加固。 参看图1、图2、图3、图8，本发明可移动平台6-5下方用螺栓与万向滚轮6_6紧固，四个万向滚轮分布在可移动平台6-5的四个端点位置，万向滚轮6-6可在底座I支撑台面上滚动运行；定位轴6-7焊接在可移动平台6-5的下方边缘位置，且对定位轴6-7表面进行淬火处理，淬火硬度应在HRC30 50之间；第一连接杆6-3为两端带有圆孔的普通直杆，且在孔内都镶嵌滚动轴承，第一连接杆6-3 —端滚动轴承与定位轴6-7过渡配合连接；第二连接杆6-4与第一连接杆6-3结构相同，只是长短存有差异，保证第二连接杆6-4长度小于第一连接杆6-3 ;滚轮轴6-8分上、下两部分，上部为普通轴，下部为滚动的小轮，直轴部分穿入第一连接杆6-3和第二连接杆6-4配合的圆孔中，滚轮在底座I上滚动运行；减速电机座6-2与减速电机座加强筋6-2-1分别焊接在底座I上，减速电机座加强筋6-2-1对减速电机座6-2起到加固作用；减速电机6-1用螺栓紧固在减速电机座6-2上，且减速电机的输出轴与第二连接杆6-4另一端圆孔过渡配合连接；本发明中减速电机6-1转速很低，以增加其扭矩。
权利要求
1.一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是，它包括底座(I)、工件定位机构(2)、焊机(3)、焊机空间角度调整机构(4)、焊机旋转机构(5)、焊机移动驱动机构 (6)和仿形轨道座(7);所述焊机(3)通过焊机固定座(3-1)固定安装在焊机空间角度调整机构(4)上面、所述焊机空间角度调整机构(4)与焊机旋转机构(5)配装，所述焊机旋转机构(5)布置在焊机空间角度调整机构(4)与焊机移动驱动机构(6)之间，所述焊机移动驱动机构(6)和仿形轨道座(7)位于底座(I)上，在底座(I)上面左右两侧对称布置工件定位机构⑵。
2.根据权利要求1所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是，所述焊机空间角度调整机构(4)包括空间角度调整电机(4-1)、空间角度调整电机座 (4-2)、空间角度调整主动齿轮(4-3)、空间角度调整从动齿轮(4-4)、空间角度调整转轴 (4-5)和焊机安装座(4-6);所述空间角度调整电机(4-1)固定在空间角度调整电机座 (4-2)上，在空间角度调整电机输出轴上安装空间角度调整主动齿轮(4-3)，所述空间角度调整主动齿轮(4-3)与空间角度调整从动齿轮(4-4)配装，所述空间角度调整从动齿轮 (4-4 )通过平键(4-8 )固定在空间角度调整转轴(4-5 )上。
3.根据权利要求2所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是， 所述空间角度调整转轴(4-5)两端与设置在焊机安装座上的转轴孔过盈配合装配，在空间角度调整转轴上以过渡配合方式套装两个与焊机旋转机构匹配的轴承(4-7)。
4.根据权利要求1或3所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是，所述焊机旋转机构(5 )包括旋转支撑座(5-7 )、旋转轴(5-6 )、旋转机构主动齿轮(5-3 )、 旋转机构从动齿轮(5-4)和旋转电机(5-1)，所述旋转支撑座(5-7)固定在旋转轴(5-6)顶端，所述旋转轴(5-6)竖直布置，在旋转轴(5-6)上安装与仿形轨道座(7)匹配的旋转轴承 (5-5)，在旋转轴承(5-5)下方装配旋转机构从动齿轮(5-4)，所述旋转机构从动齿轮(5-4) 与旋转机构主动齿轮(5-3 )配装，所述旋转机构主动齿轮(5-3 )固定在旋转电机(5-1)的输出轴上，所述旋转电机(5-1)通过旋转电机座(5-2)固定在焊机移动驱动机构(6)上。
5.根据权利要求4所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是， 所述焊机移动驱动机构(6)包括可移动平台(6-5)、第一连接杆(6-3)、第二连接杆(6-4)和减速电机(6-1)，所述可移动平台(6-5)的底面设有一组万向滚轮(6-6)，可移动平台(6-5) 通过定位轴(6-7 )与第二连接杆(6-4) —端铰接,所述第二连接杆(6-4)另一端与第一连接杆(6-3 )后端通过滚轮轴(6-8 )铰接,所述第一连接杆(6-3 )前端与减速电机输出轴固定装配，所述减速电机(6-1)通过减速电机座(6-2 )固定在底座(I)上。
6.根据权利要求5所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是， 所述仿形轨道座(7)台面上设有与焊接工件外廓曲线匹配的仿形轨道(7-1)，所述仿形轨道座(7 )固定安装在底座(I)上，在仿形轨道(7-1)座两侧设有仿形轨道加强筋(7-2 )。
7.根据权利要求1或6所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是，所述工件定位机构(2 )包括支架(2-1)和工件定位销(2-2 )，所述工件定位销(2-2 )安装在支架(2-1)顶部，所述支架(2-1)固定在底座(I)上。
8.根据权利要求7所述的一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，其特征是， 所述底座(I)的底面设有调整螺栓(1-1)，所述调整螺栓(1-1)固定在底座(I)底面四角位置处。
全文摘要
一种沿仿形轨道移动的可变角度自动点焊装置，用于实现对弧线轮廓工件的自动焊接。它包括底座、工件定位机构、焊机、焊机空间角度调整机构、焊机旋转机构、焊机移动驱动机构和仿形轨道座，所述焊机通过焊机固定座固定安装在焊机空间角度调整机构上面、所述焊机空间角度调整机构与焊机旋转机构配装，所述焊机旋转机构布置在焊机空间角度调整机构与焊机移动驱动机构之间，所述焊机移动驱动机构和仿形轨道座位于底座上，在底座上面左右两侧对称布置工件定位机构。本发明自动化程度高、操作简单，能降低操作者劳动强度、提高工作效率和焊装质量，它有与机械臂异曲同工之特点，但其成本投入较低，维护修理更方便。
文档编号B23K37/04GK103028875SQ201210580448
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者陈绍城, 齐元波, 姚斌锋, 吴春雨, 宋芳 申请人:长城汽车股份有限公司