一种汽车车门激光加工工装的制作方法

本实用新型属于汽车齿轮加工制造技术领域，具体涉及一种汽车车门激光加工工装。

背景技术：

在汽车生产制造中，汽车车门焊接是衡量白车身质量的重要标准，常规焊接方法为CO₂弧焊或电阻点焊。采用CO₂保护焊机焊接车门时，易出现门板变形、零件烧损等问题，焊接后需要花费很长时间对焊缝进行打磨修饰，不仅无法保证产品质量，且生产效率低，生产成本较高；电阻点焊焊接的工作原理是靠两个电极头与工件接触形成焊接回路，具备相对较高的生产效率，然而由于工件带电，使得操作环境的安全性得不到保证且材料类别受限。激光焊接技术凭借其非接触、热影响区小、材料适应性好、配套要求低等特点，在汽车行业迅速发展，采用激光焊接技术可以很好的克服上述问题。

中国专利CN103464886A公开了一种包边车门焊接装置，提供了一种由导电焊钳、焊接焊钳、点焊机等构成的车门点焊装置，采用电阻点焊工艺，操作环境的安全性得不到保证；另外，中国专利CN205129241U公开了一种车门焊接固定组件，提供了一种用于方便车门固定位置的装置，以及中国专利CN106312409A公开了一种可调节的汽车车门焊接架，提供了一种安装车门的支架，上述专利文献提供的方案可以进行车门框的定位，然而无法实施车门上关键结构件（车门框、玻璃导槽、加强杆、小支架）的一次装夹及拼焊工作，影响车门加工质量的一致性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种汽车车门激光加工工装，自动化程度高，能一次完成车门框、玻璃导槽、加强杆、小支架的装夹定位及焊接工作，有效提车门的生产效率及产片质量一致性。

为此，本实用新型实施例提供了一种汽车车门激光加工工装，包括工装底板、车门定位组件、光纤激光焊接头、机器人、控制机构；所述光纤激光焊接头设置在机器人上，所述机器人和光纤激光焊接头均与控制机构电连接，所述工装底板的面板相对地面倾斜设置，所述车门定位组件包括车门框定位机构、加强杆定位机构、玻璃导槽定位机构和小支架定位机构，所述车门定位组件设置在所述工装底板的面板上，所述光纤激光焊接头位于所述车门定位组件的上方。

进一步的，所述车门框定位机构包括车门框压紧件一，车门框压紧件二，车门框压紧件三和车门框定位销，所述车门框压紧件一沿加强杆的轴线方向设置，且位于加强杆定位机构的上方，所述车门框压紧件二依车门框曲率沿弧线延伸设置，所述车门框压紧件三位于车门框与玻璃导槽连接位置处。

进一步的，所述车门框压紧件一，车门框压紧件二，车门框压紧件三均包括压紧气缸、压紧支架和压钳，所述压紧气缸安装在压紧支架上，所述压钳安装在压紧气缸的活动端。

进一步的，所述车门框压紧件一的压钳包括用于压装车门框和加强杆的大压钳组，以及用于压装车门框的小压钳组。

进一步的，所述加强杆定位机构包括沿工装底板长边直线延伸设置的若干个加强杆支撑桩，加强杆固定定位块，以及分别设置在两端的加强杆支撑桩上的加强杆顶紧机构一和加强杆顶紧机构二，所述加强杆固定定位块包括两个呈90°设置的挡块，所述加强杆顶紧机构一和加强杆顶紧机构二分别与加强杆固定定位块的两个挡块相对设置。

进一步的，所述加强杆顶紧机构一和加强杆顶紧机构二均包括加强杆顶紧气缸和设置在加强杆顶紧气缸活动端的加强杆顶紧压头，所述加强杆顶紧气缸设置在对应的加强杆支撑桩上。

进一步的，所述玻璃导槽定位机构包括用于放置玻璃导槽的玻璃导槽支架，沿玻璃导槽轴向分布的若干个玻璃导槽顶紧机构，与玻璃导槽顶紧机构相对设置的玻璃导槽固定定位块。

进一步的，所述玻璃导槽顶紧机构包括玻璃导槽顶紧气缸和设置在玻璃导槽顶紧气缸活动端的玻璃导槽顶块，所述玻璃导槽顶块包括顶块一和顶块二，所述顶块一和顶块二上设置有销钉。

进一步的，所述小支架定位机构包括用于放置小支架的小支架支撑架，所述小支架支撑架上设置有带销钉的支撑板，所述支撑板上方设置有小支架压紧机构，所述支撑板一侧设置有小支架顶紧机构。

进一步的，所述小支架压紧机构包括固定支架、小支架压紧气缸和小支架压钳，所述小支架压紧气缸安装在固定支架上，所述小支架压钳通过铰链块与小支架压紧气缸连接；所述小支架顶紧机构包括小支架顶紧气缸以及通过螺钉活动连接在小支架顶紧气缸活动端的小支架顶块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种汽车车门激光加工工装采用激光焊接技术，生产环境清洁、安全，车门焊缝热影响区小，外观成形好，生产效率高，相较于传统的电阻点焊技术，具有更好的下料适应性，夹具设备要求更低，有效降低制造成本。

(2)本实用新型提供的这种汽车车门激光加工工装采用机器人携带焊接头进行自动焊接，工作流程简单，自动化程度高，而且可实现车门框、加强杆、玻璃导槽、小支架的整体一次自动装夹定位及焊接工作，对于批量生产的工件，可显著提升产品质量一致性及稳定性。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型汽车车门激光加工工装的整体结构示意图；

图2是本实用新型中车门定位组件的结构示意图；

图3是本实用新型中车门框定位机构与加强杆定位机构安装结构示意图；

图4是本实用新型中车门框压紧件二的结构示意图；

图5是本实用新型中玻璃导槽定位机构的安装结构示意图；

图6是本实用新型中小支架定位机构的安装结构示意图图。

附图标记说明：1、工装底板；2、车门定位组件；3、光纤激光焊接头；4、机器人；5、加强杆顶紧机构一；6、玻璃导槽定位机构；7、小支架定位机构；8、车门框压紧件一；9、加强杆顶紧机构二；10、加强杆固定定位块；11、车门框定位销；12、车门框压紧件二；13、压紧气缸；14、压紧支架；15、压钳；16、加强杆支撑桩；17、加强杆顶紧压头；18、加强杆顶紧气缸；19、玻璃导槽顶紧气缸；20、顶块一；21、销钉；22、玻璃导槽固定定位块；23、玻璃导槽支架；24、顶块二；25、小支架压紧气缸；26、铰链块；27、固定支架；28、小支架压钳；29、小支架支撑架；30、支撑板；31、小支架顶块；32、小支架顶紧气缸；33、车门框压紧件三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种汽车车门激光加工工装，包括工装底板1、车门定位组件2、光纤激光焊接头3、机器人4、控制机构；所述光纤激光焊接头3设置在机器人4的活动轴上，所述机器人4和光纤激光焊接头3均与控制机构电连接，所述车门定位组件2包括车门框定位机构、加强杆定位机构、玻璃导槽定位机构6和小支架定位机构7，所述车门定位组件2设置在所述工装底板1的面板上，车门定位组件2用于定位需要焊接的车门框、加强杆、玻璃导槽和小支架，所述工装底板1的面板相对地面倾斜设置，机器人4放置在工装底板1的一侧，所述光纤激光焊接头3位于所述车门定位组件2的上方，通过将工装底板1的面板倾斜设置，能在尽量减小机器人4转动角度的情况下，使得光纤激光焊接头3的激光光束与待焊接的工件之间形成最优的焊接角度。本实用新型中依次将加强杆、车门框、小支架、玻璃导槽分别放置在加强杆定位机构、车门框定位机构、小支架定位机构和玻璃导槽定位机构上进行夹紧定位，再通过控制机构控制机器人4活动轴上的光纤激光焊接头3对车门的各部位进行自动焊接，自动化程度高，可实现车门框、加强杆、玻璃导槽、小支架的整体一次自动装夹定位及焊接工作，对于批量生产的工件，可显著提升产品质量一致性及稳定性。

细化的实施方式，首先对加强杆进行夹紧定位，如图2和图3所示，所述加强杆定位机构包括沿工装底板1长边直线延伸设置的若干个加强杆支撑桩16，加强杆固定定位块10，以及分别设置在两端的加强杆支撑桩16上的加强杆顶紧机构一5和加强杆顶紧机构二9，所述加强杆固定定位块10包括两个呈90°设置的挡块，所述加强杆顶紧机构一5和加强杆顶紧机构二9分别与加强杆固定定位块10的两个挡块相对设置。本实施例中加强杆支撑桩16有三个，加强杆放置在该三个加强杆支撑桩16上，加强杆一端部的两个相互垂直面分别紧靠加强杆固定定位块10的两个挡块，加强杆顶紧机构一5和加强杆顶紧机构二9分别朝向加强杆的两个垂直面推进，直至使加强杆在水平方向夹紧定位。具体的，所述加强杆顶紧机构一5和加强杆顶紧机构二9均包括加强杆顶紧气缸18和设置在加强杆顶紧气缸18活动端的加强杆顶紧压头17，所述加强杆顶紧气缸18设置在对应的加强杆支撑桩16上，通过加强杆顶紧气缸18推动加强杆顶紧压头17对加强杆的两个垂直面进行夹紧。

待加强杆夹紧定位完成后再定位车门框，如图2、图3和图4所示，所述车门框定位机构包括车门框压紧件一8，车门框压紧件二12，车门框压紧件三33和车门框定位销11，所述车门框压紧件一8沿加强杆的轴线方向设置，车门框压紧件一8有三个，位于加强杆定位机构的加强杆支撑桩16的上方，用于将车门框以及车门框与加强杆的连接处压紧；所述车门框压紧件二12依车门框曲率沿弧线延伸设置，用于压紧车门框的弧线一侧，所述车门框压紧件三33位于车门框与玻璃导槽连接位置处，用于压紧车门框以及车门框与玻璃导槽的连接处，进一步消除玻璃导槽及车门框之间的间隙。具体的，所述车门框压紧件一8，车门框压紧件二12，车门框压紧件三33均包括压紧气缸13、压紧支架14和压钳15，所述压紧气缸13安装在压紧支架14上，所述压钳15安装在压紧气缸13的活动端。在加强杆定位完成后，将车门框上有销孔的一侧边对准车门框定位销11放置在加强杆上，车门框压紧件一8启动，通过车门框压紧件一8的压紧气缸13带动压钳15下压，从而将车门框有销孔的一侧边压紧定位，使得车门框紧靠在加强杆的上表面，同时车门框压紧件二12启动，通过车门框压紧件二12的压紧气缸13带动压钳15下压，从而依车门框曲率将车门框的弧线一侧边压紧。优选的，所述车门框压紧件一8的压钳15包括用于压装车门框和加强杆的大压钳组，以及用于压装车门框的小压钳组。

车门框定位完成后对小支架进行夹紧定位，如图2和图6所示，所述小支架定位机构7包括用于放置小支架的小支架支撑架29，所述小支架支撑架29上设置有带销钉的支撑板30，所述支撑板30上方设置有小支架压紧机构，所述支撑板30一侧设置有小支架顶紧机构。小支架放置在小支架支撑架29上，并且小支架上的销孔对准支撑板30上的销钉，小支架压紧机构下压，使小支架在竖直方向上夹紧定位，然后通过小支架顶紧机构在水平方向推进顶紧小支架，消除小支架与玻璃导槽之间间隙。具体的，所述小支架压紧机构包括固定支架27、小支架压紧气缸25和小支架压钳28，所述小支架压紧气缸25安装在固定支架27上，所述小支架压钳28通过铰链块26与小支架压紧气缸25连接，小支架压紧气缸25通过铰链块26带动小支架压钳28下压，从而使得小支架压钳28压紧小支架。所述小支架顶紧机构包括小支架顶紧气缸32以及通过螺钉活动连接在小支架顶紧气缸32活动端的小支架顶块31，小支架顶紧机构可通过螺钉调节小支架顶块31的位置，从而进一步消除小支架与玻璃导槽之间的间隙。

小支架定位完成后对玻璃导槽进行夹紧定位，如图2和图5所示，所述玻璃导槽定位机构6包括用于放置玻璃导槽的玻璃导槽支架23，沿玻璃导槽轴向分布的若干个玻璃导槽顶紧机构，以及与玻璃导槽顶紧机构相对设置的玻璃导槽固定定位块22，本实施例中玻璃导槽顶紧机构为两个，平行相对设置。将玻璃导槽放置在玻璃导槽支架23上，玻璃导槽顶紧机构从玻璃导槽一侧将玻璃导槽推进至玻璃导槽固定定位块22处，通过玻璃导槽顶紧机构与玻璃导槽固定定位块22的夹紧作用将玻璃导槽夹紧定位。具体的，所述玻璃导槽顶紧机构包括玻璃导槽顶紧气缸19和设置在玻璃导槽顶紧气缸19活动端的玻璃导槽顶块，所述玻璃导槽顶块包括顶块一20和顶块二24，所述顶块一20和顶块二24上设置有销钉21，玻璃导槽顶紧机构在推进玻璃导槽过程中，可将玻璃导槽套在顶块一20和顶块二24上，使玻璃导槽上的销钉孔对准顶块一20和顶块二24上的销钉，玻璃导槽顶紧气缸19带动上述顶块一20、顶块二24及玻璃导槽推进至玻璃导槽固定定位块22处。

待上述的加强杆、车门框、小支架和玻璃导槽四个部位定位完成后，根据工件上的焊缝位置，对携带光纤激光焊接头3的机器人4进行焊缝轨迹试教，试教完成后，开启激光器，根据轨迹对焊缝进行一次连续焊接。

综上所述，本实用新型提供的这种汽车车门激光加工工装采用激光焊接技术，生产环境清洁、安全，车门焊缝热影响区小，外观成形好，生产效率高，同时采用机器人携带焊接头进行自动焊接，工作流程简单，自动化程度高，而且可实现车门框、加强杆、玻璃导槽、小支架的整体一次自动装夹定位及焊接工作，对于批量生产的工件，可显著提升产品质量一致性及稳定性。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。