一种用于汽车生产的具有高精度定向轨迹的双枪焊接设备的制作方法

文档序号:15703909发布日期:2018-10-19 20:28阅读:120来源:国知局

本发明涉及汽车生产技术领域,具体为一种用于汽车生产的具有高精度定向轨迹的双枪焊接设备。



背景技术:

汽车分为乘用车和商用车,乘用车在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和(或)临时物品,包括驾驶员座位在内,乘用车最多不超过9个座位,乘用车分为以下11种车型,主要有:普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、舱背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车;商用车在设计和技术特性上用于运送人员和货物,并且可以牵引挂车,但乘用车不包括在内,主要有:客车、半挂牵引车、货车。

在汽车的生产过程中,焊接是一种必不可少的工艺,焊接,也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的:

熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力;

压焊——焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工;

钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。

现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等,除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空,无论在何处,焊接都可能给操作者带来危险,所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。

但是,现有的汽车生产焊接设备主要存在以下缺陷:

(1)传统的焊接设备都是通过单一的人工方式改变焊接位置,不仅效率低下,而且调节的时候精度低,导致焊接偏差较大,而且在焊接时往往角度固定,使用不便;

(2)同时一般的焊接设备缺乏处理设备,导致工件在焊接过程前后缺乏相应的处理设备,包括预热处理和冷却成型,严重焊接质量。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于汽车生产的具有高精度定向轨迹的双枪焊接设备,通过空间调节机构对两个焊枪分别调节,可快速完成不同位置的焊接工作,而且通过双重激光定位机构进行激光定位,调节更加准确,有利于提高焊接质量,能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种用于汽车生产的具有高精度定向轨迹的双枪焊接设备,包括双枪焊接机构和连接在双枪焊接机构底部的空间调节机构,所述空间调节机构底端通过支撑调节架连接有焊接安装组件,所述双枪焊接机构上安装有用于焊接定位导向的双重激光定位机构,所述支撑调节架上中心处安装有焊接工装平台,所述焊接工装平台内部安装有用于对焊接位置冷却的成型处理组件,所述双枪焊接机构包括相对设置的相同结构的第一移动焊枪和第二移动焊枪,所述空间调节机构包括两个相对安装在支撑调节架顶端的支撑平板。

进一步地,所述第一移动焊枪和第二移动焊枪上均套装有套筒座,所述支撑平板表面两侧设置有两个x轴滑动槽,所述x轴滑动槽内部均安装有平移滑座,所述平移滑座顶端连接有活动螺杆,且两个活动螺杆顶端之间通过支撑横梁固定连接,所述第一移动焊枪、第二移动焊枪均通过外端的导向连接座与两侧的支撑横梁连接,所述导向连接座与套筒座连接。

进一步地,所述支撑横梁表面设置有容纳导向连接座的y轴滑动槽,所述导向连接座通过电动丝杠与y轴滑动槽的一端连接,且导向连接座外侧安装有两个防偏板,所述防偏板内壁设置有与支撑横梁侧面接触的弧形槽。

进一步地,所述双重激光定位机构包括安装在第一移动焊枪和第二移动焊枪的尾部定位座,以及安装在第一移动焊枪和第二移动焊枪的头部定位座,所述尾部定位座和头部定位座底端均安装有激光发射座,所述激光发射座底端均连接有导向柱,且两个支撑平板表面均安装有激光接收板,所述激光接收板内部安装有若干个激光传感器,所述激光传感器与外部的控制系统电性连接。

进一步地,所述成型处理组件包括安装在焊接工装平台内部的出风室,所述出风室底端内壁安装有若干个倾斜铜片,且出风室顶端连接有导风斗,所述导风斗顶端铰连接有出风管,所述出风管表面铰连接有电动推杆,所述电动推杆末端与焊接工装平台侧面连接。

进一步地,所述焊接工装平台底端连接有用于转动调节的翻转机构,所述翻转机构包括安装在焊接工装平台底端的转动金属轴,所述转动金属轴末端连接有从动齿盘,且支撑调节架顶端连接有转动座,所述转动座内部通过含油轴承与转动金属轴连接,且支撑调节架顶端通过动力轴连接有主动齿盘,所述主动齿盘与从动齿盘啮合连接。

进一步地,所述支撑调节架顶端通过两个分支架与两侧的支撑平板连接,所述支撑调节架内部安装有用于伸缩调节的液压杆。

进一步地,所述焊接安装组件包括连接在支撑调节架底端的安装底座,安装底座两侧均铰连接有定位夹板,所述定位夹板通过气压杆与安装底座底端连接,所述定位夹板内壁底端安装有弧形夹座,且定位夹板底端外侧连接有安装板,所述安装板上设置有若干个定位螺孔。

进一步地,所述套筒座底端均安装有预处理组件,所述预处理组件包括安装在套筒座内部的活动箱,所述活动箱内部通过伸缩组件连接有预热头,且活动箱末端安装有用于容纳预热头的收纳斗,所述收纳斗内壁安装有隔热毡。

进一步地,所述预热头内部安装有若干个电加热丝,所述预热头末端表面设置有导热板,所述导热板表面采用多段弯曲结构。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明通过双枪焊接机构进行双重焊接工作,而且利用空间调节机构对焊枪的工作位置进行调节,可在不同的空间位置进行焊接工作,而且在调节过程中,通过双重激光定位机构进行激光定位,提高焊枪调节的精确性;

(2)本发明在焊接的之前,利用翻转机构对焊接工装平台上的工件进行角度调整,便于完成不同角度的焊接工作,而且可以通过预处理组件和成型处理组件相互结合,在焊接前后分别进行预热、冷却工作,提高焊接质量,减少焊接不良的情况出现。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的支撑平板俯视结构示意图;

图3为本发明的预处理组件结构示意图;

图4为本发明的翻转机构结构示意图;

图5为本发明的翻转机构结构示意图;

图6为本发明的第二移动焊枪结构示意图。

图中标号:

1-双枪焊接机构;2-空间调节机构;3-支撑调节架;4-焊接安装组件;5-双重激光定位机构;6-焊接工装平台;7-成型处理组件;8-翻转机构;9-预处理组件;

101-第一移动焊枪;102-第二移动焊枪;103-套筒座;

201-支撑平板;202-x轴滑动槽;203-平移滑座;204-活动螺杆;205-支撑横梁;206-导向连接座;207-y轴滑动槽;208-电动丝杠;209-防偏板;210-弧形槽;

301-分支架;302-液压杆;

401-安装底座;402-定位夹板;403-气压杆;404-安装板;405-弧形夹座;406-定位螺孔;

501-尾部定位座;502-头部定位座;503-激光传感器;504-激光发射座;505-导向柱;506-激光接收板;

701-出风室;702-倾斜铜片;703-导风斗;704-出风管;705-电动推杆;

801-转动金属轴;802-从动齿盘;803-转动座;804-动力轴;805-主动齿盘;806-含油轴承;

901-活动箱;902-预热头;903-收纳斗;904-隔热毡;905-电加热丝;906-导热板;907-伸缩组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示,本发明提供了一种用于汽车生产的具有高精度定向轨迹的双枪焊接设备,包括双枪焊接机构1和连接在双枪焊接机构1底部的空间调节机构2,通过空间调节机构2对双枪焊接机构2进行空间位置的精准调节,使得整个设备可以在不同的位置进行双枪焊接工作,便于满足不同的空间焊接需求。

所述双枪焊接机构1包括相对设置的相同结构的第一移动焊枪101和第二移动焊枪102,所述第一移动焊枪101和第二移动焊枪102上均套装有套筒座103,所述空间调节机构2包括两个相对安装在支撑调节架3顶端的支撑平板201,第一移动焊枪101和第二移动焊枪102采用的是相同结构,并且均通过套筒座103进行安装和移动,避免直接移动焊枪对焊枪造成的损伤,同时第一移动焊枪101和第二移动焊枪102分别在两侧的两个支撑平板201进行空间位置调节,两个焊枪的调节既可以同步,也可以相互配合,为焊枪的工作带来了极大的便利。

如图1、图2和图6所示,所述支撑平板201表面两侧设置有两个x轴滑动槽202,所述x轴滑动槽202内部均安装有平移滑座203,所述平移滑座203顶端连接有活动螺杆204,且两个活动螺杆204顶端之间通过支撑横梁205固定连接,所述第一移动焊枪101、第二移动焊枪102均通过外端的导向连接座206与两侧的支撑横梁205连接,所述导向连接座206与套筒座103连接,首先两侧的支撑横梁205通过平移滑座203在两个x轴滑动槽202内部移动,从而实现支撑横梁205在x轴方向的平移,而且利用活动螺杆204的升降来调节支撑横梁205的高度,即可调节第一移动焊枪101和第二移动焊枪102的高度,实现z轴方向上的位置调整。

进一步的,所述支撑横梁205表面设置有容纳导向连接座206的y轴滑动槽207,所述导向连接座206通过电动丝杠208与y轴滑动槽207的一端连接,且导向连接座206外侧安装有两个防偏板209,所述防偏板209内壁设置有与支撑横梁205侧面接触的弧形槽210,在支撑横梁205进行x轴和z轴方向上的调节的时候,通过电动丝杠208推动导向连接座206在支撑横梁205的y轴滑动槽207滑动,即可实现第一移动焊枪101和第二移动焊枪102在y轴方向上的调节,通过对第一移动焊枪101和第二移动焊枪102在x轴、y轴、z轴上的位置调节,全面调节第一移动焊枪101和第二移动焊枪102的空间位置,使得第一移动焊枪101和第二移动焊枪102可以在不同的空间位置完成焊接工作,实用性更强。

同时导向连接座206在y轴滑动槽207内部滑动的时候,通过两侧的防偏板209防止偏移,对导向连接座206起到导向作用好,而且在导向连接座206移动的时候,防偏板209内表面的弧形槽210和支撑横梁205两侧边缘处接触,有效减少不必要的磨损。

如图1所示,所述空间调节机构2底端通过支撑调节架3连接有焊接安装组件4,所述焊接安装组件4包括连接在支撑调节架3底端的安装底座401,安装底座401两侧均铰连接有定位夹板402,所述定位夹板402通过气压杆403与安装底座401底端连接,所述定位夹板402内壁底端安装有弧形夹座405,且定位夹板402底端外侧连接有安装板404,所述安装板404上设置有若干个定位螺孔406,通过焊接安装组件4实现整个装置的安装,可以在不同的位置安装使用,采用夹紧和固定安装相互配合的方式进行安装,可以有效提高整体的实用性,在不同的条件稳定使用。

对于较小的空间,通过气压杆403的收缩作用,将两个定位夹板402收缩,使得两个定位夹板402的弧形夹座405与安装位置两侧夹紧,从而实现稳定的夹紧工作;当对于较大的空间难以固定时,通过气压杆403的拉伸推动两个定位夹板402向外部扩展,之后通过定位螺孔406将安装板404固定安装,从而实现固定,两个固定方式可以针对性使用,可满足不同的要求。

如图1、图2和图3所示,所述双枪焊接机构1上安装有用于焊接定位导向的双重激光定位机构5,所述双重激光定位机构5包括安装在第一移动焊枪101和第二移动焊枪102的尾部定位座501,以及安装在第一移动焊枪101和第二移动焊枪102的头部定位座502,所述尾部定位座501和头部定位座502底端均安装有激光发射座504,所述激光发射座504底端均连接有导向柱505,且两个支撑平板201表面均安装有激光接收板506,所述激光接收板506内部均匀安装有若干个激光传感器503,多个激光传感器503实时接收激光信号,所述激光传感器503与外部的控制系统电性连接。

在移动焊枪的时候,通过双重激光定位机构5对两个焊枪的移动提供稳定的定位和导向作用,使得焊枪在移动之后可以准确到达指定位置进行焊接工作,提高了焊接工作的准确性。

由于两个焊枪的头部和尾部均安装尾部定位座501和头部定位座502,在第一移动焊枪101和第二移动焊枪102移动的过程中,其尾部定位座501和头部定位座502底部均通过激光发射座504产生稳定的激光信号,而两个支撑平板201安装的激光接收板506可以通过激光传感器503稳定接收产生的激光信号,实时向外部的控制系统反馈激光信号的位置,从而可以精确定位两个焊枪移动的路径,从而根据激光传感器503的接收的不同信号实时反馈出第一移动焊枪101和第二移动焊枪102的移动路径轨迹,并根据多个激光传感器503最终的信号接收位置对两个焊枪的位置进行最终定位,从而对整个焊枪的移动调节提供精确定位作用。

进一步说明的是,对于需要焊接的位置,可以通过在两个支撑平板201上设定号对应信号接收点,即焊枪最终停留的位置,只有当设定点分别接收到尾部定位座501和头部定位座502的激光信号的时候,才能判定最终的定位位置,使得焊枪可以准确到达预定位置,使得整个移动调节过程更加精确。

如图1和图5所示,所述支撑调节架3上中心处安装有焊接工装平台6,所述焊接工装平台6内部安装有用于对焊接位置冷却的成型处理组件7,需要焊接的工件安装在焊接工装平台6上,第一移动焊枪101和第二移动焊枪102分别在两侧对焊接工装平台6上的工件进行焊接工作,同时在焊接完成之后,通过成型处理组件7加快焊接点的成型,提高焊接质量。

所述成型处理组件7包括安装在焊接工装平台6内部的出风室701,所述出风室701底端内壁安装有若干个倾斜铜片702,且出风室701顶端连接有导风斗703,所述导风斗703顶端铰连接有出风管704,所述出风管704表面铰连接有电动推杆705,所述电动推杆705末端与焊接工装平台6侧面连接,通过出风室701内部的风机将风从导风斗703吹出,通过可调节的出风管704排出到焊接工装平台6上的各个位置,便于对不同的焊接位置进行冷却工作,利用电动大腿干705的伸缩推动出风管704朝着不同的方向吹出风力进行冷却工作,实现全方位的冷却工作,而且在出风室701吹出风力之前,风力中携带的热量通过倾斜铜片702吸收并传输到外部,提高吹出风力的冷却效果。

所述支撑调节架3顶端通过两个分支架301与两侧的支撑平板201连接,所述支撑调节架3内部安装有用于伸缩调节的液压杆302,利用液压杆302便于调节整体的高度支撑调节架3的工作高度,使用更加方便。

如图1和图4所示,所述焊接工装平台6底端连接有用于转动调节的翻转机构8,所述翻转机构8包括安装在焊接工装平台6底端的转动金属轴801,所述转动金属轴801末端连接有从动齿盘802,且支撑调节架3顶端连接有转动座803,所述转动座803内部通过含油轴承806与转动金属轴801连接,且支撑调节架3顶端通过动力轴804连接有主动齿盘805,所述主动齿盘805与从动齿盘802啮合连接,在焊接的时候,有时需要在不同的角度进行焊接工作,此时通过翻转机构8对焊接工装平台6进行角度调整,便于焊接工装平台6上的工件完成不同角度的焊接工作。

具体工作时,通过动力轴804驱动主动齿盘805转动,在齿轮啮合作用下,主动齿盘805带动从动齿盘802转动,通过从动齿盘802的转动来带动转动金属轴801在转动座803内部转动,而转动金属轴801与焊接工装平台6底端连接,从而带动焊接工装平台6进行转动,即可实现焊接工装平台6的角度调整,而且改变主动齿盘805和从动齿盘802之间的直径比例,即可改变主动齿盘805和从动齿盘802转动的角速度之比,可以有效提高从动齿盘802角度改变的精度,实现整个焊接工装平台6转动角度的精确调节。

需要补充说明的是,如图1和图3所示,所述套筒座103底端均安装有预处理组件9,所述预处理组件9包括安装在套筒座103内部的活动箱901,所述活动箱901内部通过伸缩组件907连接有预热头902,且活动箱901末端安装有用于容纳预热头902的收纳斗903,所述收纳斗903内壁安装有隔热毡904,而且在进行焊接之前,通过预处理组件9对焊接工装平台6上的工件进行预热处理,为后续的焊接创造良好的条件,提高后续的焊接质量。

通过伸缩组件907推动预热头902向外部移动,通过预热头902的加热作用对焊接工装平台6上的工件进行预加热,使得待焊接的位置受热均匀,在后续的焊接工作时,不会出现局部受热不均的情况,提高焊接质量,而且在使用之后,通过收纳斗903收纳预热头902,避免出现误触的情况,而隔热毡904的设置对收纳斗903内壁起到保护作用,防止预热头902的残余热量对收纳斗903造成腐蚀作用。

所述预热头902内部安装有若干个电加热丝905,所述预热头902末端表面设置有导热板906,所述导热板906表面采用多段弯曲结构,预热头902通过内部的多个电加热丝905加热产生热量,并通过导热板906传输到焊接的工件上,而且表面多段弯曲结构的导热板906可以极大的提高整体的导热效率,使得热量可以高效传输到焊接工件表面。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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