一种重型车桥桥壳后盖组对及内侧环缝自动焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及一种重型车桥桥壳后盖组对及内侧环缝自动焊接机器人，适用于重型车桥中段桥壳（简称桥壳）与重型车桥后盖（简称后盖）之间的组对及后盖内侧环缝的焊接，属于汽车生产自动化装配焊接技术领域。

背景技术：

目前，在重型车桥焊接生产工艺中，由于后盖为冲压工件，并且后盖外圆一般不加工，容易与桥壳贴合面平面度不均匀；并且由于后盖内侧焊缝位置特殊，造成焊接难度大；重型桥中段桥壳上面为粗加工面，所以在后盖与桥壳组对后，如果不压紧，可能存在一定的间隙，会影响外侧焊缝的焊接和放油孔的位置精度，尤其可能会降低桥壳整体的性能，所以焊接前尽量将间隙消除或者减到足够小。

附图1、2为后盖1与桥壳2（桥壳2上的加强圈64已与桥壳焊好）的组对图，桥壳2的两端对称设有圆管，后盖1与桥壳2组对后称为工件，A处的间隙是由于后盖上面不平，从而导致间隙不同，焊接前需要将间隙消除或者减到足够小。现在使用的方法是：先将后盖与桥壳在点焊夹具上人工点焊，然后再转移到普通的焊接夹具上进行连续焊接，这样，至少需要两套设备来完成后盖内焊缝的焊接；另外，人工点焊组对精度低，转换工装、工位浪费时间，降低工作效率，不利于焊接质量的提高。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种重型车桥桥壳后盖组对及内侧环缝自动焊接机器人，实现自动定位、组对和焊接，提高焊接质量，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种重型车桥桥壳后盖组对及内侧环缝自动焊接机器人，包含后盖定位胎具、对中夹紧机构、加强圈压紧机构、夹具变位机构、焊接机械手和回转支撑机构；

所述焊接机械手包含水平滑座、滑座驱动电机、滑座小齿轮、滑座大齿轮、竖直滑座、纵向滑座、大臂、小臂和焊枪，水平滑座上设有滑板，滑座驱动电机固定在水平滑座上，滑座驱动电机与滑座小齿轮驱动连接，滑座大齿轮和滑座小齿轮啮合，滑座大齿轮固定在竖直滑座上，纵向滑座交叉固定在竖直滑座上，大臂的一端铰接在竖直滑座上，大臂的另一端与小臂的一端铰接，小臂的另一端与焊枪固定连接；

所述夹具变位机构包含翻转变位装置、回转变位装置和从动支撑架，所述翻转变位装置包含翻转变位箱体、翻转变位电机、翻转变位小齿轮、翻转变位大齿轮和翻转变位连接轴，翻转变位电机、翻转变位小齿轮、翻转变位大齿轮和翻转变位连接轴设在翻转变位箱体内，翻转变位电机通过翻转变位小齿轮和翻转变位大齿轮与翻转变位连接轴传动连接；所述回转变位装置包含回转变位箱体、回转变位电机、回转变位小齿轮、回转变位大齿轮和回转变位连接轴，回转变位电机、回转变位小齿轮、回转变位大齿轮和回转变位连接轴设在回转变位箱体内，回转变位电机通过回转变位小齿轮和回转变位大齿轮与回转变位连接轴传动连接；回转变位箱体的一端与翻转变位装置中的翻转变位连接轴转动连接，回转变位箱体的另一端与从动支撑架通过轴承转动连接；

所述回转支撑机构包含后盖顶紧装置、回转盘和回转支架、回转盘转动连接在回转变位装置中的回转变位连接轴上，后盖定位胎具固定在回转盘的中心，回转支架固定在回转盘上，所述后盖顶紧装置包含液压缸、压力传感器和压头，液压缸通过压力传感器和压头驱动连接，压头顶在后盖定位胎具上；

所述后盖定位胎具上均匀设置四个加强圈压紧机构，所述加强圈压紧机构包含左支架、右支架、压紧气缸、压块和定位销，压紧气缸固定在左支架和右支架之间，压紧气缸上设有压块，压块上设有定位销；

所述对中夹紧机构为结构相同的两套，分别设在后盖定位胎具的两侧，所述对中夹紧机构包含对中气缸、对中齿条一、对中齿轮、对中齿条二、支架一、支架二、夹块一和夹块二；对中气缸与对中齿条一驱动连接，对中齿条一的一端通过支架一与夹块一连接，对中齿条一的另一端与对中齿轮的一侧啮合，对中齿轮的另一侧与对中齿条二的一端啮合，对中齿条二的另一端通过支架二与夹块二连接，夹块一和夹块二相对布置。

所述对中夹紧机构固定在手调滑座上，手调滑座固定在回转盘上。

所述后盖定位胎具包含定位支座和设在定位支座上的定位环，所述定位环的圆周方向上设有多个定位槽。

所述焊接机械手中的大臂和小臂分别设有大臂驱动电机和小臂驱动电机。

本实用新型的有益效果是：结构合理，可实现后盖与桥壳定位后，自动组对不需要点焊，即可直接进行连续焊接，可满足焊接过程角度的变化，提高焊接质量；可快速定位夹紧，将后盖压紧在桥壳下面，配合搬运机器手，使用一套工装，实现全自动上下料、定位、压紧和焊接，提高效率，保证产品质量。

附图说明

图1为本实用新型焊接工件示意图一；

图2为本实用新型焊接工件示意图二；

图3为本实用新型结构示意图一；

图4为本实用新型结构示意图二；

图5为本实用新型翻转变位装置示意图一；

图6为本实用新型翻转变位装置示意图二；

图7为本实用新型回转变位装置示意图；

图8为本实用新型从动支撑架示意图；

图9为本实用新型后盖定位胎具与加强圈压紧机构布置立体图；

图10为本实用新型后盖定位胎具与加强圈压紧机构布置主视图；

图11为本实用新型加强圈压紧机构布置示意图；

图12为本实用新型后盖顶紧装置示意图；

图13为本实用新型对中夹紧机构示意图；

图14为本实用新型后盖定位胎具示意图；

图15为本实用新型加强圈压紧机构示意图；

图16为本实用新型机械手示意图；

图中：后盖1、桥壳2、组对间隙A、焊缝位置B、圆管3、对中夹紧机构4、手调滑座5、后盖定位胎具6、加强圈压紧机构7、夹具变位机构8、焊接机械手9、翻转变位箱体11、翻转变位电机12、翻转变位电机安装座13、翻转变位小齿轮14、翻转变位大齿轮15、翻转变位连接轴16、回转变位箱体17、主动轴连接端18、从动轴连接端19、回转变位电机20、回转变位电机安装座21、回转变位小齿轮22、回转变位大齿轮23、从动支撑架24、轴承座25、轴承26、回转盘27、回转支架28、后盖顶紧装置29、液压缸30、压力传感器31、压头32、对中气缸33、对中齿条一34、对中齿轮35、对中齿条二36、支架一37、支架二38、夹块一39、夹块二40、定位支座41、定位环42、左支架43、右支架44、压紧气缸45、压块46、定位销47、水平滑座48、滑板一49、滑座驱动电机50、滑座小齿轮51、滑座大齿轮52、竖直滑座53、纵向滑座54、滑板二55、大臂56、大臂驱动电机57、小臂58、小臂驱动电机59、焊枪60、回转变位连接轴61、支撑轴62、回转支撑机构63、加强圈64。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1-16，一种重型车桥桥壳后盖组对及内侧环缝自动焊接机器人，包含后盖定位胎具6、对中夹紧机构4、加强圈压紧机构7、夹具变位机构8、焊接机械手9和回转支撑机构63；

所述焊接机械手9包含水平滑座48、滑座驱动电机50、滑座小齿轮51、滑座大齿轮52、竖直滑座53、纵向滑座54、大臂56、小臂58和焊枪60，水平滑座48上设有滑板，滑座驱动电机50固定在水平滑座48上，滑座驱动电机50与滑座小齿轮51驱动连接，滑座大齿轮52和滑座小齿轮51啮合，滑座大齿轮52固定在竖直滑座53上，纵向滑座54交叉固定在竖直滑座53上，大臂56的一端铰接在竖直滑座53上，大臂56的另一端与小臂58的一端铰接，小臂58的另一端与焊枪60固定连接；

所述夹具变位机构8包含翻转变位装置、回转变位装置和从动支撑架24，所述翻转变位装置包含翻转变位箱体11、翻转变位电机12、翻转变位小齿轮14、翻转变位大齿轮15和翻转变位连接轴16，翻转变位电机12、翻转变位小齿轮14、翻转变位大齿轮15和翻转变位连接轴16设在翻转变位箱体11内，翻转变位电机12通过翻转变位小齿轮14和翻转变位大齿轮15与翻转变位连接轴16传动连接；所述回转变位装置包含回转变位箱体17、回转变位电机20、回转变位小齿轮22、回转变位大齿轮23和回转变位连接轴61，回转变位电机20、回转变位小齿轮22、回转变位大齿轮23和回转变位连接轴61设在回转变位箱体17内，回转变位电机20通过回转变位小齿轮22和回转变位大齿轮23与回转变位连接轴61传动连接；回转变位箱体17的一端与翻转变位装置中的翻转变位连接轴16转动连接，回转变位箱体17的另一端与从动支撑架24通过轴承26转动连接；

所述回转支撑机构63包含后盖顶紧装置29、回转盘27和回转支架28，回转盘27转动连接在回转变位装置中的回转变位连接轴61上，后盖定位胎具6固定在回转盘27的中心，回转支架28固定在回转盘27上，所述后盖顶紧装置29包含液压缸30、压力传感器31和压头32，液压缸30通过压力传感器31和压头32驱动连接，压头32顶在后盖定位胎具6上；

所述后盖定位胎具6上均匀设置四个加强圈压紧机构7，所述加强圈压紧机构7包含左支架43、右支架44、压紧气缸45、压块46和定位销47，压紧气缸45固定在左支架43和右支架44之间，压紧气缸45上设有压块46，压块46上设有定位销47；

所述对中夹紧机构4为结构相同的两套，分别设在后盖定位胎具6的两侧，所述对中夹紧机构4包含对中气缸33、对中齿条一34、对中齿轮35、对中齿条二36、支架一37、支架二38、夹块一39和夹块二40；对中气缸33与对中齿条一34驱动连接，对中齿条一34的一端通过支架一37与夹块一39连接，对中齿条一34的另一端与对中齿轮35的一侧啮合，对中齿轮35的另一侧与对中齿条二36的一端啮合，对中齿条二36的另一端通过支架二38与夹块二40连接，夹块一39和夹块二40相对布置。

具体实施例：

在本实施例中，后盖1先放在后盖定位胎具6上，后盖定位胎具6设在回转盘27的中心，桥壳2的两端设有圆管3，后盖1与桥壳2都称为工件；所述回转盘27上固定设置两个回转支架28，两个回转支架28均布固定在回转盘27上，桥壳2放置在回转支架28上；

所述夹具变位机构8包含翻转变位装置、回转变位装置和从动支撑架24；

参照附图5、6，所述翻转变位装置包含翻转变位箱体11、翻转变位电机12、翻转变位小齿轮14、翻转变位大齿轮15和翻转变位连接轴16，翻转变位电机12、翻转变位小齿轮14、翻转变位大齿轮15和翻转变位连接轴16设在翻转变位箱体11内，翻转变位电机12通过翻转变位小齿轮14和翻转变位大齿轮15与翻转变位连接轴16传动连接，翻转变位连接轴16与回转变位装置中的主动轴连接端18相连，达到使夹具翻转的目的；

参照附图7，所述回转变位装置包含回转变位箱体17、主动轴连接端18、从动轴连接端19、回转变位电机20、回转变位小齿轮22、回转变位大齿轮23和回转变位连接轴61，回转变位箱体17的一端为主动轴连接端18，另一端为从动轴连接端19，回转变位箱体17的主动轴连接端18连接在翻转变位连接轴16上，回转变位箱体17的从动轴连接端19连接在从动支撑架24的支撑轴62上，回转变位电机20、回转变位小齿轮22、回转变位大齿轮23和回转变位连接轴61设在回转变位箱体17内，回转变位电机20通过回转变位小齿轮22和回转变位大齿轮23与回转变位连接轴61传动连接，回转变位连接轴61与回转支撑机构63中的回转盘27相连，达到使工件回转的目的；

参照附图8，从动支撑架24起到辅助支撑的作用，支撑轴62与回转变位箱体17的从动轴连接端19连接；

参照附图10、11，所述回转支撑机构63包含后盖顶紧装置29、回转盘27和回转支架28，回转盘27转动连接在回转变位装置中的回转变位连接轴61上，后盖定位胎具6固定在回转盘27的中心，两个回转支架28对称固定在回转盘27上；

参照附图14，后盖定位胎具6包含定位支座41和设在定位支座41上的定位环42，所述定位环42的圆周方向上设有多个定位槽。

参照附图12，所述后盖顶紧装置29包含液压缸30、压力传感器31和压头32，液压缸30通过压力传感器31和压头32驱动连接，液压缸30通过压力传感器31和压头32顶起后盖定位胎具6，使后盖1和桥壳2顶紧，并且桥壳2上的加强圈64上面与加强圈压紧机构7中的压块46贴合，完成组对功能；

参照附图9、15，所述后盖定位胎具6上均匀设置四个加强圈压紧机构7，所述加强圈压紧机构7包含左支架43、右支架44、压紧气缸45、压块46和定位销47，压紧气缸45固定在左支架43和右支架44之间，压紧气缸45的转臂上设有压块46，能随压紧气缸45的转臂旋转135度，压块46上设有定位销47；

参照附9、13，所述对中夹紧机构4为结构相同的两套，分别设在后盖定位胎具6的两侧，对中夹紧机构4固定在手调滑座5上，手调滑座5固定在回转盘27上，所述对中夹紧机构4包含对中气缸33、对中齿条一34、对中齿轮35、对中齿条二36、支架一37、支架二38、夹块一39和夹块二40；对中气缸33与对中齿条一34驱动连接，对中齿条一34的一端通过支架一37与夹块一39连接，对中齿条一34的另一端与对中齿轮35的一侧啮合，对中齿轮35的另一侧与对中齿条二36的一端啮合，对中齿条二36的另一端通过支架二38与夹块二40连接，夹块一39和夹块二40相对布置。对中气缸33的缸杆伸出，驱动对中齿条一34移动，带动夹块一39和夹块二40同时向中间夹紧，实现对桥壳2上的圆管3进行夹紧；对中气缸33的缸杆退回，夹块一39和夹块二40同时向两侧退开，松开桥壳2上的圆管3；

参照附图3、4、16，所述的焊接机械手9包含水平滑座48、滑座驱动电机50、滑座小齿轮51、滑座大齿轮52、竖直滑座53、纵向滑座54、大臂56、大臂驱动电机57、小臂58、小臂驱动电机59和焊枪60，水平滑座48上设有滑板，滑座驱动电机50固定在水平滑座48上，滑座驱动电机50与滑座小齿轮51驱动连接，滑座大齿轮52和滑座小齿轮51啮合，滑座大齿轮52固定在竖直滑座53上，纵向滑座54交叉固定在竖直滑座53上，大臂56的一端铰接在竖直滑座53上，大臂56的另一端与小臂58的一端铰接，小臂58的另一端与焊枪60固定连接，大臂驱动电机57和小臂驱动电机59分别固定在大臂56和小臂58上，通过焊枪60能够精准地寻到焊缝并以最佳焊接状态进行焊接，如图3、4所示。

具体焊接过程如下：

参照附图1、2、3、4，焊接时，后盖1先放在后盖定位胎具6上，桥壳2的两端设有圆管3，桥壳2放置在回转支架28上与后盖1之间留有一定间隙。然后两端对中夹紧机构夹紧桥壳1的圆管3，加强圈压紧机构7气缸的摆臂落下至死点位置，此时压块46与桥壳2的加强圈64留有一定间隙，然后后盖顶紧装置29通过向上顶后盖定位胎具6将后盖1和桥壳2一起顶起，最终使压块46与桥壳2的加强圈64完全贴合到位，并且加强圈64内径套上四个定位销47。桥壳2和后盖1的定位组对完成，之后夹具变位机构8的翻转变位机构驱动回转变位机构翻转125°，焊接机械手将焊枪放置焊缝位置，起弧焊接，回转支撑机构63驱动工件旋转一周完成焊接。所有夹紧机构松开，卸下工件。