一种大型箱体旋转焊接工装装置的制作方法

本发明涉及焊接机器手工作站布局、汽车电池箱体焊接工艺及工装，更具体地说，尤其涉及一种汽车电池箱体旋转焊接工装。

背景技术：

目前，汽车电池箱广泛用于各大汽车新能源汽车上，但因为汽车电池箱结构普遍较大，尺寸、焊接质量以及外观要求高，在实际生产焊接时存在因结构大，在工装上定位安装困难、焊接区域跨度大、焊接面多且角度复杂、钣金薄板结构，焊接变形量大等问题。

技术实现要素：

本发明针对上述缺点对现有技术进行改进，提供一种改进型机器人自动焊接配套装置，技术方案如下：

一种大型箱体旋转焊接工装装置，包括有基板及固定在其两端的旋转变位机，该旋转变位机之间可拆卸连接有焊接工装，所述基板设置有两组，其两组之间的中心设置有焊接机器手，所述基板的一端对应分别设置有控制柜，该控制柜分别通过线管连接焊接机器手和旋转变位机；

所述焊接工装包括有工装底板，该工装底板的上方对应工件模型的边缘围绕设置有工装定位柱若干组，下方底端面固定连接有承重横梁，所述工装定位柱的顶端穿设有定位销，并通过其对工件模型进行定位，所述承重横梁与工装底板的边缘之间固定连接有支撑直角架，该支撑直角架设置有若干组，其依次排列设置于承重横梁的两侧，并呈对称结构；

所述工装底板均匀分布开设有焊接避位槽口若干个，该焊接避位槽口分别对应分布设置于工件模型的挂耳件下方，且所述焊接避位槽口的上表面配合连接有第一工装定位件，底面对应配合连接有第二工装定位件，所述第一工装定位件的上穿设有定位销。

所述控制柜主要由电磁换向阀、电控原理线路、气压调节阀、气缸节流阀、控制开关及按钮组成，其特点是分多路控制，同一路控制夹持气缸执行动作同步，该电控原理线路的另一端以及电子原件设置在旋转变位机构内，并实现电气控制与旋转变位可在同一控制触摸屏上操作，该旋转变位机构包括电机和与所述电机配套使用的变速箱及plc控制器，其电机为伺服电机，当信号电压为零时无自转，转速随控制信号变化，该旋转变位机构工作载荷可达1000kg，且其采用承载横梁采用方箱结构，三个面可装载工装或其他配件。

所述工装底板的上方两侧边缘分布固定连接有气动夹持机构若干组。

进一步，所述工装底板的上方两侧边缘对称固定连接气动夹持机构有十组，其包括有夹持气缸、夹持杠杆和气缸支架，所述气缸支架的底端固定连接工装底板边缘，一侧连接夹持气缸的缸身，上方通过杠杆关节块连接夹持杠杆，所述气缸支架的上方一端延伸设置有行程限位块，该行程限位块的最顶端与夹持杠杆的底端面相接触，所述夹持杠杆的一端通过气缸接头连接夹持气缸的气缸杆，另一端下方连接有双向夹紧块，所述夹持杠杆的下方一侧连接有连接块，并通过连接块连接有垂直夹紧块，该连接块活动设置于气缸杆与双向夹紧块之间，且其与双向夹紧块相对向设置。

在本发明中，该装置平台采用旋转变位机作为驱动机构和控制柜内的plc控制器实现焊接平台的随焊接机器手焊接程序同步自动旋转，并通过如下技术措施中的一种或其中的组合实现电池箱工件的安装和固定：第一、在焊接工装上，有10套组合定位件，将电池箱与汽车装配的挂耳件定位在焊接工装上；第二、在焊接工装上有4个定位销，将电池箱的平面x和y轴方向定位在焊接工装上；第三、在焊接工装上的气动夹持机构，将电池箱的内部骨架固定在电池箱内壁，在两个方向上对电池箱骨架进行定位和压紧，同时气动夹持机构上的其他压紧点结构将各挂耳件分别压紧在所设的定位件上，从而达到电池箱的各部件的定位和压紧，限制其在焊接工装上的运动自由度。

所述焊接机器手通过一定距离直线排列并设置在两台翻转机构中间,且其能同时工作焊接，并与旋转变位机配合，使旋转变位机配合焊接机器手同步旋转。

针对电池箱焊接区域跨度大，该发明，配备两台焊接机械手，翻转机构旋转到设置的某一角度时，两台机械手同时焊接；两台机械手可达区域覆盖整个焊接工装区域。

针对焊接面多且角度复杂，该发明的旋转变位机可实现顺时针360°和逆时针360°旋转，并且在该旋转角度范围内，任意角度可停且能随焊接机器手联动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过旋转变位机旋转到背对焊接机械手45°，并设置为该机器人焊接的程序起始点，此位置的焊接工装正面朝向操作人员，能够有效减少了操作人员上下料劳动强度；旋转变位机和焊接工装气动控制集成到旋转变位机的控制面板内，装夹工件时，能够有效减少频繁控制操作；且本发明的焊接机构，能够一次性完成电池箱箱体和骨架以及外部挂耳组装焊接工艺需要的焊接的全部焊接工作，避免了多次定位再焊接，从而有效的提高产品质量，并有效克服钣金焊接的变形问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本发明的整体示意图；

图2为焊接工装以及旋转变位机立体示意图；

图3为本发明的焊接工装的俯视图；

图4为本发明的焊接工装的侧视图；

图5为本发明的焊接工装的前视图；

图6为本发明的焊接工装的立体图；

图7为本发明的气动夹持机构放大图；

图8为本发明的焊接工装以及旋转变位机仰视示意图。

包括：工装底板1、工装定位柱2、工件模型3、双向夹紧块4、夹持杠杆5、连接块6、垂直夹紧块7、行程限位块8、气缸支架9、杠杆关节块10、气缸接头11、夹持气缸12、第一工装定位件13、第二工装定位件14、承重横梁15、支撑直角架16、焊接机器手17、旋转变位机18、焊接工装19、控制柜20、基板21、定位销22、焊接避位槽口23、气动夹持机构24。

具体实施方式

下面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，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，详细如下：

结合图1至图8所示的一种大型箱体旋转焊接工装装置，包括有基板21及固定在其两端的旋转变位机18，该旋转变位机18之间可拆卸连接有焊接工装19，基板21设置有两组，其两组之间的中心设置有焊接机器手17，基板21的一端对应分别设置有控制柜20，该控制柜20分别通过线管连接焊接机器手17和旋转变位机18；

焊接工装19包括有工装底板1，该工装底板1的上方对应工件模型3的边缘围绕设置有工装定位柱2若干组，下方底端面固定连接有承重横梁15，工装定位柱2的顶端穿设有定位销22，并通过其对工件模型3进行定位，承重横梁15与工装底板1的边缘之间固定连接有支撑直角架16，该支撑直角架16设置有若干组，其依次排列设置于承重横梁15的两侧，并呈对称结构；

工装底板1均匀分布开设有焊接避位槽口23若干个，该焊接避位槽口23分别对应分布设置于工件模型3的挂耳件下方，且焊接避位槽口23的上表面配合连接有第一工装定位件13，底面对应配合连接有第二工装定位件14，第一工装定位件13的上穿设有定位销22。

控制柜20主要由电磁换向阀、电控原理线路、气压调节阀、气缸节流阀、控制开关及按钮组成，其特点是分多路控制，同一路控制夹持气缸12执行动作同步，该电控原理线路的另一端以及电子原件设置在旋转变位机18构内，并实现电气控制与旋转变位可在同一控制触摸屏上操作，该旋转变位机18构包括电机和与电机配套使用的变速箱及plc控制器，其电机为伺服电机，当信号电压为零时无自转，转速随控制信号变化，该旋转变位机18构工作载荷可达1000kg，且其采用承载横梁采用方箱结构，三个面可装载工装或其他配件。

进一步，工装底板1的上方两侧边缘对称固定连接气动夹持机构24有十组，其包括有夹持气缸12、夹持杠杆5和气缸支架9，气缸支架9的底端固定连接工装底板1边缘，一侧连接夹持气缸12的缸身，上方通过杠杆关节块10连接夹持杠杆5，气缸支架9的上方一端延伸设置有行程限位块8，该行程限位块8的最顶端与夹持杠杆5的底端面相接触，夹持杠杆5的一端通过气缸接头11连接夹持气缸12的气缸杆，另一端下方连接有双向夹紧块4，夹持杠杆5的下方一侧连接有连接块6，并通过连接块6连接有垂直夹紧块7，该连接块6活动设置于气缸杆与双向夹紧块4之间，且其与双向夹紧块4相对向设置。

在本发明中，该装置平台采用旋转变位机18作为驱动机构和控制柜20内的plc控制器实现焊接平台的随焊接机器手17焊接程序同步自动旋转，并通过如下技术措施中的一种或其中的组合实现电池箱工件的安装和固定：第一、在焊接工装19上，有10套工装定位柱，将电池箱与汽车装配的挂耳件定位在焊接工装19上；第二、在焊接工装19上有4个定位销22，将电池箱的平面x和y轴方向定位在焊接工装19上；第三、在焊接工装19上的气动夹持机构24，将电池箱的内部骨架固定在电池箱内壁，在两个方向上对电池箱骨架进行定位和压紧，同时气动夹持机构24上的其他压紧点结构将各挂耳件分别压紧在设的定位件上，从而达到电池箱的各部件的定位和压紧，限制其在焊接工装19上的运动自由度。

焊接机器手17通过一定距离直线排列并设置在两台旋转变位机18中间,且其能同时工作焊接，并与旋转变位机18配合，使旋转变位机18配合焊接机器手17同步旋转。

针对电池箱焊接区域跨度大，该发明，配备两台焊接机械手17，旋转变位机18旋转到设置的某一角度时，两台焊接机械手17同时焊接；两台焊接机械手17可达区域覆盖整个焊接工装19区域。

针对焊接面多且角度复杂，该发明的旋转变位机18可实现顺时针360°和逆时针360°旋转，并且在该旋转角度范围内，任意角度可停且能随焊接机器手17联动。

本发明通过旋转变位机18旋转背对焊接机械手17达到45°，并设置为该机器人焊接的程序起始点，此位置的焊接工装19正面朝向操作人员，能够有效减少了操作人员上下料劳动强度；旋转变位机18和焊接工装19气动控制集成到旋转变位机18的控制面板内，装夹工件时，能够有效减少频繁控制操作；且本发明的焊接机构，能够一次性完成电池箱箱体和骨架以及外部挂耳组装焊接工艺需要的焊接的全部焊接工作，避免了多次定位再焊接，从而有效的提高产品质量，并有效克服钣金焊接的变形问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同物限定。