车体焊接辅助系统的制作方法

本发明涉及车辆生产系统的技术领域，尤其是涉及一种车体焊接辅助系统。

背景技术：

目前在进行车体生产的过程中，需要将各类板材焊接在一起，在焊接的时候，通常可以直接使用机械臂完成焊接操作，对车体板材的固定方面，目前常见的固定方式有两种，较大的厂房采用流水线模式进行板材固定，也有较多厂房采用机械夹持的方式对车体板材进行固定，以便机械臂进行焊接操作。

现有的技术方案可参考申请公开号为cn108838602a的中国发明专利，其公开了一种车体骨架焊接工装。本发明车体骨架焊接工装，包括：框架以及多个工装单元；工装单元包括底板以及固定在底板上的定位机构和夹紧机构，底板通过紧固组件固定在框架上。本发明车体骨架焊接工装，利用紧固组件将多个工装单元固定在框架上。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对于不适用生产线方式进行板材输送和固定的工厂，目前虽然具有能够稳定对汽车壳体进行夹持的夹具，但因为汽车壳体通常为异型板材，需要对每个边角的位置进行确认以保障焊接准确度，目前采用人工安装的方式将板材放置固定在夹具上并对其每个边角是一个很费时的操作，需要操作人员精力高度集中并多次检查拼接情况，不仅费时费力，还难以保障固定的精确程度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种车体焊接辅助系统，具有高效稳定的将车壳板材夹持并拼接在一起的特征。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种车体焊接辅助系统，包括底座，底座顶面滑动连接有两块水平设置的支撑板，两支撑板沿底座的长度方向排列设置，两支撑板均能够沿底座的长度方向滑动，两支撑板上均滑动连接有多组夹持组件，所有同一支撑板上的夹持组件沿底座的长度方向排列设置，每组夹持组件均包括两块沿底座的宽度方向排列设置的夹持块，夹持块均能够在底座的宽度方向上滑动，夹持块上均设置有用于控制夹持块滑动的驱动机构；

夹持块上设置有感应模块，感应模块包括固定连接于夹持块侧壁的夹持接近开关，夹持接近开关在检测到设定距离内存在物体的时候，感应模块发出定位信号；

夹持块上设置有锁死模块，锁死模块包括固定连接于夹持块上的锁死开关，锁死开关闭合时，感应模块发出锁死信号；

驱动机构上设置有驱动模块，驱动模块响应于感应模块的定位信号和锁死模块的锁死信号，当驱动模块接收到感应模块发出的定位信号或锁死模块发出的锁死信号时，驱动模块控制驱动机构停止工作。

通过采用上述技术方案，在需要使用机械臂将两块车壳板材进行焊接的时候，将底座放置在机械臂操作范围内，先将两支撑板之间的距离滑开，并将两块需要焊接在一起的板材分别放在两支撑板上，启动驱动机构带动夹持块向靠近板材的方向滑动，当板材被所有夹持块夹住的时候，板材会进入到夹持接近开关的感应范围内，感应模块发出定位信号，驱动模块控制驱动机构停止运作，使用夹持块将板材稳定的夹持在支撑板上，其后，将两支撑板相向滑动，便可将板材需要焊接的边缘拼接在一起，操作人员便可操作机械臂对板材进行焊接；在板材较短不需要使用所有夹持组件的时候，可以将不需要使用的夹持块对应的锁死开关闭合，此时驱动模块会在锁死开关闭合的时间段内均控制驱动机构停止运作，从而稳定这些不需要使用的夹持块的位置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：支撑板顶面对应每个夹持块的位置处均开设有沿底座的宽度方向设置的夹持滑槽；

驱动机构包括转动连接于支撑板靠近夹持滑槽位置处的夹持螺纹杆，夹持螺纹杆上螺纹连接有驱动块，驱动块滑动连接于夹持滑槽中，夹持块固定连接于驱动块上，支撑板对应夹持螺纹杆端部的位置处固定连接有驱动电机，夹持螺纹杆固定连接于驱动电机的输出轴上。

通过采用上述技术方案，在需要滑动夹持块的时候，启动驱动电机，便可配合驱动块和夹持螺纹杆的限位，实现让夹持块随着夹持螺纹杆的长度方向滑动，起到夹持板材或者松开板材的效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：底座顶面开设有沿底座的长度方向设置的主滑槽，底座靠近主滑槽的位置处转动连接有对丝螺杆，对丝螺杆两侧均螺纹连接有主滑块，主滑块均滑动连接于主滑槽中，支撑板均固定连接于主滑块上，底座对应对丝螺杆一端的位置处固定连接有主电机，对丝螺杆固定连接于主电机的输出轴上。

通过采用上述技术方案，在需要调整两支撑板之间位置的时候，启动主电机，带动对丝螺杆旋转，便可配合主滑块和主滑槽的限位效果，带动梁支撑板相向或者相互背离滑动，从而保持两支撑板抵接时候恰好位于底座中部，方便机械臂进行焊接点和焊线的定位。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：同一夹持组件中两夹持块相向的一端均固定连接有由具有弹性的材料制成的缓冲块。

通过采用上述技术方案，缓冲块的弹性能够在使用夹持块将板材夹住的时候更好的契合板材的形状和缝隙，并增大对板材的静摩擦力，从而提高板材夹持的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，包括：

总控模块，总控模块包括固定连接于底座侧壁的单刀双掷开关，单刀双掷开关连接有a接点和b接点，当单刀双掷开关拨到a接点时，总控模块输出收紧信号，当单刀双掷开关拨到b接点时，总控模块输出放松信号，当驱动模块接收到收紧信号且未收到锁死信号时，驱动模块控制驱动电机正转，当驱动模块接收到放松信号且未收到锁死信号时，驱动模块控制驱动电机反转；

计时模块，响应于总控模块的放松信号，当计时模块接收到总控模块发出的放松信号时，开始按照给定时长计时，计时结束时，计时模块输出关停信号，当驱动模块接收到关停信号时，控制驱动电机停转。

通过采用上述技术方案，在需要对半才进行夹持的时候，将单刀双掷开关拨到a接点，总控模块便会发出收紧信号，驱动模块接收到收紧信号并未收到锁死信号的时候，则说明对应的夹持块需要被用到，驱动模块会控制驱动电机正转，从而控制夹持块夹住板材，在需要松开板材的会后，将单刀双掷开关拨到b接点，总控模块发出放松信号，驱动模块在未收到锁死信号的前提下便会根据放松信号控制驱动电机反转，带动夹持块松开板材，同时，计时模块开始计时，时间长度为夹持块滑动到夹持滑槽端部的时间长度，计时结束后，计时模块发出关停信号，控制驱动电机停转限制住夹持块的位置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每组夹持组件均连接有警示模块，警示模块包括固定连接于支撑板侧壁对应夹持组件位置处的led灯，警示模块响应于总控模块的收紧信号、锁死模块的锁死信号以及感应模块的定位信号，当警示模块接收到收紧信号且既没有接收到锁死信号又没有接收到定位信号时，警示模块控制led灯点亮，当警示模块接收到收紧信号且既接收到锁死信号又接收到定位信号时，警示模块控制led灯点亮。

通过采用上述技术方案，在两种情况下，警示模块会控制led等亮起，其一，在警示模块接收到收紧信号且既没有接收到锁死信号又没有接收到定位信号时，说明夹持块正在滑动的过程中，此时led灯亮起能够提醒操作人员不要靠近对应的夹持组件，从而保障操作人员的安全，其二，当警示模块接收到收紧信号且既接收到锁死信号又接收到定位信号时，说明或者是被锁死的夹持块位置处有异物，需要清理异物，或者是对应的夹持组件出现系统异常，需要操作人员检查，通过警示模块，操作人员能够及时获悉夹持块的移动状态或者异常状态，从而方便操作人员进行安全防护和设备检查。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：支撑板顶面可拆卸连接有安装板，安装板对应每条滑槽的位置处均开设有让位槽，支撑板顶面开设有配合车壳板材设置的安装槽。

通过采用上述技术方案，在需要进行焊接的时候，选择需要焊接的板材对应的安装板，将安装板安装在支撑板上，让位槽的设置能够允许夹持块正常滑动，安装槽的设置能够允许操作人员将板材插入安装槽中，从而更准确的进行两板材的放置，从而提高两板材拼接时候的准确性和效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：安装板上连接有限位模块，限位模块包括固定连接于安装板靠近安装槽位置处的多个限位接近开关和固定连接于安装板侧壁上的安装指示灯，当所有限位接近开关均检测到设定距离内存在物体时，限位模块控制安装指示灯亮起。

通过采用上述技术方案，在将板材插接于安装板的时候，板材会进入限位接近开关的范围内，此时，限位模块控制安装指示灯亮起提示操作人员板材和安装板的插接到位，如有至少一个限位接近开关为检测到有物体进入其探测范围，则安装指示灯不会亮起，说明安装板有未插接到位的位置，需要进行位置调整。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：支撑板顶面中部开设有沿底座的长度方向设置的燕尾槽，燕尾槽在底座的长度方向上贯穿支撑板，安装板底面固定连接有燕尾块，燕尾块能够滑动连接于燕尾槽中。

通过采用上述技术方案，通过燕尾槽和燕尾块进行安装板的调整，能过实现高效的将安装板和支撑板安装在一起的效果，并方便对安装板进行拆卸更换，更方便操作人员根据板材选择合适的安装板。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：安装板底面开设有多个竖直设置的卡接槽，卡接槽中均滑动连接有卡接块，卡接块均能够沿卡接槽的长度方向滑动，支撑板顶面对应卡接槽的位置处均开设有卡接孔，卡接块均能够插接于对应的卡接孔中，卡接块顶部固定连接有沿卡接槽的长度方向设置的卡接手柄，卡接手柄伸出安装板设置。

通过采用上述技术方案，在拼接安装板和支撑板的时候，将安装板滑动到支撑板上的指定位置，使用卡接手柄带动卡接块插接于卡接孔中，能够高效的限制住安装板的位置，从而方便进行板材夹持。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.能够高效的将需要焊接的板材进行夹持并将两块板材的焊缝拼接在一起方便机械臂进行焊接；

2.能够在夹持的时候方便操作人员准确放置板材并在夹住板材的时候自动停住夹持块，同时可以允许操作人员根据夹持的板材需要调整使用到的夹持块；

3.能够及时对操作人员进行夹持完成、夹持异常等情况的亮灯提示，从而方便操作人员判断是否需要进行检查或者是否能够进行下一步操作。

附图说明

图1是本实施例的整体示意图；

图2是实施例中突出对丝螺杆结构的局部剖视图；

图3是实施例中突出夹持组件的局部剖视图；

图4是实施例中突出卡接块结构的局部剖视图；

图5是实施例中突出驱动模块的系统示意图；

图6是实施例中突出警示模块的系统示意图；

图7是实施例中突出限位模块的系统示意图。

图中，1、底座；11、支撑板；111、主滑槽；112、主滑块；113、主电机；114、对丝螺杆；12、夹持组件；121、夹持块；122、夹持滑槽；123、缓冲块；13、驱动机构；131、驱动电机；132、夹持螺纹杆；133、驱动块；14、安装板；141、安装槽；142、让位槽；143、燕尾槽；144、燕尾块；145、卡接槽；146、卡接块；147、卡接手柄；148、卡接孔；20、感应模块；201、夹持接近开关；21、锁死模块；211、锁死开关；22、驱动模块；23、总控模块；231、单刀双掷开关；24、计时模块；25、警示模块；251、led灯；26、限位模块；261、安装指示灯；262、限位接近开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，本发明公开了一种车体焊接辅助系统，包括底座1，底座1顶面滑动连接有两块水平设置的支撑板11，两支撑板11沿底座1的长度方向排列设置，两支撑板11均能够沿底座1的长度方向滑动。在进行焊接的时候，将底座1放置在机械臂的焊接范围内，并将两块需要进行焊接的板材放在两支撑板11上，相向滑动支撑板11，便可实现将两块板材拼接的效果，从而方便机械臂对两块板材进行焊接。

参照2和图3，底座1顶面开设有沿底座1的长度方向设置的主滑槽111，底座1靠近主滑槽111的位置处转动连接有对丝螺杆114，对丝螺杆114两侧均螺纹连接有主滑块112，主滑块112均滑动连接于主滑槽111中，支撑板11均固定连接于主滑块112上，底座1对应对丝螺杆114一端的位置处固定连接有主电机113，对丝螺杆114固定连接于主电机113的输出轴上。在需要滑动支撑板11的时候，启动主电机113带动对丝螺杆114转动，便可通过主滑块112和主滑槽111的限位，限制支撑板11相向或者相互背离滑动，使用对丝螺杆114作为主要传动结构能够保障两支撑板11相向滑动最终都能够让板材在底座1中部的位置处抵接，从而方便机械臂确认焊接位置，减少了机械臂编程过程的工作量，提高焊接准确性和效率。

参照图2和图3，两支撑板11上均滑动连接有多组夹持组件12，所有同一支撑板11上的夹持组件12沿底座1的长度方向排列设置，每组夹持组件12均包括两块沿底座1的宽度方向排列设置的夹持块121。支撑板11顶面对应每个夹持块121的位置处均开设有沿底座1的宽度方向设置的夹持滑槽122；夹持块121上均设置有用于控制夹持块121滑动的驱动机构13。驱动机构13包括转动连接于支撑板11靠近夹持滑槽122位置处的夹持螺纹杆132，夹持螺纹杆132上螺纹连接有驱动块133，驱动块133滑动连接于夹持滑槽122中，夹持块121固定连接于驱动块133上，支撑板11对应夹持螺纹杆132端部的位置处固定连接有驱动电机131，夹持螺纹杆132固定连接于驱动电机131的输出轴上。在需要夹持板材的时候，将板材放置在每组夹持组件12的两夹持块121之间的位置处，并启动驱动电机131带动螺纹杆转动，便可控制夹持块121相向滑动，将板材夹持柱，每个夹持块121独立进行控制能够方便对车壳的一些曲面板材或者异型板材进行夹持，始终保持板材位于支撑板11中线的位置处，方便对板材进行稳定夹持和拼接焊接。

参照图2和图3，同一夹持组件12中两夹持块121相向的一端均固定连接有由橡胶等具有弹性的材料制成的缓冲块123。缓冲块123的弹性能够有效提高夹持块121对板材形状的贴合程度，并增大静摩擦力，从而实现更稳定的板材夹持操作。

参照图3和图4，支撑板11顶面可拆卸连接有安装板14，安装板14对应每条滑槽的位置处均开设有让位槽142，支撑板11顶面开设有配合车壳板材设置的安装槽141。支撑板11顶面中部开设有沿底座1的长度方向设置的燕尾槽143，燕尾槽143在底座1的长度方向上贯穿支撑板11，安装板14底面固定连接有燕尾块144，燕尾块144能够滑动连接于燕尾槽143中。安装板14底面开设有多个竖直设置的卡接槽145，卡接槽145中均滑动连接有卡接块146，卡接块146均能够沿卡接槽145的长度方向滑动，支撑板11顶面对应卡接槽145的位置处均开设有卡接孔148，卡接块146均能够插接于对应的卡接孔148中，卡接块146顶部固定连接有沿卡接槽145的长度方向设置的卡接手柄147，卡接手柄147伸出安装板14设置。在进行板材夹持之前，先将对应板材的安装板14通过燕尾块144和燕尾槽143的配合滑动连接在支撑板11上，并推送卡接块146插接于卡接孔148中固定安装板14的位置，此时，安装版才可以先将板材放置在安装槽141中，通过安装板14保持板材在支撑板11中线的位置处，方便操作人员对两块板材进行焊缝拼接。

参照图5，夹持块121上设置有感应模块20和锁死模块21。

感应模块20包括固定连接于夹持块121侧壁的夹持接近开关201，夹持接近开关201在检测到设定距离内存在物体的时候，感应模块20发出定位信号。

锁死模块21包括固定连接于夹持块121上的锁死开关211，锁死开关211闭合时，感应模块20发出锁死信号。

驱动电机131上设置有驱动模块22，驱动模块22响应于感应模块20的定位信号和锁死模块21的锁死信号，当驱动模块22接收到感应模块20发出的定位信号或锁死模块21发出的锁死信号时，驱动模块22控制驱动机构13停止工作。

底座1上设置有总控模块23，总控模块23包括固定连接于底座1侧壁的单刀双掷开关231，单刀双掷开关231连接有a接点和b接点，当单刀双掷开关231拨到a接点时，总控模块23输出收紧信号，当单刀双掷开关231拨到b接点时，总控模块23输出放松信号，当驱动模块22接收到收紧信号且未收到锁死信号时，驱动模块22控制驱动电机131正转，当驱动模块22接收到放松信号且未收到锁死信号时，驱动模块22控制驱动电机131反转。

在使用时，操作人员将板材放置好后，操作人员可以根据板材的长度使用锁死开关211将用不到的夹持块121锁死，从而避免操作过程中空置的夹持块121来回滑动寿命缩短或者伤到操作人员。其后，将单刀双掷开关231拨到a接点，锁死开关211闭合的夹持块121不会滑动，锁死开关211断开的夹持块121对应的驱动电机131接收到收紧信号且不会收到锁死信号，驱动模块22便会控制驱动电机131正转，带动夹持块121相向滑动，直至夹持块121夹住板材的同时，板材进入夹持接近开关201的探测范围内，感应模块20便会发出定位信号，对应的驱动模块22收到定位信号，便会控制驱动电机131停转，从而固定住夹持块121的位置，完成对板材的夹紧。

参照图5，夹持块121上设置有计时模块24，响应于总控模块23的放松信号，当计时模块24接收到总控模块23发出的放松信号时，开始按照给定时长计时，给定时长为夹持块121滑过完整夹持滑槽122的时间长度，计时结束时，计时模块24输出关停信号，当驱动模块22接收到关停信号时，控制驱动电机131停转。

在需要松开板材的时候，操作人员将单刀双掷开关231拨到b接点，此时所有未收到锁死信号的驱动模块22开始控制驱动电机131反转，带动夹持块121向远离板材的方向滑动，同时计时模块24开始按照给定时间计时，计时结束时，所有夹持块121能够保障全部松开板材，同时，计时模块24发出关停信号，驱动模块22收到关停信号后控制驱动电机131停转，停止夹持块121的滑动。

参照图6，每组夹持组件12均连接有警示模块25，警示模块25包括固定连接于支撑板11侧壁对应夹持组件12位置处的led灯251，警示模块25响应于总控模块23的收紧信号、对应的夹持组件12的锁死模块21的锁死信号以及对应的夹持组件12的感应模块20的定位信号，当警示模块25接收到收紧信号且既没有接收到锁死信号又没有接收到定位信号时，警示模块25控制led灯251点亮，当警示模块25接收到收紧信号且既接收到锁死信号又接收到定位信号时，警示模块25控制led灯251点亮。

当操作人员观察到led灯251亮起时，说明可能有两种情况出现，其一，在警示模块25接收到收紧信号且既没有接收到锁死信号又没有接收到定位信号时，说明夹持块121正在滑动的过程中，此时led灯251亮起能够提醒操作人员不要靠近对应的夹持组件12，从而保障操作人员的安全。其二，当警示模块25接收到收紧信号且既接收到锁死信号又接收到定位信号时，说明或者是被锁死的夹持块121位置处有异物，需要清理异物，或者是对应的夹持组件12出现系统异常，需要操作人员检查，通过警示模块25，操作人员能够及时获悉夹持块121的移动状态或者异常状态，从而方便操作人员进行安全防护和设备检查。

参照图7，安装板14上连接有限位模块26，限位模块26包括固定连接于安装板14靠近安装槽141位置处的多个限位接近开关262和固定连接于安装板14侧壁上的安装指示灯261，当所有限位接近开关262均检测到设定距离内存在物体时，限位模块26控制安装指示灯261亮起。

在将板材插接于安装板14的时候，板材会进入限位接近开关262的范围内，此时，限位模块26控制安装指示灯261亮起提示操作人员板材和安装板14的插接到位，如有至少一个限位接近开关262为检测到有物体进入其探测范围，则安装指示灯261不会亮起，说明安装板14有未插接到位的位置，需要进行位置调整。

本实施例的实施原理为：在需要进行板材焊接的时候，先选取合适的安装板14，将安装板14安装在支撑板11上，并将两板材分别放置在两安装板14上，焊缝一端相向设置，此时，操作人员可先确认是否有不需要使用的夹持块121，将这些夹持块121对应的锁死开关211闭合，其后将单刀双掷开关231拨到a接点，驱动模块22会控制驱动电机131转动，夹持块121会想靠近板材的方向滑动夹住板材，并在夹住板材后停止滑动，此时，启动主电机113便可带动支撑板11相向运动，将两块板材抵在一起，操作机械臂对半才进行焊接，焊接完成后，将单刀双掷开关231拨到b接点，便可控制夹持块121松开板材，操作人员便可取走板材。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。