一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的制作方法

本发明涉及汽车零部件加工领域，具体是涉及一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装。

背景技术：

汽车避震支撑杆是汽车改装常用的平衡拉杆，俗称“顶吧、拉杆”。吧(bar)的英文含义是拉杆的意思。按照其目的与功能诉求不同，分为：前轮避震塔塔顶平衡拉杆，前底横梁平衡拉杆等五种分类。

在汽车避震支撑杆生产加工时，需要将两个用于连接减震器的圆轴焊接到杆体的两端，现有技术中大部分为人工对其焊接操作，此种方法人工劳动强度大，焊接精度低，生产效率低，且具有一定的安全隐患，增加了生产成本，且现有技术中焊接完成一面后需要人工对其翻转再进行另一面的焊接操作，耗时耗力。

因此，有必要设计一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装，用来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装，该技术方案解决了现有技术中人工对汽车避震支撑杆焊接的方法人工劳动强度大，焊接精度低，生产效率低，且具有一定的安全隐患，增加了生产成本，焊接完成一面后需要人工对其翻转再进行另一面的焊接操作，耗时耗力等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供了一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装，包括有工作平台、杆体上料组件、移料组件、定位夹紧组件、圆轴上料组件、焊接机器人和下料传送带，工作平台水平设置，移料组件竖直安装在工作平台的顶端，杆体上料组件设置在工作平台的一侧，杆体上料组件的出料端位于移料组件的入料端下方，圆轴上料组件水平设置在工作平台的两侧，两组定位夹紧组件固定安装在工作平台顶端的两侧，两个焊接机器人分别安装在两组定位夹紧组件和圆轴上料组件之间，焊接机器人固定安装在工作平台顶端，下料传送带位于工作平台远离杆体上料组件的一侧，移料组件包括有两组水平位移机构、竖直升降机构、翻转机构和能够夹取杆体的夹取机械爪，水平位移机构水平固定安装在工作平台顶部的两侧，竖直升降机构固定安装在水平位移机构的输出端上，翻转机构固定安装在竖直升降机构的输出端上，夹取机械爪固定安装在翻转机构的输出端上，工作平台顶端中部设有杆体定位座和圆轴定位座。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，工作平台上设有用于避让翻转机构的第一避让槽和第二避让槽，两个第一避让槽位于工作平台顶端的两侧，第一避让槽位于水平位移机构的始端和末端，两个第二避让槽位于杆体定位座的两侧。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，杆体上料组件包括有间歇上料传送带和出料板，间歇上料传送带水平设置在工作平台旁侧，间歇上料传送带的传输方向与水平位移机构的输出方向一致，间歇上料传送带的末端设置在靠近工作平台一侧，出料板固定安装在间歇上料传送带的末端，出料板中部设有供夹取机械爪穿过的夹取槽。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，竖直升降机构包括有水平板、安装架、长轴气缸和限位杆，水平板水平设置在工作平台的正上方，水平板的长度方向与水平位移机构的输出方向垂直，水平板的两端分别与两组水平位移机构的输出端固定连接，安装架水平设置在工作平台和水平板之间，翻转机构固定安装在安装架上，长轴气缸竖直固定安装在水平板的顶端，长轴气缸的输出端竖直向下设置并且贯穿水平板与安装架的顶端固定连接，限位杆竖直设置在水平板的上方，限位杆的底端与安装架固定连接，限位杆的顶端穿过水平板并且与水平板滑动连接。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，翻转机构包括有伺服电机、固定板、翻转板、第一斜齿轮、第二斜齿轮和连杆机构，固定板水平固定安装在安装架的底端，伺服电机水平固定安装在安装板的顶端，第一斜齿轮和第二斜齿轮均竖直设置在固定板上方，翻转板竖直设置在固定板的一侧，伺服电机的输出端与第一斜齿轮固定连接，第一斜齿轮与第二斜齿轮啮合，第二斜齿轮与连杆机构传动连接，连杆机构与翻转板传动连接，夹取机械爪固定安装在翻转板一侧侧壁上。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，连杆机构包括有第一铰接座、第二铰接座、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一铰接座水平固定安装在固定板的顶端，第二铰接座竖直固定安装在翻转板远离固定板一侧的侧壁上，第一连杆的一端与第一铰接座远离翻转板的一端铰接，第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第二铰接座顶端铰接，第三连杆的一端与第一铰接座靠近翻转板的一端铰接，第三连杆的另一端与第四连杆的一端铰接，第四连杆的另一端与第二铰接板底端铰接，第二连杆的中部与第三连杆的中部铰接，第二斜齿轮与第一连杆和第一铰接座的铰接端传动连接。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，夹取机械爪包括有手指气缸和两个夹爪，手指气缸竖直固定安装在翻转板靠近固定板一侧的侧壁上，两个夹爪分别固定安装在手指气缸的两个输出端上，两个夹爪相向的一侧端部设有与杆体侧壁相匹配的夹紧条。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，圆轴上料组件包括有振动上料盘、上料通道和圆轴上料机械手，振动上料盘固定安装在工作平台顶端，上料通道设置在振动上料盘的输出端，圆轴上料机械手竖直固定安装在工作平台上，圆轴上料机械手包括有与圆轴外侧壁径长匹配的第一弧形夹头，圆轴上料机械手位于圆轴定位座和上料通道之间。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，定位夹紧组件包括有夹紧气缸、夹持架和两个第二弧形夹头，夹持架水平固定设置在工作平台顶端，夹持架位于圆轴定位座的旁侧，夹紧气缸水平固定安装在夹持架上，两个第二弧形夹头能够相向或相反的在夹持架上运动，两个第二弧形夹头的内弧与圆轴外径一致，夹紧气缸与第二弧形夹头传动连接。

作为一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装的一种优选方案，定位夹紧组件还包括有两个铰接杆和两个传动杆，铰接杆的一端与夹持架的一端铰接，铰接杆的另一端与第二弧形夹头固定连接，传动杆的一端与夹紧气缸的输出端铰接，传动杆的另一端与铰接杆的中部铰接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明采用全自动化对汽车避震支撑杆进行完整的焊接操作，大幅增加了工作效率，降低了人工劳动强度，能够对需要焊接的零件进行精准定位，防止在焊接过程中发生晃动，提高了焊接的精准度，有利于提升产品品质，降低了人工焊接所产生的安全风险，能够在焊接完成一面后翻转，进行另一面的焊接操作，降低了加工工序，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明的杆体上料组件的立体结构示意图；

图6为本发明的工作平台的立体结构示意图；

图7为本发明的移料组件的立体结构示意图；

图8为本发明的竖直升降机构、翻转机构和夹取机械爪的立体结构示意图；

图9为本发明的翻转机构和夹取机械爪的立体结构示意图；

图10为本发明的圆轴上料组件的立体结构示意图；

图11为本发明的定位夹紧组件的立体结构示意图。

图中标号为：

工作平台1、杆体上料组件2、移料组件3、定位夹紧组件4、圆轴上料组件5、焊接机器人6、下料传送带7、水平位移机构8、竖直升降机构9、翻转机构10、夹取机械爪11、杆体定位座12、圆轴定位座13、第一避让槽14、第二避让槽15、间歇上料传送带16、出料板17、夹取槽18、水平板19、安装架20、长轴气缸21、限位杆22、伺服电机23、固定板24、翻转板25、第一斜齿轮26、第二斜齿轮27、第一铰接座28、第二铰接座29、第一连杆30、第二连杆31、第三连杆32、第四连杆33、手指气缸34、夹爪35、振动上料盘36、上料通道37、圆轴上料机械手38、夹紧气缸39、夹持架40、第二弧形夹头41、铰接杆42、传动杆43。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1-图4所示的一种用于汽车避震支撑杆的焊接工装，包括有工作平台1、杆体上料组件2、移料组件3、定位夹紧组件4、圆轴上料组件5、焊接机器人6和下料传送带7，工作平台1水平设置，移料组件3竖直安装在工作平台1的顶端，杆体上料组件2设置在工作平台1的一侧，杆体上料组件2的出料端位于移料组件3的入料端下方，圆轴上料组件5水平设置在工作平台1的两侧，两组定位夹紧组件4固定安装在工作平台1顶端的两侧，两个焊接机器人6分别安装在两组定位夹紧组件4和圆轴上料组件5之间，焊接机器人6固定安装在工作平台1顶端，下料传送带7位于工作平台1远离杆体上料组件2的一侧，移料组件3包括有两组水平位移机构8、竖直升降机构9、翻转机构10和能够夹取杆体的夹取机械爪11，水平位移机构8水平固定安装在工作平台1顶部的两侧，竖直升降机构9固定安装在水平位移机构8的输出端上，翻转机构10固定安装在竖直升降机构9的输出端上，夹取机械爪11固定安装在翻转机构10的输出端上，工作平台1顶端中部设有杆体定位座12和圆轴定位座13。在对避震平衡杆焊接时，杆体上料组件2用于将待焊接的杆体运输至上料位置，移料组件3输出通过夹取机械爪11将杆体从杆体上料组件2的上料位置夹出，再通过水平位移机构8带动夹取机械爪11运动至杆体定位座12上方，竖直升降机构9输出带动杆体下降，将杆体固定在杆体定位座12上，圆轴上料组件5将圆轴上料至圆轴定位座13上，定位夹紧组件4输出对圆轴进行夹紧，焊接机器人6对圆轴和杆体连接处进行焊接，在完成一面的焊接操作后，定位夹紧组件4松开，竖直升降机构9带动杆体和两个圆轴上升，翻转组件将杆体翻转，竖直升降机构9再次带动杆体下降，焊接机器人6对杆体和圆轴连接端的反面进行焊接，从而完成整体焊接功能，在完成焊接后，移料组件3将完成焊接的避震平衡杆送至下料传送带7上，从而完成整体避震平衡杆自动化焊接功能。

参照图6所示的工作平台1上设有用于避让翻转机构10的第一避让槽14和第二避让槽15，两个第一避让槽14位于工作平台1顶端的两侧，第一避让槽14位于水平位移机构8的始端和末端，两个第二避让槽15位于杆体定位座12的两侧。在移料组件3工作时，通过工作平台1两端的第一避让槽14可以保证杆体的取料和下料操作不会产生干涉，第二避让槽15可以保证在焊接过程中夹取机械爪11不会发生干涉。

参照图5所示的杆体上料组件2包括有间歇上料传送带16和出料板17，间歇上料传送带16水平设置在工作平台1旁侧，间歇上料传送带16的传输方向与水平位移机构8的输出方向一致，间歇上料传送带16的末端设置在靠近工作平台1一侧，出料板17固定安装在间歇上料传送带16的末端，出料板17中部设有供夹取机械爪11穿过的夹取槽18。在杆体上料时，间歇上料传送带16间歇的对杆体进行上料，杆体从间歇上料传送带16末端传送至出料板17上，夹取机械爪11将出料板17上的杆体夹紧取出，夹取槽18用于避让夹取机械手。

参照图7-图9所示的竖直升降机构9包括有水平板19、安装架20、长轴气缸21和限位杆22，水平板19水平设置在工作平台1的正上方，水平板19的长度方向与水平位移机构8的输出方向垂直，水平板19的两端分别与两组水平位移机构8的输出端固定连接，安装架20水平设置在工作平台1和水平板19之间，翻转机构10固定安装在安装架20上，长轴气缸21竖直固定安装在水平板19的顶端，长轴气缸21的输出端竖直向下设置并且贯穿水平板19与安装架20的顶端固定连接，限位杆22竖直设置在水平板19的上方，限位杆22的底端与安装架20固定连接，限位杆22的顶端穿过水平板19并且与水平板19滑动连接。当竖直升降机构9工作时，长轴气缸21输出带动安装架20进行升降，限位杆22对安装架20的升降起到导向和限位的作用，水平板19用于固定安装升降机构。

参照图7-图9所示的翻转机构10包括有伺服电机23、固定板24、翻转板25、第一斜齿轮26、第二斜齿轮27和连杆机构，固定板24水平固定安装在安装架20的底端，伺服电机23水平固定安装在安装板的顶端，第一斜齿轮26和第二斜齿轮27均竖直设置在固定板24上方，翻转板25竖直设置在固定板24的一侧，伺服电机23的输出端与第一斜齿轮26固定连接，第一斜齿轮26与第二斜齿轮27啮合，第二斜齿轮27与连杆机构传动连接，连杆机构与翻转板25传动连接，夹取机械爪11固定安装在翻转板25一侧侧壁上。在翻转机构10工作时，伺服电机23输出带动第一斜齿轮26转动，第一斜齿轮26带动与之啮合的第二斜齿轮27转动，第二斜齿轮27转动带动与之传动连接的连杆机构运动，连杆机构运动带动翻转板25进行翻转，翻转机构10设有两个工位，分别对应固定安装在翻转板25上的夹取机械爪11的两个相反的夹取方向。

参照图7-图9所示的连杆机构包括有第一铰接座28、第二铰接座29、第一连杆30、第二连杆31、第三连杆32和第四连杆33，第一铰接座28水平固定安装在固定板24的顶端，第二铰接座29竖直固定安装在翻转板25远离固定板24一侧的侧壁上，第一连杆30的一端与第一铰接座28远离翻转板25的一端铰接，第一连杆30的另一端与第二连杆31的一端铰接，第二连杆31的另一端与第二铰接座29顶端铰接，第三连杆32的一端与第一铰接座28靠近翻转板25的一端铰接，第三连杆32的另一端与第四连杆33的一端铰接，第四连杆33的另一端与第二铰接板底端铰接，第二连杆31的中部与第三连杆32的中部铰接，第二斜齿轮27与第一连杆30和第一铰接座28的铰接端传动连接。在连杆机构工作时，第二斜齿轮27转动带动第一连杆30转动，第一连杆30带动第二连杆31转动，第二连杆31带动第三连杆32转动，第三连杆32带动第四连杆33转动，第二连杆31和第四连杆33的转动通过第二铰接座29带动翻转板25翻转，从而实现翻转功能。

参照图7-图9所示的夹取机械爪11包括有手指气缸34和两个夹爪35，手指气缸34竖直固定安装在翻转板25靠近固定板24一侧的侧壁上，两个夹爪35分别固定安装在手指气缸34的两个输出端上，两个夹爪35相向的一侧端部设有与杆体侧壁相匹配的夹紧条。在夹取机械手工作时，手指气缸34输出带动两个夹爪35相互靠拢，从而实现对杆体的夹持操作，夹紧条与杆体的侧壁紧密贴合，从而提高夹持效果，防止杆体在运输时发生滑动。

参照图10所示的圆轴上料组件5包括有振动上料盘36、上料通道37和圆轴上料机械手38，振动上料盘36固定安装在工作平台1顶端，上料通道37设置在振动上料盘36的输出端，圆轴上料机械手38竖直固定安装在工作平台1上，圆轴上料机械手38包括有与圆轴外侧壁径长匹配的第一弧形夹头，圆轴上料机械手38位于圆轴定位座13和上料通道37之间。在圆轴上料组件5工作时，振动上料盘36将圆轴通过上料通道37送至上料位置，圆轴上料机械手38将圆轴从上料通道37的上料工位取出，再运输到工作平台1上的圆轴定位座13上，实现圆轴的上料工序，第一弧形夹头有利于对圆轴外壁的夹取，防止圆轴在运输过程中偏移，保证了运输的精准度，从而提高加工的精度。

参照图11所示的定位夹紧组件4包括有夹紧气缸39、夹持架40和两个第二弧形夹头41，夹持架40水平固定设置在工作平台1顶端，夹持架40位于圆轴定位座13的旁侧，夹紧气缸39水平固定安装在夹持架40上，两个第二弧形夹头41能够相向或相反的在夹持架40上运动，两个第二弧形夹头41的内弧与圆轴外径一致，夹紧气缸39与第二弧形夹头41传动连接。当定位夹紧组件4工作时，夹紧气缸39输出带动两个弧形夹头相互靠拢，从而将位于圆轴定位座13上的圆轴的底端外壁夹紧，第二弧形夹头41有利于对圆轴外壁的夹紧，防止圆轴在加工过程中偏移，提高了加工精度，夹持架40用于对安装定位夹紧组件4。

参照图11所示的定位夹紧组件4还包括有两个铰接杆42和两个传动杆43，铰接杆42的一端与夹持架40的一端铰接，铰接杆42的另一端与第二弧形夹头41固定连接，传动杆43的一端与夹紧气缸39的输出端铰接，传动杆43的另一端与铰接杆42的中部铰接。在夹紧气缸39输出时，夹紧气缸39的输出端前推带动传动杆43运动，传动杆43运动带动与传动杆43铰接的铰接杆42运动，铰接杆42绕着与铰接端转动，从而带动固定在铰接杆42端部的第二弧形夹头41相互靠近，实现对圆轴的夹持功能。

本发明的工作原理：

在对避震平衡杆焊接时，杆体上料组件2用于将待焊接的杆体运输至上料位置，移料组件3输出通过夹取机械爪11将杆体从杆体上料组件2的上料位置夹出，再通过水平位移机构8带动夹取机械爪11运动至杆体定位座12上方，竖直升降机构9输出带动杆体下降，将杆体固定在杆体定位座12上，圆轴上料组件5将圆轴上料至圆轴定位座13上，定位夹紧组件4输出对圆轴进行夹紧，焊接机器人6对圆轴和杆体连接处进行焊接，在完成一面的焊接操作后，定位夹紧组件4松开，竖直升降机构9带动杆体和两个圆轴上升，翻转组件将杆体翻转，竖直升降机构9再次带动杆体下降，焊接机器人6对杆体和圆轴连接端的反面进行焊接，从而完成整体焊接功能，在完成焊接后，移料组件3将完成焊接的避震平衡杆送至下料传送带7上，从而完成整体避震平衡杆自动化焊接功能。在移料组件3工作时，通过工作平台1两端的第一避让槽14可以保证杆体的取料和下料操作不会产生干涉，第二避让槽15可以保证在焊接过程中夹取机械爪11不会发生干涉。在杆体上料时，间歇上料传送带16间歇的对杆体进行上料，杆体从间歇上料传送带16末端传送至出料板17上，夹取机械爪11将出料板17上的杆体夹紧取出，夹取槽18用于避让夹取机械手。当竖直升降机构9工作时，长轴气缸21输出带动安装架20进行升降，限位杆22对安装架20的升降起到导向和限位的作用，水平板19用于固定安装升降机构。在翻转机构10工作时，伺服电机23输出带动第一斜齿轮26转动，第一斜齿轮26带动与之啮合的第二斜齿轮27转动，第二斜齿轮27转动带动与之传动连接的连杆机构运动，连杆机构运动带动翻转板25进行翻转，翻转机构10设有两个工位，分别对应固定安装在翻转板25上的夹取机械爪11的两个相反的夹取方向。在连杆机构工作时，第二斜齿轮27转动带动第一连杆30转动，第一连杆30带动第二连杆31转动，第二连杆31带动第三连杆32转动，第三连杆32带动第四连杆33转动，第二连杆31和第四连杆33的转动通过第二铰接座29带动翻转板25翻转，从而实现翻转功能。在夹取机械手工作时，手指气缸34输出带动两个夹爪35相互靠拢，从而实现对杆体的夹持操作，夹紧条与杆体的侧壁紧密贴合，从而提高夹持效果，防止杆体在运输时发生滑动。在圆轴上料组件5工作时，振动上料盘36将圆轴通过上料通道37送至上料位置，圆轴上料机械手38将圆轴从上料通道37的上料工位取出，再运输到工作平台1上的圆轴定位座13上，实现圆轴的上料工序，第一弧形夹头有利于对圆轴外壁的夹取，防止圆轴在运输过程中偏移，保证了运输的精准度，从而提高加工的精度。当定位夹紧组件4工作时，夹紧气缸39输出带动两个弧形夹头相互靠拢，从而将位于圆轴定位座13上的圆轴的底端外壁夹紧，第二弧形夹头41有利于对圆轴外壁的夹紧，防止圆轴在加工过程中偏移，提高了加工精度，夹持架40用于对安装定位夹紧组件4。在夹紧气缸39输出时，夹紧气缸39的输出端前推带动传动杆43运动，传动杆43运动带动与传动杆43铰接的铰接杆42运动，铰接杆42绕着与铰接端转动，从而带动固定在铰接杆42端部的第二弧形夹头41相互靠近，实现对圆轴的夹持功能。