CN101870051B - 汽车h型大梁组立机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车H型大梁组立机，包括安装架，安装架上安装支撑装置，安装架的内部一侧安装第一靠轮，另一侧安装侧压紧装置，侧压紧装置与第一靠轮相对应；安装架的上部设置横梁，横梁上安装上压紧装置，安装架内安装下压紧装置，下压紧装置位于支撑装置下方，下压紧装置与上压紧装置上下对应；横梁上安装第一焊枪，横梁上安装仿形机构，仿形机构上安装第二焊枪。它是由机械自动化加工替代人工手工加工，可节省大量的人力资源，并可提高加工精度、缩短加工时间，从而既能提高产品的质量，又可降低生产成本。本发明专利还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

Description

汽车H型大梁组立机

技术领域

本发明涉及一种汽车H型大梁组立机。 

背景技术

组对半挂汽车的H型大梁的操作步骤是，先将构成H型大梁的主梁板和两个侧板三部构件按要求的连接关系组合，再沿H型梁的长度方向将两个侧板与主梁板之间的接触部分焊接固定，使H型大梁的横断面是H形。所述焊接的方式是点焊，而非连续焊接，即沿H型梁长度方向在每间隔一段相等距离的位置处点焊一次。目前，没有专用组对焊接的工装，只能完全依靠人工手动操作，需要配置较多的人力，工作效率较低、质量较差，加工后的H型梁的外形也不美观。因此，人们需要一种专用设备来代替现有手工加工模式。 

发明内容

本发明的目的，是提供了一种汽车H型大梁组立机，它可解决现有技术存在的问题，它是针对半挂汽车H型大梁组对研发的一种专用设备，不仅可提高工作效率，也可提高加工精度，确保产品质量，使产品外形更加美观，并可节约大量人力资源，降低生产成本。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：汽车H型大梁组立机，包括安装架，安装架上安装支撑装置，安装架的内部一侧安装第一靠轮，另一侧安装侧压紧装置，侧压紧装置与第一靠轮相对应；安装架的上部设置横梁，横梁上安装上压紧装置，安装架内安装下压紧装置，下压紧装置位于支撑装置下方，下压紧装置与上压紧装置上下对应；横梁上安装第一焊枪，横梁上安装仿形机构，仿形机构上安装第二焊枪。 

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：所述的支撑装置由第一传动辊和第二传动辊构成，第一传动辊和第二传动辊与工件的行走方向垂直。所述的侧压紧装置由第一液压缸、侧压臂和侧压轮连接构成，安装架上安装第一液压缸和侧压臂，第一液压缸和侧压臂分别与安装架铰接，第一液压缸的活塞杆与侧压臂的中部铰接，侧压臂的自由端安装侧压轮。所述的仿形机构由直线导轨、滑块、移动板、固定轴和推拉板连接构成，侧压轮上安装固定轴，横梁上安装直线导轨，直线导轨上安装滑块，滑块上安装移动板，移动板上安装推拉板，推拉板上开设条形槽，条形槽与固定轴配合。安装架上安装工件夹持牵引装置，所述的工件夹持牵引装置由支撑架、第六液压缸、移动体、夹持动力机构、轴销、第一杠杆臂、第二杠杆臂和摇杆连接构成，支撑架的一端与安装架连接，支撑架上设置导轨，导轨上安装移动体，移动体与第六液压缸的活塞杆连接，第六液压缸的一端与支撑架连接；移动体上安装第一杠杆臂和第二杠杆臂，第一杠杆臂和第二杠杆臂分别通过第三旋转轴和第四旋转轴与移动体铰接；移动体上安装轴销，轴销上安装凸轮，凸轮位于第一杠杆臂和第二杠杆臂之间；第一杠杆臂和第二杠杆臂之间安装弹簧；移动体上安装夹持动力机构，夹持动力机构与轴销连接。第二杠杆臂和第一杠杆臂上各设置一个夹持块。所述的夹持动力机构由支架、气缸和摇杆连接构成，支架与移动体连接，气缸与支架铰接，气缸的活塞杆通过第三旋转轴与摇杆的一端铰接，摇杆的另一端与轴销连接。安装架上安装限位板，限位板上安装调节螺栓，限位板位于托轮臂上方。所述的下压紧装置由第二液压缸、托轮臂和下托轮连接构成，第二液压缸的下端与安装架铰接，托轮臂的一端与安装架铰接，第二液压缸的活塞杆与托轮臂的中部铰接，托轮臂的一端安装下托轮。所述的下压紧装置由上压臂、上托轮和第五液压缸连接构成，横梁上安装第五液压缸和上压臂，上压臂的一端与横梁铰接，上压臂的另一端安装上托轮，第五液压缸与横梁铰接，第五液压缸的活塞杆与上压臂的中部铰接。 

本发明的积极效果在于：它是由机械自动化加工替代人工手工加工，可节省大量的人力资源，并可提高加工精度、缩短加工时间，从而既能提高产品的质量，又可降低生产成本。本发明专利还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图3是图1的左视结构示意图；图4是图3的A-A剖视结构示意图；图5是本发明的立体结构示意图；图6是传送夹具的结构示意图；图7是图6的俯视结构示意图；图8是图7的I局部放大结构示意图；图9是图5的II局部放大结构示意图。 

附图标记：1工件夹持牵引装置　2工件　3第一传动辊　4第一焊枪　5第二焊枪　6滑块　7直线导轨　8第五液压缸　9横梁　10第二传动辊　11安装架　12支撑架　13侧压轮　14推拉板　15条形槽　16第一液压缸　17侧压臂　18第一旋转轴　19固定轴　20第一靠轮　21第二靠轮　23第一侧板　24第二侧板　25主梁板　26第二液压缸　27第二旋转轴　28移动板　29安装支架　30上压臂　31摇杆　32上托轮　33托轮臂　34下托轮　36限位板　37调节螺栓　38导轨　39第六液压缸　40移动体　41轴销　42支架　43气缸　44第三旋转轴　45凸轮　46第一杠杆臂　47第三旋转轴　48弹簧　49夹持块　50第四旋转轴　51第二杠杆臂。 

具体实施方式

本发明所述的汽车H型大梁组立机，包括安装架11，安装架11上安装支撑装置，支撑装置可将工件2托起，以便使工件2能相对安装架11水平移动，同时可使工件2位于一定高度，以便由下方对工件2进行相关操作。如图2、图3和图5所示，安装架11的内部一侧安装第一靠轮20，另一侧安装侧压紧装置，侧压紧装置与第一靠轮20相对应，侧压紧装置与第一靠轮20左右配合可将工件2的的三个构件，即第一侧板23、第二侧板24和主梁板25压紧。安装架11的上部设置横梁9，横梁9上安装上压紧装置，横梁9对所述的上压紧装置起安装固定的作用。横梁9可与安装架11制成一体，成为安装架11的一部分。安装架11内安装下压紧装置，下压紧装置位于所述的支撑装置的下方，下压紧装置与上压紧装置上下对应；横梁9上安装第一焊枪4，横梁9上安装仿形机构，仿形机构上安装第二焊枪5。安装架11上可安装工件夹持牵引装置。 

为使工件2所受侧压紧力更加均匀，同时对工件2起直线导向作用，确保工件2沿直线水平移动，如图2所示，可在安装架11的内部，且与第一靠轮20同侧的位置设置第二靠轮21。为进一步满足上述要求，还可安装第三、第四、第五或更多靠轮，但制造成本会相应增加。 

组对、点焊汽车H型大梁步骤如下： 

步骤1、将工件2的一端固定于所述组立机上，即把工件2的三个构件第一侧板23、第二侧板24和主梁板25分别安置于所述组立机上，并调整其相互间的位置关系：先将主梁板25的一端水平放置于所述支撑装置上，并启动所述下压紧装置与上压紧装置，下压紧装置与上压紧装置上下夹紧主梁板25；再如图2所示，将第一侧板23和第二侧板24分别置于主梁板25的两侧，并确保第一侧板23和第二侧板24与主梁板25垂直；然后，启动所述侧压紧装置，侧压紧装置与第一靠轮20配合将第一侧板23、第二侧板24和主梁板25三者压合紧密，最后利用所述的工件夹持牵引装置固定工件2，具体固定位置可与第一侧板23、第二侧板24或主梁板25上，以方便固定牵引为准。

步骤2、启动工件夹持牵引装置、仿形机构、第一焊枪4和第二焊枪5。第一焊枪4和第二焊枪5先将第一侧板23、第二侧板24和主梁板25的当前位置点焊连接；再由工件夹持牵引装置牵引工件2直线移动设定距离，由第一焊枪4和第二焊枪5在第一侧板23、第二侧板24和主梁板25移动后的新位置处将三者点焊连接，如此循环往复，完成工件2整体的组对、点焊连接。 

如图1和图2所示，所述的支撑装置可由第一传动辊3和第二传动辊10构成，第一传动辊3和第二传动辊10平行设置，并确保第一传动辊3和第二传动辊10与工件2的行走方向垂直。第一传动辊3和第二传动辊10既可对工件2起支撑作用，又可减少工件2水平移动时的磨擦阻力。支撑装置也可以仅是一根第一传动辊3，即由一根第一传动辊3单独支撑工件2，但由于工件2较长，单根第一传动辊3独立支撑，无法确保工件2平稳移动。为使工件2移动得更加平稳，还可增加第一传动辊3和第二传动辊10的数量，但同时会增加制造成本。第一传动辊3和第二传动辊10也可由槽轮替代，具体安装方案是在安装架11上左右设置两组槽轮，两组槽轮分别与第一侧板23和第二侧板24配合，将第一侧板23和第二侧板24托起。所述的支撑装置也可以是现有的其他既具有支撑工件2功能，又可减少磨擦的装置，但所述支撑装置需有足够的空间，确保所述下压紧装置可穿过所述支撑装置与工件2接触。例如，可在安装架11上设置一前一后两组传动带，前组传动带替代第一传动辊3，后组传动带替代第二传动辊10，所述的下压紧装置可由两组传动带之间穿过后与工件2的主梁板25接触。经大量实验证明，由第一传动辊3和第二传动辊10构成的所述支撑装置，在确保工件2平稳移动的前提下，结构最为简单，制造成本更低，使用寿命更长。 

如图2所示，所述的侧压紧装置可由第一液压缸16、侧压臂17和侧压轮13连接构成，安装架11上安装第一液压缸16和侧压臂17，第一液压缸16和侧压臂17分别与安装架11铰接，第一液压缸16的活塞杆与侧压臂17的中部铰接，侧压臂17的自由端安装侧压轮13。启动第一液压缸16，第一液压缸16的活塞杆带动侧压臂17摆动，侧压臂17带动侧压轮13压紧第二侧板24，侧压轮13与第一靠轮20配合可使第一侧板23、第二侧板24和主梁板25之间待焊接处贴合紧密。侧压轮13可起到减少侧压臂17与工件2之间磨擦力的作用。由第一液压缸16为侧压臂17提供动力，再由侧压臂17带动侧压轮13压紧工件2具有以下优点：一方面侧压臂17以摆动的方式带动侧压轮13压紧工件2，方便掌握压紧力度，可有效地防止压力过大使工件2弯曲变形的情况；另一方面，第一液压缸16不直接与工件2接触，工件2水平的力无法作用于第一液压缸16的活塞杆上，可确保第一液压缸16的活塞杆的仅受轴向力，防止第一液压缸16的活塞杆弯曲，延长其使用寿命。所述的侧压紧装置也可仅由第一液压缸16和侧压轮13直接连接构成，即第一液压缸16与安装架11固定连接，第一液压缸16的活塞杆与侧压轮13连接，但是，由于该方案中第一液压缸16的活塞杆必然会受到工件2水平力的影响，即活塞杆不仅受轴向力，同时也受工件2水平移动力的作用，因此，使用一段时间后，第一液压缸16的活塞杆必然会侧弯变形，从而会缩短第一液压缸16的使用寿命，也增加所述组立机加工H型大梁的使用成本。所述的侧压紧装置还可由现有的其他能够施加压紧力的装置替代，例如电动推杆，但其使用效果和加工成本都不理想。由于焊接前第一侧板23、第二侧板24和主梁板25不连接，是三个相互独立的构件，因此，为确保第一侧板23和第二侧板24放置于的述组立机上时与主梁板25保持垂直，如图3和图5所示，侧压轮13、第一靠轮20和第二靠轮21的轴向长度均大于第一侧板23和第二侧板24的宽度。如图2所示，由于汽车H型大梁的一侧外形是曲线，当所述大梁的曲线部分移至侧压轮13时，第一液压缸16可带推动侧压轮13，侧压轮13使第二侧板24沿主梁板25曲线弯折，使第二侧板24和主梁板25始终紧密贴合。 

如图2所示，由于汽车H型大梁的一侧外形是曲线，因此，为了实现自动焊接，使焊枪随H型大梁的曲线变化而准确地跟踪焊接，如图2和图3所示，所述的仿形机构可由直线导轨7、滑块6、移动板28、固定轴19和推拉板14连接构成，侧压轮13上安装固定轴19，准确地说是侧压轮13的轮架上安装固定轴19，横梁9上安装直线导轨7，直线导轨7上安装滑块6，滑块6上安装移动板28，移动板28上安装推拉板14，推拉板14上开设条形槽15，条形槽15与固定轴19配合。其仿形原理是：当工件2的曲线部分移至所述侧压紧装置时，由于第一液压缸16始终对侧压臂施力，因此，侧压臂17会根据工件2的外形变化而摆动，侧压臂17通过固定轴19带动推拉板14移动，推拉板14带动移动板28的横向移动，移动板28带动第二焊枪5根据工件2外形调整焊接位置，实际焊缝跟踪。所述的仿形机构也可以是现有的能够实现焊缝跟踪的其他仿形机构，例如，在中国申请，2006年12月6日授权的公告号：CN2843709Y的专利文献，其权利要求书1中记载的焊枪仿形机构，以及在中国申请，2009年1月7日授权的，公告号：CN201175832Y中记载的焊枪仿形机构。 

如图6、图7和图8所示，所述的工件夹持牵引装置1可由支撑架12、第六液压缸39、移动体40、夹持动力机构、轴销41、第一杠杆臂46和第二杠杆臂51连接构成，支撑架12的一端与安装架11连接，支撑架12上设置导轨38，导轨38上安装移动体40，移动体40可相对导轨38移动，移动体40与第六液压缸39的活塞杆连接，第六液压缸39的一端与支撑架12连接；移动体40上安装第一杠杆臂46和第二杠杆臂51，第一杠杆臂46和第二杠杆臂51分别通过第三旋转轴47和第四旋转轴50与移动体40铰接；移动体40上安装轴销41，轴销41上安装凸轮45，凸轮45位于第一杠杆臂46和第二杠杆臂51之间；第一杠杆臂46和第二杠杆臂51之间安装弹簧48，如图8所示，弹簧48和凸轮45分别位于第三旋转轴47的前后两侧；移动体40上安装夹持动力机构，夹持动力机构的动作部件与轴销41连接，夹持动力机构为轴销41的转动提供动力。启动第六液压缸39，第六液压缸39的活塞杆带动移动体40沿导轨38直线移动，移动体40带动所述夹持动力机构、第一杠杆臂46和第二杠杆臂51移动至设定位置；启动所述夹持动力机构，夹持动力机构带动轴销41转动，轴销41带动凸轮45转动，凸轮45将第一杠杆臂46和第二杠杆臂51的后端撑开，使凸轮45和第二杠杆臂51的前端克服弹簧48的弹力闭合，从而，可将第一侧板23或第二侧板24夹紧固定。夹紧工件2后，第六液压缸39反向动作拉动工件2移动。当凸轮45反转复位后，弹簧48可将第一杠杆臂46和第二杠杆臂51弹开复位。所述的工件夹持牵引装置1可以是现有的其他可以伸缩，并具有夹持功能的装置，例如，工件夹持牵引装置1可以是现有的具有推拉功能的机械手。 

为了提高工作效率，使工件2的移动更加连惯，缩短移动时间，可如图1、图2、图4和图5所示，在安装架11的前后两端各安装一个工件夹持牵引装置1，所述两工件夹持牵引装置1的安装位置对称，两个工件夹持牵引装置1始终保持运动方向相反，即两个工件夹持牵引装置1的第六液压缸39同步收缩或伸长，以此交替推拉工件2，具体过程如下：当图中左边的一个工件夹持牵引装置1夹紧工件2，并且其第六液压缸39的活塞杆收回，对工件2实现拉动时，右边的工件夹持牵引装置1与工件2不接触，其第六液压缸39的活塞杆同步收回，为之后的推动工件2作准备；拉动结束后，右边的工件夹持牵引装置1夹紧对工件2实现推动，左边的工件夹持牵引装置1松开工件2，并同步伸出活塞杆为下一步拉动工件2作准备；两个工件夹持牵引装置1安装上述过程循环工作，交替对工件2施力，使工件2可连续地向前移动。 

由于工件2的组对和点焊过程中，上压紧装置和下压紧装置需始终对主梁板25实施夹紧定位，主梁板25与上压紧装置和下压紧装置之间定位较为牢固，因此，本发明必须采用工件夹持牵引装置1或与之类似的机械手等装置才能够对工件2施加足够的拉动或推动使工件2相对上压紧装置和下压紧装置移动。单靠传动带或传动辊的磨擦力难以使工件2相对上压紧装置和下压紧装置移动。理论上也可利用人工手动拉动或推动工件2相对上压紧装置和下压紧装置移动，但在实际加工操作中则无法实现。 

所述的夹持动力机构可以是电动机，电动机的输出轴与轴销41连接。所述的夹持动力机构也可由支架42、气缸43和摇杆31连接构成，支架42与移动体40连接，气缸43与支架42铰接，气缸43的活塞杆通过第三旋转轴44与摇杆31的一端铰接，摇杆31的另一端与轴销41固定连接。启动气缸43，气缸43的活塞杆带动摇杆31转动，摇杆31带动凸轮45转动，从而使第一杠杆臂46和第二杠杆臂51的前端闭合夹紧工件2。所述的夹持动力机构还可以是现有的其他可带动轴销41转动的装置或机构。 

如图4所示，所述的下压紧装置可由第二液压缸26、托轮臂33和下托轮34连接构成，第二液压缸26的下端与安装架11铰接，托轮臂33的一端与安装架11铰接，第二液压缸26的活塞杆与托轮臂33的中部铰接，托轮臂33的一端安装下托轮34。所述的上压紧装置可由上压臂30、上托轮32和第五液压缸8连接构成，横梁9上安装第五液压缸8和上压臂30，上压臂30的一端与横梁9铰接，上压臂30的另一端安装上托轮32，第五液压缸8与横梁9铰接，第五液压缸8的活塞杆与上压臂30的中部铰接。上述上压紧装置和下压紧装置的结构方案与所述的侧压紧装置的结构方案相同，同样可防止第二液压缸26和第五液压缸8的活塞杆弯曲，从而延长使用寿命。如不考虑第二液压缸26和第五液压缸8使用寿命长短的因素，第二液压缸26和第五液压缸8的活塞杆可直接与上托轮32和下托轮34连接。为确保主梁板25使横梁9上可安装两套上压紧装置，安装架11上可相应安装下压紧装置，从而，可保证主梁板25在加工过程中处于水平状态。 

如图4所示，安装架11上安装限位板36，限位板36上安装调节螺栓37，限位板36位于托轮臂33上方。限位板36对托轮臂33起限位作用，而调节螺栓37可调整限位板36对托轮臂33限位的范围。 

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。 

Claims (7)

1.汽车H型大梁组立机，其特征在于：包括安装架（11），安装架（11）上安装支撑装置，安装架（11）的内部一侧安装第一靠轮（20），另一侧安装侧压紧装置，侧压紧装置与第一靠轮（20）相对应；安装架（11）的上部设置横梁（9），横梁（9）上安装上压紧装置，安装架（11）内安装下压紧装置，下压紧装置位于支撑装置下方，下压紧装置与上压紧装置上下对应；横梁（9）上安装第一焊枪（4），横梁（9）上安装仿形机构，仿形机构上安装第二焊枪（5）；所述的支撑装置由第一传动辊（3）和第二传动辊（10）构成，第一传动辊（3）和第二传动辊（10）与工件（2）的行走方向垂直；所述的侧压紧装置由第一液压缸（16）、侧压臂（17）和侧压轮（13）连接构成，安装架（11）上安装第一液压缸（16）和侧压臂（17），第一液压缸（16）和侧压臂（17）分别与安装架（11）铰接，第一液压缸（16）的活塞杆与侧压臂（17）的中部铰接，侧压臂（17）的自由端安装侧压轮（13）；所述的仿形机构由直线导轨（7）、滑块（6）、移动板（28）、固定轴（19）和推拉板（14）连接构成，侧压轮（13）上安装固定轴（19），横梁（9）上安装直线导轨（7），直线导轨（7）上安装滑块（6），滑块（6）上安装移动板（28），移动板（28）上安装推拉板（14），推拉板（14）上开设条形槽（15），条形槽（15）与固定轴（19）配合。

2.根据权利要求1所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：安装架（11）上安装工件夹持牵引装置，所述的工件夹持牵引装置（1）由支撑架（12）、第六液压缸（39）、移动体（40）、夹持动力机构、轴销（41）、第一杠杆臂（46）、第二杠杆臂（51）和摇杆（31）连接构成，支撑架（12）的一端与安装架（11）连接，支撑架（12）上设置导轨（38），导轨（38）上安装移动体（40），移动体（40）与第六液压缸（39）的活塞杆连接，第六液压缸（39）的一端与支撑架（12）连接；移动体（40）上安装第一杠杆臂（46）和第二杠杆臂（51），第一杠杆臂（46）和第二杠杆臂（51）分别通过第三旋转轴（47）和第四旋转轴（50）与移动体（40）铰接；移动体（40）上安装轴销（41），轴销（41）上安装凸轮（45），凸轮（45）位于第一杠杆臂（46）和第二杠杆臂（51）之间；第一杠杆臂（46）和第二杠杆臂（51）之间安装弹簧（48）；移动体（40）上安装夹持动力机构，夹持动力机构与轴销（41）连接。

3.根据权利要求2所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：第二杠杆臂（51）和第一杠杆臂（46）上各设置一个夹持块（49）。

4.根据权利要求2所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：所述的夹持动力机构由支架（42）、气缸（43）和摇杆（31）连接构成，支架（42）与移动体（40）连接，气缸（43）与支架（42）铰接，气缸（43）的活塞杆通过第三旋转轴（44）与摇杆（31）的一端铰接，摇杆（31）的另一端与轴销（41）连接。

5.根据权利要求1所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：安装架（11）上安装限位板（36），限位板（36）上安装调节螺栓（37），限位板（36）位于托轮臂（33）上方。

6.根据权利要求1所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：所述的下压紧装置由第二液压缸（26）、托轮臂（33）和下托轮（34）连接构成，第二液压缸（26）的下端与安装架（11）铰接，托轮臂（33）的一端与安装架（11）铰接，第二液压缸（26）的活塞杆与托轮臂（33）的中部铰接，托轮臂（33）的一端安装下托轮（34）。

7.根据权利要求1所述的汽车H型大梁组立机，其特征在于：所述的上压紧装置由上压臂（30）、上托轮（32）和第五液压缸（8）连接构成，横梁（9）上安装第五液压缸（8）和上压臂（30），上压臂（30）的一端与横梁（9）铰接，上压臂（30）的另一端安装上托轮（32），第五液压缸（8）与横梁（9）铰接，第五液压缸（8）的活塞杆与上压臂（30）的中部铰接。

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