CN103521971A - 一种焊接工件定位调整装置 - Google Patents

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Abstract

一种焊接工件定位调整装置，用于解决四驱汽车后桥壳总成焊装过程中横拉杆支架的定位问题。它包括底座、水平移动机构、角座、高度调整机构和工件定位机构，所述底座固定在焊装工作台上，所述水平移动机构安装在底座上，在水平移动机构上面安装角座，所述角座上设置高度调整机构，所述高度调整机构的外侧安装工件定位机构。本发明不仅达到了工件位置调节数据化、精确化的目的，而且具有操作简单、实用性强的特点，采用本发明后显著降低了操作者的劳动强度、提高了工作效率和产品的焊装质量。

Description

一种焊接工件定位调整装置
技术领域
本发明涉及一种工件定位调整装置，尤其是一种适用于汽车后桥壳总成焊接过程中对横拉杆支架的定位调整装置，属于焊接技术领域。
背景技术
四驱汽车的后桥壳总成是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，其主要功能是和车桥一起承受汽车质量、使左右两侧的车轮位置相对固定、承受车轮传递的反力和力矩。参看附图1、图2、图3，后桥壳总成1的主要部件有：桥壳1-1、加强圈1-4和桥壳盖1-2，所述桥壳1-1上设有横拉杆支架1-3、纵拉杆支架1-5和减震器支架1-6，其中横拉杆支架1-3由横拉杆支架座1-3-1、横拉杆支架圆柱面1-3-2和横拉杆支架顶端面1-3-3组成，它主要用于稳定车身、确定四轮前束值，由于横拉杆支架圆柱面1-3-2中心轴线与桥壳1-1在X-Y平面和X-Z平面（X-Y平面、X-Z平面为汽车制图国家标准规定的平面）存在空间角度，而且在产品技术条件中对该角度的精度要求较高，因此在汽车后桥壳总成焊接过程中，对横拉杆支架1-3的准确定位是保证汽车后桥壳总成1焊装质量的关键环节。
目前，在桥壳与横拉杆支架焊接时，工件的定位夹紧步骤为：首先将横拉杆支架装入定位支座的定位套筒内；再由定位气缸将定位支座送进到位后与桥壳贴合；然后操作人员手动夹紧横拉杆支架。由于上述定位支座没有设置调整机构，当横拉杆支架角度尺寸出现偏差时，只能松开定位支座的连接螺钉，转动调整定位支座的空间角度。上述定位调整方式不仅调整过程繁琐，工作效率较低，而且调整量完全依靠操作人员的感觉确定，得不到技术数据的支持，难以保证产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种实用性强、操作方便、可实现焊装工件准确定位、保证产品焊接质量的焊接工件定位调整装置。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种焊接工件定位调整装置，它包括底座、水平移动机构、角座、高度调整机构和工件定位机构，所述底座固定在焊装工作台上，所述水平移动机构安装在底座上，在水平移动机构上面安装角座，所述角座上设置高度调整机构，所述高度调整机构的外侧安装工件定位机构。
上述焊接工件定位调整装置，所述底座包括底板、平底U型座和滑轨，所述底板固定在焊装工作台上，在底板上设有水平角度调整机构，所述平底U型座底面两侧设置边板，在边板上设有底座长孔槽，平底U型座通过穿过该底座长孔槽的螺钉与底板装配，所述边板上还设有与水平角度调整机构匹配的缺口槽，所述滑轨固定在平底U型座的两个侧壁上，它们与角座匹配。
上述焊接工件定位调整装置，所述水平角度调整机构包括水平角度调整块、水平角度调整螺栓和水平角度调整垫片，所述水平角度调整块固定在底板上，所述水平角度调整螺栓与水平角度调整块的内螺纹配合，其末端与边板缺口槽接触，所述水平角度调整垫片与水平角度调整螺栓配装，水平角度调整机构通过水平角度调整垫片数量的增减调整平底U型座在X-Y平面上的角度。
上述焊接工件定位调整装置，所述水平移动机构包括水平移动气缸和角座连接臂，所述水平移动气缸固定在底座的平底U型座中，其伸缩臂与角座连接臂固定装配，所述角座连接臂另一端与角座固定装配。
上述焊接工件定位调整装置，所述角座设有角座底板和角座侧板，所述角座底板与水平移动机构的角座连接臂固定装配，在角座底板上设有与底座上滑轨匹配的滑块及滑轨盖板，所述角座侧板上设有一组角座长孔槽，角座侧板通过穿过该角座长孔槽的螺钉与高度调整机构装配。
上述焊接工件定位调整装置，所述高度调整机构包括高度调整气缸、气缸固定板和工件定位机构连接板，所述高度调整气缸安装在气缸固定板上，所述气缸固定板与角座侧板配装，在气缸固定板的外侧配装空间角度调整机构，在工件定位机构连接板的内侧安装工件定位机构。
上述焊接工件定位调整装置，所述空间角度调整机构包括空间角度调整块、空间角度调整螺栓和空间角度调整垫片，所述空间角度调整块固定在角座侧板上，所述空间角度调整螺栓与空间角度调整块的内螺纹配合，其末端与气缸固定板接触，所述空间角度调整垫片与空间角度调整螺栓配装，空间角度调整机构通过空间角度调整垫片数量的增减调整气缸固定板在X-Z平面上的角度。
上述焊接工件定位调整装置，所述工件定位机构包括气动三爪撑涨定位盘、第一辅助定位架和第二辅助定位架，所述气动三爪撑涨定位盘固定在气缸固定板底面上，它与横拉杆支架圆柱面匹配，所述第一辅助定位架固定在气缸固定板的后侧面，它与横拉杆支架座匹配，所述第二辅助定位架固定在气缸固定板的外侧面，它与横拉杆支架顶端面匹配。
本发明通过水平移动机构和高度调整机构实现了工件定位机构水平位置和高度位置的调节；通过水平角度调整机构和空间角度调整机构实现了工件定位机构在X-Y和X-Z平面内空间位置的调节，满足了汽车后桥壳总成中横拉杆支架的空间角度要求；特别是它可利用垫片厚度与角度调整量之间的经验公式确定垫片数量，不仅达到了工件位置调节数据化、精确化的目的，而且具有操作简单、实用性强的特点。本发明显著降低了操作者的劳动强度、提高了工作效率和产品的焊装质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是汽车后桥壳总成主视图；
图2是汽车后桥壳总成俯视图；
图3是汽车后桥壳总成侧视图；
图4是汽车后桥壳总成焊装工作台示意图；
图5是本发明结构示意图；
图6是底座结构示意图；
图7图6中A处结构放大图；
图8是水平移动机构示意图；
图9是角座、高度调整机构及工件定位机构示意图；
图10是图8的K向视图；
图11是图10中B处结构放大图；
图12是工件定位机构示意图。
图中各标号清单为：1、后桥壳总成，1-1、桥壳，1-2、桥壳盖，1-3、横拉杆支架，1-3-1、横拉杆支架座，1-3-2、横拉杆支架圆柱面，1-3-3、横拉杆支架顶端面，1-4、加强圈，1-5、纵拉杆支架，1-6、减震器支架；2、焊装工作台；3、焊接工件定位调整装置，3-1、底座，3-1-1、底板，3-1-2、平底U型座，3-1-2-1、边板，3-1-2-2、底座长孔槽，3-1-2-3、缺口槽，3-1-3、水平角度调整机构，3-1-3-1、水平角度调整螺栓，3-1-3-2、水平角度调整垫片，3-1-3-3、水平角度调整块，3-1-4、滑轨，3-2、水平移动机构，3-2-1、水平移动气缸，3-2-2、角座连接臂，3-3、角座，3-3-1、角座侧板，3-3-1-1、角座长孔槽，3-3-2、角座底板，3-3-3、滑块，3-3-4、滑轨盖板，3-4、高度调整机构，3-4-1、高度调整气缸，3-4-2、工件定位机构连接板，3-4-3、空间角度调整机构，3-4-3-1、空间角度调整螺栓，3-4-3-2、空间角度调整垫片，3-4-3-3、空间角度调整块，3-4-4、气缸固定板，3-5、工件定位机构，3-5-1、气动三爪撑胀定位盘，3-5-2、第一辅助定位架，3-5-3、第二辅助定位架。
具体实施方式
参看图4、图5，本发明为适用于四驱汽车后桥壳总成焊装的焊接工件定位调整装置3，它包括底座3-1、水平移动机构3-2、角座3-3、高度调整机构3-4和工件定位机构3-5，所述底座3-1固定在焊装工作台2上，所述水平移动机构3-2安装在底座3-1上，在水平移动机构3-2上面安装角座3-3，所述角座3-3上设置高度调整机构3-4，所述高度调整机构3-4的外侧安装工件定位机构3-5。
参看图6，本发明的底座3-1包括底板3-1-1、平底U型座3-1-2和滑轨3-1-4，所述底板3-1-1固定在焊装工作台2上，在底板3-1-1上设有水平角度调整机构3-1-3，所述平底U型座3-1-2底面两侧设置边板3-1-2-1，所述边板3-1-2-1上设有底座长孔槽3-1-2-2，且边板3-1-2-1通过螺钉（图中未画出）与底板3-1-1连接，当增加/删减垫片数量时，边板3-1-2-1上底座长孔槽3-1-2-2会绕螺钉旋转，从而带动平底U型座3-1-2在X-Y平面内实现角度调整，在边板3-1-2-1上还设有与水平角度调整机构3-1-3匹配的缺口槽3-1-2-3，所述滑轨3-1-4固定在平底U型座3-1-2的两个侧壁上，它们与角座 3-3匹配。
参看图6、图7，本发明的水平角度调整机构3-1-3包括水平角度调整块3-1-3-3、水平角度调整螺栓3-1-3-1和水平角度调整垫片3-1-3-2，所述水平角度调整块3-1-3-3固定在底板3-1-1上，所述水平角度调整螺栓3-1-3-1与水平角度调整块3-1-3-3的内螺纹配合，其末端与边板缺口槽3-1-2-3接触，所述水平角度调整垫片3-1-3-2与水平角度调整螺栓3-1-3-1配装，水平角度调整机构3-1-3通过水平角度调整垫片3-1-3-2数量的增减调整平底U型座3-1-2在X-Y平面上的角度。
参看图8，本发明的水平移动机构3-2包括水平移动气缸3-2-1和角座连接臂3-2-2，所述水平移动气缸3-2-1固定在底座3-1的平底U型座3-1-2中，其伸缩臂与角座连接臂3-2-2固定装配，所述角座连接臂3-2-2另一端与角座3-3固定装配。
参看图9、图10，本发明的角座3-3设有角座底板3-3-2和角座侧板3-3-1，所述角座底板3-3-2与水平移动机构3-2的角座连接臂3-2-2固定装配，在角座底板3-3-2上设有与底座3-1上滑轨3-1-4匹配的滑块3-3-3及滑轨盖板3-3-4；所述高度调整机构3-4包括高度调整气缸3-4-1、气缸固定板3-4-4和工件定位机构连接板3-4-2，所述高度调整气缸3-4-1安装在气缸固定板3-4-4上，所述气缸固定板3-4-4与角座侧板3-3-1配装，所述角座侧板3-3-1与气缸固定板3-4-4上分别设有角座长孔槽3-3-1-1，角座侧板3-3-1与气缸固定板3-4-4通过螺钉（图中未画出）连接，当增加/删减垫片数量时，气缸固定板3-4-4的角座长孔槽3-3-1-1会绕螺钉旋转，从而带动气缸固定板3-4-4在X-Z平面内实现角度调整，在气缸固定板3-4-4的外侧配装空间角度调整机构3-4-3，在工件定位机构连接板3-4-2的内侧安装工件定位机构3-5。
参看图10、图11，本发明的空间角度调整机构3-4-3包括空间角度调整块3-4-3-3、空间角度调整螺栓3-4-3-1和空间角度调整垫片3-4-3-2，所述空间角度调整块3-4-3-3固定在角座侧板3-3-1上，所述空间角度调整螺栓3-4-3-1与空间角度调整块3-4-3-3的内螺纹配合，其末端与气缸固定板3-4-4接触，所述空间角度调整垫片3-4-3-2与空间角度调整螺栓3-4-3-1配装，空间角度调整机构3-4-3通过空间角度调整垫片3-4-3-2数量的增减调整气缸固定板3-4-4在X-Z平面上的角度。
参看图12，本发明的工件定位机构3-5包括气动三爪撑涨定位盘3-5-1、第一辅助定位架3-5-2和第二辅助定位架3-5-3，所述气动三爪撑涨定位盘3-5-1固定在气缸固定板3-4-4底面上，它与横拉杆支架圆柱面1-3-2匹配，所述第一辅助定位架3-5-2固定在气缸固定板3-4-4的后侧面，它与横拉杆支架座1-3-1匹配，所述第二辅助定位架3-5-3固定在气缸固定板3-4-4的外侧面，它与横拉杆支架顶端面1-3-3匹配。
参看图4，本发明可通过水平角度调整机构3-1-3和空间角度调整机构3-4-3实现工件定位机构3-5在X-Y和X-Z平面内角度的调节，满足了汽车后桥壳总成1中横拉杆支架1-3的空间角度要求，特别是它可利用垫片厚度与角度调整量之间的经验公式确定垫片数量，不仅达到工件位置调节数据化、精确化的目的。本实施例中角度调整数值与调整垫片厚度关系的经验公式为： ∆=n×α×0.025（式中∆为垫片调整量，单位为mm；n为旋转半径除以86所得数值；α为调整角度值，单位为分）。
本发明在四驱汽车后桥壳总成1焊装时用于对横拉杆支架1-3的调整定位，其工作过程为：一、预定位，将待焊接工件放置到焊装工作台2上，由桥壳中心定位机构涨紧加强圈1-4，桥壳1-1两端桥管通过V形块对中夹紧，水平移动机构3-2中水平移动气缸3-2-1驱动角座底板3-3-2的滑块3-3-3沿底座3-1的滑轨3-1-5水平移动，从而带动工件定位机构3-5在X-Y平面上的水平移动到位；人工扶助将横拉杆支架1-3放置在预定位机构上，高度调整气缸3-4-1带动工件定位机构3-5向桥壳1-1方向运动到位，气动三爪撑胀定位盘3-5-1在打开状态下套装在横拉杆支架圆柱面1-3-2外面，通过控制系统控制气动三爪撑胀定位盘闭合，将横拉杆支架圆柱面1-3-2夹紧，再由第一辅助定位架3-5-2将横拉杆支架座1-3-1夹紧、由第二辅助定位架3-5-3限定与横拉杆支架顶端面1-3-3位置，然后通过水平角度调整机构3-1-3和空间角度调整机构3-4-3对工件定位机构3-5在X-Y和X-Z平面内角度进行调节，实现对横拉杆支架1-3的精准定位，最后由机器人系统完成自动焊接作业。

Claims (8)

1.一种焊接工件定位调整装置，其特征是，它包括底座（3-1）、水平移动机构（3-2）、角座（3-3）、高度调整机构（3-4）和工件定位机构（3-5），所述底座（3-1）固定在焊装工作台（2）上，所述水平移动机构（3-2）安装在底座（3-1）上，在水平移动机构（3-2）上面安装角座（3-3），所述角座（3-3）上设置高度调整机构（3-4），所述高度调整机构（3-4）的外侧安装工件定位机构（3-5）。
2.根据权利要求1所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述底座（3-1）包括底板（3-1-1）、平底U型座（3-1-2）和滑轨（3-1-4），所述底板（3-1-1）固定在焊装工作台（2）上，在底板（3-1-1）上设有水平角度调整机构（3-1-3），所述平底U型座（3-1-2）底面两侧设置边板（3-1-2-1），在边板（3-1-2-1）上设有底座长孔槽（3-1-2-2），平底U型座（3-1-2）通过穿过该底座长孔槽（3-1-2-2）的螺钉与底板（3-1-1）装配，所述边板（3-1-2-1）上还设有与水平角度调整机构（3-1-3）匹配的缺口槽（3-1-2-3），所述滑轨（3-1-4）固定在平底U型座（3-1-2）的两个侧壁上，它们与角座（3-3）匹配。
3.根据权利要求2所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述水平角度调整机构（3-1-3）包括水平角度调整块（3-1-3-3）、水平角度调整螺栓（3-1-3-1）和水平角度调整垫片（3-1-3-2），所述水平角度调整块（3-1-3-3）固定在底板（3-1-1）上，所述水平角度调整螺栓（3-1-3-1）与水平角度调整块（3-1-3-3）的内螺纹配合，其末端与边板缺口槽（3-1-2-3）接触，所述水平角度调整垫片（3-1-3-2）与水平角度调整螺栓（3-1-3-1）配装，水平角度调整机构（3-1-3）通过水平角度调整垫片（3-1-3-2）数量的增减调整平底U型座（3-1-2）在X-Y平面上的角度。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述水平移动机构（3-2）包括水平移动气缸（3-2-1）和角座连接臂（3-2-2），所述水平移动气缸（3-2-1）固定在底座（3-1）的平底U型座（3-1-2）中，其伸缩臂与角座连接臂（3-2-2）固定装配，所述角座连接臂（3-2-2）另一端与角座（3-3）固定装配。
5.根据权利要求4所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述角座（3-3）设有角座底板（3-3-2）和角座侧板（3-3-1），所述角座底板（3-3-2）与水平移动机构（3-2）的角座连接臂（3-2-2）固定装配，在角座底板（3-3-2）上设有与底座（3-1）上滑轨（3-1-4）匹配的滑块（3-3-3）及滑轨盖板（3-3-4），所述角座侧板（3-3-1）上设有一组角座长孔槽（3-3-1-1），角座侧板（3-3-1）通过穿过该角座长孔槽的螺钉与高度调整机构（3-4）装配。
6.根据权利要求1或5所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述高度调整机构（3-4）包括高度调整气缸（3-4-1）、气缸固定板（3-4-4）和工件定位机构连接板（3-4-2），所述高度调整气缸（3-4-1）安装在气缸固定板（3-4-4）上，所述气缸固定板（3-4-4）与角座侧板（3-3-1）配装，在气缸固定板（3-4-4）的外侧配装空间角度调整机构（3-4-3），在工件定位机构连接板（3-4-2）的内侧安装工件定位机构（3-5）。
7.根据权利要求6所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述空间角度调整机构（3-4-3）包括空间角度调整块（3-4-3-3）、空间角度调整螺栓（3-4-3-1）和空间角度调整垫片（3-4-3-2），所述空间角度调整块（3-4-3-3）固定在角座侧板（3-3-1）上，所述空间角度调整螺栓（3-4-3-1）与空间角度调整块（3-4-3-3）的内螺纹配合，其末端与气缸固定板（3-4-4）接触，所述空间角度调整垫片（3-4-3-2）与空间角度调整螺栓（3-4-3-1）配装，空间角度调整机构（3-4-3）通过空间角度调整垫片（3-4-3-2）数量的增减调整气缸固定板（3-4-4）在X-Z平面上的角度。
8.根据权利要求7所述的一种焊接工件定位调整装置，其特征是，所述工件定位机构（3-5）包括气动三爪撑涨定位盘（3-5-1）、第一辅助定位架（3-5-2）和第二辅助定位架（3-5-3），所述气动三爪撑涨定位盘（3-5-1）固定在气缸固定板（3-4-4）底面上，它与横拉杆支架圆柱面（1-3-2）匹配，所述第一辅助定位架（3-5-2）固定在气缸固定板（3-4-4）的后侧面，它与横拉杆支架座（1-3-1）匹配，所述第二辅助定位架（3-5-3）固定在气缸固定板（3-4-4）的外侧面，它与横拉杆支架顶端面（1-3-3）匹配。
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