CN103737180A - 一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，包括工装夹具系统，左右床身，两台六轴机器人附件，两套保护气架，所述床身上有直线导轨，所述六轴机器人附件沿着机器人第七轴在床身的直线导轨上移动，所述保护气架安装在机器人的头部，含有自适应滚压轮单元，带焊丝导向跟踪系统的激光焊接头，保护气装置，光纤接口，导丝嘴，保护镜，所述自适应滚压轮单元在焊接头的侧面，由驱动部分，电气控制，直线轴，滚压轮安装支架，滚轮，碰撞传感器，安装支架组成，所述工装夹具系统由左右夹具和底板夹具组成，底板夹具处于整个设备的正中间，所述左右夹具装置上端各有三个可由气缸推动的夹持块。所述设备能有效提高焊缝精度，增加焊缝长度，完成激光搭接填丝焊接工艺。

Description

一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备
技术领域
本发明涉及汽车工业焊接技术领域，特别是涉及一种商务车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备。
背景技术
中国轿车的车身在线激光焊接尚为空白，然而激光焊效率高、焊缝强度高，外形美观、加工柔性好，为使产能优化、制造先进化、柔性化，激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，国际知名汽车公司奔驰、宝马、沃尔沃、大众等都已将激光焊接技术大量的应用在车身制造工艺中，以保证产品质量和技术先进性，随着激光焊接技术的发展，汽车车顶盖焊接对焊缝质量的要求也在提高，在商务车盲窗车型顶盖成型过程中，大尺寸、长行程、薄板结构件的焊缝间隙控制，曲线多段焊缝定位，未来在产、在研车型及预留车型混线生产，以及保证美观性、密封性与强度方面仍有许多技术难题，因此对商务车车顶盖的激光焊接设备的研发仍是一个值得研究的问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊机设备，以提高激光搭接填丝熔焊焊接工艺水平。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，所述焊接设备包括左保护气架，右保护气架，左机器人附件，右机器人附件，夹具夹持部分侧压块，夹具夹持部分上压块，左夹具及其支架，右夹具及其支架，左床身，底座支架，固定底板夹具以及右床身；
所述设备的工装夹具系统位于工作区域中心，以工装夹具系统的固定底板夹具为中心，其两侧分别放置有夹具系统的左夹具、右夹具及其支架，左右床身分别位于左右夹具支架外侧，在每一侧的床身上都设置有机器人附件通过机器人第七轴与之相连，机器人附件在第七轴上滑动以完成焊接头在不同工位的焊接工作，所述保护气架安装在机器人的头部，其包括激光焊接头，自适应滚压轮单元，保护气装置，光纤接口，导丝嘴和保护镜。
其中，各床身上均设置有直线导轨，机器人第七轴和六轴焊接机器人，压力可调的自适应滚压轮单元设置在机器人的头部侧面。
其中，所述机器人第七轴位于床身直线导轨处，直线导轨长9米。
其中，所述自适应滚压轮单元由驱动部分，电气控制，直线轴，滚压轮安装支架，滚轮，碰撞传感器，安装支架组成。
其中，所述焊接头上带有焊丝导向跟踪系统。
其中，所述夹具系统中的每个夹持部分与夹具支架连接处设有滑块机构，夹持部分由侧压块和上压块铰接而成，其中所述上压块可转动，其动作由气缸推进控制。
总体而言，通过本发明的技术方案，解决了大尺寸长焊缝中易变形的问题，提高了焊缝的质量，能加工多种车型，降低了材料消耗，简化了车身结构，减轻了车身重量，并降低了加工设备的成本，为国内的商务车车顶盖盲窗激光焊接成型提供了新的方案。
附图说明
图1为本发明的商务车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备的总体示意图；
图2为本发明的左夹具及其支架示意图；
图3为本发明的保护气架示意图；
图4为本发明的左床身示意图。
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，对本发明进一步详细说明，以更加清楚的解释该发明的特征。
图1为本发明的焊接设备的总体结构示意图，该焊接设备包括左保护气架1，右保护气架2，左机器人附件3，右机器人附件4，夹具夹持部分侧压块5，夹具夹持部分上压块6，左夹具支架7，右夹具支架8，左床身9，底座支架10和右床身11。
焊接设备的工装夹具系统位于工作区域的中心，在中心设置有固定底板夹具，以工装夹具系统的固定底板夹具为中心，其两侧分别放置有夹具系统的左夹具、右夹具及各自支架，左右床身分别位于左右夹具支架外侧，在每一侧的床身上都有一台机器人附件通过机器人第七轴与之相连，机器人附件在第七轴上滑动以完成焊接头在不同工位的焊接工作，保护气架安装在机器人的头部，其包括激光焊接头，自适应滚压轮单元，保护气装置，光纤接口，导丝嘴和保护镜。另外，各床身上均有直线导轨，机器人第七轴和六轴焊接机器人，在每台焊接机器人的头部还安装有带焊丝导向跟踪系统的焊接头，压力可调的自适应滚压轮单元设置在机器人的头部侧面。
图2为本发明的焊接工装左夹具示意图，包括夹具固定架12，调整块13，上压块14，夹具块15，侧压块16，侧调整块17，固定块18。夹具固定架12由4个立柱和两个横梁构成，在每个立柱的下端均有一个固定块18对其进行固定，在夹具固定架12的顶端有三个独立的并排的夹具块15以及一个位于尾端的侧压块16，调整块13以及侧调整块17位于夹具固定架的底端，可以对固定架的位置进行微调整。
夹具系统工作方式描述如下：底板夹具用于固定车侧围构件的总体位置，左右夹具各通过三个上压块以及三个侧压块对侧围的Z向和X向进行固定，在支架尾端通过一个辅助斜压块可对侧围Y向进行固定，夹具的夹持部分与支架的联接形式为滑块机构，通过顶紧气缸来控制其行程，夹持部分的上压块与侧压块铰接在一起，上压块可转动，能对不同高度车型进行加工。
左右夹具上各有3个顶紧气缸来控制夹持部分以固定车身，防止车身在焊接过程中变形或者晃动，夹持部分由可活动的上压块与侧压块铰接而成，能适用于多种不同高度的车型。
图3为本发明的保护气架示意图，如图所示，包括自适应滚压轮单元19，激光焊接头20，焊丝跟踪导向系统21，焊丝送料嘴22。由于自适应滚压轮单元属于已有技术，应用原理与现有技术设备完全一致，因此在此处不做过多说明。保护气架上焊接头具有焊丝导向跟踪系统，可以自动识别焊缝起点，配合压紧轮完成基于触觉的焊缝测量-跟踪-补偿，并对焊缝进行校正，并降低了对冲压件的要求。压力可调的自适应滚压轮单元通过压轮与触碰传感器，可对车顶盖进行Z向定位，保证焊缝精度，能满足不同焊段不同刚性下对于焊缝间隙的控制，并大量节省了顶盖夹具的费用和占工位的空间。此外还具有光纤接口以及监测镜等交互接口。
图4为本发明的左床身示意图，包括车身立柱及导轨23，撞块24，内六角圆柱头螺钉25，焊接机器人滑动底座26，X轴拖链27，内六角圆柱头螺钉28，走线盒29，线槽30，托架31，内六角花形盘头螺钉32，电机43，减速机44，接近开关52。与左床身一致，右床身上有沿X向的直线导轨，导轨长至9米，实现焊接机器人的七轴联动，加长焊接行程。车身立柱及导轨23固接在地面，焊接机器人滑动底座26位于车身立柱及导轨23上，X轴拖链27利用内六角圆柱头螺钉28固接于焊接机器人滑动底座26上，电机43和减速机44固联在焊接机器人滑动底座26的左端，撞块24通过内六角圆柱头螺钉25固定在焊接机器人滑动底座26左端侧面，与固定于车身立柱及导轨23左侧的接近开关52构成行程开关，用于检测焊接机器人滑动底座26的左极限位置，托架31通过内六角花形盘头螺钉32固定于焊接机器人滑动底座26右端，走线盒29位于托架31的左端，线槽30位于托架31内，用于安放电缆线。
本设备的工作流程如下：车身送至加工工位并通过夹具系统固定—右侧激光器焊接系统接通—右侧机器人对右侧焊缝进行扫描定位并校正—焊接头对焊缝进行焊接—右侧校正系统关闭—左侧激光器焊接系统接通——左侧机器人对左侧焊缝进行扫描定位并校正—左侧焊接头对焊缝进行焊接—焊接完成，等待下一次焊接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，其特征在于：所述焊接设备包括左保护气架，右保护气架，左机器人附件，右机器人附件，夹具夹持部分侧压块，夹具夹持部分上压块，左夹具及其支架，右夹具及其支架，左床身，底座支架，固定底板夹具以及右床身；
所述设备的夹具系统位于工作区域中心，以夹具系统的固定底板夹具为中心，其两侧分别放置有夹具系统的左夹具、右夹具及其支架，左右床身分别位于左右夹具支架外侧，在每一侧的床身上都设置有通过机器人另外设置的第七轴与之相连的机器人附件，机器人附件在第七轴上滑动以完成焊接头在不同工位的焊接工作，所述左、右保护气架安装在机器人的头部，其包括激光焊接头，自适应滚压轮单元，保护气装置，光纤接口，导丝嘴和保护镜。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，各床身上均设置有直线导轨，机器人第七轴和六轴焊接机器人，压力可调的自适应滚压轮单元设置在机器人的头部侧面。
3.根据权利要求2所述的车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，其中所述机器人第七轴位于床身直线导轨处，直线导轨长9米。
4.根据权利要求1或2所述的车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，所述自适应滚压轮单元由驱动部分，电气控制，直线轴，滚压轮安装支架，滚轮，碰撞传感器，安装支架组成。
5.根据权利要求1或2所述的车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，其中所述焊接头上带有焊丝导向跟踪系统。
6.根据权利要求1所述的车顶盖激光搭接填丝熔焊焊接设备，其中，所述夹具系统中的每个夹持部分与夹具支架连接处设有滑块机构，夹持部分由侧压块和上压块铰接而成，其中所述上压块可转动，其动作由气缸推进控制。
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