CN103962776A - 一种焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接工装，包括底座、基准件、夹紧机构组和翻转夹紧机构，基准件具有与蒙皮外表面相适配的基准面并铰接于底座，通过至少两组相适配的定位销轴和定位销孔可将蒙皮连接于基准面，定位销轴和定位销孔一者设置于基准件，另一者设置于蒙皮；夹紧机构组用于将蒙皮夹紧于基准件；翻转夹紧机构，用于驱动基准件相对于底座转动，并将固定有蒙皮的基准件夹紧于骨架，以便蒙皮和骨架的对应焊接面相贴合。通过“两销一面”定位方式，以基准件作为骨架的参考系，检验蒙皮与基准件X、Z和Y方向装配尺寸，判断两者间定位精度是否符合焊接工艺要求，若符合再翻转基准件以使蒙皮与骨架的对应焊接位置相贴合，从而提高了焊接定位精度、定位效率和焊接质量。

Description

一种焊接工装

技术领域

本发明涉及汽车蒙皮和骨架焊接工艺的定位工装技术领域，特别涉及一种焊接工装，主要适用于汽车左、右侧蒙皮与骨架焊接工艺。

背景技术

客车车身包括骨架、顶部蒙皮、前、后围蒙皮和左、右侧蒙皮，装配过程中将各个蒙皮焊接于骨架的相应位置上，本文主要涉及左、右侧蒙皮与骨架的焊接工艺中所使用的焊接工装。

目前，在左、右侧蒙皮与骨架焊接工艺中普遍完全人工定位，即首先人工将蒙皮划线定位，再手扶零件夹紧或用大力钳夹紧零件后焊接。

显然，上述焊接定位方式固定资产投入小，但产品定位精度低、定位效率低以及焊接质量差，因此存在焊接后返工的问题。此外，操作者劳动强度大并需要具备高超的操作技能。

有鉴于此，如何高效且精准的完成左、侧蒙皮与骨架的焊接工艺，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的核心目的在于，提高一种焊接工装，以高效、精准的完成左、右侧蒙皮与骨架的焊接工艺。

为了达到以上目的，本发明提供了一种焊接工装，主要适用于汽车左、右侧蒙皮与骨架的焊接，包括：

底座；

基准件，具有与所述蒙皮外表面相适配的基准面并铰接于所述底座；

至少两组相适配定位销轴和定位销孔，用于将所述蒙皮连接所述基准面，所述定位销轴和所述定位销孔中一者设置于所述基准件，另一者设置于所述蒙皮；

夹紧机构组，用于将所述蒙皮压紧于所述基准件；

翻转夹紧机构，用于驱动所述基准件相对于所述底座转动，并将固定有所述蒙皮的所述基准件夹紧于与所述骨架，以便所述蒙皮和所述骨架的对应焊接面相贴合。

优选地，所述基准件包括上边框、下边框、两个侧边框和横梁，所述基准件通过两个所述侧边框与所述底座铰接，所述横梁可于所述蒙皮的腰线相贴合。

优选地，所述横梁固定有腰线定位块，所述横梁通过所述腰线定位块与所述蒙皮贴合，所述腰线定位块由高分子材料制成。

优选地，所述夹紧机构组包括至少两个第一夹紧机构和至少两个第二夹紧机构，两个所述第一夹紧机构具有间隔地设置，并用于将所述蒙皮的下端部夹紧于所述基准件，两个所述第二夹紧机构具有间隔地设置，并用于将所述蒙皮的上端部夹紧于所述基准件。

优选地，所述第一夹紧机构包括第一伸缩缸、第二伸缩缸、第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一伸缩缸的缸体铰接于所述下边框，所述第一连杆与所述第一伸缩缸的活塞杆、所述下边框和所述第二连杆铰接，所述第二连杆与所述下边框和所述第三连杆铰接、与所述第二伸缩缸的缸体固定连接，所述第三连杆与所述第二伸缩缸的活塞杆铰接，并具有用于将所述蒙皮夹紧于所述骨架的夹紧头；

所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的活塞杆伸出，所述第一夹紧机构通过所述夹紧头将所述蒙皮夹紧于所述基准件；所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的活塞杆缩回，所述夹紧头沿远离于所述基准件方向移动。

优选地，所述第二夹紧机构包括第三伸缩缸、第四连杆和第五连杆，所述第三伸缩缸的缸体与所述上边框固定连接，所述第三连杆的上端与所述第三伸缩缸的活塞杆铰接、其中部与所述第五连杆的一端铰接、其下端具有用于将所述蒙皮夹紧于所述基准件的夹紧头，所述第五连杆与所述上边框铰接。

优选地，所述翻转夹紧机构包括两个翻转机构和至少两个第三夹紧机构，两个所述第三夹紧机构具有间隔地设置，并用于将固定有所述蒙皮的所述基准件的上端部夹紧于所述骨架；两个所述翻转机构用于分别驱动两个所述侧边框相对于所述底座转动，并可将固定有所述蒙皮的所述基准件的下端部夹紧于所述骨架。

优选地，所述第三夹紧机构包括第四伸缩缸、第六连杆和第七连杆，所述第四伸缩缸的缸体与所述上边框固定连接，所述第六连杆的上端与所述第四伸缩缸的活塞杆铰接、其中部与所述第七连杆的一端铰接、其下端具有用于将固定有所述蒙皮的所述基准件夹紧于所述骨架的夹紧头，所述第七连杆与所述上边框铰接。

优选地，所述翻转机构包括第五伸缩缸，所述第五伸缩缸的活塞杆与所述侧边框铰接、其缸体与所述底座铰接。

优选地，所述定位销具体为伸缩定位销，所述伸缩定位销包括固定段和可伸缩段，所述定位销通过所述固定段固定连接于所述基准件，通过所述可伸缩段与所述定位销孔配合。

本发明所提供的焊接工装，主要适用于汽车左、右侧蒙皮与骨架的焊接工艺，包括底座、与骨架结构相适配的基准件、夹紧机构组和翻转夹紧机构。其中，基准件铰接于底座，蒙皮可通过至少两组相适配的定位销轴和定位销孔连接于基准件，定位销轴和定位销孔一者设置于基准件，另一者设置于蒙皮；夹紧机构组用于将蒙皮夹紧于基准件；翻转夹紧机构，用于驱动基准件相对于底座转动，并将固定有蒙皮的基准件夹紧于骨架，以便蒙皮和骨架的对应焊接面相贴合。

上述焊接工装通过“两销一面”定位方式，以基准件作为骨架的参考系，焊接准备过程中，首先将蒙皮固定于基准件再通过检验蒙皮与基准件X、Z和Y方向装配尺寸，来判断两者间定位精度是否符合工艺要求，若符合再翻转基准件以使蒙皮与骨架的对应焊接位置相贴合，可一次性完成焊接工艺，避免了因人工定位而返工的问题，从而可提高定位精度、定位效率和焊接质量。

附图说明

图1示出了本发明所提供的焊接工装的具体实施方式的结构示意图；

图2示出了图1中所示焊接工装的第一夹紧机构的工作状态示意图；

图3示出了图2中所示第一夹紧机构的工作原理示意图；

图4示出了图1中所示焊接工装的第二夹紧机构的工作原理示意图；

图5示出了图1中所示焊接工装的第三夹紧机构的工作原理示意图。

图1至5中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：

1底座、2基准件、21上边框、22下边框、23侧边框、24横梁、31第一夹紧机构、311第一伸缩缸、312第二伸缩缸、313第一连杆、314第二连杆、315第三栏杆、32第二夹紧机构、321第三伸缩缸、322第四栏杆、323第五栏杆、41翻转机构、411第五伸缩缸、42第三夹紧机构、421第四伸缩缸、422第六栏杆、423第七连杆、5腰线定位块、6骨架、7蒙皮。

具体实施方式

本发明的核心在于，提供一种焊接定位工装，主要适用于汽车左右侧蒙皮与车身骨架的焊接工艺，以提高焊接定位精度、定位效率和焊接质量。

现结合说明书附图，来说明本发明所提供的焊接工装的具体结构及其工作原理。需要说明的，本文中所涉及的方位词“上”和“下”是以说明书附图为基准来设定的，而“外”是指蒙皮上背向车体侧。可以理解，上述方位词的出现并不限定本发明的保护范围。

请参见图1，该图示出了本发明所提供的焊接工装的具体实施方式的结构示意图。

如图1所示，本方案所提供的焊接工装，包括底座1、基准件2、夹紧机构组和翻转夹紧机构。其中，基准件2具有与蒙皮7的外表面相适配的基准面并铰接于底座1，至少两组相适配的定位销轴和定位销孔用于将蒙皮7连接于基准件2的基准面上，其中定位销轴固定于基准件2，定位销孔开设于蒙皮7；夹紧机构组用于将蒙皮7夹紧于基准件2；翻转夹紧机构，用于驱动基准件2相对于底座1转动，并将固定有蒙皮7的基准件2夹紧于骨架6，以便蒙皮7和骨架6的对应焊接面相贴合。

上述焊接定位工装通过“两销一面”定位方式，以基准件2作为骨架6的参考系，焊接准备过程中，首先将蒙皮7固定于基准件2上再通过检验蒙皮7与基准件2沿X、Z和Y方向的装配尺寸，来判断两者间的定位尺寸是否符合焊接工艺要求，若符合要求再翻转基准件2以使蒙皮7与骨架6的对应焊接位置相贴合，可一次性精准的完成焊接工艺，避免了因定位精度差而返工的问题，从而提高了焊接定位精度、定位效率和焊接质量。

需要说明的是，本方案中的定位销轴固定于基准件2，定位销孔开设于蒙皮7，可以理解，在满足限定蒙皮7相对于基准件2沿X和Z方向上的移动自由度和绕X和Z的转动自由度功能、加工及装配工艺要求的基础上，该定位销轴和定位销孔亦可反向设置，即定位销轴固定于蒙皮7，定位销孔开设于基准件2。

此外，所述定位销轴具体为伸缩定位销，伸缩定位销包括固定段和可伸缩段，定位销通过固定段固定连接于上边框21，通过可伸缩段与定位销孔配合。本方案采用伸缩销即可精准定位零件，又避免了在骨架6上加工销轴避让孔，从而简化了骨架6加工工艺。可以理解，在满足限定蒙皮7相对于基准件2沿X和Z方向上的移动自由度和绕X和Z的转动自由度功能、加工及装配工艺要求的基础上，定位销轴亦可采用普通销轴。

另外，本方案中定位销孔开设于蒙皮7的涂胶边上，而车辆整体装配完成后该定位销孔可被车窗遮挡，从而无需在焊接工艺完成后增加工艺，以封堵定位销孔，从而可进一步的提高车辆整体的装配效率。当然，在满足限定蒙皮7相对于基准件2沿X和Z方向上的移动自由度和绕X和Z的转动自由度功能、加工及装配工艺要求的基础上，该定位销孔亦可设于蒙皮7的其他位置。

基准件2接下来，结合图1至图5，来分别说明上述焊接工装中各个组件的具体结构。其中，图2示出了图1中所示焊接工装的第一夹紧机构的工作状态示意图，图3示出了图2中所示第一夹紧机构的工作原理示意图，图4示出了图1中所示焊接工装的第二夹紧机构的工作原理示意图，图5示出了图1中所示焊接工装的第三夹紧机构的工作原理示意图。

其中，如图1所示，基准件2包括上边框21、下边框22、两个侧边框23和横梁24，基准件2通过两个侧边框23与底座1铰接，横梁24可与蒙皮7的腰线相贴合。

可以理解，本方案的基准件2采用框架式结构，具有重量轻、造价低等特点，并可使操作者实时监测蒙皮7与基准件2的定位精度。当然，在满足作为骨架6与蒙皮7焊接定位参考系功能、加工及装配工艺要求的基础上，该基准件2亦可采用其他结构。

需要说明的是，横梁24还固定有腰线定位块5，腰线定位块5由聚氨酯等高分子材料制成。显然，本方案通过限定腰线定位块5的材质，可避免定位过程中腰线定位块划伤蒙皮。

如图1所示，第一夹紧机构31组包括至少两个第一夹紧机构31和至少两个第二夹紧机构32，两个第一夹紧机构31具有间隔地设置，并用于将蒙皮7下端部夹紧于基准件2；两个第二夹紧机构32具有间隔地设置，并用于将蒙皮7上端部夹紧于基准件2。

具体地，如图3所示，第一夹紧机构31包括第一伸缩缸311、第二伸缩缸312、第一连杆313、第二连杆314和第三连杆315连杆，其中，第一伸缩缸311铰接于下边框22，第一连杆313与第一伸缩缸311的活塞杆、下边框22和第二连杆314铰接，第二连杆314与下边框22和第三连杆315铰接、与第二伸缩缸312的缸体固定连接，第三连杆315与第二伸缩缸312的活塞杆铰接，并具有用于将蒙皮7夹紧于骨架6的夹紧头。为了便于理解第一夹紧机构31的具体结构，请一并参见图2。

现结合附图3来分别说明其夹紧或开启工作过程：

夹紧过程：第一伸缩缸311的活塞杆伸出→第一连杆313顺时针转→第二连杆314带动第二伸缩缸312顺时针转动→第二伸缩缸312的活塞杆伸出→第三连杆315顺时针转→夹紧头将蒙皮7夹紧于基准件2。

开启过程：第二伸缩缸312的活塞杆缩缩回→第三连杆315逆时针转(松开零件)→第一伸缩缸311的活塞杆缩回→第一连杆313逆时针转→第二连杆314带动第二伸缩缸312逆时针转→整个夹紧机构成功避让零件，以使基准件2可以顺利翻转退出。

如图4所示，第二夹紧机构32包括第三伸缩缸321、第四连杆322和第五连杆323，其中，第三伸缩缸321的缸体与上边框21固定连接，第四连杆322的上端与第三伸缩缸321的活塞杆铰接、其中部与第五连杆323的一端铰接、其下端具有用于将蒙皮7夹紧于基准件2的夹紧头，第五连杆323与上边框21铰接。

如图1所示，翻转夹紧机构包括两个翻转机构41和至少两个第三夹紧机构42，其中，两个第三夹紧机构42具有间隔地设置，并用于将固定有蒙皮7的基准件2的上端部夹紧于骨架6；两个翻转机构41用于分别驱动两个侧边框23相对于底座1转动，并将固定有蒙皮7的基准件2的下端部夹紧于骨架6。

具体地，如图5所示，第三夹紧机构42包括第四伸缩缸421、第六连杆422和第七连杆423，其中，第四伸缩缸421的缸体与上边框21固定连接，第六连杆422的上端与第四伸缩缸421的活塞杆铰接、其中部与第七连杆423的一端铰接、其下端具有用于将固定有蒙皮7的基准件2夹紧于骨架6的夹紧头，第七连杆423与上边框21铰接。

翻转机构41包括第五伸缩缸411，第五伸缩缸411的活塞杆与侧边框23铰接、其缸体与底座1铰接。

需要说明的是，本方案中各个夹紧机构采用连杆机构和伸缩缸相结合方式，若采用压缩气体作为动力元件的介质，具有夹紧动作迅速，夹紧力稳定并可调节，结构简单，操作方便，不污染环境及有利于实现程序控制操作等特点；若采用压力油液作为动力介质则具有工作平稳，夹紧力大，有较好的过载能力等特点，两种方案均可降低操作者的劳动强度，减小了人为因素对定位精度的影响。可以理解，在满足各自相应功能、加工及装配工艺要求的基础上也可以采用其他结构，例如：楔形夹紧器、螺旋夹紧器、偏心轮夹紧器、磁力夹紧器或杠杆夹紧器等等。

此外，需要说明的是，本方案中的各个夹紧机构的数量均为两个，以在保证被夹紧件间定位可靠性基础上，尽可能的简化工装的整体结构、降低其制造成本。当然，在满足被夹紧件间定位可靠性及装配工艺要求的基础上，其数量亦可为其他数值。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接工装，主要适用于汽车左、右侧蒙皮(7)与骨架(6)的焊接工艺，其特征在于，包括：

底座(1)；

基准件(2)，具有与所述蒙皮(7)的外表面相适配的基准面，并铰接于所述底座(1)；

至少两组相适配的定位销轴和定位销孔，用于将所述蒙皮(7)连接于所述基准面，所述定位销轴和所述定位销孔中一者设置于所述基准件(2)，另一者设置于所述蒙皮(7)；

夹紧机构组，用于将所述蒙皮(7)夹紧于所述基准件(2)；

翻转夹紧机构，用于驱动所述基准件(2)相对于所述底座(1)转动，并将固定有所述蒙皮(7)的所述基准件(2)夹紧于与所述骨架(6)，以便所述蒙皮(7)和所述骨架(6)的对应焊接面相贴合。

2.如权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述基准件(2)包括上边框(21)、下边框(22)、两个侧边框(23)和横梁(24)，所述基准件(2)通过两个所述侧边框(23)与所述底座(1)铰接，所述横梁(24)可于所述蒙皮(7)的腰线相贴合。

3.如权利要求2所述的焊接工装，其特征在于，所述横梁固定有腰线定位块(5)，所述横梁(24)通过所述腰线定位块(5)与所述蒙皮(7)贴合，所述腰线定位块(5)由高分子材料制成。

4.如权利要求2或3任一项所述的焊接工装，其特征在于，所述夹紧机构组包括至少两个第一夹紧机构(31)和至少两个第二夹紧机构(32)，两个所述第一夹紧机构(31)具有间隔地设置，并用于将所述蒙皮(7)的下端部夹紧于所述基准件(2)，两个所述第二夹紧机构(32)具有间隔地设置，并用于将所述蒙皮(7)的上端部夹紧于所述基准件(2)。

5.如权利要求4所述的焊接工装，其特征在于，所述第一夹紧机构(31)包第一伸缩缸(311)、第二伸缩缸(312)、第一连杆(313)、第二连杆(314)和第三连杆(315)，所述第一伸缩缸(311)的缸体铰接于所述下边框(22)，所述第一连杆(313)与所述第一伸缩缸(311)的活塞杆、所述下边框(22)和所述第二连杆(314)铰接，所述第二连杆(314)与所述下边框(22)和所述第三连杆(315)铰接、与所述第二伸缩缸(312)的缸体固定连接，所述第三连杆(315)与所述第二伸缩缸(312)的活塞杆铰接，并具有用于将所述蒙皮(7)夹紧于所述骨架(6)的夹紧头；

所述第一伸缩缸(311)和所述第二伸缩缸(312)的活塞杆伸出，所述第一夹紧机构(31)通过所述夹紧头将所述蒙皮(7)夹紧于所述基准件(2)；所述第一伸缩缸(311)和所述第二伸缩缸(312)的活塞杆缩回，所述夹紧头沿远离于所述基准件(2)方向移动。

6.如权利要求4所述的焊接工装，其特征在于，所述第二夹紧机构(32)包括第三伸缩缸(321)、第四连杆(322)和第五连杆(323)，所述第三伸缩缸(321)的缸体与所述上边框(21)固定连接，所述第三连杆(315)的上端与所述第三伸缩缸(321)的活塞杆铰接、其中部与所述第五连杆(323)的一端铰接、其下端具有用于将所述蒙皮(7)夹紧于所述基准件(2)的夹紧头，所述第五连杆(323)与所述上边框(21)铰接。

7.如权利要求2或3任一项所述的焊接工装，其特征在于，所述翻转夹紧机构包括两个翻转机构(41)和至少两个第三夹紧机构(42)，两个所述第三夹紧机构(42)具有间隔地设置，并用于将固定有所述蒙皮(7)的所述基准件(2)的上端部夹紧于所述骨架(6)；两个所述翻转机构(41)用于分别驱动两个所述侧边框(23)相对于所述底座(1)转动，并可将固定有所述蒙皮(7)的所述基准件(2)的下端部夹紧于所述骨架(6)。

8.如权利要求7所述的焊接工装，其特征在于，所述第三夹紧机构(42)包括第四伸缩缸(421)、第六连杆(422)和第七连杆(423)，所述第四伸缩缸(421)的缸体与所述上边框(21)固定连接，所述第六连杆(422)的上端与所述第四伸缩缸(421)的活塞杆铰接、其中部与所述第七连杆(423)的一端铰接、其下端具有用于将固定有所述蒙皮(7)的所述基准件(2)夹紧于所述骨架(6)的夹紧头，所述第七连杆(423)与所述上边框(21)铰接。

9.如权利要求7所述的焊接工装，其特征在于，所述翻转机构包括第五伸缩缸(411)，所述第五伸缩缸(411)的活塞杆与所述侧边框(23)铰接、其缸体与所述底座(1)铰接。

10.如权利要求2或3任一项所述的焊接工装，其特征在于，所述定位销具体为伸缩定位销，所述伸缩定位销包括固定段和可伸缩段，所述定位销通过所述固定段固定连接于所述基准件(2)，通过所述可伸缩段与所述定位销孔配合。