CN104070315B - 铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其包括：底板、控制装置及安装在底板上的前杆定位组件及侧杆定位组件；所述前杆定位组件包括有支撑平台、前杆基准面限位板、前杆基准面推压组件、前杆端面限位板及前杆端面推压组件及前杆顶面压紧组件；所述侧杆定位组件包括侧杆螺帽定位销组件及用于对侧杆上部进行夹紧的侧杆上部夹紧组件。本发明采用上述技术方案，利用气缸推顶或夹紧及限位结构的设置，实现针对铝制汽车保险杠的前杆与侧杆的焊接作精确定位，有效提高前杆与侧杆定位的效率和稳定性，提高产品质量。

Description

铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备

技术领域

本发明涉及一种焊接加工工装，具体涉及一种铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备。

背景技术

现有保险杠开始向铝制品方向发展，其中有一种铝制汽车保险杠防撞侧1结构见图1、2和3所示，其由前杆11、侧杆12及包角件13组成，其中前杆11与侧杆12成一夹角互相嵌接并通过焊接固定，而包角件13则包裹在前杆11与侧杆12连接的外角上，包角件13通过焊接与前杆11与侧杆12固定，而前杆11、侧杆12及包角件13的相互位置需要比较精确才能符合相关的设计要求，所述前杠11具有侧面111、端面112、顶面113及底面114，前杠的侧面有基准面A，包角件的侧面有基准面B，基准面A、B的位置关系需要严格控制，而且前杠11设有三个通孔115，侧杆12内有三个螺帽121需要与前杠三个通孔115一一对位，因此对前杆11、侧杆12及包角件13的定位准确要求很高。加工时，需要先对前杆11与侧杆12进行定位并焊接，组成主杆件10，然后再对主杆件10与包角件13进行定位焊接。现有铝制汽车保险杠防撞侧进行焊接加工时，采用人手根据经验和简单的辅助工具对前杆11、侧杆12进行定位，焊接然后在放上包角件12的定位焊接，但是这种工人经验和熟练程度来进行定位的方法工作效率低，且定位精确度不稳定，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供一种铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其针对铝制汽车保险杠的前杆与侧杆的焊接作精确定位，有效提高前杆与侧杆定位的效率和稳定性，提高产品质量。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其包括：底板、控制装置及安装在底板上的前杆定位组件及侧杆定位组件；

所述前杆定位组件包括有一用于放置前杆的支撑平台；所述支撑平台的前侧设有一用于对前杆基准面限位的前杆基准面限位板，且所述支撑平台的后侧设有对应前杆基准面限位板的前杆基准面推压组件；所述支撑平台的左侧设有一用于对前杆端面限位的前杆端面限位板，且所述支撑平台的左侧设有对应前杆端面限位板的前杆端面推压组件；所述支撑平台上方设有一用于下压前杆顶面的前杆顶面压紧组件；

所述侧杆定位组件包括侧杆螺帽定位销组件及用于对侧杆上部进行夹紧的侧杆上部夹紧组件；所述侧杆螺帽定位销组件设于支撑平台的左侧下方，其包括有用于对前杆的通孔与侧杆的螺帽定位的伸缩定位销及与伸缩定位销连接的定位销气缸；所述侧杆上部夹紧组件设于支撑平台左侧的底板上。

具体地，所述前杆基准面推压组件包括：

前杆基准面推压支架，其固定在底板上；

前杆基准面推压气缸，其安装在前杆基准面推压支架；

前杆基准面推压板，其安装在前杆基准面推压气缸的活塞杆上。

具体地，所述前杆端面推压组件包括：

前杆端面推压支架，其固定在底板上；

前杆端面推压气缸，其安装在前杆端面推压支架；

前杆端面推压板，其安装在前杆端面推压气缸的活塞杆上。

具体地，所前杆顶面压紧组件包括：

前杆顶面压紧支架，其固定底板上；

前杆顶面压紧气缸，其铰接安装在前杆顶面压紧支架的后端；

前杆顶面压紧横臂，其铰接安装在前杆顶面压紧支架的上部，且其后端与前杆顶面压紧气缸铰接，所述前杆顶面压紧横臂的前端为压紧端，其位于支撑平台的上方。

进一步具体，所述侧杆上部夹紧组件包括：

侧杆上部夹紧支架，其固定在支撑平台左侧的底板上；

夹角夹紧臂，其铰接在侧杆上部夹紧支架的上部，所述夹角夹紧臂的夹紧端为一与侧杆左上角形状相适配的夹紧部，所述夹紧部包括上部压紧板及左侧压紧板；

夹角夹紧气缸，其铰接在侧杆上部夹紧支架的下部，且其活塞杆与夹角夹紧臂铰接；

侧杆右侧面压紧臂，铰接在夹角夹紧臂的上部，其前端设有用于压紧侧杆右侧面的右侧压紧端；

侧杆右侧面压紧气缸，其铰接在夹角夹紧臂的上部且其活塞杆与侧杆右侧面压紧臂铰接。

所述伸缩定位销包括销主体及销头，所述销头的直径小于销主体直径；其中，所述销主体与前杆的通孔直径相适配，所述销头与侧杆的螺帽内孔直径相适配。

作为优选，所述控制装置与前杆定位组件及侧杆定位组件电连接，且其设有与外部设备实现信息互通的外部设备通讯接口。

进一步优选，本发明还包括一摇摆式旋转定位支架，该摇摆式旋转定位支架包括：

两侧立柱；

两侧摇摆支撑架，其设于两侧立柱之间，且两侧摇摆支撑架的转轴分别通过轴承安装在两侧立柱上，两侧摇摆支撑架之间安装底板。

旋转定位伺服电机，其与控制装置电连接，旋转定位伺服电机安装在其中一侧立柱上，且与安装在该立柱上的摇摆支撑架连接；

角度传感器，安装在任一侧摇摆支撑架的转轴上，且与控制装置电连接。

本发明采用上述技术方案，利用气缸推顶或夹紧及限位结构的设置，实现针对铝制汽车保险杠的前杆与侧杆的焊接作精确定位，有效提高前杆与侧杆定位的效率和稳定性，提高产品质量。

附图说明

图1为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧结构立体图。

图2为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧结构侧视图。

图3为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧结构仰视图。

图4为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备立体结构示意图。

图5为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备放置前杆、侧杆后的立体结构示意图。

图6为本发明所述铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备与外部设备焊接机械手配合的立体结构示意图。

图7为本发明所述电气控制原理框图。

以下通过附图和具体实施方式来对本发明作进一步说明：

具体实施方式

如图4至7所示，本发明所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，应用于铝制汽车保险杠防撞侧1焊接的第一步，即对前杆11和侧杆12进行定位，而第二步对前杆11和侧杆12焊接后的主杆件10与包角件13的定位则在另外的定位设备进行。

本发明所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，包括：底板2、控制装置3、前杆定位组件4、侧杆定位组件5及摇摆式旋转定位支架6。所述前杆定位组件4、侧杆定位组件5安装在底板2上，所述底板2安装在摇摆式旋转定位支架6上，具体结构如下：

所述前杆定位组件4包括有一用于放置前杆的支撑平台41；所述支撑平台41的前侧设有一用于对前杆基准面A限位的前杆基准面限位板42，且所述支撑平台41的后侧设有对应前杆基准面限位板42的前杆基准面推压组件43，通过前杆基准面推压组件43的推压作用以及前杆基准面限位板42的限位作用，可使前杆11的基准面A被前杆基准面限位板42精确限位，并使前杆11的前后方向被定位和固定；所述支撑平台41的左侧设有一用于对前杆端面112限位的前杆端面限位板44，且所述支撑平台41的左侧设有对应前杆端面限位板44的前杆端面推压组件45，通过前杆端面推压组件45的推压作用以及前杆端面限位板44的限位作用，可使前杆的端面112被前杆端面限位板44精确限位，并使前杆11的左右方向被定位和固定；所述支撑平台41上方设有一用于下压前杆顶面113的前杆顶面压紧组件46，通过前杆顶面压紧组件46的下压作用以及支撑平台61的支撑作用，可使前杆11上下方向被定位和固定。

其中：

所述前杆基准面推压组件43包括：前杆基准面推压支架431、前杆基准面推压气缸432及前杆基准面推压板433。所述前杆基准面推压支架431固定在底板2上；所述前杆基准面推压气缸432安装在前杆基准面推压支架431；所述前杆基准面推压板433安装在前杆基准面推压气缸432的活塞杆上，通过前杆基准面推压气缸432驱动前杆基准面推压板433，使前杆向前杆基准面限位板433移动并被压紧，从而实现前后方向定位并固定。

所述前杆端面推压组件45包括：前杆端面推压支架451、前杆端面推压气缸452及前杆端面推压板453。所述前杆端面推压支架451固定在底板2上；所述前杆端面推压气缸452安装在前杆端面推压支架451；所述前杆端面推压板453安装在前杆端面推压气缸452的活塞杆上，通过前杆端面推压气缸452驱动前杆端面推压板453，使前杆11向前杆端面限位板44移动并被压紧，从而实现左右方向的定位并固定。

所前杆顶面压紧组件46包括：前杆顶面压紧支架461、前杆顶面压紧气缸462及前杆顶面压紧横臂463。所述前杆顶面压紧支架461固定底板2上；所述前杆顶面压紧气缸462铰接安装在前杆顶面压紧支架461的后端；所述前杆顶面压紧横臂463铰接安装在前杆顶面压紧支架461的上部，且其后端与前杆顶面压紧气缸462铰接，所述前杆顶面压紧横臂463的前端为压紧端，其位于支撑平台41的上方。通过前杆顶面压紧气缸462的驱动作用，前杆顶面压紧横臂463从上而下压紧前杆11至支撑平台41上，从而实现上下方向的定位并固定。

进一步，所述侧杆定位组件5包括侧杆螺帽定位销组件51及用于对侧杆上部进行夹紧的侧杆上部夹紧组件52；所述侧杆螺帽定位销组件51设于支撑平台41的左侧下方，其包括有用于对前杆的通孔115与侧杆12的螺帽121定位的伸缩定位销511及与伸缩定位销连接的定位销气缸512，所述伸缩定位销511包括销主体5111及销头5112，所述销头5112的直径小于销主体5111直径；其中，所述销主体5111与前杆11的通孔115直径相适配，所述销头5112与侧杆的螺帽121内孔直径相适配。所述侧杆上部夹紧组件52设于支撑平台41左侧的底板2上。

进一步具体，所述侧杆上部夹紧组件52包括：侧杆上部夹紧支架521、夹角夹紧臂522、夹角夹紧气缸523、侧杆右侧面压紧臂524及侧杆右侧面压紧气缸525。

所述侧杆上部夹紧支架521固定在支撑平台41左侧的底板2上；所述夹角夹紧臂522，其铰接在侧杆上部夹紧支架521的上部，所述夹角夹紧臂522的夹紧端为一与侧杆左上角形状相适配的夹紧部，所述夹紧部包括上部压紧板5221及左侧压紧板5222；所述夹角夹紧气缸523铰接在侧杆上部夹紧支架521的下部，且其活塞杆与夹角夹紧臂522铰接。

所述侧杆右侧面压紧臂524铰接在夹角夹紧臂522的上部，其前端设有用于压紧侧杆12右侧面的右侧压紧端5241；所述侧杆右侧面压紧气缸525铰接在夹角夹紧臂522的上部且其活塞杆与侧杆右侧面压紧臂524铰接。

当侧杆12放置在前杆11上时，先通过定位销气缸驱动伸缩定位销511向上伸出然后放置侧杆12，使前杆11的通孔115与侧杆12的螺帽121实现同心对中定位，然后通过夹角夹紧气缸523驱动夹角夹紧臂522绕其铰接轴旋转，直到夹角夹紧臂522的夹紧部对侧杆12左上角进行夹角夹紧，最后通过侧杆右侧面压紧气缸525驱动侧杆右侧面压紧臂524转摆，使侧杆右侧面压紧臂524的右侧压紧端5241压紧在侧杆12右侧面。通过伸缩定位销511实现前杆11与侧杆12的定位，且通过侧杆上部夹紧组件52对侧杆12实施夹角夹紧及右侧面压紧，实现对侧杆12的多维度定位固定。

进一步，为了实现对底板2及安装在底板2上的所述组件进行多角度摇摆定位，本发明还包括以摇摆式旋转定位支架6，由于前杆11、侧杆12需要进行多个接触逢的焊接，焊缝角度多变，为了进一步扩展外部设备焊接机械手7的自动化焊接，使焊接机械手7焊接更方便和易操作，需要摇摆式旋转定位支架6对夹紧的前杆11、侧杆12进行多角度摇摆定位，该摇摆式旋转定位支架6包括：两侧立柱61、两侧摇摆支撑架62、旋转定位伺服电机63及角度传感器64。所述两侧摇摆支撑架62设于两侧立柱61之间，且两侧摇摆支撑架62的转轴分别通过轴承安装在两侧立柱61上，两侧摇摆支撑架62之间安装上述底板2。所述旋转定位伺服电机63与控制装置3电连接，旋转定位伺服电机63安装在其中一侧立柱61上，且与安装在该立柱上的摇摆支撑架62连接；所述角度传感器64，安装在任一侧摇摆支撑架62的转轴上，且与控制装置3电连接，角度传感器64用于对摇摆支撑架62的转动角度进行反馈，并通过反馈角度信息给控制装置3对旋转定位伺服电机63进行控制，实现摇摆支撑架62多角度转动及定位。

进一步，所述控制装置3与前杆定位组件4、侧杆定位组件5及摇摆式旋转定位支架6电连接，且其设有与外部设备实现信息互通的外部设备通讯接口31，外部设备通讯接口用于实现与焊接机械手7实现信息互通，从而实现协调工作。具体如图7所示，所述控制装置3分别与前杆基准面推压气缸432、前杆端面推压气缸452、前杆顶面压紧气缸462、定位销气缸512、夹角夹紧气缸523、侧杆右侧面压紧气缸525、旋转定位伺服电机63及角度传感器64电连接，且通过外部设备通讯接口31与焊接机械手7实现信息互通，从而实现各部件的协调工作。

以下通过具体应用原理来对本发明作进一步描述：

如图5所示，利用本发明所述设备对铝制汽车保险杠防撞侧的前杆11和侧杆12进行定位时，先通过操作工人把前杆11放置在支撑平台41上，然后通过前杆基准面推压气缸432驱动前杆基准面推压板433，使前杆11向前杆基准面限位板42移动并被压紧，从而实现前后方向定位并固定，接着通过前杆端面推压气缸452驱动前杆端面推压板453，使前杆11向前杆端面限位板453移动并被压紧，从而实现左右方向的定位并固定。然后，通过前杆顶面压紧气缸462的驱动作用，压紧横臂463从上而下压紧前杆至支撑平台41上，从而实现上下方向的定位并固定，通过上述对三个方向的定位固定最终把前杆11完全固定。然后伸缩定位销511升起，穿过前杆11的通孔115并伸出前杆顶面114，接着，通过操作工人把侧杆12通过螺帽121对准伸缩定位销511的销头5112放置在前杆11上，然后通过夹角夹紧气缸522驱动夹角夹紧臂522的夹紧部对侧杆12左上角进行夹角夹紧，最后通过侧杆右侧面压紧气缸525驱动侧杆右侧面压紧臂524把侧杆12右侧面压紧，最后实现侧杆12的全面定位固定。上述所有气缸完成夹紧动作后，控制装置3发出信号至焊接机械手7进行焊接，当焊接机械手7完成一处焊缝工作后，焊接机械手7停止焊接回缩并反馈信号给控制装置3，控制装置3根据预设参数发出控制信号至旋转定位伺服电机63进行转动工作，把底板2及上面所有组件及被定位固定的前杆11及侧杆12同步转动一定角度，当角度传感器64检测旋转角度达到预设值时，反馈信号给控制装置3，控制装置3发出控制信号至旋转定位伺服电机63执行停机定位，随后控制装置3发出执行信号至焊接机械手7进行一道焊缝焊接，如此类推，当所有焊缝焊接完成后，控制装置3控制旋转定位伺服电机63回复原位，并控制所有气缸解除夹紧动作。焊接完成后的前杆11与侧杆12组成主杆件10，然后主杆件被操作工人送至其他夹紧设备与包角件13进行第二步焊接工作。

本发明采用上述技术方案，利用气缸推顶或夹紧及限位结构的设置，实现针对铝制汽车保险杠的前杆与侧杆的焊接作精确定位，有效提高前杆与侧杆定位的效率和稳定性，提高产品质量。

Claims (8)

1.铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于包括：底板、控制装置及安装在底板上的前杆定位组件及侧杆定位组件；

所述前杆定位组件包括有一用于放置前杆的支撑平台；所述支撑平台的前侧设有一用于对前杆基准面限位的前杆基准面限位板，且所述支撑平台的后侧设有对应前杆基准面限位板的前杆基准面推压组件；所述支撑平台的左侧设有一用于对前杆端面限位的前杆端面限位板，且所述支撑平台的左侧设有对应前杆端面限位板的前杆端面推压组件；所述支撑平台上方设有一用于下压前杆顶面的前杆顶面压紧组件；

所述侧杆定位组件包括侧杆螺帽定位销组件及用于对侧杆上部进行夹紧的侧杆上部夹紧组件；所述侧杆螺帽定位销组件设于支撑平台的左侧下方，其包括有用于对前杆的通孔与侧杆的螺帽定位的伸缩定位销及与伸缩定位销连接的定位销气缸；所述侧杆上部夹紧组件设于支撑平台左侧的底板上。

2.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所述前杆基准面推压组件包括：

前杆基准面推压支架，其固定在底板上；

前杆基准面推压气缸，其安装在前杆基准面推压支架；

前杆基准面推压板，其安装在前杆基准面推压气缸的活塞杆上。

3.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所述前杆端面推压组件包括：

前杆端面推压支架，其固定在底板上；

前杆端面推压气缸，其安装在前杆端面推压支架；

前杆端面推压板，其安装在前杆端面推压气缸的活塞杆上。

4.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所前杆顶面压紧组件包括：

前杆顶面压紧支架，其固定底板上；

前杆顶面压紧气缸，其铰接安装在前杆顶面压紧支架的后端；

前杆顶面压紧横臂，其铰接安装在前杆顶面压紧支架的上部，且其后端与前杆顶面压紧气缸铰接，所述前杆顶面压紧横臂的前端为压紧端，其位于支撑平台的上方。

5.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所述侧杆上部夹紧组件包括：

侧杆上部夹紧支架，其固定在支撑平台左侧的底板上；

夹角夹紧臂，其铰接在侧杆上部夹紧支架的上部，所述夹角夹紧臂的夹紧端为一与侧杆左上角形状相适配的夹紧部，所述夹紧部包括上部压紧板及左侧压紧板；

夹角夹紧气缸，其铰接在侧杆上部夹紧支架的下部，且其活塞杆与夹角夹紧臂铰接；

侧杆右侧面压紧臂，铰接在夹角夹紧臂的上部，其前端设有用于压紧侧杆右侧面的右侧压紧端；

侧杆右侧面压紧气缸，其铰接在夹角夹紧臂的上部且其活塞杆与侧杆右侧面压紧臂铰接。

6.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所述伸缩定位销包括销主体及销头，所述销头的直径小于销主体直径；其中，所述销主体与前杆的通孔直径相适配，所述销头与侧杆的螺帽内孔直径相适配。

7.根据权利要求1所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：所述控制装置与前杆定位组件及侧杆定位组件电连接，且其设有与外部设备实现信息互通的外部设备通讯接口。

8.根据权利要求7所述的铝制汽车保险杠防撞侧焊接加工工装设备，其特征在于：还包括一摇摆式旋转定位支架，该摇摆式旋转定位支架包括：

两侧立柱；

两侧摇摆支撑架，其设于两侧立柱之间，且两侧摇摆支撑架的转轴分别通过轴承安装在两侧立柱上，两侧摇摆支撑架之间安装底板；

旋转定位伺服电机，其与控制装置电连接，旋转定位伺服电机安装在其中一侧立柱上，且与安装在该立柱上的摇摆支撑架连接；

角度传感器，安装在任一侧摇摆支撑架的转轴上，且与控制装置电连接。