CN104959754B - 汽车桥壳放油螺塞座焊接装置 - Google Patents

汽车桥壳放油螺塞座焊接装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，包括底座以及安装在底座上的焊接支座和定位安装座，所述定位安装座上安装有桥壳支撑机构和工件定位机构，所述焊接支座上安装有旋转驱动机构、主轴和上下推进机构，该主轴下端安装有压紧机构以及焊枪，所述压紧机构和焊枪位于工件定位机构上方，所述上下推进机构驱动焊枪和压紧机构上下运动，所述旋转驱动机构驱动焊枪转动。本发明装夹、拆卸方便，能够实现工件的快速装夹和焊接。通过调整桥壳支撑机构与穿销的配合位置，能改变桥壳安装时的倾斜角度和位置，能适应多种规格的产品。通过夹持机构能够根据需求调整焊枪的角度。生产效率显著提高，人劳动强度大大降低。

Description

汽车桥壳放油螺塞座焊接装置
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种汽车桥壳放油螺塞座焊接装置。
背景技术
汽车后桥桥壳焊接线上有多个规格的焊接桥壳，每根桥壳上需要进行桥壳放油螺塞座的焊接，由于桥壳壳体较长且形状不规则，加油螺塞座焊接一直采用人工装夹，人工焊接方法，人工焊接存在以下问题：
泄漏率高：放油螺塞座焊缝泄漏占桥壳工序泄漏量的30％左右；焊缝质量差：放油螺塞座焊缝泄漏的焊接缺陷分布情况来看，未熔合/单边缺陷占全部发生问题比例的98.5％，是造成放油螺塞座焊缝泄漏的主要原因。焊缝熔合率低：人工焊接焊缝偏离焊道，焊缝熔合率低且有两个搭接头是造成焊缝泄漏的主要原因。外观质量差：人焊接由两个180度焊缝组成环形焊缝组成的焊缝脚高很不均匀，而且飞溅大。
生产效率低：放油螺塞座必须先拧上螺塞防尘盖以防止焊接飞溅进入螺塞座的螺纹和装配平面，焊接完成后再拧下，属无效劳动；为保证焊接质量需要作业者先将螺塞座点焊固定，再进行整圈焊接。单件作业需耗时较长，无效劳动时间较多。
作业条件简陋，工人劳动强度大。在简易工装上进行焊接，工件的尖角很容易划伤作业者；而且易滑落伤人。人工焊接必须先焊接180度后再到另外一面焊接余下的180度，劳动强度很大。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，便于装夹和焊接，降低人工劳动强度，提高焊接效率。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，包括底座以及安装在底座上的焊接支座和定位安装座，所述定位安装座上安装有桥壳支撑机构和工件定位机构，所述焊接支座上安装有旋转驱动机构、主轴和上下推进机构，该主轴下端安装有压紧机构以及焊枪，所述压紧机构和焊枪位于工件定位机构上方，所述上下推进机构驱动焊枪和压紧机构上下运动，所述旋转驱动机构驱动焊枪转动。
采用上述结构，通过桥壳支撑机构和工件定位机构对桥壳进行支撑定位后，将放油螺塞座放置在工件定位机构上，并通过上下推进机构带动压紧机构将焊接工件压紧，然后通过旋转驱动机构带动焊枪绕焊接部旋转，完成一圈的焊接。该结构便于装夹定位，采用机械化装夹和焊接降低人工劳动强度，提高焊接效率，且焊缝成型外观质量和焊接强度明显高于手工焊接。
作为优选：所述焊接支座上安装有支撑座，所述主轴竖直穿设在支撑座上，上下推进机构和旋转驱动机构安装支撑座上，旋转驱动机构通过变速机构驱动主轴转动，所述上下推进机构通过连接臂与主轴连接，且所述主轴能相对于连接臂转动。
作为优选：所述支撑座内还设置有主轴套，该主轴套外套在主轴上，并与变速机构传动配合，所述主轴外壁沿轴向设置有导向键，主轴套内壁上设置有与导向键配合的导向槽，该主轴与主轴套通过导向槽和导向键相对上下移动和同步转动。
主轴套设置一方面实现对主轴转动的驱动，另一方面便于主轴在主轴套内上运动，使得主轴的转动和上下动作之间相互不干涉。
作为优选：所述定位安装座呈长方体结构，在定位安装座的上面和侧面分别架设有一根穿销，两根穿销平行且呈高低分布，所述桥壳支撑机构包括支撑板以及连接在支撑板两侧的侧板，所述侧板两端分别开设有多个销孔，所述侧板两端通过销孔架设在穿销上，使支撑结构呈倾斜状。
作为优选：所述工件定位机构安装在安装座上面，所述支撑板中部开设有过孔，所述工件定位机构从过孔中穿出，所述支撑板两端的上表面安装有支撑垫板，支撑板较低的一端设置有顶压机构。
作为优选：所述顶压机构包括支撑块、顶块和螺杆，所述支撑块固定在支撑板较低的一端，所述螺杆一端穿过支撑块与顶块连接，螺杆另一端连接把手；所述定位安装座的上面和侧面分别安装有一对支座，支座上开设有穿孔，所述穿销穿设在对应的穿孔内。通过顶块顶住桥壳下端，桥壳上部由压紧机构压紧，顶块、支撑板以及压紧机构三者配合将桥壳和螺塞座压紧固定。
作为优选：所述焊枪通过夹持机构与主轴连接，所述夹持机构包括支撑臂、安装块、调整块和压块，所述支撑臂安装在主轴上，安装块和调整块抱在支撑臂上通过紧固件锁紧，焊枪倾斜地安装在安装块上，并通过压块锁紧，该焊枪与压块之间设置有绝缘套。
作为优选：所述调整块上开设有两个连接孔，其中一个连接孔为弧形孔，两个螺栓穿过两个连接孔与安装块连接，安装块和调整块将支撑臂夹在中间。通过与弧形孔连接位置的变化，可以调节焊枪的角度。
作为优选：所述工件定位机构包括定位座、导套和定位销，所述定位座安装在定位安装座上，导套下端安装在定位座上，导套内设置有导柱，在导柱与定位座之间设置有弹簧，定位座上设置有防止导柱向上滑出的限位机构，所述定位销安装在导柱上端，导柱上端安装有防尘盖，所述定位销从防尘盖中穿出。
形成浮动定位销结构，在压紧时实现缓冲，避免压伤工件，且能保证工件实时顶紧。
作为优选：所述压紧机构包括压紧套和压紧头，所述压紧套通过轴承转动安装在主轴下端，所述压紧头与压紧套下端连接，该压紧头下端开设有销孔，压紧头下端面凸出一圈定位凸台。
作为优选：所述焊接支座上端安装有支架，支架上设置有吊环，所述焊枪的把线穿过吊环与焊枪连接。
如上所述，本发明的有益效果是：本发明装夹、拆卸方便，能够实现工件的快速装夹和焊接。通过调整桥壳支撑机构与穿销的配合位置，能改变桥壳安装时的倾斜角度和位置，能适应多种规格的产品。通过夹持机构能够根据需求调整焊枪的角度。该装置压紧、焊接一气呵成，满圈焊缝一次性完成；取消了螺塞防尘盖拧上旋下等无效作业；生产效率显著提高。作业条件明显改善，且焊缝成型外观质量和焊接强度明显高于手工焊接；工人劳动强度大大降低。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中主轴与上下推进机构和旋转驱动机构配合的结构示意图；
图3为本发明实施例中工件定位机构的结构示意图；
图4为本发明实施例中夹持机构与焊枪的安装关系图；
图5为本发明实施例中定位安装座的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明实施例中桥壳支撑机构的结构示意图；
图8为图7的俯视图。
零件标号说明
11 底座
12 焊接支座
13 支架
14 支撑座
15 定位安装座
16 穿孔
17 支座
18 穿销
2 旋转驱动机构
21 变速机构
31 主轴
32 导向键
33 主轴套
41 上下推进机构
42 连接臂
5 夹持机构
51 焊枪
52 支撑臂
53 调整块
54 安装块
55 压块
56 绝缘胶木套
57 连接孔
6 压紧机构
61 压紧头
62 压紧套
63 挡块
7 工件定位机构
71 定位座
72 垫板
73 导柱
74 导套
75 弹簧
76 防尘盖
77 定位销
79 螺栓
8 桥壳支撑机构
81 支撑板
82 侧板
83 销孔
84 支撑块
85 螺杆
86 顶块
87 把手
88 支撑垫板
9 桥壳
10 放油螺塞座
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1所示，本发明提供一种汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，包括底座11以及安装在底座11上的焊接支座12和定位安装座15，定位安装座15上安装有桥壳支撑机构8和工件定位机构7，焊接支座12上安装有旋转驱动机构2、主轴31和上下推进机构41，该主轴31下端安装有压紧机构6以及焊枪51，压紧机构6和焊枪51位于工件定位机构7上方，上下推进机构41驱动焊枪51和压紧机构6上下运动，旋转驱动机构2驱动焊枪51转动。
如图1和图2所示，进一步的方案是，焊接支座12包括安装在底座11上的竖向支座，以及与竖向支座上端固定的横向支座，横向支座悬于定位安装座15上方，横向支座上安装有支撑座14，上下推进机构41和旋转驱动机构2安装支撑座14上，所述支撑座14内还设置有主轴套33，主轴31安装在主轴套33内，主轴套33穿设在支撑座14内，并通过轴承与支撑座14连接，主轴套33上下两端设置有限位凸台，使得主轴套33能在支撑座14内转动而不做上下运动，旋转驱动机构2通过变速机构21与主轴套33传动配合，本例中旋转驱动机构2为电机，变速机构21为相互啮合的传动齿轮，其中一个齿轮套设在主轴套33上部，与其键槽配合。
所述主轴31外壁沿轴向设置有导向键32，主轴套33内壁上设置有与导向键32配合的导向槽，该主轴31与主轴套33通过导向槽和导向键32相对上下移动和同步转动，导向键32通过螺钉固定在主轴31开设的键槽内，且主轴31和导向键32的长度长于主轴套33，使主轴31能够在转动的过程中上下移动，而不会产生干涉。
上下推进机构41通过连接臂42与主轴31连接，本例中上下推进机构41为气缸或液压缸，连接臂42一端与上下推进机构41固定，另一端套在主轴31上，在主轴31上设置上下两个限位件，连接臂42的端部位于两个限位件之间，使得连接臂42可以通过限位件拨动主轴31上下动作，而且主轴31能相对于连接臂42自由转动，相互之间不产生干涉。
压紧机构6包括压紧套62和压紧头61，压紧套62通过轴承转动安装在主轴31下端，压紧头61与压紧套62下端连接，压紧套62上端通过挡块63与主轴31连接，限制压紧套62上下移动，但可以转动，该压紧头61下端开设有销孔，压紧头61通过沉头螺栓固定在压紧套62下端，压紧头61下端面凸出一圈定位凸台，用于压紧放油螺塞座10。
进一步地，如图5至图8所示，本例中定位安装座15呈长方体结构，可以为框架结构或箱体结构，在定位安装座15的上面和侧面分别安装有一对支座17，支座17上开设有穿孔16，两对穿孔16内分别穿设有一根穿销18，两根穿销18平行且呈高低分布，如此便于桥壳9倾斜地装夹。桥壳支撑机构8包括支撑板81以及连接在支撑板81两侧的侧板82，侧板82两端分别开设有多个销孔83，侧板82两端通过销孔83架设在穿销18上，使支撑结构呈倾斜状，侧板82两端分别设置有多个分散的销孔83，侧板82两端的销孔83两两一组(图中通过中心线相连的两个销孔83为一组)，分别与两根穿销18对应，选择不同组的销孔83与穿销18配合，可以实现桥壳支撑机构8角度的调节，因而可以适应多种规格的桥壳9和放油螺塞座10的焊接(因为不同桥壳9放油孔的位置不一样)。
工件定位机构7安装在定位安装座15上面，支撑板81中部开设有过孔，以便于工件定位机构7从过孔中穿出，支撑板81两端的上表面安装有支撑垫板88，支撑板81较低的一端设置有顶压机构。顶压机构包括支撑块84、顶块86和螺杆85，支撑块84固定在支撑板81较低的一端，螺杆85一端穿过支撑块84与顶块86连接，螺杆85另一端连接把手87，该螺杆85与支撑板81平行，在桥壳9安装到桥壳支撑机构8上后通过顶块86顶住桥壳9下端实现定位，通过螺杆85可以调节顶块86的位置，而可以适应不同规格长度的桥壳9。
进一步地，如图3所示工件定位机构7包括定位座71、导套74和定位销77，定位座71安装在定位安装座15上，导套74下端与定位座71之间还设置有垫板72，导套74下端和垫板72均固定在定位座71上，导套74内设置有导柱73，导柱73下部开设有容纳槽，在导柱73与垫板72之间设置有弹簧75，弹簧75位于容纳槽内，定位座71上设置有防止导柱73向上滑出的限位机构，该限位机构即为螺栓79，螺栓79从定位座71底部穿入穿过垫板72与导柱73连接，导柱73上端安装有防尘盖76，防尘盖76通过螺钉安装在导柱73上端，定位销77为阶梯结构，具有用于支撑放油螺塞座10的台阶以及锥形的销部，台阶和销部均从防尘盖76中间穿出，防尘盖76将定位销77压在导柱73上端，且防尘盖76的侧壁罩在导套74上部外，并与导套74外壁贴合，可以上下滑动。
进一步如图4所示，焊枪51通过夹持机构5与主轴31连接，夹持机构5包括支撑臂52、安装块54、调整块53和压块55，支撑臂52固定安装在主轴31上，可以通过抱箍等结构安装，安装块54和调整块53抱在支撑臂52上通过紧固件锁紧，焊枪51倾斜地安装在安装块54上，并通过压块55锁紧，该焊枪51与压块55之间设置有绝缘胶木套56。调整块53上开设有上下两个连接孔57，位于上方的连接孔57为弧形孔，两个螺栓穿过两个连接孔57与安装块54连接，安装块54和调整块53将支撑臂52夹在中间，该结构可以通过改变安装块54与弧形孔的连接位置而调整焊枪51的角度。
焊接支座12上端安装有支架13，支架13上设置有吊环，焊枪51的把线穿过吊环与焊枪51连接。
本汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，可采用PLC控制，先根据不同产品调整好可变位夹具，即桥壳支撑机构8上，选用适合产品的一组穿孔16，将侧板82架设在上面，通过穿销18将其固定；调整焊枪51和夹持机构5，保证焊接角度；调整好顶块的位置，使其与对应的工件匹配。将桥壳壳体放油孔对准浮动的定位销77，并放入桥壳支撑机构8上，将放油螺塞座10放上浮动定位销77；气缸推动主轴31下降并使压紧头61压紧工件；随后驱动步进电机旋转同时通过变速机构21驱动焊枪51旋转；同时焊机焊枪51进行自动焊接，当完成365°焊接后，停止焊接，气缸带动压紧头61及主轴31返回，工人将工件取下进入下一个工作循环。
本装置焊枪51焊接旋转采用正反旋转，工件焊接完成后，主轴31保持365°位置不动，下一工件焊接中，主轴31将反向旋转回到0°原点位置，同时，根据不同产品的不同焊接位置角高，PLC控制能够进行速度调节来保证焊接工艺要求；同时本装置采用可变位夹具(即可以调整位置的桥壳支撑结构)，通过位置变化，可满足不同品种的产品焊接，适应性强。
本装置，生产效率显著提高单件作业控制在20-25秒，效率提升显著。作业条件明显改善，且焊缝成型外观质量和焊接强度明显高于手工焊接，且保证了焊接人员的人身安全；工人劳动强度大大降低，取消了螺塞防尘盖76拧上旋下等无效作业；满圈焊缝一次性完成；装置能够进行多种产品放油螺塞座10焊接，并实现了装夹、拆卸的快速切换；将放油螺塞座的焊接装置就近布置在钻孔工序，将焊接作业并入钻孔工序，充分的利用了钻孔等待间歇，减少了定额人员。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：包括底座以及安装在底座上的焊接支座和定位安装座，所述定位安装座上安装有桥壳支撑机构和工件定位机构，所述焊接支座上安装有旋转驱动机构、主轴和上下推进机构，该主轴下端安装有压紧机构以及焊枪，所述压紧机构和焊枪位于工件定位机构上方，所述上下推进机构驱动焊枪和压紧机构上下运动，所述旋转驱动机构驱动焊枪转动；所述焊接支座上安装有支撑座，所述主轴竖直穿设在支撑座上，上下推进机构和旋转驱动机构安装支撑座上，旋转驱动机构通过变速机构驱动主轴转动，所述上下推进机构通过连接臂与主轴连接，且所述主轴能相对于连接臂转动；所述定位安装座呈长方体结构，在定位安装座的上面和侧面分别架设有一根穿销，两根穿销平行且呈高低分布，所述桥壳支撑机构包括支撑板以及连接在支撑板两侧的侧板，所述侧板两端分别开设有多个销孔，所述侧板两端通过销孔架设在穿销上，使支撑结构呈倾斜状。
2.根据权利要求1所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述支撑座内还设置有主轴套，该主轴套外套在主轴上，并与变速机构传动配合，所述主轴外壁沿轴向设置有导向键，主轴套内壁上设置有与导向键配合的导向槽，该主轴与主轴套通过导向槽和导向键相对上下移动和同步转动。
3.根据权利要求1所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述工件定位机构安装在定位安装座上面，所述支撑板中部开设有过孔，所述工件定位机构从过孔中穿出，所述支撑板两端的上表面安装有支撑垫板，支撑板较低的一端设置有顶压机构。
4.根据权利要求3所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述顶压机构包括支撑块、顶块和螺杆，所述支撑块固定在支撑板较低的一端，所述螺杆一端穿过支撑块与顶块连接，螺杆另一端连接把手；所述定位安装座的上面和侧面分别安装有一对支座，支座上开设有穿孔，所述穿销穿设在对应的穿孔内。
5.根据权利要求1所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述焊枪通过夹持机构与主轴连接，所述夹持机构包括支撑臂、安装块、调整块和压块，所述支撑臂安装在主轴上，安装块和调整块抱在支撑臂上通过紧固件锁紧，焊枪倾斜地安装在安装块上，并通过压块锁紧，该焊枪与压块之间设置有绝缘套。
6.根据权利要求5所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述调整块上开设有两个连接孔，其中一个连接孔为弧形孔，两个螺栓穿过两个连接孔与安装块连接，安装块和调整块将支撑臂夹在中间。
7.根据权利要求1所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述工件定位机构包括定位座、导套和定位销，所述定位座安装在定位安装座上，导套下端安装在定位座上，导套内设置有导柱，在导柱与定位座之间设置有弹簧，定位座上设置有防止导柱向上滑出的限位机构，所述定位销安装在导柱上端，导柱上端安装有防尘盖，所述定位销从防尘盖中穿出。
8.根据权利要求1所述的汽车桥壳放油螺塞座焊接装置，其特征在于：所述压紧机构包括压紧套和压紧头，所述压紧套通过轴承转动安装在主轴下端，所述压紧头与压紧套下端连接，压紧头下端面凸出一圈定位凸台。
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