CN105817814A - 汽车钢丝座椅焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车焊接夹具领域，尤其涉及一种汽车钢丝座椅焊接装置，包括底座，所述底座上沿其中心线对称设有结构相同的左单元和右单元，所述左单元和右单元包括骨架压紧单元和钢丝夹紧单元。通过实施本技术方案，既确保了定位的准确性，也保证了各部件之间连接点的接触性，从而确保了焊接质量和成品率。同时根据骨架和钢丝性能的不同，采用不同的夹紧机构，避免了因压力过大而对骨架造成挤压变形的问题；也避免了因夹持不稳而使得钢丝局部下垂而影响座椅靠背的舒适性的问题。

Description

汽车钢丝座椅焊接装置

技术领域

本发明涉及汽车焊接夹具领域，尤其涉及一种汽车钢丝座椅焊接装置。

背景技术

汽车座椅作为汽车基本配置之一，直接影响到乘员的安全性和乘坐舒适性，是汽车的重要安全部件。汽车后排座椅一般由座垫、靠背、头枕及座椅连接件等组成，目前，一般的汽车靠背骨架均采用冲压钢板或铝合金材料，但随着人们对汽车座椅轻量化的要求越来越高，铝合金轻型材料已无法满足座椅轻量化的要求。

随着生活质量的提高，越来越多的高级轿车采用柔软的钢丝来制作汽车靠背骨架。汽车钢丝靠背骨架既能够满足汽车靠背的轻便要求，又能够满足人们对汽车靠背舒适度的要求。但是汽车靠背钢丝骨架的焊接却成为人们难以解决的难题。钢丝靠背包括骨架、头枕管和边板，骨架包括外骨架和内骨架，骨架上横向和纵向上分布有横向钢丝和纵向钢丝。由于座椅靠背骨架上分布了大量的钢丝，且在汽车行程中，汽车靠背的不同部位承受的冲击力不同，例如靠背骨架应力最为集中的地方是在靠近人体肩部的部位处，其承受的压力较大。除了考虑座椅骨架的强度之外，人们还需要考虑后排座椅的舒适性，尽量使其符合人体工程力学的要求。所以在靠背骨架不同位置选择不同型号的钢丝和骨架相互焊接成靠背骨架。如此便导致钢丝骨架结构复杂、焊点数量多、位置要求精确，且不同型号不同部位的钢丝的焊接要求也不同，依靠人工焊接很难保证钢丝骨架的焊接质量，易出现漏焊、焊穿、焊瘤等缺陷且效率很低。

而目前，人们通常采用焊接机器人进行焊接。焊接机器人在焊接时往往需要有专门的焊接夹具工装，焊接夹具工装包括底座及安装在底座上的焊接装置。但现有的焊接夹具工装，均采用同类型的夹紧装置来对骨架和钢丝进行定位压紧，但由于骨架截面积稍大但壁厚较薄，夹持力度不能过大，否则会造成骨架被挤压变形的问题；同时由于钢丝较细且较软，需要施加较大的力度来将钢丝进行夹紧拉直，如果钢丝两端夹持不到位，会导致钢丝出现局部下垂或变形的情况，造成焊接成型的座椅靠背平整度低，从而降低座椅靠背的舒适度。

发明内容

本发明意在提供一种汽车钢丝座椅焊接装置，以解决现有技术中易造成骨架变形和钢丝松弛的现象，从而解决座椅靠背平整度低的问题。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：包括底座，所述底座上设有骨架压紧单元和钢丝夹紧单元。

本方案的原理及优点在于：本方案中根据骨架横截面积稍大但壁厚较薄的特性，特采用骨架压紧单元来对骨架进行定位和固定，避免压力过大而对骨架造成挤压变形的问题。钢丝较细且质地较软，特采用钢丝夹紧机构对钢丝施加较大的夹持力度来进行压紧拉直，避免钢丝局部下垂弯曲而导致座椅靠背局部凹陷的问题。如此根据骨架和钢丝性能的不同和所需施加的力度不同，采用骨架压紧单元和钢丝夹紧单元来分别对骨架和钢丝进行定位夹紧，以保证座椅靠背的平整度和舒适性。

优选方案1：作为基础方案的改进，所述骨架压紧单元包括骨架压紧装置、用于将座椅头枕管与骨架进行固定的头枕管固定装置、用于固定座椅边板的边板夹紧装置。座椅靠背包括了内骨架和外骨架，外骨架周围分布有头枕管和边板，由于边板与骨架的固定以及骨架与头枕管的固定，其定位点、压紧点和焊点的要求不同，所以在3个不同区域设计了3个不同的装置来实现对不同部件的定位、固定及压紧，既确保了各部件定位的准确性，也保证了各部件之间连接点的紧密贴合，从而确保了焊接质量和成品率。

优选方案2：作为优选方案1的改进，所述骨架压紧装置包括骨架定位机构、与骨架定位机构相配合的用于压紧骨架的骨架压紧机构，通过上述设置，采用骨架定位机构对骨架进行精确定位，再配合骨架压紧机构对骨架进行压紧，从而实现了对骨架的有效定位及压紧。

优选方案3：作为基础方案、优选方案1、优选方案2中的任一方案的改进，所述钢丝夹紧单元包括用于夹紧钢丝端部的钢丝夹紧机构、用于对钢丝进行定位的钢丝定位机构和用于控制钢丝夹紧机构压紧和张开状态的控制气缸。通过上述设置，采用钢丝定位机构对钢丝进行精确定位，再通过控制气缸控制钢丝夹紧机构的压紧或松开的状态，来实现对钢丝的定位夹紧或松开的目的。

优选方案4：作为优选方案3的改进，所述钢丝夹紧机构包括定位基座，所述定位基座上设有供钢丝通过的钢丝定位槽，以对钢丝进行初步定位。所述定位基座上还设有夹持单元，所述夹持单元包括位于钢丝定位槽上方的夹持件、与所述夹持件固接的连接板、与所述连接板铰接的联动杆、与所述联动杆垂直连接的压簧、与所述压簧连接的拉索，所述拉索与所述控制气缸连接，所述连接板和所述联动杆的中部均铰接在定位基座上；通过上述设置，拉动拉索控制夹持单元的夹持件退出钢丝定位槽，并将钢丝端部置于钢丝定位槽中，松开拉索，在压簧的压力作用下使夹持单元的夹持件向下对钢丝定位槽中的钢丝进行有效压紧，该钢丝夹紧机构主要用于对钢丝的夹紧与拉直的作用。

优选方案5：作为优选方案4的改进，所述头枕管固定装置包括控制单元和固定单元，所述控制单元包括第一推动气缸、与第一推动气缸连接的推动板，所述推动板端面上设有固定头枕管的安装块，所述固定单元包括配合所述安装块用于固定头枕管的固定座，所述固定座上设有定位板，所述定位板上设有供头枕管插入的套筒，在操作时，将头枕管一端插入到安装块中进行固定，并在第一推动气缸的推动下将头枕管推入到固定单元中的套筒内进行固定，从而实现头枕管两端的稳定定位。此外将所述套筒滑动连接在固定座内，所述定位板与固定座之间连接有弹性件。如此设置，如果头枕管与套筒定位有偏差时，可借助定位板与固定座之间的弹性件的作用力起到缓冲效果，避免头枕管端部在较大冲击力下造成损坏。由于定位板与固定座之间通过弹性件连接，在工作时会产生晃动，所以特将套筒滑动连接在固定座内，以对套筒起到导向作用，避免套筒左右晃动，从而提高对头枕管定位的精准度。

优选方案6：作为优选方案5的改进，所述边板夹紧装置包括推动单元和边板夹持单元，所述边板夹持单元包括基板，所述基板上设有至少两个夹持气缸，所述夹持气缸的传动轴上竖直可拆卸连接有用于夹持座椅边板的夹持臂，基板上还设有与夹持臂相配合用于夹紧边板的固定块；所述推动单元包括第二推动气缸，所述第二推动气缸的传动轴连接在基板上。通过上述设置，在实际操作时，将边板置于夹持臂和固定块之间，通过夹持气缸带动夹持臂对边板进行夹紧，再通过第二推动气缸推动夹持单元，最终使边板与座椅外骨架进行准确相抵固定。

优选方案7：作为优选方案6的改进，为了降低基板与底座之间的磨损和在工作中所产生的较大噪音，特在所述基板上设有至少两个滚轮，所述底座上设有用于供滚轮滑动的滚槽，通过上述设置，使基板与底座的连接为滚动连接，相较于滑动连接，降低了两者之间的磨损，并降低了在工作中所产生的较大噪音。

优选方案8：作为优选方案7的改进，所述骨架压紧机构包括传动气缸、用于压紧骨架的骨架压紧件和固定在所述传动气缸上的支撑板，所述骨架压紧件的一端铰接在传动气缸的活塞杆上，所述骨架压紧件的中部铰接在支撑板上，骨架压紧机构是通过传动气缸带动骨架压紧件绕支撑板转动来实现对骨架进行压紧，该骨架压紧机构设置在第二压紧装置和第三压紧装置上，主要对外骨架和内骨架横截面积较大的部件进行压紧。

优选方案9：作为优选方案5至优选方案8任意一项的改进，由于定位板与固定座之间通过弹性件连接，为了避免在长期使用过程中出现定位板下垂的现象，而影响对头枕管定位的精度，特在所述固定座上固定安装有用于支撑定位板的支耳。

附图说明

图1为本发明汽车钢丝座椅焊接装置实施例的结构示意图；

图2为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中靠近头枕部处的结构示意图；

图3为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中靠近坐垫处的结构示意图；

图4为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中用于压紧内骨架的局部结构示意图；

图5为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中用于夹紧横向钢丝的局部结构示意图；

图6为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中用于夹紧纵向钢丝的局部结构示意图；

图7为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中的边板夹紧装置的局部示意图；

图8为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中骨架压紧机构和骨架定位机构的结构示意图；

图9为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中头枕管固定装置的结构示意图；

图10为本发明汽车钢丝座椅焊接装置中钢丝夹紧机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、外骨架2、内骨架3、边板4、头枕管5、钢丝6、头枕管固定装置7、骨架压紧机构8、钢丝夹紧机构9、边板夹紧装置10、骨架定位机构11、控制气缸12、支撑座13、钢丝定位机构14。

头枕管固定装置的附图标记：第一推动气缸1301、推动板1302、安装块1303、固定座1304、导轨1305、定位板1306、套筒1307、螺旋弹簧1308、滑槽1309。

骨架压紧机构的附图标记：传动气缸1401、骨架压紧件1402、支撑板1403。

钢丝夹紧机构的附图标记：定位基座1501、钢丝定位槽1502、夹持件1503、连接板1504、联动杆1505、压簧1506、拉索1507、第一限位板1508、第二限位板1509。

边板夹紧装置的附图标记：基板1601、夹持气缸1602、夹持臂1603、固定块1604、第二推动气缸1605、限位块1606、支撑槽1607。

实施例基本如附图1所示：汽车钢丝座椅焊接装置，包括底座1，根据钢丝座椅靠背结构特征，在底座1上沿其长度方向的中心线对称安装有结构相同的左单元和右单元，以保证本装置的整齐、规范性，从而以便于骨架或钢丝6的统一安装。左单元和右单元均包括骨架压紧单元和钢丝夹紧单元。骨架压紧单元包括骨架压紧装置、用于将座椅头枕管5与骨架进行固定的头枕管固定装置7、用于固定座椅边板4的边板夹紧装置10。骨架压紧装置包括骨架定位机构11、与骨架定位机构11相配合的用于压紧骨架的骨架压紧机构8。钢丝夹紧单元包括用于夹紧钢丝6端部的钢丝夹紧机构9、用于对钢丝6进行定位的钢丝定位机构14和用于控制钢丝夹紧机构9压紧和张开状态的控制气缸12。

如图2所示，位于靠背头枕部处的头枕管5和外骨架2通过以下机构进行固定压紧：两个用于将座椅头枕管5与外骨架2进行固定的头枕管固定装置7；四个用于对靠背头枕处的外骨架2行定位的骨架定位机构11、两个与骨架定位机构11相配合的骨架压紧机构8，其中两个骨架定位机构11和骨架压紧机构8安装两个头枕管5固定机构之间，另外两个骨架定位机构11和骨架压紧机构8则分别安装在左右两头枕部处，且位于头枕部的两根头枕管5之间的外骨架2处。

如图8所示，骨架定位机构11包括固定在底座1上的支架，支架上固定安装有呈“凹”字形的骨架定位槽。

骨架压紧机构8包括传动气缸1401、用于压紧骨架的骨架压紧件1402和固定在传动气缸1401上方的支撑板1403，骨架压紧件1402的左端铰接在传动气缸1401的活塞杆上，骨架压紧件1402的中部铰接在支撑板1403上，骨架压紧件1402的右端与位于骨架压紧件正下方的骨架定位槽相对。此外骨架定位槽内和骨架压紧件1402均设有橡胶垫，在压紧骨架时，一方面保护骨架避免磨损，另一方面当冲击力过大时起到缓冲作用，避免骨架变形。

如图9所示，头枕管固定装置7包括控制单元和固定单元，控制单元包括第一推动气缸1301、与第一推动气缸1301连接的推动板1302，推动板1302端面上左右对称固定安装有固定头枕管5的安装块1303，安装块1303上开设有用于插入头枕管5的安装孔。固定单元包括配合安装块1303用于固定头枕管5的固定座1304，固定座1304上连接有定位板1306，定位板1306中部固定连接有供头枕管5插入的套筒1307，固定座1304上开设有供套筒1307滑动的定位孔，套筒1307滑动在定位孔中，且定位板1306与固定座1304之间连接有螺旋弹簧1308。固定座上横向安装有用于支撑定位板的支耳，以避免定位板在长期使用过程中出现下垂的现象。此外，底座上还固定安装有导轨1305，推动板1302上开设有与导轨1305配合运动的滑槽1309，滑槽1309内设有滚珠，如此在工作时，一方面使推动板1302始终沿导轨1305方向运动，进一步保证对头枕管5的定位精度，另一方面使推动板1302与底座的连接为滚动连接，相较于滑动连接，降低了两者之间的磨损。由于定位板与固定座之间通过弹性件连接，在工作时会产生晃动，所以特将套筒滑动连接在固定座内，以对套筒起到导向作用，避免套筒左右晃动，从而提高对头枕管定位的精准度。

在操作时，将座椅头枕部的外骨架2放置在骨架定位机构11的骨架定位槽中，再通过传动气缸1401推动骨架压紧件1402绕其与支撑板1403的铰接点向下压紧外骨架2。将外骨架2压紧之后，再将头枕管5的一端插入到安装块1303上的安装中进行固定，并在第一推动气缸1301的推动下将头枕管5推入到固定单元中的套筒1307内进行固定，从而实现将头枕管5固定在外骨架2上。

如图3所示，座椅靠背靠近坐垫处的外骨架2通过以下机构进行定位压紧：四个用于对外骨架2进行定位的骨架定位机构11、四个与骨架定位机构11相配合的用于压紧外骨架2的骨架压紧机构8；且每个骨架压紧机构8的骨架压紧件1402与相应的骨架定位槽向对安装。

操作时，将座椅靠近坐垫处的外骨架2放置在四个骨架定位机构11的骨架定位槽中，再通过传动气缸1401推动骨架压紧件1402绕其与支撑板1403的铰接点向下压紧外骨架2。

如图4所示，座椅靠背内骨架3通过以下机构进行定位压紧：两个用于对一根座椅靠背内骨架3进行定位的骨架定位机构11、一个与骨架定位机构11相配合用于压紧座椅内骨架3的骨架压紧机构8、一个与骨架压紧机构8相配合的支撑座13；骨架压紧机构8对应安装在骨架压紧件1402下方，骨架压紧机构8安装在两个骨架定位机构11之间。

操作时，将座椅内骨架3放置在支撑座13和两个骨架定位机构11的骨架定位槽中，以对内骨架3两端进行定位，再通过传动气缸1401推动骨架压紧件1402向下压紧内骨架3。

如图5所示，座椅靠背横向钢丝6通过以下机构进行定位夹紧：两个用于夹紧横向钢丝6端部的钢丝夹紧机构9、三个用于对横向钢丝6进行定位的钢丝定位机构14和一个用于控制钢丝夹紧机构9压紧和张开状态的控制气缸12；两个钢丝夹紧机构9分别安装在底座的左右两端处，用于夹紧横向钢丝6的两端部，由于横向钢丝6分布较长，所以特将三个钢丝定位机构14安装在两个钢丝夹紧机构9之间，用于对钢丝6中部进行定位支撑，避免钢丝6中部下垂。

钢丝定位机构14呈“L”型结构的钢丝6定位块，钢丝6定位块的上端面横向开设有用于定位支撑钢丝6的钢丝6固定槽。

如图2和图10所示，钢丝夹紧机构9包括定位基座1501，定位基座1501上端开设有供钢丝6通过的钢丝定位槽1502，以对钢丝6进行初步定位。定位基座1501上还设有夹持单元，夹持单元包括夹持件1503、连接板1504、联动杆1505、压簧1506和拉索1507，连接板1504横向铰接在定位基座1501上，且连接板1504的左端与夹持件1503固定连接。夹持件1503呈上小下大结构（如梯形、三角形、楔形）。夹持件1503下端与钢丝定位槽1502相对设置，且夹持件1503的下端面呈与钢丝6圆周面相匹配的弧形，以增大夹持件1503与钢丝6的接触面积和摩擦度，避免打滑现象产生。夹持件1503和钢丝定位槽1502的相对面上均设置有橡胶垫，且橡胶垫上具有凸点，以增大对钢丝6的摩擦，从而将钢丝6进行稳定的夹紧。连接板1504的右端与联动杆1505铰接连接，联动杆1505的中部竖直铰接在定位基座1501上，联动杆1505下端铰接在拉索1507上。拉索1507水平滑动连接在定位基座1501上，拉索1507的右端面上固定安装有第一限位板1508，第一限位板1508位于定位基座1501外部，位于定位基座1501内部的拉索1507上设有第二限位板1509，第二限位板1509与定位基座1501内壁上连接有压簧1506。拉索1507与控制气缸12连接。

操作时，由控制气缸12拉动拉索1507控制夹持单元的夹持件1503退出钢丝定位槽1502，将横向钢丝6置于三个钢丝6固定槽和两个钢丝定位槽1502中进行定位，并将钢丝6拉直后，控制气缸12松开拉索1507，在压簧1506的压力作用下带动拉索1507向右移动并有第二限位板1509进行限位，拉索1507带动联动杆1505复位，最终使连接板1504控制压紧件向下压紧钢丝6。

如图6所示，座椅靠背纵向钢丝6通过以下机构进行定位夹紧：两个用于夹紧一根纵向钢丝6端部的钢丝夹紧机构9。两个钢丝夹紧机构9分别安装在底座1的上下两端处，用于夹紧纵向钢丝6的两端部。

如图7所示，座椅靠背两侧的边板4通过以下机构进行固定：两个分别用于对座椅左、右边板4与外骨架2进行压紧固定的边板夹紧装置10、两个与边板夹紧装置相配合的限位机构。

边板夹紧装置10包括推动单元和边板夹持单元，边板夹持单元包括基板1601，基板1601上固定安装有两个夹持气缸1602，夹持气缸1602的传动轴上竖直向下螺纹连接有用于夹持座椅边板4的夹持臂1603，基板1601上还固定安装有与夹持臂1603相配合用于夹紧边板4的固定块1604，固定块1604位于夹持臂1603左侧；推动单元包括第二推动气缸1605，第二推动气缸1605的传动轴连接在基板1601上。基板1601上平行设有两组滚轮，每组两个滚轮，底座上开设有两排用于供滚轮滑动的滚槽，以降低基板1601与底座之间的磨损和在工作中所产生的较大噪音。

限位机构包括固定在底座1上的限位块1606，限位块1606上开设有开口朝右的呈“L”形的支撑槽1607。

在操作时，边板夹紧装置10和限位机构分别位于座椅外骨架2两侧，将靠背位于边板4处的外骨架2置于限位块1606的支撑槽1607内进行定位。再将边板4置于夹持臂1603和固定块1604之间，通过夹持气缸1602带动夹持臂1603对边板4进行夹紧，再通过第二推动气缸1605推动夹持单元，使夹持单元带动边板4向外骨架2处移动，最终使边板4与座椅外骨架2进行准确相抵固定。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.汽车钢丝座椅焊接装置，包括底座，其特征在于，所述底座上设有骨架压紧单元和钢丝夹紧单元。

2.根据权利要求1所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述骨架压紧单元包括骨架压紧装置、用于将座椅头枕管与骨架进行固定的头枕管固定装置和用于固定座椅边板的边板夹紧装置。

3.根据权利要求2所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述骨架压紧装置包括骨架定位机构、与骨架定位机构相配合的用于压紧骨架的骨架压紧机构。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述钢丝夹紧单元包括用于夹紧钢丝端部的钢丝夹紧机构、用于对钢丝进行定位的钢丝定位机构和用于控制钢丝夹紧机构压紧和张开状态的控制气缸。

5.根据权利要求4所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述钢丝夹紧机构包括定位基座，所述定位基座上设有供钢丝通过的钢丝定位槽，所述定位基座上还设有夹持单元，所述夹持单元包括位于钢丝定位槽上方的夹持件、与所述夹持件固接的连接板、与所述连接板铰接的联动杆、与所述联动杆垂直连接的压簧和与所述压簧连接的拉索，所述拉索与所述控制气缸连接，所述连接板和所述联动杆的中部均铰接在定位基座上。

6.根据权利要求5所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述头枕管固定装置包括控制单元和固定单元，所述控制单元包括第一推动气缸和与第一推动气缸连接的推动板，所述推动板端面上设有固定头枕管的安装块，所述固定单元包括配合所述安装块用于固定头枕管的固定座，所述固定座上设有定位板，所述定位板上设有供头枕管插入的套筒，所述套筒滑动连接在固定座内，所述定位板与固定座之间连接有弹性件。

7.根据权利要求6所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述边板夹紧装置包括推动单元和边板夹持单元，所述边板夹持单元包括基板，所述基板上设有至少两个夹持气缸，所述夹持气缸的传动轴上竖直可拆卸连接有用于夹持座椅边板的夹持臂，基板上还设有与夹持臂相配合用于夹紧边板的固定块；所述推动单元包括第二推动气缸，所述第二推动气缸的传动轴连接在基板上。

8.根据权利要求7所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述基板上还设有至少两个滚轮，所述底座上设有用于滚轮滑动的滚槽。

9.根据权利要求8所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述骨架压紧机构包括传动气缸、骨架压紧件和固定在所述传动气缸上的支撑板，所述骨架压紧件的一端铰接在传动气缸的活塞杆上，所述骨架压紧件的中部铰接在支撑板上。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的汽车钢丝座椅焊接装置，其特征在于：所述固定座上固定安装有用于支撑定位板的支耳。