CN106181004B - 焊接设备以及焊接汽车零件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于焊接托盘中所接收的汽车零件到车身的焊接设备，所述焊接设备包括对准器，其配置成以夹持并对准托盘内所接收的零件，移动器，其配置成移动所述对准器，从而取出所述零件并使得所取出的零件黏附在车身的安装位置上，以及焊接机器，其配置成以焊接零件与车身之间的黏附部分。

Description

焊接设备以及焊接汽车零件的方法
技术领域
本发明涉及焊接设备以及焊接汽车零件的方法，尤其涉及焊接设备以及能够夹持，对准且一次焊接多个零件的焊接方法。
背景技术
一般来说，汽车由焊接及组装众多仪表板制造而成。具体地，汽车由分别焊接前部、底部和后部的初级工序，聚集所述三个部分到一个地方并焊接的次级工序，以及焊接或组装所需的外部仪表板到所述三个部分或将所需的外部仪表板与所述三个部分一起焊接或组装的三级工序制造而成。
根据现有技术，汽车零件的焊接系统包括托盘，其中接收诸如仪表板的零件，关节型机器人，其配备有取出托盘内所接收的零件的夹持器，夹具，其配置成以允许被夹持器取出的零件在对准的状态下黏附在车身上，以及焊接设备，其配置成将零件焊接到车身。
发明内容
根据现有技术的汽车零件的焊接系统有问题，因为关节型机器人、夹具以及焊接设备都彼此分开，所以需要许多工序将每个零件焊接到车身，且因此需要大量的时间，操作连续性降低，特别是需要保证大安装空间。
本发明一方面提供焊接设备及焊接汽车零件的方法，其能够通过以单个连接操作执行取出、对准以及焊接零件节省操作时间，改善操作连续性并最小化安装空间。
根据本发明的示例性实施例，用于将托盘内所接收的多个零件焊接到车身的焊接设备，所述焊接设备包括：对准器，其配置成夹持并对准所述托盘内所接收的零件；移动器，其配置成移动所述对准器，以取出所述零件并使得所取出的零件黏附在所述车身的安装位置上；以及焊接机器，其配置成焊接在所述零件和所述车身之间的黏附部分。
对准器可包括：对准主体，其配置成与关节型机器人耦接；夹持构件，其配置成装配在对准主体的一侧且夹持托盘内所接收的零件的一端；以及对准构件，其配置成装配在对准主体的另一侧且固定并对准托盘内所接收的零件的另一端。
夹持构件可包括：支撑板，其配置成固定到对准主体且支撑零件一端的上表面；按压件，其配置成与支撑板的铰链零件旋转式耦接且一侧装配有按压零件一端下表面的按压零件；以及汽缸，其配置成与按压件的另一侧连接且转动按压件以允许按压零件按压零件一端的下表面。
按压件和汽缸可装配在支撑板上且支撑板可安置在对准主体上且其高度受控制，以朝向所夹持的零件安置或在往所夹持的零件的相反方向上安置。
对准构件可包括：旋转零件，配置成使其两端各自与对准主体的另一侧旋转式耦接，以及至少一个指度针，其配置成安置在旋转零件上且固定并按压托盘内所接收的零件的另一端，从而对准零件。
旋转零件可由彼此纵向连接的两个转棒配置而成，其中两个转棒的直径不同且每个转棒都装配有指度针。
旋转零件的外圆周表面可装配有大小和形状不同的多个指度针，且当旋转零件转动时，根据所夹持零件的种类，可放置适配所述零件的指度针。
旋转零件可由马达转动。
旋转零件可具有方柱形形状且每个表面分别装配有大小和尺寸不同的指度针，且马达可以60-120度转动旋转零件以放置适合此种零件的指度针。
移动器可以是关节型机器人的手臂。
焊接机器可包括：焊接构件，配置成按压零件从而形成黏附在车身上的突出物；以及电流构件，配置成包括供给正(+)电流到零件的正(+)电流单元和供给负(-)电流到车身的负(-)电流单元，其中供给到零件的正(+)电流和供给到车身的负(-)电流可集中在作为零件和车身之间黏附部分的突出物上，以产生热量(如高热)，从而焊接突出物到车身。
焊接构件的按压力可以是50-70kgf。
焊接构件可在零件的表面形成高度为0.5-2.0mm，宽度为2.0-8.0mm大小的突出物。
焊接机器可包括固定构件，其按压零件的一端从而任意地固定到车身上。
根据本发明的另一示例性实施例，将托盘内所接收的多个零件焊接到车身的方法，其包括如下步骤：夹持并对准托盘内所接收的零件；移动所对准的零件从而将所对准的零件从托盘中取出并使得所对准的零件黏附在车身的安装位置上；以及通过按压零件的表面形成黏附在车身上的突出物，供给正电流到零件且供给负电流到车身，以及将供给到零件的正电流和供给到车身的负电流集中到作为零件和车身之间黏附部分的突出物上以产生高热量，从而将突出物焊接到车身上。
在夹持和对准步骤中，零件可通过对准器夹持并对准。
在焊接步骤中，零件可通过焊接机器焊接到车身。
附图说明
结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点可从下面的详细描述中更显而易见。
图1是根据本发明的示例性实施例示出汽车零件的焊接设备的透视图。
图2是根据本发明的示例性实施例示出汽车零件的焊接设备的放大透视图。
图3是根据本发明的示例性实施例示出对准器的示图。
图4是根据本发明的示例性实施例示出夹持构件的示图。
图5是根据本发明的示例性实施例示出焊接机器的示图。
图6是根据本发明的示例性实施例示出汽车零件的焊接方法的流程图。
具体实施方式
参照附图，下文将详细描述本发明的示例性实施例以便本发明所属领域的技术人员轻松实践。然而，本发明可以不同的方式修改且不限于本描述所提供的实施例。为了明显地描述本发明，附图中省略了与本描述无关的部分，且在本说明书中相似的参考数字用于描述相似的部分。
应该理解，如这里所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，如运动型多用途车(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆等客用车辆，以及各种小船、轮船等船只和飞机等等，且包括混合动力车辆，电动车辆，插电式混合动力电动车辆，氢动力车辆和其他代用燃料车辆(如源于石油之外的资源的燃料)。如这里所指的混合动力车辆是有两种或多种功率源的车辆，例如以汽油动力和电动力为功率源的车辆。
这里所用的术语仅为了描述特定实施例，并不为了限制本发明。如这里所用的单数形式“一种/个(a/an)”、以及“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地规定。应该进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括的”限定了所述特征、整数、步骤、操作、要素、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如这里所用的术语“和/或”包括一个或更多关联所列项的任一和所有组合。在本说明书中，除非明确描述有相反情况，词语“包括”以及诸如“包括了”“包括的”的变化应理解为暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。此外，本说明书中所描述的术语“单元”、“-器”、“-件”以及“模块”意为用于处理至少一项功能和操作的单位，且可由硬件组件或软件组件和其组合实施。
进一步，本发明的控制逻辑在计算机可读介质上可呈现为非瞬时计算机可读媒体，所述计算机可读介质含有由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读媒体的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光数据存储装备。计算机可读记录介质也能够在网络耦接的计算机系统中分布，从而以分布式方式储存和执行计算机可读媒体，如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。
根据本发明的示例性实施例，优选地，汽车零件的焊接设备包括对准器，配置成夹持且对准零件，移动器，配置成允许零件黏附在车身上，以及焊接机器，其配置成以焊接零件到车身。具体地，通过以单个连续性操作执行零件的夹持、对准、取出以及焊接来增加操作的效率是可行的，通过简化焊接设备以节省成本且增加安装的便利性也是可行的。
根据本发明的示例性实施例，参照附图，下文将描述汽车零件的焊接设备。
其间，汽车组装线包括分别制造前部，底部和后部的初级工序，焊接所述三个部分以制造车身的次级工序，以及焊接且组装外仪表板到车身或与车身一起焊接和组装的三级工序。
在此，本发明将描述在三级工序中用于焊接前填充内部(以下称作多个零件)到车身的汽车零件的焊接设备，作为一示例性实施例。
[汽车零件的焊接设备]
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，汽车零件的焊接设备经设置以焊接托盘(未示出)内所接收的多个零件10到车身20且包括对准器100，其配置成以夹持且对准托盘内所接收的零件10，移动器200，其配置成以移动对准器100从而取出零件10并允许取出的零件黏附在车身20的安装位置上，以及焊接机器300，其配置成以焊接零件10和车身20之间的黏附部分。在该配置中，对准器100，移动器200以及焊接机器300彼此连接，以配置为集成设备，且因此可简化结构并可连续执行操作。
参照图2，根据本发明的示例性实施例，对准器100配置成夹持且对准托盘内所接收的零件且包括对准主体110，夹持构件120，其配置成以夹持并固定托盘内所接收的零件10的一端，以及对准构件130，其配置成以固定且对准托盘内所接收的零件的另一端。
对准主体110包括水平棒111，其配置成与移动器200耦接，以及垂直棒112，其配置成使每个垂直棒装配在水平棒111的两端且与对准构件130耦接。具体地，在对准主体110中，水平棒111和垂直棒112具有近似字母的形状。
如图4所示，夹持构件120配置成按压并夹持零件的一端且包括支撑板121，其配置成固定到对准主体110的一侧且支撑一端(当从图1所视时零件的右端)的上表面，按压件122，其配置成与支撑板121的铰链零件121a旋转式耦接且一侧装配有按压零件10一端的下表面的按压零件122a，以及汽缸123，其配置成与按压件122的另一侧连接且转动按压件122从而允许按压零件122a按压零件10一端的下表面。
具体地，当汽缸123的活塞杆123a伸展时，夹持构件120使按压件122的另一侧下降，且同一时间内，按压件122的按压零件122a按压零件10一端的下表面同时基于铰链零件121a上升。
具有上述配置的夹持构件120通过支撑板121和按压件122的按压力夹持零件10的一端，其中所述支撑板121配置成以支撑零件10一端的上表面，按压件122配置成以形成按压零件10一端的下表面同时通过汽缸123转动的按压零件122a。
其间，夹持构件120的高度受控制，从而安置在对准主体110上。具体地，夹持构件120中的按压件122和汽缸123装配在支撑板121上，且支撑板121安置在对准主体110上且其高度受控制，从而通过固定螺栓(未示出)朝向所夹持的零件10安置或在往零件10的相反方向上安置。因此，夹持构件120的高度受控制，以适合零件10的高度或形状，且因此可增加互操作能力和稳定的固定力。
如图3所示，对准构件130经设置，从而以预定的高度固定且对准被夹持构件夹持的零件的另一端且包括旋转零件131，配置成使其两端各与对准主体110的另一侧旋转式耦接，即垂直棒112，以及至少一个指度针132，其配置成安置在旋转零件131上且对准零件10同时插入并支撑托盘内所接收的零件10的另一端。
旋转零件131由彼此纵向连接的两个转棒131a和131b配置而成，其中所述两个转棒131a和131b的直径不同且各装配有指度针132。
具体地，为了稳定地支撑且对准有大量曲线的汽车仪表板，使用了至少两个指度针132，且上述至少两个指度针132需要具有不同的高度和位置。因此，旋转零件131将指度针132分别与直径不同的两个转棒131a和131b耦接，以使指度针132的高度和位置不同，从而更稳定地固定零件10的另一端且按压零件10从而以设定的高度被对准。
参照图3，指度针132经设置从而以预定的高度对准零件，同时插入到在零件另一端形成的或在其中末端安装的孔内，且包括固定零件，其配置成以固定到旋转零件131，以及按压零件，其配置成以装配在固定零件132a的尖端并按压零件10从而以预定的高度被对准，同时插入到在零件10另一端形成的或在其中末端安装的孔内。
其间，旋转零件131的外圆周表面装配有大小和形状不同的多个指度针132。具体地，参照图3，大小和形状不同的多个指度针132a，132b，和132c分别安置在旋转零件131的侧面，上表面，以及下表面，且当旋转零件131以90度转动时，其放置在朝向零件10上。
其间，旋转零件131由马达133以大约60-120度转动，优选大约90度，且马达133连接到旋转零件131一侧的末端以转移功率到该末端。
其间，旋转零件131具有方柱形形状且能够轻易并牢固地固定大小和形状不同的指度针132到旋转零件131的每个表面上。
具有上述配置的对准器100可通过夹持构件120夹持零件10的一端并通过对准构件130以预定的高度固定并对准零件10的另一端。
根据本发明的示例性实施例，移动器200移动对准器以取出零件且允许所取出的零件黏附在车身的安装位置上，其中关节型机器人的手臂可用作移动器200。
如图1和图5所示，根据本发明的示例性实施例，焊接机器300焊接零件到车身且包括焊接构件310，其配置成按压零件10从而形成黏附在车身上的突出物，以及电流构件320，其配置成以包括供给正(+)电流到零件10的正(+)电流单元321和供给负(-)电流到车身20的负(-)电流单元322。
焊接构件310碰击零件10的表面，从而形成黏附在车身20上的突出物21。这里，焊接构件310利用50-70kgf的按压力允许突出物21黏附在车身20上。具体地，当焊接构件310的按压力低于50kgf时，突出物21可与车身20分离且当焊接构件310的按压力高于70kgf时，车身20可变形。
进一步，突出物21在零件10的表面形成，其大小为高度0.5-2.0mm，宽度2.0-8.0mm，优选大小为高度1.0mm，宽度5.0mm，且即使零件10和车身20之间产生微小的空隙，但是由于突出物21的高度，因此突出物21可黏附在车身20上，且由于宽度，致使焊接面积增加从而增加黏附。
当突出物21通过焊接构件310黏附在车身20上时，突出物21的尖端分别黏附在车身20和零件10上，且因此正(+)电流单元321和负(-)电流单元322各自供给正(+)电流和负(-)电流。
具有上述配置的焊接机器300产生热量(如，高热)同时供给到零件10的正(+)电流和供给到车身20的负(-)电流集中在零件10和车身20之间黏附部分的突出物21上，且突出物21通过高热量熔融从而焊接到车身20上。
其间，焊接机器300进一步包括固定构件330，其固定零件以防当零件焊接到车身时，零件移动。在零件和车身之间的黏附表面中，固定构件330包括配置成按压前围零件侧的前围固定零件以及按压侧密封零件侧的侧密封固定零件。
因此，根据本发明的示例性实施例，汽车零件的焊接设备可通过单个连续性操作执行零件的夹持、对准和取出以及黏附并焊接零件到车身，从而增加操作效率，特别是，简化结构从而增加制造和安装的便利性。
[汽车零件的焊接方法]
根据本发明的示例性实施例，参考附图，下文将描述使用焊接设备焊接汽车零件的方法。
如图6所示，根据本发明的示例性实施例，焊接方法包括夹持并对准托盘内所接收的零件(S10)，移动所对准的零件以从托盘中取出所对准的零件且允许所对准的零件黏附在车身的安装位置上(S20)，以及焊接零件到车身(S30)。
参照图1，在夹持和对准步骤中(S10)，托盘内所接收的零件通过对准器100夹持和对准。具体地，夹持构件120夹持且固定零件的一端，其中夹持构件120包括支撑板121，其配置成支撑零件10一端的上表面，以及按压件122，其配置成形成按压零件10一端的下表面同时通过汽缸123转动的按压零件122a。
接下来，对准构件130支撑零件10的另一端，从而以预定的高度被对准。具体地，适合此种零件10的指度针132通过转动旋转零件131放置且零件10的另一端通过指度针132支撑或按压，从而以预定的高度被对准。
在移动步骤中(S20)，为了让所夹持和对准的零件10黏附在车身的安装位置上，对准器100通过移动器200移动，从而允许零件10朝车身的安装位置转动同时从托盘中取出零件10且然后将它们黏附在车身上，其中所述移动器200可以是关节型机器人的手臂。
在焊接步骤中(S30)，焊接机器300用于焊接零件到车身。具体地，焊接构件310按压零件的表面，从而形成黏附在车身上的突出物21且正(+)电流单元321黏附在零件10上以供给正(+)电流以及负(-)电流单元322黏附在车身20上以供给负(-)电流。接下来，当供给到零件10的正(+)电流和供给到车身20的负电流(-)集中在零件10和车身20之间黏附部分的突出物21上时，高热产生且突出物21或车身20通过高热量熔融，从而焊接突出物21到车身20上。
根据本发明，获得以下的效果是可行的：第一，通过以单个持续性操作执行零件的夹持、对准、取出以及焊接来增加操作的效率是可行的，特别是，通过简化结构来促进制造和安装。第二，通过包括夹持零件一端的夹持构件以及固定并对准零件另一端的对准构件同时执行零件的夹持和对准且增加操作的效率是可行的。第三，选择性地使用不同标准的指度针以应用到不同汽车模型的零件上是可行的。第四，通过在零件上形成突出物以黏附在车身上且集中电流到突出物上以焊接零件到车身来增加焊接操作的便利性是可行的。
应该理解，本发明的范围由上述权利要求而不是上述具体实施例限定且从权利要求的意思、范围以及等效物演绎而来的所有修改和改变都包括在本发明的范围内。
附图中每个元件的符号
10：零件
20：车身
100：对准器
110：对准主体
111：水平棒
112：垂直棒
120：夹持构件
121：支撑板
121a：铰链零件
122：按压件
122a：按压零件
123：气缸
123a：活塞杆
130：对准构件
131：旋转零件
131a：转棒
131b：转棒
132：指度针
132a：固定零件
132b：指度针
132c：指度针
133：马达
200：移动器
300：焊接机器
310：焊接构件
320：电流构件
321：正(+)电流单元
322：负(-)电流单元
330：固定构件

Claims (14)

1.一种用于将托盘内所接收的多个零件焊接到车身的焊接设备，所述焊接设备包括：
对准器，其配置成夹持并对准所述托盘内所接收的零件；
移动器，其配置成移动所述对准器，以取出所述零件并使得所取出的零件黏附在所述车身的安装位置上；以及
焊接机器，其配置成焊接在所述零件和所述车身之间的黏附部分，其中所述对准器包括：
对准主体，其配置成与关节型机器人耦接；
夹持构件，其配置成装配在所述对准主体的一侧且夹持所述托盘内所接收的零件的一端；以及
对准构件，其配置成装配在所述对准主体的另一侧且固定并对准所述托盘内所接收的零件的另一端，并且包括：
旋转零件，其配置成使其两端各自与所述对准主体的另一侧旋转式耦接；以及
至少一个指度针，其配置成安置在所述旋转零件上且固定并按压所述托盘内所接收的零件的另一端以对准所述零件。
2.根据权利要求1所述的焊接设备，其中所述夹持构件包括：
支撑板，其配置成固定到所述对准主体上且支撑所述零件一端的上表面；
按压件，其配置成与所述支撑板的铰链零件旋转式耦接且一侧装配有按压所述零件一端的下表面的按压零件；以及
汽缸，其配置成与所述按压件的另一侧连接且转动按压件，从而允许所述按压零件按压所述零件一端的下表面。
3.根据权利要求2所述的焊接设备，其中所述按压件和汽缸都装配在所述支撑板上，且
所述支撑板安置在所述对准主体上，且所述支撑板的高度受控制，以朝向所夹持的零件安置或在往所夹持的零件的相反方向上安置。
4.根据权利要求1所述的焊接设备，其中所述旋转零件由彼此纵向连接的两个转棒配置而成，所述两个转棒的直径不同且每个转棒装配有指度针。
5.根据权利要求1中所述的焊接设备，其中所述旋转零件的外周表面装配有大小和形状不同的多个指度针，且当旋转零件转动时，根据所夹持的零件的种类放置适合所述零件的指度针。
6.根据权利要求1所述的焊接设备，其中所述旋转零件配置成由马达转动。
7.根据权利要求6所述的焊接设备，其中所述旋转零件具有方柱形形状且每个表面分别装配有大小和形状不同的指度针，且
所述马达以60-120度转动所述旋转零件，以放置适合此类零件的指度针。
8.根据权利要求1所述的焊接设备，其中所述移动器是关节型机器人的手臂。
9.根据权利要求1所述的焊接设备，其中所述焊接机器包括：
焊接构件，其配置成按压所述零件从而形成黏附在所述车身上的突出物；以及
电流构件，其配置成包括供给正电流到所述零件的正电流单元以及供给负电流到所述车身的负电流单元，且
供给到所述零件的所述正电流和供给到所述车身的所述负电流集中在作为零件和车身之间黏附部分的突出物上，以产生热量，从而将所述突出物焊接到所述车身。
10.根据权利要求9所述的焊接设备，其中所述焊接构件的按压力为50-70kgf。
11.根据权利要求9所述的焊接设备，其中所述焊接构件在所述零件的表面形成高度为0.5-2.0mm，宽度为2.0-8.0mm大小的所述突出物。
12.根据权利要求9所述的焊接设备，其中所述焊接机器包括固定构件，所述固定构件按压所述零件的末端从而任意地固定到所述车身上。
13.一种将托盘内所接收的多个零件焊接到车身的方法，其包括如下步骤：
夹持并对准所述托盘内所接收的零件，固定并按压托盘内所接收的零件的另一端，以通过对准器的指度针对准零件；
移动所对准的零件，从而从所述托盘中取出所对准的零件并使得所对准的零件黏附在所述车身的安装位置上；以及
通过按压所述零件的表面形成黏附在所述车身上的突出物，供给正电流到所述零件且供给负电流到所述车身，以及将供给到所述零件的正电流和供给到所述车身的负电流集中到作为零件和车身之间黏附部分的突出物上以产生热量，从而将所述突出物焊接到所述车身上。
14.根据权利要求13所述的焊接方法，其中在所述焊接步骤中，所述零件通过焊接机器焊接到所述车身。
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