CN107088724A - 一种柔性自动焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性自动焊装置。该装置包括底座、X方向运行机构、Y方向运行机构、Z方向运行机构、旋转轴机构、焊钳，X方向运行机构包括X轴导轨和X轴电机，Y方向运行机构包括Y轴导轨和Y轴电机，Z方向运行机构包括Z轴导轨和Z轴电机，X方向运行机构连接在底座上，Y方向运行机构滑动连接在X轴导轨上并由X轴电机驱动，Z方向运行机构滑动连接在Y轴导轨上并由Y轴电机驱动，旋转轴机构连接在Z轴导轨上并由Z轴电机驱动，旋转轴机构包括旋转电机，焊钳连接在旋转轴机构上并由旋转电机驱动转动。本装置可以实现多种车型柔性共用的功能；结构紧凑，机构简单，维修方便，制造成本低；能提升自动化率，能节省人员，降低劳动强度。

Description

一种柔性自动焊装置

技术领域

本发明涉及车身焊接领域，特别涉及一种柔性自动焊装置。

背景技术

汽车车身焊装生产线总拼工位（下车体与侧围合拼焊接工位）的定位焊接一般采用以下两种方式：

一：人工焊接，两侧各2~3个人，焊接包含车身下裙边、门槛、后端板及顶盖前后横梁的定位焊点，由于焊点布局在车身前后、上下，跨度很大，由于上下高度相差大，还需要在旁边增加一个塌台，员工需要爬上去对顶盖前后横梁进行焊接，塌台也会妨碍下部人员的操作空间，焊接后端板焊点的时候，与总拼工装主夹具升降机立柱太靠近，员工操作空间狭小，焊接困难。

二、机器人焊接，由于焊点分别广，需要约6台机器人才能把所有焊点焊完，成本高，占用空间大。

发明内容

本发明提供一种柔性自动焊装置，旨在解决焊接结束占用焊接空间，焊接难度大的问题。

本发明提供一种柔性自动焊装置，包括底座、X方向运行机构、Y方向运行机构、Z方向运行机构、旋转轴机构、焊钳，所述X方向运行机构包括X轴导轨和X轴电机，所述Y方向运行机构包括Y轴导轨和Y轴电机，所述Z方向运行机构包括Z轴导轨和Z轴电机，所述X方向运行机构连接在底座上，所述Y方向运行机构滑动连接在X轴导轨上并由X轴电机驱动，所述Z方向运行机构滑动连接在Y轴导轨上并由Y轴电机驱动，所述旋转轴机构连接在Z轴导轨上并由Z轴电机驱动，所述旋转轴机构包括旋转电机，所述焊钳连接在旋转轴机构上并由旋转电机驱动转动。

作为本发明的进一步改进，所述X方向运行机构包括X轴丝杆，所述X轴丝杆一端通过联轴器与X轴电机连接，其另一端与Y轴导轨连接；所述Y方向运行机构包括Y轴丝杆，所述Y轴丝杆一端通过联轴器与Y轴电机连接，其另一端与Z轴导轨连接。

作为本发明的进一步改进，所述Z方向运行机构包括Z轴丝杆，所述Z轴丝杆一端通过传动带与Z轴电机连接，其另一端与旋转轴机构连接。

作为本发明的进一步改进，所述Z方向运行机构还包括两个传动带轮，其中一个传动带轮连接在Z轴电机的一侧，另一个传动带轮连接在Z轴丝杆的一侧，所述两个传动带轮通过传动带连接。

作为本发明的进一步改进，所述传动带内侧上设有传动带锯齿，所述传动带轮外围设有传动带轮锯齿，所述传动带锯齿与传动带轮锯齿配合连接。

作为本发明的进一步改进，所述旋转轴机构包括第一转盘、第二转盘，所述Z方向运行机构包括Z向安装座，所述焊钳、旋转电机连接在Z向安装座上，所述第一转盘与旋转电机的伸出轴连接，所述第二转盘固定连接在焊钳上，所述第一转盘与第二转盘贴合连接，所述旋转电机驱动第一转盘并通过第二转盘带动焊钳旋转。

作为本发明的进一步改进，所述第一转盘和第二转盘均为齿轮，所述第一转盘的直径比第二转盘的直径小。

作为本发明的进一步改进，所述旋转轴机构包括焊钳座、轴承座，所述Z方向运行机构包括Z轴运动座，所述轴承座分为上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承铰接，所述上轴承与焊钳座连接，所述下轴承与Z轴运动座连接，所述旋转电机连接在焊钳座的一端。

作为本发明的进一步改进，所述焊钳座通过一根旋转轴安装在轴承座上，焊钳绕着旋转轴旋转。

作为本发明的进一步改进，所述旋转轴机构包括两个限位块，所述限位块设置在Z轴运动座上，所述焊钳座与旋转电机连接处的底部设有卡块，所述卡块在两个限位块之间的移动。

本发明的有益效果是：本发明的装置可以实现多种车型柔性共用的功能；结构紧凑，机构简单，维修方便，制造成本低；能提升自动化率，能节省人员，降低劳动强度；可以柔性多种车型，利于工艺布局。

附图说明

图1是本发明一种柔性自动焊装置中门槛及下裙边柔性自动焊装置的结构图；

图2是本发明一种柔性自动焊装置中尾门框后端板柔性自动焊装置的结构图；

图3是本发明一种柔性自动焊装置中传动带驱动丝杆的结构图；

图4是本发明一种柔性自动焊装置中旋转轴机构的第一结构图；

图5是本发明一种柔性自动焊装置中旋转轴机构的第二结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一：

如图1至图2所示，本发明的一种柔性自动焊装置包括底座1、X方向运行机构2、Y方向运行机构3、Z方向运行机构4、旋转轴机构5、焊钳6，X方向运行机构2包括X轴导轨和X轴电机，Y方向运行机构3包括Y轴导轨和Y轴电机，Z方向运行机构4包括Z轴导轨和Z轴电机，X方向运行机构2连接在底座上，Y方向运行机构3滑动连接在X轴导轨上并由X轴电机驱动，Z方向运行机构4滑动连接在Y轴导轨上并由Y轴电机驱动，旋转轴机构连接在Z轴导轨上并由Z轴电机驱动，旋转轴机构5包括旋转电机51，焊钳6连接在旋转轴机构上并由旋转电机51驱动转动。

其中，X方向运行机构2包括X轴丝杆，X轴丝杆一端通过联轴器与X轴电机连接，其另一端与Y轴导轨连接；Y方向运行机构3包括Y轴丝杆，Y轴丝杆一端通过联轴器与Y轴电机连接，其另一端与Z轴导轨连接。X、Y轴两个方向都是伺服电机通过联轴器带动丝杠旋转，使运动机构沿着导轨做直线运动。

如图2所示，Z方向运行机构4包括Z轴丝杆41，Z轴丝杆41一端通过传动带42与Z轴电机43连接，其另一端与旋转轴机构连接。Z轴是伺服电机通过皮带带动丝杠，使运动机构沿着导轨做直线运动。

具体的，Z方向运行机构4还包括两个传动带轮44，其中一个传动带轮44连接在Z轴电机43的一侧，另一个传动带轮44连接在Z轴丝杆41的一侧，两个传动带轮44通过传动带42连接。服电机转动带动皮带转，皮带带动丝杠转动。

传动带42内侧上设有传动带锯齿，所述传动带轮44外围设有传动带轮锯齿，所述传动带锯齿与传动带轮锯齿配合连接。皮带上带齿，保证了转动的精度。

通过机构四个轴的运动，焊钳6可以达到其行程范围内的任何一个点，这样柔性很高。

实施例二：

如图3所示，在实施例一的基础上，旋转轴机构5包括第一转盘52、第二转盘53，所述Z方向运行机构4包括Z向安装座45，焊钳6、旋转电机51连接在Z向安装座45上，第一转盘52与旋转电机51的伸出轴连接，第二转盘53固定连接在焊钳6上，第一转盘52与第二转盘53贴合连接，旋转电机51驱动第一转盘52并通过第二转盘53带动焊钳6旋转。

第一转盘52和第二转盘53均为齿轮，所述第一转盘52的直径比第二转盘53的直径小。

本实施例中，作为焊接车身门槛及下裙边的焊钳结构，旋转轴是在伺服电机伸出轴上安装一个齿轮，一体式焊钳上安装一个齿轮，这两个齿轮相互匹配黏合在一起，伺服电机旋转从而带动黏合齿轮旋转，齿轮带动一体式焊钳旋转，达到焊钳旋转。通过机构四个轴的运动，焊钳6可以达到其行程范围内的任何一个点，这样柔性很高。

实施例三：

如图4所示，在实施例一的基础上，旋转轴机构5包括焊钳座54、轴承座55，Z方向运行机构4包括Z轴运动座46，轴承座44分为上轴承和下轴承，上轴承和下轴承铰接，上轴承与焊钳座54连接，下轴承与Z轴运动座46连接，旋转电机51为推动气缸，推动气缸连接在焊钳座54的一端。焊钳座54通过一根旋转轴安装在轴承座55上，焊钳6绕着旋转轴旋转。

旋转轴机构5包括两个限位块56，限位块56设置在Z轴运动座46上，焊钳座54与推动气缸连接处的底部设有卡块，卡块在两个限位块46之间的移动。

轴承座55安装在Z轴运动座46上，轴承座55上安装了上下两个轴承，焊钳座54通过一根旋转轴安装在轴承座55上，焊钳6绕着旋转轴旋转，气缸作为动力推动焊钳6旋转，旋转位置只有两个，分别使用限位块对其限定工作位置。

本实施例中，作为焊接车身尾门框后端板的焊钳结构，旋转轴是焊钳安装在一个旋转盘上，使用一个气缸推动旋转盘旋转达到焊钳转动的目的，由于是使用气缸推动，只能有两个位置。如需要柔性更多车型，可将使用的气缸推动更换成伺服电机带动，柔性能力更加大。

该简单自动焊装置已经在总拼焊装生产线线上应用，并取得了良好的效果，很好地解决了两个车型在总拼定位焊点焊接困难的问题。该设备具有良好的柔性功能，能同时兼容多种车型的焊接任务，不仅仅局限使用在总拼工位，在侧围工装生产线、前后地板工装生产线也可以进行应用。故该柔性简单自动焊结构适用性较广。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性自动焊装置，其特征在于，包括底座、X方向运行机构、Y方向运行机构、Z方向运行机构、旋转轴机构、焊钳，所述X方向运行机构包括X轴导轨和X轴电机，所述Y方向运行机构包括Y轴导轨和Y轴电机，所述Z方向运行机构包括Z轴导轨和Z轴电机，所述X方向运行机构连接在底座上，所述Y方向运行机构滑动连接在X轴导轨上并由X轴电机驱动，所述Z方向运行机构滑动连接在Y轴导轨上并由Y轴电机驱动，所述旋转轴机构连接在Z轴导轨上并由Z轴电机驱动，所述旋转轴机构包括旋转电机，所述焊钳连接在旋转轴机构上并由旋转电机驱动转动。

2.根据权利要求1所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述X方向运行机构包括X轴丝杆，所述X轴丝杆一端通过联轴器与X轴电机连接，其另一端与Y轴导轨连接；所述Y方向运行机构包括Y轴丝杆，所述Y轴丝杆一端通过联轴器与Y轴电机连接，其另一端与Z轴导轨连接。

3.根据权利要求1所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述Z方向运行机构包括Z轴丝杆，所述Z轴丝杆一端通过传动带与Z轴电机连接，其另一端与旋转轴机构连接。

4.根据权利要求3所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述Z方向运行机构还包括两个传动带轮，其中一个传动带轮连接在Z轴电机的一侧，另一个传动带轮连接在Z轴丝杆的一侧，所述两个传动带轮通过传动带连接。

5.根据权利要求4所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述传动带内侧上设有传动带锯齿，所述传动带轮外围设有传动带轮锯齿，所述传动带锯齿与传动带轮锯齿配合连接。

6.根据权利要求1所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述旋转轴机构包括第一转盘、第二转盘，所述Z方向运行机构包括Z向安装座，所述焊钳、旋转电机连接在Z向安装座上，所述第一转盘与旋转电机的伸出轴连接，所述第二转盘固定连接在焊钳上，所述第一转盘与第二转盘贴合连接，所述旋转电机驱动第一转盘并通过第二转盘带动焊钳旋转。

7.根据权利要求6所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述第一转盘和第二转盘均为齿轮，所述第一转盘的直径比第二转盘的直径小。

8.根据权利要求1所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述旋转轴机构包括焊钳座、轴承座，所述Z方向运行机构包括Z轴运动座，所述轴承座分为上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承铰接，所述上轴承与焊钳座连接，所述下轴承与Z轴运动座连接，所述旋转电机为推动气缸，推动气缸连接在焊钳座的一端。

9.根据权利要求8所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述焊钳座通过一根旋转轴安装在轴承座上，焊钳绕着旋转轴旋转。

10.根据权利要求8所述的柔性自动焊装置，其特征在于，所述旋转轴机构包括两个限位块，所述限位块设置在Z轴运动座上，所述焊钳座与推动气缸连接处的底部设有卡块，所述卡块在两个限位块之间的移动。