CN107931932A - 一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具 - Google Patents

Abstract

一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，包括安装基座、依次序设在安装基座上的进气管固定机构、定位机构、催化器筒体固定机构以及出气管固定机构；催化器筒体固定机构包括用以放置催化器筒体的呈“凹”型的支撑件、设在支撑件上方的固定盖板、设在支撑件底部的支板，固定盖板，为钢板弯曲而成，具有和催化器筒体外表面相适配的内弧形面；定位结构包括底板、设在底板上定位板安装块、转动安装在定位板安装块上的且转动一定角度后实现对催化器筒体端面定位的定位板、设在定位板安装块侧端的用以限定定位板转动角度的限位块、设在定位板上的转动手柄，限位块具有用以和定位板相作用的竖直限位面。本发明装夹效率高，保证后续的焊接质量。

Description

一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具

技术领域

本发明涉及汽车催化器领域，更具体的说涉及一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具。

背景技术

目前，对于催化器总成的焊接，为提高焊接效率，通常采用机械手来代替人工焊来完成，焊接的主要内容为进气管与催化器筒体的焊接、出气管与催化器筒体的焊接两方面。这种方式存在着以下问题：机械手的程序一般为固定设定的，也就是说每次焊接的起始位置是固定的，而工人在手动装夹催化器筒体、进气管以及出气管时，将进气管以及出气管分别插入在催化器筒体的进气端与出气端中，在这个操作中，工人很难准确地判定催化器筒体的端面位置，也就不能保证机械手的起始焊接位置正好对准催化器筒体的端面位置处，影响整体的焊接质量与焊接效率。

申请号为CN201610087071.9公布的一种汽车排气用催化器总成工装，包括底板、进气法兰固定装置、筒体固定装置和出气法兰固定装置，所述的进气法兰固定装置、筒体固定装置和出气法兰固定装置均设置于底板上，所述的进气法兰固定装置包括进气法兰固定板，所述的进气法兰固定板设有与进气法兰相对应的螺栓通孔，所述的筒体固定装置包括筒体夹紧器和筒体支架，所述的出气法兰固定装置包括出气法兰固定板，该出气法兰固定板设有与出气法兰相对应的螺栓凹槽。该工装装夹效率低，影响整体的焊接效率。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，装夹效率高，装夹效果好，保证后续的焊接质量。

本发明的具体技术方案如下：一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，包括安装基座、依次序设在所述安装基座上的进气管固定机构、定位机构、催化器筒体固定机构以及出气管固定机构，所述定位结构用于在催化器固定前对催化器筒体端面进行定位；

所述催化器筒体固定机构包括用以放置催化器筒体的呈“凹”型的支撑件、设在所述支撑件上方的固定盖板、设在所述支撑件底部的支板，所述固定盖板，为钢板弯曲而成，具有和催化器筒体外表面相适配的内弧形面；

所述定位结构包括底板、设在所述底板上定位板安装块、转动安装在所述定位板安装块上的且转动一定角度后实现对催化器筒体端面定位的定位板、设在所述定位板安装块侧端的用以限定所述定位板转动角度的限位块、设在所述定位板上的转动手柄，所述限位块具有用以和所述定位板相作用的竖直限位面。

优选的，所述定位板包括定位部以及和所述定位部连接的转动部，所述转动部具有和所述竖直限位面滚动接触的弧形面。

优选的，所述进气管固定机构包括第一固定座、一对设在所述第一固定座上的斜板、设在所述斜板上端的滑轨安装板、设在所述滑轨安装板上的一对倾斜滑轨、通过滑块和相应所述倾斜滑轨配合的滑动安装台、设在所述滑动安装台上的第一安装座板、一对设在所述第一安装座板上的用于安装进气管端部法兰的第一凸台定位销、设在所述第一安装座板上的转动气缸安装板、一对安装于所述转动气缸安装板上的且位于催化器总成两侧的转动气缸、设在每个所述转动气缸输出轴上的用以将进气管端部法兰压紧在所述第一凸台定位销上的第一压紧件以及和所述滑动安装台连接的用于控制滑动安装台靠近或远离所述催化器筒体固定机构的快夹，所述斜板随靠近所述催化器筒体固定机构而向上倾斜。

优选的，所述第一压紧件包括和所述转动气缸输出轴连接的安装部、设在所述安装部上的第一压紧部与第二压紧部，所述安装部、第一压紧部与第二压紧部三者呈 “Y”形状，且第二压紧部的长度比第一压紧部的长度短。

优选的，所述出气管固定机构包括第二固定座、设在所述第二固定座上的竖连接板、设在所述竖连接板上端的第二安装座板、一对设在所述第二安装座板上的用于安装出气管端部法兰的第二凸台定位销以及用于将出气管端部法兰压紧在所述第二凸台定位销上的压紧装置。

优选的，所述压紧装置包括通过活塞杆与第二固定座连接的伸缩气缸、设在所述第二安装座板两侧的为所述伸缩气缸所带动的一对第二压紧件、设在所述伸缩气缸缸体上的用于安装所述第二压紧件的压紧件安装板。

优选的，所述第二压紧件的两侧设置有安装于第二安装座板上的安装块，所述安装块之间设置有导向杆，所述第二压紧件上设置有导向槽，所述导向杆穿过所述导向槽，使得第二压紧件通过导向槽在导向杆上的移动实现压紧动作，所述导向槽的导向方向和所述伸缩气缸的运动方向相同，所述第二压紧件铰接在所述压紧件安装板上，所述第二压紧件上还设置有和所述导向槽连接且槽宽相等的用于调整所述第二压紧件与伸缩气缸活塞杆中心轴两者间角度的弧形调整槽，所述弧形调整槽设于靠近所述压紧件安装板处且随着远离所述导向槽而向第二压紧件的内侧弯曲。

优选的，所述安装块之间形成第二导向槽，所述第二压紧件设于所述第二导向槽中。

优选的，所述导向杆的两端延伸到相应所述安装块之外并形成延伸部，其中一个延伸部上设置有锁紧孔，另一延伸部上设置有和安装块相抵的限位环。

优选的，所述第二压紧件包括用于压紧的顶部压紧部、用于和所述压紧件安装板相铰接的底部铰接部、和所述顶部压紧部垂直连接的垂直连接部、连接所述垂直连接部和所述底部铰接部的转弯连接部；所述底部铰接部上设置有铰接孔，所述导向槽开设于垂直连接部上，所述调整弧形槽开设于转弯连接部上。

优选的，所述定位板安装块上设置有位于所述定位板下方的用于防止定位板和所述安装基座相撞的防相撞机构。

优选的，所述防相撞机构包括水平设置的水平限位块、设在所述水平限位块上端面上的弹性缓冲层，所述弹性缓冲层包括弹性橡胶。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过定位结构，提高了装夹效果与效率，保证了后续的焊接效果与效率。

2、定位部的转动连接强度好，使用寿命长，间接提高整个焊接夹具的装夹效果与效率。

3、出气管固定机构取料、放料方便，且第二压紧件能够自适应进行转动调整，也就进行很好的夹紧，保证整体的装夹效果，防止批量的次品的出现，大大提高了生产效率。

4、防相撞机构有效保护定位板，防止定位板在定位后转回水平时，与安装基座相撞，造成定位板边沿的突刺，影响下一次的定位，间接提高了装夹效率。

5、进气管固定机构操作方便，装夹效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图；

图2为进气管固定机构的第一视角的结构示意简图；

图3为进气管固定机构的第二视角的结构示意简图；

图4为第一压紧件的结构示意简图；

图5为斜引导面与抵持面的位置分布图；

图6为出气管固定机构的第一视角的结构示意简图；

图7为出气管固定机构的第二视角的结构示意简图；

图8为导向杆的安装示意图；

图9为第二压紧件的结构示意图；

图10为防相撞机构的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1-10所示，一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，包括安装基座1、依次序设在所述安装基座1上的进气管固定机构4、定位机构3、催化器筒体固定机构2以及出气管固定机构5，所述定位结构3用于在催化器固定前对催化器筒体端面进行定位；所述催化器筒体固定机构2包括用以放置催化器筒体的呈“凹”型的支撑件21、设在所述支撑件21上的固定盖板22、设在所述支撑件21底部的支板23，所述固定盖板22，为钢板弯曲而成，具有和催化器筒体外表面相适配的内弧形面，在本实施例中，固定盖板22可通过卡扣连接形式与支撑件连接，即在支撑件21上设置卡扣，在固定盖板22上设置卡槽；所述定位结构3包括底板31、设在所述底板31上定位板安装块32、转动安装在所述定位板安装块32上的且转动一定角度后实现对催化器筒体端面定位的定位板33、设在所述定位板安装块32侧端的用以限定所述定位板33转动角度的限位块34、设在所述定位板33上的转动手柄35，所述限位块34具有用以和所述定位板33相作用的竖直限位面。

在装夹时，将出气管固定在出气管固定机构5，催化器筒体放置于支撑件21的凹形区域中并使出气管伸入到催化器筒体的出气端中，转动定位板33，使催化器筒体的进气端抵住定位板33的竖直限位面，再通过固定盖板22将催化器筒体固定在支撑件21中，然后转动定位板33使竖直限位面与催化器筒体的进气端相脱离，后续可对催化器筒体的出气端与出气管进行焊接。通过定位结构3，提高了装夹效果与效率，保证了后续的焊接效果与效率。

优选的，所述定位板33包括定位部331以及和所述定位部331连接的转动部332，所述转动部332具有和所述竖直限位面滚动接触的弧形面333。一般而言，转动部332通过转轴连接于定位板安装块32上，转动部332上的弧形面333始终与竖直限位面保持滚动接触，即竖直限位面始终抵住转动部332，使得定位部331的转动连接强度好，使用寿命长，且一定程度上防止了整个定位板33的偏转，提高整个焊接夹具的装夹效果与效率。

优选的，所述进气管固定机构4包括第一固定座41、一对设在所述第一固定座41上的斜板42、设在所述斜板42上端的滑轨安装板412、设在所述滑轨安装板412上的一对倾斜滑轨43、通过滑块411和相应所述倾斜滑轨43配合的滑动安装台44、设在所述滑动安装台44上的第一安装座板45、一对设在所述第一安装座板45上的用于安装进气管端部法兰71的第一凸台定位销46、设在所述第一安装座板45上的转动气缸安装板47、一对安装于所述转动气缸安装板47上的且位于催化器总成7两侧的转动气缸48、设在每个所述转动气缸48输出轴上的用以将进气管端部法兰71压紧在所述第一凸台定位销46上的第一压紧件49以及和所述滑动安装台44连接的用于控制滑动安装台44靠近或远离所述催化器筒体固定机构2的快夹410，所述斜板42随靠近所述催化器筒体固定机构2而向上倾斜。本实施例，在装夹时，将进气管伸入在催化器筒体的进气端中，操作快夹410并使得第一安装座板45上的第一凸台定位销46对准进气管法兰盘的定位孔，继续操纵快夹410使得第一凸台定位销46完全伸入到该定位孔种，然后操纵转动气缸48，使得第一压紧件49将进气管端部法兰71压紧在所述第一凸台定位销46上，进气管的装夹完成，本进气管固定机构4装夹效率高。

优选的，所述第一压紧件49包括和所述转动气缸48输出轴连接的安装部491、设在所述安装部491上的第一压紧部492与第二压紧部493，所述安装部491、第一压紧部492与第二压紧部493三者呈 “Y”形状，且第二压紧部493的长度比第一压紧部492的长度短。此设置，使得第一压紧件49的压紧效果更佳好，间接提高气管固定机构4装夹效果与效率。优选的，所述第一压紧件49为可变形的柔性件，所述第一压紧件49为尼龙件，此设置，使得第一压紧件49的压紧效果更佳好，间接提高气管固定机构4装夹效果与效率。较佳的，所述第一压紧部492与第二压紧部493，均具有用以分别引导第一压紧部492与第二压紧部493与进气管端部法兰71端面接触的引导斜面494、以及和所述引导斜面494连接的用于当转动引导斜面494后与进气管端部法兰71端面相抵的抵持面495，此设置，使得第一压紧件49的压紧效果更佳好，间接提高气管固定机构4装夹效果与效率。

优选的，所述出气管固定机构5包括第二固定座51、设在所述第二固定座51上的竖连接板52、设在所述竖连接板52上端的第二安装座板53、一对设在所述第二安装座板53上的用于安装出气管端部法兰的第二凸台定位销54以及用于将出气管端部法兰压紧在所述第二凸台定位销54上的压紧装置55。

优选的，所述压紧装置55包括通过活塞杆与第二固定座51连接的伸缩气缸551、设在所述第二安装座板53两侧的为所述伸缩气缸551所带动的一对第二压紧件552、设在所述伸缩气缸551缸体上的用于安装所述第二压紧件552的压紧件安装板553。

优选的，所述第二压紧件552的两侧设置有安装于第二安装座板53上的安装块554，所述安装块554之间设置有导向杆555，所述第二压紧件552上设置有导向槽556，所述导向杆555穿过所述导向槽556，使得第二压紧件552通过导向槽556在导向杆555上的移动实现压紧动作，所述导向槽556的导向方向和所述伸缩气缸551的运动方向相同，所述第二压紧件552铰接在所述压紧件安装板553上，所述第二压紧件552上还设置有和所述导向槽556连接且槽宽相等的用于调整所述第二压紧件552与伸缩气缸551活塞杆中心轴两者间角度的弧形调整槽557，所述弧形调整槽557设于靠近所述压紧件安装板553处且随着远离所述导向槽556而向第二压紧件552的内侧弯曲。

一方面，当需要取料或放料时，即取下出气管与放置出气管时，伸缩气缸551的缸体推动所述第二压紧件552使得第二压紧件552上的弧形调整槽557在导向杆555上运动，第二压紧件552与伸缩气缸551活塞杆中心轴两者之间的角度变大，使得取料或放料更加方便，也就是出气管的装夹更加方便有效，提高整个焊接夹具的装夹效果与效率。另一方面，第二压紧件552和压紧件安装板553铰接设置、导向杆555与导向槽556的设置，能够进一步保证定位的精准性及后续焊接的焊接质量，防止批量的次品的出现，大大提高了生产效率。即使在长期使用过程中，伸缩气缸的筒体因活塞杆的变形发生微小的且人眼察觉不到的偏转，例如伸缩气缸筒体发生1-3°的偏转，第二压紧件552能够自适应进行转动调整，也就进行很好的夹紧，保证整体的装夹效果，防止批量的次品的出现，大大提高了生产效率。

优选的，所述安装块554之间形成第二导向槽558，所述第二压紧件552设于所述第二导向槽558中。该设置，进一步提高夹紧效果，保证整体的装夹效果，保证产品焊接质量。

优选的，所述导向杆555的两端延伸到相应所述安装块554之外并形成延伸部559，其中一个延伸部559上设置有锁紧孔5501，另一延伸部559上设置有和安装块554相抵的限位环5502。

优选的，所述第二压紧件552包括用于压紧的顶部压紧部5521、用于和所述压紧件安装板553相铰接的底部铰接部5522、和所述顶部压紧部5521垂直连接的垂直连接部5523、连接所述垂直连接部5523和所述底部铰接部5522的转弯连接部5524；所述底部铰接部5522上设置有铰接孔，所述导向槽556开设于垂直连接部5523上，所述调整弧形槽557开设于转弯连接部5524上。

实施例2：优选的，所述定位板安装块32上设置有位于所述定位板33下方的用于防止定位板33和所述安装基座1相撞的防相撞机构36。此设置，有效保护定位板33，防止定位板33在定位后转回水平时，与安装基座1相撞，造成定位板33边沿的突刺，影响下一次的定位，间接提高了装夹效率。

优选的，所述防相撞机构36包括水平设置的水平限位块361、设在所述水平限位块361上端面上的弹性缓冲层362，所述弹性缓冲层362包括弹性橡胶。由弹性橡胶制成的弹性缓冲层，有效防止定位板33起毛刺。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，包括安装基座（1）、依次序设在所述安装基座（1）上的进气管固定机构（4）、定位机构（3）、催化器筒体固定机构（2）以及出气管固定机构（5），所述定位结构（3）用于在催化器固定前对催化器筒体端面进行定位；

所述催化器筒体固定机构（2）包括用以放置催化器筒体的呈“凹”型的支撑件（21）、设在所述支撑件（21）上的固定盖板（22）、设在所述支撑件（21）底部的支板（23），所述固定盖板（22），为钢板弯曲而成，具有和催化器筒体外表面相适配的内弧形面；

所述定位结构（3）包括底板（31）、设在所述底板（31）上定位板安装块（32）、转动安装在所述定位板安装块（32）上的且转动一定角度后实现对催化器筒体端面定位的定位板（33）、设在所述定位板安装块（32）侧端的用以限定所述定位板（33）转动角度的限位块（34）、设在所述定位板（33）上的转动手柄（35），所述限位块（34）具有用以和所述定位板（33）相作用的竖直限位面。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述定位板（33）包括定位部（331）以及和所述定位部（331）连接的转动部（332），所述转动部（332）具有和所述竖直限位面滚动接触的弧形面（333）。

3.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述进气管固定机构（4）包括第一固定座（41）、一对设在所述第一固定座（41）上的斜板（42）、设在所述斜板（42）上端的滑轨安装板（412）、设在所述滑轨安装板（412）上的一对倾斜滑轨（43）、通过滑块（411）和相应所述倾斜滑轨（43）配合的滑动安装台（44）、设在所述滑动安装台（44）上的第一安装座板（45）、一对设在所述第一安装座板（45）上的用于安装进气管端部法兰（71）的第一凸台定位销（46）、设在所述第一安装座板（45）上的转动气缸安装板（47）、一对安装于所述转动气缸安装板（47）上的且位于催化器总成（7）两侧的转动气缸（48）、设在每个所述转动气缸（48）输出轴上的用以将进气管端部法兰（71）压紧在所述第一凸台定位销（46）上的第一压紧件（49）以及和所述滑动安装台（44）连接的用于控制滑动安装台（44）靠近或远离所述催化器筒体固定机构（2）的快夹（410），所述斜板（42）随靠近所述催化器筒体固定机构（2）而向上倾斜。

4.根据权利要求3所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述第一压紧件（49）包括和所述转动气缸（48）输出轴连接的安装部（491）、设在所述安装部（491）上的第一压紧部（492）与第二压紧部（493），所述安装部（491）、第一压紧部（492）与第二压紧部（493）三者呈 “Y”形状，且第二压紧部（493）的长度比第一压紧部（492）的长度短。

5.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述出气管固定机构（5）包括第二固定座（51）、设在所述第二固定座（51）上的竖连接板（52）、设在所述竖连接板（52）上端的第二安装座板（53）、一对设在所述第二安装座板（53）上的用于安装出气管端部法兰的第二凸台定位销（54）以及用于将出气管端部法兰压紧在所述第二凸台定位销（54）上的压紧装置（55）。

6.根据权利要求5所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述压紧装置（55）包括通过活塞杆与第二固定座（51）连接的伸缩气缸（551）、设在所述第二安装座板（53）两侧的为所述伸缩气缸（551）所带动的一对第二压紧件（552）、设在所述伸缩气缸（551）缸体上的用于安装所述第二压紧件（552）的压紧件安装板（553）。

7.根据权利要求6所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述第二压紧件（552）的两侧设置有安装于第二安装座板（53）上的安装块（554），所述安装块（554）之间设置有导向杆（555），所述第二压紧件（552）上设置有导向槽（556），所述导向杆（555）穿过所述导向槽（556），使得第二压紧件（552）通过导向槽（556）在导向杆（555）上的移动实现压紧动作，所述导向槽（556）的导向方向和所述伸缩气缸（551）的运动方向相同，所述第二压紧件（552）铰接在所述压紧件安装板（553）上，所述第二压紧件（552）上还设置有和所述导向槽（556）连接且槽宽相等的用于调整所述第二压紧件（552）与伸缩气缸（551）活塞杆中心轴两者间角度的弧形调整槽（557），所述弧形调整槽（557）设于靠近所述压紧件安装板（553）处且随着远离所述导向槽（556）而向第二压紧件（552）的内侧弯曲。

8.根据权利要求7所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述安装块（554）之间形成第二导向槽（558），所述第二压紧件（552）设于所述第二导向槽（558）中。

9.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述定位板安装块（32）上设置有位于所述定位板（33）下方的用于防止定位板（33）和所述安装基座（1）相撞的防相撞机构（36）。

10.根据权利要求9所述的一种用于机器人焊接的催化器总成焊接夹具，其特征在于，所述防相撞机构（36）包括水平设置的水平限位块（361）、设在所述水平限位块（361）上端面上的弹性缓冲层（362），所述弹性缓冲层（362）包括弹性橡胶。