CN108672990B - 一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，包括工作台，工作台一侧固定安装有固定定位板，工作台的另一侧设置有活动定位板，工作台表面设置有两条定位滑槽，活动定位板的底端两侧均设置有与定位滑槽匹配的定位滑块，活动定位板的侧方设置有固定在工作台表面的第一驱动气缸，第一驱动气缸的输出端通过第一驱动轴与活动定位板连接，活动定位板的顶端通过联动定位机构连接有焊接装置，工作台的顶面设置有管状工件定位旋转机构，该装置一方面能够对待焊工件和焊接装置进行同时同步定位，可以避免定位出现偏差，另一方面能够根据焊接工件的不同，精准的调节焊接长度，此外还能够方便管状工件的定位和焊接。

Description

一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置

技术领域

本发明涉及汽车焊接领域，具体为一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置。

背景技术

焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的，(1)熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。(2)压焊——焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。(3)钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。

现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。

在对汽车进行焊接时，需要用到定位焊接装置，现有的定位焊接装置通常包括工件定位结构，且工件定位结构通常包括一固定定位体、一活动定位体，固定定位体与活动定位体之间用于放置待焊接工件，同时在工件定位结构的正上方设置可移动的焊接装置，在焊接时，利用工件定位结构将工件定位，并利用焊接装置对工件进行焊接。

但是，现有的汽车焊接工序中的定位焊接装置存在以下缺陷：

(1)现有的定位焊接装置在对待焊工件定位后，还要对焊接装置进行定位，非常麻烦，且容易出现定位偏差，影响焊接的质量；

(2)针对待焊工件的不同，所需焊接的长度也不同，而现有的焊接装置只能根据操作人员的经验进行焊接，容易出现缺焊或过焊的情况，影响工件的品质；

(3)现有的定位焊接装置对板状、块状等待焊工件的定位很方便，但很难对管状工件进行定位，如果定位时夹持力过大，则很难将其转动，不利于管状工件的焊接，而如果夹持力过小，则很难精准定位，不能保证焊接的质量。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，该装置一方面能够对待焊工件和焊接装置进行同时同步定位，可以避免定位出现偏差，且能够节省定位时间，另一方面，能够根据焊接工件的不同，精准的调节焊接长度，避免缺焊或过焊，此外，该装置还能够方便管状工件的定位和焊接，使得装置的使用效果更好、使用范围更广，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，包括工作台，所述工作台的一侧固定安装有固定定位板，且工作台的另一侧设置有活动定位板，所述工作台的表面设置有两条与固定定位板垂直的定位滑槽，所述活动定位板的底端两侧均设置有与定位滑槽匹配的定位滑块，所述活动定位板的侧方设置有固定在工作台表面的第一驱动气缸，且第一驱动气缸的输出端通过第一驱动轴与活动定位板连接；

所述活动定位板的顶端通过联动定位机构连接有焊接装置，所述工作台的顶面设置有位于固定定位板、活动定位板端部两侧的管状工件定位旋转机构。

进一步地，所述联动定位机构包括与活动定位板顶端固定连接有支撑架，且支撑架的顶端设置有条形槽，所述条形槽的内部固定连接有焊接滑轨，所述支撑架的侧端正下方设置有两排固定在工作台顶面的支撑杆，且支撑杆的顶端均安装有支撑滚轮，所述支撑架的底面两侧均设置有与支撑滚轮匹配的支撑导轨。

进一步地，所述焊接滑轨的外部套设有与焊接滑轨匹配的焊接滑块，且焊接滑块的底部固定安装有第二驱动气缸，所述第二驱动气缸的输出端通过第二驱动轴连接有支撑板，所述焊接装置固定安装在支撑板的底端。

进一步地，所述焊接滑块的侧方设置有固定在支撑架顶面的第三驱动气缸，且第三驱动气缸的输出端通过第三驱动轴与焊接滑块的侧面连接。

进一步地，所述焊接滑轨靠近活动定位板的一侧设置有固定限位块，且焊接滑轨远离活动定位板的一侧设置有与焊接滑轨匹配的活动限位块，所述活动限位块的表面设置有固定螺孔，且在固定螺孔内插设有固定螺杆，所述固定螺杆的顶端连接有助力转杆。

进一步地，所述活动限位块和焊接滑块的底面均通过第一轴承连接有伸缩杆，且伸缩杆的底端均连接有定位弯杆，所述定位弯杆的底端均连接有尖端定位块。

进一步地，所述管状工件定位旋转机构包括设置在工作台顶面的两个容纳槽，且容纳槽内均设置有第四驱动气缸，所述第四驱动气缸的底端均连接有调节滑块，所述容纳槽的底面均设置有与调节滑块匹配的调节滑槽，所述容纳槽的侧面均固定安装有第五驱动气缸，且第五驱动气缸的输出端通过第五驱动轴与对应的调节滑块连接，所述第四驱动气缸的输出端均通过第四驱动轴连接有升降台。

进一步地，所述升降台的顶面分别固定安装有第六驱动气缸和第七驱动气缸，所述第六驱动气缸输出端通过第六驱动轴连接有承载板，所述第七驱动气缸的输出端连接有第七驱动轴，且第七驱动轴的端部通过第二轴承连接有第一旋转夹持板。

进一步地，所述承载板的内侧面固定安装有减速电机，且减速电机的输出端通过旋转轴固定连接有第二旋转夹持板。

进一步地，所述工作台的顶面设置有若干个位于两个定位滑槽之间且平行的内凹槽，所述内凹槽的两个内壁之间均通过横杆活动连接有若干个滑轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明能够对待焊工件和焊接装置进行同时同步的定位，既能够节省装置的整体定位时间，又可以避免定位出现偏差，有利于提高焊接的品质；

(2)本发明能够根据焊接工件的不同，精准的调节焊接长度，可以避免出现缺焊或过焊的情况，能够保证焊接工件的质量；

(3)本发明不仅能够方便板状、块状工件的焊接，还能够方便管状工件的定位和焊接，使得装置的使用效果更好、使用范围更广。

附图说明

图1为本发明的整体侧视结构示意图；

图2为本发明的活动定位板截面结构示意图；

图3为本发明的支撑架俯视结构示意图；

图4为本发明的支撑杆剖面结构示意图；

图5为本发明的容纳槽剖面结构示意图；

图6为本发明的活动定位板俯视结构示意图。

图中标号：

1-工作台；2-固定定位板；3-活动定位板；4-联动定位机构；5-焊接装置；6-管状工件定位旋转机构；7-内凹槽；8-横杆；9-滑轮；

301-定位滑槽；302-定位滑块；303-第一驱动气缸；304-第一驱动轴；

401-支撑架；402-条形槽；403-焊接滑轨；404-支撑杆；405-支撑滚轮；406-支撑导轨；407-焊接滑块；408-第二驱动气缸；409-第二驱动轴；410-支撑板；411-第三驱动气缸；412-第三驱动轴；413-固定限位块；414-活动限位块；415-固定螺孔；416-固定螺栓；417-助力转杆；418-第一轴承；419-伸缩杆；420-定位弯杆；421-尖端定位块；

601-容纳槽；602-第四驱动气缸；603-调节滑块；604-调节滑槽；605-第五驱动气缸；606-第五驱动轴；607-第四驱动轴；608-升降台；609-第六驱动气缸；610-第七驱动气缸；611-第六驱动轴；612-承载板；613-第七驱动轴；614-第二轴承；615-第一旋转夹持板；616-减速电机；617-旋转轴；618-第二旋转夹持板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供了一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，包括工作台1，工作台1的一侧固定安装有固定定位板2，且工作台1的另一侧设置有活动定位板3，工作台1的表面设置有两条与固定定位板2垂直的定位滑槽301，活动定位板3的底端两侧均设置有与定位滑槽301匹配的定位滑块302，定位滑槽301和定位滑块302的截面均为“T”形，使得定位滑块302能够沿着定位滑槽301滑动，且不会脱离定位滑槽301。

活动定位板3的侧方设置有固定在工作台1表面的第一驱动气缸303，且第一驱动气缸303的输出端通过第一驱动轴304与活动定位板3连接，第一驱动气缸303工作时，能够使活动定位板3在第一驱动轴304的带动下前后移动，固定定位板2和活动定位板3之间用于放置待焊接的工件，使得待焊工件能够在固定定位板2和活动定位板3的夹持力下固定不动，从而完成待焊工件的定位。

活动定位板3的顶端通过联动定位机构4连接有焊接装置5，联动定位机构4包括与活动定位板3顶端固定连接有支撑架401，且支撑架401的顶端设置有条形槽402，条形槽402的内部固定连接有焊接滑轨403，且焊接滑轨403与固定定位板2、活动定位板3垂直。

支撑架401的侧端正下方设置有两排固定在工作台1顶面的支撑杆404，且支撑杆404的顶端均安装有支撑滚轮405，支撑架401的底面两侧均设置有与支撑滚轮405匹配的支撑导轨406。

活动定位板3在第一驱动气缸303的带动下移动时，能够使支撑架401跟着移动，而通过设置支撑杆404、支撑滚轮405和支撑导轨406，能够使支撑架401移动时，始终沿着支撑导轨406的方向，避免支撑架401向外侧倾斜，且可以在不影响支撑架401移动的前提下，避免支撑架401的侧端下垂，从而能够保证焊接装置5的焊接精准度。

焊接滑轨403的外部套设有与焊接滑轨403匹配的焊接滑块407，焊接滑块407的侧方设置有固定在支撑架401顶面的第三驱动气缸411，且第三驱动气缸411的输出端通过第三驱动轴412与焊接滑块407的侧面连接，第三驱动气缸412工作时，能够使焊接滑块407在第三驱动轴412的带动下沿着焊接滑轨403移动。

焊接滑块407的底部固定安装有第二驱动气缸408，第二驱动气缸408的输出端通过第二驱动轴409连接有支撑板410，焊接装置5固定安装在支撑板410的底端，第二驱动气缸408工作时，能够使支撑板410上下移动，使得焊接装置5也能够上下移动，从而可以完成工件的焊接操作。

初始时，焊接装置5的焊接头与活动定位板3的内侧面在同一竖直面上，当启动第一驱动气缸303对焊接工件定位时，焊接装置5能够跟着移动，使得焊接装置5的定位能够与焊接工件的定位同时同步进行，可以缩短装置的整体定位时间。

焊接滑轨403靠近活动定位板3的一侧设置有固定限位块413，当焊接滑块407紧贴固定限位块413时，能够保证焊接装置5的焊接头与活动定位板3的内侧面在同一竖直面上，从而能够提高焊接装置的定位精准度。

焊接滑轨403远离活动定位板3的一侧设置有与焊接滑轨403匹配的活动限位块414，活动限位块414的表面设置有固定螺孔415，且在固定螺孔415内插设有固定螺杆416，固定螺杆416的顶端连接有助力转杆417。

活动限位块414能够沿着焊接滑轨403移动，且通过旋转固定螺栓416，能够使活动限位块414被固定，助力转杆417能够方便固定螺栓416的旋转，初始时，活动限位块414被固定在固定定位板2的斜上方，当焊接滑块407在第三驱动气缸411的带动下接触活动限位块414时，焊接装置5的焊接头能够刚好与固定定位板2的内侧面在同一竖直面上，从而能够完成焊接工件的全部焊接。

活动限位块414和焊接滑块407的底面均通过第一轴承418连接有伸缩杆419，且伸缩杆419的底端均连接有定位弯杆420，定位弯杆420的底端均连接有尖端定位块421，初始时，定位弯杆420分别位于活动限位块414、焊接滑块407的侧方，可以避免影响焊接滑块407的移动和焊接装置5的焊接，当需要使用定位弯杆420时，可以向下拉伸定位弯杆420，并旋转180°，使得一个定位弯杆420底端的尖端定位块421能够刚好位于焊接装置5的焊接头的正下方，而另一个定位弯杆420底端的尖端定位块421能够在焊接滑块407接触活动限位块414时，刚好位于焊接装置5的焊接头的正下方。

当焊接工件的焊接长度并不等于焊接工件的宽度，而是略小于焊接工件的宽度时，可以通过向下拉伸并旋转伸缩杆419，使得定位弯杆420底端的尖端定位块421接触待焊工件的表面，之后移动活动限位块414，并利用第三驱动气缸411带动焊接滑块407移动，使得两个尖端定位块421能够分别接触待焊位置的两端，之后将定位弯杆420移回原位，并固定活动限位块414，再通过第三驱动气缸411带动焊接滑块407移动，直至焊接滑块407接触活动限位块414，便可完成待焊工件的部分焊接，使得装置能够根据焊接工件的不同，精准的调节焊接长度，可以避免出现缺焊或过焊的情况。

工作台1的顶面设置有位于固定定位板2、活动定位板3端部两侧的管状工件定位旋转机构6，管状工件定位旋转机构6包括设置在工作台1顶面的两个容纳槽601，且容纳槽601内均设置有第四驱动气缸602。

第四驱动气缸602的底端均连接有调节滑块603，容纳槽601的底面均设置有与调节滑块603匹配的调节滑槽604，调节滑槽604均与定位滑槽301平行，容纳槽601的侧面均固定安装有第五驱动气缸605，且第五驱动气缸605的输出端通过第五驱动轴606与对应的调节滑块603连接，第五驱动气缸605启动时，能够使第四驱动气缸602和调节滑块603在第五驱动轴606的带动下沿着调节滑槽604移动。

第四驱动气缸602的输出端均通过第四驱动轴607连接有升降台608，使得升降台608能够在第四驱动气缸602的带动下上下移动，升降台608的顶面分别固定安装有第六驱动气缸609和第七驱动气缸610，第六驱动气缸609输出端通过第六驱动轴611连接有承载板612。

第七驱动气缸610的输出端连接有第七驱动轴613，且第七驱动轴613的端部通过第二轴承614连接有第一旋转夹持板615，使得第一旋转夹持板615能够在第七驱动轴613的带动下移动，且能够绕着第七驱动轴613旋转，承载板612的内侧面固定安装有减速电机616，且减速电机616的输出端通过旋转轴617固定连接有第二旋转夹持板618。

第六驱动气缸609、第七驱动气缸610工作时，能够分别带动承载板612、第一旋转夹持板615移动，且承载板612侧面的减速电机616，能够带动第二旋转夹持板618旋转。

当装置在对板状、块状等工件进行焊接时，可以通过第五驱动气缸605调节第四驱动气缸602的位置，通过第四驱动气缸602调节升降台608的高度，通过第六驱动气缸609、第七驱动气缸610带动第二旋转夹持板618、第一旋转夹持板615从两侧的位置夹持待焊工件，并且可以通过第六驱动轴611、第七驱动轴613的伸缩长度调节待焊工件的位置，使得待焊工件的焊接位置能够刚好位于焊接装置5的正下方，有利于焊接装置5的焊接，且能够使待焊工件的夹持更稳定，值得注意的是，此时减速电机616并不工作。

当装置对管状工件进行焊接时，可以先利用第一驱动气缸303带动活动定位板3移动，使活动定位板3、固定定位板2能够刚好接触管状工件的两端，但不夹紧，之后可以通过手动，或通过红外测距传感器等自动测距装置对管状工件的直径进行测量，或在之前便对管状工件的直径进行测量，根据测量结果，启动第五驱动气缸605、第四驱动气缸602，使得第二旋转夹持板618、第一旋转夹持板615的中心能够刚好位于管状工件的轴心上，之后启动第六驱动气缸609、第七驱动气缸610，使得第二旋转夹持板618、第一旋转夹持板615能够夹紧管状工件，并且将管状工件的焊接位置移到焊接装置5的正下方，最后启动减速电机616，使得管状工件能够匀速旋转，且在旋转的过程中，焊接装置5能够对管状工件进行焊接，使得装置不仅能够方便板状、块状等工件的焊接，还能够方便管状工件的定位和焊接，使得装置的使用效果更好、使用范围更广。

工作台1的顶面设置有若干个位于两个定位滑槽301之间且平行的内凹槽7，内凹槽7的两个内壁之间均通过横杆8活动连接有若干个滑轮9，滑轮9的顶端略突出于工作台1的表面，通过设置内凹槽7和滑轮9，能够使装置在对板状、卡在工件焊接时，能够方便待焊工件的移动，有利于待焊工件的定位，而装置在对管状工件进行焊接时，能够方便管状工件的旋转，避免管状工件在较大的摩擦力下松动，有利于提高焊接的精准度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，包括工作台(1)，其特征在于：所述工作台(1)的一侧固定安装有固定定位板(2)，且工作台(1)的另一侧设置有活动定位板(3)，所述工作台(1)的表面设置有两条与固定定位板(2)垂直的定位滑槽(301)，所述活动定位板(3)的底端两侧均设置有与定位滑槽(301)匹配的定位滑块(302)，所述活动定位板(3)的侧方设置有固定在工作台(1)表面的第一驱动气缸(303)，且第一驱动气缸(303)的输出端通过第一驱动轴(304)与活动定位板(3)连接；

所述活动定位板(3)的顶端通过联动定位机构(4)连接有焊接装置(5)，所述工作台(1)的顶面设置有位于固定定位板(2)、活动定位板(3)端部两侧的管状工件定位旋转机构(6)；所述联动定位机构(4)包括与活动定位板(3)顶端固定连接有支撑架(401)，且支撑架(401)的顶端设置有条形槽(402)，所述条形槽(402)的内部固定连接有焊接滑轨(403)，所述支撑架(401)的侧端正下方设置有两排固定在工作台(1)顶面的支撑杆(404)，且支撑杆(404)的顶端均安装有支撑滚轮(405)，所述支撑架(401)的底面两侧均设置有与支撑滚轮(405)匹配的支撑导轨(406)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述焊接滑轨(403)的外部套设有与焊接滑轨(403)匹配的焊接滑块(407)，且焊接滑块(407)的底部固定安装有第二驱动气缸(408)，所述第二驱动气缸(408)的输出端通过第二驱动轴(409)连接有支撑板(410)，所述焊接装置(5)固定安装在支撑板(410)的底端。

3.根据权利要求2所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述焊接滑块(407)的侧方设置有固定在支撑架(401)顶面的第三驱动气缸(411)，且第三驱动气缸(411)的输出端通过第三驱动轴(412)与焊接滑块(407)的侧面连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述焊接滑轨(403)靠近活动定位板(3)的一侧设置有固定限位块(413)，且焊接滑轨(403)远离活动定位板(3)的一侧设置有与焊接滑轨(403)匹配的活动限位块(414)，所述活动限位块(414)的表面设置有固定螺孔(415)，且在固定螺孔(415)内插设有固定螺杆(416)，所述固定螺杆(416)的顶端连接有助力转杆(417)。

5.根据权利要求4所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述活动限位块(414)和焊接滑块(407)的底面均通过第一轴承(418)连接有伸缩杆(419)，且伸缩杆(419)的底端均连接有定位弯杆(420)，所述定位弯杆(420)的底端均连接有尖端定位块(421)。

6.根据权利要求1所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述管状工件定位旋转机构(6)包括设置在工作台(1)顶面的两个容纳槽(601)，且容纳槽(601)内均设置有第四驱动气缸(602)，所述第四驱动气缸(602)的底端均连接有调节滑块(603)，所述容纳槽(601)的底面均设置有与调节滑块(603)匹配的调节滑槽(604)，所述容纳槽(601)的侧面均固定安装有第五驱动气缸(605)，且第五驱动气缸(605)的输出端通过第五驱动轴(606)与对应的调节滑块(603)连接，所述第四驱动气缸(602)的输出端均通过第四驱动轴(607)连接有升降台(608)。

7.根据权利要求6所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述升降台(608)的顶面分别固定安装有第六驱动气缸(609)和第七驱动气缸(610)，所述第六驱动气缸(609)输出端通过第六驱动轴(611)连接有承载板(612)，所述第七驱动气缸(610)的输出端连接有第七驱动轴(613)，且第七驱动轴(613)的端部通过第二轴承(614)连接有第一旋转夹持板(615)。

8.根据权利要求7所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述承载板(612)的内侧面固定安装有减速电机(616)，且减速电机(616)的输出端通过旋转轴(617)固定连接有第二旋转夹持板(618)。

9.根据权利要求1所述的一种汽车焊接工序中具有自动调节功能的定位焊接装置，其特征在于：所述工作台(1)的顶面设置有若干个位于两个定位滑槽(301)之间且平行的内凹槽(7)，所述内凹槽(7)的两个内壁之间均通过横杆(8)活动连接有若干个滑轮(9)。

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