CN109877459B - 调角器总成焊接工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调角器总成焊接工艺，背板、座板与核心件之间的焊接操作采用激光叠焊方式，小零件在装配到位后采用弧焊方式进行焊接。还涉及一种调角器总成焊接系统，包括用于进行背板、座板与核心件之间焊接操作的激光焊接机器人、用于将小零件装配到位的装配机器人、用于进行小零件焊接操作的弧焊机器人以及能够翻转的焊接夹具，各机器人均布置于焊接夹具旁。本发明中，背板、座板与核心件之间采用激光叠焊技术，焊接热变形小、焊接速度快、自动化程度高，而小零件的焊接采用弧焊技术，适应小零件加工精度不高、零件一致性不好的情况，两种焊接可在同一套工装上进行，避免二次装夹，从而能够保证焊接精度和产品质量。

Description

调角器总成焊接工艺及系统

技术领域

本发明属于汽车零配件生产技术领域，尤其涉及汽车座椅调角器的生产，具体涉及一种调角器总成焊接工艺及调角器总成焊接系统。

背景技术

随着当今汽车更新换代的周期越来越短，汽车座椅调角器的更新换代也越来越快，为提高大批量汽车座椅调角器的加工效率，现阶段有大量调角器自动焊接生产装置，主要用于实现调角器背板和座板的焊接及限位片，解锁片，大支架，钢丝等小零件的装配及焊接。

纵观现有技术，汽车座椅调角器焊接设备主要采用人工弧焊技术：先将座背板与核心件装配到固定工装夹具上焊接完成后，然后再到另外一个弧焊工作站上将小零件装配到专用的工装夹具上来进行焊接。可见，传统汽车座椅调角器的焊接生产需要分两道工序完成，因为二次装夹及人工的定位误差大，导致焊接精度差，废品率高。而且，弧焊焊接热变形大、成品合格率低、焊接速度慢，产品换型操作复杂。目前市场上对于汽车座椅调角器的需求量日益增长，而且座背板与整车匹配的精度要求越来越高，显然传统工艺方式已经跟不上发展的需要。

发明内容

本发明实施例涉及一种调角器总成焊接工艺及一种调角器总成焊接系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种调角器总成焊接工艺，背板、座板与核心件之间的焊接操作采用激光叠焊方式，小零件在装配到位后采用弧焊方式进行焊接。

作为实施例之一，所述焊接工艺具体包括如下步骤：

S1，将背板、座板和核心件夹紧在夹具上；

S2，进行调角器总成的其中一面的焊接操作，其中，先通过激光焊接机器人将背板、座板与核心件焊接在一起，再通过装配机器人将小零件装配到位，通过弧焊机器人进行小零件的焊接操作；

S3，进行调角器总成的另一面的焊接操作，其与S2中的焊接操作过程相同。

本发明实施例涉及一种调角器总成焊接系统，包括能够翻转的焊接夹具，还包括用于进行背板、座板与核心件之间焊接操作的激光焊接机器人、用于将小零件装配到位的装配机器人以及用于进行小零件焊接操作的弧焊机器人，各机器人均布置于所述焊接夹具旁。

作为实施例之一，该调角器总成焊接系统还包括可实现两工位交替焊接的变位机，所述焊接夹具安设于所述变位机上。

作为实施例之一，所述变位机上设有用于安放小零件的小件托盘。

作为实施例之一，所述焊接夹具包括用于放置各调角器构件的装夹板、用于夹紧核心件的核心件夹紧机构以及用于夹紧背板和座板的多组联接板夹紧机构，所述联接板夹紧机构包括一定位销以及用于调节所述定位销空间位置以便使所述定位销插入对应联接板安装孔内的三维驱动单元，所述定位销的总数不少于具有最多联接板安装孔的调角器总成的联接板安装孔之数量。

作为实施例之一，各所述三维驱动单元环绕所述核心件夹紧机构布置。

作为实施例之一，所述三维驱动单元包括由三个伺服滑台组成的三维定位滑台，每个所述伺服滑台通过一台伺服电机驱动。

作为实施例之一，所述核心件夹紧机构包括用于分别压紧核心件上下面的两组核心件压靠单元，两组所述核心件压靠单元分列于所述装夹板两侧。

作为实施例之一，所述核心件压靠单元包括夹爪和用于驱动所述夹爪动作的夹爪驱动组件。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的调角器总成焊接工艺及系统中，背板、座板与核心件之间采用激光叠焊技术，焊接热变形小、焊接速度快、自动化程度高，而小零件的焊接采用弧焊技术，便于操作，适应小零件的加工精度不高、零件一致性不好的情况，避免小零件激光焊接而影响调角器产品质量，两种焊接可在同一套工装上进行，避免二次装夹，从而能够保证焊接精度和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例二提供的调角器总成焊接系统的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的调角器总成焊接系统的主视结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的柔性焊接夹具的结构示意图。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1和图2，本发明实施例提供一种调角器总成焊接工艺，背板、座板与核心件之间的焊接操作采用激光叠焊方式，小零件在装配到位后采用弧焊方式进行焊接。

在本领域中，公知地，上述小零件包括但不限于限位片、解锁片、大支架、钢丝等小件中的至少一种。

上述激光叠焊操作优选为是通过激光焊接机器人1实现的，该激光焊接机器人1优选为包括6轴机器人、焊接头及配套的激光器、水气路、除尘等辅助设备，可较好地实现调角器总成的关键部件(背板、座板与核心件)之间的叠焊操作。

上述弧焊操作优选为是通过弧焊机器人6实现的，可实现各小零件的焊接操作。

上述小零件的装配操作优选为是通过装配机器人7实现的。该装配机器人7优选为是6轴装配机器人7，能较好地实现各种小零件的装配。

上述激光焊接机器人1、弧焊机器人6、装配机器人7等都可采用现有的工业机器人，具体结构此处不作赘述。

本实施例提供的调角器总成焊接工艺中，背板、座板与核心件之间采用激光叠焊技术，焊接热变形小、焊接速度快、自动化程度高，而小零件的焊接采用弧焊技术，便于操作，适应小零件的加工精度不高、零件一致性不好的情况，避免小零件激光焊接而影响调角器产品质量，两种焊接可在同一套工装上进行，避免二次装夹，从而能够保证焊接精度和产品质量。

进一步优化上述调角器总成焊接工艺，所述焊接工艺具体包括如下步骤：

S1，将背板、座板和核心件夹紧在夹具4上；

S2，进行调角器总成的其中一面的焊接操作，其中，先通过激光焊接机器人1将背板、座板与核心件焊接在一起，再通过装配机器人7将小零件装配到位，通过弧焊机器人6进行小零件的焊接操作；

S3，进行调角器总成的另一面的焊接操作，其与S2中的焊接操作过程相同。

进一步地，基于上述调角器总成两面焊接操作，上述夹具4宜采用能翻转的焊接夹具4。另外，各焊接操作优选为在变位机5上进行，能在两个工位上切换进行焊接，其中一个工位进行焊接操作时，另一工位进行工件夹紧或小零件装配等；则上述焊接夹具4的翻转可以通过变位机5实现。变位机5是本领域常规设备，其具体结构此处不作赘述；其优选为是三轴变位机5。

上述激光焊接机器人1、弧焊机器人6和装配机器人7等优选为布置在上述变位机5旁。进一步地，优选为在上述变位机5上设置用于安放小零件的小件托盘；该小件托盘上优选为设置防错传感器，用于检测当前放置的零件是否正确和放置到位，防错传感器是现有设备，具体结构此处不作赘述。

进一步优选地，本实施例中，采用柔性焊接夹具4，能匹配多种调角器的生产，该柔性焊接夹具4的具体结构将在后续具体实施例三中加以说明。相应地，对上述焊接工艺的工艺步骤进一步扩展如下：

(1)在系统中选择待加工的调角器型号，等待柔性焊接夹具4上的定位销41、核心件夹紧机构等移动到对应的调角器定位点；

(2)将调角器背板、座板及核心件放置在夹具4上，柔性焊接夹具4根据选定的调角器型号进行夹紧；

(3)将当前产品对应的小零件，放置到三轴变位机5上的小零件托盘上，防错传感器检测当前放置的零件是否正确和放置到位；装配机器人7更换当前产品对应的小零件抓手；

(4)以上产品选型完成，夹具4定位销41调整到位，装配机器人7抓手就绪，座背板、核心件、小零件安放到位后，操作人员走到安全位置按下预约按钮，三轴变位机5旋转180°，旋转到焊接工位；

(5)激光焊接机器人1移动到工件上方进行激光焊接，同时装配机器人7将变位机5上的小件托盘上的小零件抓取起来，激光焊接完成后，激光焊接机器人1撤出，然后装配机器人7将小零件装配到位，弧焊机器人6进入，进行弧焊，弧焊完成后，弧焊机器人6回到待定位置，夹具4翻转180°，同样的步骤进行调角器背面的激光焊—装配—弧焊操作；

(6)焊接完成后变位机5旋转，将此工位送出，另一工位同时送入进行焊接。

实施例二

如图1和图2，本发明实施例涉及一种调角器总成焊接系统，包括能够翻转的焊接夹具4，其进一步还包括用于进行背板、座板与核心件之间焊接操作的激光焊接机器人1、用于将小零件装配到位的装配机器人7以及用于进行小零件焊接操作的弧焊机器人6，各机器人均布置于所述焊接夹具4旁。

上述激光焊接机器人1优选为包括6轴机器人、焊接头及配套的激光器、水气路、除尘等辅助设备，可较好地实现调角器总成的关键部件(背板、座板与核心件)之间的叠焊操作。

上述小零件的装配操作优选为是通过装配机器人7实现的。该装配机器人7优选为是6轴装配机器人7，能较好地实现各种小零件的装配。

上述激光焊接机器人1、弧焊机器人6、装配机器人7等都可采用现有的工业机器人，具体结构此处不作赘述。

作为本实施例提供的优选结构，如图1，激光焊接机器人1和弧焊机器人6分列于焊接夹具4的相对的两侧，其中，弧焊机器人6优选为安设于一弧焊龙门架3上，可以精确控制该弧焊机器人6的三维空间位置，激光焊接机器人1可以通过机器人水平导轨等控制其靠近或远离焊接夹具4；装配机器人7优选为安设于一装配龙门架2上，该装配龙门架2位于激光焊接机器人1与弧焊机器人6之间。基于上述结构，便于各机器人的布置，使系统布局紧凑化，而且不影响各机器人的操作。进一步地，上述弧焊机器人6优选为倒挂安设于弧焊龙门架3上，装配机器人7优选为侧挂安设于装配龙门架2上，进一步地简化设备布局。

另外，基于背板和座板均可能需要安设小零件的情况，上述装配机器人7设置为两套，两套装配机器人7分列于焊接夹具4的相对的两侧。

如前所述，由于调角器总成两面都需要进行焊接操作，上述焊接夹具4为能翻转的焊接夹具4(180°翻转)。另外，各焊接操作优选为在变位机5上进行，能在两个工位上切换进行焊接，其中一个工位进行焊接操作时，另一工位进行工件夹紧或小零件装配等，有效地提高工作效率，因此，上述调角器总成焊接系统还包括可实现两工位交替焊接的变位机5，所述焊接夹具4安设于所述变位机5上；变位机5是本领域常规设备，其具体结构此处不作赘述；其优选为是三轴变位机5。而上述焊接夹具4的翻转可以通过变位机5实现。

进一步地，优选为在上述变位机5上设置用于安放小零件的小件托盘；该小件托盘上优选为设置防错传感器，用于检测当前放置的零件是否正确和放置到位，防错传感器是现有设备，具体结构此处不作赘述。

实施例三

本实施例提供一种柔性焊接夹具4，适用于上述实施例一和实施例二中。

如图3，该焊接夹具4包括用于放置各调角器构件的装夹板、用于夹紧核心件的核心件夹紧机构以及用于夹紧背板和座板的多组联接板夹紧机构，所述联接板夹紧机构包括一定位销41以及用于调节所述定位销41空间位置以便使所述定位销41插入对应联接板安装孔内的三维驱动单元，所述定位销41的总数不少于具有最多联接板安装孔的调角器总成的联接板安装孔之数量。

易于理解地，上述的调角器构件包括背板、座板和核心件。

一般地，上述联接板安装孔包括背板和座板上的安装孔(用于与汽车座椅的其它部件连接)，一般为背板上和座板上各有两个安装孔，即各调角器总成的联接板安装孔一般都为4个，则上述定位销41的总数为4个，也即联接板夹紧机构的数量为4组。

上述定位销41的直径优选为与联接板安装孔的直径相同，保证定位夹紧效果。在其中一个实施例中，上述定位销41为阶梯轴结构，包括大直径段和连接于大直径段底端的小直径段，小直径段直径与联接板安装孔的直径相同，该小直径段插入至联接板安装孔内之后，大直径段底面可以压合在对应的构件上，定位夹紧效果更佳。在另外的实施例中，如图3，所述联接板夹紧机构还包括联接板压块12，所述联接板压块12与对应的所述定位销41随动，该联接板压块12优选为安装于对应的三维驱动单元上，与定位销41同步升降，或者，该联接板压块12固定于对应的定位销41上，能够压靠在对应的联接板(背板或座板)上即可。

上述三维驱动单元可以采用三维驱动龙门架、三维驱动机器人等，本实施例中，采用三维定位滑台结构，其包括由三个伺服滑台组成的三维定位滑台，每个所述伺服滑台通过一台伺服电机驱动，具体地，三个伺服滑台分别控制X、Y、Z三个方向的位置，例如，Y向伺服滑台滑设于X向伺服滑台上，Z向伺服滑台滑设于Y向伺服滑台上，定位销41则安设于该Z向伺服滑台上。伺服电机优选为通过丝杆机构与对应的伺服滑台连接，实现精准定位驱动。

进一步优选地，各所述三维驱动单元环绕所述核心件夹紧机构布置，便于各定位销41的位置调节，避免互相发生干涉。

进一步优选地，所述核心件夹紧机构包括用于分别压紧核心件上下面的两组核心件压靠单元43，两组所述核心件压靠单元43分列于所述装夹板两侧，通过两组核心件压靠单元43分别压紧核心件的上下两面，保证对核心件的夹紧效果。相应地，在装夹板上开设核心件安装孔，便于核心件上下两面的夹紧。作为优选的实施方式，所述核心件压靠单元43包括夹爪和用于驱动所述夹爪动作的夹爪驱动组件，夹爪对核心件的夹紧效果较好。其中，夹爪驱动组件可采用气缸/液压缸等常规直线驱动设备，本实施例中，该夹爪驱动组件包括导向方向垂直于装夹板板面的夹爪定位滑台，夹爪定位滑台通过一台伺服电机驱动，采用夹爪定位滑台可以保证对夹爪的精确定位驱动；同样地，伺服电机优选为通过丝杆机构与夹爪定位滑台连接。

本实施例提供的柔性焊接夹具4，通过采用核心件夹紧机构夹紧核心件，采用多组定位销41夹紧背板和座板，且定位销41空间位置可调，从而能够适用不同型号的调角器总成的夹紧定位操作，满足目前调角器总成产品多样化和批量化的市场需求，实现调角器总成的柔性化加工生产，避免操作人员反复更换工装，增加焊接精度、提高生产效率，降低设备成本和制造成本。

上述柔性焊接夹具4的使用方法大致如下：

对各调角器总成进行加工参数标定，标定方法包括：根据待加工的调角器总成，确定联接板夹紧机构的投入数量以及确定出核心件夹紧机构以及各定位销41的作用坐标值，将该调角器总成的型号以及加工参数标定值保存到上位机的数据库里；

根据待加工的调角器型号，在上位机中选择对应的加工型号，使所述核心件夹紧机构及定位销41移动至相应位置；

将背板、座板和核心件放置在装夹板上，所述核心件夹紧机构将所述核心件夹紧，各所述定位销41将所述背板和所述座板夹紧；

将背板、座板与核心件焊接在一起。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种调角器总成焊接工艺，其特征在于：背板、座板与核心件之间的焊接操作采用激光叠焊方式，小零件在装配到位后采用弧焊方式进行焊接；

所述焊接工艺具体包括如下步骤：

S1，将背板、座板和核心件夹紧在柔性焊接夹具上；

S2，进行调角器总成的其中一面的焊接操作，其中，先通过激光焊接机器人将背板、座板与核心件焊接在一起，再通过装配机器人将小零件装配到位，通过弧焊机器人进行小零件的焊接操作；

S3，进行调角器总成的另一面的焊接操作，其与S2中的焊接操作过程相同；

所述柔性焊接夹具包括用于放置各调角器构件的装夹板、用于夹紧核心件的核心件夹紧机构以及用于夹紧背板和座板的多组联接板夹紧机构，所述联接板夹紧机构包括一定位销以及用于调节所述定位销空间位置以便使所述定位销插入对应联接板安装孔内的三维驱动单元，所述定位销的总数不少于具有最多联接板安装孔的调角器总成的联接板安装孔之数量；所述联接板安装孔包括背板和座板上的用于与汽车座椅的其它部件连接的安装孔；

所述定位销为阶梯轴结构，包括大直径段和连接于大直径段底端的小直径段，小直径段直径与联接板安装孔的直径相同，该小直径段插入至联接板安装孔内之后，大直径段底面可以压合在对应的构件上，以提高定位夹紧效果；

各所述三维驱动单元环绕所述核心件夹紧机构布置，便于各定位销的位置调节；

其中，S1中，根据待加工的调角器型号，使所述核心件夹紧机构及定位销移动至相应位置；

将背板、座板和核心件放置在装夹板上，所述核心件夹紧机构将所述核心件夹紧，各所述定位销将所述背板和所述座板夹紧。

2.一种调角器总成焊接系统，包括能够翻转的焊接夹具，其特征在于：还包括用于进行背板、座板与核心件之间焊接操作的激光焊接机器人、用于将小零件装配到位的装配机器人以及用于进行小零件焊接操作的弧焊机器人，各机器人均布置于所述焊接夹具旁；

所述焊接夹具包括用于放置各调角器构件的装夹板、用于夹紧核心件的核心件夹紧机构以及用于夹紧背板和座板的多组联接板夹紧机构，所述联接板夹紧机构包括一定位销以及用于调节所述定位销空间位置以便使所述定位销插入对应联接板安装孔内的三维驱动单元，所述定位销的总数不少于具有最多联接板安装孔的调角器总成的联接板安装孔之数量；

所述联接板安装孔包括背板和座板上的用于与汽车座椅的其它部件连接的安装孔；

所述定位销为阶梯轴结构，包括大直径段和连接于大直径段底端的小直径段，小直径段直径与联接板安装孔的直径相同，该小直径段插入至联接板安装孔内之后，大直径段底面可以压合在对应的构件上，以提高定位夹紧效果；

各所述三维驱动单元环绕所述核心件夹紧机构布置，便于各定位销的位置调节。

3.如权利要求2所述的调角器总成焊接系统，其特征在于：还包括可实现两工位交替焊接的变位机，所述焊接夹具安设于所述变位机上。

4.如权利要求3所述的调角器总成焊接系统，其特征在于：所述变位机上设有用于安放小零件的小件托盘。

5.如权利要求2所述的调角器总成焊接系统，其特征在于：所述三维驱动单元包括由三个伺服滑台组成的三维定位滑台，每个所述伺服滑台通过一台伺服电机驱动。

6.如权利要求2所述的调角器总成焊接系统，其特征在于：所述核心件夹紧机构包括用于分别压紧核心件上下面的两组核心件压靠单元，两组所述核心件压靠单元分列于所述装夹板两侧。

7.如权利要求6所述的调角器总成焊接系统，其特征在于：所述核心件压靠单元包括夹爪和用于驱动所述夹爪动作的夹爪驱动组件。