CN110524151A - 汽车大梁全自动焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车大梁全自动焊机，其属于汽车大梁焊接领域。它主要包括工装架，所述工装架上方设有可沿工装架长度方向前后移动的自动焊接装置，自动焊接装置上设有可沿工装架长度方向前后移动的活动梁，活动梁上设有一组以上的可沿活动梁长度方向左右移动的自动焊枪。本发明可同时焊接多道焊缝，实现了两个以上的大梁同时焊接，且大梁实现自动翻转，大大排提高了工作效率。本发明主要用于汽车大梁的焊接。

Description

汽车大梁全自动焊机
技术领域
本发明属于汽车大梁焊接领域，具体地说，尤其涉及一种汽车大梁全自动焊机。
背景技术
大梁工件是挂车车架的主要组成部分，设置于车架的中部，一般分为左纵梁和右纵梁，截面通常是工字型结构。在挂车生产过程中，需要对大梁进行焊接，大梁一侧焊接完成后需要将大梁进行翻转，以便焊接另一侧。目前大梁在焊接时，还不能实现自动化翻转，需要依靠人工操控吊车进行翻转，工作效率低。且大梁工件两侧的弧面结构不一致，现有的焊机无法实现自动化焊接，人工操纵焊机焊接存在两侧弧面结构焊接厚度不一致的缺陷，使得焊接质量较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种汽车大梁全自动焊机，该焊机可同时焊接多道焊缝，实现了两个以上的大梁同时焊接，且大梁实现自动翻转，大大排提高了工作效率。
所述的汽车大梁全自动焊机，包括工装架，所述工装架上方设有可沿工装架长度方向前后移动的自动焊接装置，自动焊接装置上设有可沿工装架长度方向前后移动的活动梁，活动梁上设有一组以上的可沿活动梁长度方向左右移动的自动焊枪。
优选地，所述自动焊接装置包括主体行走架，主体行走架两侧分别设有支撑梁，支撑梁上设有第二轨道和齿条四，活动梁底部设有滑板，滑板上固定连接有小型电机，小型电机的输出端设有与齿条四配合的齿轮四，滑板下方设有与第二轨道配合的活动滑块。
优选地，所述支撑梁上设有固定连接的固定梁，固定梁上设有一组以上的可沿固定梁长度方向左右移动的自动焊枪。
优选地，所述自动焊接装置下方设有与之相配合的大梁翻转机构，所述大梁翻转机构包括翻转台架，翻转台架上设有大梁挡板和与大梁挡板配合的推梁机构，翻转台架下方设有可上下移动的活动中板，活动中板下方设有主升降机构，活动中板上铰接有翻转板和伸缩机构一，翻转板与伸缩机构一的伸出端铰接。
优选地，所述翻转台架上设有与大梁挡板对应的推动气缸。
优选地，所述翻转台架底部设有导向柱，导向柱穿过活动中板，翻转台架底部设有与大梁挡板配合的缓冲气缸。
优选地，所述自动焊枪包括横向行走机构，横向行走机构上设有送丝机和可上下移动的纵向行走机构，纵向行走机构上设有出粉管、吸粉管、激光定位探头和旋转机构，旋转机构下方设有焊枪，焊枪与送丝机、出粉管和吸粉管相配合。
优选地，所述纵向行走机构上设有调节板，调节板上设有长条孔，出粉管和吸粉管上分别设有支架，出粉管和吸粉管的支架均通过长条孔固定于调节板上，调节板与所述支架上设有弹性装置。
优选地，所述自动焊接装置顶部设有电焊机、焊粉储料桶和吸料机，电焊机与送丝机配合，焊粉储料桶与出粉管连接，吸料机与吸粉管连接。
优选地，所述自动焊接装置包括主体行走架，主体行走架下方设有第一轨道，主体行走架底部设有第一电机和与第一轨道配合的滚轮，滚轮与第一电机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在工装架上增设多个大梁翻转机构，大梁翻转机构通过可上下升降的活动中板与可翻转的翻转板配合，实现大梁工件在焊接完一面后，活动中板带动翻转板上升，翻转板将大梁工件一侧顶起，再通过翻转板进一步翻转，实现大梁工件由水平状态转变为垂直状态，为翻转作准备；大梁挡板下方增设推梁机构，通过推梁机构与大梁挡板配合，实现大梁工件的自动化翻转作业，提高了工作效率；
2、大梁翻转机构上增设缓冲气缸，避免了大梁工件翻面后因重力导致迅速落下，避免了噪音污染及损坏翻转台架；
3、自动焊接装置的主体行走架上增设固定梁和活动梁，固定梁上装配有一把以上的焊枪，可控制焊枪对多个大梁的一侧实行稳定跟踪焊接，活动梁上也装配有一把以上的焊枪，可对多个大梁的另一侧进行焊接，实现对两侧弧面结构不对等的大梁，实行来回滑动进行距离补偿，以便达到稳定的焊接质量；
4、自动焊接装置采用激光定位制导技术，使其定位跟踪更准确，完全避免了人工进行干涉，减少了工人负担，提升焊接质量的同时提高焊接效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的使用状态参考；
图3为图2中A部分的局部放大图；
图4为大梁翻转机构的轴侧示意图；
图5为大梁翻转机构的结构示意图；
图6为活动中板与主升降机构的配合示意图；
图7为固定梁或活动梁与自动焊枪的配合示意图；
图8为自动焊枪的结构示意图；
图9为焊枪的结构示意图；
图10为散热块的结构示意图；
图11为焊枪的主视图；
图12为图11中A-A向剖视图。
图中，1、工装架；2、大梁翻转机构；3、自动焊接装置；4、大梁工件；5、激光定位探头；6、焊枪；11、滚柱；31、主体行走架；32、固定梁；33、活动梁；34、横向行走机构；35、纵向行走机构；36、旋转机构；37、电焊机；38、焊粉储料桶；39、吸料机；61、导电焊嘴；62、散热块；63、绝缘板；64、空心螺栓；65、送丝管；66、导丝通道；67、散热翅片；68、绝缘套；201、主升降机构；202、导向柱；203、翻转台架；204、推动气缸；205、伸缩机构一；206、翻转板；207、缓冲气缸；208、大梁挡板；209、推梁机构；210、活动中板；211、底板；311、第一轨道；312、滚轮；313、第一电机；331、第二轨道；332、齿条四；333、齿轮四；334、活动滑块；335、小型电机；341、焊丝支架；342、送丝机；343、横向移动架；344、滑块二；345、滑轨二；346、齿条二；347、齿轮二；351、吸粉管；352、出粉管；353、纵向移动架；354、伸缩机构二；355、滑块三；356、滑轨三；357、调节板；358、长条孔；359、弹性装置；362、固定筒；363、旋转杆；364、同步轮；365、旋转固定架；366、齿轮三。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例一：如图1所示，所述的汽车大梁全自动焊机，包括工装架1，工装架1上设有滚柱11，滚柱11方便大梁工件4调整位置；所述工装架1上方设有可沿工装架1长度方向前后移动的自动焊接装置3，自动焊接装置3上设有固定梁32、可沿工装架1长度方向前后移动的活动梁33，固定梁32和活动梁33上分别设有一组以上的可沿活动梁33长度方向左右移动的自动焊枪。
如图7所示，本实施例中，固定梁32和活动梁33上分别设置两组自动焊枪，可实现两个大梁工件4的同时焊接作业，固定梁32上的自动焊枪焊接大梁工件4的一侧焊缝，活动梁33上的自动焊枪焊接另一侧焊缝。
如图1所示，所述自动焊接装置3包括主体行走架31，主体行走架31上设有与工装架1平行的两个支撑梁，固定梁32和活动梁33安装于支撑梁上，固定梁32与活动梁33平行布置，固定梁32与活动梁33上分别设有齿条二346和滑轨二345；主体行走架31下方设有第一轨道311，第一轨道311固定于地面或其他不可移动的底板上，主体行走架31底部设有第一电机313和与第一轨道311配合的滚轮312，滚轮312与第一电机313连接。第一电机313通过滚轮312带动主体行走架31沿第一轨道311前后移动，实现大梁工件4的整体焊接。
如图2和图3所示，固定梁32与活动梁33安装于支撑梁上，支撑梁上设有第二轨道331和齿条四332，活动梁33底部设有滑板，滑板上固定连接有小型电机335，小型电机335的输出端设有与齿条四332配合的齿轮四333，滑板下方设有与第二轨道331配合的活动滑块334。小型电机335带动活动梁33在第二轨道331上前后移动，实现大梁工件4两侧不对等的弧面结构的补偿焊接，避免因弧面结构不对等，导致弧度长的一侧焊接质量差、焊层薄、强度低等缺陷。
如图8所示，所述自动焊枪包括横向行走机构34，横向行走机构34包括横向移动架343，横向移动架343后方设有固定连接的滑块二344和齿轮二347，横向行走机构34通过滑块二344与滑轨二345配合连接，齿轮二347与齿条二346啮合，横向移动架343上设有第二电机，第二电机的输出端与齿轮二347连接。横向行走机构34通过配合的滑块二344与滑轨二345可带动自动焊枪在固定梁32或活动梁33上沿其长度方向左右移动，对工件尺寸宽窄不一致的大梁工件4均适用，可实现通过根据激光制导自动调整距离。
横向移动架343上安装有焊丝支架314、送丝机342和可上下移动的纵向行走机构35，纵向行走机构35上设有出粉管352、吸粉管351、激光定位探头5和旋转机构36，旋转机构36下方设有焊枪6。
如图9-12所示，所述焊枪6包括散热装置，散热装置底部通过螺纹连接有导电焊嘴61，导电焊嘴61上设有焊丝孔，所述散热装置包括一个以上的散热块62，散热块62内设有导丝通道66，散热块62上设有散热翅片67，本实施例中散热块62为两个，两散热块62之间设有绝缘板63，其中一个散热块62上设有螺纹细孔，另一个散热块62上设有阶梯孔，两散热块62通过绝缘套68和螺栓固定连接，导丝通道66与导电焊嘴61上的焊丝孔连通。散热块62顶部设有与导丝通道66连接的螺纹孔，螺纹孔内设有空心螺栓64，空心螺栓64上方设有送丝管65；制作时，散热块62采用铜制作而成，以便提升散热块62的导热性能。
出粉管352和吸粉管351与焊枪6相配合，焊丝支架314用于放置焊丝盘，焊丝盘上的焊丝穿过送丝机342和焊枪6顶部的送丝管65，进入散热块62内的导丝通道66，最后穿过导电焊嘴1的焊丝孔。焊接过程中焊枪6持续发热，热量传递给散热块62，经散热块62本身及散热块62上的散热翅片67进行辅助散热，从而使导电焊嘴61的温度能快速趋于平稳，提高了焊接质量，同时延长了导电焊嘴61的使用寿命。
主体行走架31顶部安装有电焊机37、焊粉储料桶38和吸料机39，电焊机37的火线与送丝机342连接，火线通过送丝机342一侧导线连接到焊枪6上，焊粉储料桶38与出粉管352连接，吸料机39与吸粉管351连接。电焊机37、吸料机39和焊粉储料桶38市面有售，且上述安装方式为现有技术。
所述纵向行走机构35包括纵向移动架353，纵向移动架353后方设有伸缩机构二354和相配合滑块三355与滑轨三356，滑块三355与纵向移动架353固定连接，滑轨三356与横向移动架343固定连接，伸缩机构二354一端与横向移动架343固定连接，另一端与纵向移动架353连接，伸缩机构二354连接伺服电机，伺服电机设置于送丝机342后方的支架内。纵向行走机构35可带动焊枪6上下纵向移动，可根据大梁工件4的厚度不同自动调整焊枪6的高度，从而适用于多种型号的大梁。
所述纵向移动架353上还设有调节板357，调节板357上设有长条孔358，出粉管352和吸粉管351上分别设有支架，出粉管352和吸粉管351的支架均通过长条孔358固定于调节板357上，调节板357与所述支架上设有弹性装置359。弹性装置359拉紧出粉管352和吸粉管351，使出粉管352和吸粉管351紧贴在大梁工件的立面侧，使出粉管352将焊粉均匀撒在大梁立面板与平面板连接处的焊缝上面，焊枪6焊接完成后，吸粉管351紧随其后将焊接完成后多余焊粉吸走回收，以便再次利用。
所述旋转机构36包括旋转固定架365，旋转固定架365与纵向移动架353固定连接，旋转固定架365上设有微型电机和通过螺纹配合的固定筒362和旋转杆363，固定筒362与旋转固定架365连接，旋转杆363上部设有同步轮364，微型电机的输出端设有齿轮三366，齿轮三366与同步轮364通过同步带连接，旋转杆363尾部与焊枪6连接。旋转机构36带动焊枪6旋转微调，使焊枪6更贴合大梁工件4的鹅颈转弯处。
所述自动焊接装置3下方设有与之相配合的大梁翻转机构2，大梁翻转机构2安装固定在工装架1上，如图4至图6所示，所述大梁翻转机构2包括翻转台架203，翻转台架203上设有大梁挡板208和与大梁挡板208配合的推梁机构209，翻转台架203下方设有可上下移动的活动中板210，活动中板210下方设有主升降机构201，活动中板210上铰接有翻转板206和伸缩机构一205，翻转板206与伸缩机构一205的伸出端铰接；翻转台架203底部设有导向柱202，导向柱202穿过活动中板210；翻转台架203上设有与大梁挡板208对应的推动气缸204；翻转台架203底部设有与大梁挡板208配合的缓冲气缸207。
大梁翻转机构2在制作时，导向柱202为四个，四个导向柱202分别设置于翻转台架203底部的四角处；推梁机构209、主升降机构201和伸缩机构一205可以采用气缸、油缸、电机带动的齿轮齿条结构或涡轮蜗杆结构等，本实施例以气缸为例进行说明。安装时，主升降机构201固定于翻转台架203的底板211上。
实施例二：所述支撑梁上设有第二轨道331，活动梁33底部设有滑板，主体行走架31上固定连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸出端与活动梁33底部连接；其它与实施例一相同。电动伸缩杆带动活动梁33前后移动。
实施例三：所述主体行走架31下方设有第一轨道311，第一轨道311上设有齿条一，主体行走架31底部设有第一电机313，第一电机313的输出端设有齿轮一，齿轮一与齿条一啮合；其它与实施例一相同。第一电机313通过相互配合的齿轮一与齿条一带动主体行走架31前后移动。
如图2所示，将两个大梁工件4分别放置于工装架1上，并使大梁工件4处于大梁翻转机构2的推动气缸204与翻转板206之间，通过滚柱11调整大梁工件4的位置，使两个大梁工件4在一个水平线上。
本发明在制作时，主体行走架31上还设有配电箱、操作面板及PLC控制模块，第一电机313、第二电机、微型电机、小型电机335、伺服电机、电焊机37、吸料机39分别与配电箱电性连接；大梁翻转机构2上的各个气缸与电磁气动阀连接，配电箱及电磁气动阀通过PLC控制模块。
本发明在工作时，将自动焊接装置3定位在大梁工件4的一端，然后启动自动程序，激光定位探头5自动捕捉大梁形状参数，然后开始焊接程序，激光定位探头5实行边走、边探测、边计算的方式，上述激光探测方式为现有技术。
待激光定位探头5对大梁工件4探测捕捉后，进行自动计算，待计算完成，PLC控制本发明自动启动，此时，自动焊接装置3带动焊枪6进行自动焊接，到达大梁鹅颈转弯处时，由于大梁工件4的两侧板R角不同导致弧长不同时，小型电机335自动启动，小型电机335带动活动梁33前后移动，对弧长较长的一侧进行前后距离补偿，实现大梁工件4上两侧板焊接的完美衔接。
如图6所示，大梁工件4在进行单面焊接完成后，此时，用于固定大梁工件4的推动气缸204的活塞杆退回，推梁机构209将大梁工件4推离大梁挡板208的位置后，推梁机构209的活塞杆退回。然后主升降机构201开始动作，主升降机构201推动活动中板210沿导向柱202向上移动，活动中板210带动翻转板206上升，翻转板206将大梁工件4一侧托起，使大梁工件4成倾斜位置，然后伸缩机构一205活塞杆伸出，将翻转板206向上推，从而带动大梁工件4竖起呈垂直状态，此时推梁机构209动作，将大梁工件4下部推离大梁挡板208一侧后，缓冲气缸207升起，伸缩机构一205的活塞杆退回，将翻转板206带回原位后，主升降机构201的活塞杆退回带动活动中板210复位，此时，大梁工件4一侧与缓冲气缸207接触后，缓冲气缸207带动大梁工件4缓慢下降到原位，即大梁工件4呈到水平状态，完成整个翻转过程。

Claims (10)

1.一种汽车大梁全自动焊机，包括工装架(1)，其特征在于：所述工装架(1)上方设有可沿工装架(1)长度方向前后移动的自动焊接装置(3)，自动焊接装置(3)上设有可沿工装架(1)长度方向前后移动的活动梁(33)，活动梁(33)上设有一组以上的可沿活动梁(33)长度方向左右移动的自动焊枪。
2.根据权利要求1所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述自动焊接装置(3)包括主体行走架(31)，主体行走架(31)两侧分别设有支撑梁，支撑梁上设有第二轨道(331)和齿条四(332)，活动梁(33)底部设有滑板，滑板上固定连接有小型电机(335)，小型电机(335)的输出端设有与齿条四(332)配合的齿轮四(333)，滑板下方设有与第二轨道(331)配合的活动滑块(334)。
3.根据权利要求2所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述支撑梁上设有固定连接的固定梁(32)，固定梁(32)上设有一组以上的可沿固定梁(32)长度方向左右移动的自动焊枪。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述自动焊接装置(3)下方设有与之相配合的大梁翻转机构(2)，所述大梁翻转机构(2)包括翻转台架(203)，翻转台架(203)上设有大梁挡板(208)和与大梁挡板(208)配合的推梁机构(209)，翻转台架(203)下方设有可上下移动的活动中板(210)，活动中板(210)下方设有主升降机构(201)，活动中板(210)上铰接有翻转板(206)和伸缩机构一(205)，翻转板(206)与伸缩机构一(205)的伸出端铰接。
5.根据权利要求4所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述翻转台架(203)上设有与大梁挡板(208)对应的推动气缸(204)。
6.根据权利要求5所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述翻转台架(203)底部设有导向柱(202)，导向柱(202)穿过活动中板(210)，翻转台架(203)底部设有与大梁挡板(208)配合的缓冲气缸(207)。
7.根据权利要求1所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述自动焊枪包括横向行走机构(34)，横向行走机构(34)上设有送丝机(342)和可上下移动的纵向行走机构(35)，纵向行走机构(35)上设有出粉管(352)、吸粉管(351)、激光定位探头(5)和旋转机构(36)，旋转机构(36)下方设有焊枪(6)，焊枪(6)与送丝机(342)、出粉管(352)和吸粉管(351)相配合。
8.根据权利要求7所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述纵向行走机构(35)上设有调节板(357)，调节板(357)上设有长条孔(358)，出粉管(352)和吸粉管(351)上分别设有支架，出粉管(352)和吸粉管(351)的支架均通过长条孔(358)固定于调节板(357)上，调节板(357)与所述支架上设有弹性装置(359)。
9.根据权利要求7所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述自动焊接装置(3)顶部设有电焊机(37)、焊粉储料桶(38)和吸料机(39)，电焊机(37)与送丝机(342)配合，焊粉储料桶(38)与出粉管(352)连接，吸料机(39)与吸粉管(351)连接。
10.根据权利要求7所述的汽车大梁全自动焊机，其特征在于：所述焊枪(6)包括散热装置，散热装置底部设有导电焊嘴(61)，导电焊嘴(61)上设有焊丝孔，所述散热装置包括一个以上的散热块(62)，散热块(62)上设有散热翅片(67)，两散热块(62)之间设有绝缘板(63)，散热块(62)内设有导丝通道(66)，导丝通道(66)与导电焊嘴(61)上的焊丝孔连通。
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