CN111390368B - 纵梁自动合梁点焊方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种纵梁自动合梁点焊方法及设备，它包括上料电磁行吊，翻转定位装置，点焊单元，出料单元，下料电磁行吊，上料台，下料台，合梁单元，销送进单元和对中导向装置；销送进单元，点焊单元，出料单元沿X方向从左到右依次布置；上料台，翻转定位装置，销送进单元，合梁单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置上料电磁行吊；下料台，出料单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置下料电磁行吊；对中导向装置布置在点焊单元的左右两侧，依次进行内梁→外梁→压力机合梁→送进销送进→点焊→出料，完成合梁点焊。

Description

纵梁自动合梁点焊方法及设备

技术领域

本发明涉及商用汽车车架总成工艺领域，用于汽车主梁（外梁）和衬梁（内梁）的组装并完成点焊工作。

背景技术

商用汽车车架的U形纵梁总成，许多是由U形外梁（主梁）和U形内梁（衬梁）组成。有时先对U形外梁和内梁预先冲孔。然后对U形外梁和内梁进行合梁点焊，合梁点焊后要求相应孔对正。

有时先对平板外梁和平板内梁预先冲孔，然后平板对外梁和平板内梁进行组合点焊，组合点焊后要求相应孔对正。组合点焊后再进行折弯成U形纵梁总成。

为了实现自动合梁，现有技术 “CN201310295062.5 U形纵梁及衬梁自动定位合梁点焊的生产设备及加工方法”公开的合梁点焊步骤如下：步骤1～4实现外梁端头定位；步骤5～8实现内梁（衬梁）端头定位；步骤9进料提取装置上的电磁铁吸提衬梁至Ｕ形纵梁内侧进行合梁。步骤10～13用气缸把组合梁推到送进辊道，通过一对辊轮夹紧翼面，进行辊式送进和点焊。

以上方案一般情况下都能较好的使用,但申请人在生产实践中发现纵梁合梁过程中偶尔出现无法合梁的情况，这时只能人工干预，但是费时费力，效果不好。有时合梁点焊后内梁和外梁相应孔错位大，造成废品。

发明内容

本申请提供一种纵梁自动合梁点焊设备和方法，保证相应孔对正情况下把内梁顺利镶入外梁，通过随行销（送进销）送进，从前到后依次进行点焊。解决现有技术的不足。

本发明所采用的技术方案是：一种纵梁自动合梁点焊设备，它包括上料电磁行吊，翻转定位装置，点焊单元，出料单元，下料电磁行吊，上料台，下料台，其特征是还包括合梁单元，销送进单元和对中导向装置；销送进单元，点焊单元，出料单元沿X方向从左到右依次布置；上料台，翻转定位装置，销送进单元，合梁单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置上料电磁行吊；下料台，出料单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置下料电磁行吊；对中导向装置布置在点焊单元的左右两侧。

本方案的具体特点还有，合梁单元包括主合梁单元和从合梁单元两部分，若仅用于直梁合梁生产，可以省略从合梁单元。主合梁单元包括主底座，在主底座上方安装固定至少两个导向座，导向座沿汽车纵梁长度方向间隔布置，每个导向座上设置一台主合梁压力机，主合梁压力机可沿固定在导向座上的直线导轨由主驱动装置驱动实现前后往复运动；在主底座上位于每台主合梁压力机的旁边沿纵梁长度方向安装一个主支撑架，所有主支撑架的顶面在一个平面上形成合梁平台；在主底座上固定至少两套插销装置，其位置可沿纵梁长度方向调整。

主驱动装置包括固定在主底座上的主伺服电机和主减速机，在导向座上设置有齿轮，齿条固定在主合梁压力机底部，主减速机通过联轴器和传动轴驱动齿轮，各传动轴通过联轴器串联在一起，齿轮啮合齿条实现所有的主合梁压力机前后同步运动。

插销装置由定位销、驱动定位销的驱动元件组成；驱动元件为气缸（或油缸）。定位销上部为锥面，锥面的下部为圆柱面。定位销的位置与纵梁中心线上预先冲的定位孔位置对应。在气缸的驱动下定位销上下运动，实现插入纵梁定位孔，对纵梁进行定位。

主底座上固定多个导向座，数量应根据纵梁的最大长度确定，沿汽车纵梁长度方向间隔布置。

主合梁压力机包括机身、设置于机身上的垂直导轨和垫板，在垂直导轨上设置有沿垂直导轨滑动的滑块，在机身顶部固定设置有固定板，在固定板上固定设置有油缸，油缸的活塞杆与滑块连接，滑块在活塞杆的带动下沿垂直导轨上下运动。在滑块的底面上固定设置有电磁铁，在油缸的驱动下滑块带动电磁铁上下运动。机身上方采用螺钉连接安装固定板。油缸由比例阀驱动，实现多个滑块上下运动同步。

主合梁压力机的机身为C形结构，由左侧板、右侧板、顶板、工作台板、底板、立板、顶部连接板焊接组成。在左侧板和右侧板上加工矩形槽，垂直导轨通过螺钉固定在机身上的矩形槽处。垫板通过螺钉固定在机身的工作台板上。垫板的顶面与合梁平台顶面齐平。

从合梁单元包括从底座，从合梁压力机，从支撑架，升降台等组成。在主底座的右侧布置从底座，在从底座上安装直线导轨和升降台，升降台可沿直线导轨左右移动，自身能够升降，升降台上安装固定导向座，导向座上方设置从合梁压力机（从合梁压力机的结构同主合梁压力机），从合梁压力机可沿固定在导向座上的直线导轨前后运动（即垂直于纵梁长度方向运动）。在导向座上设置有齿轮，齿条固定在从合梁压力机底部，从伺服电机通过从减速机驱动齿轮，齿轮啮合齿条实现从合梁压力机前后运动。从伺服电机和主伺服电机进行同步控制，实现主合梁压力机和从合梁压力机在前后方向同步运动。从支撑架布置在从合梁压力机的旁边，固定在升降台上。从支撑架的顶面与合梁平台面高度差值等于弯梁落差h。从合梁压力机的垫板上面与从支撑架的顶面高度一致。合梁单元通过从合梁单元，即通过增加从合梁压力机、从支撑架、升降台等，就能够实现弯梁的合梁。如仅用于直梁合梁生产时，从合梁单元可以省去。

合梁压力机在Y向的移动。也可以变更为由伺服电机，通过传动轴带动转向器和滚珠丝杠实现。

合梁压力机在Y方向有三个工作位置，分别为避让工位、合梁工位、销送进插销工位。合梁工位为插销装置的定位销中心线的Y向位置，销送进插销工位为送进销中心线的Y向位置，避让工位在合梁工位的后面，与合梁工位间距为：(w₁+w₂)/2+S，这里：w₁—最大外梁腹面宽度，w₂—最大内梁腹面宽度，S—安全间隙。合梁压力机夹持组合梁从合梁工位向前同步移动到销送进工位。

销送进单元包括上料支撑架，在上料支撑架上设置送进辊道和沿上料支撑架移动的两台送进小车，在送进小车上设置有气缸驱动的送进销。送进销兼具对内外梁定位作用和对组合梁的送进作用。

在左侧的送进小车上设置送进销Ⅰ，在右侧的送进小车上设置送进销Ⅱ。送进销Ⅰ和送进销Ⅱ在各自送进小车的带动下在送进辊道的前侧和后侧支撑辊之间沿送进辊道中线在X方向运动。

上料支撑架以合梁单元最右侧的主支撑架顶面右边线（图3中E处）为界划分为左右两段。在上料支撑架左段的前后两部分的顶部从左到右布置许多支撑辊，支撑辊向中间悬臂探出，前侧的支撑辊和后侧的支撑辊之间留有一段距离，用于送进销Ⅰ和送进销Ⅱ运动时通过。在上料支撑架右段的前后两部分的顶部从左到右布置几个升降支撑辊，升降支撑辊向中间悬臂探出，前侧的升降支撑辊和后侧的升降支撑辊之间留有一段距离，用于送进销Ⅰ和送进销Ⅱ运动时通过；升降支撑辊能够在纵梁送进时根据折弯点的位置进行升降，以适应折弯梁高度的变化，对于仅需要直梁合梁点焊生产的设备，升降支撑辊不需要升降功能。支撑辊和升降支撑辊共同构成了送进辊道。

送进小车还包括滑板，滑板沿固定于上料支撑架上的导轨滑动。在滑板上设置有伺服电机和减速机，伺服电机和减速机的输出轴上固定设置有小车齿轮，小车齿轮与固定设置于上料支撑架上的小车齿条啮合。滑板在伺服电机和减速机的驱动下，通过齿轮齿条传动，沿上料支撑架上的导轨在X方向运动。

气缸驱动的送进销是指在滑板上还设置气缸座，气缸座的下方安装送进销气缸，送进销气缸的活塞杆连接顶杆，在顶杆上固定设置有送进销。在送进销气缸（或油缸）的作用下，顶杆在气缸座中上下滑动，从而带动送进销垂直升降，实现对组合梁进行插销和拔销动作。

在滑板上还设置有支撑板，在支撑板顶部通过短轴固定设置有短支撑辊，短支撑辊分布于送进销的左右两侧，短支撑辊用于对纵梁进行辅助支撑和拔出送进销时防止纵梁下挠。

在点焊单元的左右两侧布置有对中导向装置，分别安装在销送进单元的上料支撑架和出料单元的下料支撑架上。设置对中导向装置的目的是仅有一个送进销送进时，避免纵梁偏转。对中导向装置带有一对立辊，根据外梁的外宽，以纵梁中线对称调整。

点焊单元包括点焊机、平移升降装置等组成，点焊机安装在平移升降装置上。点焊机可以沿Y向运动，以满足焊点的Y向位置要求；平移升降装置带动点焊机可以沿高度方向运动以适用弯梁点焊，对于仅需要直梁合梁点焊生产的设备，平移升降装置不需要升降功能。

出料单元包括下料支撑架，在下料支撑架上设置出料辊道和一台出料小车，在出料小车上设置送进销Ⅲ，送进销Ⅲ在出料小车的带动下在出料辊道的前侧的出料单元支撑辊和后侧的出料单元支撑辊之间沿X方向运动。

该纵梁自动合梁点焊设备中的点焊单元更换为铆接单元时，可以用于纵梁的自动合梁铆接工艺。

本发明还提供一种纵梁自动合梁点焊方法，其特征是它包括以下步骤：（1）上料电磁行吊将内梁吊至翻转定位装置，在翻转定位装置上内梁以开口朝上的姿态，由翻转定位装置完成内梁的边定位和端头定位。

（2）上料电磁行吊将内梁吊至合梁平台位置（即合梁工位），插销装置插定位销到内梁上的定位孔，对内梁进行定位。

（3）合梁压力机移动到合梁平台位置即合梁工位，然后合梁压力机的滑块带动电磁铁下降并压住内梁，电磁铁励磁吸住内梁，插销装置拔出定位销，合梁压力机的滑块同步上升，把内梁吊起。

（4）合梁压力机带着内梁同步后移，让开合梁平台位置，到达避让工位。

（5）上料电磁行吊将外梁吊至翻转定位装置，在翻转定位装置上外梁以开口朝上的姿态，由翻转定位装置完成外梁的边定位和端头定位。

（6）上料电磁行吊将外梁吊至合梁平台，插销装置插定位销到外梁上的定位孔，对外梁进行定位。

（7）合梁压力机带着内梁同步移动，返回合梁平台位置（即合梁工位）。

（8）合梁压力机的滑块同步下降，将内梁压到外梁之中，内梁和外梁的组合称作组合梁；电磁铁退磁，插销装置拔出定位销，完成合梁；合梁压力机滑块保持压紧组合梁。

（9）合梁压力机夹持组合梁向前同步移动到销送进工位。

（10）送进小车上的送进销Ⅰ、送进销Ⅱ插入到组合梁的定位孔。然后，合梁压力机的滑块上升，合梁压力机向后退回到避让工位；

（11）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ带动组合梁向点焊单元同步运动，进行送进，将组合梁送到预定的焊接位置，点焊单元的点焊机对组合梁进行焊接。

（12）送进销Ⅱ到达点焊机旁边进入工作死区时，拔出送进销Ⅱ。送进销Ⅰ继续送进。

（13）送进销Ⅰ到达送进销Ⅱ附近进入工作死区时，出料小车上的送进销Ⅲ插入到组合梁的定位孔，然后拔出送进销Ⅰ。

（14）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回，送进销Ⅲ继续送进。送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回到与合梁单元定位销对应的X向位置时停止。

（15）送进销Ⅲ继续将组合梁送进，直到全部焊点完成焊接，并将组合梁送到下料位置。

本方案的具体特点还有，还包括以下步骤：

（16）拔出送进销Ⅲ；送进销Ⅲ返回。

（17）下料电磁行吊把组合梁吊到下料台指定位置。完成一个生产过程。

以上步骤1～8和步骤11～17可以并行工作，以提高生产节拍。

本方案的有益效果是：合梁单元因每次只对一件纵梁进行定位，可以使定位销顺利插入。用同一副定位销先后对内梁和外梁进行定位，合梁压力机带着内梁返回到合梁台位置，这就保证了内梁压入到外梁之前，内梁和外梁的定位孔与定位销已经对正。这样滑块同步下降就能把内梁顺利压入外梁。（若内梁和外梁定位孔不事先对正，合梁过程中，定位销需要对内梁进行导正，由于这个过程中U形外梁包围U形内梁，当U形内梁和U形外梁零间隙和存在尺寸和形状误差时，U形内梁和U形外梁之间存在较大的摩擦，合梁过程就不能顺利）。

各合梁压力机同步移动和合梁压力机的滑块同步升降，使合梁压力机带着内梁返回合梁平台位置时，能够保证内梁的定位孔与定位销对正。采用合梁压力机，能够保证合梁时提供足够的压紧力，即时当U形内梁和U形外梁零间隙和存在尺寸和形状误差时也能把U形内梁压到U形外梁中。合梁压力机的滑块同步下降，可以使内梁合入外梁时平稳下降，使合梁过程顺利。定位孔以及各孔之间的尺寸精度较高，保证定位孔对正就保证了其余对应孔对正。可见：即时当U形内梁和U形外梁零间隙和存在尺寸和形状许用误差时合梁单元也能顺利完成自动合梁。合梁完成后，从拔出定位销到插入送进销这个阶段，虽然这个阶段拔出定位销，但合梁压力机维持对内外梁的夹紧状态，摩擦力使内外梁不会因梁的制造误差导致错位，保证了送进销能顺利插入。在点焊过程中，送进销兼具对内外梁定位作用和对组合梁的送进作用。送进过程中，依次进行对组合梁点焊，使内梁和外梁的位置关系就固定下来了。综上所述：通过该方法及设备适用于直梁或弯梁的合梁点焊，自动运行时允许U形内梁和U形外梁零间隙和存在尺寸和形状允许误差。合梁点焊后达到合梁产品的内梁和外梁各相应孔的对正要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是设备平面布置图。图2是图1的A向视图。图3是图1中C处局部放大图（省略上料电磁行吊）。图4是合梁单元示意图。图5是弯梁结构示意图。图6是图2中H处局部放大图。图7是图6的M向视图。图8是图3中J处局部放大图。图9是机身示意图。图10是图4中F处局部放大图（插销装置示意图）。图11是图10的剖视图（插销装置的剖图）。图12是图4中G处局部放大图。图13是图3中K处局部放大图。图14是图1中B-B剖视图。图15是图14中P处局部放大图。图16是图15的Q向视图。图17是图1中D处局部放大图。

图中：1-销送进单元；2-合梁单元；3-点焊单元；4-对中导向装置；5-下料电磁行吊；6-出料单元；7-上料电磁行吊； 8-翻转定位装置； 9-上料台；10-下料台； 11-组合梁；12-内梁截面；13-外梁截面； 100-送进小车； 101-上料支撑架；102-导轨；103-滑板；104-伺服电机和减速机；105-气缸座；106-支撑板； 107-支撑辊；108-送进销Ⅰ；109-送进销Ⅱ；110-短支撑辊；111-短轴；112-小车齿条；113-小车齿轮； 114-顶杆； 115-送进销气缸；116-升降支撑辊；201-主合梁压力机； 202-主支撑架；203-传动轴；204-气缸；205-定位销；206-固定座；207-主伺服电机；208-齿条；209-齿轮；210-垫板；211-垂直导轨；212-机身；213-油缸；214-固定板；215-滑块；216-电磁铁；217-导向座；218-插销装置；219-主底座；220-直线导轨；221-主减速机；222-联轴器；223-升降台；224-从合梁压力机；225-从伺服电机；226-从减速机；227-从支撑架；228-从底座；229-挡圈；230-升降板；231-气缸杆；232-导柱；233-固定导向座；234-T型块。251-左侧板；252-立板；253-底板；254-工作台板；255-矩形槽；256-右侧板；257-顶部连接板；258-顶板；501-下料吊装横梁；502-下料电磁铁；600-出料小车； 601-下料支撑架；602-出料单元导轨；603-出料小车滑板；604-出料小车伺服电机和减速机；605-送进销Ⅲ气缸座；606-送进销Ⅲ顶杆； 607-出料单元支撑辊；608-送进销Ⅲ；609-出料小车齿条；610-出料小车齿轮； 611-送进销Ⅲ气缸；701-上料吊装横梁；702-上料电磁铁；801-端头定位伺服电机；802-挡板；803-翻转臂；804-推杆；805-夹紧辊；806-辊筒；807-基准辊；808-驱动辊。

具体实施方式

术语说明：本发明所述X方向为图3所示水平横向方向，即纵梁长度方向；所述Y方向为图3所示水平纵向方向。

本发明所述左、右、前、后定义如下：图3中图形的左边定义为左，图形的右边定义为右，图形的上边定义为后面，图形的下边定义为前面。

本发明所述外梁有时也称为主梁，内梁有时也称为衬梁。外梁和内梁可以U形截面形式，也可以是矩形截面形式（即平板形式）。

本发明所述合梁，用于U形梁时表示把U形内梁放入U形外梁中。用于平板形梁时表示把平板形内梁放到平板形外梁之上。内梁、外梁、组合梁有时也称作纵梁。

本发明所述主合梁压力机和从合梁压力机统称为合梁压力机。

本发明所述“将内梁压到外梁之中”是对U形纵梁而言，对平板形纵梁是指“将内梁放到外梁上”。

实施例1：纵梁自动合梁点焊设备组成包括：上料电磁行吊7，翻转定位装置8，合梁单元2，销送进单元1，点焊单元3，出料单元6，下料电磁行吊5，上料台9，下料台10，对中导向装置4等。

如图1、图2所示，销送进单元1，点焊单元3，出料单元6沿X方向从左到右依次布置；上料台9，翻转定位装置8，销送进单元1，合梁单元2沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置上料电磁行吊7；下料台10，出料单元6沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置下料电磁行吊5；对中导向装置4布置在点焊单元3的左右两侧。

上料电磁行吊7用于内梁和外梁的吊运。上料电磁行吊7的上料吊装横梁701能够在Y方向运动，也能上下运动。上料吊装横梁701上安装多个上料电磁铁702（见图2）。

如图1、图13所示，翻转定位装置8完成如下工作：对于开口朝上的纵梁，上料电磁行吊7直接吊到辊筒806上；对于开口朝下的纵梁，上料电磁行吊7先把纵梁吊到翻转定位装置8的翻转臂803上，翻转臂803将纵梁翻转180゜，使其开口朝上。翻转后，纵梁落到辊筒806上。推杆804将纵梁推向基准辊807，完成纵梁的边定位。

夹紧辊805向驱动辊808方向移动，与驱动辊808一起夹紧纵梁，驱动辊808旋转，纵梁沿X方向运动，直到梁头到达挡板802（见图3），实现纵梁的端头定位。挡板802由端头定位伺服电机801（见图3）驱动，能够在X方向移动，调整到需要的位置。

如图4所示，合梁单元包括主合梁单元和从合梁单元两部分，若仅用于直梁合梁生产，可以省略从合梁单元。主合梁单元包括主底座219，在主底座219上方安装固定至少两个导向座217，导向座217沿汽车纵梁长度方向间隔布置，每个导向座217上设置一台主合梁压力机201，主合梁压力机201可沿固定在导向座217上的直线导轨220由主驱动装置驱动实现前后往复运动（即在垂直于纵梁长度方向往复运动）。

在主底座219上位于每台主合梁压力机201的旁边沿纵梁长度方向安装一个主支撑架202，所有主支撑架202的顶面在一个平面上形成合梁平台。

如图12所示，图12中省略主支撑架202，主驱动装置包括固定在主底座219上的主伺服电机207和主减速机221，在导向座217上设置有齿轮209，齿条208固定在主合梁压力机201底部，主减速机221通过联轴器222和传动轴203驱动齿轮209，齿轮209啮合齿条208实现所有的主合梁压力机201前后运动。各传动轴203通过联轴器222串联在一起，以实现主合梁压力机前后运动同步。

如图4所示，在主底座219上固定至少两套插销装置218，其位置可沿纵梁长度方向调整。与纵梁中心线上预先冲的定位孔位置对应。

如图10、图11所示，插销装置218包括定位销205、气缸204（或油缸）、固定座206、挡圈229、升降板230、导柱232、固定导向座233、T型块234等组成。

固定座206通过T型块234固定在合梁单元的主底座219上，固定导向座233通过螺栓安装固定在固定座206上方，构成一个框架。

升降板230上用螺钉和挡圈229固定安装两根导柱232，导柱232能够在固定导向座233的圆孔中上下滑动。气缸204固定在固定座206上，气缸杆231通过螺钉与升降板230固定。定位销205固定安装在升降板230上方。定位销205上部为锥面，锥面的下部为圆柱面。

插定位销时205，气缸204的气缸杆伸出，推动升降板230带动定位销205上升，由导柱232进行导向。

如图4所示，主底座219上固定多个导向座217，数量应根据纵梁的最大长度确定，沿汽车纵梁长度方向间隔布置。

主合梁压力机201包括机身212、设置于机身212上的垂直导轨211和垫板210，在垂直导轨211上设置有沿垂直导轨211滑动的滑块215，在机身212顶部固定设置有固定板214，在固定板214上固定设置有油缸213，油缸213的活塞杆与滑块215连接，滑块215在活塞杆的带动下沿垂直导轨211上下运动。在滑块215的底面上固定设置有电磁铁216，在油缸213的驱动下滑块215带动电磁铁216上下运动。机身212上方采用螺钉连接安装固定板214。

油缸213由比例阀驱动，实现多个滑块215上下运动同步。

如图9、图12所示，主合梁压力机201的机身212为C形结构，由左侧板251、右侧板256、顶板258、工作台板254、底板253、立板252、顶部连接板257焊接组成。在左侧板251和右侧板256上加工矩形槽255，垂直导轨211通过螺钉固定在机身212上的矩形槽255处。垫板210通过螺钉固定在机身212的工作台板254上。垫板210的顶面与合梁平台顶面齐平。

如图4所示，从合梁单元包括从底座228，从合梁压力机224，从支撑架227，升降台223等组成。在主底座219的右侧布置从底座228，在从底座228上安装直线导轨和升降台223，升降台223可沿直线导轨左右移动，自身能够升降，升降台223上安装固定导向座217，导向座217上方设置从合梁压力机224（从合梁压力机224的结构同主合梁压力机201），从合梁压力机224可沿固定在导向座217上的直线导轨前后运动（即垂直于纵梁长度方向运动）。在导向座217上设置有齿轮，齿条固定在从合梁压力机224底部，从伺服电机225通过从减速机226驱动齿轮，齿轮啮合齿条实现从合梁压力机224前后运动。从伺服电机225和主伺服电机207进行同步控制，实现主合梁压力机201和从合梁压力机224在前后方向同步运动。

从支撑架227布置在从合梁压力机224的旁边，固定在升降台223上。从支撑架227的顶面与合梁平台面高度差值等于弯梁落差h（见图5）。

从合梁压力机224的垫板210上面与从支撑架227的顶面高度一致。

合梁单元通过从合梁单元，即通过增加从合梁压力机224、从支撑架227、升降台223等，就能够实现弯梁的合梁。如仅用于直梁合梁生产时，从合梁单元可以省去。

合梁压力机在Y方向有三个工作位置，分别为避让工位、合梁工位、销送进插销工位。合梁工位为插销装置的定位销中心线的Y向位置，销送进插销工位为送进销中心线的Y向位置，避让工位在合梁工位的后面，与合梁工位间距为：(w₁+w₂)/2+S，这里：w₁—最大外梁腹面宽度，w₂—最大内梁腹面宽度，S—安全间隙。

如图3、图6所示，销送进单元1包括上料支撑架101、两台送进小车（100）、送进辊道。

如图3，上料支撑架101，位于点焊单元3左侧，上料支撑架101上部断开为前后两部分（见图6），上料支撑架101以合梁单元2最右侧的主支撑架202顶面右边线（图3中E处）为界划分为左右两段。在上料支撑架101左段的前后两部分的顶部从左到右布置许多支撑辊107，支撑辊107向中间悬臂探出，前侧的支撑辊107和后侧的支撑辊107之间留有一段距离，用于送进销Ⅰ108和送进销Ⅱ109运动时通过；在上料支撑架101右段的前后两部分的顶部从左到右布置几个升降支撑辊116，升降支撑辊116向中间悬臂探出，前侧的升降支撑辊116和后侧的升降支撑辊116之间留有一段距离，用于送进销Ⅰ108和送进销Ⅱ109运动时通过；升降支撑辊116能够在纵梁送进时根据折弯点的位置进行升降，以适应折弯梁高度的变化，对于仅需要直梁合梁点焊生产的设备，升降支撑辊116不需要升降功能。所有上料支撑架101和升降支撑辊116共同构成了送进辊道。

如图6所示，在上料支撑架101的侧壁上安装导轨102和小车齿条112。在导轨102上设置有送进小车100，在左侧送进小车100上设置送进销Ⅰ108（见图3），在右侧送进小车100上设置送进销Ⅱ109（见图3）。送进销Ⅰ108和送进销Ⅱ109在各自送进小车100的带动下在送进辊道的前侧和后侧支撑辊107之间沿送进辊道中线在X方向运动。

如图6、图8所示，送进小车100包括可沿导轨102滑动的滑板103，在滑板103上设置有伺服电机和减速机104，伺服电机和减速机104的输出轴上固定设置有小车齿轮113，小车齿轮113与小车齿条112啮合。滑板103在伺服电机和减速机104的驱动下，通过齿轮齿条传动，沿上料支撑架101上的导轨102在X方向运动。

如图7、图8所示，在滑板103上还设置气缸座105，气缸座105的下方安装送进销气缸115，送进销气缸115的活塞杆连接顶杆114，在顶杆114上固定设置有送进销Ⅰ108或送进销Ⅱ109。在送进销气缸115（或油缸）的作用下，顶杆在气缸座105中上下滑动，从而带动送进销Ⅰ108或送进销Ⅱ109垂直升降，实现对组合梁进行插销和拔销动作。送进销Ⅰ108（或送进销Ⅱ109）兼具对内外梁定位作用和对组合梁的送进作用。

如图7、图8所示，送进销Ⅰ108或送进销Ⅱ109的左右两侧设置短支撑辊110，短支撑辊110用于对纵梁进行辅助支撑和拔出送进销时防止纵梁下挠。短支撑辊110通过短轴111安装在支撑板106上，支撑板106通过螺钉分别固定在气缸座105的左侧和右侧。

如图1所示，在点焊单元的左右两侧布置有对中导向装置4，分别安装在销送进单元1的上料支撑架101和出料单元6的下料支撑架601上。设置对中导向装置的目的是仅有一个送进销送进时，避免纵梁偏转。对中导向装置带有一对立辊，根据外梁的外宽，以纵梁中线对称调整。

点焊单元3包括点焊机、平移升降装置等组成，点焊机安装在平移升降装置上。点焊机可以沿Y向运动，以满足焊点的Y向位置要求；平移升降装置带动点焊机可以沿高度方向运动以适用弯梁点焊，对于仅需要直梁合梁点焊生产的设备，平移升降装置不需要升降功能。

如图1、图15所示，出料单元6包括下料支撑架601、出料小车600、出料辊道等组成。

如图1，下料支撑架601，位于点焊单元3 右侧，下料支撑架601上部断开为前后两部分（见图15），在下料支撑架601的前后两部分的顶部从左到右布置许多出料单元支撑辊607，出料单元支撑辊607向中间悬臂探出，前侧的出料单元支撑辊607和后侧的出料单元支撑辊607之间留有一段距离，用于送进销Ⅲ608运动时通过；出料单元支撑辊607能够在纵梁送进时根据折弯点的位置进行升降，以适应折弯梁高度的变化，对于仅需要直梁合梁点焊生产的设备，出料单元支撑辊607不需要升降功能。所有出料单元支撑辊607组成了出料辊道。

如图15所示，在下料支撑架601的侧壁上安装出料单元导轨602和出料小车齿条609。在出料单元导轨602上设置有出料小车600，在出料小车600上设置送进销Ⅲ608（见图16）。送进销Ⅲ608在出料小车600的带动下在出料辊道的前侧和后侧支撑辊107之间沿出料辊道中线在X方向运动。

如图15、图17示，出料小车600包括可沿出料单元导轨602滑动的出料小车滑板603，在出料小车滑板603上设置有出料小车伺服电机和减速机604，出料小车伺服电机和减速机604的输出轴上固定有出料小车齿轮610，出料小车齿轮610与出料小车齿条609啮合。出料小车滑板603在出料小车伺服电机和减速机604的驱动下，通过齿轮齿条传动，沿下料支撑架601上的出料单元导轨602在X方向运动。

如图16、图17所示，在出料小车滑板603上还设置送进销Ⅲ气缸座605，送进销Ⅲ气缸座605的下方安装送进销Ⅲ气缸611，送进销Ⅲ气缸611的活塞杆连接送进销Ⅲ顶杆606，在送进销Ⅲ顶杆606上固定设置有送进销Ⅲ608。在送进销Ⅲ气缸611（或油缸）的作用下，送进销Ⅲ顶杆606在送进销Ⅲ气缸座605中上下滑动，从而带动送进销Ⅲ608垂直升降，实现对组合梁进行插销和拔销动作。送进销Ⅲ608比送进小车100的送进销Ⅰ108具有更大的工作行程，其最低位置可以允许弯梁梁头通过。送进销Ⅲ608比送进小车100的送进销Ⅰ108直径略小，以利于送进销Ⅲ608对组合梁进行插销和拔销动作。

下料电磁行吊5，用于把组合梁11从出料单元吊到下料台10。下料电磁行吊5的下料吊装横梁501能够在Y方向运动，也能上下运动。下料吊装横梁501上安装多个下料电磁铁502（见图14）。

实施例2：一种纵梁自动合梁点焊方法，它使用实施例1中的纵梁自动合梁点焊设备并包括以下工艺步骤：

（1）上料电磁行吊7将内梁吊至翻转定位装置8，翻转定位装置8通过翻转动作使内梁开口朝上，（如来料开口朝上，则省略翻转动作），然后由翻转定位装置8完成内梁的边定位和端头定位。

（2）上料电磁行吊7将内梁吊至合梁单元的合梁平台位置（即合梁工位），插销装置218插定位销205到内梁的定位孔，对内梁进行定位。

（3）合梁压力机移动到合梁平台位置（即合梁工位），然后合梁压力机的滑块215带动电磁铁216下降并压住内梁，电磁铁216励磁吸住内梁，插销装置218拔出定位销205，合梁压力机的滑块215同步上升，把内梁吊起。

（4）合梁压力机带着内梁同步后移，让开合梁平台位置，到达避让工位。

（5）上料电磁行吊7将外梁吊至翻转定位装置8，翻转定位装置8通过翻转动作使外梁开口朝上，（如来料开口朝上，则省略翻转动作），然后由翻转定位装置8完成外梁的边定位和端头定位。

（6）上料电磁行吊7将外梁吊至合梁平台，插销装置218插定位销205到外梁的定位孔，对外梁进行定位。

（7）合梁压力机带着内梁同步移动，返回合梁平台位置（即合梁工位）。

（8）合梁压力机的滑块215同步下降，将内梁压到外梁之中，内梁和外梁的组合称作组合梁。电磁铁216退磁，插销装置218拔出定位销205，完成合梁。合梁压力机滑块保持压紧组合梁11。

（9）合梁压力机夹持组合梁11向前同步移动到销送进工位。

（10）送进小车上的送进销Ⅰ108、送进销Ⅱ109插入到组合梁11的定位孔。然后，合梁压力机的滑块上升，合梁压力机向后退回到避让工位。

（11）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ带动组合梁11，沿X方向（向点焊单元）同步运动，进行送进，将组合梁11送到预定的焊接位置，点焊单元3的点焊机对组合梁进行焊接。

（12）送进销Ⅱ到达点焊机旁边进入工作死区时，拔出送进销Ⅱ。送进销Ⅰ继续送进。

（13）送进销Ⅰ到达送进销Ⅱ附近进入工作死区时，出料小车上的送进销Ⅲ插入到组合梁的定位孔，然后拔出送进销Ⅰ。

（14）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回，送进销Ⅲ继续送进。送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回到与合梁单元定位销对应的X向位置时停止。

（15）送进销Ⅲ继续将组合梁送进，直到全部焊点完成焊接，并将组合梁送到下料位置。

（16）拔出送进销Ⅲ；送进销Ⅲ返回。

（17）下料电磁行吊把组合梁吊到指定位置。完成一个生产过程。

以上步骤1～8和步骤11～17可以并行工作，以提高生产节拍。

Claims (9)

1.一种纵梁自动合梁点焊方法，其特征是它包括以下步骤：

（1）上料电磁行吊将内梁吊至翻转定位装置，在翻转定位装置上内梁以开口朝上的姿态，由翻转定位装置完成内梁的边定位和端头定位；

（2）上料电磁行吊将内梁吊至合梁平台位置即合梁工位，插销装置插定位销到内梁上的定位孔，对内梁进行定位；

（3）合梁压力机移动到合梁工位，然后合梁压力机的滑块带动电磁铁下降并压住内梁，电磁铁励磁吸住内梁，插销装置拔出定位销，合梁压力机的滑块同步上升，把内梁吊起；

（4）合梁压力机带着内梁同步后移，让开合梁平台位置，到达避让工位；

（5）上料电磁行吊将外梁吊至翻转定位装置，在翻转定位装置上外梁以开口朝上的姿态，由翻转定位装置完成外梁的边定位和端头定位；

（6）上料电磁行吊将外梁吊至合梁平台，插销装置插定位销到外梁上的定位孔，对外梁进行定位；

（7）合梁压力机带着内梁同步移动，返回合梁平台位置即合梁工位；

（8）合梁压力机的滑块同步下降，将内梁压到外梁之中，内梁和外梁的组合称作组合梁；电磁铁退磁，插销装置拔出定位销，完成合梁；合梁压力机滑块保持压紧组合梁；

（9）合梁压力机夹持组合梁向前同步移动到销送进工位；

（10）送进小车上的送进销Ⅰ、送进销Ⅱ插入到组合梁的定位孔；然后，合梁压力机的滑块上升，合梁压力机向后退回到避让工位；

（11）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ带动组合梁向点焊单元同步运动，进行送进，将组合梁送到预定的焊接位置，点焊单元的点焊机对组合梁进行焊接；

（12）送进销Ⅱ到达点焊机旁边进入工作死区时，拔出送进销Ⅱ；送进销Ⅰ继续送进；

（13）送进销Ⅰ到达送进销Ⅱ附近进入工作死区时，出料小车上的送进销Ⅲ插入到组合梁的定位孔，然后拔出送进销Ⅰ；

（14）送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回，送进销Ⅲ继续送进；送进销Ⅰ、送进销Ⅱ返回到与合梁单元定位销对应的X向位置时停止；

（15）送进销Ⅲ继续将组合梁送进，直到全部焊点完成焊接，并将组合梁送到下料位置。

2.一种纵梁自动合梁点焊设备，它包括上料电磁行吊，翻转定位装置，点焊单元，出料单元，下料电磁行吊，上料台，下料台，其特征是还包括合梁单元，销送进单元和对中导向装置；销送进单元，点焊单元，出料单元沿X方向从左到右依次布置；上料台，翻转定位装置，销送进单元，合梁单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置上料电磁行吊；下料台，出料单元沿Y方向从前到后依次布置，在它们的上方布置下料电磁行吊；对中导向装置布置在点焊单元的左右两侧；合梁单元的合梁压力机在Y方向有三个工作位置，分别为避让工位、合梁工位、销送进插销工位；合梁工位为插销装置的定位销中心线的Y向位置，销送进插销工位为送进销中心线的Y向位置，避让工位在合梁工位的后面，与合梁工位间距为：(w₁+w₂)/2+S，这里：w₁—最大外梁腹面宽度，w₂—最大内梁腹面宽度，S—安全间隙；合梁压力机夹持组合梁从合梁工位向前同步移动到销送进工位。

3.根据权利要求2所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是合梁单元包括主合梁单元，主合梁单元包括主底座，在主底座上方安装固定至少两个导向座，导向座沿汽车纵梁长度方向间隔布置，每个导向座上设置一台主合梁压力机，主合梁压力机可沿固定在导向座上的直线导轨由主驱动装置驱动实现前后往复运动；在主底座上位于每台主合梁压力机的旁边沿纵梁长度方向安装一个主支撑架，所有主支撑架的顶面在一个平面上形成合梁平台；在主底座上固定至少两套插销装置，其位置可沿纵梁长度方向调整。

4.根据权利要求3所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是主合梁压力机包括机身、设置于机身上的垂直导轨和垫板，在垂直导轨上设置有沿垂直导轨滑动的滑块，在机身顶部固定设置有固定板，在固定板上固定设置有油缸，油缸的活塞杆与滑块连接，滑块在活塞杆的带动下沿垂直导轨上下运动；在滑块的底面上固定设置有电磁铁，在油缸的驱动下滑块带动电磁铁上下运动；油缸由比例阀驱动，滑块上下运动同步；主合梁压力机的机身为C形结构。

5.根据权利要求3所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是合梁单元还包括从合梁单元，从合梁单元包括从底座，从合梁压力机，从支撑架，升降台；在主底座的右侧布置从底座，在从底座上安装直线导轨和升降台，升降台可沿直线导轨左右移动，自身能够升降，升降台上安装固定导向座，导向座上方设置从合梁压力机，从合梁压力机可沿固定在导向座上的直线导轨前后运动；从伺服电机和主伺服电机进行同步控制，实现主合梁压力机和从合梁压力机在前后方向同步运动。

6.根据权利要求2所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是销送进单元包括上料支撑架，在上料支撑架上设置送进辊道和沿上料支撑架移动的两台送进小车，在送进小车上设置有气缸驱动的送进销；在左侧的送进小车上设置送进销Ⅰ，在右侧的送进小车上设置送进销Ⅱ；送进销Ⅰ和送进销Ⅱ在各自送进小车的带动下在送进辊道的前侧和后侧支撑辊之间沿送进辊道中线在X方向运动。

7.根据权利要求6所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是上料支撑架分为左右两段，在上料支撑架的左段布置若干支撑辊，在上料支撑架的右段布置若干升降支撑辊，支撑辊和升降支撑辊共同构成了送进辊道。

8.根据权利要求6所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是送进小车还包括滑板，滑板沿固定于上料支撑架上的导轨滑动；在滑板上设置有伺服电机和减速机，伺服电机和减速机的输出轴上固定设置有小车齿轮，小车齿轮与固定设置于上料支撑架上的小车齿条啮合；滑板在伺服电机和减速机的驱动下，通过齿轮齿条传动，沿上料支撑架上的导轨在X方向运动。

9.根据权利要求6所述的纵梁自动合梁点焊设备，其特征是在滑板上还设置有气缸座，在气缸座上固定有支撑板，在支撑板顶部通过短轴固定设置有短支撑辊，短支撑辊分布于送进销的左右两侧，短支撑辊用于对纵梁进行辅助支撑和拔出送进销时防止纵梁下挠。