CN111571105B - 一种焊接变位工装及汽车零配件焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接变位工装及汽车零配件焊接方法,其技术方案要点是焊接变位工装包括底座和可水平转动地连接于所述底座上的转盘，所述底座上设有可驱动所述转盘转动的第一驱动机构，所述转盘上设有固定架，所述固定架上可竖直转动地连接有用于固定焊接件的安装盘，且所述固定架上设有可驱动所述安装盘转动的第二驱动机构；所述底座上设有支托于所述转盘下方并可驱使所述转盘升降的升降驱动机构。通过将焊接件安装于安装盘上，利用第一驱动机构和第二驱动机构可分别驱动转盘和安装盘转动，从而对焊接件实现水平转动调节和竖直转动调节，改变焊接件的角度，而升降驱动机构可改变焊接件的焊接高度，使焊接件焊接更加灵活便利，提高了焊接效率。

Description

一种焊接变位工装及汽车零配件焊接方法

技术领域

本发明涉及汽车焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接变位工装及汽车零配件焊接方法。

背景技术

现有的汽车生产组装中，汽车零配件通常需要焊接工艺进行焊接固定，现有的焊接工艺通常采用冲压焊、钎焊和激光焊接等焊接方法，但是现有的汽车焊接设备中，在焊接时通常是在固定工位上对焊接件进行焊接，焊接件的位置无法进行调节，给焊接过程带来了不便，大大地降低了焊接效率。

发明内容

本发明的首要目的旨在提供一种可用于固定焊接件且可改变焊接件的位置的焊接变位工装。

本发明的另一目的旨在提供一种采用上述焊接变位工装来实施的汽车零配件焊接方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种焊接变位工装，包括底座和可水平转动地连接于所述底座上的转盘，所述底座上设有可驱动所述转盘转动的第一驱动机构，所述转盘上设有固定架，所述固定架上可竖直转动地连接有用于固定焊接件的安装盘，且所述固定架上设有可驱动所述安装盘转动的第二驱动机构；所述底座上设有支托于所述转盘下方并可驱使所述转盘升降的升降驱动机构；所述第一驱动机构包括设置于所述转盘下方的驱动盘以及可驱动所述驱动盘转动的第一驱动件，所述驱动盘和所述转盘之间设有使两者可联动转动且使所述转盘可相对驱动盘升降移动的插接结构；所述插接结构包括开设于所述驱动盘上的定位孔以及设置于所述转盘上且可插入定位孔内的定位柱；所述升降驱动机构包括固定于所述底座上的固定部和可升降地连接于所述固定部上的活动部，所述固定部上设有可驱动所述活动部升降运动的第二驱动件，所述活动部上可转动地连接有支托于所述转盘下方的滚动件；所述固定架包括连接于所述转盘上的连接梁，所述连接梁的两端分别朝远离所述转盘的方向延伸形成支撑柱，两个所述支撑柱上均安装有所述安装盘，两个所述安装盘分别对应用于与焊接件的两个端部连接，所述第二驱动机构用于驱动至少一个所述安装盘转动。

进一步设置：所述底座上沿所述转盘的圆周方向均匀分布有多个所述升降驱动机构，所述滚动件为可竖直转动地连接于所述活动部上的滚动轴承，且每个所述升降驱动机构的滚动轴承的轴线穿过所述转盘的中心轴线。

进一步设置：所述转盘的中部开设有可供所述连接梁嵌入的安装槽。

进一步设置：所述转盘于所述安装槽处凸出形成可夹持于所述连接梁两侧的延伸部，所述延伸部上开设有紧固孔，所述连接梁借助紧固件穿过所述紧固孔和连接梁从而与转盘相互固定。

进一步设置：所述安装盘上沿其周向设有多个可供所述焊接件定位固定的安装孔。

本发明还提供了一种采用上述焊接变位工装来实施的汽车零配件焊接方法，包括以下步骤：

将多个待焊接的汽车零配件的依次安装固定于两个所述安装盘之间，多个所述汽车零配件沿安装盘的圆周边缘固定于安装盘上，所述汽车零配件的两端分别开设有螺纹孔，借助螺栓穿过安装盘上的安装孔与螺纹孔螺纹配合从而使汽车零配件与安装盘相互固定；

控制所述第一驱动机构工作使所述转盘转动从而使所述汽车零配件转动至合适的水平焊接角度；

控制所述第二驱动机构工作使安装盘转动从而使汽车零配件转动至合适的竖直焊接角度；

控制所述升降驱动机构使所述转盘沿竖直方向移动从而使汽车零配件处于合适的焊接高度；

控制焊接设备移动至汽车零配件上方或侧方对汽车零配件上待焊接部位进行焊接；

完成对汽车零配件的焊接后控制第二驱动机构使安装盘转动从而使下一个汽车零配件转动至焊接位置进行焊接，直至安装于安装盘上的所有汽车零配件焊接完毕。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.本发明涉及的焊接变位工装中，通过将焊接件安装于安装盘上，利用第一驱动机构和第二驱动机构可分别驱动转盘和安装盘转动，从而对焊接件实现水平转动调节和竖直转动调节，改变焊接件的角度，使焊接件焊接更加灵活便利，提高了焊接效率。

2.本发明涉及的焊接变位工装中，通过在转盘下方设置升降驱动机构，对转盘实现升降调节，从而改变焊接件的高度位置，进一步提高了焊接件位置调节的便利性，使焊接过程更加高效。

3.本发明涉及的焊接变位工装中，通过在升降驱动机构上设置滚动轴承，当转盘转动时，滚动轴承可为转盘转动提供辅助旋转支撑作用，提高了转盘转动调节的稳定性，也避免转盘在转动的过程中由于转动惯性而影响精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的一种实施例中焊接变位工装的结构示意图；

图2为本发明的一种实施例中底座和驱动盘的结构示意图；

图3为本发明的一种实施例中升降驱动机构的结构示意图；

图4为本发明的一种实施例中固定架、安装盘和托杆的结构示意图；

图5为本发明的一种实施例中安装盘和托杆的分解示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明提供了一种焊接变位工装，用于对汽车的焊接件进行固定从而便于焊接设备对焊接件进行焊接处理。所述焊接变位工装包括底座1和可水平转动地连接于所述底座1上的转盘2，所述底座1上设有可驱动所述转盘2转动的第一驱动机构，所述转盘2上设有固定架3，所述固定架3上可竖直转动地连接有用于固定焊接件的安装盘4，且所述固定架3上设有可驱动所述安装盘4转动的第二驱动机构5。

通过将焊接件安装于安装盘4上，利用第一驱动机构和第二驱动机构5可分别驱动转盘2和安装盘4转动，从而对焊接件实现水平转动调节和竖直转动调节，改变焊接件的角度，使焊接件焊接更加灵活便利，提高了焊接效率。

在本实施例中，所述固定架3包括固定于所述转盘2上的连接梁31和连接于所述连接梁31两端的支撑柱32，所述支撑柱32朝远离所述转盘2的方向竖直延伸，连接梁31和两个支撑柱32共同形成U型结构。两个所述支撑柱32的顶部均安装有所述安装盘4，两个安装盘4相对朝向设置且分别对应，且两个安装盘4分别对应用于与焊接件的两端连接，即焊接件固定于两个安装盘4之间。具体地，所述第二驱动机构5用于驱动至少一个安装盘4转动。在本实施例中，所述第二驱动机构5仅用于驱动其中一个安装盘4转动，即在其中一个安装盘4处设置可驱动其转动的驱动电机，使该安装盘4作为主动盘，另一安装盘4作为从动盘。在其他实施例中，可在两个安装盘4上均设置驱动电机，另外，固定架3上也可仅设置一个安装盘4。

通过在固定架3上设置两个相对设置的安装盘4，可将焊接件固定于两个安装盘4之间，利用驱动电机驱动其中一个安装盘4转动，在焊接件的联动下可带动另一安装盘4转动，既可实现对焊接件的焊接角度调节，又可以对焊接件两端实现支撑固定作用，使焊接件在焊接过程中更加稳定可靠，提高焊接质量。

优选地，在本实施例中，所述安装盘4沿其周向均匀开设有多个可供所述焊接件定位固定的安装孔41，且所述安装孔41分布于安装盘4的圆周边缘上，两个安装盘4上的安装孔41的分布数量和分布位置相同，同一安装盘4上的多个安装孔41的直径可相同或不同。

通过在安装盘4上设置多个安装孔41，每个安装孔41对应可供一个焊接件进行固定，从而使安装盘4可同时实现对多个焊接件的固定，即可以通过转动转盘2来实现对多个焊接件进行一次性焊接，无需分多次进行安装和焊接，大大地提高了焊接效率。

在本实施例中，所述连接梁31的中心位于所述转盘2转动中心的正上方。在其他实施例中，所述连接梁31和所述转盘2也可呈偏心结构设置。在本实施例中，通过设置使连接梁31的中心位于转盘2转动中心上方，使固定架3关于转盘2呈对称结构，转盘2和连接梁31整体的结构更加平衡，在转盘2转动时，转动的稳定性更高，从而确保了转动调节的精度，提升焊接的精确性。

进一步地，所述转盘2的上表面开设有可供所述连接梁31嵌入的安装槽21，所述安装槽21穿过所述转盘2的转动中心。通过将连接梁31嵌入到安装槽21，一方面增大了连接梁31与转盘2的接触面积，提升了两者的连接稳定性，另一方面，安装槽21可以限制连接梁31与转盘2发生相对转动，避免转盘2的转动惯性对连接梁31造成的影响，进一步提高两者连接的可靠性。

在本实施例中，所述转盘2于所述安装槽21处凸出形成可夹持于所述连接梁31两侧的延伸部22，所述延伸部22上开设有紧固孔(图中未示出)，所述连接梁31借助紧固件穿过所述紧固孔和连接梁31从而与转盘2相互固定，紧固件可采用插销或螺钉。通过设置延伸部22，增大对转盘2与连接梁31的接触面积，同时，连接梁31也可借助紧固件穿过延伸部22实现与转盘2的固定，安装结构简单可靠。在其他实施例中，连接梁31还可借助紧固件由上至下贯穿连接梁31并与安装槽21底部固定。

进一步地，所述底座1上还设有支托于所述转盘2下方并可驱使所述转盘2升降的升降驱动机构6。通过在转盘2下方设置升降驱动机构6，对转盘2实现升降调节，从而改变焊接件的高度位置，进一步提高了焊接件位置调节的便利性，使焊接过程更加高效。

具体地，所述第一驱动机构包括设置于所述转盘2下方的驱动盘7以及可驱动所述驱动盘7转动的第一驱动件(图中未示出)，在本实施例中，第一驱动件包括伺服电机和减速箱。所述驱动盘7和所述转盘2之间设有使两者可联动转动且使所述转盘2可相对驱动盘7升降移动。优选地，所述插接结构包括开设于所述驱动盘7上的定位孔71以及设置于所述转盘2上且可插入定位孔71内的定位柱(图中未示出)。在其他实施例中，所述定位柱和定位孔71的结构可也相互调换，即在转盘2上设置定位孔71，在驱动盘7上设置定位柱。在本实施例中，驱动盘7上设有多个定位孔71。

借助定位柱和定位孔71的配合结构，限制了转盘2相对驱动盘7发生转动，从而可通过驱动盘7来带动转盘2转动来改变焊接件的焊接角度，同时，定位孔71为定位柱提供了竖直滑动导向，转盘2可相对驱动盘7升降运动，在升降驱动机构6的作用下，可对转盘2的高度进行调节，同时转盘2还可进行转动调节，使焊接件的焊接过程更加简便高效。

结合图3所示，在本实施例中，所述升降驱动机构6包括固定于所述底座1上的固定部61和可升降地连接于所述固定部61上的活动部62，所述固定部61上设有可驱动所述活动部62升降运动的第二驱动件63，优选地，所述第二驱动件63为气缸。所述活动部62上可转动地连接有支托于所述转盘2下方的滚动件，在本实施例中，所述滚动件为可竖直转动地连接于所述活动部62上的滚动轴承64，在其他实施例中，所述滚动件还可为滚珠。

在气缸的驱动力和转盘2的重力作用下，可实现对转盘2的升降，从而改变焊接件的高度位置，以满足不同的焊接需求。另外，通过在活动部62上设置滚动件，在为转盘2提供辅助支撑的同时，也减少了转盘2所受的转动阻力，使转盘2转动更加顺畅。

进一步地，所述底座1上沿所述转盘2的圆周方向均匀分布有多个所述升降驱动机构6，在本实施例中，底座1上设置有四个升降驱动机构6，四个升降驱动机构6呈中心对称分布，所述滚动件为可竖直转动地连接于所述活动部62上的滚动轴承64，且每个所述升降驱动机构6的滚动轴承64的轴线穿过所述转盘2的中心轴线。

通过设置四个升降驱动机构6，对转盘2实现同步顶起或降落的效果，提高了转盘2升降的稳定性，另外，转盘2转动时，四个滚动轴承64与转盘2发生滚动摩擦，转盘2的转动阻力较低，转动稳定性较高，避免转盘2在转动的过程中由于转动惯性而影响精度。

进一步地，所述底座1底部还设有销孔11，所述底座1可借助定位销穿过所述销孔11与承载面安装固定。优选地，底座1沿其外周均匀分布有多个销孔11，提高了底座1安装在承载面上的牢固性，从而提高焊接变位工装在工作时的稳定性。

结合图4和图5所示，在其中一种实施例中，两个所述安装盘4之间还连接有用于支撑焊接件的托杆8，所述托杆8呈圆柱状并连接于安装盘4的中心。由于多个焊接件沿安装盘4的圆周分布，在安装盘4的中部设置托杆8，可同时对多个焊接件进行支托，在安装盘4转动时，提高了焊接件的稳定性，另外，在焊接件焊接过程中，托杆8提供的支撑作用也可避免焊接件在焊接过程中发生形变而影响焊接质量。

所述安装盘4的中心凸出设有安装块42，所述托杆8的两端分别开设有可供所述安装块42由所述托杆8的侧壁插入的安装缺口81，所述安装块42上设有锁固孔421，所述托杆8上对应所述锁固孔421开设有避让孔82，所述托杆8借助紧固件穿过所述避让孔82和所述锁固孔421与安装盘4固定。优选地，所述安装缺口81的一端呈开口结构，另一端呈封闭结构。

通过这样设置，托杆8与安装盘4可实现自由拆装和更换，可根据实际的焊接产品选择合适的托杆8进行支撑，适用性更高。另外，在托杆8与安装盘4进行组装时，安装缺口81封闭一端可提供挡止效果，从而为托杆8的安装提供限位作用，使避让孔82和锁固孔421更易对准，提高了组装效率。

本发明还提供了一种汽车零配件焊接方法，采用上述的焊接变位工装来实施，包括以下步骤：

S1:将多个待焊接的汽车零配件的依次安装固定于两个所述安装盘4之间，多个所述汽车零配件沿安装盘4的圆周边缘固定于安装盘4上，所述汽车零配件的两端分别开设有螺纹孔，借助螺栓穿过安装盘4上的安装孔41与螺纹孔螺纹配合从而使汽车零配件与安装盘4相互固定；

S2:控制所述第一驱动机构工作使所述转盘2转动从而使所述汽车零配件转动至合适的水平焊接角度；

S3:控制所述第二驱动机构5工作使安装盘4转动从而使汽车零配件转动至合适的竖直焊接角度；

S4:控制所述升降驱动机构6使所述转盘2沿竖直方向移动从而使汽车零配件处于合适的焊接高度；

S5:控制焊接设备移动至汽车零配件上方或侧方对汽车零配件上待焊接部位进行焊接；

S6:完成对汽车零配件的焊接后控制第二驱动机构5使安装盘4转动从而使下一个汽车零配件转动至焊接位置进行焊接，直至安装于安装盘4上的所有汽车零配件焊接完毕。

综上所述，本发明的方案具有以下优点：

1.本发明涉及的焊接变位工装中，通过将焊接件安装于安装盘4上，利用第一驱动机构和第二驱动机构5可分别驱动转盘2和安装盘4转动，从而对焊接件实现水平转动调节和竖直转动调节，改变焊接件的角度，使焊接件焊接更加灵活便利，提高了焊接效率。

2.本发明涉及的焊接变位工装中，通过在转盘2下方设置升降驱动机构6，对转盘2实现升降调节，从而改变焊接件的高度位置，进一步提高了焊接件位置调节的便利性，使焊接过程更加高效。

3.本发明涉及的焊接变位工装中，通过在升降驱动机构6上设置滚动轴承64，当转盘2转动时，滚动轴承64可为转盘2转动提供辅助旋转支撑作用，提高了转盘2转动调节的稳定性，也避免转盘2在转动的过程中由于转动惯性而影响精度。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种焊接变位工装，其特征是：包括底座和可水平转动地连接于所述底座上的转盘，所述底座上设有可驱动所述转盘转动的第一驱动机构，所述转盘上设有固定架，所述固定架上可竖直转动地连接有用于固定焊接件的安装盘，且所述固定架上设有可驱动所述安装盘转动的第二驱动机构；所述底座上设有支托于所述转盘下方并可驱使所述转盘升降的升降驱动机构；所述第一驱动机构包括设置于所述转盘下方的驱动盘以及可驱动所述驱动盘转动的第一驱动件，所述驱动盘和所述转盘之间设有使两者可联动转动且使所述转盘可相对驱动盘升降移动的插接结构；所述插接结构包括开设于所述驱动盘上的定位孔以及设置于所述转盘上且可插入定位孔内的定位柱；所述升降驱动机构包括固定于所述底座上的固定部和可升降地连接于所述固定部上的活动部，所述固定部上设有可驱动所述活动部升降运动的第二驱动件，所述活动部上可转动地连接有支托于所述转盘下方的滚动件；所述固定架包括连接于所述转盘上的连接梁，所述连接梁的两端分别朝远离所述转盘的方向延伸形成支撑柱，两个所述支撑柱上均安装有所述安装盘，两个所述安装盘分别对应用于与焊接件的两个端部连接，所述第二驱动机构用于驱动至少一个所述安装盘转动；所述底座上沿所述转盘的圆周方向均匀分布有多个所述升降驱动机构，所述滚动件为可竖直转动地连接于所述活动部上的滚动轴承，且每个所述升降驱动机构的滚动轴承的轴线穿过所述转盘的中心轴线；两个所述安装盘之间还连接有用于支撑焊接件的托杆，所述托杆呈圆柱状并连接于安装盘的中心。

2.根据权利要求1所述的焊接变位工装，其特征是：所述转盘的中部开设有可供所述连接梁嵌入的安装槽。

3.根据权利要求2所述的焊接变位工装，其特征是：所述转盘于所述安装槽处凸出形成可夹持于所述连接梁两侧的延伸部，所述延伸部上开设有紧固孔，所述连接梁借助紧固件穿过所述紧固孔和连接梁从而与转盘相互固定。

4.根据权利要求1所述的焊接变位工装，其特征是：所述安装盘上沿其周向设有多个可供所述焊接件定位固定的安装孔。

5.一种汽车零配件焊接方法，其特征在于，采用权利要求1至4任意一项所述的焊接变位工装来实施，包括以下步骤：

S1:将多个待焊接的汽车零配件依次安装固定于两个所述安装盘之间，多个所述汽车零配件沿安装盘的圆周边缘固定于安装盘上，所述汽车零配件的两端分别开设有螺纹孔，借助螺栓穿过安装盘上的安装孔与螺纹孔螺纹配合从而使汽车零配件与安装盘相互固定；

S2:控制所述第一驱动机构工作使所述转盘转动从而使所述汽车零配件转动至合适的水平焊接角度；

S3:控制所述第二驱动机构工作使安装盘转动从而使汽车零配件转动至合适的竖直焊接角度；

S4:控制所述升降驱动机构使所述转盘沿竖直方向移动从而使汽车零配件处于合适的焊接高度；

S5:控制焊接设备移动至汽车零配件上方或侧方对汽车零配件上待焊接部位进行焊接；

S6:完成对汽车零配件的焊接后控制第二驱动机构使安装盘转动从而使下一个汽车零配件转动至焊接位置进行焊接，直至安装于安装盘上的所有汽车零配件焊接完毕。

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