CN111774760A - 一种纵臂总成焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纵臂总成焊接生产线，包括六轴机器人，所述六轴机器人的端部夹持有焊接枪，以所述六轴机器人为中心，周向布置两个快换平台，两个所述快换平台的轴向方向相交，所述快换平台沿着其轴线方向依次设置若干个夹具。本发明采用快换平台和六轴机器人代替人工，提高了加工效率和减少了废品率。

Description

一种纵臂总成焊接生产线

技术领域

本发明涉及焊接加工领域，具体的，涉及一种纵臂总成焊接生产线。

背景技术

伴随着世界汽车产业的发展和生活品质的提高，人们对汽车的要求也在不断的发生变化。汽车的作用已不仅仅只是代步，它还必须具有一定的乘坐舒适性、良好的操纵稳定性、行驶的安全性等功能。而悬架系统作为汽车系统中重要的组成部分之一，是保证汽车乘坐舒适性、驾驶操纵稳定性、安全性、越野通过性等的重要部件。悬架系统对汽车性能的发挥和车辆在极限状态下的安全，有着重要的影响。悬架系统技术状况、稳定性的好坏，已作为衡量汽车质量的重要指标之一。

悬架系统作为车辆的重要组成部分，它是一种把车轮和车身弹性连接在一起的重要部件。近几年，因汽车悬架系统问题造成多起整车质量问题。汽车纵臂总成的焊接在现有技术中采用几十个工人流水化焊接的方式，但是由于每个工人的条件不同，会造成废品率较高的情况，严重影响了产品的质量和交付周期。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种纵臂总成焊接生产线，采用快换平台和六轴机器人代替人工，提高了加工效率和减少了废品率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种纵臂总成焊接生产线，包括六轴机器人，所述六轴机器人的端部夹持有焊接枪，以所述六轴机器人为中心，周向布置两个快换平台，两个所述快换平台的轴向方向相交，所述快换平台沿着其轴线方向依次设置若干个夹具。

进一步，所述夹具包括用于分别夹持纵臂总成前端、中部和后端的前端固定模块、支撑模块和后端固定模块。

进一步，所述后端固定模块包括圆孔部和后端装夹部，所述圆孔部为固定在所述快换平台上的圆柱状刚体，所述圆孔部的顶端周向设有若干个缺口；

后端装夹部包括铰接区域和设置在所述铰接区域靠近纵臂总成一侧的抵接部，铰接区域包括一个固定在所述快换平台上的支撑杆I和与所述支撑杆I铰接的压杆I，压杆I在铰接部件的作用下围绕支点摆动。

进一步，所述前端固定模块包括从纵臂总成前端的一侧至另一侧依次布置的夹持区域I、夹持区域II和夹持区域III。

进一步，所述夹持区域I包括径向限位部件I和轴向限位部件II，径向限位部件I包括纵向布置的前端液压油缸I和前端液压油缸II，所述前端液压油缸I和前端液压油缸II的伸缩杆分别连接有倒L型限位板和正L型限位板，所述倒L型限位板远离前端液压油缸I的一端连接有前端轴向液压油缸，所述前端轴向液压油缸的伸缩杆的端部设有前端轴向限位件，前端轴向限位件构造为L型，所述前端轴向限位件的水平部分与前端轴向液压油缸的伸缩杆连接；

所述夹持区域II包括支撑杆II和与所述支撑杆II铰接的压杆II，压杆II的端部设有与轴线方向与压杆II的轴线方向垂直的杆状的辅助部件；

所述夹持区域III包括前固定件和后固定件，前固定件包括承接块和设在承接块上的且与纵臂总成前端的孔相适配的凸起；所述后固定件包括承接体和后固定液压油缸，所述承接体为T型，所述承接体的轴向长度较大的端部连接有后固定液压油缸，所述后固定液压油缸的伸缩杆距离快换平台高度大于所述承接体距离快换平台的高度。

进一步，所述支撑模块包括两个中部液压油缸，设置在纵臂总成的底部与所述快换平台之间，与纵臂总成的中部相对应。

进一步，所述快换平台靠近所述六轴机器人的侧面设有挡板。

本发明的有益效果是：

本发明采用快换平台和六轴机器人代替人工，提高了加工效率和减少了废品率。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为本发明结构示意图；

附图2为夹具结构示意图(第一角度)；

附图3夹具结构示意图(第二角度)。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本实施例提出了一种纵臂总成焊接生产线，如图1所示，包括六轴机器人1、电控系统2、焊接枪3、安全护栏4、快换平台I 5、快换平台II 6以及夹具7，为了保证六轴机器人1可以灵活的操作焊接枪3焊接汽车纵臂总成，六轴机器人1为关节型六轴机器人，机器人弧焊焊接速度80cm/min，单机器人焊接节拍：焊接长度/10/焊接速度*60s+送丝起弧时间(焊缝数量*1.6s)+空转时间(焊缝数量*1.6s)。

六轴机器人1的端部通过焊枪夹持器来夹持焊接枪3，焊枪夹持器采用Ф45mm的腕部中空构造，可以对应各品牌的焊枪，进而利用六轴机器人1上部手臂的偏移可以轻松的处理送丝装置。拥有大直径的中空且紧凑的腕部结构，使姿态变化时的动作量相应减少，即使在狭小的空间内也可以自由的进行焊接作业。

快换平台I 5和快换平台II 6布置在六轴机器人1的周围，但不限于图1所示的方式，快换平台I 5和快换平台II 6的布置方式需满足六轴机器人1可到达的范围以及焊接的工艺，并且符合操作者的施工习惯即可，同时快换平台的数量也不限于图1所示，本实施例中快换平台I 5与快换平台II 6的夹角呈45°，且在靠近六轴机器人1的侧面均设有距离地面的高度高于其本体挡板，防止由于焊接,产生的火花损坏六轴机器人1。

快换平台I 5与快换平台II 6的表面均沿着其轴向方向依次设置多个夹具7，每个夹具7放置一个待焊接的纵臂总成。夹具7用于定位纵臂总成的位置，便于进行焊接。

本生产线的设计的基于一种新型的焊接工艺，焊接工艺如下：

1)纵臂组件合成焊接变形的控制

A：焊接方式由人工改为机器人自动焊接，确保各工序生产时间的准确性、产品的一致性、焊接变形的稳定性及对变形控制改进措施的可操作性；

B：长焊缝焊接时，采取先定位焊，再组装，最后采取分段焊接的方式，减少焊接变形；

C：预留纵臂焊接后冷却时间，增加冷却工位，释放焊接后产生的内应力；

D：纵臂焊接夹具采用强力压紧方法，避免焊接过程中移位、错位等现象；

E：增加焊接后处理的工艺；

F：设计产品定位焊接基准；

2)焊接过程中，严格控制焊接线能量，层间温度应低于300℃，避免焊接时产生热裂纹和晶粒初大的现象；

3)采用二次装夹成型方法，确保纵臂组件间的内衬管对应孔位的位置度和焊接精度；

4)螺母的焊接：对于内藏式的焊接螺母，需对其准确装夹定位，确保焊接强度和准确性，避免因焊接、装夹等导致的螺母歪斜等失效，否则容易导致纵臂总成的报废，损失巨大；

5)优化焊接工装设计，保证焊接的可达到性。在保证焊枪拥有良好的姿态和可达到性后，确保焊接的强度和熔深。

因此应用本装置的焊接工序为：

工作站配备1名操作工，进行工件上下料，装夹工作和机器人调试工作；

操作工在快换平台I 5进行装夹工作，并预约六轴机器人1焊接；

操作工退回安全区域，六轴机器人1接收信号，开始工作；

操作工移至快换平台II 6，进行装夹工作，并预约六轴机器人1焊接；

操作工退回安全区域，六轴机器人1焊接接收信号，焊接完成快换平台I 5产品后移动并快换平台II 6产品；同时，人工移至快换平台I 5进行下料和上料并完成组装工作，以此循环工作。

根据上述工艺，如图2和3所示，夹具7的具体结构包括后端固定模块71、支撑模块72和前端固定模块73，夹具7通过上述3个模块实现对纵臂总成的装夹。

后端固定模块71包括圆孔部711和后端装夹部，圆孔部711为固定在快换平台I 5或者快换平台II 6上的圆柱状刚体，圆孔部711的顶端周向设有若干个缺口，使得圆孔部711在这些缺口的配合下与纵臂总成后端的圆孔相适配，进一步使得纵臂总成通过后端的圆孔进入圆孔部711的部分深度。

后端装夹部包括铰接区域和设置在铰接区域靠近纵臂总成一侧的抵接部，抵接部包括一个倒“T”型和两个U型的限位件，铰接区域包括一个固定在快换平台I 5或者快换平台II6上的支撑杆I 712和与支撑杆I 712铰接的压杆I 713，压杆I 713在铰接部件的作用下围绕支点摆动，铰接部件为现有技术，为常规的铰接件。压杆I 713可以在铰接件的作用下与三个限位件配合，用于固定纵臂总成的后端位置。

支撑模块72用于支撑纵臂总成的中部部位，包括两个中部液压油缸721，布置方式不限于图中所示，中部液压油缸721的支撑方向为垂直于快换平台I 5或者快换平台II 6的方向，中部液压油缸721为现有技术，为普通的市面上可以采购得到的液压油缸。

前端固定模块73包括从左到右依次布置的夹持区域I 731、夹持区域II 732和夹持区域III 733，夹持区域I 731包括径向限位部件I和轴向限位部件II，径向限位部件I包括前端液压油缸I 7111和前端液压油缸II 7112，为纵向布置，两者的伸缩杆分别连接有倒L型限位板和正L型限位板，用于配合前端液压油缸I 7111和前端液压油缸II 7112对纵臂总成的部分区域进行装夹，倒L型限位板远离前端液压油缸I的一端连接有前端轴向液压油缸7113，前端轴向液压油缸7113的伸缩杆的端部设有前端轴向限位件7114，前端轴向限位件7114构造为L型，前端轴向限位件7114的竖直部分可以卡在纵臂总成的凹陷中，用以固定纵臂总成，水平部分与前端轴向液压油缸7113的伸缩杆连接。

夹持区域II 732包括支撑杆II 731和与支撑杆II 731铰接的压杆II 732，支撑杆II731固定在快换平台I 5或者快换平台II 6上，压杆II 732的端部设有与压杆II 732垂直的辅助部件，为杆状，扩大了夹持面积。

夹持区域III包括前固定件和后固定件，前固定件包括承接块7331和设在承接块7331上的凸起7332，凸起7332可以采用固定在承接块7331的方式，也可以采用气动式，本实施例采用固定式。凸起7332与纵臂总成前端的孔相适配，承接块7331的结构不限于附图所限定，也可以为方形块或者矩形块。

后固定件包括承接体7334和后固定液压油缸7333，承接体7334为T型，承接体7334的轴向长度较大的端部连接有后固定液压油缸7333，后固定液压油缸7333的伸缩杆距离快换平台I 5或者快换平台II 6的高度大于承接体7334距离快换平台I 5或者快换平台II 6的高度，本实施例中，后固定液压油缸7333的伸缩杆的伸缩方向与纵臂总成的径向方向呈锐角。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种纵臂总成焊接生产线，其特征在于：包括六轴机器人，所述六轴机器人的端部夹持有焊接枪，以所述六轴机器人为中心，周向布置两个快换平台，两个所述快换平台的轴向方向相交，所述快换平台沿着其轴线方向依次设置若干个夹具。

2.根据权利要求1所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：所述夹具包括用于分别夹持纵臂总成前端、中部和后端的前端固定模块、支撑模块和后端固定模块。

3.根据权利要求2所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：

所述后端固定模块包括圆孔部和后端装夹部，所述圆孔部为固定在所述快换平台上的圆柱状刚体，所述圆孔部的顶端周向设有若干个缺口；

后端装夹部包括铰接区域和设置在所述铰接区域靠近纵臂总成一侧的抵接部，铰接区域包括一个固定在所述快换平台上的支撑杆I和与所述支撑杆I铰接的压杆I，压杆I在铰接部件的作用下围绕支点摆动。

4.根据权利要求2所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：所述前端固定模块包括从纵臂总成前端的一侧至另一侧依次布置的夹持区域I、夹持区域II和夹持区域III。

5.根据权利要求2所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：所述夹持区域I包括径向限位部件I和轴向限位部件II，径向限位部件I包括纵向布置的前端液压油缸I和前端液压油缸II，所述前端液压油缸I和前端液压油缸II的伸缩杆分别连接有倒L型限位板和正L型限位板，所述倒L型限位板远离前端液压油缸I的一端连接有前端轴向液压油缸，所述前端轴向液压油缸的伸缩杆的端部设有前端轴向限位件，前端轴向限位件构造为L型，所述前端轴向限位件的水平部分与前端轴向液压油缸的伸缩杆连接；

所述夹持区域II包括支撑杆II和与所述支撑杆II铰接的压杆II，压杆II的端部设有与轴线方向与压杆II的轴线方向垂直的杆状的辅助部件；

所述夹持区域III包括前固定件和后固定件，前固定件包括承接块和设在承接块上的且与纵臂总成前端的孔相适配的凸起；所述后固定件包括承接体和后固定液压油缸，所述承接体为T型，所述承接体的轴向长度较大的端部连接有后固定液压油缸，所述后固定液压油缸的伸缩杆距离快换平台高度大于所述承接体距离快换平台的高度。

6.根据权利要求5所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：所述支撑模块包括两个中部液压油缸，设置在纵臂总成的底部与所述快换平台之间，与纵臂总成的中部相对应。

7.根据权利要求1所述的纵臂总成焊接生产线，其特征在于：所述快换平台靠近所述六轴机器人的侧面设有挡板。

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