CN111922598A - 一种轻型卡车车架连接架焊接工装、焊接系统及方法 - Google Patents

一种轻型卡车车架连接架焊接工装、焊接系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻型卡车车架连接架焊接工装、焊接系统及方法，包括架体，架体转动连接有主变位框架，主变位框架与设置在架体的主变位驱动件连接，主变位框架的两个侧面均设置有从变位机构，所述从变位机构与工件工装连接，能够驱动工件工装的转动，所述工件工装能够与待焊接工件进行固定，采用本发明的焊接系统劳动强度低，工作效率高，且工件质量稳定性好。

Description

一种轻型卡车车架连接架焊接工装、焊接系统及方法
技术领域
本发明涉及卡车连接架焊接设备技术领域，具体涉及一种轻型卡车车架连接架焊接工装、焊接系统及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
目前，轻型卡车车架连接架是车架的重要连接零件，是重要力学零部件，对于质量要求高。原生产方式为人工焊接，而且焊接过程中，工件需要人工改变焊接位姿，以实现不同侧面的焊接，发明人发现，此种焊接方式因效率低、质量稳定性差，造成零件返工率高、废品率高，而且劳动强度较大。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种轻型卡车车架连接架焊接工装，能够实现自动变化工件姿态，降低了焊接的劳动强度，提高了焊接效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，包括架体，架体转动连接有主变位框架，主变位框架与设置在架体的主变位驱动件连接，主变位框架的两个侧面均设置有从变位机构，所述从变位机构与工件工装连接，能够驱动工件工装的转动，所述工件工装能够与待焊接工件进行固定。
第二方面，本发明的实施例提供了一种轻型卡车车架连接架焊接系统，包括第一方面所述的轻型卡车车架连接架焊接工装，所述轻型卡车车架连接架焊接工装的一侧设有焊接机器人。
第三方面，本发明的实施例提供了一种轻型卡车车架连接架焊接系统的工作方法：工件工装固定待焊接的工件，主变位驱动件带动主变位框架正向转动180°，将工件转动至焊接机器人一侧，焊接机器人工作，对工件进行焊接，从变位机构带动工件转动，完成工件不同面的焊接，焊接完成后，主变位驱动件带动主变位框架反向转动180°，将焊接好的工件从工具工装上取下。
本发明的有益效果：
1.本发明的焊接工装，具有从变位机构，从变位机构能够带动工件工装转动，进而实现工件位姿的自动变化，无需工作人员手动变化工件位姿，工作效率高，降低了劳动强度。
2.本发明的焊接系统，具有焊接机器人，能够利用焊接机器人对工件进行焊接，自动化程度高，焊接效率高，劳动强度低，质量稳定性好，且能够使工作人员远离焊接现场，避免了高危、高污焊接现场对工作人员造成人身伤害。
3.本发明的焊接系统，主变位框架能够转动，且主变位框架两个侧面均设置有从动变位机构，实现了待焊接工件和已焊接工件的位置变换，方便将工件安装在工件工装及工件从工件工装上取下，提高了工件安装和取下的效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1架体、主变位框架、从变位机构装配主视图；
图2为本发明实施例1架体、主变位框架、从变位机构装配俯视图；
图3为本发明实施例1第一从变位机连接法兰、工装快连连接件装配示意图；
图4为本发明图3的爆炸结构示意图；
图5为本发明实施例1连接板、第一引申板、第二引申板及工装梁底座装配示意图；
图6为本发明实施例1工装总成结构示意图；
图7为本发明实施例1第一夹紧机构主视图；
图8为本发明实施例1定位机构主视图；
图9为本发明实施例1第二夹紧机构主视图；
图10为本发明实施例1工件与工件工装装配示意图；
图11为本发明实施例1工件与工装总成装配示意图一；
图12为本发明实施例1工件与工装总成装配示意图二；
图13为本发明实施例2整体结构示意图；
其中，1.底座，2.第一立柱，3.第二立柱，4.主动端连接法兰，5.从动端连接法兰，6.主变位框架，7.从变位驱动件，8.从变位支撑件，9.第一从变位机连接法兰，10.工装快连连接件，11.悬吊螺栓，12.压板，13.第一引申板，14.工装梁底座，15.连接板，16.定位销孔，17.第二引申板，18.螺纹孔，19.销孔，20.底板，21.第一夹紧机构，22.定位机构，23.第二夹紧机构，24.工件，25.焊接机器人，26.第二控制系统，27.焊丝桶，28.清枪剪丝喷硅油装置，29.焊接系统，30.第一控制系统；
21-1.第一角座，21-2.第一方形摆动气缸，21-3.第一压块，21-4.第一支撑块，21-5.挡块；
22-1.第二角座，22-2.定位板，22-3.定位销；
23-1.第三角座，23-2.第二方形摆动气缸，23-3.第二压块，23-4.第二支撑块；
24-1.安装板，24-2.延伸板。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有的轻型卡车车架连接架采用人工焊接，工作效率低，劳动强度大，且质量稳定性差，针对上述问题，本申请提出了一种轻型卡车车架连接架焊接工装。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，一种轻型卡车车架连接架焊接工装，如图1-图2所示，包括架体，所述架体包括底座1，所述底座上固定有第一立柱2和第二立柱3，所述第一立柱和第二立柱由多个钢板焊接构成，所述第一立柱和第二立柱与主变位框架6两端的中心部位转动连接。
所述第一立柱内固定有主变位驱动件，本实施例中，所述主变位驱动件采用伺服电机，所述伺服电机的电机壳固定在第一立柱内部，伺服电机的输出轴通过主动端连接法兰4与主变位框架的一端的中心部位固定连接，伺服电机能够带动主变位框架在±180°的角度范围内转动，所述主变位框架的另一端中心部位设有转轴，转轴通过轴承及从动端连接法兰5与第二立柱转动连接，所述主变位框架的两个侧面上均安装有从变位机构，主变位框架为板状结构，既可以作为从变位机构的底座，也可作为防弧光装置。
所述从变位机构包括从变位驱动件7和从变位支撑件8，所述从变位驱动件和从变位支撑件分别固定在主变位框架的两端，所述从变位驱动件包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴与第一引申板的一端固定连接，第一引申板的另一端与工装梁底座固定连接，工装梁底座的另一端与第二引申板的一端固定连接，第二引申板的另一端从变位支撑件转动连接。
如图3-图5所示，具体的，所述驱动电机的输出轴与第一从变位机连接法兰9固定连接，所述第一从变位机连接法兰上开设有凹槽，所述凹槽处通过螺栓可拆卸的固定有工装快连连接件10，所述工装快连连接件采用L型结构，包括垂直设置的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部位于凹槽内，通过螺栓与第一从变位机连接法兰固定连接，所述第二连接部两端螺纹连接有悬吊螺栓11，悬吊螺栓穿过有压板12，并螺纹连接有压紧螺母，所述第一引申板13一端与工装梁底座14固定连接，另一端一体式设有连接板15，所述连接板设置在第二连接部与压板之间，压紧螺母能够利用压板将连接板压紧在第二连接部上，实现第一引申板与第一从变位机连接法兰的固定连接，进而实现第一引申板与驱动电机输出轴的连接，所述第二连接部及连接板上均设置有定位销孔16，第二连接部及连接板能够通过定位销及定位销孔进行定位。
所述第二引申板17采用相同的方式与第二从变位机连接法兰连接，所述第二从变位机连接法兰通过转轴及轴承与从变位支撑件转动连接。
所述工装梁底座用于固定工件工装，本实施例中，所述第一引申板和第二引申板的长度由工件工装的尺寸决定，使得工件安装在工件工装时，工件的作业位置位于从变位驱动件和从变位支撑件轴线附近，
所述工装底座两上设有四组螺纹孔18和三组销孔19，具体的，工装底座的两侧及中部为销孔，两组销孔之间各均布两组螺纹孔，工装梁底座能够通过螺纹孔、销孔、固定螺栓及销轴与工件工装固定连接。
如图6-图9所示，所述工件工装包括底板20，所述底板固定在工装梁底座上，所述底板上设置有两组工装总成，两组工装总成相对于底板的中心位置对称设置，能够同时固定两个待焊接的工件。
所述工装总成包括第一夹紧机构21及定位机构22。所述定位机构用于对工件的一端进行定位，第一夹紧机构用于对工件的另一端进行夹紧固定。
所述第一夹紧机构包括第一角座21-1，所述第一角座与底板固定连接，所述第一角座上固定有第一摆动驱动件，本实施例中，所述第一摆动驱动件采用第一方形摆动气缸21-2，所述第一方形摆动气缸的输出轴与第一摆杆连接，第一摆杆端部与第一压块21-3连接，第一方形摆动气缸能够通过第一摆杆带动第一压块运动，所述第一角座上还固定有第一支撑块21-4，所述第一支撑块能够与工件的侧壁外侧面接触，所述第一压块能够伸入工件内部，第一方形摆动气缸能够带动第一压块运动，使得第一压块与工件的侧壁内侧面接触，同第一支撑块共同作用，夹紧工件的侧壁。
所述第一角座上还固定有挡块21-5，所述挡块能够与工件顶面接触，用于对工件的端部进行定位。
所述定位机构包括第二角座22-1，所述第二角座与底板固定连接，所述第二角座上固定有定位板22-2，所述定位板上开设有定位孔，本实施例中，所述工件一端设有安装板，所述安装板上开设定位孔，工件24端部安装板24-1上的定位孔及定位板上的定位孔中插入定位销22-3，可以实现工件一端端部的定位。工件的另一端利用挡块进行定位。
所述定位机构与第一夹紧机构之间还设置有第二夹紧机构23，所述第二夹紧机构靠近第一夹紧机构设置，所述第二夹紧机构包括第三角座23-1，所述第三角座与底板固定连接，所述第三角座上固定有第二摆动驱动件，所述第二摆动驱动件采用第二方形摆动气缸23-2，所述第二方形摆动气缸的输出轴与第二摆杆连接，所述第二摆杆端部连接有第二压块23-3，所述第三角座上还设置有第二支撑块23-4，所述第二支撑块能够与工件中与侧壁连接的延伸板24-2的一侧侧面接触，第二方形摆动气缸能够通过第二摆杆带动第二压块运动，第二压块能够与延伸板的另一侧侧面接触，进而第二压块和第二支撑块压紧延伸板，增大了工件的固定强度。
如图10-图12所示，本实施例中，将工件24一端通过定位销与定位板连接，另一端的顶面与挡块接触，侧面与第一支撑块接触，第一方形摆动气缸工作，带动第一压块伸入工件中，第一压块和第一支撑块将工件的侧壁夹紧，第二方形摆动气缸工作，第二压块和第二支撑板压紧工件侧壁连接的延伸板，完成了工件与工件工装的固定。
所述工装梁底座上还固定有气缸操作盒25，所述气缸操作盒与第一方形摆动气缸和第二方形摆动气缸连接，工作人员能够通过气缸操作盒控制第一方形摆动气缸和第二方形摆动气缸的工作。
本实施例中，所述伺服电机、驱动电机均与第一控制系统30连接，工作人员能够通过控制系统控制其工作。
本实施例中，通过从变位驱动件，能够实现工件工装及工件的转动，进而调节工件的位姿，满足了工件不同面焊接需求，无需手动调节，降低了劳动强度，提高了工作效率，且工装总成设置两组，能够同时对两个工件进行焊接，提高了工作效率。
实施例2：
如图13所示，本实施例公开了一种轻型卡车车架连接架焊接系统，包括实施例1所述的轻型卡车车架连接架焊接工装及焊接机器人25，所述焊接机器人安装在底座上，并且与焊接工装的中心线重合，保证了位置精度，同时保证了焊接机器人工作范围的有效性，所述焊接机器人与第二控制系统26连接，由第二控制系统控制其工作。
采用本实施例的焊接系统，能够利用焊接机器人对工件进行自动焊接，工作效率高，劳动强度低，而且能够保证工件质量的稳定性，同时，无需工作人员靠近焊接场地，避免了高危、高污焊接现场对工作人员造成人身伤害。
本实施例中，所述焊接机器人采用现有的焊接机器人即可，其具体结构在此不进行详细叙述，与之配套的设置有焊丝桶27及清枪剪丝喷硅油装置28，焊丝桶及清枪剪丝喷硅油装置均采用现有设备即可，其具体结构在此不进行详细叙述。
焊丝桶能够为焊接机器人提供焊丝，由焊接系统29控制其对焊接机器人提供焊丝，焊接机器人工作设定时间后，焊接机器人能够带动焊枪自动运动至清枪剪丝喷硅油装置出，清除焊枪喷嘴处粘附的焊接飞溅，并向枪的内部喷射少量硅油，避免焊接时飞溅牢固的粘附，有利于下次清枪，方便工作人员的操作与维护，减少工作人员的日常维护量。
实施例3：
本实施例公开了一种实施例2所述的轻型卡车车架连接架焊接系统的工作方法：工作人员将待焊接的工件固定在主变位框架远离焊接机器人一侧的工件工装上，第一控制系统控制伺服电机带动主变位框架正向转动180°，将工件工装及工件运动至焊接机器人一侧，第二控制系统启动焊接机器人，焊接机器人按照设定的程序工装，对工件进行焊接，焊接过程中，驱动电机带动工件工装安装设定的角度转动三次，完成工件三个不同面的焊接。
焊接完成后，焊接机器人复位，停止工作，伺服电机带动主变位框架反向转动180°，工作人员从工件工装上取下焊接好的工件。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，包括架体，架体转动连接有主变位框架，主变位框架与设置在架体的主变位驱动件连接，主变位框架的两个侧面均设置有从变位机构，所述从变位机构与工件工装连接，能够驱动工件工装的转动，所述工件工装能够与待焊接工件进行固定。
2.如权利要求1所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述架体包括底座，所述底座固定有第一立柱和第二立柱，所述主变位框架与第一立柱和第二立柱转动连接，主变位框架与设置在第一立柱或第二立柱的主变位驱动件连接。
3.如权利要求1所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述从变位机构包括固定在主变位框架两端的从变位驱动件及从变位支撑件，从变位驱动件与第一引申板的一端连接，第一引申板的另一端与工装梁底座的一端固定连接，工装梁底座的另一端与第二引申板的一端固定，第二引申板的另一端与从变位支撑件转动连接，工装梁底座用于固定工件工装。
4.如权利要求1所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述工件工装包括与从变位机构连接的底板，底板设置有多组工装总成，所述工装总成包括定位机构及第一夹紧机构，所述定位机构能够对工件的一端定位，第一夹紧机构能够对工件的另一端夹紧固定。
5.如权利要求4所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述第一夹紧机构包括固定在底板的第一角座，第一角座固定有第一摆动驱动件，第一摆动驱动件与第一压块连接，第一压块能够伸入工件内部，第一角座固定有第一支撑块，第一支撑块能够与工件的侧壁接触，与第一压块共同夹紧工件的侧壁。
6.如权利要求5所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述第一角座还固定有挡块，所述挡块能够与工件顶面接触，对工件的端部进行定位。
7.如权利要求4所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述定位机构包括与底板固定连接的第二角座，所述第二角座固定有定位板，所述定位板设有定位孔，定位板能够通过定位孔及定位销与工件端部定位。
8.如权利要求4所述的一种轻型卡车车架连接架焊接工装，其特征在于，所述第一夹紧机构与定位机构之间还设有第二夹紧机构，第二夹紧机构能够对侧壁端部延伸出的延伸板进行夹紧固定；
进一步的，第二夹紧机构包括固定在底板的第三角座，第三角座固定有第二摆动驱动件，第二摆动驱动件与第二压块连接，第二角座固定有第二支撑块，第二支撑块能够与延伸板接触，与第二压块共同夹紧延伸板。
9.一种轻型卡车车架连接架焊接系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的轻型卡车车架连接架焊接工装，所述轻型卡车车架连接架焊接工装的一侧设有焊接机器人。
10.一种权利要求9所述的轻型卡车车架连接架焊接系统的工作方法，其特征在于，工件工装固定待焊接的工件，主变位驱动件带动主变位框架正向转动180°，将工件转动至焊接机器人一侧，焊接机器人工作，对工件进行焊接，从变位机构带动工件转动，完成工件不同面的焊接，焊接完成后，主变位驱动件带动主变位框架反向转动180°，将焊接好的工件从工具工装上取下。
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