CN112692460B - 用于前车顶板总成的加工工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零部件加工领域，具体为一种用于前车顶板总成的加工装置，包括机架、焊接机构和夹持机构，夹持机构包括基座、转动连接基座上的摆动杆和气缸，夹持机构上设有第一夹持组和第二夹持组，第一夹持组包括位于基座上的第一下夹爪和位于摆动杆上的第一上夹爪，第二夹持组包括位于基座上的第二下夹爪和位于摆动杆上的第二上夹爪。本发明还提供了用于前车顶板总成的加工工艺，包括以下步骤：1、准备前车顶板外板和前车顶板内板；2、使用夹持机构对前车顶板外板和前车顶板内板进行夹持，调整夹持机构的夹紧力度；3、使用焊接机构对前车顶板外板和前车顶板内板进行焊接。通过本发明提高了前车顶板总成的加工生产合格率。

Description

用于前车顶板总成的加工工艺及装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工领域，具体涉及一种用于前车顶板总成的加工工艺及装置。

背景技术

前车顶板总成包括前车顶板外板和前车顶板内板，前车顶板内板和前车顶板外板组装焊接而成。现有的前车顶板总成的加工工艺是先对前车顶板内板和前车顶板外板分别加工成型，然后在对前车顶板外板和前车顶板内板进行组装和焊接，最终生产成前车顶板总成。

但是前车顶板总成中的前车顶板外板是由硬度较大的高强度板冷冲成型，这种材料是WSS-M1A368-A14-50G50G-GI,抗拉强度780-900，屈服强度是420-550，延伸率是14+，此种材料特点就是硬度高，成型后回弹率难于控制。由于前车顶板外板所采用的高强度板具有较大的回弹性，从而使得前车顶板外板加工出来的精度合格率仅达到20％左右，与要求的合格率95％相差甚远。由于前车顶板外板的合格率达不到要求，因此加工出来的前车顶板总成的合格率也达不到要求，无法为客户交付符合要求的前车顶板总成。

为了使生产出来的前车顶板总成符合一定的要求，发明人在对前车顶板外板加工改进方面，做了较多的努力和尝试，例如对前车顶板外板模具进行调试改进等，使前车顶板外板尽可能的达到精度的要求，但是高强度板具有较大的回弹性是由于材料本身所决定的，发明人在做出了众多的努力后，前车顶板外板的变化不大，从而使得最终加工出来的前车顶板总成变化不大。前车顶板总成合格率问题仍是急需要解决的问题。

发明内容

本发明意在提供用于前车顶板总成的加工装置，以提高前车顶板总成的加工生产合格率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：用于前车顶板总成的加工装置，包括机架、多个焊接机构和多个夹持机构，夹持机构包括基座、转动连接基座上的摆动杆和用于驱动摆动杆转动的气缸，夹持机构上设有第一夹持组和第二夹持组，第一夹持组包括位于基座上的第一下夹爪和位于摆动杆上的第一上夹爪，第二夹持组包括位于基座上的第二下夹爪和位于摆动杆上的第二上夹爪；第一上夹爪的端部和第二上夹爪的端部上设有位于同一平面的斜面，第一下夹爪的端部上和第二下夹爪的端部上设有位于同一平面上的斜面；第一夹持组和第二夹持组处于夹持状态时，两个斜面相互平行。

本方案的原理及优点是：焊接机构用于对前车顶板总成的侧边进行焊接。夹持机构用于对前车顶板内板和外板进行夹持，气缸用于驱动摆动杆转动，摆动杆转动时，摆动杆带动第一上夹爪和第二上夹爪一同移动，从而使得第一上夹爪和第一下夹爪相互远离或者靠近，使得第二上夹爪和第二下夹爪相互远离或者靠近，进而使得第一夹持组和第二夹持组对前车顶板总成松开或者夹紧。第一夹持组和第二夹持组用于对前车顶板总成的两侧进行夹持，从而使得前车顶板内板和外板固定在一起，实现了对前车顶板内板和外板件的固定作用，使得对前车顶板内板和外板的边缘焊接在一起的过程中比较稳定，提高了焊接的精度。另外，由于前车顶板外板具有较大的回弹性，回弹高度大约在10mm左右，在焊接过程中，通过第一夹持组和第二夹持组对前车顶板外板的两侧施加压力，从而能够在一定程度上克服前车顶板外板的回弹，强制前车顶板外板变形，起到了对前车顶板外板校形的作用，这样使得焊接之后的前车顶板总成符合要求，提高了前车顶板总成的加工生产合格率。

本方案中由于第一上夹爪的端部、第二上夹爪的端部、第一下夹爪的端部和第二下夹爪的端部上均设有斜面，并且第一夹持组和第二夹持组处于夹持状态时，两个斜面相互平行，因此当第一夹持组和第二夹持组对前车顶板总成进行夹持时，前车顶板总成处于倾斜的状态，这样前车顶板总成的位置角度较为合适，便于焊接机构进行焊接。

优选的，作为一种改进，基座上设有定位销。由此，定位销能够插入到前车顶板外板上的通孔，这样当前车顶板外板放在夹持机构上时，定位销能够起到对前车顶板外板进行定位的作用，使得夹持机构对前车顶板外板进行夹持比较精准。

优选的，作为一种改进，基座上设有第一缓冲块，摆动杆上设有能够与第一缓冲块相抵的第二缓冲块。由此，摆动杆在向靠近基座方向摆动过程中，第一缓冲块和第二缓冲块相抵，从而起到了为摆动杆缓冲的作用。

优选的，作为一种改进，夹持机构还包括用于对基座进行支撑的支座，支座上设有三角形的加强筋。支座用于对基座进行支撑，三角形的加强筋比较稳定。

优选的，作为一种改进，焊接机构包括焊接架和位于焊接架上的焊接头。焊接架用于固定焊接头，焊接头用于对前车顶板总成进行焊接。

优选的，作为一种改进，焊接头的数量为两个，两个焊接头位于焊接架的上、下两侧。由此，实现了前车顶板总成的上、下两侧的焊接，有利于保证焊接的质量。

优选的，作为一种改进，机架上设有车轮。由此，机架能够水平移动，从而根据机架的不同需求，对机架进行移动。

另外，本发明还提供了另外一种技术方案，用于前车顶板总成的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，准备前车顶板内板和前车顶板外板，前车顶板外板是冲压成型加工而成；

步骤二，使用上述夹持机构将对前车顶板内板和前车顶板外板夹持在一起，根据前车顶板总成的精度要求，调整夹持机构的Z向公差及夹紧力度；

步骤三，使用焊接机构对前车顶板内板和前车顶板外板进行焊接。

本方案通过使用上述用于前车顶板总成的加工装置，使得前车顶板总成的加工生产合格率得到提高。

通过背景技术可知，前车顶板总成的合格率不高的根本原因在于前车顶板外板的合格率较低，因此按照常规思路来说，若要提高前车顶板总成的合格率，必须解决前车顶板外板的合格率问题，但是发明人在前车顶板外板的精度方面下了很多的功夫，但是最终生产出来的前车顶板总成的合格率均不是很好。而通过本方案，通过步骤二可知，本方案中根据前车顶板总成的精度要求，通过调整夹持机构的Z向公差及夹紧力度，从而克服前车顶板外板的回弹，使得加工出来的前车顶板总成符合一定的要求。因此，通过本方案的加工工艺，无需在前车顶板外板的精度方面下功夫，无需过多的考虑前车顶板外板的精度参数，这样即便前车顶板外板的精度没有达到一定的要求，只要生产出来的前车顶板总成符合要求就是可以的，因为在对客户交付产品时，交付的是前车顶板总成，并不是单个的前车顶板外板。故本方案的改进思路与常规的改进思路不同，从常规的改进构思中跳出，发明构思具有一定的创造性。

优选的，作为一种改进，还包括步骤四，使用检具对加工之后的前车顶板总成的前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙进行检测，根据检测结果调整前车顶板外板的间隙以及夹持机构的Z向公差及夹紧力度。通过对加工之后的前车顶板总成进行检测，若前车顶板总成的前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙不符合要求，还可根据检测结果在加工前车顶板外板时对前车顶板外板的自身间隙进行适当的调整，例如对前车顶外板的不合格位置的尺寸进行调整，以使得后续生产的前车顶板总成前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙符合要求，以提高前车顶板总成的产品合格率。另外，根据检测结果，若前车顶板总成的前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙不符合要求，对夹持机构的夹紧力度进行调整，也能够使后续生产的前车顶板总成前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙符合要求。

优选的，作为一种改进，步骤三中，焊接的顺序为从前车顶板外板的中部向两端焊接。按照此顺序进行焊接，有利于保证前车顶板总成的弧度。

附图说明

图1为用于前车顶板总成的加工装置(含有夹持机构和焊接机构)立体图。

图2为用于前车顶板总成的加工装置(不含焊接机构)立体图。

图3为夹持机构的立体图，主要示出了第一夹持组和第二夹持组的夹持状态。

图4为夹持机构的立体图，主要示出了第一夹持组和第二夹持组的张开状态。

图5实施例2中的夹持机构中的第一夹持组和调节部件的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、前车顶板外板2、前车顶板内板3、焊接头4、夹持机构5、焊接架6、支座7、摆动杆8、第一上夹爪9、第一下夹爪10、转动架11、第二缓冲块12、第一缓冲块13、基座14、气缸15、转轴16、拉簧17、电磁阀18、活塞筒19、丝杠20、活塞21、电机22、主动齿轮23、从动齿轮24、油管25、刻度27、第二上夹爪28、第二下夹爪29。

实施例1

基本如附图1-图4所示：用于前车顶板总成的加工装置，包括机架1、多个焊接机构和多个夹持机构5，对于夹持机构5和焊接机构的数量可根据实际情况具体设定。机架1的底部上设有车轮，从而便于整个机架1移动。

结合图3-图4所示，夹持机构5包括基座14、转动连接基座14上的摆动杆8和用于驱动摆动杆8转动的气缸15，基座14的底部上通过螺钉固定有支座7，支座7通过螺钉固定在机架1上，支座7上焊接有三角形的加强筋。摆动杆8转动连接在基座14上，具体的转动连接方式为：摆动杆8右端上焊接有转动架11，转动架11的右端焊接有转轴16，转轴16通过轴承转动连接在基座14上。气缸15通过螺钉固定在图3的基座14的右侧上，气缸15驱动摆动杆8转动的方式可为：气缸15顶部的气缸杆上焊接有位于基座14内部的齿条，转轴16上同轴焊接有位于基座14内部的齿轮，齿轮和齿条啮合，由此通过齿条的移动实现了齿轮的转动，从而带动转轴16转动，转轴16通过转动架11带动摆动杆8转动。

夹持机构5上设有第一夹持组和第二夹持组，第一夹持组包括一体成型在基座14上的第一下夹爪10和通过螺钉固定在摆动杆8上的第一上夹爪9，第二夹持组包括一体成型在基座14上的第二下夹爪29和通过螺钉固定在摆动杆8上的第二上夹爪28；第一夹持组位于第二夹持组的左侧。第一上夹爪9的端部和第二上夹爪28的端部上设有位于同一平面的斜面，第一下夹爪10的端部上和第二下夹爪29的端部上设有位于同一平面上的斜面；第一夹持组和第二夹持组处于图3中的夹持状态时，两个斜面相互平行，并且斜面的右端高于左端。基座14两侧上通过螺钉固定设有定位销。基座14上通过螺钉固定设有第一缓冲块13，摆动杆8上通过螺钉固定设有能够与第一缓冲块13相抵的第二缓冲块12。本实施例中的第一缓冲块13和第二缓冲块12均为橡胶块。

结合图1所示，焊接机构包括焊接架6和通过螺钉固定在焊接架6上的焊接头4。每个焊接架6上的焊接头4的数量为两个，两个焊接头4位于焊接架6的上、下两侧。

一种使用上述用于前车顶板总成的加工装置的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，准备前车顶板外板2和前车顶板内板3，前车顶板外板2是冲压成型加工而成；

步骤二，使用夹持机构5对前车顶板外板2和前车顶板内板3进行夹持，具体的夹持方法为：结合图3所示，启动气缸15，气缸15的气缸杆带动齿条移动，齿条带动齿轮移动，从而带动转轴16顺时针转动，转轴16带动转动架11顺时针转动，从而带动摆动杆8顺时针转动，摆动杆8带动第一上夹爪9和第二上夹爪28远离基座14，第一夹持组和第二夹持组张开；然后将前车顶板外板2和前车顶板内板3依次放在基座14上，使基座14上的定位销穿过前车顶板外板2和前车顶板内板3上的通孔，从而实现了对前车顶板外板2和前车顶板内板3的定位；然后使气缸15的气缸杆带动齿条反向移动，齿条通过齿轮带动转轴16逆时针转动，转轴16通过转动架11带动摆动杆8逆时针转动，第一缓冲块13和第二缓冲块12相抵，第一上夹爪9和第二上夹爪28分别与前车顶板总成的两侧相抵，这样前车顶板总成的一侧被第一上夹爪9和第一下夹爪10夹持，前车顶板总成的另一侧被第二上夹爪28和第二下夹住夹持；

根据前车顶板总成的前车顶板外板2和前车顶板内板3之间的间隙要求，调整好第一夹持组和第二夹持组的夹紧力度；

步骤三，使用焊接机构的焊接头4对前车顶板外板2和前车顶板内板3的边缘进行焊接，焊接的顺序为从前车顶板外板2的中部向两端焊接；

步骤四，使用检具对加工之后的前车顶板总成的前车顶板内板3和前车顶板外板2之间的间隙进行检测，根据检测结果调整前车顶板外板2的间隙以及夹持机构5的Z向公差及夹紧力度，例如，当检测到前车顶板总成的前车顶板内板3和前车顶板外板2之间的间隙较大时，使夹持机构5的夹紧力度变大，同时对生产的前车顶板外板2的模具进行调整，使得加工出来的前车顶板外板2自身的间隙变小，或者对前车顶外板2的不合格位置的尺寸局部进行调整，这样通过前车顶板总成的检测反馈，并根据反馈结果进行适当的调节，以使后续加工的前车顶板总成合格率符合要求。

实施例2

结合图5所示，本实施例对夹持机构5进一步改进，本实施例中的第一上夹爪9、第二上夹爪28、第一下夹爪10和第二下夹爪29均能够伸缩，且伸缩的结构和原理相同，具体的以第一夹持组为例，摆动杆8和基座14上均设有滑动腔，第一上夹爪9位于摆动杆8上的滑动腔中并可在滑动腔上滑动，第一下夹爪10位于基座14上的滑动腔中并可在滑动腔中滑动，第一上夹爪9的顶端和摆动杆8之间、第一下夹爪10的底端和基座14之间均连接有拉簧17。两个滑动腔中均装有液压油。用于前车顶板总成加工的装置还包括两个调节部件，一个调节部件用于控制第一夹持组，另一个调节部件用于控制第二夹持组，调节部件可安装在机架1上，也可安装在基座14上，其安装的位置可以灵活设置。以用于控制第一夹持组的调节部件为例，调节机构具体包括方形的活塞筒19，活塞筒19中滑动连接有方形的活塞21，活塞筒19的顶部和摆动杆8上的滑动腔之间、活塞筒19的底部和基座14上的滑动腔之间均连接有油管25。油管25上均设有电磁阀18。活塞筒19中通过轴承转动连接有竖直的丝杠20，丝杠20的顶端从活塞筒19的顶端穿出，活塞筒19和丝杠20之间设有密封圈。活塞21上设有螺纹孔，丝杠20穿过螺纹孔并和活塞21螺纹连接。丝杠20的顶端设有通过平键固定有从动齿轮24，活塞筒19的外侧通过螺钉固定有电机22，电机22的输出轴上通过平键固定有主动齿轮23，主动齿轮23和从动齿轮24啮合。电机22和电磁阀18电连接在一起。第一上夹爪9和第一下夹爪10上均设有刻度27。

实施例1中通过夹持机构5实现了前车顶板总成的夹持。但是由于前车顶板总成被夹持固定住，前车顶板总成的位于本装置上位置无法发生改变，从而不利于焊接头与前车顶板总成接触并进行精准焊接。

通过本实施例，在焊接过程中，当需要调节前车顶板总成的高度时，例如需要使前车顶板总成的高度变高时，给电机22通电，电动带动主动齿轮23转动，主动齿轮23带动从动齿轮24转动，从动齿轮24带动丝杠20转动，丝杠20带动活塞21向下移动。由于电机22和电磁阀18电连接，此时电磁阀18也通电而使油管25接通，这样活塞21向下移动时，活塞筒19中的液压油通过下方的油管25进入到基座14上的滑动腔中，从而将第一下夹爪10向上顶，使第一下夹爪10向上移动，同时活塞21向下移动通过油管25将摆动杆8上的滑动腔中的液压油吸入到活塞筒19中，摆动杆8上的滑动腔中的液压油变少，油压变小，第一上夹爪9在拉簧17的作用下向上移动。观察第一上夹爪9或者第一下夹爪10上的刻度27，当移动到规定的刻度27值时，关闭电机22，电机22断电停止转动，同时电磁阀18也断电而将油管25关闭，滑动腔和活塞筒19不再连通，第一上夹爪9和第一下夹爪10停止移动。由于第一上夹爪9和第一下夹爪10均向上移动，从而使得前车顶板总成的左侧的高度上升。同理，在调节第一夹持组的同时控制第二夹持组，从而使得前车顶板总成的右侧也升高，进而使得前车顶板总成整体的高度变大，改变了前车顶板总成的位置，便于对前车顶板总成进行焊接。同理，当需要使前车顶板总成的高度降低时，只需要给电机22充电，使电机22反转以使活塞21向上移动即可。

通过本实施例，具有以下优点：1、本方案中活塞21吸入的油量等于活塞21另一侧排出的油量，从而能够使得上夹爪(第一上夹爪9和第二上夹爪28可统称为上夹爪)和下夹爪(第一下夹爪10和第二下夹爪29可统称为下夹爪)同时移动，且上夹爪和下夹爪的移动量相同，从而能够使得上夹爪和下夹爪在保持夹持动作的同时实现了前车顶板总成的高度调节，进而能够使得前车顶板总成位置的调节，有利于使前车顶板总成靠近上、下两个焊接头4，使得焊接位置比较精准。2、电机22通电时，电磁阀18自动打开，从而使得电机22转动时，电磁阀18不会阻碍液压油流动，这样活塞21在移动时，能够驱动液压油流动，利于保证调节部件的安全。3、电机22关闭后，电磁阀18自动关闭，油管25和活塞筒19不再连通，从而使得油管25中的液压油自动停止流动，有利于保证滑动腔中的液压力稳定。4、上夹爪和下夹爪一同移动，在实现零件高度调节的同时，上夹爪和下夹爪之间的距离不会发生改变，从而使得零件被夹持的力不会改变，避免了上夹爪和下夹爪之间松动使得前车顶板外板的回弹不能得到有效的控制，有利于保证零件的加工精度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：包括机架、多个焊接机构和多个夹持机构，所述夹持机构包括基座、转动连接基座上的摆动杆和用于驱动摆动杆转动的气缸，所述夹持机构上设有第一夹持组和第二夹持组，所述第一夹持组包括位于基座上的第一下夹爪和位于摆动杆上的第一上夹爪，所述第二夹持组包括位于基座上的第二下夹爪和位于摆动杆上的第二上夹爪；所述第一上夹爪的端部和第二上夹爪的端部上设有位于同一平面的斜面，所述第一下夹爪的端部上和第二下夹爪的端部上设有位于同一平面上的斜面；所述第一夹持组和第二夹持组处于夹持状态时，两个斜面相互平行；

第一上夹爪、第二上夹爪、第一下夹爪和第二下夹爪均能够伸缩，且伸缩的结构和原理相同，摆动杆和基座上均设有滑动腔，第一上夹爪位于摆动杆上的滑动腔中并可在滑动腔上滑动，第一下夹爪位于基座上的滑动腔中并可在滑动腔中滑动，第一上夹爪的顶端和摆动杆之间、第一下夹爪的底端和基座之间均连接有拉簧，两个滑动腔中均装有液压油；

用于前车顶板总成加工的装置还包括两个调节部件，一个调节部件用于控制第一夹持组，另一个调节部件用于控制第二夹持组，调节部件包括方形的活塞筒，活塞筒中滑动连接有方形的活塞，活塞筒的顶部和摆动杆上的滑动腔之间、活塞筒的底部和基座上的滑动腔之间均连接有油管，油管上均设有电磁阀，活塞筒中通过轴承转动连接有竖直的丝杠，丝杠的顶端从活塞筒的顶端穿出，活塞筒和丝杠之间设有密封圈，活塞上设有螺纹孔，丝杠穿过螺纹孔并和活塞螺纹连接，丝杠的顶端通过平键固定有从动齿轮，活塞筒的外侧通过螺钉固定有电机，电机的输出轴上通过平键固定有主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合，电机和电磁阀电连接在一起，第一上夹爪和第一下夹爪上均设有刻度。

2.根据权利要求1所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述基座上设有定位销。

3.根据权利要求1所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述基座上设有第一缓冲块，所述摆动杆上设有能够与第一缓冲块相抵的第二缓冲块。

4.根据权利要求1所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述夹持机构还包括用于对基座进行支撑的支座，所述支座上设有三角形的加强筋。

5.根据权利要求1所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述焊接机构包括焊接架和位于焊接架上的焊接头。

6.根据权利要求5所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述焊接头的数量为两个，两个焊接头位于焊接架的上、下两侧。

7.根据权利要求1所述的用于前车顶板总成的加工装置，其特征在于：所述机架上设有车轮。

8.用于前车顶板总成的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，准备前车顶板外板和前车顶板内板，所述前车顶板外板是冲压成型加工而成；

步骤二，使用权利要求1中的用于前车顶板总成的加工装置将前车顶板外板和前车顶板内板夹持在一起，根据前车顶板总成的精度要求，调整夹持机构的Z向公差及夹紧力度；

步骤三，使用焊接机构对前车顶板外板和前车顶板内板进行焊接。

9.根据权利要求8所述的用于前车顶板总成的加工工艺，其特征在于：还包括步骤四，使用检具对加工之后的前车顶板总成的前车顶板内板和前车顶板外板之间的间隙进行检测，根据检测结果调整前车顶板内板和前车顶板外板的间隙以及夹持机构的Z向公差及夹紧力度。

10.根据权利要求8所述的用于前车顶板总成的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中，焊接的顺序为从前车顶板外板的中部向两端焊接。