CN115815760A - 一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备技术领域，针对汽车仪表板横梁焊接过程中出现焊渣飞溅的问题，具体是涉及一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，包括有工作台和焊接机器人，焊接机器人的输出端设有焊枪；以及防护板，防护板上开设有工作孔，以及抽离筒和风机，抽离筒的出料口通过过滤件与风机连接；防护板和抽离筒通过结构件安装于焊接机器人的输出端；防护板的上表面设有刮板，防护板上还设有清洁驱动机构，防护板脱离横梁时清洁驱动机构控制刮板靠近抽离筒，本申请在横梁与焊件进行焊接时，通过可折叠式的防护板对横梁表面进行包裹式保护，还可以通过清洁驱动机构控制刮板对防护板承接的焊渣进行及时的清理，以避免焊渣堆积影响焊接的过程。

Description

一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体是涉及一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机。

背景技术

焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。

焊接机的种类很多，有单点单功能、单点双功能、单点多功能（此种焊机也只有一个焊头，变换定位板的形式后可作90°角至180°角之间任意角度的焊接）。还有两点、三点、四点乃至六点焊机及四角焊机等。不同种类的焊接机所具有的焊接功能和工作效率也不同。

汽车仪表板骨架由较多的零部件组成，需要采用电弧焊的方式对各零部件分别依次焊接，最后形成汽车仪表板横梁，针对此问题，中国专利：CN201210351106.7公开了汽车仪表板横梁骨架激光焊接系统，包括焊接房、激光焊接机械手、旋转焊接工位、抽风除尘系统和自动控制系统，旋转焊接工位包括工位平台、第一伺服电机、支撑梁和焊接工装安装平台；所述抽风除尘系统的抽风管进口设置于焊接房中；所述自动控制系统用于控制激光焊接机械手、第一伺服电机和第二伺服电机。通过本焊接系统可将用于汽车仪表板横梁骨架的各独立工装集中设置在两个焊接工装安装平台上，在一个工位同一工序中中可集中焊接多个零部件，从而极大的优化焊接工艺，提高焊接工作效率；并且采用激光焊接代替传统的电弧焊焊接，自动化程度更高，工作效率更高，焊接质量也更好。

但是以上专利在进行汽车仪表板横梁焊接的过程中仍存下以下问题：

1、焊接的过程中会产生大量的飞溅，这些焊接飞溅在电弧吹力和重力作用下，不仅会下落附着在焊接区的立面和水平面上，而且还会进入封闭空间内，这些焊接飞溅会严重影响焊件的表面质量，还会影响焊件的表面处理和后续的附件安装；如果采取“隔离防护法”可以避免焊接飞溅和汽车仪表板横梁接触，但由于汽车仪表板横梁主体为走向不规则的管状结构，许多焊接点受到焊件影响处于夹角处，这样会导致需要不断更换不同尺寸的防护板，以及调整防护板的位置从而对焊接飞溅进行阻挡，这样也严重影响了焊接过程的效率；

2、通过防护板对焊接飞溅进行隔离其表面会留存大量的焊接飞溅，长期工作后由于焊接飞溅的层层堆积会对焊接区出现一定程度的阻挡，并对焊接精度产生影响。

发明内容

为解决上述技术问题。

本申请提供了一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，包括有工作台和焊接机器人，工作台上设有若干用以固定横梁的工装夹具，焊接机器人的输出端设有焊枪；以及用以阻挡焊渣飞溅落于焊件表面的防护板，防护板上开设有用于焊接区外露的工作孔，以及用以吸入焊渣的抽离筒和风机，抽离筒的进料口朝向防护板，抽离筒的出料口通过过滤件与风机连接；防护板和抽离筒通过结构件安装于焊接机器人的输出端；防护板的上表面设有用以清理焊渣的刮板，防护板上还设有清洁驱动机构，防护板脱离横梁时清洁驱动机构控制刮板靠近抽离筒。

优选的，防护板呈可折叠式。

优选的，防护板包括有主面板，工作孔开设于主面板上，主面板的侧壁上设有至少一个翼板，翼板与主面板铰接。

优选的，主面板和翼板均为弧形结构。

优选的，主面板和翼板的内部均开设有冷却通道。

优选的，主面板上表面设有第用以控制翼板展开的二弹簧，主面板通过第一弹簧与翼板弹性连接，主面板上还设有用以控制翼板展开的直线驱动器，直线驱动器非工作状态下翼板仅受到第一弹簧的预紧力的作用。

优选的，清洁驱动机构包括有底板，底板通过限位杆与翼板滑动连接，限位杆上套设有第二弹簧，第二弹簧常态下底板处于防护板的下方，底板通过连动组件与刮板传动连接，底板处于防护板下方时刮板位置靠近抽离筒。

优选的，底板的下方设有滚动体。

优选的，刮板包括有中位板，中位板滑动安装于主面板的上表面，以及侧位板，侧位板滑动安装于翼板上，侧位板通过连杆与底板传动连接，侧位板上设有滑动块和第三弹簧，中位板上开设有槽口，第三弹簧伸展状态下推动滑动块处于槽口内。

优选的，还包括有电磁机构，电磁机构设置于防护板的下表面。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本申请在横梁与焊件进行焊接时，通过可折叠式的防护板对横梁表面进行包裹式保护，以避免焊渣落于横梁和焊件表面，还可以通过清洁驱动机构控制刮板对防护板承接的焊渣进行及时的清理，提高防护板的使用寿命，以避免焊渣堆积影响焊接的过程；

2、通过向冷却通道内注入循环的冷却水可以保证主面板和翼板处于低温状态，保证焊渣可以快速凝固以配合刮板的清理；

3、通过在防护板下表面安装电磁机构，可以在磁力的作用下使得防护板上表面含有铁、镍、钴的焊渣不会因为焊接过程产生的振动出现二次飞溅。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的焊接机器人、焊枪、防护板和抽离筒的立体结构示意；

图4为本发明的焊枪、防护板和抽离筒的立体结构示意图一；

图5为本发明的焊枪、防护板和抽离筒的立体结构示意图二；

图6为本发明的焊枪、防护板和抽离筒的主视图；

图7为本发明的防护板的立体结构示意图一；

图8为本发明的防护板的立体分解结构示意图；

图9为本发明的刮板的立体结构示意图；

图10为本发明的防护板和清洁驱动机构的立体结构示意图；

图11为图10的A处放大图；

图12为本发明的防护板的立体结构示意图二。

图中标号为：

1-工作台；11-工装治具；

2-焊接机器人；

3-焊枪；

4-防护板；41-工作孔；42-主面板；421-冷却通道；422-上层板；423-下层板；43-翼板；44-第一弹簧；45-直线驱动器；

5-抽离筒；

6-结构件；

7-刮板；71-中位板；711-槽口；72-侧位板；721-滑动块；722-第三弹簧；

8-清洁驱动机构；81-底板；811-滚动体；82-限位杆；83-第二弹簧；84-连动组件；841-第一连杆；842-滑动件；843-第二连杆；

9-电磁机构；91-铁丝；92-导线；

10-横梁。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图10所示，提供以下优选技术方案：

一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，包括有工作台1和焊接机器人2，工作台1有两个，两个工作台1围绕焊接机器人2布置，工作台1上设有若干用以固定横梁10的工装夹具，焊接机器人2的输出端设有焊枪3；以及用以阻挡焊渣飞溅落于焊件表面的防护板4，防护板4上开设有用于焊接区外露的工作孔41，以及用以吸入焊渣的抽离筒5和风机，抽离筒5的进料口朝向防护板4，并且抽离筒5工作孔41共轴线设置，抽离筒5的出料口通过过滤件与风机连接；防护板4和抽离筒5通过结构件6安装于焊接机器人2的输出端，焊枪3的喷嘴贯穿抽离筒5并处于防护板4的上方和抽离筒5的下方，焊枪3的喷嘴处朝向防护板4的工作孔41；防护板4的上表面设有用以清理焊渣的刮板7，防护板4包括有主面板42，工作孔41开设于主面板42上，主面板42的两侧对称设有两个翼板43，翼板43与主面板42铰接，主面板42和翼板43均为弧形结构，弧形结构相较于平板结构可以更好的对管状结构的横梁10进行覆盖并且减少空间占用率，翼板43非折叠状态下翼板43的上表面与主面板42的上表面齐平，翼板43非折叠状态下翼板43的下表面与主面板42的下表面齐平，翼板43远离主面板42的一侧设有凸边，刮板7沿防护板4的工作孔41对称设置，刮板7横跨主面板42，并且刮板7的两端分别处于两个翼板43的上表面；防护板4上还设有清洁驱动机构8，清洁驱动机构8对称设置于防护板4的两侧，清洁驱动机构8包括有底板81，底板81呈弧形结构，且底板81的外径略小于翼板43内径，底板81处于翼板43的下方，底板81的底部分布设置有多个滚珠，滚珠与底板81活动连接，由于在焊接的过程中经常需要移动位置，通过滚珠的设置可以避免焊接时移动导致防护板4和底板81与横梁10产生直接摩擦，底板81的外侧壁向上翻卷，底板81上设有限位杆82，限位杆82与翼板43的凸边处滑动连接，限位杆82上套设有第二弹簧83，第二弹簧83的一端与凸边连接，第二弹簧83的另一端与底板81的上表面连接，底板81上表面对称设有两个连动组件84，两个连动组件84的受力端均与底板81连接，两个连动组件84的输出端分别与两个刮板7连接。

具体的，为了解决汽车仪表板横梁10焊接过程中出现焊渣飞溅的技术问题，工作人员需要将横梁10放置于一个工作台1上，然后通过工作台1上设置的工装治具11将焊件和横梁10的相对位置一一固定，当横梁10与多个焊接的位置均完成固定后需要焊接机器人2通过焊枪3将横梁10和焊件之间进行焊接，在焊接机器人2工作的过程中工作人员在此间隙中将下一根需要焊接的横梁10和焊接放置于另一个工作台1上进行固定，焊接机器人2通过焊枪3在工作过程中的具体过程为：确定焊接点并将防护板4覆盖于焊接点位置，在防护板4靠近并覆盖的过程中，首先是清洁驱动机构8的底板81最先与横梁10表面接触，然后在防护板4进一步靠近横梁10表面的过程中，防护板4与其下方的底板81距离不断缩小，直至防护板4将横梁10的焊接点覆盖，防护板4上的工作孔41会将此焊接点的焊接区外露出来，此时焊枪3利用焊机的高电流，高电压产生的热量聚集在焊枪3喷嘴处，横梁10和焊件之间的接触点产生熔化，熔化处冷却后横梁10与焊件的相对位置被固定并连接成一体，在焊接的过程中无论是手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊MAG和熔化极氩弧焊，焊接时焊丝是电极，电弧燃烧剧烈，会产生大量的飞溅，由于焊接点的位置受到了防护板4的包裹覆盖，所以这些在受到电弧吹力和重力作用下的焊接飞溅会落在防护板4的上表面，而不会下落附着在横梁10表面，在完成焊接时焊接机器人2会带动焊枪3、防护板4和抽离筒5远离焊接点，在远离的过程中通过第二弹簧83的推动作用下，防护板4和其下方的底板81距离不断扩大，并与此同时底板81将拉动两个连动组件84的受力端随其进行移动，两个连动组件84的输出端分别驱动两块刮板7沿主面板42和翼板43的上表面互相靠近，刮板7在移动的过程中将附着于主面板42和翼板43上表面的焊渣聚拢于抽离筒5的进料口，通过风机将抽离筒5内的空气高速抽出，处于抽离筒5进料口处的焊渣被吸入并最后由过滤件进行收集；由于在对横梁10进行焊接过程中会存在一些焊接点处于夹角位置，如果直接缩小防护板4的尺寸就会导致阻挡焊渣飞溅的能力减小，所以这时就需要翼板43及时做出翻折的动作，具体过程如下：确定焊接点并将防护板4覆盖于焊接点位置，在防护板4靠近并覆盖的过程中，首先是清洁驱动机构8的底板81最先与产生夹角的焊件接触，然后在防护板4进一步靠近横梁10表面的过程中，由于底板81翻边处具有一定弧度，在翻边的受力时可以减小与焊接接触的摩擦力并将挤压力通过限位杆82传递给翼板43，翼板43受力后直接朝向主面板42方向进行翻折，此时防护板4上的工作孔41会将夹角处焊接点的焊接区外露出来，整个防护板4与横梁10的接触面积缩小，但是翻折后的翼板43会覆盖于产生夹角的焊件上，从而避免焊接过程中焊渣飞溅焊件上。

如图7所示，提供以下优选技术方案：

主面板42的两端对称设有扩张组件，扩张组件包括有两个第一弹簧44和直线驱动器45，两个第一弹簧44均设置于主面板42的上表面，两个第一弹簧44共轴线设置，两个第一弹簧44分别与两个翼板43的凸边连接，直线驱动器45设置于主面板42的上表面，直线驱动器45具体为双头气缸但不仅限于此，直线驱动器45的两端分别朝向两个翼板43的凸边。

具体的，为了解决如何控制翼板43折叠与非折叠状态的技术问题，在非进行夹角焊接的正常焊接模式时，直线驱动器45的两个输出端均处于伸出状态并抵触翼板43凸边，使得翼板43即使在受力状况下也不会产生翻折，此处需要说明在正常焊接模式下，由于防护板4在靠近横梁10时前底板81会提前接触，当防护板4覆盖横梁10时防护板4和底板81之间的距离缩小，第二弹簧83受压如果翼板43仍处于可翻折的活动状态下，在焊接过程中翼板43就会始终处理翻折状态，当出现一些焊接点处于两块板之间时就要求防护板4的高度需要控制，翻折后的翼板43会导致防护板4无法插入至纵向空间较小的焊接点处，在直线驱动器45的两个输出端均收回时，翼板43处于可翻折状态，第一弹簧44的作用在于通过弹力的作用下控制翼板43处于伸展状态，只有受到挤压力的情况下才会进行翻折，并且保证翻折后翼板43的稳定性，避免产生晃动。

如图8所示，提供以下优选技术方案：

主面板42和翼板43的内部均开设有冷却通道421，具体结构以主面板42为例，主面板42由上层板422和下层板423组成，下层板423的上表面开设有冷却通道421，冷却通道421环绕下层板423设置，并且冷却通道421的进出口均与外部连通，工作孔41依次贯穿上层板422和下层板423，下层板423的下表面设有环绕工作孔41的包边。

具体的，为了解决如何避免焊渣粘附于的技术问题，在焊接的过程中通过不断循环冷却通道421内冷却水，使得主面板42和翼板43处于低温状态下，从而导致焊渣飞溅在落于主面板42和翼板43上表面时会快速凝结为小粒，避免了焊渣飞溅处于液态时刮板7以及抽离筒5均无法对焊渣进行处理，由于焊渣的尺寸十分小，而且凝结的速度快，停留时间短，所以焊渣并不会凝固于主面板42和翼板43的表面，刮板7在进行刮除的过程中也不会出现过大的阻力；由于底板在受压状态下仍然处于防护板的底部，所以必会使得防护板与焊接区的距离扩大，所以下层板对工作孔的包边作用在于避免焊接飞溅直接在防护板下方四散。

如图10和图11所示，提供以下优选技术方案：

连动组件84具体由第一连杆841、滑动件842和第二连杆843组成但不仅限于此，第一连杆841铰接设置于底板81上，翼板43的凸边上开设有引导槽，滑动件842滑动安装于引导槽中，第一连杆841的输出端与滑动件842铰接，第二连杆843的滑动安装于滑动件842上，第二连杆843端部与刮板7的侧位板72铰接连接。

具体的，为了解决如何驱动刮板7对焊渣进行清理的技术问题，当防护板4和底板81依次脱离横梁10和焊件后，在第一弹簧44的作用下推动底板81恢复至其常态位置，底板81在下降的过程中，拉动两个连动组件84的第一连杆841，第一连杆841拉动滑动件842的受力端沿翼板43凸边的引导槽移动，两个滑动件842受力后通过第二连杆843拉动刮板7沿主面板42和翼板43的表面进行移动并将焊渣进行清理，由于第二连杆843和滑动件842是滑动连接，所以刮板7在移动的过程中出现的纵向移动不会造成影响。

如图9所示，提供以下优选技术方案：

刮板7包括有中位板71，主面板42上表面对称设置有导轨，中位板71与主面板42的导轨滑动连接，以及侧位板72，侧位板72分立于中位板71的两端，翼板43的上表面对称设有导轨，侧位板72与翼板43的导轨滑动连接，侧位板72与第二连杆843的端部铰接，侧位板72上设有滑动块721和第三弹簧722，滑动块721滑动安装于侧位板72的上方，第二弹簧83的一端与侧位板72的上方连接，第二弹簧83的另一端与滑动块721连接，中位板71的两端均开设有槽口711，并且槽口711贯穿中位板71的上下面，第三弹簧722伸展状态下推动滑动块721处于槽口711内。

具体的，为了解决翼板43翻折后防护板4水平面积缩小对刮板7影响的技术问题，通过一块中位板71和两块侧位板72对刮板7进行功能划分，中位板71用于对主面板42进行清理，侧位板72用于对翼板43进行清理，通过中位置板上开设的槽口711保证了在翼板43进行折叠时侧位板72不会与中位板71出现挤压，导致翼板43无法折叠的情况发生，还通过滑动块721和第三弹簧722的设置，使得翼板43在伸展状态下，第三弹簧722通过滑块块进入中位板71槽口711内，保证了侧位板72可以带动中位板71进行移动。

如图12所示，提供以下优选技术方案：

汽车仪表板横梁10焊接机还包括有电磁机构9，电磁机构9具体为铁丝91和导线92，铁丝91设置于主面板42的下表面，导线92缠绕设置于铁丝91上，导线92通过控制元件与电网连接。

具体的，为了解决焊接过程中产生振动导致防护板4上焊渣弹出的技术问题，通过控制元件将电网与导线92连通，导线92得电后产生磁场并对将铁丝91磁化，处于防护板4上表面的含有铁、镍、钴的焊渣将会受到磁力的作用下紧紧贴附与防护板4上表面。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，包括有工作台（1）和焊接机器人（2），工作台（1）上设有若干用以固定横梁（10）的工装夹具，焊接机器人（2）的输出端设有焊枪（3）；以及用以阻挡焊渣飞溅落于焊件表面的防护板（4），防护板（4）上开设有用于焊接区外露的工作孔（41），以及用以吸入焊渣的抽离筒（5）和风机，抽离筒（5）的进料口朝向防护板（4），抽离筒（5）的出料口通过过滤件与风机连接；防护板（4）和抽离筒（5）通过结构件（6）安装于焊接机器人（2）的输出端；防护板（4）的上表面设有用以清理焊渣的刮板（7），防护板（4）上还设有清洁驱动机构（8），防护板（4）脱离横梁（10）时清洁驱动机构（8）控制刮板（7）靠近抽离筒（5）。

2.根据权利要求1所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，防护板（4）呈可折叠式。

3.根据权利要求2所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，防护板（4）包括有主面板（42），工作孔（41）开设于主面板（42）上，主面板（42）的侧壁上设有至少一个翼板（43），翼板（43）与主面板（42）铰接。

4.根据权利要求3所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，主面板（42）和翼板（43）均为弧形结构。

5.根据权利要求4所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，主面板（42）和翼板（43）的内部均开设有冷却通道（421）。

6.根据权利要求3所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，主面板（42）上表面设有第用以控制翼板（43）展开的二弹簧，主面板（42）通过第一弹簧（44）与翼板（43）弹性连接，主面板（42）上还设有用以控制翼板（43）展开的直线驱动器（45），直线驱动器（45）非工作状态下翼板（43）仅受到第一弹簧（44）的预紧力的作用。

7.根据权利要求3所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，清洁驱动机构（8）包括有底板（81），底板（81）通过限位杆（82）与翼板（43）滑动连接，限位杆（82）上套设有第二弹簧（83），第二弹簧（83）常态下底板（81）处于防护板（4）的下方，底板（81）通过连动组件（84）与刮板（7）传动连接，底板（81）处于防护板（4）下方时刮板（7）位置靠近抽离筒（5）。

8.根据权利要求7所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，底板（81）的下方设有滚动体（811）。

9.根据权利要求7所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，刮板（7）包括有中位板（71），中位板（71）滑动安装于主面板（42）的上表面，以及侧位板（72），侧位板（72）滑动安装于翼板（43）上，侧位板（72）通过连杆与底板（81）传动连接，侧位板（72）上设有滑动块（721）和第三弹簧（722），中位板（71）上开设有槽口（711），第三弹簧（722）伸展状态下推动滑动块（721）处于槽口（711）内。

10.根据权利要求1所述的一种具有防焊渣飞溅结构的汽车仪表板横梁焊接机，其特征在于，还包括有电磁机构（9），电磁机构（9）设置于防护板（4）的下表面。

Images