CN116787057B - 一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置 - Google Patents

Abstract

一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置，属于汽车门环焊接技术领域，为解决门环部件两两焊接的时候产生的高热会使工件之间产生热膨胀，使得在后续焊接过程中定位不准确的问题；本发明通过上定位板和下定位板对门环进行定位夹持，焊接机械手在凹槽处对门环的接缝处侧面进行预焊接，通过负压泵使托板卡在门环的下方，负压孔使焊接产生的烟气被抽走，通过下定位板向下移动，焊接机械手可对门环下方的接缝处进行焊接，焊接后下定位板向上移动，门环放置在下定位板上，通过焊接机械手可对门环上方的接缝处进行焊接，上定位板和下定位板能保证在焊接过程中不产生热形变，且焊接效率高。

Description

一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置

技术领域

本发明涉及汽车门环焊接技术领域，特别涉及一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置。

门环结构就是汽车车身的A柱上加强板、A柱下加强板、B柱加强板和门槛加强板组成的结构，而门环是由上述四部分生产后进行组装而成，而组装的手段通常为焊接。

目前门环结构在焊接的时候存在以下问题，四部分组成的门环一般是两两之间进行焊接，焊接产生的高热会使工件之间产生热膨胀，使得在后续焊接过程中定位不准确，并且门环的内外侧均需要进行焊接，在翻转的过程中若外侧焊接未冷却成型，翻转过程容易造成焊接处断裂。

为解决上述问题。为此，提出一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置，解决了背景技术中门环部件两两焊接的时候产生的高热会使工件之间产生热膨胀，使得在后续焊接过程中定位不准确，并且门环内外焊接时翻转过程容易造成焊接处断裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置，包括工作台和设置在工作台上的焊接机械手，还包括活动设置在工作台上的上定位板和下定位板，上定位板和下定位板之间设置有门环，上定位板和下定位板用于对门环进行承托固定，门环是由A柱上加强板、A柱下加强板、B柱加强板和门槛加强板组合而成的构件，门环上设置有用于安装固定的安装孔；

上定位板由上下两部分组成，上定位板的下方设置有与门环顶部对应的定位槽，上定位板的内部设置有负压腔室，上定位板的底部开设有与门环上安装孔对应的负压槽，负压槽用于对门环进行负压吸附，上定位板的外缘位于门环的接缝处均匀分布有负压孔，负压孔用于在焊接的时候进行烟气回收；

下定位板的顶部设置有与门环底部相对应的定位凸块，且下定位板和定位凸块位于门环的接缝处设置有凹槽。

进一步地，负压槽孔径大于门环上安装孔的孔径，负压腔室的内腔设置有与门环上安装孔一一对应的挡柱。

进一步地，上定位板的侧面设置有滑槽，滑槽内滑动连接有托板，托板呈C状，托板的内侧与上定位板之间设有复位弹簧，下定位板的顶部设置有与托板相对应的预设槽。

进一步地，上定位板的内侧固定连接有上固定架，上固定架顶部固定连接有上转动轴，下定位板的内侧固定连接有下定位架，下定位架的底部固定连接有下转动轴。

进一步地，上转动轴和下转动轴的截面为六边形，上转动轴和下转动轴上均滑动连接有端面齿轮，上转动轴和下转动轴的末端均安装有轴承。

进一步地，工作台上安装有驱动机构，驱动机构用于驱动上定位板和下定位板的旋转以及调节上定位板和下定位板的高度位置，工作台上还安装有视觉检测组件，视觉检测组件用于对门环上的焊点进行检测。

进一步地，驱动机构包括固定连接在工作台上下的上安装架和下安装架，上安装架和下安装架的内侧分别固定连接有上伸缩气缸和下伸缩气缸，上伸缩气缸和下伸缩气缸的输出端分别与上转动轴和下转动轴转动连接。

进一步地，上安装架的内侧还固定连接有伺服电机，上安装架和下安装架内侧固定连接有固定座，固定座上转动连接有传动轴，伺服电机输出端与传动轴之间通过伞齿轮啮合连接，传动轴的另一端通过斜齿轮与端面齿轮啮合连接，传动轴的另一端与端面齿轮之间安装有转动座。

进一步地，位于上定位板上方的转动座的外部安装有负压泵，负压泵的输出端通过软管与上定位板内部的负压腔室连通。

进一步地，视觉检测组件包括安装在工作台顶部的移动机械手，移动机械手另一端固定连接有外环，外环的内侧转动连接有内环，外环和内环上均设有缺口，内环的内侧安装有CCD相机，外环的外侧固定连接有减速电机，减速电机设置有两组，两组所述的减速电机输出端通过齿轮与内环外缘啮合连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置，通过上定位板和下定位板对门环进行定位夹持，此时通过焊接机械手在凹槽处对门环的接缝处侧面进行预焊接，通过负压泵使托板克服复位弹簧的回弹力并卡在门环的下方，并通过负压孔使焊接产生的烟气被抽走，通过下定位板向下移动，焊接机械手可对门环下方的接缝处进行焊接，伺服电机、传动轴和端面齿轮可带动上定位板、下定位板和门环旋转，可对四个连接处进行焊接，焊接后下定位板向上移动，门环放置在下定位板上，上定位板向上移动后处于门环的上方并启动负压泵继续抽风，通过焊接机械手可对门环上方的接缝处进行焊接，在上定位板和下定位板进行定位作用下进行预焊接，随后分别进行焊接，在此过程中，上定位板和下定位板能保证在焊接过程中不产生热形变，且焊接效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的上定位板、下定位板、门环和驱动机构结构示意图；

图3为本发明的上定位板、下定位板、门环和驱动机构结构拆分图；

图4为本发明的上定位板、下定位板和门环结构示意图；

图5为本发明的门环结构示意图；

图6为本发明的上定位板结构爆炸图一；

图7为本发明的上定位板结构爆炸图二；

图8为本发明的下定位板结构示意图；

图9为本发明的驱动机构结构示意图；

图10为本发明的视觉检测组件结构示意图；

图11为本发明的视觉检测组件部分结构爆炸图。

图中：1、工作台；2、焊接机械手；3、上定位板；31、定位槽；32、负压腔室；321、挡柱；33、负压槽；34、负压孔；35、滑槽；36、托板；361、复位弹簧；37、上固定架；38、上转动轴；381、端面齿轮；382、轴承；4、下定位板；41、定位凸块；42、凹槽；43、预设槽；44、下定位架；45、下转动轴；5、门环；6、负压泵；7、驱动机构；71、上安装架；72、下安装架；73、固定座；74、转动座；75、上伸缩气缸；76、下伸缩气缸；77、伺服电机；78、传动轴；8、视觉检测组件；81、移动机械手；82、外环；83、内环；84、CCD相机；85、减速电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决门环部件两两焊接的时候产生的高热会使工件之间产生热膨胀，使得在后续焊接过程中定位不准确，并且门环内外焊接时翻转过程容易造成焊接处断裂的技术问题，如图1-图9所示，提供以下优选技术方案：

一种门环焊接装置及视觉焊点检测装置，包括工作台1和设置在工作台1上的焊接机械手2，还包括活动设置在工作台1上的上定位板3和下定位板4，上定位板3和下定位板4之间设置有门环5，上定位板3和下定位板4用于对门环5进行承托固定，门环5是由A柱上加强板、A柱下加强板、B柱加强板和门槛加强板组合而成的构件，门环5上设置有用于安装固定的安装孔；

如图6和图7所示，上定位板3由上下两部分组成，上定位板3的下方设置有与门环5顶部对应的定位槽31，上定位板3的内部设置有负压腔室32，上定位板3的底部开设有与门环5上安装孔对应的负压槽33，负压槽33用于对门环5进行负压吸附，上定位板3的外缘位于门环5的接缝处均匀分布有负压孔34，负压孔34用于在焊接的时候进行烟气回收，如图8所示，下定位板4的顶部设置有与门环5底部相对应的定位凸块41，且下定位板4和定位凸块41位于门环5的接缝处设置有凹槽42，凹槽42处可进行门环5接缝处预焊接。

负压槽33孔径大于门环5上的安装孔的孔径，负压腔室32的内腔设置有与门环5上安装孔一一对应的挡柱321，负压槽33的孔径大于挡柱321，挡柱321堵住门环5上的安装孔，负压槽33产生负压可将门环5吸附在上定位板3的下方。

上定位板3的侧面设置有滑槽35，且滑槽35与负压腔室32连通，滑槽35内滑动连接有托板36，托板36呈C状，托板36的内侧与上定位板3之间设有复位弹簧361，如图8所示，下定位板4的顶部设置有与托板36相对应的预设槽43，托板36下端从外缘环绕门环5后插入预设槽43内，此时可对门环5进行承托固定，但并不会将下定位板4进行固定，当负压腔室32内部负压的时候，托板36在负压腔室32内缩回，其底部插入门环5下方用于承托。

上定位板3的内侧固定连接有上固定架37，上固定架37顶部固定连接有上转动轴38，下定位板4的内侧固定连接有下定位架44，下定位架44的底部固定连接有下转动轴45。

上转动轴38和下转动轴45的截面为六边形，上转动轴38和下转动轴45上均滑动连接有端面齿轮381，上转动轴38和下转动轴45的末端均安装有轴承382。

工作台1上安装有驱动机构7，驱动机构7用于驱动上定位板3和下定位板4的旋转以及调节上定位板3和下定位板4的高度位置，工作台1上还安装有视觉检测组件8，视觉检测组件8用于对门环5上的焊点进行检测。

驱动机构7包括固定连接在工作台1上下的上安装架71和下安装架72，上安装架71和下安装架72的内侧分别固定连接有上伸缩气缸75和下伸缩气缸76，上伸缩气缸75和下伸缩气缸76的输出端分别与上转动轴38和下转动轴45转动连接。

上安装架71的内侧还固定连接有伺服电机77，上安装架71和下安装架72内侧固定连接有固定座73，固定座73上转动连接有传动轴78，伺服电机77上下两个输出端与传动轴78之间通过伞齿轮啮合连接，传动轴78的另一端通过斜齿轮与端面齿轮381啮合连接，传动轴78的另一端与端面齿轮381之间安装有转动座74。

位于上定位板3上方的转动座74的外部安装有负压泵6，负压泵6的输出端通过软管与上定位板3内部的负压腔室32连通。

具体的，在进行焊接的时候通过上伸缩气缸75和下伸缩气缸76的伸出，使上定位板3和下定位板4对门环5进行定位夹持，由于门环5具备一定的厚度，所以上定位板3和下定位板4之间存在缝隙，此时通过焊接机械手2在凹槽42处对门环5的接缝处侧面进行预焊接，即对四部分组成的门环5进行预焊接，焊接的过程中负压泵6启动使得负压腔室32内部负压，托板36克服复位弹簧361的回弹力并卡在门环5的下方，负压孔34处进风，焊接产生的烟气被抽走，待预焊接完成后，通过下伸缩气缸76缩回使下定位板4向下移动，此时门环5被上定位板3吸附在下方，具备一定的吸附力，同时托板36对门环5提供承托，通过焊接机械手2可对门环5下方的接缝处进行焊接，伺服电机77、传动轴78和端面齿轮381可带动上定位板3、下定位板4和门环5旋转，可对四个连接处进行焊接，随后负压泵6断电，通过上定位板3向上移动，托板36受到复位弹簧361作用弹出，不再对门环提供承托，上定位板3不会带动门环5向上移动，此时门环5放置在下定位板4上，等上定位板3与门环5保持一定的间距后，负压泵6再次工作，通过负压孔34抽风，仍可将烟气抽走，并通过负压泵6另一端排出，通过焊接机械手2可对门环5上方的接缝处进行焊接。

为了解决焊接后容易产生漏焊、裂缝以及孔洞，检测效率过慢的技术问题，如图1和图10-图11所示，提供以下优选技术方案：

视觉检测组件8包括安装在工作台1顶部的移动机械手81，移动机械手81另一端固定连接有外环82，外环82的内侧转动连接有内环83，外环82和内环83上均设有缺口，内环83的内侧安装有CCD相机84，外环82的外侧固定连接有减速电机85，减速电机85设置有两组，两组的减速电机85输出端通过齿轮与内环83外缘啮合连接，通过CCD相机84对门环5的焊缝进行拍摄，CCD相机84与CCD检测系统连接，通过检测系统可检测出门环5上的焊点是否符合标准。

具体的，在对门环5下方焊接完成后，通过移动机械手81使外环82套在门环5焊接处的外缘,通过减速电机85驱动内环83在外环82内侧旋转时，CCD相机84可对焊点进行检测，门环5上方焊接完成后，通过CCD相机84对其上方的焊点进行检测，检测效率高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种门环焊接装置，包括工作台（1）和设置在工作台（1）上的焊接机械手（2），其特征在于：还包括活动设置在工作台（1）上的上定位板（3）和下定位板（4），上定位板（3）和下定位板（4）之间设置有门环（5），上定位板（3）和下定位板（4）用于对门环（5）进行承托固定，门环（5）是由A柱上加强板、A柱下加强板、B柱加强板和门槛加强板组合而成的构件，门环（5）上设置有用于安装固定的安装孔；

上定位板（3）由上下两部分组成，上定位板（3）的下方设置有与门环（5）顶部对应的定位槽（31），上定位板（3）的内部设置有负压腔室（32），上定位板（3）的底部开设有与门环（5）上安装孔对应的负压槽（33），负压槽（33）用于对门环（5）进行负压吸附，上定位板（3）的外缘位于门环（5）的接缝处均匀分布有负压孔（34），负压孔（34）用于在焊接的时候进行烟气回收；

下定位板（4）的顶部设置有与门环（5）底部相对应的定位凸块（41），且下定位板（4）和定位凸块（41）位于门环（5）的接缝处设置有凹槽（42），负压槽（33）孔径大于门环（5）上安装孔的孔径，负压腔室（32）的内腔设置有与门环（5）上安装孔一一对应的挡柱（321），上定位板（3）的侧面设置有滑槽（35），滑槽（35）内滑动连接有托板（36），托板（36）呈C状，托板（36）的内侧与上定位板（3）之间设有复位弹簧（361），下定位板（4）的顶部设置有与托板（36）相对应的预设槽（43）；

工作台（1）上还安装有视觉检测组件（8），视觉检测组件（8）用于对门环（5）上的焊点进行检测，视觉检测组件（8）包括安装在工作台（1）顶部的移动机械手（81），移动机械手（81）另一端固定连接有外环（82），外环（82）的内侧转动连接有内环（83），外环（82）和内环（83）上均设有缺口，内环（83）的内侧安装有CCD相机（84），外环（82）的外侧固定连接有减速电机（85），减速电机（85）设置有两组，两组所述的减速电机（85）输出端通过齿轮与内环（83）外缘啮合连接。

2.如权利要求1所述的一种门环焊接装置，其特征在于：上定位板（3）的内侧固定连接有上固定架（37），上固定架（37）顶部固定连接有上转动轴（38），下定位板（4）的内侧固定连接有下定位架（44），下定位架（44）的底部固定连接有下转动轴（45）。

3.如权利要求2所述的一种门环焊接装置，其特征在于：上转动轴（38）和下转动轴（45）的截面为六边形，上转动轴（38）和下转动轴（45）上均滑动连接有端面齿轮（381），上转动轴（38）和下转动轴（45）的末端均安装有轴承（382）。

4.如权利要求3所述的一种门环焊接装置，其特征在于：工作台（1）上安装有驱动机构（7），驱动机构（7）用于驱动上定位板（3）和下定位板（4）的旋转以及调节上定位板（3）和下定位板（4）的高度位置。

5.如权利要求4所述的一种门环焊接装置，其特征在于：驱动机构（7）包括固定连接在工作台（1）上下的上安装架（71）和下安装架（72），上安装架（71）和下安装架（72）的内侧分别固定连接有上伸缩气缸（75）和下伸缩气缸（76），上伸缩气缸（75）和下伸缩气缸（76）的输出端分别与上转动轴（38）和下转动轴（45）转动连接。

6.如权利要求5所述的一种门环焊接装置，其特征在于：上安装架（71）的内侧还固定连接有伺服电机（77），上安装架（71）和下安装架（72）内侧固定连接有固定座（73），固定座（73）上转动连接有传动轴（78），伺服电机（77）输出端与传动轴（78）之间通过伞齿轮啮合连接，传动轴（78）的另一端通过斜齿轮与端面齿轮（381）啮合连接，传动轴（78）的另一端与端面齿轮（381）之间安装有转动座（74）。

7.如权利要求6所述的一种门环焊接装置，其特征在于：位于上定位板（3）上方的转动座（74）的外部安装有负压泵（6），负压泵（6）的输出端通过软管与上定位板（3）内部的负压腔室（32）连通。