CN117428335B - 一种汽车地板焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零部件焊接设备领域，尤其涉及一种汽车地板焊接装置。所述汽车地板焊接装置包括基板；双向螺纹杆一，转动安装于基板的上表面中部，且双向螺纹杆一上对称安装有用于装夹汽车地板的夹持机构，基板上安装有驱动电机；龙门架，滑动安装于两个滑轨上，龙门架上安装有动力电机，动力电机的输出轴固定套设有传动齿轮，传动齿轮与同侧的齿条板啮合，龙门架上对称安装有支撑杆，支撑杆上滑动安装有支撑板，支撑板上安装有电动推杆，电动推杆的伸缩端固定安装有旋转电机，旋转电机的动力轴固定安装有用于地板自动扫描焊接的扫描焊接机构。本发明提供的汽车地板焊接装置具有可自动扫描定位焊接，焊接省时省力的优点。

Description

一种汽车地板焊接装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件焊接设备领域，尤其涉及一种汽车地板焊接装置。

背景技术

汽车地板，又称汽车底板，是通过焊接在汽车的车架上，其焊接主要采用电阻点焊，按自动化程度可分为手工焊接和机器人焊接。为了汽车地板的安装稳定性，其焊接点数量较大，焊枪较大较重，采用手工焊接，劳动强度大，焊接质量不稳定。

而采用机器人焊接，需要根据不同的汽车地板焊接位置进行复杂测量，然后计算焊接坐标，然后在进行设定焊接路线，才能进行自动焊接。这样焊接方式，对于异形的汽车底板，焊接测量焊接点和设计焊接路线过于复杂，不利于对不同的汽车地板与汽车车身焊接，且人工标定焊接路线，容易造成焊接位置偏差，进而影响焊接速度和焊接质量。

因此，有必要提供一种新的汽车地板焊接装置解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动装夹对接，自动扫描定位焊接，焊接省时省力的汽车地板焊接装置。

本发明提供的汽车地板焊接装置包括：基板，以及安装于所述基板底端的多个支撑垫脚，基板的上表面均匀开设有多个T型槽，基板上位于多个T型槽的两侧对称安装有滑轨，基板上位于两个滑轨的内侧安装有齿条板；

双向螺纹杆一，转动安装于所述基板的上表面中部，且所述双向螺纹杆一上对称安装有用于装夹汽车地板的夹持机构，所述基板上安装有要用于驱动双向螺纹杆一转动的驱动电机；

龙门架，滑动安装于两个所述滑轨上，所述龙门架的两个侧板上安装有动力电机，所述动力电机的输出轴固定套设有传动齿轮，所述传动齿轮与同侧的齿条板啮合，龙门架的两个侧板底部对称安装有支撑杆，所述支撑杆上滑动安装有支撑板，所述支撑板上安装有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端穿过龙门架顶端开设的通槽固定安装有旋转电机，所述旋转电机的动力轴固定安装有用于地板自动扫描焊接的扫描焊接机构；

支撑柱，固定安装于所述基板的一角，且所述支撑柱上安装有数控箱，所述数控箱与驱动电机、夹持机构、动力电机、电动推杆、旋转电机和扫描焊接机构均电性连接。

优选的，所述夹持机构包括槽钢，所述槽钢的底部对称安装有T型块，所述T型块与对应的T型槽滑动配合，且槽钢的底部位于两个T型块之间安装有螺母块，所述螺母块与双向螺纹杆一螺纹连接，且槽钢内转动安装有双向螺纹杆二，槽钢上安装有用于驱动双向螺纹杆二转动的步进电机一，槽钢内对称安装有支撑块，两个所述支撑块与槽钢滑动配合，并开设有与双向螺纹杆二螺纹配合的螺纹通孔，且两个支撑块的顶端均安装有角夹件，所述步进电机一和角夹件与数控箱电性连接。

优选的，所述角夹件包括连接板，所述连接板固定安装于的支撑块的顶端，且连接板的上表面安装有支撑套筒，所述支撑套筒内安装有液压杆一，所述液压杆一的伸缩端固定安装有连接角铁，所述支撑套筒的底端转动安装有支撑台板，所述支撑台板背离支撑套筒的一端安装有液压杆二，所述液压杆二的顶端安装有U型架，所述U型架一侧的侧板与液压杆二伸缩端固定连接，U型架另一侧的侧板螺纹安装有锁紧螺栓。

优选的，所述支撑台板的另一端上表面固定套设有外齿圈，所述连接板位于外齿圈的一侧固定安装有步进电机二，所述步进电机二的输出端与外齿圈通过齿轮传动连接，所述液压杆一、液压杆二和步进电机二与数控箱电性连接。

优选的，所述龙门架的两个侧板上转动安装有丝杆一，以及用于驱动丝杆一转动的步进电机三，所述步进电机三与数控箱电性连接，所述丝杆一上螺纹安装有传动板，所述传动板与支撑板固定连接。

优选的，所述扫描焊接机构包括连接块，所述连接块与旋转电机的输出轴固定连接，且连接块的上表面固定安装有安装盒，所述安装盒内安装有丝杆二，所述丝杆二上螺纹安装有滑动架，所述滑动架与安装盒滑动配合，所述滑动架上转动安装有安装柱，所述安装柱上转动安装有摇臂，所述摇臂的前端转动安装有安装片，所述安装片安装有焊接板，所述焊接板上安装有激光焊头，所述激光焊头通过线缆与数控箱电性连接。

优选的，所述安装盒上安装有驱动丝杆二转动连接的伺服电机一，所述滑动架上安装有驱动安装柱转动的伺服电机二，所述安装柱上安装有驱动摇臂转动的伺服电机三，所述摇臂上安装有驱动安装片的伺服电机四，所述伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三和伺服电机四均通过线缆与数控箱电性连接。

优选的，所述激光焊头通过线缆连接有激光发生器。

优选的，所述焊接板上还嵌装有CCD摄像头和红外测距仪，所述CCD摄像头和红外测距仪均通过线缆与数控箱电性连接。

优选的，所述滑动架上还通过螺纹安装有线束架，所述线束架上开设有线束孔。

与相关技术相比较，本发明提供的汽车地板焊接装置具有如下有益效果：

1、本发明提供一种汽车地板焊接装置，通过在龙门架上设置扫描焊接机构，扫描焊接机构利用连接块、安装盒、丝杆二、滑动架、安装柱、摇臂、安装片、焊接板、激光焊头、摄像头、红外测距仪、线束架、伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三、伺服电机四和激光发生器的配合，可以实现自动扫描定位焊接，可以提高自动焊接质量；

2、通过设置夹持机构 ，夹持机构利用槽钢、T型块、螺母块、双向螺纹杆二、步进电机一、支撑块、角夹件、连接板、支撑套筒、液压杆一、连接角铁、支撑台板、外齿圈、液压杆二、U型架、锁紧螺栓和步进电机二的配合，便于汽车地板焊接的时与汽车车身的对接安装，焊接安装十分便捷，进一步提高整体焊接工序的速度。

附图说明

图1为本发明提供的汽车地板焊接装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的汽车地板焊接装置的另一个视角的结构示意图；

图3为本发明提供的基板的结构示意图；

图4为本发明提供的夹持机构的结构示意图；

图5为本发明提供的龙门架安装有扫描焊接机构的结构示意图；

图6为本发明提供的扫描焊接机构的结构示意图；

图7为图1所示的A的局部放大图。

图中标号：1、基板；11、支撑垫脚；12、滑轨；13、齿条板；101、T型槽；2、双向螺纹杆一；2a、驱动电机；3、夹持机构；31、槽钢；311、T型块；312、螺母块；32、双向螺纹杆二；33、步进电机一；34、支撑块；35、角夹件；351、连接板；352、支撑套筒；353、液压杆一；354、连接角铁；355、支撑台板；3551、外齿圈；356、液压杆二；357、U型架；358、锁紧螺栓；359、步进电机二；4、龙门架；4a、动力电机；41、传动齿轮；42、支撑杆；43、支撑板；44、丝杆一；441、传动板；45、步进电机三；401、通槽；5、电动推杆；6、旋转电机；7、扫描焊接机构 ；71、连接块；72、安装盒；73、丝杆二；74、滑动架；75、安装柱；76、摇臂；77、安装片；78、焊接板；781、激光焊头；782、CCD摄像头；783、红外测距仪；79、线束架；72a、伺服电机一；75a、伺服电机二；76a、伺服电机三；77a、伺服电机四；7a、激光发生器；8、支撑柱；9、数控箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1至图7，本发明实施例提供的一种汽车地板焊接装置，汽车地板焊接装置包括：

基板1，以及安装于基板1底端的多个支撑垫脚11，基板1的上表面均匀开设有多个T型槽101，基板1上位于多个T型槽101的两侧对称安装有滑轨12，基板1上位于两个滑轨12的内侧安装有齿条板13；

双向螺纹杆一2，转动安装于基板1的上表面中部，且双向螺纹杆一2上对称安装有用于装夹汽车地板的夹持机构3，基板1上安装有要用于驱动双向螺纹杆一2转动的驱动电机2a；

龙门架4，滑动安装于两个滑轨12上，龙门架4的两个侧板上安装有动力电机4a，动力电机4a的输出轴固定套设有传动齿轮41，传动齿轮41与同侧的齿条板13啮合，龙门架4的两个侧板底部对称安装有支撑杆42，支撑杆42上滑动安装有支撑板43，支撑板43上安装有电动推杆5，电动推杆5的伸缩端穿过龙门架4顶端开设的通槽401固定安装有旋转电机6，旋转电机6的动力轴固定安装有用于地板自动扫描焊接的扫描焊接机构7；

支撑柱8，固定安装于基板1的一角，且支撑柱8上安装有数控箱9，数控箱9与驱动电机2a、夹持机构3、动力电机4a、电动推杆5、旋转电机6和扫描焊接机构7均电性连接。

其中，扫描焊接机构7包括连接块71，连接块71与旋转电机6的输出轴固定连接，且连接块71的上表面固定安装有安装盒72，安装盒72内安装有丝杆二73，丝杆二73上螺纹安装有滑动架74，滑动架74与安装盒72滑动配合，滑动架74上转动安装有安装柱75，安装柱75上转动安装有摇臂76，摇臂76的前端转动安装有安装片77，安装片77安装有焊接板78，焊接板78上安装有激光焊头781，激光焊头781通过线缆与数控箱9电性连接，激光焊头781通过线缆连接有激光发生器7a，焊接板78上还嵌装有CCD摄像头782和红外测距仪783，CCD摄像头782和红外测距仪783均通过线缆与数控箱9电性连接；

安装盒72上安装有驱动丝杆二73转动连接的伺服电机一72a，滑动架74上安装有驱动安装柱75转动的伺服电机二75a，安装柱75上安装有驱动摇臂76转动的伺服电机三76a，摇臂76上安装有驱动安装片77的伺服电机四77a，伺服电机一72a、伺服电机二75a、伺服电机三76a和伺服电机四77a均通过线缆与数控箱9电性连接。

需要说明的是：使用时，将汽车的车身和汽车地板均通过夹持机构3自动夹持固定对接，然后数控箱9控制动力电机4a带动传动齿轮41转动，传动齿轮41与齿条板13啮合，从而驱动龙门架4沿着滑轨12滑动，实现沿着T型槽101水平移动，然后同步控制步进电机三45驱动丝杆一44转动，从而驱动支撑板43在支撑杆42上移动，实现沿着T型槽101垂直移动，然后移动过程中，同步启动CCD摄像头782和红外测距仪783，对汽车的车身以及汽车地板进行自动扫描测距，从而实现对汽车地板的扫描以及对焊接焊点处自动测绘，然后将测绘的数据传输给数控箱9内，整体扫描测绘后，数控箱9再通过控制上述的动力电机4a、步进电机三45以及扫描焊接机构7的伺服电机一72a带动丝杆二73的转动，丝杆二73驱动滑动架74在安装盒72上滑动，然后启动激光发生器7a，利用激光焊头781自动沿着焊接的线路进行焊接，焊接时，在根据焊接轨迹控制伺服电机二75a、伺服电机三76a和伺服电机四77a依次启动，调节激光焊头781焊接角度，最大程度保证焊接质量，从而实现整体的自动扫描测绘焊接，焊接质量高。

还需要说明的是：这里数控箱9内设有控制各个元件启停的控制器，通过编程可实现按照指令运行，并设置图像处理器可以接收CCD摄像头782和红外测距仪783的图像和测距，利用图像算法自动对安装固定的汽车地板和汽车车身的零件形状进行测绘，然后根据安装的连接点自动设计焊接点，实现自动 扫描焊接，提高整体的焊接质量。

在本发明的实施例中，请参阅图1、图2、图3和图4，夹持机构3包括槽钢31，槽钢31的底部对称安装有T型块311，T型块311与对应的T型槽101滑动配合，且槽钢31的底部位于两个T型块311之间安装有螺母块312，螺母块312与双向螺纹杆一2螺纹连接，且槽钢31内转动安装有双向螺纹杆二32，槽钢31上安装有用于驱动双向螺纹杆二32转动的步进电机一33，槽钢31内对称安装有支撑块34，两个支撑块34与槽钢31滑动配合，并开设有与双向螺纹杆二32螺纹配合的螺纹通孔，且两个支撑块34的顶端均安装有角夹件35，步进电机一33和角夹件35与数控箱9电性连接；

角夹件35包括连接板351，连接板351固定安装于的支撑块34的顶端，且连接板351的上表面安装有支撑套筒352，支撑套筒352内安装有液压杆一353，液压杆一353的伸缩端固定安装有连接角铁354，支撑套筒352的底端转动安装有支撑台板355，支撑台板355背离支撑套筒352的一端安装有液压杆二356，液压杆二356的顶端安装有U型架357，U型架357一侧的侧板与液压杆二356伸缩端固定连接，U型架357另一侧的侧板螺纹安装有锁紧螺栓358。

需要说明的是：夹持机构3使用时，通过启动驱动电机2a带动双向螺纹杆一2转动，双向螺纹杆一2通过螺母块312驱动槽钢31在T型槽101上滑动，直至驱动对称设置的夹持机构3的间距与汽车车身车长适配，然后控制步进电机一33启动带动双向螺纹杆二32转动，从而驱动对称设置的支撑块34的间距与汽车车身的车宽适配，然后控制液压杆一353伸出，然后汽车的车身放置四个液压杆一353上利用连接角铁354将汽车车身固定住，然后再控制步进电机二359通过齿轮传动驱动支撑台板355 转动，直至带动液压杆二356转动至汽车车身下方，然后将汽车地板放置在四个液压杆二356的U型架357上，然后利用锁紧螺栓358将汽车地板固定住，然后启动液压杆二356伸出，将汽车地板顶升至汽车车身上，完成焊接的地板与车身的焊接安装，自动化安装十分便捷。

而在本实施例中：支撑台板355的另一端上表面固定套设有外齿圈3551，连接板351位于外齿圈3551的一侧固定安装有步进电机二359，步进电机二359的输出端与外齿圈3551通过齿轮传动连接，液压杆一353、液压杆二356和步进电机二359与数控箱9电性连接。

在本发明的实施例中，请参阅图1和图5，龙门架4的两个侧板上转动安装有丝杆一44，以及用于驱动丝杆一44转动的步进电机三45，步进电机三45与数控箱9电性连接，丝杆一44上螺纹安装有传动板441，传动板441与支撑板43固定连接。

需要说明的是：步进电机三45通过调动丝杆一44转动，丝杆一44转动时驱动传动板441带动支撑板43沿着支撑杆42移动，实现沿着T型槽101垂直方向移动。

在本发明的实施例中，请参阅图1、图5和图6，滑动架74上还通过螺纹安装有线束架79，线束架79上开设有线束孔；

需要说明的是：这样便于将于数控箱9与扫描焊接机构7的多个控制元件电性连接的线缆穿过线束架79线束孔，实现对线缆的线束管理，便于自动焊接时线缆的同步走线。

本发明提供的汽车地板焊接装置的工作原理如下：

使用时，将汽车的车身和汽车地板均通过夹持机构3自动夹持固定对接，然后数控箱9控制动力电机4a带动传动齿轮41转动，传动齿轮41与齿条板13啮合，从而驱动龙门架4沿着滑轨12滑动，实现沿着T型槽101水平移动，然后同步控制步进电机三45驱动丝杆一44转动，从而驱动支撑板43在支撑杆42上移动，实现沿着T型槽101垂直移动，然后移动过程中，同步启动CCD摄像头782和红外测距仪783，对汽车的车身以及汽车地板进行自动扫描测距，从而实现对汽车地板的扫描以及对焊接焊点处自动测绘，然后将测绘的数据传输给数控箱9内，整体扫描测绘后，数控箱9再通过控制上述的动力电机4a、步进电机三45以及扫描焊接机构7的伺服电机一72a带动丝杆二73的转动，丝杆二73驱动滑动架74在安装盒72上滑动，然后启动激光发生器7a，利用激光焊头781自动沿着焊接的线路进行焊接，焊接时，在根据焊接轨迹控制伺服电机二75a、伺服电机三76a和伺服电机四77a依次启动，调节激光焊头781焊接角度，最大程度保证焊接质量，从而实现整体的自动扫描测绘焊接，焊接质量高；

夹持机构3使用时，通过启动驱动电机2a带动双向螺纹杆一2转动，双向螺纹杆一2通过螺母块312驱动槽钢31在T型槽101上滑动，直至驱动对称设置的夹持机构3的间距与汽车车身车长适配，然后控制步进电机一33启动带动双向螺纹杆二32转动，从而驱动对称设置的支撑块34的间距与汽车车身的车宽适配，然后控制液压杆一353伸出，然后汽车的车身放置四个液压杆一353上利用连接角铁354将汽车车身固定住，然后再控制步进电机二359通过齿轮传动驱动支撑台板355 转动，直至带动液压杆二356转动至汽车车身下方，然后将汽车地板放置在四个液压杆二356的U型架357上，然后利用锁紧螺栓358将汽车地板固定住，然后启动液压杆二356伸出，将汽车地板顶升至汽车车身上，完成焊接的地板与车身的焊接安装，自动化安装十分便捷。

本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车地板焊接装置，包括：

基板（1），以及安装于所述基板（1）底端的多个支撑垫脚（11），基板（1）的上表面均匀开设有多个T型槽（101），基板（1）上位于多个T型槽（101）的两侧对称安装有滑轨（12），基板（1）上位于两个滑轨（12）的内侧安装有齿条板（13）；

其特征在于，还包括：

双向螺纹杆一（2），转动安装于所述基板（1）的上表面中部，且所述双向螺纹杆一（2）上对称安装有用于装夹汽车地板的夹持机构（3），所述基板（1）上安装有要用于驱动双向螺纹杆一（2）转动的驱动电机（2a）；

龙门架（4），滑动安装于两个所述滑轨（12）上，所述龙门架（4）的两个侧板上安装有动力电机（4a），所述动力电机（4a）的输出轴固定套设有传动齿轮（41），所述传动齿轮（41）与同侧的齿条板（13）啮合，龙门架（4）的两个侧板底部对称安装有支撑杆（42），所述支撑杆（42）上滑动安装有支撑板（43），所述支撑板（43）上安装有电动推杆（5），所述电动推杆（5）的伸缩端穿过龙门架（4）顶端开设的通槽（401）固定安装有旋转电机（6），所述旋转电机（6）的动力轴固定安装有用于地板自动扫描焊接的扫描焊接机构（7）；

支撑柱（8），固定安装于所述基板（1）的一角，且所述支撑柱（8）上安装有数控箱（9），所述数控箱（9）与驱动电机（2a）、夹持机构（3）、动力电机（4a）、电动推杆（5）、旋转电机（6）和扫描焊接机构（7）均电性连接；

所述夹持机构（3）包括槽钢（31），所述槽钢（31）的底部对称安装有T型块（311），所述T型块（311）与对应的T型槽（101）滑动配合，且槽钢（31）的底部位于两个T型块（311）之间安装有螺母块（312），所述螺母块（312）与双向螺纹杆一（2）螺纹连接，且槽钢（31）内转动安装有双向螺纹杆二（32），槽钢（31）上安装有用于驱动双向螺纹杆二（32）转动的步进电机一（33），槽钢（31）内对称安装有支撑块（34），两个所述支撑块（34）与槽钢（31）滑动配合，并开设有与双向螺纹杆二（32）螺纹配合的螺纹通孔，且两个支撑块（34）的顶端均安装有角夹件（35），所述步进电机一（33）和角夹件（35）与数控箱（9）电性连接；

所述角夹件（35）包括连接板（351），所述连接板（351）固定安装于的支撑块（34）的顶端，且连接板（351）的上表面安装有支撑套筒（352），所述支撑套筒（352）内安装有液压杆一（353），所述液压杆一（353）的伸缩端固定安装有连接角铁（354），所述支撑套筒（352）的底端转动安装有支撑台板（355），所述支撑台板（355）背离支撑套筒（352）的一端安装有液压杆二（356），所述液压杆二（356）的顶端安装有U型架（357），所述U型架（357）一侧的侧板与液压杆二（356）伸缩端固定连接，U型架（357）另一侧的侧板螺纹安装有锁紧螺栓（358），所述液压杆二（356）伸出，将汽车地板顶升至汽车车身上；

所述支撑台板（355）的另一端上表面固定套设有外齿圈（3551），所述连接板（351）位于外齿圈（3551）的一侧固定安装有步进电机二（359），所述步进电机二（359）的输出端与外齿圈（3551）通过齿轮传动连接，所述液压杆一（353）、液压杆二（356）和步进电机二（359）与数控箱（9）电性连接。

2.根据权利要求1所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述龙门架（4）的两个侧板上转动安装有丝杆一（44），以及用于驱动丝杆一（44）转动的步进电机三（45），所述步进电机三（45）与数控箱（9）电性连接，所述丝杆一（44）上螺纹安装有传动板（441），所述传动板（441）与支撑板（43）固定连接。

3.根据权利要求1所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述扫描焊接机构（7）包括连接块（71），所述连接块（71）与旋转电机（6）的输出轴固定连接，且连接块（71）的上表面固定安装有安装盒（72），所述安装盒（72）内安装有丝杆二（73），所述丝杆二（73）上螺纹安装有滑动架（74），所述滑动架（74）与安装盒（72）滑动配合，所述滑动架（74）上转动安装有安装柱（75），所述安装柱（75）上转动安装有摇臂（76），所述摇臂（76）的前端转动安装有安装片（77），所述安装片（77）安装有焊接板（78），所述焊接板（78）上安装有激光焊头（781），所述激光焊头（781）通过线缆与数控箱（9）电性连接。

4.根据权利要求3所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述安装盒（72）上安装有驱动丝杆二（73）转动连接的伺服电机一（72a），所述滑动架（74）上安装有驱动安装柱（75）转动的伺服电机二（75a），所述安装柱（75）上安装有驱动摇臂（76）转动的伺服电机三（76a），所述摇臂（76）上安装有驱动安装片（77）的伺服电机四（77a），所述伺服电机一（72a）、伺服电机二（75a）、伺服电机三（76a）和伺服电机四（77a）均通过线缆与数控箱（9）电性连接。

5.根据权利要求3所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述激光焊头（781）通过线缆连接有激光发生器（7a）。

6.根据权利要求3所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述焊接板（78）上还嵌装有CCD摄像头（782）和红外测距仪（783），所述CCD摄像头（782）和红外测距仪（783）均通过线缆与数控箱（9）电性连接。

7.根据权利要求3所述的汽车地板焊接装置，其特征在于，所述滑动架（74）上还通过螺纹安装有线束架（79），所述线束架（79）上开设有线束孔。