CN117548792A - 型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装及其翻转方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，包括翻转工装部和弧焊工装部，所述弧焊工装部安装于翻转工装部一侧面上，并随着所述翻转工装部的翻转围绕翻转轴转动，所述弧焊工装部用于对电池托盘进行定位夹持，所述弧焊工装部至少包括边梁定位组件、横梁定位组件和边角定位组件，所述边梁定位组件、横梁定位组件和边角定位组件与翻转工装部活动连接，实现对不同规格的电池托盘的夹紧或松开。本发明中，在焊接过程中减少了焊前准备的时间，减轻了焊件重复装配定位和夹紧时的繁重体力劳动，降低了对操作者技术水平的要求。另外，焊件翻转部自动化水平高，变位迅速，能使焊接条件较差的空间位置焊缝变为平焊缝，改善了焊接质量。

Description

型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装及其翻转方法

技术领域

本发明涉及电池托盘焊接技术领域，尤其涉及型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，及型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装的翻转方法。

背景技术

现有的弧焊焊接工装主要采用一套工装并进行人工手动焊接，在焊接情况复杂的条件下使用两套不同的工装来规避焊接过程中产生的干涉问题，或者在进行焊接的过程中采用一套翻转焊接工装进行人工翻转和焊接，常用的工装台BASE面多使用不锈钢材料制造。

在使用一套弧焊焊接工装在焊接情况复杂的条件下有可能会发生焊枪与焊件之间的干涉、托盘零件装配不便、焊接过程不灵活的问题，且在焊接过程中需要注意托盘的焊接形变，需要额外添加反变形工装，在一套空间有限的固定焊接工装上难以加装更多组件，会影响托盘焊接的质量和生产效率。

使用两台或以上的弧焊工装来完成一个电池托盘的手动焊接工艺往往会涉及到零件的重复装夹，在焊接后电池托盘会发生焊接变形，在上一道工序结束后取下的托盘安装到下一道工序的工装需要反复调整工装以保证托盘的定位，装配过程复杂且费力，并且产生的焊接变形容易与工装产生干涉，需要对工装进行修改，会造成托盘的互换性差，批量生产效率质量低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，及型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装的翻转方法，具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，包括翻转工装部和弧焊工装部，所述弧焊工装部安装于翻转工装部一侧面上，并随着所述翻转工装部的翻转围绕翻转轴转动；

所述弧焊工装部用于对电池托盘进行定位夹持，所述弧焊工装部至少包括边梁定位组件、横梁定位组件和边角定位组件，所述边梁定位组件、横梁定位组件和边角定位组件与翻转工装部活动连接，实现对不同规格的电池托盘的夹紧或松开。

作为上述技术方案的改进，所述翻转工装部至少包括：

承载架，所述承载架的两端处均具有连接部，所述连接部与驱动承载架翻转的机构可拆卸式固定连接；以及

固定定位件，所述固定定位件固定于承载架上，并用于对电池托盘进行限位。

作为上述技术方案的改进，所述边梁定位组件至少包括：

边梁调整板，所述边梁调整板沿着承载架翻转轴平行方向布置在承载架边沿位置，所述边梁调整板与承载架滑动配合；

边梁推动气缸，所述边梁推动气缸固定在承载架上，并与所述边梁调整板传动连接，所述边梁调整板在边梁推动气缸的驱动作用下沿着垂直于承载架翻转轴的方向移动；

第一限位组件，所述第一限位组件均匀分布在边梁调整板上；以及

第二限位组件，所述第二限位组件安装于边梁调整板上，并与所述第一限位组件间隔分布。

作为上述技术方案的改进，所述横梁定位组件至少包括横梁联动定位组件和横梁固定限位组件，所述横梁联动定位组件和横梁固定限位组件成列设置，所述横梁固定限位组件安装固定于承载架一端处，所述横梁联动定位组件与承载架滑动配合。

作为上述技术方案的改进，所述横梁联动定位组件包括：

横梁调整板，所述横梁调整板与承载架滑动连接，所述横梁调整板上分布有多个第一限位组件；以及

横梁推动气缸，所述横梁推动气缸固定在承载架上，并与所述横梁调整板传动连接，所述横梁调整板在横梁推动气缸的驱动作用下沿着平行于承载架翻转轴的方向移动。

作为上述技术方案的改进，所述边角定位组件至少包括第一限位组件、第二限位组件以及第三限位组件构成；

所述第一限位组件位于靠近承载架端部处横梁调整板的两端位置，以及所述承载架的端部处；

所述第二限位组件位于承载架的边角位置；

所述第一限位组件、第二限位组件以及第三限位组件呈三角形分布。

作为上述技术方案的改进，所述第一限位组件、第二限位组件和第三限位组件均采用气缸驱动。

根据本发明的另一个方面，提供了型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装的翻转方法，包括以下步骤：

步骤S100，将所述连接部分别与驱动承载架翻转的机构可拆卸式固定连接，使得所述翻转工装部在驱动作用下翻转；

步骤S200，将所述翻转工装部转动至水平状态，启动所述边梁推动气缸和横梁推动气缸，使对应的所述边梁定位组件和横梁定位组件处于松开状态，再放置构成电池托盘的边梁、横梁；

步骤S300，放置完成后，再次启动所述边梁推动气缸和横梁推动气缸，使对应的所述边梁定位组件和横梁定位组件处于夹紧状态，此时构成电池托盘的边梁、横梁的位置被限定；

步骤S400，所述翻转工装部在驱动作用下翻转，配合焊接机构对边梁、横梁进行整体框架焊接。

作为上述技术方案的改进，在步骤S300中，边梁和横梁被固定时，首先由所述边角定位组件对边梁和横梁的端部进行限位，再由所述边梁定位组件和横梁定位组件的中部进行限位。

作为上述技术方案的改进，所述翻转工装部在翻转时，边梁、横梁的焊接部位与焊接机构的焊接部分充分接触。

本发明的有益效果：

1、在本发明中，为使电池托盘与定位元件保持一定相对位置，防止装配、焊接过程中，托盘在工装上移动和变形，将装夹与反变形相结合的方法，保证需要焊接的托盘的定位基准与夹具上的定位表面可靠接触，并在焊接完成后的焊接形变在可控范围之内。

2、在本发明中，翻转工装部在焊接过程中可以带动焊接工件调整焊枪与焊件之间的位置关系，从而解决可能会发生焊枪与焊件之间的干涉、托盘零件装配不便、焊接过程不灵活的问题。

3、在本发明中，在焊接过程中只需要人工将电池托盘的边梁、横梁、小组件等零件装配到工装上，减少了焊前准备的时间，减轻了焊件重复装配定位和夹紧时的繁重体力劳动，降低了对操作者技术水平的要求。另外，焊件翻转部自动化水平高，变位迅速，能使焊接条件较差的空间位置焊缝变为平焊缝，改善了焊接质量。

附图说明

图1是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中翻转工装部的俯视图；

图2是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中翻转工装部的装配图；

图3是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中边梁定位组件和边角定位组件的俯视图；

图4是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中边梁定位组件和边角定位组件的装配图；

图5是边梁定位组件的俯视图；

图6是边梁定位组件的装配图；

图7是第二限位组件的结构示意图；

图8是第一限位组件的结构示意图；

图9是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中横梁定位组件的装配图；

图10是横梁定位组件的结构示意图；

图11是横梁定位组件的部分结构示意图；

图12是边角定位组件的俯视图；

图13是型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装中翻转工装部的整体结构示意图。

附图标记：100、翻转工装部；110、承载架；120、连接部；130、固定定位件；200、弧焊工装部；210、边梁定位组件；211、边梁调整板；212、边梁推动气缸；213、第一限位组件；214、第二限位组件；220、横梁定位组件；221、横梁联动定位组件；2210、横梁调整板；2220、横梁推动气缸；222、横梁固定限位组件；230、边角定位组件；231、第三限位组件。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有的弧焊焊接工装主要采用一套工装并进行人工手动焊接，在焊接情况复杂的条件下使用两套不同的工装来规避焊接过程中产生的干涉问题，或者在进行焊接的过程中采用一套翻转焊接工装进行人工翻转和焊接，最终导致生产效率低。

参见附图1-附图13，为解决上述问题，提供了型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，包括翻转工装部100和弧焊工装部200，弧焊工装部200安装于翻转工装部100一侧面上，并随着翻转工装部100的翻转围绕翻转轴转动；

弧焊工装部200用于对电池托盘进行定位夹持，弧焊工装部200至少包括边梁定位组件210、横梁定位组件220和边角定位组件230，边梁定位组件210、横梁定位组件220和边角定位组件230与翻转工装部100活动连接，实现对不同规格的电池托盘的夹紧或松开。

本发明针对现有工装的缺陷，设计出一种新能源电池托盘弧焊用翻转工装台。考虑到工装的标准化和通用化，并将各个限位部件与翻转工装部100有机结合，实现多重组合，使工装简单、灵活，并且能很好地保证工装制作精度。

为使电池托盘与定位元件保持一定相对位置，防止装配、焊接过程中，托盘在工装上移动和变形，将装夹与反变形相结合的方法，保证需要焊接的托盘的定位基准与夹具上的定位表面可靠接触，并在焊接完成后的焊接形变在可控范围之内。

翻转工装部100在焊接过程中可以带动焊接工件调整焊枪与焊件之间的位置关系，从而解决可能会发生焊枪与焊件之间的干涉、托盘零件装配不便、焊接过程不灵活的问题。

在焊接过程中只需要人工将电池托盘的边梁、横梁、小组件等零件装配到工装上，减少了焊前准备的时间，减轻了焊件重复装配定位和夹紧时的繁重体力劳动，降低了对操作者技术水平的要求。另外，焊件翻转部自动化水平高，变位迅速，能使焊接条件较差的空间位置焊缝变为平焊缝，改善了焊接质量。

针对底板材料存在的问题，采用型材作为工装的BASE底板，质量轻以减轻工装对翻转电机的负载，通过选型小功率的电机来减少成本。并且，使用型材方便对工装和夹具进行随时调整，可以装载不同型号的电池托盘以适应生产线，作为通用夹具构建柔性产线。另外，使用型材的成本低，减少工装台的整体价格，经济性好。

参见附图1-附图2，在一个实施方式中，翻转工装部100。

作为上述技术方案的改进，翻转工装部100包括承载架110、连接部120和固定定位件130。

承载架110，承载架110的两端处均具有连接部120，连接部120与驱动承载架110翻转的机构可拆卸式固定连接；以及

固定定位件130，固定定位件130固定于承载架110上，并用于对电池托盘进行限位。

承载架110采用型材焊接构成，连接部120通过螺栓结构固定在承载架110的两端位置，以便承载架110能构提供稳定支撑，以及实现翻转动作。固定定位件130则是固定在承载架110，与弧焊工装部200配合实现对电池托盘的限位。

当然根据需要，部分固定定位件130也可以设置在弧焊工装部200，实现活动定位，进一步提高定位精度。

并且为了便于弧焊工装部200与承载架110的配合，在承载架110上预先安装底板，提高整体装配的稳定性和灵活性。

参见附图3-附图6，在一个实施方式中，边梁定位组件210包括边梁调整板211、边梁推动气缸212、第一限位组件213和第二限位组件214。

边梁调整板211，边梁调整板211沿着承载架110翻转轴平行方向布置在承载架110边沿位置，边梁调整板211与承载架110滑动配合；

边梁推动气缸212，边梁推动气缸212固定在承载架110上，并与边梁调整板211传动连接，边梁调整板211在边梁推动气缸212的驱动作用下沿着垂直于承载架110翻转轴的方向移动；

第一限位组件213，第一限位组件213均匀分布在边梁调整板211上；以及

第二限位组件214，第二限位组件214安装于边梁调整板211上，并与第一限位组件213间隔分布。

边梁调整板211通过滑轨与承载架110滑动配合，边梁推动气缸212安装在承载架110底面，通过推杆推动边梁调整板211在滑轨上移动，实现对电池托盘的边梁的夹紧或松开，第一限位组件213主要用于对框架的压紧，使得框架与承载架110保持紧密贴合，不会在焊接时发生曲翘。

第二限位组件214主要用于对框架的侧壁进行限位，通过对框架侧壁的限位抑制焊接过程中的形变。为了简化结构，优选地，第二限位组件214包括固定部分和活动部分，固定部分安装在边梁调整板211上保持位置不变，活动部分a与固定部分b位置相对，通过活动部分的位置改变实现固定部分和活动部分之间间距的调整。

需要说明的是，本领域技术人员，有足够的能力实现换第一限位组件213、第二限位组件214所要实现的功能的结构设计，虽然本文中并未明确记载第一限位组件213、第二限位组件214的具体结构，但本领域技术人员通过现有气缸c、压杆d、推杆、压块等常见的传动结构或其组合完全能够实现，第一限位组件213和第二限位组件214的具体结构亦非本申请所要保护的设计点，故在本申请中不在加以赘述。参见图7-图8所示结构。

参见附图9-附图10，在一个实施方式中，横梁定位组件220至少包括横梁联动定位组件221和横梁固定限位组件222，横梁联动定位组件221和横梁固定限位组件222成列设置，横梁固定限位组件222安装固定于承载架110一端处，横梁联动定位组件221与承载架110滑动配合。

横梁联动定位组件221和横梁固定限位组件222用于的横梁的限位，为简化装置，优选地，横梁联动定位组件221和横梁固定限位组件222中的限位结构相同，即对框架进行限位的结构均为第一限位组件213。当需要对电池托盘的框架进行加持时，横梁联动定位组件221先远离横梁固定限位组件222，使得相邻列之间的间距增大，以便框架的放入，之后横梁联动定位组件221再靠近横梁固定限位组件222，相邻列之间的间距减小直至到位，此时第一限位组件213动作对框架进行限位。

参见附图11，在一个实施方式中，横梁联动定位组件221包括横梁调整板2210、横梁推动气缸2220以及多个第一限位组件213。

横梁调整板2210，横梁调整板2210与承载架110滑动连接，横梁调整板2210上分布有多个第一限位组件213；以及

横梁推动气缸2220，横梁推动气缸2220固定在承载架110上，并与横梁调整板2210传动连接，横梁调整板2210在横梁推动气缸2220的驱动作用下沿着平行于承载架110翻转轴的方向移动。

横梁调整板2210通过螺栓固定在承载架110上，并与通过滑轨与承载架110滑动连接，横梁推动气缸2220安装在承载架110的底面，当横梁推动气缸2220作用在横梁调整板2210上时，横梁调整板2210通过滑轨在承载架110上滑动，从而调整相邻横梁调整板2210之间的间距。

由于第一限位组件213均安装在横梁调整板2210上，故横梁调整板2210的位置调整也会使得第一限位组件213的位置发生变化。

参见附图12，在一个实施方式中，边角定位组件230包括第一限位组件213、第二限位组件214以及第三限位组件231构成；

第一限位组件213位于靠近承载架110端部处横梁调整板2210的两端位置，以及承载架110的端部处；

第二限位组件214位于承载架110的边角位置；

第一限位组件213、第二限位组件214以及第三限位组件231呈三角形分布。

由于横梁和边梁橡胶的位置限位情况复杂，不能完全依赖第一限位组件213或第二限位组件214，故增加了额外的第三限位组件231。第三限位组件231的限位部为L形，限位时同时作用在边梁和横梁端部位置，移动到位后边梁和横梁端部位置被限定完成，此时第一限位组件213和第二限位组件214的位置被完全限定，之后即可进行其它位置的限位。

优选地，第一限位组件213、第二限位组件214和第三限位组件231均采用气缸驱动。都采用气缸驱动能够保证驱动部分的清洁，且使用安全便捷。

根据本发明的另一个方面，提供了型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装的翻转方法，包括以下步骤：

步骤S100，将所述连接部120分别与驱动承载架110翻转的机构可拆卸式固定连接，使得所述翻转工装部100在驱动作用下翻转；

步骤S200，将所述翻转工装部100转动至水平状态，启动所述边梁推动气缸212和横梁推动气缸2220，使对应的所述边梁定位组件210和横梁定位组件220处于松开状态，再放置构成电池托盘的边梁、横梁；

步骤S300，放置完成后，再次启动所述边梁推动气缸212和横梁推动气缸2220，使对应的所述边梁定位组件210和横梁定位组件220处于夹紧状态，此时构成电池托盘的边梁、横梁的位置被限定；

步骤S400，所述翻转工装部100在驱动作用下翻转，配合焊接机构对边梁、横梁进行整体框架焊接。

利用启动快速将框架固定在承载架110上，气缸的位置采用仿形可调布置方式，尽可能的压紧电池托盘的边梁、横梁及小组件。并预留合理的间隔，夹紧的同时避让出焊枪，避免焊接过程中出现干涉。缩减了装配定位和夹紧所需时间，同时避免焊后矫正和修补问题，缩短了实用工期。

优选地，在步骤S300中，边梁和横梁被固定时，首先由所述边角定位组件230对边梁和横梁的端部进行限位，再由所述边梁定位组件210和横梁定位组件220的中部进行限位。

优选地，所述翻转工装部100在翻转时，边梁、横梁的焊接部位与焊接机构的焊接部分充分接触。具体的翻转角度能够根据需要进行设定。

焊接前对焊接的准备工作，如对电池托盘零件进行清理、校正、检验保证焊接质量。检查焊机状态、焊丝存储量、机器人轨迹程序。将电池托盘零件装配到工装上，并保证零件的定位准确，最后再进行焊接操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装，其特征在于，包括翻转工装部(100)和弧焊工装部(200)，所述弧焊工装部(200)安装于翻转工装部(100)一侧面上，并随着所述翻转工装部(100)的翻转围绕翻转轴转动；

所述弧焊工装部(200)用于对电池托盘进行定位夹持，所述弧焊工装部(200)至少包括边梁定位组件(210)、横梁定位组件(220)和边角定位组件(230)，所述边梁定位组件(210)、横梁定位组件(220)和边角定位组件(230)与翻转工装部(100)活动连接，实现对不同规格的电池托盘的夹紧或松开。

2.根据权利要求1所述的翻转工装，其特征在于：

所述翻转工装部(100)至少包括：

承载架(110)，所述承载架(110)的两端处均具有连接部(120)，所述连接部(120)与驱动承载架(110)翻转的机构可拆卸式固定连接；以及

固定定位件(130)，所述固定定位件(130)固定于承载架(110)上，并用于对电池托盘进行限位。

3.根据权利要求2所述的翻转工装，其特征在于：

所述边梁定位组件(210)至少包括：

边梁调整板(211)，所述边梁调整板(211)沿着承载架(110)翻转轴平行方向布置在承载架(110)边沿位置，所述边梁调整板(211)与承载架(110)滑动配合；

边梁推动气缸(212)，所述边梁推动气缸(212)固定在承载架(110)上，并与所述边梁调整板(211)传动连接，所述边梁调整板(211)在边梁推动气缸(212)的驱动作用下沿着垂直于承载架(110)翻转轴的方向移动；

第一限位组件(213)，所述第一限位组件(213)均匀分布在边梁调整板(211)上；以及

第二限位组件(214)，所述第二限位组件(214)安装于边梁调整板(211)上，并与所述第一限位组件(213)间隔分布。

4.根据权利要求3所述的翻转工装，其特征在于：

所述横梁定位组件(220)至少包括横梁联动定位组件(221)和横梁固定限位组件(222)，所述横梁联动定位组件(221)和横梁固定限位组件(222)成列设置，所述横梁固定限位组件(222)安装固定于承载架(110)一端处，所述横梁联动定位组件(221)与承载架(110)滑动配合。

5.根据权利要求4所述的翻转工装，其特征在于：

所述横梁联动定位组件(221)包括：

横梁调整板(2210)，所述横梁调整板(2210)与承载架(110)滑动连接，所述横梁调整板(2210)上分布有多个第一限位组件(213)；以及

横梁推动气缸(2220)，所述横梁推动气缸(2220)固定在承载架(110)上，并与所述横梁调整板(2210)传动连接，所述横梁调整板(2210)在横梁推动气缸(2220)的驱动作用下沿着平行于承载架(110)翻转轴的方向移动。

6.根据权利要求5所述的翻转工装，其特征在于：

所述边角定位组件(230)至少包括第一限位组件(213)、第二限位组件(214)以及第三限位组件(231)构成；

所述第一限位组件(213)位于靠近承载架(110)端部处横梁调整板(2210)的两端位置，以及所述承载架(110)的端部处；

所述第二限位组件(214)位于承载架(110)的边角位置；

所述第一限位组件(213)、第二限位组件(214)以及第三限位组件(231)呈三角形分布。

7.根据权利要求6所述的翻转工装，其特征在于：

所述第一限位组件(213)、第二限位组件(214)和第三限位组件(231)均采用气缸驱动。

8.型材制造的电池托盘弧焊用翻转工装的翻转方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的翻转工装，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100，将所述连接部(120)分别与驱动承载架(110)翻转的机构可拆卸式固定连接，使得所述翻转工装部(100)在驱动作用下翻转；

步骤S200，将所述翻转工装部(100)转动至水平状态，启动所述边梁推动气缸(212)和横梁推动气缸(2220)，使对应的所述边梁定位组件(210)和横梁定位组件(220)处于松开状态，再放置构成电池托盘的边梁、横梁；

步骤S300，放置完成后，再次启动所述边梁推动气缸(212)和横梁推动气缸(2220)，使对应的所述边梁定位组件(210)和横梁定位组件(220)处于夹紧状态，此时构成电池托盘的边梁、横梁的位置被限定；

步骤S400，所述翻转工装部(100)在驱动作用下翻转，配合焊接机构对边梁、横梁进行整体框架焊接。

9.根据权利要求8所述的翻转方法，其特征在于：

在步骤S300中，边梁和横梁被固定时，首先由所述边角定位组件(230)对边梁和横梁的端部进行限位，再由所述边梁定位组件(210)和横梁定位组件(220)的中部进行限位。

10.根据权利要求8所述的翻转方法，其特征在于：

所述翻转工装部(100)在翻转时，边梁、横梁的焊接部位与焊接机构的焊接部分充分接触。