CN205200848U - 车身加工用焊接拼装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车身加工用焊接拼装系统，包括用于对侧围总成进行翻转控制的控制器，控制器经伺服驱动器连接伺服电机，伺服电机经机械传动机构连接侧围总成以翻转并定位侧围总成，侧围总成具有初始放置时的第一状态及用于与车身总成焊接的第二状态，伺服电机设有用于检测其输出轴旋转位置的编码器，编码器的检测信号反馈给伺服驱动器以对伺服电机进行伺服控制。通过采用带编码器的伺服电机经机械传动机构连接侧围总成，以对侧围总成进行翻转及定位，且伺服电机经伺服驱动器与控制器通信以受控制器的指令控制，从而实现经控制器自动控制侧围平台的翻转，且通过伺服控制，该焊接拼装系统的控制精度高，且定位速度快，定位位置调节快捷、简便。

Description

车身加工用焊接拼装系统

技术领域

本实用新型涉及汽车加工领域，特别地，涉及一种车身加工用焊接拼装系统。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，汽车行业的竞争也日趋激烈，如何提高生产效率同时提升产品质量，以此来提高竞争力，成为摆在企业面前的一个难题。

目前，汽车白车身是轿车零部件的核心组成之一，而车身总成焊接拼装工序是白车身的关键工序，其制造成本和质量对整车影响极大。在车身总成焊接拼装系统中，左右侧围总成与主车身总成的拼焊工位为整条焊装线的重点。传统的侧围总成的上件、定位方法采用人工作业或者气缸传动实现自动翻转等。采用气缸传动机构控制侧围总成定位方式的优点是价格低廉、控制简单，但该方式存在以下缺点：

1、定位精度不足，气缸传动机构控制属于开环控制，且稳定性受给定气压的影响，总成焊接拼装完成后白车身的一致性较低；

2、定位速度不够快、速度不能量化控制，气缸传动机构控制在速度上主要是依靠节流阀来控制，控制方式不能量化，改变速度时比较难以把握幅度，定位速度不够快则严重影响生产节拍，降低了生产效率；

3、气缸传动机构快速定位后的稳定性有待提高，对应快速的定位而言，气缸传动机构的停止是靠缓冲Stop和硬Stop，快速定位后侧围总成会存在缓冲、振动；

4、定位位置调试麻烦，采用气缸传动机构的侧围总成定位位置只能通过手动调节限位块的方式来调整侧围总成的工作位置，调试不方便、且效率低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车身加工用焊接拼装系统，以解决现有的车身加工用焊接拼装系统采用气缸传动机构对侧围总成的焊接定位控制导致的定位精度、定位速度及定位稳定性有待提高和定位位置调试控制麻烦的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种车身加工用焊接拼装系统，包括用于对侧围总成进行翻转控制的控制器，控制器经伺服驱动器连接伺服电机，伺服电机经机械传动机构连接侧围总成以翻转并定位侧围总成，侧围总成具有初始放置时的第一状态及用于与车身总成焊接的第二状态，伺服电机设有用于检测其输出轴旋转位置的编码器，编码器的检测信号反馈给伺服驱动器以对伺服电机进行伺服控制。

进一步地，侧围总成为两个，包括位于车身总成左侧的第一侧围总成和位于车身总成右侧的第二侧围总成，相应地，车身加工用焊接拼装系统包括用于对第一侧围总成进行翻转及定位的第一伺服驱动器、第一伺服电机、第一编码器，用于对第二侧围总成进行翻转及定位的第二伺服驱动器、第二伺服电机、第二编码器；

第一伺服电机、第二伺服电机均经机械传动机构连接侧围总成。

进一步地，机械传动机构采用四连杆机构，包括用于设置伺服电机的机架，伺服电机的输出轴经减速电机连接第一连杆，第一连杆与减速电机的输出轴铰接，第一连杆铰接第二连杆，第二连杆与侧围总成铰接，侧围总成与固设于机架上的支撑柱铰接。

进一步地，第一连杆、第二连杆及支撑柱均设置有两组且位于对应的侧围总成的两侧，减速电机的输出轴连接传动轴，传动轴的两端分别铰接一个第一连杆，每个第一连杆分别经一个第二连杆连接侧围总成，第二连杆一端与第一连杆铰接，另一端与侧围总成铰接，侧围总成分别与两个支撑柱铰接。

进一步地，控制器经现场总线通信连接第一伺服驱动器、第二伺服驱动器。

进一步地，控制器经现场总线连接远程控制端口。

进一步地，控制器通信连接有上位机，上位机设有用于输入或者输出信息的人机交互单元。

进一步地，人机交互单元为触控屏。

进一步地，控制器为PLC工控机。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型车身加工用焊接拼装系统，通过采用带编码器的伺服电机经机械传动机构连接侧围总成，以对侧围总成进行翻转及定位，且伺服电机经伺服驱动器与控制器通信以受控制器的指令控制，从而实现经控制器自动控制侧围平台的翻转，且通过伺服控制，该焊接拼装系统的控制精度高，且定位速度快，定位位置调节快捷、简便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例车身加工用焊接拼装系统的电路方框示意图；

图2是本实用新型优选实施例车身加工用焊接拼装系统的另一电路方框示意图；

图3是本实用新型优选实施例四连杆传动机构的结构示意图。

附图标记说明：

10、控制器；

20、伺服驱动器；21、第一伺服驱动器；22、第二伺服驱动器；

30、伺服电机；31、第一伺服电机；32、第二伺服电机；

40、编码器；41、第一编码器；42、第二编码器；

50、侧围总成；51、第一侧围总成；52、第二侧围总成；

60、远程控制端口；

70、上位机；

81、机架；

82、减速电机；83、传动轴；

84、第一铰链；85、第一连杆；

86、第二铰链；87、第二连杆；

88、第三铰链；89、支撑柱；8A、第四铰链。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型的优选实施例提供了一种车身加工用焊接拼装系统，用于在汽车白车身总成拼焊时对侧围总成进行翻转及定位。本实施例焊接拼装系统将带编码器的伺服电机传动控制的方式应用至车身焊接拼装领域，从而提高侧围总成翻转控制的定位精度、速度及便于定位位置的快捷调整。参照图1，本实施例焊接拼装系统包括用于对侧围总成50进行翻转控制的控制器10，控制器10经伺服驱动器20连接伺服电机30，伺服电机30经机械传动机构连接侧围总成50以翻转并定位侧围总成50，侧围总成50具有初始放置(即人工放件)时的第一状态及用于与车身总成焊接的第二状态，伺服电机30设有用于检测其输出轴旋转位置的编码器40，编码器40的检测信号反馈给伺服驱动器20以对伺服电机30进行伺服控制。

本实施例通过采用带编码器的伺服电机经机械传动机构连接侧围总成，以对侧围总成进行翻转及定位，且伺服电机经伺服驱动器与控制器通信以受控制器的指令控制，从而实现经控制器自动控制侧围平台的翻转，且通过伺服控制，该焊接拼装系统的控制精度高，且定位速度快，定位位置调节快捷、简便。

参照图2，优选地，本实施例侧围总成50为两个，包括位于车身总成左侧的第一侧围总成51和位于车身总成右侧的第二侧围总成52，相应地，本实施例车身加工用焊接拼装系统包括用于对第一侧围总成51进行翻转及定位的第一伺服驱动器21、第一伺服电机31、第一编码器41，用于对第二侧围总成52进行翻转及定位的第二伺服驱动器22、第二伺服电机32、第二编码器42；其中，第一伺服电机31、第二伺服电机32均经机械传动机构连接侧围总成50。

参照图3，本实施例机械传动机构采用四连杆机构，包括用于设置伺服电机30的机架81，伺服电机30的输出轴经减速电机82连接第一连杆85，第一连杆85与减速电机82的输出轴铰接，第一连杆85铰接第二连杆87，第二连杆87与侧围总成50铰接，侧围总成50与固设于机架81上的支撑柱89铰接。控制器10输出翻转指令给伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机动作，进而经减速电机82带动第一连杆85、第二连杆87做连杆运动，驱动轴带动第一连杆85、第二连杆87及侧围总成50形成四连杆机构，以使得侧围总成50具有两个状态，其中，水平状态为人工放件状态，即第一状态，竖直状态为与车身总成拼焊的第二状态。

优选地，参照图3，由于侧围总成50尺寸较大时，为了提高翻转的可靠性及稳定性，本实施例第一连杆85、第二连杆87及支撑柱89均设置有两组且位于对应的侧围总成50的两侧，减速电机82的输出轴连接传动轴83，传动轴83的两端分别经第一铰链84铰接一个第一连杆85，每个第一连杆85分别经一个第二连杆87连接侧围总成50，第二连杆87一端经第二铰链86与第一连杆85铰接，另一端经第三铰链88与侧围总成50铰接，侧围总成50分别与两个支撑柱89经第四铰链8A铰接。

本实施例中，控制器10采用了高性能且带冗余功能的PLC工控机，作为计算、控制、存储等功能的处理器，且控制器10与上位机70采用以太网通讯。控制器10与第一伺服驱动器21、第二伺服驱动器22、远程控制端口60及其他现场设备(如工业机器人)等均采用Device-net现场总线通讯。优选地，上位机70设有用于输入或者输出信息的人机交互单元。本实施例人机交互单元为触控屏，作为操作员站，用来监控整个系统的运行状态和相关参数的设定与修改。本实施例伺服驱动器接收控制器发出的指令来驱动伺服电机的动作，伺服电机自带的绝对式编码器反馈当前位置给伺服驱动器，以确保控制侧围平台的定位动作精度。

本实施例系统属于闭环控制系统，具体实现流程如下：

第一步，操作员通过上位机对侧围平台翻转的运行速度、加减速度、定位位置等参数进行设定操作。

第二步，控制器存储上位机的设定数据，通过计算处理后，以通讯方式将运行参数和控制指令输出给伺服驱动器。

第三步，伺服驱动器接收控制器的指令后，控制伺服电机动作。

第四步，伺服电机以机械传动方式控制侧围平台机构的定位。

第五步，伺服电机通过自带的绝对式编码器将当前位置信息反馈给伺服驱动器。

第六步，控制器读取伺服驱动器内部的编码器位置信息。

第七步，上位机以通讯的方式实时显示当前系统的各种信息，如，当前速度、位置、故障信息等。

从以上的描述可以得知，本实施例系统具有精度高、速度快且定位位置调整快捷、简单等特点，具体如下：

1、伺服电机的定位方式属于闭环控制，能精确定位，总成焊接拼装完成后白车身的一致性大大提高；

2、该方式是靠伺服系统的位置反馈、减速、脉冲输出控制定位，系统运行速度更快，其运行速度、加减速度在外部控制器上可以很方便的进行更改操作，调试完成后定位无缓冲、振动，系统快速定位后侧围平台的稳定性大大增强；

3、该方式的电机采用了绝对式编码器，系统可以通过通讯方式读出当前位置的绝对值，该值没有累积误差且电源切除后位置信息不会丢失。

4、该方式定位位置调试简单，只需要通过上位机对相关参数进行调整，系统能自动调整侧围平台的工作位置，调试方便、且效率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，包括用于对侧围总成(50)进行翻转控制的控制器(10)，所述控制器(10)经伺服驱动器(20)连接伺服电机(30)，所述伺服电机(30)经机械传动机构连接所述侧围总成(50)以翻转并定位所述侧围总成(50)，所述侧围总成(50)具有初始放置时的第一状态及用于与车身总成焊接的第二状态，所述伺服电机(30)设有用于检测其输出轴旋转位置的编码器(40)，所述编码器(40)的检测信号反馈给所述伺服驱动器(20)以对所述伺服电机(30)进行伺服控制。

2.根据权利要求1所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述侧围总成(50)为两个，包括位于车身总成左侧的第一侧围总成和位于车身总成右侧的第二侧围总成，相应地，所述车身加工用焊接拼装系统包括用于对所述第一侧围总成进行翻转及定位的第一伺服驱动器、第一伺服电机、第一编码器，用于对所述第二侧围总成进行翻转及定位的第二伺服驱动器、第二伺服电机、第二编码器；

所述第一伺服电机、所述第二伺服电机均经机械传动机构连接所述侧围总成(50)。

3.根据权利要求2所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述机械传动机构采用四连杆机构，包括用于设置所述伺服电机(30)的机架(81)，所述伺服电机(30)的输出轴经减速电机(82)连接第一连杆(85)，所述第一连杆(85)与所述减速电机(82)的输出轴铰接，所述第一连杆(85)铰接第二连杆(87)，所述第二连杆(87)与所述侧围总成(50)铰接，所述侧围总成(50)与固设于所述机架(81)上的支撑柱(89)铰接。

4.根据权利要求3所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述第一连杆(85)、所述第二连杆(87)及所述支撑柱(89)均设置有两组且位于对应的所述侧围总成(50)的两侧，所述减速电机(82)的输出轴连接传动轴(83)，所述传动轴(83)的两端分别铰接一个所述第一连杆(85)，每个所述第一连杆(85)分别经一个第二连杆(87)连接所述侧围总成(50)，所述第二连杆(87)一端与所述第一连杆(85)铰接，另一端与所述侧围总成(50)铰接，所述侧围总成(50)分别与两个所述支撑柱(89)铰接。

5.根据权利要求4所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述控制器(10)经现场总线通信连接所述第一伺服驱动器、所述第二伺服驱动器。

6.根据权利要求5所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述控制器(10)经现场总线连接远程控制端口(60)。

7.根据权利要求5所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述控制器(10)通信连接有上位机(70)，所述上位机(70)设有用于输入或者输出信息的人机交互单元。

8.根据权利要求7所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述人机交互单元为触控屏。

9.根据权利要求8所述的车身加工用焊接拼装系统，其特征在于，

所述控制器(10)为PLC工控机。