CN206824821U - 一种汽车座椅骨架激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车座椅骨架激光焊接系统，包括一激光焊接机，其特征在于：包括机架、上料机构、预定位台机构、对中机构、下料机构，所述激光焊接机的激光头对应所述机架中部的焊接区，所述上料机构包括第一上料台和第二上料台，每一上料台上方设有一抓取机械手；所述预定位台机构包括第一预定位台和第二预定位台，每一预定位台上设有定位治具；所述对中机构包括第一对中机械手和第二对中机械手；所述下料机构包括下料传送机构、检测机构以及分料机械手。本实用新型通过各机构之间的配合作业，实现对工件的自动上料、焊接、分捡下料，提高生产效率，节省人工成本，确保了产品质量。

Description

一种汽车座椅骨架激光焊接系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车零部件的自动化生产系统，尤其涉及一种汽车座椅骨架激光焊接系统。

背景技术

激光焊接是采用高能量密度的连续或脉冲的激光束作为热源的一种精密高效的焊接方法，按加工原理可以分为热传导型焊接和激光深熔焊接。激光焊接具有自动化高、清洁高效、可焊接材质种类范围广和加工质量好等显著特点。广泛应用于制造业、粉末冶金业、汽车工业、电子工业、医疗器械和生物医学等多个领域。在欧美发达工业国家中，有50％-70％的汽车零部件是用激光加工来完成的，其中以激光焊接和激光切割为主，激光焊接甚至成为汽车工业中的标准工艺。激光可将不同厚度不同材质不同性能的金属板料焊接到一起，然后进一步落料或冲压，使得零件结构达到最合理的金属组合。

汽车座椅骨架一般由骨架零件和调角器零件两个部分拼焊而成，传统拼接方式为使用电弧焊，但此焊接方式强度不足，需要两部分成型后再焊接，造成工序繁琐，制造成本高，生产效率低等缺陷，因而出现了利用激光焊接技术实现对两个部分的焊接方式，如中国实用新型公开了《激光焊接汽车座椅骨架》(CN 202271885U)，激光焊接的运用，提高了焊接的强度，可先焊接后再冲压，具有减少工序和成型模具数量，降低生产成本等优点。

然而，现有的激光焊接设备通常体型较大，主要于汽车白车身板材、电梯不锈钢板材等领域大型板材激光拼焊。且上料方式十分原始，多以人工上料为主，费时费工。料片用完时，需要中断生产，停线等待补料。因此，我们急需一种适于小型板材的激光焊接系统，以满足汽车座椅骨架生产自动化的需要。

发明内容

本实用新型目的是提供一种汽车座椅骨架激光焊接系统，通过使用该系统，使汽车座椅骨架的焊接自动化，大大提高生产效率及产品品质，同时也降低了生产成本。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种汽车座椅骨架激光焊接系统，包括一激光焊接机，包括机架、上料机构、预定位台机构、对中机构、下料机构，所述激光焊接机的激光头对应所述机架中部的焊接区，其中：

所述上料机构，包括设置于所述焊接区两侧的第一上料台和第二上料台，每一上料台上方设有一抓取机械手，该抓取机械手顶部安装于所述机架上，具有自所述上料机构位移至所述预定位台机构上方的自由度；

所述预定位台机构，包括对应所述第一上料台的第一预定位台和对应所述第二上料台的第二预定位台，每一预定位台上设有定位治具，待焊接工件通过定位治具移动至预定焊接位置；

所述对中机构，包括对应所述第一预定位台的第一对中机械手和对应所述第二预定位台的第二对中机械手，第一、第二对中机械手分别具有自对应的预定位台移动至所述焊接区的自由度；

所述下料机构，包括下料传送机构、检测机构以及分料机械手，所述下料传送机构具有自所述焊接区移动至所述检测机构下方的自由度，所述分料机械手将焊接后的工件根据检测机构放置于良品区或不合格品区。

上述技术方案中，所述第一上料台和第二上料台分别包括左、右两个栈板，左、右栈板分别位于对应的第一、第二预定位台两侧，所述抓取机械手具有自左栈板移动至预定位台以及自预定位台移动至右栈板的自由度。

上述技术方案中，所述第一、第二预定位台对应左、右栈板侧分别设有一预定位挡板，所述预定位挡板通过升降机构安装于预定位台侧边，当所述抓取机械手位于左栈板或右栈板上方时，对应的预定位台右侧或左侧的预定位挡板上升至预定位台上方，另一侧预定位挡板降至预定位台下方。

上述技术方案中，所述定位治具包括定位平台、调节气缸组及定位挡板，所述定位平台上设有若干个气缸安装槽，所述调节气缸组由位于待焊接工件两侧的在横向气缸及位于待焊接工件顶端的纵向气缸构成，所述定位挡板与所述纵向气缸相对，当所述横向气缸和纵向气缸均抵于所述待焊接工件上时，所述待焊接工件处于所述预定焊接位置。

上述技术方案中，所述机架包括四周支撑脚、固定于支撑脚顶部的框架、以及设置于框架上的纵向滑轨和横向滑轨，所述抓取机械手滑动连接于所述框架两侧，所述第一、第二对中机械手滑动连接于所述横向滑轨上，所述下料传送机构滑动连接于所述纵向滑轨上。

上述技术方案中，所述对中机构还包括厚薄料压板装置，该厚薄料压板装置包括厚料压板、薄料压板以及两侧的推进机构，所述厚、薄料压板位于焊接区内、对应两侧焊接平台的焊缝口上方，所述薄料压板的底端一侧设有与焊接平台配合的缺口，另一侧为厚料通过厚料侧推进机构推入所述焊接区时的挡板。

进一步的技术方案是，所述焊接平台上靠近所述焊缝口处设置有电磁铁。

上述技术方案中，所述抓取机械手、对中机械手、下料传送机构以及分料机械手均通过若干个吸盘与工件连接。

上述技术方案中，所述检测机构为视觉检测装置，包括一成像装置，一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄待检测工件影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否，并将判断结果发送至所述分料机械手中，由所述分料机械手将工件放置于对应的良品区或不合格品区。

进一步的技术方案是，所述识别装置中预存的标准数据为所述工件焊接拼缝形貌的数据有效范围。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本实用新型中包括上料机构、预定位台机构、对中机构、下料机构，通过各机构与激光焊接机配合，实现自动上料、定位、焊接、下料的全过程，生产效率高，节约人力成本；

2.上料机构采用堆栈形式，每一侧的上料机构又分为左、右两个栈板，以方便在一侧栈板取料时，另一侧可以及时补料，从而实现不停线，连续作业，提高生产效率；同时在预定位台侧边设置预定位挡板，当一侧上料操作时，另一侧的预定位挡板上升，可防止抓取机械手误操作，进入正在补料的栈板处，当交换上料操作的栈板位时，对应侧的预定位挡板降至预定位台下，另一侧的预定位挡板上升，提高生产安全性；

3.预定位台上设置有定位治具，通过调节气与定位挡板的配合，自动精确调整待焊接工件的位置，因此对抓取机械手的移动、放置工件的精度无特殊要求；

4.对中机构中采用厚薄料压板装置，从而实现厚薄料间的对接；

5.采用视觉检测装置，对焊接完成的工件进行焊缝形貌(焊道宽窄、深浅状况)检测，利用对焊缝影像采集数据与预存数据进行对比，自动判断良品件与不合格件，发送信息至分料机械手，由分料机械手将良品与不合格品分开放置相应区域内，实现在自动分捡识别，提高生产效率，确保产品质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的框架结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的结构示意图(激光焊接机未画出)；

图3是图2的俯视示意图；

图4是图2的侧视示意图；

图5是本实用新型实施例一中定位治具的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一中厚薄料压板装置的结构示意图。

其中：1、机架；2、上料机构；3、预定位台机构；4、对中机构；5、下料机构；6、第一上料台；7、第二上料台；8、抓取机械手；9、第一预定位台；10、第二预定位台；11、工件；12、第一对中机械手；13、第二对中机械手；14、下料传送机构；15、检测机构；16、分料机械手；17、良品区；18、不合格品区；19、栈板；20、预定位挡板；21、定位平台；22、调节气缸组；23、定位挡板；24、厚料压板；25、薄料压板；26、焊接平台；27、缺口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1～6所示，一种汽车座椅骨架激光焊接系统，包括一激光焊接机，包括机架1、上料机构2、预定位台机构3、对中机构4、下料机构5，所述激光焊接机的激光头对应所述机架2中部的焊接区，其中：

所述上料机构2，包括设置于所述焊接区两侧的第一上料台6和第二上料台7，每一上料台上方设有一抓取机械手8，该抓取机械手8顶部安装于所述机架1上，具有自所述上料机构2位移至所述预定位台机构3上方的自由度；

所述预定位台机构3，包括对应所述第一上料台6的第一预定位台9和对应所述第二上料台7的第二预定位台10，每一预定位台上设有定位治具，待焊接工件11通过定位治具移动至预定焊接位置；

所述对中机构4，包括对应所述第一预定位台9的第一对中机械手12和对应所述第二预定位台10的第二对中机械手13，第一、第二对中机械手分别具有自对应的预定位台移动至所述焊接区的自由度；

所述下料机构5，包括下料传送机构14、检测机构15以及分料机械手16，所述下料传送机构14具有自所述焊接区移动至所述检测机构15下方的自由度，所述分料机械手16将焊接后的工件11根据检测机构放置于良品区17或不合格品区18；

所述机架1包括四周支撑脚、固定于支撑脚顶部的框架、以及设置于框架上的纵向滑轨和横向滑轨，所述抓取机械手8滑动连接于所述框架两侧，所述第一、第二对中机械手滑动连接于所述横向滑轨上，所述下料传送机构滑动连接于所述纵向滑轨上。

如图2所示，所述第一上料台6和第二上料台7分别包括左、右两个栈板19，左、右栈板19分别位于对应的第一、第二预定位台两侧，所述抓取机械手8具有自左栈板移动至预定位台以及自预定位台移动至右栈板的自由度。抓取机械手8滑动连接于机架1的顶部框架上，沿框架可在左、右两个栈板19上取料，而后放置于预定位台上。

所述第一、第二预定位台对应左、右栈板19侧分别设有一预定位挡板20，所述预定位挡板通过升降机构安装于预定位台侧边，当所述抓取机械手8位于左栈板上方时，对应的预定位台右侧的预定位挡板20上升至预定位台上方，左侧预定位挡板20降至预定位台下方，如图2所示。相反的，当抓取机械手8位于右栈板上方时，预定位台左侧的预定位挡板20上升至预定位台上方，右侧预定位挡板20降至预定位台下方，如此设计是为了提高安全性，左、右栈板19的设置，可实现在线补料，一侧上料操作时，另一侧可补料，而为防止抓取机械手8误操作进入补料区域，预定位挡板20上升可阻挡抓取机械手8的进入，上料区与补料区交换时，左、右预定位挡板20所处位置亦可同步交换。

如图5所示，所述定位治具包括定位平台21、调节气缸组22及定位挡板23，所述定位平台21上设有若干个气缸安装槽，所述调节气缸组22由位于待焊接工件11两侧的在横向气缸及位于待焊接工件11顶端的纵向气缸构成，所述定位挡板23与所述纵向气缸相对，当所述横向气缸和纵向气缸均抵于所述待焊接工件11上时，所述待焊接工件处于所述预定焊接位置。通过调节气缸组22与定位挡板23的配合，可精确定位待焊接工件11，对抓取机械手8的放置精度无要求，简化对抓取机械手8的控制系统。

如图6所示，所述对中机构4还包括厚薄料压板装置，该厚薄料压板装置包括厚料压板24、薄料压板25以及两侧的推进机构，所述厚、薄料压板位于焊接区内、对应两侧焊接平台26的焊缝口上方，所述焊接平台26上靠近所述焊缝口处设置有电磁铁，所述薄料压板25的底端一侧设有与焊接平台26配合的缺口27，另一侧为厚料通过厚料侧推进机构推入所述焊接区时的挡板。在作业时，薄料压板25下压，缺口27对应焊接平台26边沿，厚板被推进机构向前推进，抵于薄料压板25上，此时厚板侧焊接平台26上的电磁铁打开，厚料压板24下压，防止翘起，然后薄料压板25上升，薄板被推进机构推入，前端抵于厚板上，打开薄板侧焊接平台26上的电磁铁，完成薄板与厚板之间的对中。

所述检测机构15为视觉检测装置，包括一成像装置，一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄待检测工件影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否，并将判断结果发送至所述分料机械手16中，由所述分料机械手16将工件11放置于对应的良品区17或不合格品区18。所述识别装置中预存的标准数据为所述工件11焊接拼缝形貌的数据有效范围，即焊道宽窄、深浅状况等参数的有效范围，当工件11的焊缝数据超出有效范围，则确定为不合格品，该信息传送给分料机械手16中，工件11将被传送带送至分料机械手16处，分料机械手16抓取此件放置于不合格品区18，当件的焊缝数据符合要求，则由分料机械手16放置于良品区17，实现分捡与下料工序。

在本实施例中，所述抓取机械手8、对中机械手、下料传送机构14以及分料机械手16均通过若干个吸盘抓取工件11，可避免对工件表面产生划伤。

如图1所示，良品区17及不合品区18分为一平台或是一栈板，可为多个，分布于分料机械手16的周围，一个平台上可放置多个(如图为三个)，在一个平台放置满额后，移动到后方，空置的平台替换至分料机械手16旁侧，移至后方的满额平台等待搬运至相应的处理工位，如些不影响分料机械手16的连续分捡工作，不停机，提高作业效率。

Claims (10)

1.一种汽车座椅骨架激光焊接系统，包括一激光焊接机，其特征在于：包括机架、上料机构、预定位台机构、对中机构、下料机构，所述激光焊接机的激光头对应所述机架中部的焊接区，其中：

所述上料机构，包括设置于所述焊接区两侧的第一上料台和第二上料台，每一上料台上方设有一抓取机械手，该抓取机械手顶部安装于所述机架上，具有自所述上料机构位移至所述预定位台机构上方的自由度；

所述预定位台机构，包括对应所述第一上料台的第一预定位台和对应所述第二上料台的第二预定位台，每一预定位台上设有定位治具，待焊接工件通过定位治具移动至预定焊接位置；

所述对中机构，包括对应所述第一预定位台的第一对中机械手和对应所述第二预定位台的第二对中机械手，第一、第二对中机械手分别具有自对应的预定位台移动至所述焊接区的自由度；

所述下料机构，包括下料传送机构、检测机构以及分料机械手，所述下料传送机构具有自所述焊接区移动至所述检测机构下方的自由度，所述分料机械手将焊接后的工件根据检测机构放置于良品区或不合格品区。

2.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述第一上料台和第二上料台分别包括左、右两个栈板，左、右栈板分别位于对应的第一、第二预定位台两侧，所述抓取机械手具有自左栈板移动至预定位台以及自预定位台移动至右栈板的自由度。

3.根据权利要求2所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述第一、第二预定位台对应左、右栈板侧分别设有一预定位挡板，所述预定位挡板通过升降机构安装于预定位台侧边，当所述抓取机械手位于左栈板或右栈板上方时，对应的预定位台右侧或左侧的预定位挡板上升至预定位台上方，另一侧预定位挡板降至预定位台下方。

4.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述定位治具包括定位平台、调节气缸组及定位挡板，所述定位平台上设有若干个气缸安装槽，所述调节气缸组由位于待焊接工件两侧的在横向气缸及位于待焊接工件顶端的纵向气缸构成，所述定位挡板与所述纵向气缸相对，当所述横向气缸和纵向气缸均抵于所述待焊接工件上时，所述待焊接工件处于所述预定焊接位置。

5.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述机架包括四周支撑脚、固定于支撑脚顶部的框架、以及设置于框架上的纵向滑轨和横向滑轨，所述抓取机械手滑动连接于所述框架两侧，所述第一、第二对中机械手滑动连接于所述横向滑轨上，所述下料传送机构滑动连接于所述纵向滑轨上。

6.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述对中机构还包括厚薄料压板装置，该厚薄料压板装置包括厚料压板、薄料压板以及两侧的推进机构，所述厚、薄料压板位于焊接区内、对应两侧焊接平台的焊缝口上方，所述薄料压板的底端一侧设有与焊接平台配合的缺口，另一侧为厚料通过厚料侧推进机构推入所述焊接区时的挡板。

7.根据权利要求6所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述焊接平台上靠近所述焊缝口处设置有电磁铁。

8.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述抓取机械手、对中机械手、下料传送机构以及分料机械手均通过若干个吸盘与工件连接。

9.根据权利要求1所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述检测机构为视觉检测装置，包括一成像装置，一包含有影像对比软件程序的识别装置，所述成像装置用于拍摄待检测工件影像，所述识别装置通过影像对比软件程序将成像装置拍摄的影像与预存于识别装置中的标准数据进行对比，判断良品与否，并将判断结果发送至所述分料机械手中，由所述分料机械手将工件放置于对应的良品区或不合格品区。

10.根据权利要求9所述的汽车座椅骨架激光焊接系统，其特征在于：所述识别装置中预存的标准数据为所述工件焊接拼缝形貌的数据有效范围。