CN209157439U - 一种消壳体焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消壳体焊接装置，根据消声器壳体的数模曲面设计相对应的仿形上模和仿形下模，仿形上模安装在回转支撑上可以做旋转运动，并且在气液增压缸的作用下也可以上、下运动；仿形下模则安装在回转支撑上仅可以做旋转运动。工作时，气液增压缸先带动仿形上模向下运动，再增压，使消声器壳体的上壳体与下壳体的焊缝充分贴合，翻转伺服电机再工作，把整个夹具向内翻转90°，使焊缝朝上，协调焊接伺服电机再工作驱动仿形下模带动仿形上模一起旋转，并协调焊接机器人进行焊接。本方案大大提高产品的焊接质量，减少因焊缝出现渗漏而引起的质量问题；优化焊接工艺，提高劳动生产率；降低人工成本，改善工人劳动强度和焊接操作环境。

Description

一种消壳体焊接装置

技术领域

本实用新型涉及消声器技术领域，特别涉及一种消壳体焊接装置。

背景技术

消声器壳体(图1a)作为某汽车后消声器总成(图2)的一个重要组成部件，组成其的上、下壳体零件(图1b和图1c)为不锈钢材质。

现有的后消声器壳体都是在专用的工装上人工点定后再进行加焊的方式，焊缝较长，要求焊接质量较高，采用不锈钢焊丝焊接，焊接材料厚度又太薄，焊接参数不好掌握，焊接中容易出现焊漏、夹渣等缺陷，并且SOS焊接工艺要求后序的后消声器总成在进行壳体的焊缝气密性检测时不能出现任何的渗漏而引起质量问题，因此该工序成为整线的瓶颈。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种消壳体焊接装置，实现消声器壳体的自动焊接，减少因焊缝出现渗漏而引起的质量问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种消壳体焊接装置，包括：

仿形夹具，所述仿形夹具包括多个仿形夹具组件，分别用于同组成消声器壳体的多个分壳体对应配合；

用于驱使所述仿形夹具组件之间焊缝贴合的增压机构；

用于焊接所述仿形夹具组件之间焊缝的焊接机器人。

优选的，所述仿形夹具组件包括仿形上模夹具组件和仿形下模夹具组件，分别用于同所述消声器壳体的上壳体和下壳体一一对应配合。

优选的，所述仿形夹具组件包括仿形安装板和安装于其的仿形铜模。

优选的，所述增压机构包括气液增压缸。

优选的，还包括翻转机构，所述翻转机构能够驱使所述增压机构和焊缝贴合的多个所述仿形夹具组件同步旋转至所述焊接机器人处。

优选的，所述翻转机构能够将所述消声器壳体书输送到起弧的焊接最佳角度状态位置。

优选的，所述起弧的焊接最佳角度状态位置为所述焊缝朝上。

优选的，所述翻转机构包括翻转伺服电机、框架、上回转支撑、上旋转板、下旋转板和下回转支撑；

所述仿形夹具包括仿形上模夹具组件和仿形下模夹具组件；

所述仿形上模夹具组件通过所述上旋转板安装于所述上回转支撑，所述仿形下模夹具组件通过所述下旋转板安装于所述下回转支撑；所述上回转支撑和所述下回转支撑安装于所述框架，所述增压机构安装于所述框架；

所述翻转伺服电机能够驱动所述框架旋转。

优选的，所述翻转机构还包括插销气缸、插销和V型定位块；

所述V型定位块安装于所述上旋转板，所述插销气缸能够驱使所述插销运动卡进或者脱开所述V型定位块的V型槽。

优选的，所述翻转机构还包括协调翻转驱动部件，所述协调翻转驱动部件能够驱动所述仿形下模夹具组件在所述下回转支撑上旋转。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的消壳体焊接装置，具有下列的有益效果：

①、零件装夹方式：仅用一套气液增压缸，在导套、导柱的作用下，保证焊缝能紧密贴紧并提供足够的摩擦力；

②、利用回转支撑承载气液增压缸的10T作用力，保证受力及旋转运动的稳定性；

③、先装夹再变位翻转90°，把零件送到焊接区，大大提高了产品的焊接质量，减少因焊缝出现渗漏而引起的质量问题，质量得以保障；

④、优化了焊接工艺，提高了劳动生产率；

⑤、降低了人工成本，改善了工人劳动强度和焊接操作环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本实用新型实施例提供的某汽车后消声器壳体的结构示意图；

图1b为本实用新型实施例提供的上模壳体的结构示意图；

图1c为本实用新型实施例提供的下模壳体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的某汽车后消声器总成的结构示意图；

图3a为本实用新型实施例提供的仿形上模夹具组件的结构示意图；

图3b为本实用新型实施例提供的仿形上模夹具组件的结构示意图；

图4a为本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置的俯视结构示意图；

图4b为沿图4a中A-A截面的剖视结构示意图；

图4c为本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置的侧视结构示意图；

图4d为沿图4c中B-B截面的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置的主体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置的装夹姿势状态示意图；

图7为本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置的焊接姿势状态示意图。

其中，1-遮光板；2-遮光板气缸；3-气液增压缸连接轴；4-轴承；5-轴承座；6-汽车后消壳体，61为上壳体，62为下壳体；7-固定遮光板；8-防焊渣飞溅组件；9-上回转支撑；10-导套；11-导柱；12-左箱体；13-仿形下模夹具组件，131为安装板，132为仿形安装板，133为仿形铜模；14-翻转伺服电机；15-减速机；16-左连接法兰；17-框架；18-V型定位块；19-插销导套；20-插销；21-插销气缸；22-气液增压缸；23-上旋转板；24-仿形上模夹具组件，241为仿形铜模，242为仿形安装板；25-右连接法兰；26-轴承；27-从动轴；28-右箱体；29-下旋转板；30-导电环机构；31-减速机安装支架；32-协调焊接伺服电机；33-电机安装板；34-减速机；35-减速机输出法兰；36-驱动轴；37-下回转支撑。

具体实施方式

消声器壳体作为某汽车后消声器总成的一个重要组成部件，客户对其焊接质量的要求比原来的所有任何一种车型都更严格更苛刻，这就要求消声器壳体的焊接工艺不能再像传统微车的一样，必须提高一个等级，引入机器人焊接技术进行焊接。

本实用新型主要用于某汽车消声器壳体的焊接，实现后消声器壳体的自动焊接。技术方案是：人工上料，气液增压缸先带动仿形上模向下运动并增压，使消声器壳体的上壳体与下壳体的焊缝充分贴合，翻转伺服电机再工作，把整个夹具向内翻转90°，使焊缝朝上，旋转伺服电机再工作驱动仿形下模带动仿形上模一起旋转，并协调焊接机器人进行焊接，从而实现消声器壳体的焊接。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置，包括：

仿形夹具，该仿形夹具包括多个仿形夹具组件，分别用于同组成消声器壳体的多个分壳体对应配合；

用于驱使仿形夹具组件之间焊缝贴合的增压机构；

用于焊接仿形夹具组件之间焊缝的焊接机器人。当然，该消壳体焊接装置还包括组件相对应的安装支撑基础，如机架或框架，在此不再赘述。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置，先通过仿形夹具使焊缝贴合，再利用机器人焊接，与现有技术中的人工焊接方式相比，本方案大大提高了产品的焊接质量，减少因焊缝出现渗漏而引起的质量问题，质量得以保障；优化了焊接工艺，提高了劳动生产率；降低了人工成本，改善了工人劳动强度和焊接操作环境。本设计尤其适用于某汽车后消声器壳体。

具体的，仿形夹具组件包括仿形上模夹具组件24和仿形下模夹具组件13，分别用于同消声器壳体的上壳体61和下壳体62一一对应配合，其结构可以参照图1a、图1b、图1c、图3a和图3b所示，以适应上下分体形式。某汽车后消声器的壳体是由不规则的曲面所构成，因此夹具的设计不能按照传统的规则曲面来设计定位，只能按照壳体的曲面进行仿形加工，如图3a和图3b为新型后消壳体焊接装置的仿形上模夹具组件和仿形下模夹具组件。当然，还可以根据消声器壳体的其他分体结构采用相应形式的仿形夹具组件。作为优选，增压机构能够驱使仿形上模夹具组件24向下朝仿形下模夹具组件13运动，以便于为放置在仿形下模夹具组件13上的消壳体增压。

为了进一步优化上述的技术方案，仿形夹具中若干个所述仿形夹具组件为可拆卸装配，以便于焊接不同的消声器壳体。新型后消壳体焊接装置主要是针对某汽车后消声器壳体设计的，因后消声器壳体是由上壳体和下壳体组焊而成的，并且壳体都是由多维曲面所构成的，因此设计的仿形上模和仿形下模都只能按照数字模型仿形数控加工，并且是一一对应的，因此不同的汽车后消声器壳体在兼容性上只能通过切换仿形的零件来实现兼容。

具体的，仿形夹具组件包括仿形安装板和安装于其的仿形铜模，其中仿形铜模的形状与消声器的壳体相配合，仿形安装板便于仿形铜模的装卸。其结构可以参照图3a和图3b所示，131为安装板，132为仿形安装板，133为仿形铜模，241为仿形铜模，242为仿形安装板。

作为优选，增压机构包括气液增压缸22。气液增压缸一般简称增压缸，是气缸和油缸优点而改进设计的，增压缸使用压缩气压就能达到油压缸之高出力，不需要液压单元，结构简单。如图4b和图4c所示，增压机构还包括导套10和导柱11，气液增压缸22工作带动仿形上模夹具组件24和导柱11沿着导套10向下运动，在导套10和导柱11的作用下，保证焊缝能紧密贴紧并提供足够的摩擦力。

本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置，还包括翻转机构，该翻转机构能够驱使增压机构和焊缝贴合的多个仿形夹具组件同步旋转至焊接机器人处，以便于机器人从合适对消声器壳体进行焊接，提高焊接质量；本方案可将零件主动翻转送到焊接区，则焊接机器人不必设计在特定位置，降低了布设难度，可避免与其他部件的干涉。

为了进一步优化上述的技术方案，翻转机构能够将消声器壳体书输送到起弧的焊接最佳角度状态位置，从而保证焊接效果，避免泄露。

具体的，起弧的焊接最佳角度状态位置为焊缝朝上。在本实施例中，先装夹再变位翻转90°，把零件送到焊接区。

作为优选，翻转机构包括翻转伺服电机14、框架17、上回转支撑9、上旋转板23、下旋转板29和下回转支撑37，其结构可以参照图4a、图4b、图4c和图4d所示；

其中，仿形夹具包括仿形上模夹具组件24和仿形下模夹具组件13；

仿形上模夹具组件24通过上旋转板23安装于上回转支撑9，仿形下模夹具组件13通过下旋转板29安装于下回转支撑37；上回转支撑9和下回转支撑37安装于框架17，增压机构安装于框架17；回转支撑是新型机械零部件，它有内外圈、滚动体等构成，回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩；利用回转支撑承载增压机构的作用力，保证受力及旋转运动的稳定性；

翻转伺服电机14能够驱动框架17旋转，框架17作为各可翻转部件的安装支撑基础。如图4b所示，翻转伺服电机14可以通过减速机15和左连接法兰16带动框架17及其上面的部件作90°向内侧翻转至焊接区。具体的，翻转伺服电机14通过左箱体12安装，框架17还通过右连接法兰25、从动轴27和轴承26安装于右箱体28。

在本实施例中，翻转机构还包括插销气缸21、插销20和V型定位块18，能够为翻转提供锁定功能，其结构可以参照图4b所示；

其中，V型定位块18安装于上旋转板23，插销气缸21能够驱使插销20运动卡进或者脱开V型定位块18的V型槽。在工作时，上旋转板23安装在上回转支撑9上，初始状态时，插销气缸21通过插销20卡进V型定位块18的V型槽上，因V型定位块18安装在上旋转板23上，则使得上旋转板23不能旋转保持原位不动；当零件装夹完成后，插销气缸21工作，使得插销20向上运动脱开V型定位块18。

具体的，翻转机构还包括协调翻转驱动部件，协调翻转驱动部件能够驱动仿形下模夹具组件13在下回转支撑37上旋转。其结构可以参照图4b所示，协调焊接伺服电机32则通过减速机34和减速机输出法兰35带动驱动轴36，驱动轴36又通过下旋转板29驱动仿形下模夹具组件13在回转支撑37上作N*180°旋转，因仿形上模夹具组件24在气液增压缸22的作用力下，通过摩擦力从而带动仿形上、下模夹具组件一起旋转协调焊接。

为了进一步优化上述的技术方案，本实用新型实施例提供的消壳体焊接装置，包括多个仿形夹具和增压机构，焊接机器人能够与多个操作工位的仿形夹具和增压机构配合，以提高工作效率。其结构可以参照图5所示，包括左操作工位和右操作工位。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型的新型后消壳体焊接装置主要是针对某汽车后消声器壳体设计的，其工作过程如下：

如图4和图5所示，上旋转板23安装在上回转支撑9上，初始状态时，插销气缸21通过插销20卡进V型定位块18的V型槽上，因V型定位块18安装在上旋转板23上，则使得上旋转板23不能旋转保持原位不动。当操作人员装夹完零件后，按下“启动”按钮，气液增压缸22工作带动仿形上模夹具组件24和导柱11沿着导套10向下运动，可提供10T的输出力，确保壳体上、下组件的焊缝压紧紧密贴合，待信号到位后插销气缸21工作，使得插销20向上运动脱开V型定位块18，翻转伺服电机14就会通过减速机15和左连接法兰16带动框架17及其上面的部件作90°向内侧翻转至焊接区，把装夹好的零件输送到起弧的焊接最佳角度状态位置，同时遮光板气缸2工作推动遮光板1竖起，协调焊接伺服电机32则通过减速机34和减速机输出法兰35带动驱动轴36，驱动轴36又通过下旋转板29驱动仿形下模夹具组件13在下回转支撑37上作N*180°旋转，因仿形上模夹具组件24在气液增压缸22的10T作用力下，通过摩擦力从而带动仿形上、下模夹具组件一起旋转协调焊接。

本实用新型利用两套回转支撑，在一套气液增压缸的10T作用力下，使得后消上、下壳体的焊缝充分紧密贴合，再把整个焊接夹具(包括气液增压缸)翻转进焊接区域，把装夹好的零件转到起弧的焊接最佳角度状态位置再进行协调焊接，关键点在于上、下仿形模装夹零件时的位置角度要对齐，不能出现错边，同时，保证气液增压缸翻转90°后的增压压力不能失效。

综上所述，本实用新型实施例公开了一种消壳体焊接装置，主要用于某汽车消声器壳体的自动焊接。基本方案是：根据消声器壳体的数模曲面设计相对应的仿形上模和仿形下模，仿形上模安装在回转支撑上可以做旋转运动，并且在气液增压缸的作用下也可以上、下运动。仿形下模则安装在回转支撑上仅可以做旋转运动。工作时，气液增压缸先带动仿形上模向下运动，再增压，使消声器壳体的上壳体与下壳体的焊缝充分贴合，翻转伺服电机再工作，把整个夹具向内翻转90°，使焊缝朝上，协调焊接伺服电机再工作驱动仿形下模带动仿形上模一起旋转，并协调焊接机器人进行焊接，从而实现消声器壳体的焊接。

本方案具有下列的优点：

①、零件装夹方式：仅用一套气液增压缸，在导套、导柱的作用下，保证焊缝能紧密贴紧并提供足够的摩擦力；

②、利用回转支撑承载气液增压缸的10T作用力，保证受力及旋转运动的稳定性；

③、先装夹再变位翻转90°，把零件送到焊接区，大大提高了产品的焊接质量，减少因焊缝出现渗漏而引起的质量问题，质量得以保障；

④、优化了焊接工艺，提高了劳动生产率；

⑤、降低了人工成本，改善了工人劳动强度和焊接操作环境。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种消壳体焊接装置，其特征在于，包括：

仿形夹具，所述仿形夹具包括多个仿形夹具组件，分别用于同组成消声器壳体的多个分壳体对应配合；

用于驱使所述仿形夹具组件之间焊缝贴合的增压机构；

用于焊接所述仿形夹具组件之间焊缝的焊接机器人。

2.根据权利要求1所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述仿形夹具组件包括仿形上模夹具组件(24)和仿形下模夹具组件(13)，分别用于同所述消声器壳体的上壳体(61)和下壳体(62)一一对应配合。

3.根据权利要求1所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述仿形夹具组件包括仿形安装板和安装于其的仿形铜模。

4.根据权利要求1所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述增压机构包括气液增压缸(22)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的消壳体焊接装置，其特征在于，还包括翻转机构，所述翻转机构能够驱使所述增压机构和焊缝贴合的多个所述仿形夹具组件同步旋转至所述焊接机器人处。

6.根据权利要求5所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述翻转机构能够将所述消声器壳体书输送到起弧的焊接最佳角度状态位置。

7.根据权利要求6所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述起弧的焊接最佳角度状态位置为所述焊缝朝上。

8.根据权利要求5所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述翻转机构包括翻转伺服电机(14)、框架(17)、上回转支撑(9)、上旋转板(23)、下旋转板(29)和下回转支撑(37)；

所述仿形夹具包括仿形上模夹具组件(24)和仿形下模夹具组件(13)；

所述仿形上模夹具组件(24)通过所述上旋转板(23)安装于所述上回转支撑(9)，所述仿形下模夹具组件(13)通过所述下旋转板(29)安装于所述下回转支撑(37)；所述上回转支撑(9)和所述下回转支撑(37)安装于所述框架(17)，所述增压机构安装于所述框架(17)；

所述翻转伺服电机(14)能够驱动所述框架(17)旋转。

9.根据权利要求8所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述翻转机构还包括插销气缸(21)、插销(20)和V型定位块(18)；

所述V型定位块(18)安装于所述上旋转板(23)，所述插销气缸(21)能够驱使所述插销(20)运动卡进或者脱开所述V型定位块(18)的V型槽。

10.根据权利要求8所述的消壳体焊接装置，其特征在于，所述翻转机构还包括协调翻转驱动部件，所述协调翻转驱动部件能够驱动所述仿形下模夹具组件(13)在所述下回转支撑(37)上旋转。