CN213795021U - 铝合金油箱隔板焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动焊接技术领域，具体涉及一种铝合金油箱隔板焊接工作站。该工作站的底座的上方设置有焊接平台。焊接平台上安装有焊接机器人。变位机安装在焊接平台与底座之间，包括提升装置和带动提升装置转动的旋转装置。提升装置上的提升导轨通过提升导向滑座连接有定位夹具。定位夹具在提升部件的驱动下沿着提升导轨的延伸方向滑动。定位夹具的一对定位导轨固定安装在定位框架上。一对夹紧部件通过定位导向滑座与定位导轨相连，其底部通过定位丝杆相连，在定位电机的驱动下一对夹紧部件沿着定位导轨的延伸方向滑动，对铝合金油箱的端部形成夹紧。该工作站进一步提高了油箱隔板的焊接效率和精度，保证了油箱的焊接质量的一致性。

Description

铝合金油箱隔板焊接工作站

技术领域

本实用新型涉及自动焊接技术领域，具体涉及一种铝合金油箱隔板焊接工作站。

背景技术

铝合金油箱具有质量轻、耐腐蚀性能好等优势，广泛应用于汽车制造行业。铝合金油箱的制作工艺复杂，尤其是它的焊接工艺。为了保证铝合金油箱的焊接精度，在焊接工位配备焊接机器人形成焊接工作站。焊接工作站通常包括弧焊机器人系统、焊接系统和定位装夹系统等。油箱被定位装夹完成后，利用激光跟踪器以获取最佳的焊接位置，保证焊接精度。

但是，现有的铝合金油箱隔板焊接工作站，在定位装夹时自动化程度低。在焊接同一个油箱的隔板时，需要人工翻转油箱本体，焊接两侧的隔板。人员负荷大。同时功能单一，无法满足多种规格型号共用。产品一致性差，每次焊缝位置都需要调整。

综上所述，在铝合金油箱隔板焊接时，如何设计一种焊接工作站，用以提高焊接效率及焊接精度，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，为铝合金油箱在焊接过程中，提供一种加工设备，便于对不同位置的油箱隔板实施焊接，进一步提高焊接效率以及焊接精度，保证油箱的焊接质量的一致性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种铝合金油箱隔板焊接工作站，包括底座、焊接机器人、定位夹具和变位机；

所述底座的上方设置有焊接平台，焊接机器人固定安装在焊接平台上；

所述变位机固定安装在底座上，且位于焊接平台与底座之间，所述变位机包括提升装置和带动提升装置转动的旋转装置，旋转装置包括固定框架和旋转盘，固定框架安装在底座上，提升装置的提升框架通过旋转法兰与旋转盘相连，固定框架的内部具有驱动旋转盘的动力部件；

所述提升装置包括提升框架、提升导轨和提升部件，一对提升导轨固定安装在提升框架上，定位夹具通过提升导向滑座与提升导轨相连，并在提升部件的驱动下沿着提升导轨的延伸方向滑动；

所述定位夹具包括定位框架、定位导轨、对铝合金油箱的外壁形成吸附的吸盘和夹紧部件，一对定位导轨固定安装在定位框架上，定位框架的底部通过连接法兰与提升导向滑座相连，一对夹紧部件通过定位导向滑座与定位导轨相连，一对夹紧部件的底部通过定位丝杆相连，定位丝杆的主动端联接有定位电机，在定位电机的驱动下一对夹紧部件沿着定位导轨的延伸方向滑动，对铝合金油箱的端部形成夹紧，吸盘位于一对夹紧部件之间，吸盘的底部固定架通过定位导向滑座与定位导轨相连。

作为优选，提升部件包括提升电机和提升丝杆，提升电机与提升丝杆均固定安装在提升框架上，提升丝杆的轴线与提升导轨在其延伸方向上的中心线平行，提升电机的输出轴与提升丝杆的主动端相联接，提升丝杆上设置有提升动力滑座，提升动力滑座与定位框架的底部相连，提升电机通过提升丝杆和提升动力滑座将动力传送至定位夹具，实现定位夹具在提升导轨上的往复滑动。

作为优选，夹紧部件包括夹具底座、主气缸、对铝合金油箱端部施加夹紧力的夹板、辅助气缸和对铝合金油箱的隔板施加夹紧力的压板，夹具底座通过定位导向滑座与定位导轨相连，主气缸和一对辅助气缸均固定安装在夹具底座上，主气缸位于一对辅助气缸之间，主气缸的活塞杆的轴线平行于定位丝杆的轴线，辅助气缸的活塞杆的轴线垂直于主气缸的活塞杆的轴线，夹板固定安装在主气缸的活塞杆的端部，压板固定安装在辅助气缸的活塞杆的端部。

作为优选，一对夹紧部件中的一侧与主气缸的活塞杆相连的夹板上设置有卡槽，卡槽具有定位台阶，该定位台阶的侧面在主气缸实施夹紧时可作为定位基准。

作为优选，一对夹紧部件之间具有两组吸盘，两组吸盘之间的间距可调，针对不同尺寸的铝合金油箱，提供更加均匀的吸附力，避免油箱的外壁发生变形。

作为优选，定位框架上设置有连接块，连接块上固定安装有托辊，托辊包括辊子组件和托辊支架，辊子组件固定安装在托辊支架上，托辊支架的安装面垂直于定位导轨所在平面。如此设置，便于操作人员将待焊接的铝合金油箱推送至定位夹具的吸盘处，降低搬运过程中发生磕碰的概率，保护产品外观的美观度。

作为优选，底座的四周安装有围栏，围栏的一侧设置有出入口，出入口具有打开状态和关闭状态，当处于打开状态时，焊接机器人停止工作，当处于关闭状态时，焊接机器人实施焊接。

作为优选，焊接平台的一侧设置有连接底座和焊接平台的工作台面的爬梯，便于在安装或者检修时，操作人员能够爬上焊接平台，爬梯的外侧安装有保护栏杆，用于进一步保护人员安全。

作为优选，提升框架上设置有提升拖链线槽，提升拖链线槽的固定端与提升框架相连，提升拖链线槽的活动端随提升导向滑座的滑动而移动。电缆在拖链内整齐而有规则地排列在一起，增强了焊接工作站的整体造型效果。

作为优选，定位框架上设置有定位夹具拖链线槽，定位夹具拖链线槽的固定端与定位框架相连，定位夹具拖链线槽的活动端随夹紧部件的滑动而移动。拖链线槽的结构简单、轻巧，节省传动空间，易拆装，易维修，有利于延长线缆的使用寿命。

本实用新型提供的铝合金油箱隔板焊接工作站与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：

1、该铝合金油箱隔板工作站在油箱的焊接工位增设了变位机，利用变位机的旋转装置，对安装在提升装置上的定位夹具在垂直面内实现180度的转动，便于焊接机器人对油箱两端的隔板实施焊接，避免了重复地定位装夹，提高了焊接加工的效率，同时，消除了重复装夹带来的重复定位误差，进一步提高了焊接精度，大大提升了产品的一致性；

2、该铝合金油箱隔板工作站在油箱装夹完成后，利用提升装置将定位夹具连同油箱一起提升至旋转装置的旋转轴线附近，避免了定位夹具在旋转过程中与底座发生干涉，同时，节省了设备所需的旋转空间，降低了工作站对安装场地的需求，能够适应更多的场合。

附图说明

图1是本实用新型实施例中铝合金油箱隔板工作站的示意图；

图2是定位夹具4、提升装置5和托辊6的装配示意图；

图3是提升装置5的装配示意图；

图4是定位夹具4的装配示意图；

图5是托辊6的结构示意图；

图6是旋转装置7的示意图；

图7是夹紧部件44的结构示意图。

附图标记：底座1、焊接平台2、焊接机器人3、定位夹具4、提升装置5、托辊6、旋转装置7、围栏8、爬梯9、定位框架41、定位导轨42、吸盘43、夹紧部件44、连接法兰45、定位夹具拖链线槽46、连接块47、定位导向滑座48、定位丝杆49、提升电机51、提升导轨 52、提升框架53、提升导向滑座54、旋转法兰55、提升丝杆56、提升动力滑座57、提升拖链线槽58、辊子组件61、托辊支架62、固定框架71、旋转盘72、夹具底座441、主气缸442、夹板443、辅助气缸444、压板445。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示的铝合金油箱隔板焊接工作站，在现有铝合金油箱的焊接工位上做出改进，便于对油箱的内部的隔板实施焊接，用以进一步提高焊接效率以及焊接精度，保证油箱的焊接质量的一致性。该工作站在原有的焊接工位增设变位机，利用变位机的旋转装置，对安装在提升装置上的定位夹具在垂直面内实现180度的转动，便于焊接机器人对油箱两端的隔板实施焊接，避免了重复地定位装夹，提高了焊接加工的效率，同时，消除了重复装夹带来的重复定位误差，进一步提高了焊接精度，大大提升了产品的一致性。

如图1所示的一种铝合金油箱隔板焊接工作站，包括底座1、焊接机器人3、定位夹具4 和变位机。底座1的上方设置有焊接平台2。焊接机器人3固定安装在焊接平台2上。底座1 作为整个焊接工作站的支撑基础，便于在工作站建立时，以地面为基准实施找平工序。可根据现场的施工情况，在底座与地面基础之间添加垫块等支撑物，用以快速完成找平，形成工作站定位的粗基准，有利于保证焊接过程中的精度。焊接平台2可选用结构件搭成的工作平台。焊接平台2的四周均设置有护栏，平台的底部还设置有花纹钢板，由于增强平台表面的摩擦力，进一步保证人员在焊接平台上安装和检修时的安全。

焊接机器人3包括弧焊机器人系统、MIG(惰性气体保护电弧焊)焊接系统、机器人专用水冷气保焊枪及电缆、跟踪系统、PLC系统控制器及操作盒。弧焊机器人系统可选用Motoman 机器人本体HP20、机器人控制器和示教编程器、激光跟踪器的接口软件、焊枪防碰撞传感器软件、焊枪安装支架、外部轴交流伺服电机及其伺服包和外部轴控制软件等。

MIG焊接系统包括数字式双脉冲焊接电源TPS－5000及送丝装置、ROB5000机器人接口等。跟踪系统可选用META激光跟踪系统，包括传感头、摄像机电缆、控制器、激光调试工具软件等。根据实际焊缝的情况及要求，可以通过调整摄像机的视场来获取良好的跟踪效果。

底座1的四周安装有围栏8。围栏8的一侧设置有出入口，出入口具有打开状态和关闭状态。当处于打开状态时，焊接机器人3停止工作；当处于关闭状态时，焊接机器人3实施焊接。焊接平台2的一侧设置有连接底座1和焊接平台2的工作台面的爬梯9。便于在安装或者检修时，操作人员能够爬上焊接平台2。爬梯9的外侧安装有保护栏杆，用于进一步保护人员安全。

如图1所示变位机固定安装在底座1上，且位于焊接平台2与底座1之间。变位机包括提升装置5和带动提升装置转动的旋转装置7。如图6所示，旋转装置7包括固定框架71和旋转盘72。固定框架71安装在底座1上。结合图3所示，提升装置5的提升框架53通过旋转法兰55与旋转盘72相连。固定框架71的内部具有驱动旋转盘72的动力部件。固定框架71 上还设置有线缆支架，便于排线走线的美观，进一步增强焊接工作站的整体造型效果。

其中，动力部件可选用伺服电机，便于精准控制旋转盘72带动提升装置转动的角度。旋转法兰55与旋转盘72通过紧固件连接，便于安装和拆卸。同时，进一步提高提升装置与旋转装置之间的连接刚度，用以保证其旋转精度，降低焊接机器人在捕捉焊缝时，进行位置补偿的定位工作量，进而保证焊接时的位置精度，提高焊接的效率。

如图3所示，提升装置5包括提升框架53、提升导轨52和提升部件。一对提升导轨52固定安装在提升框架53上。结合图2所示，定位夹具4通过提升导向滑座54与提升导轨52 相连，并在提升部件的驱动下沿着提升导轨52的延伸方向滑动。

提升部件包括提升电机51和提升丝杆56。提升电机51与提升丝杆56均固定安装在提升框架53上。提升丝杆56的轴线与提升导轨52在其延伸方向上的中心线平行。提升电机51 的输出轴与提升丝杆56的主动端相联接。提升丝杆56上设置有提升动力滑座57。提升动力滑座57与定位夹具4的定位框架的底部相连。提升电机51通过提升丝杆56和提升动力滑座 57将动力传送至定位夹具4，实现定位夹具4在提升导轨52上的往复滑动。

如图4所示，定位夹具4包括定位框架41、定位导轨42、对铝合金油箱的外壁形成吸附的吸盘43和夹紧部件44。一对定位导轨42固定安装在定位框架41上。定位框架41的底部通过连接法兰45与提升导向滑座54相连。一对夹紧部件44通过定位导向滑座48与定位导轨42相连。一对夹紧部件44的底部通过定位丝杆49相连。定位丝杆49的主动端联接有定位电机。在定位电机的驱动下一对夹紧部件44沿着定位导轨42的延伸方向滑动，对铝合金油箱的端部形成夹紧。吸盘43位于一对夹紧部件44之间。吸盘43的底部固定架通过定位导向滑座 48与定位导轨42相连。

如图7所示，夹紧部件44包括夹具底座441、主气缸442、对铝合金油箱端部施加夹紧力的夹板443、辅助气缸444和对铝合金油箱的隔板施加夹紧力的压板445。夹具底座441通过定位导向滑座48与定位导轨42相连。主气缸442和一对辅助气缸444均固定安装在夹具底座 441上。主气缸442位于一对辅助气缸444之间。主气缸442的活塞杆的轴线平行于定位丝杆 49的轴线。辅助气缸444的活塞杆的轴线垂直于主气缸442的活塞杆的轴线。夹板443固定安装在主气缸442的活塞杆的端部。压板445固定安装在辅助气缸444的活塞杆的端部。

夹板443和压板445均可选用紧固件连接的方式分别与活塞杆相连，便于其作为易磨损件定期更换，有利于保证定位精度。

其中，一对夹紧部件44中的一侧与主气缸442的活塞杆相连的夹板443上设置有卡槽。卡槽具有定位台阶，该定位台阶的侧面在主气缸实施夹紧时可作为定位基准。

如图4所示，一对夹紧部件44之间具有两组吸盘43。两组吸盘43之间的间距可调，针对不同尺寸的铝合金油箱，提供更加均匀的吸附力，避免油箱的外壁发生变形。

如图2结合图4所示，定位框架41上设置有连接块47。连接块47上固定安装有托辊6。如图5所示，托辊6包括辊子组件61和托辊支架62。辊子组件61固定安装在托辊支架62上。托辊支架62的安装面垂直于定位导轨42所在平面。如此设置，便于操作人员将待焊接的铝合金油箱推送至定位夹具的吸盘处，降低搬运过程中发生磕碰的概率，保护产品外观的美观度。

如图3所示，提升框架53上设置有提升拖链线槽58。提升拖链线槽58的固定端与提升框架53相连。提升拖链线槽58的活动端随提升导向滑座54的滑动而移动。电缆在拖链内整齐而有规则地排列在一起，增强了焊接工作站的整体造型效果。

如图4所示，定位框架41上设置有定位夹具拖链线槽46。定位夹具拖链线槽46的固定端与定位框架41相连。定位夹具拖链线槽46的活动端随夹紧部件44的滑动而移动。拖链线槽的结构简单、轻巧，节省传动空间，易拆装，易维修，有利于延长线缆的使用寿命。

定位夹具4通过在结构上的改进，改善了铝合金油箱在焊接过程中的装夹方式，减少了变形，夹紧力分布更加均匀，有利于避免焊接过程中的热应力集中导致的工件变形。

本实施例中的铝合金油箱隔板焊接工作站使用时，操作人员将待焊接的铝合金油箱通过托辊滑动至定位夹具处。吸盘对油箱的外壁实施吸附，形成初步夹取。一对夹紧部件在定位电机的驱动下，定位导向滑座在定位丝杆带动两个夹紧部件相向运动，对油箱的两端实施定位和夹紧。由于定位丝杆和定位导向滑座的结构属于滚珠丝杆结构，因此一对夹紧部件对油箱还具有自动对中的功能。主气缸和辅助气缸分别通过夹板和压板相油箱施加夹紧力，完成油箱在定位夹具上的定位和夹紧。

提升装置中的提升电机驱动提升丝杆，通过提升动力滑座带动定位夹具向上运动，直至将油箱的中部提升至旋转装置的旋转中心的附近停止。如此操作，能够避免定位夹具在旋转过程中与底座发生干涉，同时，节省了设备所需的旋转空间，降低了工作站对安装场地的需求，能够适应更多的场合。旋转装置的旋转盘带动提升装置开始旋转顺时针旋转90度，将油箱的端部对向焊接机器人，等待焊机机器人完成隔板的焊接。旋转装置的旋转盘带动提升装置再旋转 180度，将油箱的另一个端部对向焊接机器人。焊接完成后，油箱回到初始位置。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，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、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，包括底座、焊接机器人、定位夹具和变位机；

所述底座的上方设置有焊接平台，所述焊接机器人固定安装在焊接平台上；

所述变位机固定安装在底座上，且位于焊接平台与底座之间，所述变位机包括提升装置和带动提升装置转动的旋转装置，所述旋转装置包括固定框架和旋转盘，所述固定框架安装在底座上，所述提升装置的提升框架通过旋转法兰与旋转盘相连，所述固定框架的内部具有驱动旋转盘的动力部件；

所述提升装置包括提升框架、提升导轨和提升部件，一对提升导轨固定安装在提升框架上，所述定位夹具通过提升导向滑座与提升导轨相连，并在提升部件的驱动下沿着提升导轨的延伸方向滑动；

所述定位夹具包括定位框架、定位导轨、对铝合金油箱的外壁形成吸附的吸盘和夹紧部件，一对定位导轨固定安装在定位框架上，所述定位框架的底部通过连接法兰与提升导向滑座相连，一对夹紧部件通过定位导向滑座与定位导轨相连，一对夹紧部件的底部通过定位丝杆相连，所述定位丝杆的主动端联接有定位电机，在定位电机的驱动下一对夹紧部件沿着定位导轨的延伸方向滑动，对铝合金油箱的端部形成夹紧，所述吸盘位于一对夹紧部件之间，所述吸盘的底部固定架通过定位导向滑座与定位导轨相连。

2.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述提升部件包括提升电机和提升丝杆，所述提升电机与提升丝杆均固定安装在提升框架上，所述提升丝杆的轴线与提升导轨在其延伸方向上的中心线平行，所述提升电机的输出轴与提升丝杆的主动端相联接，所述提升丝杆上设置有提升动力滑座，所述提升动力滑座与定位框架的底部相连。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述夹紧部件包括夹具底座、主气缸、对铝合金油箱端部施加夹紧力的夹板、辅助气缸和对铝合金油箱的隔板施加夹紧力的压板，所述夹具底座通过定位导向滑座与定位导轨相连，所述主气缸和一对辅助气缸均固定安装在夹具底座上，所述主气缸位于一对辅助气缸之间，所述主气缸的活塞杆的轴线平行于定位丝杆的轴线，所述辅助气缸的活塞杆的轴线垂直于主气缸的活塞杆的轴线，所述夹板固定安装在主气缸的活塞杆的端部，所述压板固定安装在辅助气缸的活塞杆的端部。

4.根据权利要求3所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，一对夹紧部件中的一侧与主气缸的活塞杆相连的夹板上设置有卡槽，所述卡槽具有定位台阶。

5.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述一对夹紧部件之间具有两组吸盘，两组吸盘之间的间距可调。

6.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述定位框架上设置有连接块，所述连接块上固定安装有托辊，所述托辊包括辊子组件和托辊支架，所述辊子组件固定安装在托辊支架上，所述托辊支架的安装面垂直于定位导轨所在平面。

7.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述底座的四周安装有围栏，所述围栏的一侧设置有出入口，所述出入口具有打开状态和关闭状态，当处于打开状态时，焊接机器人停止工作，当处于关闭状态时，焊接机器人实施焊接。

8.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述焊接平台的一侧设置有连接底座和焊接平台的工作台面的爬梯，所述爬梯的外侧安装有保护栏杆。

9.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述提升框架上设置有提升拖链线槽，所述提升拖链线槽的固定端与提升框架相连，所述提升拖链线槽的活动端随提升导向滑座的滑动而移动。

10.根据权利要求1所述的铝合金油箱隔板焊接工作站，其特征在于，所述定位框架上设置有定位夹具拖链线槽，所述定位夹具拖链线槽的固定端与定位框架相连，所述定位夹具拖链线槽的活动端随夹紧部件的滑动而移动。

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