[實用新型]一種汽車白車身豎直面曲線自動焊接裝置

有效

• 申請號: 201320249267.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN203292684U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 莫易敏;程鴦;操成;湯春球;劉衛;劉勇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23K11/11
• 分類號: B23K11/11;B23K11/31;B23K37/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;胡琳萍

技術領域

本實用新型涉及車身焊接里的電阻點焊領域，具體涉及一種汽車白車身豎直面曲線自動焊接裝置。

背景技術

目前成熟的車身電阻點焊焊接技術有手工點焊、專機多點焊和機器人焊。?

手工點焊設備簡單，采用普通電阻焊機，由手工操作焊鉗依次對車身每個焊點進行焊接，其生產線設備投資及維護成本低，靈活性好，但存在勞動強度高、效率較低、人工定位不精確、焊點質量一致性與焊點外觀質量較差等弊端，因此將難以滿足人們對汽車制造質量越來越高的要求。?

專機多點焊是采用多點焊機進行焊接，適用于焊裝結構形狀復雜、焊點密集、接頭搭邊小、操作困難、焊接質量難以保證等特征的工件，但是多點焊設備投資大、專用性強，只適用于某一種產品焊接，對涉及到結構強度的電阻點焊點難以同時保證多點的焊接質量，且柔性程度低。

機器人點焊是指利用集成有伺服焊槍的機器人按預規劃的軌跡沿工件表面運動逐點焊接，具有自動化程度高，柔性強，焊接質量好等優點，但是其前期投資和后期維護成本高，回收期太長，投入產出比低，不利于大面積快速推廣。

微車白車身中有一部分焊點在豎直面內近似呈平面分布，空間內分布相對密集、間隔比較均勻，且焊點數量較多，如總拼門檻。鑒于人工焊接方式勞動強度大、生產效率低，專機多點焊柔性程度低，機器人點焊投資成本高等缺陷，目前亟需新型的焊接設備來添補此空白領域。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術中的上述缺陷，提供一種能夠模擬工業機器人進行焊接的汽車白車身豎直面曲線自動焊接裝置，且裝置結構小巧簡單、柔性較高、成本低、高質高效。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案是：

一種汽車白車身豎直面曲線自動焊接裝置，其特征在于：主要包含工作臺底座、X軸進給模塊、Z軸進給模塊、A軸旋轉模塊以及焊鉗，A軸與X軸平行且垂直于YZ軸平面；X軸進給模塊固定在工作臺底座上，Z軸進給模塊固定在X軸進給模塊上且能隨X軸進給模塊的移動而移動，A軸旋轉模塊固定在Z軸進給模塊上且能沿Z軸進給模塊的移動而移動；焊鉗固定在A軸旋轉模塊上且能繞A軸旋轉。

按上述技術方案，X軸進給模塊、Z軸進給模塊中均采用齒輪齒條傳動機構。

按上述技術方案，工作臺底座上固定設置X軸齒條以及與X軸齒條相平行的兩根X軸導軌，X軸連接板與工作臺底座沿Z軸間隔平行設置，?X軸伺服電機固定在X軸連接板上，X軸伺服電機的輸出端齒輪與X軸齒條嚙合；?X軸連接板底面固定設置的X軸滑塊與X軸導軌相匹配并能帶動X軸連接板沿X軸向移動；X軸連接板上固定設置Z向工作臺，Z向工作臺上固定設置Z軸齒條以及與Z軸齒條相平行的兩根Z軸導軌；連接板沿X軸向與Z向工作臺平行間隔設置，連接板上的Z軸滑塊與各Z軸導軌相匹配并能帶動連接板依靠Z軸導軌沿Z向移動；Z軸伺服電機固定在連接板上且電機輸出軸端的Z向齒輪與Z軸齒條嚙合，Z向工作臺中心設置用以穿過空冷電纜及水纜的U型槽。

按上述技術方案，A軸旋轉模塊中，空心的套筒穿過回轉支承的內圈中心，且空冷電纜及水纜穿過套筒與焊鉗連接；套筒中心線方向即為A軸旋轉中心；回轉支承內外圈通過滾動體連接，回轉支承內圈固定在連接板上從而使得連接板帶動旋轉模塊沿Z向上下滑動；回轉支承外圈外齒輪與A向伺服電機輸出端的小齒輪相嚙合，回轉支承外圈上固定連接能夠隨外圈轉動的圓盤，圓盤上沿X軸的外側面上固定連接焊鉗，焊鉗在回轉支承的Z向豎直面內能夠進行-180°～180°旋轉運動；焊鉗的電極頭沿Y向距離旋轉中心偏心距為L。

按上述技術方案，焊鉗的電極頭Y向上距離A軸旋轉模塊的旋轉中心偏心距L大于焊接范圍Y向長度。

按上述技術方案，焊鉗采用分體式X型焊鉗。

本實用新型采用模塊化的焊接設備，通過各個模塊的快速組合既能實現預定的功能，能適用于任意豎直空間平面及類似平面分布的曲面以及曲線狀分布的焊點。

本實用新型的工作原理為：

焊接時，X軸伺服電機驅動工作臺的齒輪齒條機構使焊鉗到達預定的焊接平面即Y-Z平面，?焊鉗的初始位置與Z軸垂直；Z軸伺服電機通過齒輪齒條帶動焊鉗沿移動完成Z向上的點的焊接，之后A向伺服電機通過小齒輪與回轉支承外圈圓盤的外齒輪配合傳動帶動焊鉗在Y-Z平面內旋轉使焊鉗與Y軸成一定角度進行Y向上的焊接，并與Z軸的移動相配合，完成Y向點的焊接。通過X、Z、A三軸的組合，實現Y-Z平面上所有焊點的焊接。