專利名稱：一種汽車白車身的自動焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車車身焊接的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車白車身的自動焊接裝置。
背景技術(shù)：
汽車白車身中有較大一部分比例的電阻點焊點呈空間三維分布、且數(shù)量較多，如側(cè)圍，門蓋、裙邊等處。針對白車身上的這些區(qū)域，目前成熟的電阻點焊技術(shù)有手工點焊、專機多點焊及機器人點焊。手工點焊是指由人工手抱點焊鉗逐點對工件進行焊接。其柔性大、成本相對較低，但是存在人工定位不準確、焊點一致性質(zhì)量和外觀質(zhì)量不高、特殊位置焊點人機工程差等弊端,且隨著國內(nèi)人力成本的不斷上升,人工焊接的成本也將越來越高。專機多點焊是指為特定工件設(shè)計制造的焊機，其上安裝的多把點焊槍同時進行工作。其適用于具有焊點位置分布密集，且分布特征有共性、接頭搭邊小、操作困難、焊接質(zhì)量難以保證等特征的工件，但是設(shè)備投資大、專用性強，制造成本及維修費用高，只適用于某一種產(chǎn)品的焊接，對涉及到結(jié)構(gòu)強度的電阻點焊點難以同時保證多點的焊接質(zhì)量，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(yù)規(guī)劃的軌跡沿工件表面逐點焊接。其功能強大、自動化程度高、運動精度高、質(zhì)量一致性好、柔性能力強，但前期投資和后期維護成本高，且需要配備專門的技術(shù)人員，不利于大面積快速推廣。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供了一種能夠模擬工業(yè)機器人進行自動焊接、結(jié)構(gòu)小巧簡單、操作簡便、保證較高質(zhì)量一致性、較高柔性、較低投資維護成本、較高生產(chǎn)效率、通過標準化的模塊進行快速組合而適應(yīng)不同焊接對象的汽車白車身的自動焊接裝置。本實用新型的技術(shù)方案是:這種汽車白車身的自動焊接裝置，帶有焊鉗的Z軸負載模塊連接到多軸線性模塊，旋轉(zhuǎn)模塊將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動，多軸線性模塊將電機的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)軌的線性運動，多軸線性模塊包括X軸線性模塊、Z軸負載模塊，X軸線性模塊、Z軸負載模塊和旋轉(zhuǎn)模塊通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接。由于采用模塊的組合通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接，從而能夠模擬工業(yè)機器人進行焊接、結(jié)構(gòu)小巧簡單、操作簡便、保證較高質(zhì)量一致性、較高柔性、較低投資維護成本、較高生產(chǎn)效率、適應(yīng)不同焊接對象。

圖1是根據(jù)本實用新型的一種汽車白車身的自動焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的一種變種，即另一種汽車白車身的自動焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是焊鉗的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是旋轉(zhuǎn)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，帶有焊鉗17的Z軸負載模塊連接到多軸線性模塊，旋轉(zhuǎn)模塊將電機4的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動，多軸線性模塊中，電機4通過聯(lián)軸器10與滾珠絲桿12相連，絲桿上的螺母通過工作平板18與用于導(dǎo)向的直線的導(dǎo)軌13上的滑塊6相連，通過電機4轉(zhuǎn)動帶動絲桿12轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)絲桿12上的螺母沿絲桿12作軸向運動，進而由螺母推動工作臺平板18及滑塊6沿著直線導(dǎo)軌13作線性運動，最終實現(xiàn)將電機4的回轉(zhuǎn)運動變成沿直線導(dǎo)軌13的線性運動，通過回轉(zhuǎn)運動和線性運動的組合實現(xiàn)機械行程內(nèi)三維空間焊點的焊接，其中，多軸線性模塊包括X軸線性模塊、Z軸負載模塊，X軸線性模塊、Z軸負載模塊和旋轉(zhuǎn)模塊由多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行控制，通過多軸聯(lián)動可以擬合機械行程內(nèi)的任意空間軌跡，進而實現(xiàn)三維空間焊點的自動焊接。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)模塊包括回轉(zhuǎn)支承8、固定于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈26上的減速機固定板25，固定于減速機固定板25上的減速機3和開關(guān)固定板24，與減速機3輸入軸相連的電機4，與減速機3輸出軸相連的小齒輪2，固定于開關(guān)固定板24上的組合式行程開關(guān)5，固定于回轉(zhuǎn)支承外圈27上的限位塊固定板28，與限位塊固定板28相連的限位塊I。X軸線性模塊包括固定底座9，安裝在固定底座9上的導(dǎo)軌13和滾珠絲桿12 (或同步齒形帶)，與滾珠絲桿的螺母(或同步齒形帶上的固定夾板)固定的工作平板18，固定于工作平板18上的開關(guān)固定板24，固定于開關(guān)固定板24上的組合式行程開關(guān)5，安裝在固定底座9上的限位塊1，與工作平板18相連的導(dǎo)軌13上的滑塊6。Z軸負載模塊包括固定于工作平板18上的固定基座30，固定于固定基座30上的變壓器14和多位置氣缸15，固定于多位置氣缸15上的焊鉗固定板16，固定于焊鉗固定板16上的焊鉗17，固定于焊鉗鉗臂上的軟連接或空冷電纜或水冷電纜，變壓器14與焊鉗鉗臂31通過軟連接或空冷電纜或水冷電纜相連。當(dāng)然，Z軸線性模塊也可以采取類似X軸線性模塊與C型焊鉗組合的方式實現(xiàn)Z軸方向上的精確控制。焊鉗類型除分體式外，也可以采用一體式焊鉗。X軸線性模塊中的滾珠絲桿也可以是同步齒形帶。優(yōu)選地，焊鉗是X型分體式焊鉗。優(yōu)選地，變壓器和焊鉗分離。優(yōu)選地，變壓器和焊鉗鉗臂通過軟連接或空冷電纜連接。優(yōu)選地，多軸聯(lián)動控制單元是數(shù)控單元。如圖2所示，還提供了另一種汽車白車身的焊接裝置，帶有焊鉗的Z軸負載模塊連接到Z軸線性模塊，Z軸線性模塊連接到A軸旋轉(zhuǎn)模塊，旋轉(zhuǎn)模塊連接到多軸線性模塊，多軸線性模塊包括X軸線性模塊和Y軸線性模塊，X軸線性模塊、Y軸線性模塊、A軸旋轉(zhuǎn)模塊和Z軸線性模塊通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接三維空間焊點。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)模塊包括回轉(zhuǎn)支承、固定于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈的減速機固定板，固定于減速機固定板上的減速機和開關(guān)固定板，與減速機輸入軸相連的伺服電機，與減速機輸出軸相連的小齒輪，固定于開關(guān)固定板上的組合式行程開關(guān)，固定于回轉(zhuǎn)支承外圈上的限位塊固定板，與限位塊固定板相連的限位塊，固定于回轉(zhuǎn)支承外圈上的多軸線性模塊。X軸線性模塊包括固定底座，安裝在固定底座上的線性導(dǎo)軌和滾珠絲桿(或同步齒形帶)，與滾珠絲桿螺母(或同步齒形帶上的固定夾板)固定的工作平板，固定于工作平板上的開關(guān)固定板，固定于開關(guān)固定板上的組合式行程開關(guān)，安裝在固定底座上的限位塊，與工作平板相連的導(dǎo)軌上的滑塊。Y軸線性模塊結(jié)構(gòu)與X軸線性模塊的一致。Z軸負載模塊包括固定于X軸工作平板上的固定基座，固定于固定基座上的變壓器和多位置氣缸，固定于多位置氣缸上的焊鉗固定板，固定于焊鉗固定板上的分體式焊鉗，固定于焊鉗鉗臂上的軟連接或空冷電纜或水冷電纜，變壓器與焊鉗鉗臂通過軟連接或空冷電纜或水冷電纜相連。當(dāng)然，Z軸線性模塊也可以采取類似X軸線性模塊與C型焊鉗組合的方式實現(xiàn)Z軸方向上的精確控制。優(yōu)選地，焊鉗是X型分體式焊鉗。焊鉗類型除分體式外，也可以采用一體式焊鉗。優(yōu)選地，變壓器和焊鉗分離。優(yōu)選地，變壓器和焊鉗鉗臂通過軟連接或空冷電纜連接。優(yōu)選地，多軸聯(lián)動控制單元是數(shù)控單元。由于采用模塊的組合通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接，從而能夠模擬工業(yè)機器人進行焊接、結(jié)構(gòu)小巧簡單、操作簡便、保證較高質(zhì)量一致性、較高柔性、較低投資維護成本、較高生產(chǎn)效率、適應(yīng)不同焊接對象。另外，通過選擇合適的電極頭開合距離可以有效降低Z軸的運動精度和控制精度。還提供了此裝置的變種，另一種汽車白車身的焊接裝置，帶有焊鉗的Z軸負載模塊連接到Z軸線性模塊，Z軸線性模塊連接到A軸旋轉(zhuǎn)模塊，旋轉(zhuǎn)模塊連接到多軸線性模塊，多軸線性模塊包括X軸線性模塊和Y軸線性模塊，X軸線性模塊、Y軸線性模塊、A軸旋轉(zhuǎn)模塊和Z軸線性模塊通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接三維空間焊點，從而能夠模擬工業(yè)機器人進行焊接、結(jié)構(gòu)小巧簡單、操作簡便、保證較高質(zhì)量一致性、較高柔性、較低投資維護成本、較高生產(chǎn)效率、適應(yīng)不同焊接對象。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比:提出用于解決汽車白車身上電阻點焊點自動化焊接的多軸組合式自動焊接單元的技術(shù)方案，其通過將市場上具有較高性價比的標準化成熟產(chǎn)品進行多軸組合，可在模擬工業(yè)機器人功能的同時，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)標準化和小型化、投資低成本化、投產(chǎn)快速化，投資回收期短，且技術(shù)難度小，容易被生產(chǎn)維護人員掌握。同時可針對不同焊接對象進行軸數(shù)、結(jié)構(gòu)形式的多樣化和定制式快速組合應(yīng)用。通過應(yīng)用于生產(chǎn)線，使得焊點可以集中焊接，減少焊接工位數(shù)和焊鉗數(shù)，優(yōu)化焊接工藝和車間工藝布局，精簡了生產(chǎn)線，同時通過自動焊接單元取代人工進行焊接，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量的一致性，節(jié)省了人力成本。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:帶有焊鉗(17)的Z軸負載模塊連接到多軸線性模塊，旋轉(zhuǎn)模塊將電機(4)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動，多軸線性模塊將電機(4)的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)軌(13)的線性運動，多軸線性模塊包括X軸線性模塊、Z軸負載模塊，X軸線性模塊、Z軸負載模塊和旋轉(zhuǎn)模塊通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:在多軸線性模塊中，電機通過聯(lián)軸器(10)與滾珠絲桿(12)相連，絲桿上的螺母通過工作平板(18)與導(dǎo)軌(13)上的滑塊(6)相連，通過電機轉(zhuǎn)動帶動絲桿轉(zhuǎn)動而使絲桿上的螺母沿絲桿軸向運動，進而由螺母推動工作平板及滑塊沿著導(dǎo)軌作線性運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:旋轉(zhuǎn)模塊包括回轉(zhuǎn)支承(8 )、固定于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈(26 )的減速機固定板(25 )，固定于減速機固定板上的減速機(3)和開關(guān)固定板(24)，與減速機輸入軸相連的電機(4)，與減速機輸出軸相連的小齒輪(2)，固定于開關(guān)固定板上的組合式行程開關(guān)(5)，固定于回轉(zhuǎn)支承外圈(27)上的限位塊固定板(28)，與限位塊固定板相連的限位塊(I) ;X軸線性模塊包括固定底座(9)，安裝在固定底座上的導(dǎo)軌(13)和滾珠絲桿(12)，與滾珠絲桿的螺母固定的工作平板(18)，固定于工作平板上的開關(guān)固定板(24)，固定于開關(guān)固定板上的組合式行程開關(guān)(5)，安裝在固定底座上的限位塊(1)，與工作平板相連的導(dǎo)軌上的滑塊(6);Z軸負載模塊包括固定于X軸工作平板上的固定基座(30),固定于固定基座上的變壓器(14)和多位置氣缸(15),固定于多位置氣缸上的焊鉗固定板(16)，固定于焊鉗固定板上的焊鉗(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:焊鉗是X型分體式焊鉗。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:變壓器和焊鉗分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:變壓器和焊鉗鉗臂(31)通過空冷電纜或水冷電纜連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車白車身的自動焊接裝置，其特征在于:多軸聯(lián)動的控制單元是數(shù)控單元。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠模擬工業(yè)機器人進行自動焊接、結(jié)構(gòu)小巧簡單、操作簡便、保證較高質(zhì)量一致性、較高柔性、較低投資維護成本、較高生產(chǎn)效率、通過標準化的模塊進行快速組合而適應(yīng)不同焊接對象的汽車白車身的自動焊接裝置，帶有焊鉗的Z軸負載模塊連接到多軸線性模塊，旋轉(zhuǎn)模塊將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動，多軸線性模塊包括X軸線性模塊、Z軸負載模塊，X軸線性模塊、Z軸負載模塊和旋轉(zhuǎn)模塊通過多軸聯(lián)動數(shù)控控制單元進行聯(lián)動來焊接。
文檔編號B23K11/30GK203003326SQ20122064283
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者黃榮, 覃家仁, 肖勇, 何廣邦, 方海鷗 申請人:上汽通用五菱汽車股份有限公司