CN103692139A - 一种汽车顶盖焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车顶盖焊接设备，涉及机械焊接设备，为能够保证焊接的品质、减轻劳动强度以及降低成本投入而发明。该汽车顶盖焊接设备包括夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧顶盖，使所述顶盖顶面朝下、底面朝上；焊接机构，所述焊接机构位于所述夹紧单元的一侧，用于对夹紧的顶盖的前端进行焊接；翻转机构，所述翻转机构连接所述夹紧单元，用于翻转夹紧且焊接后的顶盖；控制单元，所述夹紧机构、所述焊接机构以及所述翻转机构分别与所述控制单元电连接，所述控制单元构用于控制所述夹紧机构的夹紧动作、所述焊接机构的焊接动作，以及所述翻转机构的翻转动作。本发明主要用于焊接制件。

Description

一种汽车顶盖焊接设备

技术领域

本发明涉及机械焊接设备，尤其涉及一种汽车顶盖焊接设备。

背景技术

在汽车生产工艺中，白车身是由各个覆盖冲压件通过焊接组装形成的，再组装前，每个覆盖件也是由不同的部件通过焊接而形成的，例如对于汽车顶盖而言，其包括顶盖本体，顶盖本体底面的前端横跨有前横梁，其中，前横梁通过人工焊接方式焊接在顶盖本体上，然后由两个人将顶盖翻转180°并放置在白车身装配主线上进行焊接。这种人工焊接的方式主要靠人为意识作业，较易出现丢焊、漏焊、焊偏等焊接缺陷，而且在人工翻转过程中，容易使顶盖出现磕碰、划伤等，从而导致焊接的品质无法保证，另外，人工作业方式会加大员工的劳动强度，增加成本投入。

发明内容

本发明的实施例提供了一种汽车顶盖焊接设备，能够保证焊接的品质、减轻劳动强度以及降低成本投入。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种汽车顶盖焊接设备，包括：

夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧顶盖，使所述顶盖顶面朝下、底面朝上；

焊接机构，所述焊接机构位于所述夹紧单元的一侧，用于对夹紧的顶盖的前端进行焊接；

翻转机构，所述翻转机构连接所述夹紧单元，用于翻转夹紧且焊接后的顶盖；

控制单元，所述夹紧机构、所述焊接机构以及所述翻转机构分别与所述控制单元电连接，所述控制单元构用于控制所述夹紧机构的夹紧动作、所述焊接机构的焊接动作，以及所述翻转机构的翻转动作。

进一步地，所述夹紧单元包括多个夹紧单元，每个所述夹紧单元包括与所述控制单元电连接的第一气缸，所述第一气缸的第一伸缩杆的伸出方向朝上，所述第一伸缩杆铰接有第一摇臂，所述第一摇臂靠近所述第一伸缩杆的部分铰接有用于支撑顶盖的第一支撑板，所述第一支撑板位于所述第一摇臂的下方、且固定不动，所述第一气缸的缸筒与所述第一支撑板铰接，所述第一摇臂在所述第一伸缩杆的驱动将所述顶盖夹紧在所述第一支撑板上。

优选地，每个所述夹紧单元还包括与所述控制单元电连接的第二气缸，所述第二气缸的第二伸缩杆的伸出方向朝下，所述第二伸缩杆铰接有第二摇臂，所述第二摇臂靠近所述第二伸缩杆的部分铰接有第二支撑板，所述第二支撑板位于所述第二摇臂的上方、且固定不动，所述第二气缸的缸筒与所述第二支撑板铰接，所述第二摇臂在所述第二伸缩杆的驱动下将所述顶盖夹紧在所述第二支撑板上。

可选地，所述夹紧机构夹紧所述顶盖前，所述第一气缸关闭，所述第二气缸开启；所述顶盖被所述翻转机构翻转后，所述第一气缸开启，所述第二气缸关闭。

进一步地，所述焊接机构包括三轴行走单元，所述三轴行走单元上设有第一旋转电机，所述第一旋转电机通过蜗轮蜗杆机构连接有焊钳，所述焊钳的旋转中心线平行于所述顶盖的横向方向。

进一步地，所述翻转机构包括相互对称的两个旋转盘，所述两个旋转盘之间的空间用于容纳所述顶盖，所述旋转盘连接有第二旋转电机，且所述旋转盘的内侧通过第一连接件与所述第一支撑板固定连接、通过第二连接件与所述第二支撑板固定连接。

其中，所述旋转盘为由两个相互对称的半开口框架对接形成的方形框架，其中间沿竖直方向跨设有加强板，所述加强板连接所述第二旋转电机，所述旋转盘的下侧板通过所述第一连接件与所述第一支撑板固定连接，所述旋转的上侧板通过所述第二连接件与所述第二支撑板固定连接。

进一步地，所述旋转盘外接有圆环架，所述圆环架的外环面上设有多个导向轮，所述导向轮支撑在导向轮架上。

优选地，所述两个旋转盘为相互独立的结构。

可选地，所述两个旋转盘为一体式结构。

本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备，包括：夹紧机构，用于夹紧顶盖，并使顶盖顶面朝下、底面朝上；焊接机构，其位于所述夹紧单元的一侧，用于对夹紧的顶盖的前端进行焊接；翻转机构，其连接所述夹紧单元，用于翻转夹紧且焊接后的顶盖翻转；控制单元，其与夹紧机构、焊接机构以及翻转机构分别电连接，且用于控制夹紧机构的夹紧动作、焊接机构的自动焊接动作，以及翻转机构的翻转动作，可以看出，本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备是由夹紧机构、焊接机构、翻转机构以及控制单元形成的一个自动设备，能够对顶盖实现自动焊接、自动翻转动作，避免由人工焊接产生的焊接缺陷，以及避免由人工翻转产生的碰伤、磕伤等，从而可以保证焊接的品质，另外，自动操作还能够减轻员工的劳动强度，降低成本投入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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1为本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备中夹紧机构的示意图；

图3为本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备中翻转机构的示意图；

图4为本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备中焊接机构的示意图。

附图说明：

1-夹紧机构，10-夹紧单元，100-第一气缸，101-第一伸缩杆，102-第一摇臂，103-第一支撑板，104-第二气缸，105-第二伸缩杆，106-第二摇臂，107-第二支撑板，108-第一连接件，109-第二连接件；

2-翻转机构，20-旋转盘，200-加强板，201-圆环架，202-导向轮，203-导向轮架，204-连接板，205-第一齿轮，206-第二齿轮，207-第二旋转电机，208-支撑架；

3-焊接机构，30-调整台，300-X轴移动平台，301-X轴伺服电机，302-防护罩，303-Y轴移动平台，304-Y轴伺服电机，305-Z轴固定平台，306-Z轴移动平台，307-Z轴伺服电机，308-焊钳，309-第一旋转电机；

4-顶盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图2，本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备，包括：

夹紧机构1，其用于夹紧顶盖4，使顶盖4顶面朝下、底面朝上；

焊接机构3，其位于夹紧单元10的一侧，用于对夹紧的顶盖4的前端进行焊接；

翻转机构2，其与夹紧单元10连接，用于翻转夹紧且焊接后的顶盖4；

控制单元（图中未示），其与夹紧机构1、焊接机构3以及翻转机构2分别电连接，且用于控制夹紧机构1的夹紧动作、焊接机构3的自动焊接动作、以及翻转机构2的翻转动作。

从上述可以看出，本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备是由夹紧机构1、焊接机构3、翻转机构2以及控制单元形成的自动设备，能够对顶盖4实现自动焊接、自动翻转动作，避免由人工焊接产生的焊接缺陷，以及避免由人工翻转产生的碰伤、磕伤等，从而可以保证焊接的品质，另外，自动操作还能够减轻员工的劳动强度，降低成本投入。

可以理解的是，本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备除了可以焊接顶盖4之外，还可以对汽车的其它部件、以及其它领域的制件进行自动焊接和自动翻转，其中，翻转机构2不仅适用于180°翻转角度，还适用于其它角度的翻转。不过，在本发明实施例中，以焊接顶盖4前端的横梁，且以180°的翻转角度为例进行具体说明。

对于夹紧机构1而言，夹紧机构1包括多个夹紧单元10，多个夹紧单元10对称地分布在顶盖4的两侧，如图2所示，每个夹紧单元10包括与控制单元电连接的第一气缸100，第一气缸100竖直放置，且第一气缸100的第一伸缩杆101的伸出方向朝上，第一伸缩杆101的上端与第一摇臂102铰接，第一摇臂102靠近第一伸缩杆101的部分铰接第一支撑板103，第一支撑板103用于支撑顶盖4，其中，第一支撑板103位于第一摇臂102的下方、且固定不动，第一气缸100的缸筒与第一支撑板103铰接，在顶盖4放入之前，第一气缸100处于关闭状态（即第一伸缩杆101处于缩回状态），此时第一摇臂102向上抬起与水平方向形成夹角，以便于顶盖4支撑在第一支撑板103上；在顶盖4放在第一支撑板103上后，第一摇臂102在第一伸缩杆101的驱动下将顶盖4夹紧在第一支撑板103上，从而可以进行下一步的自动焊接操作。

在焊接机构3进行完自动焊接操作后，翻转机构2将夹紧的顶盖4翻转180°，然后将顶盖4取下输送至白车身的装配主线中进行焊接。在顶盖4翻转的同时，夹紧单元10也随之一起翻转，在顶盖4翻转180°后，夹紧单元10中的第一支撑板103位于第一摇臂102的下方，在取下顶盖4之前，需要打开第一摇臂102，即关闭第一气缸100，此时顶盖4在重力作用下可能会直接落下，从而对顶盖4造成损坏，为了避免这一现象的出现，本发明实施例还提供了以下较为优选的方案：

再次参见图2，每个夹紧单元10还包括与控制单元电连接的第二气缸104，第二气缸104同样竖直放置，且第二气缸104的第二伸缩杆105的伸出方向与第一伸缩杆101的方向相反（在翻转之前，第二伸缩杆105伸出方向朝下），第二伸缩杆105的下端铰接有第二摇臂106，第二摇臂106靠近第二伸缩杆105的部分铰接有第二支撑板107，其中，第二支撑板107位于第二摇臂106的上方、且固定不动，第二气缸104的缸筒与第二支撑板107铰接。这样在顶盖4翻转180°后，第二支撑板107位于第二摇臂106的上方，即使第一摇臂102和第二摇臂106打开，顶盖4依旧支撑在第二支撑板107上，更有利于顶盖4的取出。

从图2中可以看出，与第一气缸100连接的夹紧结构和与第二气缸104连接的夹紧结构是原点对称结构，这样在顶盖4翻转180°后，夹紧单元10可以保持当前的状态不变，并可以对下一顶盖4进行夹紧，此时第二气缸104处于关闭状态（即二伸缩杆处于缩回状态），第二摇臂106向上抬起与水平方向形成夹角，以便于顶盖4支撑在第二支撑板107上。

需要说明的是，下文内容是基于上述优选的方案而进行的描述。

在夹紧机构1夹紧顶盖4之前，可以使第一气缸100关闭，第二气缸104开启，此时第一摇臂102抬起，第二摇臂106大致呈水平状态，第一支撑板103支撑顶盖4；其中，第二摇臂106与第二支撑板107不夹紧顶盖4，且第二摇臂106与第二支撑板107之间具有可使顶盖4移动的余量，这样一方面便于放置顶盖4，另一方面也可以对顶盖4起到支撑作用。

在顶盖4翻转后，第一气缸100开启，第二气缸104关闭，此时第二摇臂106抬起，第二摇臂106支撑顶盖4，且第一摇臂102略微打开并大致呈水平状态，使第一摇臂102和第一支撑板103之间具有可使顶盖4移动的余量，这样便于取下顶盖。

由于顶盖呈弧形，为了使焊接机构3能够适应弧形的形状，本发明实施例中提供了可绕自身旋转地焊钳308，如图4所示，焊接机构3包括焊钳308（例如X型焊钳），焊钳308通过蜗轮蜗杆机构连接有第一旋转电机309，第一旋转电机309安装在三轴（X轴、Y轴、Z轴）行走单元上，焊钳308在第一旋转电机309的驱动下旋转，且焊钳308的旋转中心线平行于顶盖4的横向方向。

如图4所示，上述三轴行走单元包括支撑在地面上的调整台30，调整台30上支撑有X轴移动平台300，其中，调整台30自带有调整螺栓，通过对调整螺栓进行调整，可以调节支撑台上的整体部分的高度进而水平度。

X轴移动平台300通过螺栓安装在滚珠丝杠上的锁母上，X轴移动平台300上安装有直线导轨、以及滚珠丝杠的轴承座，另外X轴移动平台300上设有槽钢形状的防护罩302，该防护罩302罩住滚珠丝杠、直线导轨，防止精密零部件上落有杂物，延长其零部件使用寿命。X轴伺服电机301通过螺栓紧固安装在电机座上，且其伸出轴通过联轴器与滚珠丝杠连接。

Y轴移动平台303安装在X轴移动平台300上，Y轴移动平台303通过螺栓安装在滚珠丝杠上的锁母上，Y轴移动平台303上安装有直线导轨、以及滚珠丝杠的轴承座，Y轴伺服电机304通过螺栓紧固安装在电机座上，且其伸出轴通过联轴器与滚珠丝杠连接。

Z轴固定平台305通过螺栓安装在Y轴移动平台303上，Z轴固定平台305上安装有直线导轨、滚珠丝杠的轴承座、电机座，Z轴伺服电机307也通过螺栓安装在电机座上，且其伸出轴通过联轴器与滚珠丝杠连接，Z轴移动平台306通过螺栓安装在滚珠丝杠的锁母上。

上述第一旋转电机309通过螺栓安装在Z轴移动平台306上，且第一旋转电机309通过蜗轮蜗杆机构连接有焊钳308，通过X-Y-Z三轴行走单元的相互协同动作，在将焊钳308运动至指定位置后，第一旋转电机309转动，使焊钳308旋转过一定角度，谈后再通过X-Y-Z三轴行走单元的相互协同动作，将焊钳308运动至焊接点，从而使焊钳308依照弧形形状依次焊接。

焊接结束后，通过X-Y-Z三轴行走单元的运动使焊钳308运动至翻转机构2的外侧，然后翻转机构2对顶盖4进行翻转。对于翻转机构2而言，其包括相互对称的两个旋转盘20，结合图1和图3所示，两个旋转盘20之间的空间用于容纳顶盖4，旋转盘20连接有第二旋转电机207，且旋转盘20的内侧通过第一连接件108与第一支撑板103固定连接、通过第二连接件109与第二支撑板107固定连接。

在本发明实施例较为优选的方案中，两个旋转盘20为分体式结构，即图3所示的为相互独立的两个对称结构，这样有利于自动旋转以及输送顶盖4。当然，作为一种可选的方案而言，两个旋转盘20也可以为一体式结构。

继续参阅图3，上述旋转盘20为方形框架，是通过两个相互对称的半开口框架通过加强板200焊接形成的，在图示的跨设在旋转盘20中间位置的加强板200。旋转盘20的下侧板通过呈L形的第一连接件108与第一支撑板103固定连接，旋转的上侧板通过呈L形的第二连接件109与第二支撑板107固定连接。通过这样方式形成的旋转盘结构稳固，且制作工艺相对简单。

加强板200的中间位置通过焊接销轴，销轴通过键连接的方式与第一齿轮205连接，第一齿轮205与第二齿轮206啮合，第二齿轮206与第二旋转电机207的伸出轴连接，第二旋转电机207支撑在支撑架208上。旋转盘20在第二旋转电机207的驱动下进行旋转，从而带动夹紧单元10翻转，最终实现顶盖4的180°翻转。

为了实现旋转盘20的旋转稳定，本发明实施例的旋转盘20外接有圆环架201，再次参见图3，圆环架201的外环面上设有多个导向轮202，导向轮202支撑在导向轮架203上，以图中所示的四个导向轮202为例，四个导向轮202对称的分布在圆环架201的左右两侧，每侧的两个导向轮202安装在导向轮架203上，上下两侧的导向轮202通过连接板204连接，最后通过将连接板204、导向轮202以及导向轮架203连接紧固。圆环架201在导向轮202的导向下能够进行稳定的旋转，从而保证旋转盘20以及顶盖的稳定旋转。

根据上述内容，本发明实施例提供的汽车顶盖焊接设备的工作过程为：

1、初始状态下，第一气缸100处于关闭状态，即第一摇臂102与水平方向形成夹角，第二气缸104处于开启状态，即第二摇臂106大致处于水平状态；

2、输送机构将顶盖运送至来两旋转盘20之间，并将顶盖支撑在第二摇臂106上；

3、输送机构离开后，控制单元启动，使第一气缸100开启，第一伸缩杆101伸出，第一摇臂102在第一伸缩杆101的作用下朝向第一支撑板103的方向运动，运动到指定位置后，第一摇臂102处于水平状态，并将顶盖4夹紧；

4、第一摇臂102停止运动后，控制单元输出信号，使得焊接机构3开始运动，X-Y-Z轴三轴行走单元进行相互协同动作，将焊钳308运动至指定位置，第一旋转电机309工作，使焊钳308旋转一定角度，旋转完毕后，X-Y-Z轴三轴行走单元再进行相互协同动作，将焊钳308运动至焊接点，焊钳308开始依照制件的弧形形状依次焊接；

5、焊接结束后，焊钳308运动至翻转机构2的外侧，控制单元输出指令，第二旋转电机207工作，带动第一齿轮205、第二齿轮206转动，同时旋转盘20随之运动，当旋转盘20旋转180°后，第二旋转电机207停止工作；

6、转动稳定后，控制单元输出信号，第二气缸104开始关闭，推动第二摇臂106打开一定角度；此时第一气缸100仍处于开启状态，即第一摇臂102呈水平方向，支撑顶盖；

7、将顶盖从翻转机构中取出，输送机构将下一顶盖运送至翻转机构的范围内，重复上述步骤。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车顶盖焊接设备，其特征在于，包括：

夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧顶盖，使所述顶盖顶面朝下、底面朝上；

焊接机构，所述焊接机构位于所述夹紧单元的一侧，用于对夹紧的顶盖的前端进行焊接；

翻转机构，所述翻转机构连接所述夹紧单元，用于翻转夹紧且焊接后的顶盖；

控制单元，所述夹紧机构、所述焊接机构以及所述翻转机构分别与所述控制单元电连接，所述控制单元构用于控制所述夹紧机构的夹紧动作、所述焊接机构的焊接动作，以及所述翻转机构的翻转动作。

2.根据权利要求1所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述夹紧机构包括多个夹紧单元，每个所述夹紧单元包括与所述控制单元电连接的第一气缸，所述第一气缸的第一伸缩杆的伸出方向朝上，所述第一伸缩杆铰接有第一摇臂，所述第一摇臂靠近所述第一伸缩杆的部分铰接有用于支撑顶盖的第一支撑板，所述第一支撑板位于所述第一摇臂的下方、且固定不动，所述第一气缸的缸筒与所述第一支撑板铰接，所述第一摇臂在所述第一伸缩杆的驱动将所述顶盖夹紧在所述第一支撑板上。

3.根据权利要求2所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，每个所述夹紧单元还包括与所述控制单元电连接的第二气缸，所述第二气缸的第二伸缩杆的伸出方向朝下，所述第二伸缩杆铰接有第二摇臂，所述第二摇臂靠近所述第二伸缩杆的部分铰接有第二支撑板，所述第二支撑板位于所述第二摇臂的上方、且固定不动，所述第二气缸的缸筒与所述第二支撑板铰接，所述第二摇臂在所述第二伸缩杆的驱动下将所述顶盖夹紧在所述第二支撑板上。

4.根据权利要求3所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述夹紧机构夹紧所述顶盖前，所述第一气缸关闭，所述第二气缸开启；所述顶盖被所述翻转机构翻转后，所述第一气缸开启，所述第二气缸关闭。

5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述焊接机构包括三轴行走单元，所述三轴行走单元上设有第一旋转电机，所述第一旋转电机通过蜗轮蜗杆机构连接有焊钳，所述焊钳的旋转中心线平行于所述顶盖的横向方向。

6.根据权利要求3所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述翻转机构包括相互对称的两个旋转盘，所述两个旋转盘之间的空间用于容纳所述顶盖，所述旋转盘连接有第二旋转电机，且所述旋转盘的内侧通过第一连接件与所述第一支撑板固定连接、通过第二连接件与所述第二支撑板固定连接。

7.根据权利要求6所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述旋转盘为由两个相互对称的半开口框架对接形成的方形框架，其中间沿竖直方向跨设有加强板，所述加强板连接所述第二旋转电机，所述旋转盘的下侧板通过所述第一连接件与所述第一支撑板固定连接，所述旋转的上侧板通过所述第二连接件与所述第二支撑板固定连接。

8.根据权利要求7所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述旋转盘外接有圆环架，所述圆环架的外环面上设有多个导向轮，所述导向轮支撑在导向轮架上。

9.根据权利要求6-8任一项所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述两个旋转盘为相互独立的结构。

10.根据权利要求6-8任一项所述的汽车顶盖焊接设备，其特征在于，所述两个旋转盘为一体式结构。

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