CN107984108A - 汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备 - Google Patents

汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备 Download PDF

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CN107984108A CN201711385052.5A CN201711385052A CN107984108A CN 107984108 A CN107984108 A CN 107984108A CN 201711385052 A CN201711385052 A CN 201711385052A CN 107984108 A CN107984108 A CN 107984108A
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王帅国
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王其所
郑元芳
张桂青
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Abstract

本发明涉及一种汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备。所述汽车排气***焊接工作站包括******、公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具；******和变位机主轴回转***安装在公共底座上，单轴变位机和机器人焊接***安装在变位机主轴回转***上，公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具位于所述******内部；变位机主轴回转***包括有主动头和从动头，工装夹具的两端分别与变位机主轴回转***的主动头与从动头连接，并且通过从动头的驱动进行转动；机器人焊机***安装在变位机主轴回转***的最上方，单轴变位机能够沿变位机主轴回转***所在轴线旋转。

Description

汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备
技术领域
本发明涉及机器人焊接设备技术领域，具体地，涉及一种汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备。
背景技术
随着机器人在工业中的广泛应用，越来越多的工厂开始使用机器人对圆筒形工件进行焊接。由于工件本身质量大，人工组队、焊接工序非常繁琐，也无法对工件进行翻转。人工手动也无法实现精准快速焊接。
目前普遍采用直立式变位机配合机器人来进行焊接工作，通过变位机翻转调整工件的位置，使机器人进行焊接，焊接产生的废气直接排放到车间中，污染环境严重。通常排气***焊接受车型的影响，单套工装夹具只能焊接一种类型的汽车排气***，效率低，需要制作多套工装焊接不同车型的排气***，浪费资金，占用存放场地，焊接时产生的烟雾同样污染环境。
发明内容
为了改善现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备，以解决现有技术中存在的目前普采用直立式变位机配合机器人来进行焊接工作，通过变位机翻转调整工件的位置，使机器人进行焊接，焊接产生的废气直接排放到车间中，污染环境严重；并且，通常排气***焊接受车型的影响，单套工装夹具只能焊接一种类型的汽车排气***，效率低，需要制作多套工装焊接不同车型的排气***，浪费资金，占用存放场地，焊接时产生的烟雾同样污染环境的技术问题。
在本发明的实施例中提供了一种汽车排气***焊接工作站，所述汽车排气***焊接工作站包括******、公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具；所述******和变位机主轴回转***安装在所述公共底座上，所述单轴变位机和机器人焊接***安装在变位机主轴回转***上，所述公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具位于所述******内部；所述单轴变位机包括有主动头和从动头，所述工装夹具的两端分别与所述单轴变位机的主动头与从动头连接，并且通过所述从动头的驱动进行转动；所述机器人焊机***安装在变位机主轴回转***的最上方，单轴变位机能够沿所述变位机主轴回转***所在轴线旋转。
优选地，所述******包括门框、钣金侧围、钣金顶棚、排烟罩、电气控制箱和风扇；所述门框、钣金侧围、钣金顶棚以及排烟罩构成******的总框架，所述排烟罩用来收集净化焊接过程中产生的烟雾。
优选地，所述******还包括有主操盘，所述主操盘采取嵌入式安装，用于控制机器人焊接***的启停和焊接程序的更换。
优选地，所述变位机主轴回转***包括调整底座、固定齿轮盘、伺服驱动机构、零点定位机构和变位机固定架；所述调整底座固定在所述公共底座上面，所述固定齿轮盘安装在所述调整底座上；所述伺服驱动机构用于驱动所述变位机固定架在水平面上旋转；所述零点定位机构用来检测变位机固定架是否在零点位置。
优选地，所述伺服驱动机构包括驱动伺服电机、伺服电机位置调整单元、驱动齿轮、调整法兰、调整螺栓和调整角座；所述伺服驱动机构的调整法兰和调整角座安装在所述变位机固定架上，所述调整螺栓用于调节确定所述伺服驱动机构的安装位置，所述驱动齿轮转动时带动所述变位机固定架围绕所述调整底座做旋转运动。
优选地，所述零点定位机构包括零点座、零点销、螺纹套、销套、弹簧、铜套、长铜套、零点块和调整垫片；手压下零点销，零点销插进长铜套，松手后零点销在弹簧弹力下自然弹回原位。
优选地，单轴变位机包括主动头机架、伺服电机、从动头机架和定位机构；所述主动头机架的伺服电机采用所述机器人的外部轴；所述定位机构用于在所述单轴变位机旋转45°停止时伸出，以保证所述单轴变位机的位置固定不变。
优选地，机器人焊接***包括焊接电源、机器人、焊枪、机器人护板、保护气瓶、清枪剪丝和焊丝盘；所述焊接电源安装在所述******后面的所述公共底座上，所述保护气瓶固定在所述钣金侧围上，所述机器人安装在所述变位机固定架上端，所述机器人护板安装在所述机器人的1轴上，所述焊枪安装在所述机器人的执行端、并且与所述焊接电源连接。
优选地，工装夹具包括夹具快换机构、方法兰压紧机构、筒体压紧机构、筒体定位机构和尾部定位压紧机构；所述筒体定位机构用于定位三种排气筒体，所述尾部定位压紧机构包括有两级移动单元，用于两种类型排气筒体的固定。
在本发明的实施例中提供了一种汽车焊接设备，所述汽车焊接设备包括有如上所述的汽车排气***焊接工作站。
本发明提供的汽车排气***焊接工作站，其包括******、公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具；所述******和变位机主轴回转***安装在所述公共底座上，所述单轴变位机和机器人焊接***安装在变位机主轴回转***上，所述公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具位于所述******内部；所述单轴变位机包括有主动头和从动头，所述工装夹具的两端分别与所述单轴变位机的主动头与从动头连接，并且通过所述从动头的驱动进行转动；所述机器人焊机***安装在变位机主轴回转***的最上方，单轴变位机能够沿所述变位机主轴回转***所在轴线旋转。在使用本发明提供的汽车排气***焊接工作站时，操作人员将待焊接的工件安装固定在工装夹具上，由于工装夹具两端分别连接在单轴变位机的主动头与从动头上，工作时单轴变位机沿所述变位机主轴回转***所在轴线旋转，从而带动固定在工装夹具上的待焊接工件沿所述变位机主轴回转***所在轴线旋转，同时配合机器人焊接***可以实现对工件各种角度的焊接，配合变位机主轴回转***可实现人工边上件，机器人边焊接，增加生产节拍，提高工作效率；并且，本发明提供的汽车排气***焊接工作站包括有******，待焊接的工件在******的内部进行焊接工作，可保护焊接工作站空间外行人安全，降低对环境的污染。
本发明提供的汽车焊接设备，其包括有如上所述的汽车排气***焊接工作站。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的轴侧图；
图2为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的主视图；
图3为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的俯视图；
图4为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的******的结构示意图；
图5为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的******的内部结构示意图；
图6为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的******的内部俯视图；
图7为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的变位机主轴回转***的结构示意图；
图8为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的变位机主轴回转***的俯视图；
图9为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的变位机主轴回转***的伺服驱动机构的结构示意图；
图10为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的变位机主轴回转***的零点定位机构的结构示意图；
图11为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的单轴变位机的结构示意图；
图12为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的单轴变位机的仰视图；
图13为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的机器人焊接***的结构示意图；
图14为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的工装夹具的主视图；
图15为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的工装夹具的俯视图；
图16为本发明提供的汽车排气***焊接工作站的工装夹具的轴测图。
图标：1－******；101－门框；102－钣金侧围；103－钣金顶棚；104－排烟罩；105－电气控制箱；106－风扇；107－主操盘；2－公共底座；3－变位机主轴回转***；301－调整底座；302－固定齿轮盘；303－伺服驱动机构；3031－驱动伺服电机；3032－伺服电机位置调整单元；3033－驱动齿轮；3034－调整法兰；3035－调整角座；3036－调整螺栓；304－零点定位机构；3041－零点座；3042－零点销；3043－螺纹套；3044－销套；3045－弹簧；3046－铜套；3047－长铜套；3048－零点块；3049－调整垫片；305－变位机固定架；4－单轴变位机；401－主动头机架；402－从动头机架；403－定位机构；5－机器人焊接***；501－焊接电源；502－机器人；503－焊枪；504－机器人护板；505－保护气瓶；506－清枪剪丝；507－焊丝盘；6－工装夹具；601－夹具快换机构；602－方法兰压紧机构；603－筒体压紧机构；604－筒体定位机构；605－尾部定位压紧机构。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语如出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种汽车排气***焊接工作站及汽车焊接设备，并给出其实施方式。
如图1－图3所示，本发明提供的汽车排气***焊接工作站，其包括******1、公共底座2、变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5和工装夹具6；******1和变位机主轴回转***3安装在公共底座2上，单轴变位机4和机器人焊接***5安装在变位机主轴回转***3上，公共底座2、变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5和工装夹具6位于******1内部；单轴变位机4包括有主动头和从动头，工装夹具6的两端分别与单轴变位机4的主动头与从动头连接，并且通过从动头的驱动进行转动；机器人焊机***安装在变位机主轴回转***3的最上方，单轴变位机4能够沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转。在使用本发明提供的汽车排气***焊接工作站时，操作人员将待焊接的工件安装固定在工装夹具6上，由于工装夹具6两端分别连接在单轴变位机4的主动头与从动头上，工作时单轴变位机4沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转，从而带动固定在工装夹具6上的待焊接工件沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转，同时配合机器人焊接***5可以实现对工件各种角度的焊接，配合变位机主轴回转***3可实现人工边上件，机器人边焊接，增加生产节拍，提高工作效率；并且，本发明提供的汽车排气***焊接工作站包括有******1，待焊接的工件在******1的内部进行焊接工作，可保护焊接工作站空间外行人安全，降低对环境的污染。
如图4－图6所示，******1包括门框101、钣金侧围102、钣金顶棚103、排烟罩104、电气控制箱105和风扇106；门框101、钣金侧围102、钣金顶棚103以及排烟罩104构成******1的总框架，排烟罩104用来收集净化焊接过程中产生的烟雾。******1还包括有主操盘107，主操盘107采取嵌入式安装，用于控制机器人焊接***5的启停和焊接程序的更换。具体地，主操盘107装有10寸触摸屏，触摸屏下面配有急停开关和按钮。
本发明提供的汽车排气***焊接工作站采用******1，待焊接的工件在******1内部进行焊接工作，可保护焊接工作站空间外行人安全，******1顶端设有排烟罩104，焊接过程中产生的烟雾可通过排烟罩104进入除尘设备进行净化，保证环境不受污染，和工作人员的健康。
本发明提供的汽车排气***焊接工作站采用电气集成控制***，电气集成控制***用于控制变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5，上述变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5之间通过通信接口进行通信，相互配合完成待焊接的排气筒体的焊接。
具体地，控制***通过主操盘107进行控制和程序的选择，程序直接通过电气控制箱105内的PLC进行编辑储存，机器人焊接***5预留TCO/IP通讯接口，可以与上位***进行集成，通过大屏幕实现成产任务的实时监测。焊接工艺和流程需要示教者现场编译规划。进一步地，电气集成控制***设有传感器，具备自动检测机械干涉及报告故障代码能力。
如图7和图8所示，变位机主轴回转***3包括调整底座301、固定齿轮盘302、伺服驱动机构303、零点定位机构304和变位机固定架305；调整底座301固定在公共底座2上面，固定齿轮盘302安装在调整底座301上；伺服驱动机构303用于驱动变位机固定架305在水平面上旋转；零点定位机构304用来检测变位机固定架305是否在零点位置。
如图9所示，伺服驱动机构303包括驱动伺服电机3031、伺服电机位置调整单元3032、驱动齿轮3033、调整法兰3034、调整螺栓3036和调整角座3035；伺服驱动机构303的调整法兰3034和调整角座3035安装在变位机固定架305上，调整螺栓3036用于调节确定伺服驱动机构303的安装位置，驱动齿轮3033转动时带动变位机固定架305围绕调整底座301做旋转运动。
如图10所示，零点定位机构包括零点座3041、零点销3042、螺纹套3043、销套3044、弹簧3045、铜套3046、长铜套3047、零点块3048和调整垫片3049，；手压下零点销3042，零点销3042插进长铜套3047，松手后零点销3042在弹簧3045弹力下自然弹回原位。
如图11和图12所示，单轴变位机4包括主动头机架401、伺服电机、从动头机架402和定位机构403；主动头机架401的伺服电机采用机器人的外部轴；定位机构403用于在单轴变位机4旋转45°停止时伸出，以保证单轴变位机4的位置固定不变。单轴变位机4旋转45o停止时，按下按钮定位机构403伸出，在伺服电机抱闸的基础上进行双重保险设置。本发明的汽车排气***焊接工作站中的单轴变位机4为水平安装，驱动电机选用机器人的外部轴，在增加精度的同时，配合变位机主轴回转***3可实现人工边上件，机器人焊接***5边焊接，增加生产节拍，提高工作效率。
如图13所示，机器人焊接***5包括焊接电源501、机器人502、焊枪503、机器人护板504、保护气瓶505、清枪剪丝506和焊丝盘507；焊接电源501安装在******1后面的公共底座2上，保护气瓶505固定在钣金侧围102上，机器人502安装在变位机固定架305上端，机器人护板504安装在机器人的1轴上，焊枪503安装在机器人502的执行端、并且与焊接电源501连接。本发明的机器人焊接***5的焊丝盘507固定在机器臂上，换丝简单且不会缠丝，保护气瓶505设置在******1外面，方便更换和保证与明火隔离，使焊接工作更加的安全进行。
如图14－图16所示，工装夹具6包括夹具快换机构601、方法兰压紧机构602、筒体压紧机构603、筒体定位机构604和尾部定位压紧机构605；筒体定位机构604用于定位三种排气筒体，尾部定位压紧机构605包括有两级移动单元，用于两种类型排气筒体的固定。本发明的汽车排气***焊接工作站中的工装夹具6两端采用夹具快换机构601，可快速准确拆装工装夹具6，工装夹具6通用性强，可定位多种排气筒体。安装固定待焊接的工件时，通过选用适当的筒体定位机构604可定位三种排气筒体，通过调节尾部定位压紧机构605可定位两种类型排气筒体，从而解决了单套工装夹具只能焊接一种类型的汽车排气***，效率低，需要制作多套工装焊接不同车型的排气***，浪费资金，占用存放场地的技术问题。
本发明提供的汽车排气***焊接工作站的具体操作使用流程如下：
如有需要操作工首先打开******1上面的风扇，接着将待焊接的工件固定在工装夹具6上，调整工装夹具6的相应机构，选出适应工件的机构并将工件与工装夹具6连接固定好，操作工摁下启动按钮，机器人焊接***5按照预先设定好的程序运行，随着变位机主轴回转***3转动，机器人502跟随变位机固定架305边转动边焊接，当另一边空工装夹具6转到操作工面前时，变位机主轴回转***3停止旋转，操作工进行上件。
本发明提供的汽车焊接设备，其包括有如上所述的汽车排气***焊接工作站。
综上所述，本发明提供的汽车排气***焊接工作站，其包括******1、公共底座2、变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5和工装夹具6；******1和变位机主轴回转***3安装在公共底座2上，单轴变位机4和机器人焊接***5安装在变位机主轴回转***3上，公共底座2、变位机主轴回转***3、单轴变位机4、机器人焊接***5和工装夹具6位于******1内部；单轴变位机4包括有主动头和从动头，工装夹具6的两端分别与单轴变位机4的主动头与从动头连接，并且通过从动头的驱动进行转动；机器人焊机***安装在变位机主轴回转***3的最上方，单轴变位机4能够沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转。在使用本发明提供的汽车排气***焊接工作站时，操作人员将待焊接的工件安装固定在工装夹具6上，由于工装夹具6两端分别连接在单轴变位机4的主动头与从动头上，工作时单轴变位机4沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转，从而带动固定在工装夹具6上的待焊接工件沿变位机主轴回转***3所在轴线旋转，同时配合机器人焊接***5可以实现对工件各种角度的焊接，配合变位机主轴回转***3可实现人工边上件，机器人边焊接，增加生产节拍，提高工作效率；并且，本发明提供的汽车排气***焊接工作站包括有******1，待焊接的工件在******1的内部进行焊接工作，可保护焊接工作站空间外行人安全，降低对环境的污染。
本发明提供的汽车焊接设备，其包括有如上所述的汽车排气***焊接工作站。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述汽车排气***焊接工作站包括******、公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具；
所述******和变位机主轴回转***安装在所述公共底座上，所述单轴变位机和机器人焊接***安装在变位机主轴回转***上，所述公共底座、变位机主轴回转***、单轴变位机、机器人焊接***和工装夹具位于所述******内部；
所述单轴变位机包括有主动头和从动头，所述工装夹具的两端分别与所述单轴变位机的主动头与从动头连接，并且通过所述从动头的驱动进行转动；
所述机器人焊机***安装在变位机主轴回转***的最上方，单轴变位机能够沿所述变位机主轴回转***所在轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述******包括门框、钣金侧围、钣金顶棚、排烟罩、电气控制箱和风扇；
所述门框、钣金侧围、钣金顶棚以及排烟罩构成******的总框架，所述排烟罩用来收集净化焊接过程中产生的烟雾。
3.根据权利要求2所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述******还包括有主操盘，所述主操盘采取嵌入式安装，用于控制机器人焊接***的启停和焊接程序的更换。
4.根据权利要求2所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述变位机主轴回转***包括调整底座、固定齿轮盘、伺服驱动机构、零点定位机构和变位机固定架；
所述调整底座固定在所述公共底座上面，所述固定齿轮盘安装在所述调整底座上；
所述伺服驱动机构用于驱动所述变位机固定架在水平面上旋转；
所述零点定位机构用来检测变位机固定架是否在零点位置。
5.根据权利要求4所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述伺服驱动机构包括驱动伺服电机、伺服电机位置调整单元、驱动齿轮、调整法兰、调整螺栓和调整角座；
所述伺服驱动机构的调整法兰和调整角座安装在所述变位机固定架上，所述调整螺栓用于调节确定所述伺服驱动机构的安装位置，所述驱动齿轮转动时带动所述变位机固定架围绕所述调整底座做旋转运动。
6.根据权利要求4所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，所述零点定位机构包括零点座、零点销、螺纹套、销套、弹簧、铜套、长铜套、零点块和调整垫片；
手压下零点销，零点销插进长铜套，松手后零点销在弹簧弹力下自然弹回原位。
7.根据权利要求1所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，单轴变位机包括主动头机架、伺服电机、从动头机架和定位机构；
所述主动头机架的伺服电机采用所述机器人的外部轴；
所述定位机构用于在所述单轴变位机旋转45°停止时伸出，以保证所述单轴变位机的位置固定不变。
8.根据权利要求4所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，机器人焊接***包括焊接电源、机器人、焊枪、机器人护板、保护气瓶、清枪剪丝和焊丝盘；
所述焊接电源安装在所述******后面的所述公共底座上，所述保护气瓶固定在所述钣金侧围上，所述机器人安装在所述变位机固定架上端，所述机器人护板安装在所述机器人的1轴上，所述焊枪安装在所述机器人的执行端、并且与所述焊接电源连接。
9.根据权利要求1所述的汽车排气***焊接工作站，其特征在于，工装夹具包括夹具快换机构、方法兰压紧机构、筒体压紧机构、筒体定位机构和尾部定位压紧机构；
所述筒体定位机构用于定位三种排气筒体，所述尾部定位压紧机构包括有两级移动单元，用于两种类型排气筒体的固定。
10.一种汽车焊接设备，其特征在于，所述汽车焊接设备包括有如权利要求1－9任意一项所述的汽车排气***焊接工作站。
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