CN115041807B - 焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造涉及汽车制造技术领域，其公开了焊接方法，包括如下步骤：1.将工件装载在第一工位区的胎模上，位于第一工位区的焊接总成对该位置的工件执行专用焊接工序；2.当工件完成焊接工序后，置换机构置换两个安装平台的位置；3.将下一个工件装载在第一工位区的胎模上，位于第一工位区的焊接总成对该位置的工件执行专用焊接工序，位于第二工位区的焊接总成对该位置的工件执行通用焊接工序；4.当工件完成焊接工序后，置换机构置换两个安装平台的位置；5.从第一工位区的胎模上卸载工件；6.重复步骤3至5。本发明创造省去了现有技术中的取放件工位及其胎模，并缩短了胎模的运行时间，从而在焊接效率以及项目成本等方面优于现有技术。

Description

焊接方法

技术领域

本发明创造涉及汽车制造技术领域，特别涉及焊接方法。

背景技术

汽车内饰总成装配可采用超声波、热铆、激光等方式进行焊接。以往，产量较大的车型其内饰总成一般是采用专用设备进行焊接，而产量较低的车型其内饰总成则是采用人工进行焊接。若采用专用设备进行焊接的话，产品质量稳定、产能高，不过一旦项目停产后专用设备也随之而停用；若采用人工进行焊接的话，虽然投入成本较低，但焊接质量不稳定且容易因为刮碰而损伤产品的外观。

近年来，随着生产理念的提升，非标自动化设备的发展趋向于柔性化生产，即多项目根据不同的需求随意切换项目生产或共线生产，以减少专用设备的投资。目前，多工位柔性生产线为了减少占地面积，柔性生产线上的胎模采用立体上下两层式循环，多工位柔性生产线除焊接工位外还需另设两个升降工位来让胎模循环流转，除焊接工位正在工作的胎模外还需多设一套或多套胎模在非焊接工位上进行等待。

发明内容

本发明创造旨在提供一种焊接方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

根据本发明创造的第一方面实施例的焊接方法，采用如下结构：

机架，其设有第一工位区和第二工位区，所述机架在所述第一工位区与所述第二工位区之间滑动连接有两个安装平台，两个所述安装平台上下分层设置，两个所述安装平台分别位于所述第一工位区和所述第二工位区，两个所述安装平台均连接有胎模；

置换机构，其安装于所述机架，所述置换机构同时驱动两个所述安装平台在所述第一工位区与所述第二工位区之间进行来回置换；

焊接总成，其数量为两个，两个所述焊接总成均安装在所述安装平台的上方，两个所述焊接总成分别位于所述第一工位区和所述第二工位区；

除了采用上述的结构之外，还包括如下步骤：

S10.在首次焊接时，将工件装载在所述第一工位区的胎模上，位于所述第一工位区的焊接总成对所述第一工位区的工件执行专用焊头的焊接工序；

S20.当所有的工件完成相应的焊接工序后，所述置换机构置换两个所述安装平台的位置；

S30. 将下一个工件装载在所述第一工位区的胎模上，位于所述第一工位区的焊接总成对所述第一工位区的工件执行专用焊头的焊接工序，位于所述第二工位区的焊接总成对所述第二工位区的工件执行通用焊头的焊接工序；

S40.当所有的工件完成相应的焊接工序后，所述置换机构置换两个所述安装平台的位置；

S50.从所述第一工位区的胎模上卸载工件；

S60.重复步骤S30至S50，直至完成所有工件的焊接。

根据本发明创造实施例的焊接方法，至少具有如下有益效果：本发明创造将工件的焊接工艺分为两个焊接工序，位于所述第一工位区的焊接总成用于对工件进行第一焊接工序，而位于所述第二工位区的焊接总成则用于对工件进行第二焊接工序，两个所述焊接总成可同时对不同的工件进行相应的焊接工序，当两个工件各自完成一个焊接工序后，此时可通过所述置换机构来置换两个工件的位置，使得两个所述焊接总成能够同时对两个工件进行余下的焊接工序，从而完成对两个工件的焊接工艺；本发明创造省去了现有技术中的取放件工位及其胎模，并缩短了胎模的运行时间，从而在焊接效率以及项目成本等方面优于现有技术。

根据本发明创造的一些实施例，为了防止装配后的工件在焊接时发生位置的偏离或未装配到位导致焊接后产生间隙，需要在每个焊点的附近设置有压点。为此，每个所述胎模均连接有具有压点的压具，而为了方便取放工件，所述压具翻转开合在所述胎模上。

本发明创造的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明创造的实践了解到。

附图说明

本发明创造的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明创造实施例的柔性焊接设备的一个立体结构示意图；

图2是本发明创造实施例的柔性焊接设备的另一立体结构示意图；

图3是本发明创造实施例的柔性焊接设备在去除焊接总成后的一个立体结构示意图；

图4是本发明创造实施例的柔性焊接设备在去除焊接总成后的另一立体结构示意图。

附图中：100-机架、200-置换机构、300-焊接总成、110-安全光栅、120-上直线导轨、130-下直线导轨、101-第一工位区、102-第二工位区、400-上安装平台、500-下安装平台、600-胎模、210-驱动装置、220-同步带、211-传动轴、230-同步轮、221-上带、222-下带、700-定位装置、710-定位部、310-工作焊头、320-运动模组、324-第一横梁、321-左右移动机构、325-第二横梁、322-前后移动机构、323-上下升降机构、311-超声波发生器、800-压具、810-翻转机构。

具体实施方式

下面详细描述本发明创造的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明创造，而不能理解为对本发明创造的限制。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等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创造和简化描述，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创造的限制。

在本发明创造的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明创造的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明创造中的具体含义。

如图1和图2所示，根据本发明创造的第一方面实施例的柔性焊接设备，其包括机架100、置换机构200以及焊接总成300，所述机架100设有朝前设置的对接口，所述对接口用于与其他项目进行柔性化连接，所述机架100在所述对接口处设有安全光栅110，以提升所述柔性焊接设备的安全性能。

如图3和图4所示，所述机架100设有沿前后方向设置的两个上直线导轨120和两个下直线导轨130，两个所述上直线导轨120分别位于两个所述下直线导轨130的正上方，两个所述上直线导轨120沿左右方向间隔设置，从而在其中形成有工位区，所述工位区从前往后分为第一工位区101和第二工位区102。两个所述上直线导轨120均滑动连接有上安装平台400，两个所述下直线导轨130均滑动连接有下安装平台500，对应地，所述上安装平台400与所述下安装平台500上下分层设置，且两个安装平台均能在所述第一工位区101与所述第二工位区102之间进行来回滑动。两个所述安装平台均各自安装有胎模600，而所述胎模600则用于装载待焊的工件，由于不同的工件其所需要使用的胎模600不尽相同，因此所述胎模600可拆连接于所述安装平台，以实现柔性化连接。

为了驱动两个安装平台进行位置的置换，所述置换机构200包括驱动装置210和两个同步带220，两个所述同步带220分别位于所述工位区的左右两侧，所述驱动装置210可选为伺服电机，其通过传动轴211同时控制两个所述同步带220进行回转，所述同步带220通过同步轮230将所述驱动装置210的旋转运动转换为直线运动。由于对于所述同步带220来说，其上带221的移动方向与其下带222的移动方向相反，因此可利用该特性来实现两个所述安装平台的反向运动。为此，两个所述同步带220的上带221通过齿形压板（附图未示出）与所述上安装平台400进行固定连接，而两个所述同步带220的下带222通过齿形压板与所述下安装平台500进行固定连接，且所述上安装平台400与所述下安装平台500可在所述同步带220的中部进行汇合。当所述驱动装置210启动时，所述上安装平台400与所述下安装平台500进行反向运动，直至两者的位置被置换，而当需要再次置换两者的位置时，可通过所述驱动装置210的反向驱动来实现。可以理解的是，本发明创造并没有对所述置换机构200的具体结构进行限定，只要所述置换机构200能够实现两个所述安装平台位置的置换，无论所述置换机构200为何种结构，均属于本发明创造的保护范围之内。

进一步地，所述机架100在所述第一工位区101和所述第二工位区102均设有两个定位装置700，同一工位区上的两个所述定位装置700上下分层设置。所述上安装平台400设有与位于上层的所述定位装置700匹配连接的定位部710，所述下安装平台500设有与位于下层的所述定位装置700匹配连接的定位部710，所述定位部710可选为V型槽块，而所述定位装置700可选为由气缸驱动的带有V型末端的伸缩杆。当所述驱动装置210同时驱动两个所述安装平台移动至指定位置后，两个所述安装平台的位置可分别通过位于所述第一工位区101的定位装置700以及位于所述第二工位区102的定位装置700进行定位，以防止两个所述安装平台在焊接时发生位置的偏离。

如图1和图2所示，所述焊接总成300的数量为两个，两个所述焊接总成300均安装于所述机架100并位于所述安装平台的上方，两个所述焊接总成300分别对应于所述第一工位区101和所述第二工位区102。本发明创造将工件的焊接工艺分为两个焊接工序，位于所述第一工位区101的焊接总成300用于对工件进行第一焊接工序，而位于所述第二工位区102的焊接总成300则用于对工件进行第二焊接工序。

具体地，每个所述焊接总成300均包括四个工作焊头310以及可供所述工作焊头310进行空间移动的运动模组320，所述运动模组320具有X、Y、Z三轴自由度，其能够实现每个所述工作焊头310的空间移动。为了提升对工件的焊接效率，本发明创造将每个所述安装平台上的工件分设为四个焊接区域，每个所述焊接区域均由对应的所述工作焊头310负责焊接。每个所述运动模组320均包括两个沿左右方向设置的第一横梁324，两个所述第一横梁324沿前后方向间隔设置，每个所述第一横梁324上均连接有两个沿所述第一横梁324的长度方向进行电控移动的左右移动机构321，每个所述左右移动机构321均设有沿前后方向设置的第二横梁325，每个所述左右移动机构321均连接有沿所述第二横梁325的长度方向进行电控移动的前后移动机构322，每个所述前后移动机构322均连接有上下升降机构323，每个所述上下升降机构323均连接有一个所述工作焊头310，以独立控制每个所述工作焊头310的空间位置。可以理解的是，所述左右移动机构321、前后移动机构322和上下升降机构323包括但不限于丝杠螺母机构、齿轮齿条机构或者线性电机；并且，每个所述焊接总成300的工作焊头310数量还可以为一个、两个、三个等，对应地，所述焊接区域的数量与所述工作焊头310的数量一致，而不限于上述实施例。

由于汽车的内饰件一般为塑料件，而超声波焊接工艺常用于塑料件的焊接，因此所有的工作焊头310均可选为超声波焊头。为此，所述机架100安装有为所述超声波焊头提供超声波能量的超声波发生器311，每个所述超声波焊头均外套有冷却套，每个所述超声波焊头均连接有涡流冷却器，压缩空气经过所述涡流冷却器将气体分成冷热两部分气体，其中冷气体（5℃-10℃）送到超声波焊头的冷却套内并从所述冷却套的末端流出，以快速冷却超声波焊头以及工件的焊接部位。可以理解的是，所述超声波焊头的冷却***为现有技术，本发明创造虽然只公开了其冷却原理，但其具体结构为本领域技术人员所熟知。

此外，虽然本发明创造将工件的焊接工艺分为两个焊接工序，但由于现有技术对工件的超声波焊接需要使用到专用型超声波焊头以及通用型超声波焊头，其中所述专用型超声波焊头用于焊接特殊的焊点，例如异形焊点，而所述通用型超声波焊头则用于焊接标准的焊点。为了对两个焊接工序进行区分，以整合每个所述焊接总成的焊接程序，位于所述第一工位区101的所有工作焊头310均可选为专用型超声波焊头，而位于所述第二工位区102的所有工作焊头310均可选为通用型超声波焊头，此时位于所述第一工位区101的焊接总成300执行专用焊头的焊接工序，而位于所述第二工位区102的焊接总成300则执行通用焊头的焊接工序。可以理解的是，所述专用型超声波焊头还可设置在所述第二工位区102，而所述通用型超声波焊头还可设置在所述第一工位区101，而不限于上述实施例。

根据本发明创造的第二方面实施例的焊接方法，其用于根据本发明创造上述第一方面实施例的柔性焊接设备，假设所述下安装平台500和所述上安装平台400分别位于所述第一工位区101和所述第二工位区102，还包括如下步骤：

S10.在首次焊接时，机械手将第一工件装载在位于所述第一工位区101的胎模600上，然后位于所述第一工位区101的焊接总成300对所述第一工件进行第一焊接工序；

S20.当所述第一工件完成第一焊接工序后，所述置换机构200通过伺服电机的正转来置换两个所述安装平台的位置，此时所述上安装平台400和所述下安装平台500分别位于所述第一工位区101和所述第二工位区102；

S30. 机械手将第二工件装载在位于所述第一工位区101的胎模600上，然后位于所述第一工位区101的焊接总成300对所述第二工件进行第一焊接工序，而位于所述第二工位区102的焊接总成300则对所述第一工件进行第二焊接工序；

S40.当两个工件完成相应的焊接工序后，所述置换机构200通过伺服电机的反转来置换两个所述安装平台的位置，此时所述下安装平台500和所述上安装平台400分别位于所述第一工位区101和所述第二工位区102；

S50.由于此时所述第一工件已经进行了两道焊接工序，因此其可通过机械手从所述第一工位区101的胎模600上进行卸载；

S60.重复步骤S30至S50，直至完成所有工件的焊接。

需要进一步说明的是，由于所述上安装平台400与所述下安装平台500上下是分层设置，因此所述焊接总成300在对所述上安装平台400或者所述下安装平台500的工件进行焊接时，其能够在PLC或者其他控制器的控制下，自动地切换至对应的焊接程序，即每个焊接总成300至少具有两种焊接程序，其根据所述置换机构200的置换节拍而来回切换。

除此之外，为了防止装配后的工件在焊接时发生位置的偏离或未装配到位导致焊接后产生间隙，需要在每个焊点的附近设置有压点。为此，每个所述胎模600均连接有具有压点的压具800，而为了方便取放工件，所述压具800通过翻转机构810翻转开合在所述胎模600上。在需要卸载所述胎模600上的工件之前，所述压具800在翻转机构810的带动下进行打开，以露出所述胎模600的型腔，并在完成工件的装载之后，所述压具800在翻转机构810的带动下进行闭合，以便将工件限位在所述胎模600的型腔底部。

上述的焊接方法不仅能够提升工件的焊接效率，而且由于所述第一工位区101可用于装载工件和卸载工件，因此其能够节省相应的对接设备，使得所述柔性焊接设备能够更好地与其他项目进行柔性化连接。

上面结合附图对本发明创造实施例作了详细说明，但是本发明创造不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明创造宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.焊接方法，其特征在于，采用如下结构：

机架（100），其设有第一工位区（101）和第二工位区（102），所述机架（100）在所述第一工位区（101）与所述第二工位区（102）之间滑动连接有两个安装平台，两个所述安装平台上下分层设置，两个所述安装平台分别位于所述第一工位区（101）和所述第二工位区（102），两个所述安装平台均连接有胎模（600）；

置换机构（200），其安装于所述机架（100），所述置换机构（200）同时驱动两个所述安装平台在所述第一工位区（101）与所述第二工位区（102）之间进行来回置换；

焊接总成（300），其数量为两个，两个所述焊接总成（300）均安装在所述安装平台的上方，两个所述焊接总成（300）分别位于所述第一工位区（101）和所述第二工位区（102）；

除了采用上述的结构之外，还包括如下步骤：

S10.在首次焊接时，将工件装载在所述第一工位区（101）的胎模（600）上，位于所述第一工位区（101）的焊接总成（300）对所述第一工位区（101）的工件执行专用焊头的焊接工序；

S20.当所有的工件完成相应的焊接工序后，所述置换机构（200）置换两个所述安装平台的位置；

S30. 将下一个工件装载在所述第一工位区（101）的胎模（600）上，位于所述第一工位区（101）的焊接总成（300）对所述第一工位区（101）的工件执行专用焊头的焊接工序，位于所述第二工位区（102）的焊接总成（300）对所述第二工位区（102）的工件执行通用焊头的焊接工序；

S40.当所有的工件完成相应的焊接工序后，所述置换机构（200）置换两个所述安装平台的位置；

S50.从所述第一工位区（101）的胎模（600）上卸载工件；

S60.重复步骤S30至S50，直至完成所有工件的焊接。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：每个所述胎模（600）均连接有可开合的压具（800）。

Images