申请号:CN201720390390.7
申请日: 2017-04-14
公开(公告)号:CN206632526U
公开(公告)日:2017-11-14
发明人:潘晓铭;张健;陈志斌;李浩楠;刘文文;曹宇;朱德华
申请(专利权)人:温州大学
代理机构:北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:赵志远
申请人地址:浙江省温州市高教园区(瓯海区茶山镇)
1.一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,所述减震器包括储油筒、外套于所述储油筒的弹簧限位套以及外套于所述储油筒的定位套,其特征在于,包括:工作台、减震器储油筒切割组件、机械手移料组件、焊接机器人和焊接夹具组件;所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件、所述焊接机器人以及所述焊接夹具组件均设置于所述工作台上,所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件以及所述焊接夹具组件沿同一方向上依次分布;所述减震器储油筒切割组件用于固定及切割储油筒毛坯得到所述储油筒,所述机械手移料组件用于将所述储油筒移动至所述焊接机器人所对应的焊接工位,所述焊接夹具组件用于将所述定位套、所述储油筒以及所述弹簧限位套固定,且当所述储油筒被移动至所述焊接工位时,所述储油筒穿过所述弹簧限位套;所述焊接机器人上设置有复合焊接组件,所述复合焊接组件包括激光焊接头和电弧焊接头,所述激光焊接头和所述电弧焊接头共同用于对套设于所述储油筒的弹簧限位套以及套设于所述储油筒的定位套进行焊接。
2.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述减震器储油筒切割组件包括两个固定机构、限位块和切割机,两个所述固定机构和所述限位块沿同一直线方向依次分布,所述切割机设置于两个所述固定机构之间;所述固定机构包括第一固定架、V形板、第一气缸和第一压紧块,所述V形板和所述第一气缸均设置于所述第一固定架上,所述第一压紧块与所述第一气缸连接,所述V形板用于对所述储油筒毛坯进行限位,所述第一压紧块可在所述第一气缸的驱动下升降以将置于所述V形板上的所述储油筒毛坯压紧固定,所述限位块上设置有与所述储油筒毛坯曲面配合的弧形面。
3.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述机械手移料组件包括第一导轨、第一滑块、第一电机、第二导轨、第二滑块、第二电机、连接板和气动夹具;所述第一导轨水平设置,所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨上,所述第一电机与所述第一滑块带传动连接;所述第二导轨与所述第一滑块连接且竖直设置,所述第二滑块滑动设置于所述第二导轨上,所述第二电机与所述第二滑块带传动连接;所述连接板与所述第二滑块连接,所述气动夹具设置于所述连接板上,所述气动夹具包括第二气缸和由所述第二气缸驱动的气动手指。
4.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述焊接机器人包括机器人主体和所述复合焊接组件,所述复合焊接组件包括复合焊安装板、螺纹套筒、第三电机、焊接头固定板、所述激光焊接头以及所述电弧焊接头;所述螺纹套筒分别与所述机器人主体及所述复合焊安装板连接,所述第三电机与所述激光焊接头均安装于所述复合焊安装板上,所述电弧焊接头安装于所述焊接头固定板上,所述第三电机的驱动轴贯穿所述复合焊安装板与所述焊接头固定板连接。
5.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述焊接夹具组件包括第二固定架、由电机驱动的卡盘和凹槽定位块,所述第二固定架的两侧分别设置有第三气缸和所述第三气缸驱动的第二压紧块,所述第二固定架、所述凹槽定位块以及所述卡盘沿同一方向上依次分布,所述第二压紧块可在所述第三气缸的驱动下运动以将外套于所述储油筒的所述定位套固定,所述凹槽定位块上设置有与所述弹簧限位套配合的凹槽。
6.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括上料机器人,所述上料机器人设置于所述工作台上,所述上料机器人用于抓取所述弹簧限位套和所述定位套。
7.根据权利要求6所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括第一振动送料盘,所述第一振动送料盘临近所述上料机器人设置,所述第一振动送料盘用于输送所述弹簧限位套。
8.根据权利要求6所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括第二振动送料盘,所述第二振动送料盘临近所述上料机器人设置,所述第二振动送料盘用于输送所述定位套。
9.一种减震器,其特征在于,所述减震器由权利要求1-8任一所述的减震器自动化焊接装置加工而成,所述减震器包括:储油筒、弹簧限位套和定位套;所述弹簧限位套和所述定位套均外套于所述储油筒。
10.根据权利要求9所述的减震器,其特征在于,所述弹簧限位套与所述储油筒在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起,所述定位套与所述储油筒在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起。
本实用新型涉及激光加工技术领域,具体而言,涉及一种减震器自动化焊接装置及减震器。
目前,在汽车减震器的焊接设备方面,国内的一些主要汽车零部件生产厂家所使用的设备大都停留在上世纪八、九十年代的水平,减震器焊接设备的结构简单、性能单一、设备完全靠人工控制、尺寸精度低、控制系统落后、自动化程度低下,且当所要施焊的减震器规格尺寸变化时,需人工更换夹具,难以满足焊接装配过程中的精度要求,生产效率低下,一次性焊接合格率低。
本实用新型的目的在于提供一种减震器自动化焊接装置及减震器,以满足当前汽车工业的快速发展对减震器的生产效率和质量的要求。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,所述减震器包括储油筒、外套于所述储油筒的弹簧限位套以及外套于所述储油筒的定位套,减震器自动化焊接装置包括:工作台、减震器储油筒切割组件、机械手移料组件、焊接机器人和焊接夹具组件;
所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件、所述焊接机器人以及所述焊接夹具组件均设置于所述工作台上,所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件以及所述焊接夹具组件沿同一方向上依次分布;
所述减震器储油筒切割组件用于固定及切割储油筒毛坯得到所述储油筒,所述机械手移料组件用于将所述储油筒移动至所述焊接机器人所对应的焊接工位,所述焊接夹具组件用于将所述定位套、所述储油筒以及所述弹簧限位套固定,且当所述储油筒被移动至所述焊接工位时,所述储油筒穿过所述弹簧限位套;
所述焊接机器人上设置有复合焊接组件,所述复合焊接组件包括激光焊接头和电弧焊接头,所述激光焊接头和所述电弧焊接头共同用于对套设于所述储油筒的弹簧限位套以及套设于所述储油筒的定位套进行焊接。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种减震器,所述减震器包括:储油筒、弹簧限位套和定位套;
所述弹簧限位套和所述定位套均外套于所述储油筒。
对于现有技术,本实用新型提供的减震器自动化焊接装置具有如下的有益效果:
本实用新型提供的减震器自动化焊接装置可适用于不同尺寸规格、不同壁厚减震器的焊接,可实现减震器的自动化焊接,满足焊接装配过程中的精度要求,大大提高焊接的效率及质量。
对于现有技术,本实用新型提供的减震器具有如下的有益效果:
本实用新型提供的减震器焊接质量好。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本实用新型第一实施例提供的减震器自动化焊接装置的结构示意图。
图2为图1中工作台的结构示意图。
图3为图1中减震器储油筒切割组件的结构示意图。
图4为图1中机械手移料组件的结构示意图。
图5为图1中焊接机器人的结构示意图。
图6为图5中复合焊接组件的结构示意图。
图7为图1中焊接夹具组件的结构示意图。
图8为本实用新型第二实施例提供的减震器结构示意图。
图标:10-工作台;110-金属型材架;120-安装面板;130-行走轮;20-减震器储油筒切割组件;210-固定机构;211-第一固定架;212-V形板;213-第一气缸;214-第一压紧块;220-限位块;230-切割机;30-机械手移料组件;310-第一导轨;320-第一滑块;330-第一电机;340-第二导轨;350-第二滑块;360-第二电机;370-连接板;380-气动夹具;381-第二气缸381;382-气动手指;40-焊接机器人;410-机器人主体;420-复合焊接组件;421-复合焊安装板;422-螺纹套筒;423-第三电机;424-焊接头固定板;425-激光焊接头;426-电弧焊接头;427-弧形固定架;50-上料机器人;60-焊接夹具组件;610-第二固定架;620-卡盘;630-第三气缸;640-第二压紧块;650-凹槽定位块;70-第一振动送料盘;80-第二振动送料盘;1001-储油筒;1002-弹簧限位套;1003-定位套。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“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实用新型中的具体含义。
第一实施例
请参阅图1、图5和图6,本实用新型实施例提供了一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,减震器包括储油筒、弹簧限位套和定位套,弹簧限位套和定位套均外套与储油筒。所述减震器自动化焊接装置包括有工作台10、减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30、焊接机器人40、上料机器人50、焊接夹具组件60、第一振动送料盘70和第二振动送料盘80。
其中,减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30、焊接机器人40、上料机器人50以及焊接夹具组件60均设置于工作台10上,减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30以及焊接夹具组件60沿同一方向上依次分布。
减震器储油筒切割组件20用于固定及切割储油筒毛坯得到储油筒,机械手移料组件30用于将储油筒移动至焊接机器人40所对应的焊接工位,上料机器人50用于抓取所述弹簧限位套和所述定位套,焊接夹具组件60用于将定位套、储油筒和弹簧限位套固定,且当储油筒被移动至该焊接工位时,储油筒刚好穿过弹簧限位套。
焊接机器人40上设置有复合焊接组件420,复合焊接组件420包括激光焊接头425和电弧焊接头426,激光焊接头425和电弧焊接头426共同用于对套设于储油筒的弹簧限位套以及套设于储油筒的定位套进行焊接。
第一振动送料盘70临近上料机器人50设置,用于输送弹簧限位套以便被上料机器人50抓取,第二振动送料盘80临近上料机器人50设置,用于输送定位套以便被上料机器人50抓取。
具体的,请参阅图2,工作台10包括有金属型材架110和设置于金属型材架110上的安装面板120。金属型材架110底部均匀设置行走轮130以便移动工作台10。本实用新型实施例中,金属型材架110和安装面板120优选采用铝合金或不锈钢等金属。
请参阅图3,所述减震器储油筒切割组件20包括有两个固定机构210、限位块220和切割机230。其中,两个固定机构210和限位块220沿同一直线方向依次分布,而切割机230则位于两个固定机构210之间用于切割储油筒毛坯,限位块220上设置有与储油筒毛坯曲面配合的弧形面。
每个固定机构210均包括有第一固定架211、V形板212、第一气缸213和第一压紧块214。第一固定架211安装固定于工作台10行,V形板212安装于第一固定架211上,V形板212的弯折部分可对储油筒毛坯进行限位。每个固定机构210均包括两个第一气缸213,V形板212的两个倾斜面上均设置有通孔,第一压紧块214的两端穿过该V形板212的斜面上对应的通孔分别与两个第一气缸213连接,如此第一压紧块214可在两个第一气缸213的作用下上升或下降,当第一压紧块214在对应的两个第一气缸213的作用下下降一定距离并与储油筒毛坯抵持时,在第一压紧块214和V形板212的共同作用下将储油筒毛坯压紧固定,最终在两个固定机构210和限位块220的共同作用下使得储油筒毛坯被牢固的固定住。此时,即可通过切割机230对储油筒毛坯进行切割得到得到既定长度的储油筒。
本实用新型实施例中,第一气缸213可直接安装于工作台10上也可安装于第一固定架211上,本施例中不做具体限定。
请参阅图4,所述机械手移料组件30包括有第一导轨310、第一滑块320、第一电机330、第二导轨340、第二滑块350、第二电机360、连接板370和气动夹具380。
第一导轨310水平设置,第一滑块320上设置有与第一导轨310配合的滑槽,第一电机330设置于第一导轨310的一端,第一电机330的驱动轴上设置有第一主动轮,第一导轨310的另一端设置有第一从动轮,第一主动轮与第一从动轮通过传送带连接,且传送带与第一滑块320连接,如此实现第一滑块320与第一电机330带传动连接,在第一电机330的驱动下,第一滑块320可沿着第一导轨310水平滑动。
第二导轨340与第一滑块320连接且竖直设置,第二导轨340与第一滑块320的连接处设置加强筋以使第二导轨340与第一滑块320连接牢固,第二滑块350上设置有与第二导轨340配合的滑槽,第二电机360设置于第二导轨340的一端,第二电机360的驱动轴上设置有第二主动轮,第二导轨340的另一端设置有第二从动轮,第二主动轮与第二从动轮通过传送带连接,且该传送带与第二滑块350连接,如此实现第二滑块350与第二电机360带传动连接,在第二电机360的驱动下,第二滑块350可沿着第二导轨340在竖直方向滑动。
连接板370与第二滑块350连接,气动夹具380则设置在该连接板370上,气动夹具380包括第二气缸381和由第二气缸381驱动的气动手指382,本实用新型实施例中,连接板370呈“T”字形,气动夹具380的数量为两个,两个气动夹具380设置在呈“T”字形的连接板370的两端,以便能将切割好的储油筒平稳的夹取。通过采用上述的设置,机械手移料组件30可实现对储油筒的夹取及水平和竖直方向的移动。
请参阅图5和图6,焊接机器人40包括有机器人主体410和与机器人主体410连的复合焊接组件420。所述复合焊接组件420包括复合焊安装板421、螺纹套筒422、第三电机423、焊接头固定板424、激光焊接头425以及电弧焊接头426。
螺纹套筒422分别与机器人主体410及复合焊安装板421连接,第三电机423与激光焊接头425均安装与该复合焊安装板421上,电弧焊接头426通过一弧形固定架427和连接螺栓安装固定于焊接头固定板424上,第三电机423的驱动轴则贯穿该复合焊安装板421与焊接头固定板424连接,如此可通过第三电机423调节电弧焊接头426的角度。
请参阅图1,第一振动送料盘70及第二振动送料盘80靠近上料机器人50设置,第一振动送料盘70用于输送弹簧限位套以便被上料机器人50抓取,第二振动送料盘80用于输送定位套以便被上料机器人50抓取。上料机器人50设置于所述工作台10上,上料机器人50设置有用于抓取和移动弹簧限位套和定位套的机械臂。
请结合参阅图1和图7,焊接夹具组件60包括第二固定架610、由电机驱动的卡盘620和凹槽定位块650。第二固定架610的两侧分别设置有一第三气缸630和第三气缸630驱动的第二压紧块640,第二固定架610、凹槽定位块650以及卡盘620沿同一方向上依次分布,两个第三气缸630沿垂直该方向设置,如此第二压紧块640可在第三气缸630驱动下沿垂直该方向运动。同时,凹槽定位块650上设置有与弹簧限位套配合的凹槽用于放置弹簧限位套。
本实用新型实施例中,所述卡盘620可以采用,但不限于三爪卡盘或四爪卡盘。在其他一些实施例中,所述卡盘620还可以采用其他的具有夹持功能的结构代替。
在使用减震器自动化焊接装置加工汽车的减震器时,先人工将储油筒毛坯的放置与减震器储油筒切割组件20上。启动设备,减震器储油筒切割组件20的两个固定机构210将储油筒毛坯压紧,人工利用切割机230将储油筒毛坯进行切割,得到既定长度的储油筒。
同时,上料机器人50的机械臂先抓取弹簧限位套并按照预定程序将弹簧限位套放置于凹槽定位块650上,放置于凹槽定位块650上的弹簧限位套被凹槽定位块650限位固定。然后由机械手移料组件30将已经切割好的储油筒移动至焊接夹具组件60远离弹簧限位套的一侧,并保持与焊接夹具组件60的中心孔同轴心,然后在机械手移料组件30的驱动下将储油筒穿过弹簧限位套,储油筒穿过弹簧限位套的一端被卡盘620夹紧,此时机械手移料组件30松开储油筒并复位。
接着,启动焊接机器人40上的复合焊接组件420,按照预先设定好的焊接方式对弹簧限位套与储油筒外壁交界面进行焊接,分别对弹簧限位套与储油筒外壁交界面两侧沿圆周方向进行均匀点焊将两者位置固定,之后电机驱动的卡盘620匀速转动,从而带动储油筒与弹簧限位套匀速转动。与此同时,复合焊接组件420位置固定并与储油筒中心轴线成一夹角对弹簧限位套与储油筒交界面两侧沿圆周方向进行复合焊接。
定位套包括与储油筒曲面配合的弧面以及弧面两端延伸出的延伸端。对弹簧限位套与储油筒外壁交界面焊接完毕后,由上料机器人50的机械臂抓取定位套并按照预定程序将其放置在储油筒远离卡盘620的一端并与储油筒同轴配合,并使得定位套的两个延伸端朝上,第二固定架610的两侧的第三气缸630驱动对应的第二压紧块640将定位套的延伸端压紧。然后由复合焊接组件420按照先设定好的焊接方式对定位套与储油筒外壁交界面进行焊接,分别对定位套与储油筒外壁交界面两侧沿圆周方向进行均匀点焊将两者位置固定,第二固定架610两侧的第三气缸630驱动对应的第二压紧块640复位。之后电机驱动的卡盘620匀速转动,从而带动储油筒与定位套匀速转动。与此同时,复合焊接组件420位置固定并与储油筒中心轴线成一夹角对储油筒与定位套的交界面进行复合焊接。
复合焊接组件420包括激光焊接头425和电弧焊接头426,在焊接时共同作用于待焊工件的同一位置,实现材料的连接,利用激光与电弧两种物理性质、能量特性截然不同的热源相互作用、相互加强,使得其焊接特性,如激光小孔稳定性、电弧弧柱温度和强度、熔池流动等改善并形成一种高效复合热源,可克服单独每一种焊接方式自身的不足,进而产生良好的复合效应,最终使得焊接效率和焊缝质量全面提高。在实际焊接中,当激光功率小于500W时,热源显示为电弧的特性,激光功率能量比较小,激光主要起稳定和压缩电弧、提高电弧能量利用率的作用,主要用于中小尺寸规格或减震器壁较薄的焊接,即低激光能量加电弧复合焊接工艺。当激光能量达到千瓦级时,热源兼有激光和电弧的特性,能够充分利用二者的优点,主要用于大尺寸规格或减震器壁较厚的焊接,即高激光能量加电弧复合焊接工艺。
综上,本实用新型实施例提供的减震器自动化焊接装置可适用于不同尺寸规格、不同壁厚减震器的焊接,焊接质量、性能优越。同时,采用根据减震器的结构特点,分别设置了减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30以及焊接夹具组件60,可实现减震器焊接主要过程的自动化控制。另外,通过设置与焊接夹具组件60配合进行复合焊接的焊接机器人40,根据工件结构特性及复合焊接工艺要求,先通过点焊进行零部件的固定,再利用焊接夹具组件60中的卡盘620及焊接机器人40上的复合焊接组件对零部件进行圆周封焊,大大提高了焊接的效率和焊接质量。
第二实施例
请参阅图8,本实施例提供了一种减震器,所述减震器由上述第一实施例所提供的减震器自动化焊接装置焊接而成,所述减震器包括储油筒1001、弹簧限位套1002和定位套1003,弹簧限位套1002和定位套1003均外套于所述储油筒1001。
其中,所述弹簧限位套1002与所述储油筒1001在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起,所述定位套1003与所述储油筒1001在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起。
综上,本实用新型实施例提供的减震器采用激光焊接和电弧焊接的共同焊接的方式,大大提高了减震器的焊接质量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。