車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，包括工作臺Ⅰ、工作臺Ⅱ、管夾持裝置、夾具和焊接機器人；所述的工作臺Ⅰ和工作臺Ⅱ平行相對設置，工作臺Ⅰ和工作臺Ⅱ上分別設置有管夾持裝置和夾具，工作臺Ⅰ和工作臺Ⅱ上的管夾持裝置和夾具相互對應呈鏡像分布；所述的焊接機器人設置于工作臺Ⅰ和工作臺Ⅱ中間，能夠360度旋轉(zhuǎn)，其上設置的焊槍能夠覆蓋工作臺Ⅰ和工作臺Ⅱ上的各個夾具對應零件的焊接點。本發(fā)明還提供一種車輛中控臺安裝支架的自動焊接方法。本發(fā)明自動焊接裝置及方法具有焊接效率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低的特點。
【專利說明】車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及中控臺安裝支架焊接領域，具體涉及一種車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置及方法。
【背景技術】
[0002]車輛中控臺安裝架屬于典型的薄板金焊接件，由一根鋼管作為基礎，在鋼管上焊接上8個不同的焊接件而成，焊接的工件多，焊點多，焊接的方位變化大，工序復雜。目前微型車中控臺的焊接工序主要采用人工焊接的方式生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方法主要存在如下缺陷:
①焊點位置、大小隨意性大，致使產(chǎn)品焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，一致性差。
[0003]②夾具操作、焊接操作技能要求高，操作步驟多，只有熟練焊工才能上崗。
[0004]③工件夾緊后，焊點朝向凌亂，有些焊點施焊時，工件、夾具與焊槍之間易產(chǎn)生互相干涉，需增加裝夾次數(shù)，改變裝夾角度，實施多工步焊接來實現(xiàn)，影響焊接速度。
[0005]④生產(chǎn)效率低。手工完成一件工件焊接需要5個工步，5次裝夾，耗時約10分鐘/件。
[0006]正是因為現(xiàn)有技術的存在以上諸多的不足和缺陷，因此，為提高車輛中控臺生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，急需研制一種微型車中控臺安裝支架的自動焊接裝置及焊接方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置及方法，該自動焊接裝置及方法應用于以管為基礎件的車輛中控臺安裝支架的焊接，該自動焊接裝置及方法克服了人工焊接效率低、焊接質(zhì)量波動大、生廣成本聞等缺陷，具有焊接效率聞、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低的特點。
[0008]本發(fā)明提供的車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，包括工作臺1、工作臺I1、管夾持裝置、夾具和焊接機器人；所述的工作臺I和工作臺II平行相對設置，工作臺I和工作臺II上分別設置有管夾持裝置和夾具，工作臺I和工作臺II上的管夾持裝置和夾具相互對應呈鏡像分布；所述的焊接機器人設置于工作臺I和工作臺II中間，能夠在水平方向上360度旋轉(zhuǎn)，其上設置的焊槍能夠覆蓋工作臺I和工作臺II上的各個夾具對應零件的焊接點。
[0009]所述的管夾持裝置包括限位裝置、夾緊裝置，所述夾緊裝置安裝于限位裝置之上，所述限位裝置、夾緊裝置用于夾持作為基礎件的管材。
[0010]所述的夾具的數(shù)目和機構根據(jù)管上需要焊接的零件的數(shù)目和結構來設置。
[0011]所述焊接機器人包括機械臂、焊槍、轉(zhuǎn)向機構和步進電機；
所述機械臂安裝于轉(zhuǎn)向機構上，經(jīng)過轉(zhuǎn)向機構能夠在水平方向上360度轉(zhuǎn)動，機械臂包括臂體、腕部和焊槍夾持裝置；所述的臂體、腕部和焊槍由步進電機控制，所述臂體能夠在水平和豎直上運動，腕部能夠水平轉(zhuǎn)動，焊槍夾持裝置能夠上下擺動；所述焊槍安裝于焊槍夾持裝置上。
[0012]本發(fā)明提供的車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置的自動焊接方法，包括以下幾個步驟:
A、根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，對焊接機器人完成示教編
程;
B、將管置于工作臺I上，通過管夾持裝置夾緊，然后將管上需要焊接的零件通過其對應的夾具進行定位與夾緊，控制零件的所有焊點與管緊密接觸，并位于管的上表面；
C、啟動焊接機器人，對工作臺I上夾裝的管和各零件進行自動焊接，同時，將同樣的管和零件夾裝于工作臺II上，安裝要求與工作臺I的一致；
D、焊接機器人完成工作臺I上的焊接后，轉(zhuǎn)向工作臺II，對工作臺II上的管和各零件進行自動焊接，同時卸下工作臺I上已焊接完成的車輛中控臺安裝支架；
E、重復步驟B、C和D的操作。
[0013]所述的步驟A中根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，其程序中的施焊順序設置如下:
焊槍從管的一端向另一端移動，按照優(yōu)先級依次焊接各零件上的焊點，到達管的另一端后，從另一端返回，依次焊接各零件上剩余的焊點，以此順序反復，直至焊接完所有的焊
占.焊槍移動過程中的優(yōu)先級如下:
若當前零件的焊點數(shù)量小于4，則對該零件的靠近焊接機器人的一側的焊點進行焊接后移動至下一零件，焊槍從管的另一端返回后，焊接遠離焊接機器人的一側的焊點；若當前零件的焊點數(shù)量大于或等于4，則對零件的全部焊點進行焊接后移動至下一零件。
[0014]本發(fā)明自動焊接裝置通過夾具對零件進行夾裝，所有零件均夾裝于管上側，使得所有工件的焊縫朝向均向上，機器人控制焊槍一次施焊就能完成整個支架的焊接，不需要使用變位機，也不需要進行另外的拆裝，保證了焊接效率，降低人工成本；并且由于夾具設置的穩(wěn)定性，工件在夾具上定位后，機器人與焊接件位置相對是固定的，因此只需一次示教編程即可進行重復焊接，操作簡便。
[0015]本實用新型技術方案中所應用的夾具優(yōu)選采用名稱為“汽車儀表板支架焊接夾具”，專利號為:201020135982.2的實用新型專利中記載的技術，也可以采用根據(jù)零件結構設計的普通專用夾具。
[0016]所述的焊槍優(yōu)選采用名稱為“一種氣體保護自動焊機焊槍”，專利號為:200820104316.5的實用新型專利中記載的技術，也可以采用現(xiàn)有技術的其他焊槍。
[0017]本發(fā)明自動焊接方法根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，對焊接機器人完成示教編程；在工作臺I進行管和零件的夾裝與夾緊，由焊接機器人進行焊接，并在工作臺II進行管和零件的夾裝與夾緊；當工作臺I零件焊接完畢后焊槍自動復位，機器人帶動焊槍轉(zhuǎn)換到工作臺II，對工作臺II進行相同的施焊作業(yè)，與此同時在工作臺I進行管和零件的人工裝卸作業(yè)；對工作臺II的焊接作業(yè)完成后，機器人再次轉(zhuǎn)換到工作臺I進行施焊作業(yè)，同時對工作臺II的管和零件進行人工裝卸，并由夾具進行定位與夾緊，如此循環(huán)往復，工作臺I與工作臺II交替進行焊接與裝卸作業(yè)，使得雙工作臺的焊接效率發(fā)揮到極致，最大化的提升設備利用率。[0018]本發(fā)明自動焊接方法采用“大循環(huán)+小循環(huán)”優(yōu)先級的焊接順序，“大循環(huán)”指的是焊槍從管的一端向另一端移動，按照優(yōu)先級依次焊接各零件上的焊點，到達管的另一端后，從另一端返回，依次焊接各零件上剩余的焊點，以此順序反復，直至焊接完所有的焊點；在此過程中，對于體積較小、焊點小于4的零件，先焊接它們一側的焊點，焊槍移動至下一零件，其另一側焊點留到焊槍移動到管的另一端返回時再進行焊接，即機械臂先在管一側運動，完成該側焊點焊接后再擺動至管另一側，因此，“大循環(huán)”減少機械臂擺動的次數(shù)，節(jié)約焊接時間，提高焊接效率；“小循環(huán)”是指在“大循環(huán)”過程中遇到體積較大、焊點大于或等于4的零件時，則將其兩側焊點全部焊接完畢后再移向下一零件，“小循環(huán)”減小了較大零件在“大循環(huán)”焊接中的變形，保證焊接質(zhì)量；因此，“大循環(huán)+小循環(huán)”特殊的焊接順序在不影響焊接質(zhì)量的如提下，提聞了焊接效率，進一步降低生廣成本。
[0019]在微型車中控臺安裝支架自動焊接的過程中，焊槍在焊點施焊作業(yè)用時2?4秒，則完成30個焊點的焊接共耗時約3分鐘；對2X2形式的工作臺，工件裝夾時間為2分鐘左右，裝夾時間與焊接時間基本重合，以每班8小時，設備利用率85%計算，則每班產(chǎn)量約為272件；而手工焊接需分5個工步完成，焊接耗時約5分鐘以上，5次裝夾共耗時約5分鐘，裝夾時間與焊接時間不能重合，則一套安裝支架的焊接總耗時約10分鐘，單人每班產(chǎn)量僅為50余件左右，且效率隨人員因素波動幅度大。綜合其他因素，本發(fā)明自動焊接方法比手工焊接效率提高4倍左右。
[0020]綜上，本發(fā)明自動焊接裝置及方法克服了人工焊接效率低、焊接質(zhì)量波動大、生產(chǎn)成本高等缺陷，利用專用夾具對工件進行裝夾，通過機器人完成自動焊接，具有焊接效率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明自動焊接裝置的布局示意圖 圖2為本發(fā)明自動焊接裝置的管夾持裝置示意圖
圖3為本發(fā)明自動焊接裝置的夾具及零件裝配主視圖 圖4為本發(fā)明自動焊接裝置的夾具及零件裝配俯視圖 圖5為本發(fā)明自動焊接裝置的焊接機器人示意圖1為工作臺I，2為工作臺II ,3為管夾持裝置,4為夾具，5為焊接機器人,6為管,31為限位裝置，32為夾緊裝置，51為焊槍，52為轉(zhuǎn)向機構，53臂體，54為腕部，55為焊槍夾持裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例具體說明本發(fā)明。
[0023]實施例1
如圖1所示，本實施例車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，包括工作臺I 1、工作臺
II2、管夾持裝置3、夾具4和焊接機器人5 ;所述的工作臺I I和工作臺II 2平行相對設置，工作臺I I和工作臺II 2上分別設置有管夾持裝置3和夾具4，工作臺I I和工作臺II 2上的管夾持裝置3和夾具4相互對應呈鏡像分布；所述的焊接機器人5設置于工作臺I I和工作臺II 2中間，能夠在水平方向上360度旋轉(zhuǎn)，其上設置的焊槍能夠覆蓋工作臺I I和工作臺II 2上的各個夾具對應零件的焊接點。
[0024]如圖2所示，所述的管夾持裝置3包括限位裝置31、夾緊裝置32，所述夾緊裝置32安裝于限位裝置31之上。
[0025]如圖3、圖4所示，本實施例中所述的夾具4的數(shù)目根據(jù)管上需要焊接的零件的數(shù)目和結構來設置，所有零件均夾裝于管6之上，所有焊縫均朝向上。
[0026]如圖5所示，本實施例中所述焊接機器人5包括機械臂、焊槍51、轉(zhuǎn)向機構52和步進電機；
所述機械臂安裝于轉(zhuǎn)向機構52上，經(jīng)過轉(zhuǎn)向機構52能夠在水平方向上360度轉(zhuǎn)動，機械臂包括臂體53、腕部54和焊槍夾持裝置55 ;所述的臂體53、腕部54和焊槍51由步進電機控制，所述臂體53能夠在水平和豎直上運動，腕部54能夠水平轉(zhuǎn)動，焊槍夾持裝置55能夠上下擺動；所述焊槍51安裝于焊槍夾持裝置55上。
[0027]本實施例的自動焊接方法包括以下步驟:
A、根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，對焊接機器人完成示教編
程;
B、將管6置于工作臺II上，通過管夾持裝置3夾緊，然后將管6上需要焊接的零件通過其對應的夾具4進行定位與夾緊，控制零件的所有焊點與管7緊密接觸，并位于管7的上表面；
C、啟動焊接機器人，對工作臺II上夾裝的管6和各零件進行自動焊接，同時，將同樣的管6和零件夾裝于工作臺II 2上，安裝要求與工作臺Il的一致；
D、焊接機器人完成工作臺II上的焊接后，轉(zhuǎn)向工作臺II 2，對工作臺II 2上的管6和各零件進行自動焊接，同時卸下工作臺I I上已焊接完成的車輛中控臺安裝支架；
E、重復步驟B、C和D的操作。
[0028]所述的步驟A中根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，其程序中的施焊順序設置如下:
焊槍51從管6的一端向另一端移動，按照優(yōu)先級依次焊接各零件上的焊點，到達管的另一端后，從另一端返回，依次焊接各零件上剩余的焊點，以此順序反復，直至焊接完所有的焊點；
焊槍51移動過程中的優(yōu)先級如下:
若當前零件的焊點數(shù)量小于4，則對該零件的靠近焊接機器人5的一側的焊點進行焊接后移動至下一零件，焊槍51從管6的另一端返回后，焊接遠離焊接機器人5的一側的焊點；若當前零件的焊點數(shù)量大于或等于4，則對零件的全部焊點進行焊接后移動至下一零件。
【權利要求】
1.一種車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，其特征在于:包括工作臺I (I)、工作臺II (2)、管夾持裝置(3)、夾具(4)和焊接機器人(5);所述的工作臺I (I)和工作臺II (2)平行相對設置，工作臺I (I)和工作臺II (2)上分別設置有管夾持裝置(3)和夾具(4)，工作臺I(I)和工作臺II (2)上的管夾持裝置(3)和夾具(4)相互對應呈鏡像分布；所述的焊接機器人(5)設置于工作臺I (I)和工作臺II (2)中間，能夠在水平方向上360度旋轉(zhuǎn)，其上設置的焊槍(51)能夠覆蓋工作臺I (I)和工作臺II (2)上的各個夾具對應零件的焊接點。
2.如權利要求1所述的車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，其特征在于:所述的管夾持裝置(3)包括限位裝置(31)、夾緊裝置(32)，所述夾緊裝置(32)安裝于限位裝置(31)之上。
3.如權利要求1所述的車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，其特征在于:所述的夾具(4)的數(shù)目和機構根據(jù)管(6)上需要焊接的零件的數(shù)目和結構來設置。
4.如權利要求1所述的車輛中控臺安裝支架的自動焊接裝置，其特征在于: 所述焊接機器人(5 )包括機械臂、焊槍(51 )、轉(zhuǎn)向機構(52 )和步進電機； 所述機械臂安裝于轉(zhuǎn)向機構(52)上，經(jīng)過轉(zhuǎn)向機構(52)能夠在水平方向上360度轉(zhuǎn)動，機械臂包括臂體(53)、腕部(54)和焊槍夾持裝置(55);所述的臂體(53)、腕部(54)和焊槍(51)由步進電機控制，所述臂體(53 )能夠在水平和豎直上運動，腕部(54 )能夠水平轉(zhuǎn)動，焊槍夾持裝置(55)能夠上下擺動；所述焊槍(51)安裝于焊槍夾持裝置(55)上。
5.—種車輛中控臺安裝支架的自動焊接方法，應用如權利要求1所述的自動焊接裝置，其特征在于包括以下幾個步驟: 根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，對焊接機器人完成示教編程； 將管(6)置于工作臺I (I)上，通過管夾持裝置(3)夾緊，然后將管(6)上需要焊接的零件通過其對應的夾具(4)進行定位與夾緊，控制零件的所有焊點與管(7)緊密接觸，并位于管(7)的上表面； 啟動焊接機器人，對工作臺I (I)上夾裝的管(6)和各零件進行自動焊接，同時，將同樣的管(6)和零件夾裝于工作臺II (2)上，安裝要求與工作臺I (I)的一致； 焊接機器人完成工作臺I (I)上的焊接后，轉(zhuǎn)向工作臺II (2)，對工作臺II (2)上的管(6)和各零件進行自動焊接，同時卸下工作臺I (I)上已焊接完成的車輛中控臺安裝支架； 重復步驟B、C和D的操作。
6.如權利要求5所述的微型車中控臺安裝支架自動焊接方法，其特征在于: 所述的步驟A中根據(jù)車輛中控臺安裝支架的結構和焊點設計焊接程序，其程序中的施焊順序設置如下: 焊槍(51)從管(6)的一端向另一端移動，按照優(yōu)先級依次焊接各零件上的焊點，到達管的另一端后，從另一端返回，依次焊接各零件上剩余的焊點，以此順序反復，直至焊接完所有的焊點； 焊槍(51)移動過程中的優(yōu)先級如下: 若當前零件的焊點數(shù)量小于4，則對該零件的靠近焊接機器人(5)的一側的焊點進行焊接后移動至下一零件，焊槍(51)從管(6)的另一端返回后，焊接遠離焊接機器人(5)的一側的焊點；若當前零件的焊點數(shù)量大于或等于4，則對零件的全部焊點進行焊接后移動至下一零件。
【文檔編號】B23K37/053GK103934604SQ201410110234
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權日:2014年3月24日
【發(fā)明者】韋建軍, 鄔烈保, 邢印強, 崔書婉, 韓譯墨 申請人:韋建軍, 鄔烈保, 邢印強, 崔書婉, 韓譯墨