一种汽车零部件焊接用轨迹调控装置

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体为一种汽车零部件焊接用轨迹调控装置。

背景技术

汽车的零部件加工，是构成汽车生产的各个单元服务的一个必要部分，一般设计对零部件的生产、抛光、精加工以及焊接组装等工艺，这部分的加工质量直接影响到整个生产环节质量的优劣，其重要程度不言而喻。

现有关于汽车零部件焊接基本都采用机器人焊接，机器人焊接的高工作效率极大的提升了生产力，一般对于车身框架等较大零部件的焊接，机器人焊接能保证较高的质量和工作效率，但是针对一些较小的部件，例如焊接于车身框架的螺柱，机器人焊接的脱焊现象非常频繁，一般此处焊接都需要人工进行排查，然后人工重新焊接，此处出现脱焊的主要原因，焊接的零部件的较小，机器控制的焊枪在进入较小部位焊接时，灵敏度不够，市面上现有的五轴，六轴等机器人，在焊枪部分都缺少可直接调控焊接轨迹的装置，导致小角度和小长度微调精度不够，因此，需要设计一种针对此处适用的焊接轨迹调控模组，以提高机器人焊接精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车零部件焊接用轨迹调控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车零部件焊接用轨迹调控装置，包括焊接机器本体的机械臂和固定安装于机械臂的一号步进电机和二号油管，所述一号步进电机的输出轴传动连接有压油机构，所述压油机构的输出端固定连通有油路选择阀，所述油路选择阀的顶部和底部分别固定连通有二号油管和一号油管，所述二号步进电机的输出轴与油路选择阀固定连接，所述一号油管和二号油管的另一端分别与微调伸缩机构和微调旋转机构连通，所述微调旋转机构的底部固定安装有安装架；

所述微调旋转机构包括固定纳油架、转动板、传动杆和转动头，所述传动杆的两端分别与转动板和微调伸缩机构固定连接，所述转动头固定安装于转动板，所述固定纳油架、转动板、转动头配合利用油推带动传动杆转动时，所述微调伸缩机构发生同步轴向转动。

优选的，所述压油机构包括内转杆、和固定套块和外转杆，所述内转杆与外转杆活动套接，所述外转杆与固定套块活动套接且外转杆发生转动时通过固定套块前后移动，所述外转杆的前端固定安装有顶杆，所述顶杆与活塞固定连接，所述活塞活动套接于油缸的内腔中，所述油缸与油路选择阀固定连通，所述内转杆与一号步进电机的输出轴传动连接，位于顶部和底部的所述连接头分别与二号油管和一号油管固定连通，由于外转杆转动时，有推进和回退两种状态，于是顶杆顶着活塞在油缸中也有推油和回油两种状态。

优选的，所述油路选择阀包括两块阀体，两块所述阀体合体后其内部形成第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔规格相同且第一油腔和第二油腔通过阀体的外部连接口与油缸的内腔连通，所述阀体的顶部和底部输出口均固定安装有连接头，所述第一油腔和第二油腔中均可设有由一号半柱块、二号半柱块和封堵块构成的封堵机构，所述一号半柱块与二号半柱块之间固定焊接且封堵块活动套接于一号半柱块和二号半柱块之间形成的内腔中，所述阀体与二号步进电机传动连接，两块阀体之间安装时可以通过在连接处边缘添加外延边、螺丝和密封条的方式进行固定，也可以采用直接焊接的方法，此处采用直接焊接方式进行固定。

优选的，所述微调伸缩机构包括导筒、阻尼弹簧和导柱，所述阻尼弹簧活动套接于导柱的表面作为导柱的弹力复原部件，所述导柱包括活塞和活塞杆部分均活动套接于导筒的内腔中，所述导筒的注油口与一号油管连通，所述导柱的活塞杆外部分与安装架固定连接，一号油管向导筒内注油时，液压油回来到导柱活塞部分的上方空间，随后推动导柱整体下行，阻尼弹簧被压缩，外部表现为安装架和焊枪部分伸出，当液压油从导筒中撤出时，阻尼弹簧顶住导柱回弹，外部表现为安装架和焊枪部分收回。

优选的，所述固定纳油架包括纳油架本体、导油通道和环形油道，所述转动头活动卡接于环形油道中，所述导油通道的两端分别与环形油道和纳油架本体的注油口连通，所述环形油道中设有限位块和截止块，所述限位块和截止块将环形油道拆分为位于限位块和截止块内侧的劣弧部分和位于外侧的优弧部分，所述限位块表面开设有通孔将环形油道和优弧和劣弧部分连通，二号油管向纳油架本体注油孔中注油时，液压油会先进入到环形油道的劣弧部分，然后通过限位块进入到环形油道的优弧部分。

优选的，所述环形油道的优弧部分设置有弧形弹簧对转动头进行弹力支撑，所述转动头活动卡接于环形油道优弧部分且在弧形弹簧完全伸张时，所述转动头与限位块接触并被其限位，所述纳油架本体的外部注油口通过导油通道向环形油道中注油时，所述转动头和转动板会沿着环形油道的方向发生轴向转动并挤压弧形弹簧收缩，当二号油管被接通，油缸中受到活塞推进的液压油被经过油路选择阀、二号油管和导油通道被注入到环形油道的劣弧部分，通过唯一通道限位块推动转动头沿着环形油道旋转，从而转动板、传动杆和微调伸缩机构进行旋转，因而安装架得以带动焊枪进行旋转，由于弧形弹簧本身达到最大收缩量时，其会占据环形油道一定的空间，因此，转动头在环形油道中位移角度不超过一百八十度，致使外部安装的焊枪旋转角度也在此范围之内。

优选的，所述固定纳油架和转动板结合的内侧面设置有两个密封环进行密封，所述固定纳油架的前部固定安装有组合架为转动板提供支撑和轴向转动条件。

优选的，所述封堵块为一块表面开设有四个通孔圆柱块，所述一号半柱块和二号半柱块结合后形成一个较大的圆柱形空腔且封堵块被置于该空腔中，所述一号半柱块和二号半柱块与第一油腔均开设有孔径小于圆柱形空腔的连通孔，所述封堵块由于重力与一号半柱块和二号半柱块自然贴合时，所述封堵块的通孔无法从上到下通油，如图十一所示，油路选择阀整体受到二号步进电机带动翻转一百八十度时，一号半柱块、二号半柱块和封堵块构成的封堵机构受重力整体下落将第一油腔处堵住，由于位于第一油腔以及其连通的二号油管中液压油为不流通状态，致使封堵机构下落时，需要将部分油排到封堵机构的上方，于是此时二号半柱块会受到其下方液压油的支撑被顶起，液压油会从经过一号半柱块、封堵块的通孔和二号半柱块被排到第二油腔中，为封堵机构的下沉提供放置空间，当封堵机构完全至于第二油腔的底部时，封堵块此时也位于二号半柱块的内腔底部，其表面的通孔被二号半柱块的内腔底部堵住，因而封堵机构上方的液压油无法通过封堵机构向二号油管排，只能经过第二油腔向一号油管排，当二号步进电机回转一百八十度，封堵机构置于第一油腔中时，原理相同。

优选的，所述内转杆的表面设有与外转杆内腔条状凹槽相卡接的条状凸起，内转杆自身转动时可带动外转杆转动，由于固定套块固定不动，致使外转杆转动时会向前移动，且外转杆与内转杆也会发生滑动但是由于内转杆的条状凸起与外转杆的凹槽相卡接，两者转动不受影响。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过二号油管向纳油架本体通油，液压油经过导油通道被注入到环形油道中，从而转动头受到液压油推动沿着环形油道进行旋转，从而令转动板、传动杆、安装架和焊枪进行同步旋转，其最大旋转角度达到一百八十度，配合机械轴可以对零部件的焊接部分进行全角度覆盖，有效实现了焊枪在零部件焊接部位小角度微调，且微调旋转机构体积小型化，排除了体积干扰，性能稳定。

2、本发明通过一号油管向微调伸缩机构中注油，液压油会压住导柱下行，压缩阻尼弹簧，导柱外部链接的安装架会带动焊枪进行同步伸长，回油时，导柱会带动安装架和焊枪一同回退，实现了焊枪在此部位的小幅度伸出，那么针对小幅度伸长时，不需要机械轴的大幅度旋转便可以实现，提高了焊接轨迹精度，减少机械损耗。

3、本发明通过二号步进电机带动油路选择阀直接进行旋转，油路选择阀内部的封堵机构直接利用重力对油路选择阀的出油口进行封堵，从而实现对一号油管和二号油管作为通油管的选择，也实现了一阀两用，工作过程稳定，选择效率高。

附图说明

图1为本发明与机器人的装配示意图；

图2为本发明机械臂的内部结构示意图；

图3为本发明主要结构展示图；

图4为本发明压油机构的结构示意图；

图5为本发明顶杆、活塞和油缸剖面示意图；

图6为本发明的内转杆和外转杆的截面示意图；

图7为本发明微调伸缩机构和微调旋转机构的分解示意图；

图8为本发明固定纳油架的正面示意图；

图9为本发明微调伸缩机构的剖面示意图；

图10为本发明固定纳油架的剖面示意图；

图11为本发明油路选择阀的内部结构剖视图；

图12为本发明油路选择阀的结构分解示意图。

图中：1、机械臂；2、一号步进电机；3、压油机构；31、内转杆；32、固定套块；33、外转杆；34、顶杆；35、活塞；36、油缸；4、油路选择阀；41、阀体；42、第一油腔；43、第二油腔；44、一号半柱块；45、二号半柱块；46、封堵块；47、连接头；5、二号步进电机；6、一号油管；7、二号油管；8、微调伸缩机构；81、导筒；82、阻尼弹簧；83、导柱；9、微调旋转机构；91、固定纳油架；911、纳油架本体；912、导油通道；913、环形油道；914、限位块；915、截止块；92、转动板；93、传动杆；94、密封环；95、弧形弹簧；96、转动头；97、组合架；10、安装架。

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。

如图1至图12所示，本发明实施例中，一种汽车零部件焊接用轨迹调控装置，包括焊接机器本体的机械臂1和固定安装于机械臂1的一号步进电机2和二号油管7，一号步进电机2的输出轴传动连接有压油机构3，压油机构3的输出端固定连通有油路选择阀4，油路选择阀4的顶部和底部分别固定连通有二号油管7和一号油管6，二号步进电机5的输出轴与油路选择阀4固定连接，一号油管6和二号油管7的另一端分别与微调伸缩机构8和微调旋转机构9连通，微调旋转机构9的底部固定安装有安装架10；

微调旋转机构9包括固定纳油架91、转动板92、传动杆93和转动头96，传动杆93的两端分别与转动板92和微调伸缩机构8固定连接，转动头96固定安装于转动板92，固定纳油架91、转动板92、转动头96配合利用油推带动传动杆93转动时，微调伸缩机构8发生同步轴向转动。

其中，压油机构3包括内转杆31、和固定套块32和外转杆33，内转杆31与外转杆33活动套接，外转杆33与固定套块32活动套接且外转杆33发生转动时通过固定套块32前后移动，外转杆33的前端固定安装有顶杆34，顶杆34与活塞35固定连接，活塞35活动套接于油缸36的内腔中，油缸36与油路选择阀4固定连通，内转杆31与一号步进电机2的输出轴传动连接，位于顶部和底部的连接头47分别与二号油管7和一号油管6固定连通，由于外转杆33转动时，有推进和回退两种状态，于是顶杆34顶着活塞35在油缸36中也有推油和回油两种状态。

其中，油路选择阀4包括两块阀体41，两块阀体41合体后其内部形成第一油腔42和第二油腔43，第一油腔42和第二油腔43规格相同且第一油腔42和第二油腔43通过阀体41的外部连接口与油缸36的内腔连通，阀体41的顶部和底部输出口均固定安装有连接头47，第一油腔42和第二油腔43中均可设有由一号半柱块44、二号半柱块45和封堵块46构成的封堵机构，一号半柱块44与二号半柱块45之间固定焊接且封堵块46活动套接于一号半柱块44和二号半柱块45之间形成的内腔中，阀体41与二号步进电机5传动连接，两块阀体41之间安装时可以通过在连接处边缘添加外延边、螺丝和密封条的方式进行固定，也可以采用直接焊接的方法，此处采用直接焊接方式进行固定。

其中，微调伸缩机构8包括导筒81、阻尼弹簧82和导柱83，阻尼弹簧82活动套接于导柱83的表面作为导柱83的弹力复原部件，导柱83包括活塞和活塞杆部分均活动套接于导筒81的内腔中，导筒81的注油口与一号油管6连通，导柱83的活塞杆外部分与安装架10固定连接，一号油管6向导筒81内注油时，液压油回来到导柱83活塞部分的上方空间，随后推动导柱83整体下行，阻尼弹簧82被压缩，外部表现为安装架10和焊枪部分伸出，当液压油从导筒81中撤出时，阻尼弹簧82顶住导柱83回弹，外部表现为安装架10和焊枪部分收回。

其中，固定纳油架91包括纳油架本体911、导油通道912和环形油道913，转动头96活动卡接于环形油道913中，导油通道912的两端分别与环形油道913和纳油架本体911的注油口连通，环形油道913中设有限位块914和截止块915，限位块914和截止块915将环形油道913拆分为位于限位块914和截止块915内侧的劣弧部分和位于外侧的优弧部分，限位块914表面开设有通孔将环形油道913和优弧和劣弧部分连通，二号油管7向纳油架本体911注油孔中注油时，液压油会先进入到环形油道913的劣弧部分，然后通过限位块914进入到环形油道913的优弧部分。

其中，环形油道913的优弧部分设置有弧形弹簧95对转动头96进行弹力支撑，转动头96活动卡接于环形油道913优弧部分且在弧形弹簧95完全伸张时，转动头96与限位块914接触并被其限位，纳油架本体911的外部注油口通过导油通道912向环形油道913中注油时，转动头96和转动板92会沿着环形油道913的方向发生轴向转动并挤压弧形弹簧95收缩，当二号油管7被接通，油缸36中受到活塞35推进的液压油被经过油路选择阀4、二号油管7和导油通道912被注入到环形油道913的劣弧部分，通过唯一通道限位块914推动转动头96沿着环形油道913旋转，从而转动板92、传动杆93和微调伸缩机构8进行旋转，因而安装架10得以带动焊枪进行旋转，由于弧形弹簧95本身达到最大收缩量时，其会占据环形油道913一定的空间，因此，转动头96在环形油道913中位移角度不超过一百八十度，致使外部安装的焊枪旋转角度也在此范围之内。

其中，固定纳油架91和转动板92结合的内侧面设置有两个密封环94进行密封，固定纳油架91的前部固定安装有组合架97为转动板92提供支撑和轴向转动条件。

其中，封堵块46为一块表面开设有四个通孔圆柱块，一号半柱块44和二号半柱块45结合后形成一个较大的圆柱形空腔且封堵块46被置于该空腔中，一号半柱块44和二号半柱块45与第一油腔42均开设有孔径小于圆柱形空腔的连通孔，封堵块46由于重力与一号半柱块44和二号半柱块45自然贴合时，封堵块46的通孔无法从上到下通油，如图十一所示，油路选择阀4整体受到二号步进电机5带动翻转一百八十度时，一号半柱块44、二号半柱块45和封堵块46构成的封堵机构受重力整体下落将第一油腔42处堵住，由于位于第一油腔42以及其连通的二号油管7中液压油为不流通状态，致使封堵机构下落时，需要将部分油排到封堵机构的上方，于是此时二号半柱块45会受到其下方液压油的支撑被顶起，液压油会从经过一号半柱块44、封堵块46的通孔和二号半柱块45被排到第二油腔43中，为封堵机构的下沉提供放置空间，当封堵机构完全至于第二油腔43的底部时，封堵块46此时也位于二号半柱块45的内腔底部，其表面的通孔被二号半柱块45的内腔底部堵住，因而封堵机构上方的液压油无法通过封堵机构向二号油管7排，只能经过第二油腔43向一号油管6排，当二号步进电机5回转一百八十度，封堵机构置于第一油腔42中时，原理相同。

其中，内转杆31的表面设有与外转杆33内腔条状凹槽相卡接的条状凸起，内转杆31自身转动时可带动外转杆33转动，由于固定套块32固定不动，致使外转杆33转动时会向前移动，且外转杆33与内转杆31也会发生滑动但是由于内转杆31的条状凸起与外转杆33的凹槽相卡接，两者转动不受影响。

工作原理及使用流程：

当焊枪需要进行角度调节时，首先选择二号油管7作为通油管，通过调节二号步进电机5旋转油路选择阀4，令二号油管7与油路选择阀4的连接处位于上方，一号油管6位于下方，于是一号油管6被堵塞，二号油管7可以通油，启动一号步进电机2，推进外转杆33、顶杆34和活塞35，将油缸36中的液压油顺着油路选择阀4、二号油管7推入到纳油架本体911中，液压油顺着导油通道912进入到环形油道913中，于是液压油会推动转动头96沿着环形油道913轴向旋转，弧形弹簧95被压缩，于是传动杆93带动微调伸缩机构8、安装架10和焊枪转动；

当焊枪需要进行前进调节时，首先选择一号油管6作为通油管，通过调节二号步进电机5旋转油路选择阀4，令一号油管6和油路选择阀4的连接处位于上方，二号油管7位于下方，于是二号油管7被堵塞，而一号油管6导通，于是液压油顺着一号油管6被推入导筒81中，顶住导柱83前进，外部表现为安装架10和焊枪向前进。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。