一种汽车落水槽面板焊接设备及方法

技术领域

本申请涉及落水槽技术领域，尤其是涉及一种汽车落水槽面板焊接设备及方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，人们对汽车的品质要求越来越高，在过去的近十年间，我国的汽车产量取得了大幅度的增长，随着人们生活水平的提高，为了适应时代的发程和消费者的需求，世界各地的汽车生产商也在不断地进行创新，不断地提高汽车零部件的功效和品质。

现有技术中，为了提高汽车的整体质量和性能，挡风玻璃与引擎盖之间的落水槽需要进行焊接处理，确保落水槽与挡风玻璃和引擎盖之间的连接紧密、牢固，不会出现漏水、异响等问题。

在汽车的加工生产过程中，目前汽车落水槽面板的焊接采用人工焊接方式，利用通用夹具夹紧，然后作业人员手动对汽车落水槽进行焊接，由于传统的焊枪体积大，使用起来费力，且无法准确找准焊点位置焊接，易存在焊点错打、多打的缺陷，且焊接效率低。

发明内容

为了解决传统汽车落水槽面板焊接效果差且效率低的问题，本申请提供一种汽车落水槽面板焊接设备及方法。

本申请提供的一种汽车落水槽面板焊接设备采用如下的技术方案：

一种汽车落水槽面板焊接设备，包括焊接平台，所述焊接平台上设置有焊接工装和夹具工装，所述焊接工装包括焊接架、横向驱动机构、纵向驱动机构、竖向驱动机构、主焊枪和补焊枪，所述焊接架布置在焊接平台上，所述纵向驱动机构包括纵向滑板、纵向平移块、纵向丝杆和驱动件，所述焊接架的顶部开设有纵向通槽，所述纵向丝杆转动连接在纵向通槽内，所述驱动件连接在纵向丝杆的端部，所述纵向平移块滑动连接在纵向通槽内，且所述纵向平移块与纵向丝杆螺纹连接，所述纵向滑板连接在纵向平移块的顶部，所述竖向驱动机构布置于纵向滑板上，且所述焊接架上设置有稳压组件；

所述竖向驱动机构包括竖向架、竖向丝杆、竖向平移块和竖向变频电机，所述竖向架连接在纵向滑板上，且所述竖向架沿高度方向开设有竖向通槽，所述竖向丝杆转动连接在竖向通槽内，所述竖向变频电机的输出端连接在竖向丝杆上，所述竖向平移块滑动连接在竖向通槽内，且所述竖向平移块与竖向丝杆螺纹连接，所述横向驱动机构布置于竖向平移块上；

所述横向驱动机构包括横向固定板、横向丝杆、横向变频电机和横向平移块，所述横向固定板连接在竖向平移块上，所述横向固定板上开设有横向通槽，所述横向丝杆转动连接在横向通槽内，所述横向变频电机的输出端连接在横向丝杆上，所述横向平移块滑动连接在横向通槽内，且所述横向平移块与横向丝杆螺纹连接，所述主焊枪与补焊枪均布置于横向平移块上，且所述横向固定板上设置有用于调节焊接角度的调节组件。

由于汽车落水槽面板的焊接采用人工焊接方式，利用通用夹具夹紧，然后作业人员手动对汽车落水槽进行焊接，由于传统的焊枪体积大，使用起来费力，且无法准确找准焊点位置焊接，易存在焊点错打、多打的缺陷，且焊接效率低；通过采用上述技术方案，焊接平台上安装焊接工装和夹具工装，焊接工装包括焊接架、横向驱动机构、纵向驱动机构、竖向驱动机构、主焊枪和补焊枪，且焊接架上安装调节组件；当焊接时，夹具工装对落水槽与面板进行固定，横向驱动机构、纵向驱动机构和竖向驱动机构自动化配合，使得主焊枪沿焊接轨迹移动并进行焊接工作，与此同时补焊枪随着主焊枪一同移动并进行补焊工作，直至焊接完成；通过横向驱动机构、纵向驱动机构、竖向驱动机构、主焊枪和补焊枪等的设置，有助于实现多方向、多角度的自动化焊接工作，保证定点焊接准确，降低出现焊点措大、多打的可能，焊接效率高，且无需作业人员手动焊接，降低作业人员劳动强度，同时双焊枪的焊接方式，能够使得焊缝更加平滑，提高焊接质量。

可选的，所述调节组件包括固定架、调节板和旋转件，所述固定架连接在横向平移块上，所述固定架的两端分别转动设置有转轴，所述调节板的两端分别连接在两所述转轴上，所述主焊枪与补焊枪均布置于调节板上，所述旋转件连接在两所述转轴上。

通过采用上述技术方案，调节组件包括固定架、调节板和旋转件；当主焊枪处于落水槽与面板的焊接初始处时，作业人员观察面板的待焊接处，旋转件工作，调节板在旋转件的带动下发生转动，使得主焊枪小幅度转动，主焊枪调整至合适焊接角度；通过固定架、调节板和旋转件的设置，焊枪角度调节可以改变电流密度，从而得到不同的熔深和焊缝形状，还可以防止夹钨等缺点，提高焊接质量，且平焊缝的熔深较大，熔敷速度也较快。

可选的，所述旋转件包括旋转轴、伺服电机、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一皮带和第二皮带，所述旋转轴的两端分别转动连接在固定架上，且所述伺服电机的输出端连接在旋转轴的端部，所述第一带轮与第二带轮分别套设固定在旋转轴的两端，所述第三带轮套设在其一所述转轴上，所述第一皮带的两端分别张紧在第一带轮和第三带轮上，所述第四带轮套设在另一所述转轴上，所述第二皮带的两端分别张紧在第二带轮和第四带轮上。

通过采用上述技术方案，旋转件包括旋转轴、伺服电机、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一皮带和第二皮带；当对主焊枪角度进行调整时，伺服电机工作，伺服电机带动旋转轴转动，旋转轴来那个段的第一带轮和第二带轮同转，利用第一皮带和第二皮带的传动，第三带轮和第四带轮同转，使得两转轴带动调节板小幅度转动，实现主焊枪的角度调节；通过旋转轴、伺服电机、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一皮带和第二皮带的设置，实现调节板的转动，且带传动方式能够缓和载荷的直接冲击，运行平稳、低噪音、低振动，调整方便，具有一定的过载保护功能。

可选的，所述调节板上设置有用于安装主焊枪和补焊枪的槽口夹持器。

通过采用上述技术方案，主焊枪和补焊枪均安装在调节板的槽口夹持器上；通过槽口夹持器的设置，有助于实现对焊枪固定，使焊枪在焊接过程中保持稳定，防止焊接过程中焊枪发生晃动或移位，从而影响焊接质量和精度。

可选的，所述稳压组件包括稳压轨道和稳压滑块，所述稳压轨道连接在焊接架上，所述稳压轨道沿纵向丝杆的长度方向布置，所述稳压滑块滑动连接在稳压轨道上，且所述纵向滑板连接在稳压滑块上。

通过采用上述技术方案，稳压组件包括稳压轨道和稳压滑块，当主焊枪进行纵向轨迹移动时，驱动件带动纵向丝杆转动，纵向平移块滑动连接在纵向通槽内，纵向滑板随着纵向平移块移动，此时稳压滑块滑动在稳压轨道上；通过稳压轨道和稳压滑块的设置，能够引导纵向滑板沿着预定的路径移动，降低纵向滑板移动过程中出现摇晃的可能，提高纵向滑板移动的稳定性。

可选的，所述驱动件包括纵向变频电机、大带轮、小带轮和第三皮带，所述大带轮套设固定在纵向丝杆上，所述小带轮转动连接在焊接架上，所述第三皮带的两端分别张紧在大带轮和小带轮上，所述纵向变频电机的输出端连接在小带轮上。

通过采用上述技术方案，驱动件包括纵向变频电机、大带轮、小带轮和第三皮带；当对主焊枪纵向移动时，纵向变频电机工作，小带轮发生转动，第三皮带带动大带轮同转，实现纵向丝杆的旋转；通过纵向变频电机、大带轮、小带轮和第三皮带的设置，有助于实现对纵向丝杆的驱动，将小带轮的圆周速度传递到大带轮上，实现小带轮高速转动，同时带动大带轮低速高扭矩运动，具有灵活性高、传动效率高、荷载能力强等优点。

可选的，所述夹具工装包括夹具底座和若干承托架，所述夹具底座布置在焊接平台上，若干所述承托架沿夹具底座长度方向依次布置，且每一所述承托架的侧壁上均设置有用于固定面板的夹装组件。

通过采用上述技术方案，夹具工装包括夹具底座和若干承托架，且每一承托架上安装夹装组件；通过夹具底座、承托架和夹装组件的设置，能够实现对面板与落水槽的固定，确保工件在焊接时不易变形，从而提高焊接的精度和质量。

可选的，所述夹装组件包括夹装气缸、夹装杆和夹装压头，所述夹装气缸铰接设置于承托架的侧壁上，所述夹装气缸沿承托架高度方向竖直布置，所述夹装杆的端部铰接设置于夹装气缸的输出端，且所述夹装杆与承托架铰接设置，所述夹装压头可拆卸设置于夹装杆远离夹装气缸的一端。

通过采用上述技术方案，夹装组件包括夹装气缸、夹装杆和夹装压头；当面板放置在承托架上后，将落水槽贴合在面板的待焊接处，此时压装气缸工作，夹装杆发生转动，夹装杆上的夹装压头对落水槽进行固定；通过夹装气缸、夹装杆和夹装压头的设置，固定可靠，降低焊接过程中落水槽从面板上掉落或滑动的可能，保证焊接时的精度和质量，且操作简单、方便。

可选的，所述夹具底座上设置有两组夹持组件，两所述夹持组件分别布置于夹具底座长度方向的两侧，每一所述夹持组件均包括推动气缸、推动板和推动轨道，所述推动轨道连接在夹具底座上，且所述推动轨道沿夹具底座长度方向布置，所述推动板滑动连接在推动轨道上，所述推动气缸的输出端连接在推动板上，且所述推动板上设置有与承托架相同的夹装组件。

通过采用上述技术方案，夹持组件包括推动气缸、推动板和推动轨道；当面板放置在承托架上时，推动气缸工作，推动气缸带动推动板沿推动轨道方向移动，使得推动板与面板端部贴近，再利用推动板上的夹装组件对面板进行固定；通过推动气缸、推动板和推动轨道的设置，有助于实现对面板的进一步固定，使得面板首尾固定可靠，降低焊接过程中出现抖动的可能，提高焊接质量。

可选的，一种汽车落水槽面板焊接方法，包括以下步骤：

S1、将面板放置在夹具底座的承托架上，承托架将面板托起，此时夹具底座两侧的夹持组件对面板首尾固定；

S2、再将落水槽贴合面板的待焊接处，承托架上的夹装组件对落水槽与面板进行固定；

S3、焊接架上纵向驱动机构工作，主焊枪沿纵向轨迹移动，同时竖向驱动机构工作，主焊枪位置再次做出调整沿竖向轨迹移动，直至主焊枪位于落水槽与面板的焊接初始处；

S4、作业人员观察面板的待焊接处，调节组件工作，调节组件带动主焊枪小幅度转动，使得主焊枪调整至合适焊接角度；

S5、主焊枪开始工作，横向驱动机构与纵向驱动机构配合，主焊枪沿焊接轨迹移动并进行焊接工作，与此同时补焊枪随着主焊枪一同移动并进行补焊工作，确保最终焊接结果平滑，直至焊接完成。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过横向驱动机构、纵向驱动机构、竖向驱动机构、主焊枪和补焊枪等的设置，有助于实现多方向、多角度的自动化焊接工作，保证定点焊接准确，降低出现焊点措大、多打的可能，焊接效率高，且无需作业人员手动焊接，降低作业人员劳动强度，同时双焊枪的焊接方式，能够使得焊缝更加平滑，提高焊接质量；

通过固定架、调节板和旋转件的设置，焊枪角度调节可以改变电流密度，从而得到不同的熔深和焊缝形状，还可以防止夹钨等缺点，提高焊接质量，且平焊缝的熔深较大，熔敷速度也较快；

通过纵向变频电机、大带轮、小带轮和第三皮带的设置，有助于实现对纵向丝杆的驱动，将小带轮的圆周速度传递到大带轮上，实现小带轮高速转动，同时带动大带轮低速高扭矩运动，具有灵活性高、传动效率高、荷载能力强等优点。

附图说明

图1是本申请实施例中一种汽车落水槽面板焊接设备的结构示意图。

图2是本申请实施例中用于体现夹具工装的结构示意图。

图3是本申请实施例中用于体现纵向驱动机构和竖向驱动机构的结构示意图。

图4是本申请实施例中用于体现横向驱动机构的结构示意图。

附图标记说明：1、焊接平台；2、焊接工装；21、焊接架；211、纵向通槽；22、主焊枪；23、补焊枪；3、夹具工装；31、夹具底座；32、承托架；4、横向驱动机构；41、横向固定板；411、横向通槽；42、横向丝杆；43、横向平移块；44、横向变频电机；5、纵向驱动机构；51、纵向滑板；52、纵向平移块；53、纵向丝杆；54、驱动件；541、纵向变频电机；542、大带轮；543、小带轮；544、第三皮带；6、竖向驱动机构；61、竖向架；611、竖向通槽；62、竖向丝杆；63、竖向平移块；64、竖向变频电机；7、稳压组件；71、稳压轨道；72、稳压滑块；8、调节组件；81、固定架；82、调节板；821、槽口夹持器；83、旋转件；831、旋转轴；832、伺服电机；833、第一带轮；834、第二带轮；835、第三带轮；836、第四带轮；837、第一皮带；838、第二皮带；84、转轴；9、夹装组件；91、夹装气缸；92、夹装杆；93、夹装压头；10、夹持组件；101、推动气缸；102、推动板；103、推动轨道。

实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种汽车落水槽面板焊接设备。参照图1，汽车落水槽面板焊接设备包括焊接平台1，焊接平台1上安装有焊接工装2和夹具工装3，焊接工装2和夹具工装3均布置于焊接平台1表面，本实施例中夹具工装3用于固定落水槽和面板，焊接工装2用以焊接作业。

参照图1和图2，夹具工装3包括夹具底座31和若干承托架32，夹具底座31焊接固定在焊接平台1上，若干承托架32均布置在夹具底座31上，且若干承托架32沿夹具底座31的长度方向依次等距布置，每一承托架32均可通过螺栓固定方式固定连接在夹具底座31上，本实施例中承托架32的侧壁上安装有夹装组件9。

参照图1和图2，夹装组件9包括夹装气缸91、夹装杆92和夹装压头93，夹装气缸91竖直布置于承托架32的侧壁上，且夹装气缸91与承托架32之间铰接固定，夹装杆92的端部与夹装气缸91的输出端铰接连接，且夹装杆92与承托架32之间同样铰接连接，本实施例中夹装压头93可拆卸安装在夹装杆92远离夹装气缸91的一端，夹装压头93用以对落水槽进行固定，可更换大小不同的夹装压头93实现对不同型号落水槽的固定；夹装气缸91工作，夹装气缸91将夹装杆92的一端顶起，夹装杆92发生转动，使得夹装压头93抵紧在落水槽表面，固定可靠，降低焊接过程中落水槽从面板上掉落或滑动的可能，保证焊接时的精度和质量。

参照图1和图2，夹具底座31上还安装有两组夹持组件10，两组夹持组件10分别布置于夹具底座31长度方向的两端，且若干承托架32均布置于两组夹持组件10之间，每组夹持组件10均包括推动气缸101、推动板102和推动轨道103，推动轨道103沿夹具底座31的长度方向布置，本实施例中每一夹持组件10具有两条推动轨道103，推动板102滑动连接在两条推动轨道103上，推动气缸101安装在夹具底座31上，推动气缸101的输出端连接在推动板102上，本实施例中推动板102上同样安装有与承托架32相同的夹装组件9，用以对面板的进一步固定，使得面板首尾固定可靠，降低焊接过程中出现抖动的可能，提高焊接质量。

参照图1和图3，焊接工装2包括焊接架21、横向驱动机构4、纵向驱动机构5、竖向驱动机构6、主焊枪22和补焊枪23，本实施例中横向驱动机构4、纵向驱动机构5和竖向驱动机构6配合实现焊枪多方位的焊接作业，焊接架21焊接固定在焊接平台1上，纵向驱动机构5布置于焊接架21的顶部，纵向驱动机构5包括纵向滑板51、纵向平移块52、纵向丝杆53和驱动件54，焊接架21顶部开设有纵向通槽211，本实施例中纵向通槽211朝向夹具底座31方向布置，纵向丝杆53通过轴承转动连接在纵向通槽211内，驱动件54连接在纵向丝杆53的端部，纵向平移块52滑动连接在纵向通槽211内，且纵向平移块52螺纹连接在纵向丝杆53上，纵向滑板51固定连接在纵向平移块52的顶部，且竖向驱动机构6布置在纵向平移块52上，本实施例中纵向平移块52上一体成型有防脱凸起。

参照图1和图3，驱动件54包括纵向变频电机541、大带轮542、小带轮543和第三皮带544，大带轮542套设固定在纵向丝杆53的端部，小带轮543通过销轴转动连接在焊接架21上，且大带轮542与小带轮543的圆心位置处于同一轴线上，第三皮带544的两端分别张紧在大带轮542和小带轮543上，纵向变频电机541安装固定在焊接架21上，纵向变频电机541的输出端连接固定在小带轮543上，且本实施例中纵向变频电机541可实现正反转，用以对纵向丝杆53的驱动，将小带轮543的圆周速度传递到大带轮542上，实现小带轮543高速转动，同时带动大带轮542低速高扭矩运动。

参照图1和图3，焊接架21顶部安装有稳压组件7，稳压组件7包括稳压轨道71和稳压滑块72，稳压轨道71沿纵向丝杆53的长度方向布置，稳压轨道71通过螺栓固定在焊接架21上，稳压滑块72滑动连接在稳压轨道71上，且稳压滑块72的顶部与纵向滑板51的底部固定连接，用以能够引导纵向滑板51沿着预定的路径移动，降低纵向滑板51移动过程中出现摇晃的可能，提高纵向滑板51移动的稳定性。

参照图1和图3，竖向驱动机构6包括竖向架61、竖向丝杆62、竖向平移块63和竖向变频电机64，竖向架61沿焊接架21高度方向竖直布置，竖向架61固定连接在纵向滑板51上，竖向架61沿高度方向开设有竖向通槽611，竖向丝杆62通过轴承转动连接在竖向通槽611内，竖向变频电机64安装在竖向架61的顶部，竖向变频电机64的输出端固定连接在竖向丝杆62的端部，本实施例中竖向变频电机64可实现正反转，竖向平移块63滑动连接在竖向通槽611内，且竖向平移块63螺纹连接在竖向丝杆62上，本实施例中竖向平移块63上一体成型有防脱凸起，横向驱动机构4布置于竖向平移块63上。

参照图1和图4，横向驱动机构4包括横向固定板41、横向丝杆42、横向变频电机44和横向平移块43，横向固定板41固定连接在竖向平移块63上，且横向固定板41与竖向架61之间垂直布置，横向固定板41沿自身长度方向开设有横向通槽411，横向丝杆42通过轴承转动连接在横向通槽411内，横向变频电机44安装在横向固定板41上，横向变频电机44的输出端固定连接在横向丝杆42的端部，本实施例中横向变频电机44可实现正反转，横向平移块43滑动连接在横向通槽411内，且横向平移块43螺纹连接在横向丝杆42上，本实施例中横向平移块43一体成型有防脱凸起，且主焊枪22与补焊枪23均布置于横向平移块43上，本实施例中主焊枪22进行焊接作业，补焊枪23随着主焊枪22一同移动并进行补焊作业，使得焊缝更加平滑美观、提高焊缝质量，且横向平移块43上安装有调节组件8。

参照图1和图4，调节组件8包括固定架81、调节板82和旋转件83，固定架81固定连接在横向平移块43上，固定架81的两端分别转动连接有转轴84，调节板82的两端分别连接在两转轴84上，本实施例中旋转件83通过转轴84带动调节板82角度转动，调节板82上安装有用于固定主焊枪22和补焊枪23的槽口夹持器821，用以实现对焊枪固定，使焊枪在焊接过程中保持稳定，防止焊接过程中焊枪发生晃动或移位。

参照图1和图4，旋转件83包括旋转轴831、伺服电机832、第一带轮833、第二带轮834、第三带轮835、第四带轮836、第一皮带837和第二皮带838，旋转轴831沿调节板82的长度方向布置，旋转轴831的两端均通过轴承转动连接在固定架81上，伺服电机832安装在固定架81上，伺服电机832的输出端固定连接在旋转轴831的端部，且本实施例中伺服电机832可实现正反转，第一带轮833和第二带轮834分别套设固定在旋转轴831长度方向的两端，第三带轮835和第四带轮836分别套设固定在两转轴84上，本实施例中第一带轮833与第三带轮835的圆心位置位于同一轴线上，第二带轮834和第四带轮836的圆心位于同一轴线上，第一皮带837的两端分别张紧在第一带轮833和第三带轮835上，第二皮带838的两端分别张紧在第二带轮834和第四带轮836上，用以实现调节板82的转动，带传动方式能够缓和载荷的直接冲击，运行平稳、低噪音、低振动，调整方便，具有一定的过载保护功能。

本申请实施例提供一种汽车落水槽面板焊接方法：

S1、将面板放置在夹具底座31的承托架32上，承托架32将面板托起，推动气缸101带动推动板102滑移在推动轨道103上，直至推动板102移动上合适位置，推动板102上的夹装组件9对面板首尾固定；

S2、再将落水槽贴合面板的待焊接处，夹装气缸91顶出，夹装杆92发生转动，夹装压头93抵紧在落水槽上进行固定；

S3、焊接架21上纵向驱动机构5工作，主焊枪22沿纵向轨迹移动，同时竖向驱动机构6工作，主焊枪22位置再次做出调整沿竖向轨迹移动，直至主焊枪22位于落水槽与面板的焊接初始处；

S4、作业人员观察面板的待焊接处，伺服电机832工作，旋转轴831转动，两根旋转轴831同转，调节板82发生小幅度转动，使得调节板82上的主焊枪22与补焊枪23调整至合适焊接角度；

S5、主焊枪22开始工作，横向驱动机构4与纵向驱动机构5配合，主焊枪22沿焊接轨迹移动并进行焊接工作，与此同时补焊枪23随着主焊枪22一同移动并进行补焊工作，确保最终焊接结果平滑，直至焊接完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。