一种对齐拼焊的辅助装置及方法

技术领域

本发明属于拼焊辅助技术领域，特别是涉及一种对齐拼焊的辅助装置及方法。

背景技术

激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化，在汽车制造过程中，需要将板材进行拼焊，再投入到后续加工使用中，然而在拼焊作业前，需要对板材进行一系列固定对齐等操作，以此来保证两块板材之间能够稳定且安全地进行激光拼焊。

目前在对汽车加工板材进行拼焊作业前，需要将板材移动至激光焊机正下方后，同时对两块将要焊接的板材进行固定对齐，再经过焊机对两块板材的连接缝隙处进行焊接，而两块板材对其焊接后，在高功率激光的烧灼下，焊接边局部生成熔融的贴水，产生熔池，熔池的贴水填补前端的焊接间隙，冷却后形成密闭的焊缝，然而焊接到尾部时，没有焊接母材继续被熔解，无足够量的熔池熔液对尾端焊道进行填补，导致尾部焊缝凹陷，焊缝强度不够，在热成型冲压时开裂；同时，部分拼焊辅助装置是将两块板材提前固定对齐后，再移动至焊机下方位置进行焊接，这种方式降低了操作危险性，并且解决了焊机所处位置并不宽阔，不方便对板材进行对齐固定操作的问题，但是提前固定对齐所要焊接的板材，并移动至焊机底部，增加辅助装置的驱动部件，能源消耗有所增加，且大部分固定对齐辅助装置固定效果较差。

现有的汽车板材对齐拼焊的辅助装置在对板材进行固定对齐过程中，固定效果较差，同时提前固定对齐所要焊接的板材，并移动至焊机底部，增加辅助装置的驱动部件，能源消耗有所增加，并且一般的板材对齐方法会导致尾部焊缝凹陷焊缝强度不够，在热成型冲压时开裂，为此我们提出一种对齐拼焊的辅助装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对齐拼焊的辅助装置及方法，解决现有的汽车板材对齐拼焊的辅助装置在对板材进行固定对齐过程中，固定效果较差，同时提前固定对齐所要焊接的板材，并移动至焊机底部，增加辅助装置的驱动部件，能源消耗有所增加，并且一般的板材对齐方法会导致尾部焊缝凹陷焊缝强度不够，在热成型冲压时开裂的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种对齐拼焊的辅助装置，包括底座，所述底座上活动设置有移动组件，所述移动组件内部活动设置有联动组件，所述联动组件上活动设置有固定组件；

所述移动组件包括承载座，所述承载座活动设置于底座上方，所述联动组件包括丝杆以及涡卷弹簧，所述承载座内部与涡卷弹簧一端固定连接，所述涡卷弹簧另一端通过活动箍与丝杆活动连接；

所述固定组件包括活动板，所述活动板底部与活动箍顶部固定连接。

优选的，所述底座顶部一侧固定连接有焊机，所述焊机一侧面与焊机臂活动连接，所述焊机臂底部活动连接有激光焊接头；所述移动组件还包括第一滑轨，两根所述第一滑轨分别固定连接在底座顶部相对两侧，且两根所述第一滑轨顶部均与承载座底部活动连接。

优选的，所述承载座顶部中心位置开设有安装孔，所述涡卷弹簧一端固定连接于安装孔内壁上，所述涡卷弹簧另一端与活动箍固定连接，所述活动箍位于安装孔内部，且其活动连接在丝杆周侧面；所述底座顶部临近焊机位置固定连接有压力传感器，所述压力传感器与丝杆位于同一中心线上。

优选的，所述丝杆周侧面底端活动设置有齿轮，且所述齿轮顶部与活动箍固定连接，所述齿轮两侧分别啮合有第一齿条以及第二齿条，所述第一齿条一端与焊机侧面固定连接，所述第二齿条一端与第一活动件固定连接，所述第一活动件内部与对齐板底端固定连接。

优选的，所述固定组件还包括第一销轴、活动臂、第二销轴、滑座、第二滑轨、第二活动件、支撑臂、第三活动件、内推臂以及夹爪，两个所述第一销轴分别固定连接在活动板顶部相对两侧，每两个所述第一销轴上均与活动臂一端活动连接，所述活动臂另一端与第二销轴活动连接，所述第二销轴固定连接于滑座顶部一端，所述滑座活动连接在第二滑轨上，所述第二滑轨固定连接于承载座顶部；所述滑座顶部另一端与第二活动件固定连接，所述第二活动件一侧与支撑臂一端固定连接，所述支撑臂另一端与第三活动件固定连接，所述第三活动件一侧与内推臂一侧面底部固定连接，所述内推臂顶部与夹爪固定连接。

优选的，所述固定组件还包括固定板，所述固定板底部中心位置开设有安装槽，所述丝杆顶部固定设置于安装槽内部，且所述固定板顶部设置有两块板材。

优选的，所述固定板相对两端分别开设有伸缩槽，每个所述伸缩槽内部均活动设置有伸缩臂，所述伸缩臂一端与固定件固定连接，所述固定件顶部开设有矩形通孔，所述内推臂活动设置于矩形通孔内部，且所述内推臂内侧与板材相接触。

一种对齐拼焊的辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、将两块待焊接的板材从固定板外侧推放置其表面；

S2、固定板在两块板材的重力作用下，通过丝杆旋转向下移动，同时两侧的内推臂将分别与之相接触的板材向固定板中心位置推动，使得两块板材相互接触；

S3、随之两侧夹爪分别对其下方的板材进行固定夹持；

S4、在S2-S3步骤进行的同时，齿轮旋转带动承载座通过第一滑轨向焊机位置移动直至丝杆底部与压力传感器相接触，板材完成固定，同时板材移动至焊机的正下方；同时对齐板与两块板材相接触，调整对齐板的角度，在对齐板与两块板材连接处相接触过程中，使得两块板材错位3-5mm，形成凸台；

S5、启动焊机，通过激光焊接头对板材进行焊接。

优选的，所述步骤S2-S3中固定组件对板材进行固定夹持包括以下具体步骤：丝杆旋转下降过程中带动活动箍旋转，活动箍旋转过程中带动与其连接的活动板旋转，此时活动臂一端跟随活动板围绕丝杆做旋转运动，在活动臂的牵引下，滑座向承载座中心处方向滑动，从而通过支撑臂间接带动内推臂向内推动板材，从而将两块板材接触在一起，同时内推臂向下滑动，夹爪对板材进行夹持。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置联动组件将各组件的活动联动至一起，在焊接前，将板材放置于固定板表面，由于板材具有一定重量，因此板材放置于其表面上时，由于重力原因，同时在涡卷弹簧的作用下，丝杆向下旋转移动，同时带动其周侧面的活动板以及齿轮同时旋转，活动板旋转过程中丝杆旋转下降过程中带动活动箍旋转，活动箍旋转过程中带动与其连接的活动板旋转，此时活动臂一端跟随活动板围绕丝杆做旋转运动，在活动臂的牵引下，滑座向承载座中心处方向滑动，从而通过支撑臂间接带动内推臂向内推动板材，从而将两块板材接触在一起，同时内推臂向下滑动，夹爪对板材进行夹持，这种联动结构，在放置板材后能够自动的将板材进行固定夹持，同时能够将板材运送至焊机底部，通过焊机对其进行焊接，具有一定的自动化，减少了工作人员的操作步骤，即，将板材放置于固定板表面即可，操作简单有效。

2、本发明通过在丝杆的底部设置齿轮，当丝杆旋转时，齿轮由于与活动箍连接因此跟随旋转，同时由于与其啮合的第一齿条固定在焊机表面，因此当齿轮旋转，带动承载座向焊机方向移动，同时一侧的第二齿条顶部活动连接在承载座内部，因此，当齿轮旋转带动第二齿条移动，第二齿条一端的对齐板向板材方向移动，从而对板材进行对齐。

3、本发明通过设置凸台的方式，在焊缝尾部位置，沿焊缝延伸方向增加3-5mm凸台，两块对齐的焊接母材尾部形成错位，错位角应为钝角，这种方式能够避免尾部焊缝凹陷的产生，从而形成饱满的焊缝。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的对齐拼焊的辅助装置的整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明图1中B处放大图；

图4为本发明图1中C处放大图；

图5为本发明提供的对齐拼焊的辅助装置的右视剖面结构示意图；

图6为本发明提供图5中D处放大图；

图7为本发明提供的对齐拼焊的辅助装置的底部放大结构示意图；

图8为本发明提供的对齐拼焊的辅助装置的右视结构示意图；

图9为本发明提供的对齐拼焊的辅助装置的方法的流程图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座；2、焊机；3、焊机臂；4、激光焊接头；5、第一滑轨；6、承载座；7、丝杆；8、涡卷弹簧；9、活动箍；10、齿轮；11、第一齿条；12、第二齿条；13、第一活动件；14、对齐板；15、活动板；16、第一销轴；17、活动臂；18、第二销轴；19、滑座；20、第二滑轨；21、第二活动件；22、支撑臂；23、第三活动件；24、内推臂；25、夹爪；26、固定件；27、伸缩臂；28、固定板；29、板材；30、压力传感器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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发明中的具体含义。

参阅图1-8，本发明为一种对齐拼焊的辅助装置，包括底座1，底座1上活动设置有移动组件，移动组件内部活动设置有联动组件，联动组件上活动设置有固定组件，底座1作为辅助装置的底部承载部件，主要用于承载顶部的各个组件；

移动组件包括承载座6，承载座6活动设置于底座1上方，联动组件包括丝杆7以及涡卷弹簧8，承载座6内部与涡卷弹簧8一端固定连接，涡卷弹簧8另一端通过活动箍9与丝杆7活动连接，承载座6主要用于安装承载联动组件以及固定组件，丝杆7作为联动组件的主体部件，在其顶部受到重力时，丝杆7旋转向下活动，涡卷弹簧8主要用于限制丝杆7，避免丝杆7在没有受力时也向下旋转移动，同时，当板材29焊接完毕后，将板材29撤出固定板28表面，在涡卷弹簧8的作用下，丝杆7反向旋转向上移动复位，活动箍9用于连接涡卷弹簧8以及丝杆7；

固定组件包括活动板15，活动板15底部与活动箍9顶部固定连接，活动板15用于带动活动臂17一端做旋转运动，从而间接带动内推臂24以及夹爪25对板材29进行固定夹持。

其中，底座1顶部一侧固定连接有焊机2，焊机2一侧面与焊机臂3活动连接，焊机臂3底部活动连接有激光焊接头4；移动组件还包括第一滑轨5，两根第一滑轨5分别固定连接在底座1顶部相对两侧，且两根第一滑轨5顶部均与承载座6底部活动连接，焊机2作为焊接装置的主体部分，焊机臂3主要用于带动激光焊接头4移动，以此来对板材29不同位置进行焊接，激光焊接头4用于对两个板材29缝隙处进行激光焊接。

其中，承载座6顶部中心位置开设有安装孔，涡卷弹簧8一端固定连接于安装孔内壁上，涡卷弹簧8另一端与活动箍9固定连接，活动箍9位于安装孔内部，且其活动连接在丝杆7周侧面；底座1顶部临近焊机2位置固定连接有压力传感器30，压力传感器30与丝杆7位于同一中心线上，压力传感器30与丝杆7相互接触时，代表板材29以及固定夹持完毕，同时对齐板14完成对板材29的对齐，形成凸台，此时焊机2启动对板材29进行焊接作业。

其中，丝杆7周侧面底端活动设置有齿轮10，且齿轮10顶部与活动箍9固定连接，齿轮10两侧分别啮合有第一齿条11以及第二齿条12，第一齿条11一端与焊机2侧面固定连接，第二齿条12一端与第一活动件13固定连接，第一活动件13内部与对齐板14底端固定连接，齿轮10通过活动箍9的旋转而带动其旋转，齿轮10由于与第一齿条11相啮合，同时由于第一齿条11一端与焊机2相固定，因此齿轮10旋转过程中带动推杆承载座6向焊机2方向移动，第一活动件13用于旋转对齐板14，当板材29为不规则形状时，旋转对齐板14使得两块板材29之间形成错位的同时，错位角度为钝角，这样方便后续焊接不会出现凹陷，形成饱满的焊缝。

其中，固定组件还包括第一销轴16、活动臂17、第二销轴18、滑座19、第二滑轨20、第二活动件21、支撑臂22、第三活动件23、内推臂24以及夹爪25，两个第一销轴16分别固定连接在活动板15顶部相对两侧，每两个第一销轴16上均与活动臂17一端活动连接，活动臂17另一端与第二销轴18活动连接，第二销轴18固定连接于滑座19顶部一端，滑座19活动连接在第二滑轨20上，第二滑轨20固定连接于承载座6顶部；滑座19顶部另一端与第二活动件21固定连接，第二活动件21一侧与支撑臂22一端固定连接，支撑臂22另一端与第三活动件23固定连接，第三活动件23一侧与内推臂24一侧面底部固定连接，内推臂24顶部与夹爪25固定连接，第一销轴16以及第二销轴18均用于配合活动臂17旋转活动，活动臂17在活动板15的作用下，带动滑座19在第二滑轨20表面滑动，因此可以拉扯支撑臂22，向斜下方移动，以此对内推臂24产生向内的推力，使得内推臂24向内推动板材29，滑座19用于带动支撑臂22向斜下方移动，第二滑轨20用于支撑滑座19在其表面滑动，第二活动件21以及第三活动件23均用于支持支撑臂22的活动，内推臂24用于向内推动板材29，使得两块板材29能够接触到一起，夹爪25用于从上往下夹持住板材29，避免板材29在接触过程中翘起。

其中，固定组件还包括固定板28，固定板28底部中心位置开设有安装槽，丝杆7顶部固定设置于安装槽内部，且固定板28顶部设置有两块板材29，固定板28用于承载板材29。

其中，固定板28相对两端分别开设有伸缩槽，每个伸缩槽内部均活动设置有伸缩臂27，伸缩臂27一端与固定件26固定连接，固定件26顶部开设有矩形通孔，内推臂24活动设置于矩形通孔内部，且内推臂24内侧与板材29相接触。

参阅图9，一种对齐拼焊的辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、将两块待焊接的板材29从固定板28外侧推放置其表面；

S2、固定板28在两块板材29的重力作用下，通过丝杆7旋转向下移动，同时两侧的内推臂24将分别与之相接触的板材29向固定板28中心位置推动，使得两块板材29相互接触；

S3、随之两侧夹爪25分别对其下方的板材29进行固定夹持；

S4、在S2-S3步骤进行的同时，齿轮10旋转带动承载座6通过第一滑轨5向焊机位置移动直至丝杆7底部与压力传感器30相接触，板材29完成固定，同时板材29移动至焊机2的正下方；同时对齐板14与两块板材29相接触，调整对齐板14的角度，在对齐板14与两块板材29连接处相接触过程中，使得两块板材29错位3-5mm，形成凸台；

S5、启动焊机2，通过激光焊接头4对板材29进行焊接。

其中，步骤S2-S3中固定组件对板材29进行固定夹持包括以下具体步骤：丝杆7旋转下降过程中带动活动箍9旋转，活动箍9旋转过程中带动与其连接的活动板15旋转，此时活动臂17一端跟随活动板15围绕丝杆7做旋转运动，在活动臂17的牵引下，滑座19向承载座6中心处方向滑动，从而通过支撑臂22间接带动内推臂24向内推动板材29，从而将两块板材29接触在一起，同时内推臂24向下滑动，夹爪25对板材29进行夹持。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。