一种车架焊接装置及焊接方法与流程

本发明涉及焊接装置，具体涉及一种车架焊接装置及焊接方法。

背景技术：

1、众所周知，车架即车体的骨架，其承受车体的主要载荷，可以说车架的质量基本上决定了车体的质量，大多数情况下车架均有诸如纵梁和横梁之类的零部件焊接而成，所以零部件之间的焊接质量也决定了车架的质量，为方便车架的焊接作业，提高车架的焊接质量我们提出了一种车架焊接装置及焊接方法。

2、经检索，中国专利公开号为cn118455798a的专利公开了一种车架焊接装置，其大致描述为，包括机械手、激光焊接头、支架、旋转结构、布线结构、焊接台、安装孔、对接工装、固定工装和车架，固定工装通过对接工装安装于焊接台的安装孔中，焊接台通过旋转结构与支架连接，固定工装内部线缆经过对接工装收纳在布线结构中，线缆通过布线结构收纳，其在使用时，根据车架的大小和形状调节固定工装的位置，并通过固定工装形成车架的夹持安装，之后通过机械手运行带动激光焊接头相对于车架移动，实现车架的焊接作业，中国专利公开号为cn118664229a的专利公开了一种副车架焊接设备，其大致描述为，包括定位装置和夹具，定位装置包括第一安装平台、驱动机构以及沿滑动设置于第一安装平台的两个定位机构，定位机构具有连接件，两个定位机构的连接件相对设置，驱动机构驱动两个定位机构相靠近或相远离，夹具包括夹具本体和设于夹具本体的夹紧组件，夹具本体具有与副车架衬套孔配合的定位件，夹紧组件用于将副车架夹紧于夹具本体，夹具本体具有与连接件配合的连接孔，其在使用时，通过夹具本体上的定位件与副车架的衬套孔配合，通过夹紧组件夹紧副车架，实现副车架在夹具本体上的固定，通过定位装置定位夹具的位置，实现夹具上副车架位置的定位，定位完成后通过焊接机器人拖动焊枪实现副车架的焊接作业。

3、上述的两套现有技术方案虽然均能够实现车架的辅助焊接作业，但是其两者在一定程度上具有相似性，即前后两者均为通过可转动的工作台形成车架的夹持定位，并在车架夹持定位后通过焊枪实现焊装作业，焊装过程中能够实现车架的角度调整，但是两者的焊接状态均为开放式的焊接形式，焊接过程中对应的焊接熔池仅仅承受分子之间的结合力和自身重力的作用，焊接紧密性有待进一步提高，焊接质量有待进一步提升。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种车架焊接装置及焊接方法，其采取为车架焊接创造离心环境的模式，为焊接熔池施加离心力，对熔池的流动方向形成辅助控制，提高焊缝的结构紧密性，进一步提升焊接质量，并且采取不停机自动上料的形式，上料和卸料过程中，对车架焊接作业的影响较小，保证焊接效率的同时更为实用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车架焊接装置，包括焊枪，还包括架体结构，所述架体结构包括支框架、转动筒和转动架，所述转动筒和转动架均转动连接在所述支框架内，且转动筒与转动架之间呈转动配合，支框架内安装有第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机用于转动筒的转动驱动，所述第二伺服电机用于转动架的转动驱动，转动筒内转动连接有两个竖装转框，两个所述竖装转框内均可拆卸安装有定位夹具，转动筒内安装有两个第三伺服电机，两个所述第三伺服电机分别用于两个所述竖装转框的转动驱动和控制，支框架内转动连接有转柱架，支框架内安装有第四伺服电机，所述第四伺服电机用于所述转柱架的转动驱动，转柱架上滑动连接有升降架，转柱架上安装有用于升降架运动驱动的驱动结构，升降架上安装有调节抓取组件，所述调节抓取组件与所述定位夹具可拆卸连接，转动架的顶端安装有机械臂，所述焊枪安装在所述机械臂的执行端，且机械臂的执行端安装有机器识别系统。

3、优选的，所述调节抓取组件包括悬支框，所述悬支框上转动连接有两个上平行杆和两个下平行杆，两个所述上平行杆和两个下平行杆均与所述升降架连接，且升降架上安装有第五伺服电机，所述第五伺服电机的输出轴上安装有开口齿环，所述开口齿环啮合有扇形齿轮，所述扇形齿轮与两个下平行杆中一个下平行杆固定连接，所述定位夹具与悬支框匹配。

4、优选的，所述升降架上固定连接有两个下连接轴，两个所述下平行杆上均开设有下连接孔，两个所述下连接轴分别转动连接在两个所述下连接孔内，升降架上安装有电动升降杆，所述电动升降杆的升降杆连接有同步架，所述同步架上转动连接有两个驱动杆，两个所述驱动杆均转动连接有上连接轴，两个所述下连接轴均转动连接有两个传动杆，两个所述传动杆均与所述升降架转动连接，两个所述下平行杆分别与两个所述下连接轴转动连接。

5、优选的，所述定位夹具外固定连接有铁框架，所述悬支框内和两个竖装转框内均安装有与所述铁框架匹配的多个电磁体，悬支框内和两个竖装转框内均固定连接有多个内伸架，多个所述内伸架内均开设有开口安装腔，多个所述开口安装腔内均安装有压力传感器。

6、优选的，多个所述开口安装腔内均固定连接有盘簧，多个所述盘簧内均固定连接有检测柱，多个所述检测柱分别与多个开口安装腔呈滑动配合，多个检测柱分别与多个压力传感器匹配。

7、优选的，所述驱动结构包括第六伺服电机和竖丝杠，所述第六伺服电机安装在所述转柱架的顶端，竖丝杠转动连接在所述转柱架内，竖丝杠上螺纹连接有螺纹筒，所述螺纹筒固定连接在所述升降架内。

8、优选的，所述第一伺服电机的输出轴上和第二伺服电机的输出轴上均安装有驱动齿轮，所述转动筒外和转动架外均固定连接有从动齿环，两个所述驱动齿轮分别与两个所述从动齿环啮合。

9、优选的，所述转动筒内固定连接有两个第一悬支板和两个第二悬支板，两个所述竖装转框分别与两个所述第一悬支板转动连接，两个竖装转框分别与两个所述第二悬支板转动连接。

10、优选的，所述升降架上固定连接有两个引导条，所述同步架上开设有两个引导槽，两个所述引导条分别与两个所述引导槽滑动连接。

11、一种车架焊接装置的焊接作业方法，包括以下步骤：

12、s1、使用之前，首先完成将该车架焊接装置的固定安装，同时为焊枪配套安装焊接机，并且形成该车架焊接装置和焊接机的电装，第一伺服电机和第二伺服电机通电运行分别带动转动筒的转动运动和转动架的转动运动，并且转动筒和转动架转动运动过程中，通过控制第一伺服电机和第二伺服电机的运行速度，能够实现转动筒和转动架的同速转动和差速转动，以使机械臂上的焊枪相对于定位夹具形成匹配调整；

13、s2、通过第四伺服电机上电运行实现转柱架的转动运行，以使升降架形成与转动筒相同的转速，实现调节抓取组件与转动筒的同速转动，即达到调节抓取组件与转动筒的相对转动静止，之后驱动结构运行，控制升降架参照转柱架形成下落，即升降架进入转动筒内，调节抓取组件运行将竖装转框内的定位夹具取下，接着驱动结构运行使升降架自转动筒内伸出，并控制定位夹具参照转动筒形成伸出；

14、s3、待定位夹具完整伸出转动筒后，通过控制第四伺服电机停止运行实现调节抓取组件的静止，而后通过调节抓取组件运行使其内的定位夹具进入水平状态，即定位夹具先停止转动后由竖立状态进入水平姿态，将待焊接的车架所对应的零部件完整配套安装在调节抓取组件内的定位夹具上，之后控制调节抓取组件运动将安装有车架的定位夹具输送进入原本所处的竖装转框内，而后调节抓取组件参照对应的竖装转框形成退位远离，转动架参照转动筒发生差速转动，以使机械臂进入与车架匹配的焊接位置，机械臂运行带动其上的焊枪对车架形成焊接作业；

15、s4、焊接作业过程中，根据焊接的需求第三伺服电机上电运行实现竖装转框在转动筒内的转动调节，以方便焊枪与被焊接车架之间焊接角度的调整，实现车架的焊接，焊接完成后控制转动架参照转动筒形成差速转动，以使机械臂参照焊接完成的车架形成远离，调节抓取组件再次运动进入转动筒内，将焊接完成的车架所对应夹持的定位夹具的取下，最后相对于定位夹具取下焊接完成的车架即可；

16、s5、焊枪焊接作业时，机器识别系统对焊接缝隙进行识别，在机械臂预存的焊接运行程序的基础上，对焊接轨迹进行具体修正和优化，由于转动筒内的竖装转框为两个，所以定位夹具的安装位置也为两个，故焊枪对车架进行焊接的过程中，能够通过调节抓取组件运行对另一个定位夹具进行另一车架零部件是夹持安装，并且通过调节抓取组件运行和运动也能够实现该另一个定位夹具再次运动进入其原本所处的竖装转框，以方便转动筒在保持转动运行的前提下，实现车架的连续焊接作业，优化了焊接过程中转动筒反复转动启动运动和停止的步骤，保证了生产效率。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种车架焊接装置及焊接方法，具备以下有益效果：

18、（1）本发明中，通过架体结构的设计，形成该车架焊接装置的焊接环境创造结构，其采取为车架焊接创造离心环境的模式，为焊接熔池施加离心力，对熔池的流动方向形成辅助控制，提高焊缝的结构紧密性，进一步提升焊接质量。

19、（2）本发明中，通过升降架、驱动结构和调节抓取组件的配合，形成上料车架焊接作业过程中的上料结构，采取不停机自动上料的形式，上料和卸料过程中，对车架焊接作业的影响较小，保证了焊接效率。

20、（3）本发明中，通过机械臂和机器识别系统的配备，方便焊枪安装的同时能够根据车架焊接作业过程中的焊缝轨迹形成自主识别和主动修正，更为实用。