一种多工位钣金自动定位夹紧焊接设备及其焊接方法与流程

本发明涉及钣金焊接自动化设备，尤其涉及一种多工位钣金自动定位夹紧焊接设备及其焊接方法。

背景技术：

1、钢柜框架主要由门封框架、横梁和纵梁等钣金构件拼装焊接成型。随着多品种、小批量订单在钣金加工行业的日益增多，如何实现不同规格钢柜框架的高效自动化焊接，成为本领域亟待解决的技术问题。

2、现有技术中，如授权公告号为cn212599868u的中国专利公开了一种冷轧钢板柜体焊接工装，该工装通过将各夹具设置于导轨上，并将工装设置为柔性焊接工装，可满足一定规格大小的柜体焊接需求。又如授权公告号为cn110076490b的中国发明专利公开了一种箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其通过设置板材定位工装和法兰定位工装，结合机器人搬运和焊接，实现了箱柜拼接和焊接的自动化，提高了焊接效率。此外，授权公告号为cn211361158u的中国专利公开了一种多工位焊接夹具，通过转盘上设置多个夹持工位，能够一次装夹多个工件，避免了多次装夹导致的效率低下问题。

3、然而，上述现有技术仍存在以下缺陷：

4、柔性化程度不足：现有柔性工装虽能适应一定尺寸范围的工件，但更换不同规格工件时，通常需要通过人工手动调整夹具位置或更换定位块，调试时间长，无法实现快速、自动化的参数化换型，难以高效响应多品种、小批量订单生产。

5、定位逻辑不够合理：现有设备的定位压紧机构大多采用整体联动的方式，缺乏先对主体框架（如门封框架）进行基准定位压紧，再基于该基准对内部构件（如横梁、纵梁）进行定位压紧的分级逻辑。若主体框架未先稳定定位，内部构件将失去可靠的基础基准，容易导致焊接后框架尺寸超差，产品一致性差。

6、对中与焊接避让协调性不足：部分设备虽设有对中机构，但其对中构件通常为连续整片结构，在焊接内部构件时容易遮挡焊接路径，需要额外调整机构避让，影响焊接效率；且在焊接过程中，对中机构与焊接机构之间缺乏有效的动作协调，难以实现压紧到位后的即时焊接。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明采用如下技术方案：

2、一种多工位钣金自动定位夹紧焊接设备，包括：

3、机架，其上由前至后设有第一焊接工位和第二焊接工位；

4、输送机构，设置于所述机架上，用于输送具有周侧折边的门封框架及置于其内的横梁和纵梁；

5、第一焊接工装，设置于所述第一焊接工位，用于先对所述门封框架进行基准定位压紧，再基于该基准对所述横梁进行定位压紧；

6、第二焊接工装，设置于所述第二焊接工位，用于先对流转后的所述门封框架进行二次基准定位压紧，再基于该基准对所述纵梁进行定位压紧；

7、xyz轴振镜焊接机，设置于所述机架上，用于对被第一焊接工装定位压紧的所述横梁进行焊接，以及对被第二焊接工装定位压紧的所述纵梁进行焊接；

8、电气控制单元，其内预存有不同规格工件的工艺参数，所述电气控制单元分别与所述输送机构、所述第一焊接工装、所述第二焊接工装、所述xyz轴振镜焊接机信号连接，用于调取目标工件的工艺参数，实现无需更换工装夹具的柔性换型。

9、进一步地，所述第一焊接工装和第二焊接工装均包括：

10、对中调整组件，具有纵向跨设于对应焊接工位并可横向移动的对中构件，通过所述对中构件的同步相向移动，以对所述门封框架进行横向对中调整；

11、门封定位压紧模组，至少设于对应焊接工位的后端，用于对输送至该焊接工位的所述门封框架进行纵向基准定位，以及在所述门封框架被纵向基准定位和横向对中调整后，对所述门封框架的折边施加压紧力；

12、梁定位压紧模组，所述第一焊接工装的梁定位压紧模组用于在位于第一焊接工位的所述门封框架被施加压紧力后，对所述横梁进行纵向定位并施加压紧力，所述第二焊接工装的梁定位压紧模组用于在位于第二焊接工位的所述门封框架被施加压紧力后，对所述纵梁进行横向定位并施加压紧力；

13、其中，所述第二焊接工装的对中构件内侧沿纵向间隔设有多个压紧气缸模块，所述压紧气缸模块在所述门封框架被纵向基准定位和横向对中调整后，对所述门封框架的折边施加压紧力。

14、进一步地，所述第一焊接工装还包括围设于所述第一焊接工位的矩形滑轨，以及横向跨设于所述第一焊接工位并滑动连接于所述矩形滑轨的第一移动横轨；

15、所述第一焊接工装的所述门封定位压紧模组设于所述矩形滑轨的后侧滑轨上；

16、所述第一移动横轨设有两个，各所述第一移动横轨的两侧均设有所述梁定位压紧模组。

17、进一步地，所述第一焊接工装还包括横向跨设于第一焊接工位并滑动连接于所述矩形滑轨的第二移动横轨，所述第二移动横轨位于所述第一移动横轨的前方，所述门封定位压紧模组还设于所述第二移动横轨。

18、进一步地，所述第二焊接工装还包括固定横轨，以及纵向跨设于第二焊接工位并滑动连接于所述固定横轨的移动纵轨；

19、所述移动纵轨设有两个，各所述移动纵轨的两侧均设有所述梁定位压紧模组。

20、进一步地，所述对中调整组件包括两个纵向夹板，各所述纵向夹板均纵向跨设于对应焊接工位并滑动连接于对应焊接工装中的矩形滑轨或固定横轨；

21、所述第二焊接工装中的所述对中调整组件的纵向夹板内侧设有定位凸体；

22、所述第一焊接工装中的两个纵向夹板构成所述第一焊接工装中所述对中调整组件的所述对中构件；所述第二焊接工装中的两个纵向夹板及其上的定位凸体构成第二焊接工装中所述对中调整组件的所述对中构件。

23、进一步地，所述门封定位压紧模组和所述梁定位压紧模组均包括侧向抵接气缸模块和压紧气缸模块；所述侧向抵接气缸模块具有竖直的抵接柱；

24、用于对所述门封框架的折边施加压紧力的压紧气缸模块具有硬质压紧件；

25、用于对所述横梁和纵梁施加压紧力的压紧气缸模块具有弹性压紧件。

26、进一步地，所述xyz轴振镜焊接机包括跨设于所述机架上的纵向主滑轨、滑动连接于所述纵向主滑轨上的横向主滑轨、滑动连接于所述横向主滑轨上的竖直滑轨、以及滑动连接于所述竖直滑轨上的振镜焊接头。

27、本发明还还提供一种利用上述多工位钣金自动定位夹紧焊接设备进行焊接的方法，包括以下步骤：

28、包括以下步骤：

29、上料：将具有周侧折边的门封框架及置于其内的横梁和纵梁放置于所述输送机构上；

30、第一焊接工位基准定位：所述输送机构将门封框架及置于其内的横梁和纵梁输送至第一焊接工位，依次执行对所述门封框架的纵向基准定位、横向对中调整和折边压紧，进行一次基准定位压紧；

31、第一焊接工位副基准定位：在所述门封框架进行一次基准定位压紧后，通过驱动两个第一移动横轨相背移动，并通过对应的梁定位压紧模组将边侧横梁顶靠至对应门封框架的折边处，并压紧固定；

32、第一焊接工位焊接：启动xyz轴振镜焊接机对边侧横梁进行焊接；

33、流转与二次基准定位：第一焊接工装复位，所述输送机构将门封框架及置于其内的横梁和纵梁输送至第二焊接工位，再次执行对所述门封框架的纵向基准定位、横向对中调整和折边压紧，进行二次基准定位压紧；

34、第二焊接工位副基准定位：在门封框架进行二次基准定位压紧后，驱动两个移动纵轨相背移动，并通过对应的梁定位压紧模组将边侧纵梁顶靠至对应门封框架的折边处，并压紧固定；

35、第二焊接工位焊接：启动xyz轴振镜焊接机对边侧纵梁进行焊接；

36、出料与换型：第二焊接工装复位，启动输送机构；换产时，直接调用预存的工艺参数。

37、进一步地，在第一焊接工位焊接步骤和流转与二次基准定位步骤之间还包括以下步骤：

38、第一焊接工位再次副基准定位：在边侧横梁焊接后，驱动两个第一移动横轨相向移动，并通过对应的梁定位压紧模组将中间横梁顶靠至门封框架内预设位置，并压紧固定；

39、第一焊接工位再次焊接：启动xyz轴振镜焊接机对中间横梁进行焊接；

40、在第二焊接工位焊接步骤和出料与换型步骤之间还包括以下步骤：

41、第二焊接工位再次副基准定位：在边侧纵梁焊接后，驱动两个移动纵轨相向移动，并通过对应的梁定位压紧模组将中间纵梁顶靠至门封框架内预设位置，并压紧固定；

42、第二焊接工位再次焊接：启动xyz轴振镜焊接机对中间纵梁进行焊接。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、1、本发明采用先对门封框架进行基准定位压紧，再基于该基准对横梁或纵梁进行定位压紧的分级动作逻辑。通过先将主体框架稳定锁止，为内部构件提供可靠的基础基准，有效避免了因基准未定导致构件移位的问题，确保了焊接后框架的对角线尺寸和长宽尺寸的一致性，提高了成品合格率。

45、2、本发明在第二焊接工装形成供振镜焊接头穿过的焊接避让间隙，使振镜焊接头能够穿过，直接对纵梁进行焊接，优化了焊接路径，提升了单件加工节拍。

46、3、本发明针对门封框架采用硬质压紧件以保证基准精度，而对横梁和纵梁采用弹性压紧件。该弹性压紧件能够有效吸收构件制造公差，在保证压紧力的同时避免刚性压伤钣金表面，提升了焊接成品的外观质量。

47、4、本发明通过输送机构将工件依次输送至第一焊接工位和第二焊接工位，实现横梁与纵梁的分工位加工，工件依靠输送机构自动流转，无需人工二次搬运，避免了转运造成的定位偏差，同时提高了生产节拍，降低了人工劳动强度。

48、5、本发明通过电气控制单元内预存不同规格工件的工艺参数，换产时直接调用参数即可自动驱动各移动横轨、移动纵轨、对中夹板等调节至预设位置，无需更换工装夹具，极大缩短了换型调试时间，能够高效响应多品种、小批量订单，显著提高了设备的通用性和生产效率。