一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接装置，具体是一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置。

背景技术：

1、‌汽车支撑骨架是构成车身承载体系的核心结构件，通常由高强度钢板冲压成形的纵梁、横梁、加强板以及各类支架组件通过焊接方式连接而成，在车辆行驶过程中承受弯曲、扭转及碰撞等多向交变载荷。

2、现有汽车支撑骨架焊接装置的焊枪夹持机构多采用固定孔径的夹块或单一卡箍结构，夹持方式固化，仅能适配特定规格、特定型号的焊枪，装置通用适配性差。实际生产中，针对不同尺寸的骨架组件、不同走向的焊缝结构，经常需要根据工艺要求更换不同直径或不同形状的焊枪与焊头。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，包括焊接台、定位单元、机器人和焊接单元，所述定位单元安装在焊接台上；

3、所述焊接单元包括固定架，所述固定架安装在机器人的末端，所述固定架的两端设置有柔性接触件，所述固定架对应柔性接触件的位置滑动安装有夹持件，所述夹持件连接有直线移动机构的输出端，所述直线移动机构安装在固定架上；所述柔性接触件和夹持件配合实现不同焊枪的稳定夹持；

4、所述柔性接触件上设置有测力元件，所述测力元件与控制系统电性连接。

5、直线移动机构为电动伸缩杆、电动杆等可输出直线驱动力的装置，直线移动机构与控制系统连接。定位单元为若干个夹持缸或手动夹持结构，用于对汽车支撑骨架进行定位锁紧。机器人为多自由度工业机器人，用于带动焊接单元完成空间内的焊接移动。

6、焊接单元还包括两组视觉单元，视觉单元为ccd相机、图像传感器等可以采集图像数据的装置或设备；其中一组视觉单元安装在固定架上，用于对焊缝进行图像采集，并将采集的图像数据反馈给控制系统，为机器人焊接路径规划提供视觉引导；另一组视觉单元安装在地面或外部的机架上，用于检测焊接单元的移动数据、振动数据，并将数据反馈给控制系统，为焊枪状态调控提供数据支撑。焊枪装夹完成后，外部视觉单元可对焊枪进行图像识别，提取焊枪当前中心位置坐标并反馈至控制系统，控制系统自动更新焊枪工具参数并校准焊接基准，消除换枪装夹带来的位置偏差，无需人工手动示教对点，缩短换枪调试时间。

7、工作前，需要对焊枪进行夹持，控制系统控制直线移动机构带动夹持件远离柔性接触件，以使夹持件远离柔性接触件之间的距离能够容纳焊枪，之后，工作人员将焊枪放置在两者之间的位置，再通过直线移动机构带动夹持件靠近柔性接触件，来对焊枪进行定位夹持。

8、焊枪定位夹持后，工作人员将骨架放置在焊接台上，并通过定位单元将骨架进行定位，以便于进行焊接处理。

9、工作时，控制系统通过机器人带动固定架移动，固定架带动夹持后的焊枪移动，通过机器人和固定架的配合，实现骨架的焊接。

10、所述夹持件包括夹持环，所述夹持环的截面呈“c”型，夹持环的两端均连接有直线移动机构的输出端；

11、所述固定架对应夹持环的位置设置有滑槽，所述夹持环的两端滑动安装在滑槽内。

12、“c”型的夹持环可增大与焊枪的接触面积，同时提供侧向止挡能力，避免焊枪受到焊接飞溅、线缆拖拽等侧向干扰力时发生滑脱；两端独立驱动且同步受控的直线移动机构可平稳推进夹持环，避免单侧施力导致的偏载卡死，同时可对放置偏斜的焊枪逐步导正，使夹持动作更顺畅。

13、所述夹持件包括夹持环和连接单元，所述夹持环的截面呈“c”型，所述连接单元由若干个连接板转动连接组成，两端的所述连接板转动安装有滑动轴，所述滑动轴连接有直线移动机构的输出端；

14、所述固定架对应夹持环的位置设置有滑槽，所述滑动轴滑动安装在滑槽内。

15、直线移动机构通过滑动轴带动连接单元动作，使多块连接板随焊枪外轮廓收拢贴合，在焊枪外侧形成多点夹持，进一步提升焊枪装夹的稳定性。

16、所述夹持环上设置有弹性垫。弹性垫可避免夹持结构与焊枪硬接触造成的表面损伤，同时可增大接触摩擦力，提升夹持稳固性；弹性垫的可压缩特性也可适配焊枪的微小外形偏差，进一步提升装置的适配范围。

17、所述滑槽一端向焊枪的方向倾斜。倾斜设置的滑槽可在滑动轴移动过程中，带动连接单元与夹持环向焊枪侧收拢包覆，增大与焊枪的包裹接触面积，强化夹持效果。

18、所述柔性接触件包括柔性件，所述测力元件设置在柔性件上，所述柔性件内填充有流体。当夹持件将焊枪压向柔性件时，内部流体可使柔性件自适应贴合焊枪外轮廓，增大接触面积并均匀传递夹持力，避免局部应力集中；测力元件可精准采集夹持压力数据，为控制系统的闭环调控提供依据。焊接过程中，测力元件持续监测夹持力状态，若因机械振动或热效应导致夹持力波动，控制系统可即时响应调整，保证焊枪始终处于稳定的定位状态。

19、所述柔性件上设置有若干个防滑凸起，所述防滑凸起内部形成空腔，所述空腔与柔性件的内部连通。

20、所述焊接台底部安装有旋转平台，所述旋转平台与控制系统电性连接。旋转平台可带动焊接台旋转切换工位，一侧工位进行焊接作业时，另一侧工位可同步完成上下料与装夹，将机器人的等待时间转化为有效操作时间，提升设备整体加工效率。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、可精准管控夹持力度，适配不同外形规格的焊枪。通过直线移动机构驱动夹持件沿固定架滑动，与柔性接触件配合夹紧焊枪；柔性接触件上的测力元件实时采集夹持力并反馈至控制系统，控制系统动态调节直线移动机构的输出推力，形成夹持力闭环控制。柔性接触件可随焊枪外轮廓自适应变形，增大夹持接触面积。该结构可精准管控夹持力度，适配不同外形规格的焊枪，避免刚性夹持造成的焊枪表面损伤，解决了传统夹持机构适配性差、夹持力不可控、易损伤焊枪的技术问题。

23、2、双视觉协同实现全流程精准管控。设置两组视觉单元，安装于固定架的视觉单元采集焊缝图像，为机器人焊接路径规划提供视觉引导；安装于外部机架的视觉单元实时检测焊枪的移动状态与振动数据，为夹持力调节、磁场抑振提供数据支撑。两组视觉单元协同工作，覆盖焊缝识别与焊枪状态监测两个维度，使控制系统可同步完成路径引导与状态调控，解决了单一检测维度数据不足、焊接过程管控响应滞后的技术问题。

1.一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：包括焊接台（1）、定位单元（2）、机器人（3）和焊接单元（4），所述定位单元（2）安装在焊接台（1）上；

2.根据权利要求1所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述夹持件（43）包括夹持环（431），所述夹持环（431）的截面呈“c”型，夹持环（431）的两端均连接有直线移动机构（44）的输出端；

3.根据权利要求1所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述夹持件（43）包括夹持环（431）和连接单元（432），所述夹持环（431）的截面呈“c”型，所述连接单元（432）由若干个连接板转动连接组成，两端的所述连接板转动安装有滑动轴，所述滑动轴连接有直线移动机构（44）的输出端；

4.根据权利要求2或3所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述夹持环（431）上设置有弹性垫（4311）。

5.根据权利要求2或3所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述滑槽一端向焊枪的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述柔性接触件（42）包括柔性件（421），所述测力元件设置在柔性件（421）上，所述柔性件（421）内填充有流体。

7.根据权利要求6所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述柔性件（421）上设置有若干个防滑凸起，所述防滑凸起内部形成空腔，所述空腔与柔性件（421）的内部连通。

8.根据权利要求1所述的一种适用于汽车支撑骨架的焊接装置，其特征在于：所述焊接台（1）底部安装有旋转平台（11），所述旋转平台（11）与控制系统电性连接。