一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置的制作方法

本发明涉及超声波焊接，具体为一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置。

背景技术：

1、汽车门板内饰塑件普遍采用超声波铆焊、点焊工艺实现与钣金的固定装配，因其焊接效率高、粘接稳定性好、无辅料添加的优势，被广泛应用于汽车零部件量产生产线中。目前行业内普遍采用六轴机器人搭载超声波焊接工装的方式完成门板自动化焊接作业，但现有传统焊接工装结构设计简单、功能单一，在实际批量生产过程中暴露出结构稳定性差、焊接精度低、工况适配性不足、设备损耗大、运维繁琐等诸多技术缺陷，严重制约汽车门板焊接的生产质量与生产效率。

2、传统焊接工装无系统化、多层级减振隔离结构，超声波焊接产生的高频振动会大量向外传导。一方面造成超声焊接能量严重损耗，焊接能量无法集中作用于焊点区域，导致焊接虚焊、脱焊、焊接不稳定等问题；另一方面振动直接传递至六轴机器人本体及换能器等精密元器件，长期作业易造成精密部件精度失效、设备磨损老化，大幅缩短设备使用寿命，同时作业过程振动噪音大，滑动摩擦易产生金属碎屑，极易污染汽车门板内饰面，生产洁净度与设备耐久性较差。

3、现有机器人焊接工装的焊头作业距离多为固定式结构，无法实现自动化自适应调距。针对不同车型门板内腔深浅不一、焊点位置远近不同的工况，需要人工频繁更换焊头、手动调试焊接行程参数，车型换型调试工序繁琐、耗时长，极大降低了生产线柔性化生产能力。且传统伸缩调节结构多存在外凸部件，易与门板工件、工装旋转动作产生运动干涉，无法实现门板深腔区域的伸入式多角度焊接作业，机器人灵活作业优势无法充分发挥。

4、现有焊接设备多采用单一结构焊头，工况适配性极差。传统普通平面焊头仅能实现单点、少量焊点焊接，针对汽车门板平面密集铆柱区域，无法实现多点同步焊接，生产节拍缓慢、焊接效率低下；且无专用避让式深腔焊头，无法绕开门板钣金、内部加强筋等遮挡结构，难以完成门板夹层内部隐蔽焊点、长条焊缝的焊接作业，无法覆盖汽车门板全区域、全工况焊接需求，设备通用性差。

5、故而本发明提出了一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置，来解决以上的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置，包括：六轴机器人主体、输出法兰以及安装在其上的第一组件，第一组件包括：转接法兰板、上连接板、下连接板、滑台支撑立柱、导向滑台基体、角度锁紧顶块以及限位顶销；

3、所述转接法兰板与输出法兰锁紧固定连接，所述上连接板内竖向开设有插销孔，所述上连接板与下连接板通过转接法兰板固定连接并共同夹持导向滑台基体，所述导向滑台基体内部开设有竖向导轨槽，且侧壁四周均开设有螺纹顶紧孔，所述滑台支撑立柱插接于竖向导轨槽内，所述角度锁紧顶块端部抵靠主轴总成外壁，所述限位顶销设置有两组，两组所述限位顶销分别竖向装配于上连接板、下连接板上开设的插销孔内；

4、还包括用于浮动缓冲角度自适应主轴核心的第二组件。

5、作为优选的，所述导向滑台基体为左右对开式双板分体结构，所述角度锁紧顶块前端设置圆弧贴合面。

6、作为优选的，第二组件包括：主轴总成、固定基座、导向衬套、减振片、减振套筒、抱箍安装基体以及抱箍分体锁紧块；

7、所述角度锁紧顶块端部抵靠主轴总成外壁，所述角度锁紧顶块螺纹装配于导向滑台基体侧壁开设的螺纹顶紧孔内；

8、所述主轴总成竖向滑动装配于竖向导轨槽外侧，所述导向衬套同轴套设于抱箍安装基体内，所述减振片、减振套筒过盈套装于导向衬套上下两端外壁，且均设置于抱箍安装基体内，所述减振片设置于减振套筒上下端，所述抱箍安装基体远离转接法兰板的一面与固定基座螺栓连接，所述抱箍分体锁紧块可拆卸锁紧在固定基座远离抱箍安装基体的一面上下端，所述抱箍安装基体远离固定基座的一面与导向滑台基体贴合设置，所述固定基座远离抱箍安装基体的一面上下对称开设有两组半圆卡槽；

9、还包括以固定基座为中心上下对称超声焊接执行单元的第三组件。

10、作为优选的，第三组件包括：定位凸台、减振固定座、伸缩座；

11、所述定位凸台卡合装配于固定基座内，所述减振固定座设置有两组分别卡接于固定基座上的半圆卡槽内，所述减振固定座内部嵌装减振衬垫，所述伸缩座设置有两组分别固定于减振固定座远离定位凸台的一端，所述伸缩座为同轴嵌套式双层套管结构且内部内置微型气缸或电动推杆，两组所述伸缩座两端输出端分别可拆卸装配有焊头总成a、焊头总成b。

12、作为优选的，所述固定基座远离抱箍安装基体的一面中部罩设有弧形防护罩。

13、作为优选的，所述焊头总成a为多凸台阵列式焊头，所述焊头总成a端面阵列设置有多个锥形铆接凸台。

14、作为优选的，所述焊头总成b为折弯悬臂式长条焊头，所述焊头总成b设有弯折避让悬臂，悬臂末端为扁平长条焊接端面。

15、作为优选的，所述伸缩座的伸缩行程与六轴机器人控制系统联动。

16、作为优选的，所述抱箍分体锁紧块为对半开合式快拆结构。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种汽车门部件六轴机器人超声波焊接装置，具备以下有益效果：

18、通过转接法兰板、上连接板、下连接板配合夹持导向滑台基体，形成一体化整体支撑框架，大幅提升工装整体结构刚性，可有效抵御超声波高频振动带来的结构应力，避免设备长期连续作业出现松动、形变问题。同时通过上、下连接板的插销孔与限位顶销精准配合，严格限制工装下压极限行程，杜绝焊头过度挤压门板塑件，从结构层面避免门板凹陷、开裂等质量缺陷；搭配角度锁紧顶块圆弧贴合锁紧结构，可抵消超声振动引发的主轴角度偏移，全程保证焊点定位精准、一致性高，满足汽车门板精密焊接的生产要求。

19、通过导向衬套、减振片、减振套筒与减振固定座相互配合，全方位阻断超声波焊接高频振动向外传导；一方面可大幅减少超声焊接能量的无效损耗，聚焦焊接区域，提升焊接稳定性与焊接质量；另一方面能够有效隔离振动向六轴机器人主体、换能器等精密元器件传递，降低设备运行噪音，避免精密部件因长期振动出现损坏、精度失效等问题，同时导向衬套可实现低摩擦精准导向，避免金属碎屑产生，杜绝门板内饰污染，兼顾作业洁净度与设备耐久性。

20、通过内置微型气缸或电动推杆的同轴嵌套式伸缩座，且伸缩行程与六轴机器人控制系统联动，可根据不同车型门板的内腔深浅、焊点远近数据，自动匹配焊头伸缩长度，实现焊头轴向距离智能化自适应调节。彻底摒弃传统人工换焊头、手动调距的繁琐操作，大幅减少车型换型的调试工时，有效提升生产线柔性化生产能力。同时集成式伸缩结构无外凸干涉结构，不影响工装多角度旋转与门板深腔伸入作业，完美适配六轴机器人全角度灵活作业优势。

21、两种结构、功能差异化的可拆卸焊头总成，实现汽车门板全区域、全工况焊接作业；其中多凸台阵列式焊头总成a可实现单次下压多点同步铆焊，适配门板平面密集铆柱区域，大幅提升焊接生产节拍，保证多点焊接尺寸高度一致；折弯悬臂式焊头总成b可绕开门板钣金、加强筋遮挡结构，深入门板夹层深腔，完成隐蔽焊点、长条焊缝的精准焊接，解决传统焊头无法适配狭小空间、深腔隐蔽位置焊接的痛点，极大提升设备工况适配范围与设备通用性。

22、通过专用弧形防护罩，全方位包裹超声线缆，约束线缆弯折角度，有效规避机器人旋转、工装伸缩过程中的线缆拉扯断裂问题，同时避免工装与门板工件运动干涉，保护工件外观完整性。同时导向滑台基体采用左右对开分体结构，搭配抱箍分体锁紧块对半开合快拆结构，无需整体拆卸工装，即可快速完成主轴总成、减振组件、焊头总成的拆装维护与更换，大幅降低设备运维难度与备件更换成本，有效保障生产线连续、稳定、高效运行。