一种焊枪旋转式汽车消音器挂钩焊接装置及其焊接方法与流程

1.本发明涉及汽车消音器焊接领域，具体涉及一种焊枪旋转式汽车消音器挂钩焊接装置及其焊接方法。


背景技术：

2.汽车消音器一般包括底座部和挂钩，在生产过程中，一般通过人工焊接或焊接设备焊接，而现有的汽车消音器的挂钩焊接设备，通常采用一个部件移动，另一部件固定，有些采用焊枪固定不动，工件移动进行焊接，其夹具上下夹紧固定挂钩和底座部，然后夹具移动进行焊接，有些采用焊枪移动，两工件夹具固定，这些焊接的移动，多数只是直线移动式，有些采用旋转式，也仅是单一的旋转，整体使用灵活度较差。如机械设备未达到的焊接需求的质量，就采用人工进行补焊或其它补焊设备工序。
3.特别是工焊枪对消音器的挂钩和底座部贴合处进行焊接，有些采用焊枪固定不动，夹具夹紧两工件旋转焊接，由于挂钩和底座部为不规则形状的结构，挂钩和底座部旋转时会产生不同轴情况，使连接处不能始终保持紧密贴合，且焊枪受位置局限，不具有多旋转，多调节的结构，灵活度低，不能按需求任意自由调节，焊枪枪头不能精确对准挂钩和底座部之间的贴合处焊接，焊接精度差，而夹具的旋转也容易导致挂钩和底座部晃动偏移，造成焊偏、焊接不牢固现象，影响焊接质量，焊接后的消音器质量差，废品率高。
4.人工焊接虽能准确对准底座部与挂钩贴合处补焊接，但由于需要在圆弧面进行焊接，焊接过程中，人工难以始终保持焊枪枪头与焊接位置呈一定角度并紧密贴合焊接，容易导致焊接后的焊缝不平整，焊接质量不一致，也影响其工作效率。


技术实现要素：

5.本发明提供一种焊枪多旋转式、多调节式汽车消音器挂钩焊接装置及其焊接方法，采用挂钩和底座部固定不动，焊枪多旋转、多调节结构方式焊接，以避免挂钩和底座部旋转出现不同轴情况，满足焊枪精确对准挂钩和底座部之间的缝隙焊接，提高焊接精度高。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种焊枪旋转式汽车消音器挂钩焊接装置及其焊接方法，包括底座、夹具装置，其特征在于：所述底座上设有支撑杆，所述支撑杆从下至上依次设有气电一体滑环、底板、旋转机构，所述旋转机构包括旋转盘和旋转臂，所述旋转盘设置于支撑杆上，所述旋转盘中心固定连接有安装套筒，所述安装套筒内设轴承与支撑杆连接，所述旋转臂一端与安装套筒固定连接，另一端设有滑块，所述滑块上设有调节机构和焊枪，所述底板上设有伺服减速电机，所述伺服减速电机与旋转盘传动连接；
8.所述夹具装置包括挂钩固定机构和底座部固定机构，所述底座部固定机构位于支撑杆顶部，所述夹具装置将挂钩和底座部夹紧固定并贴合，所述伺服减速电机驱动旋转盘和旋转臂同步转动，使焊枪绕挂钩和底座部贴合处焊接。
9.所述旋转盘下设有外齿式转盘轴承和环形保护罩，所述外齿式转盘轴承内圈与支
撑杆连接，外圈与旋转盘连接，所述伺服减速电机的输出轴上设有主动齿轮，所述主动齿轮与外齿式转盘轴承外圈传动连接，所述主动齿轮和外齿式转盘轴承位于环形保护罩内。
10.所述旋转臂上设有滑轨，所述滑轨下设有移动气缸，所述滑块位于滑轨上，所述移动气缸活塞杆与滑块连接，所述移动气缸用于驱动滑块在滑轨上移动；
11.优选的，所述调节机构还包括支架一和齿条柱一，齿条柱一沿竖直方向设置于滑块上，所述齿条柱一上设有齿条一，所述支架一套接在齿条柱一上，所述支架一上还设有支架二，所述支架一与支架二转动连接，所述支架二设有横向设置的齿条柱二，所述齿条柱二设有齿条二，所述齿条柱二端头处设有固定架，所述固定架内设有角度调节支架，所述角度调节支架与固定架转动连接，所述焊枪位固定连接在角度调节支架上；
12.所述支架一上设有旋钮一，所述旋钮一上设有调整齿轮一与齿条一配合连接，所述支架一上还设有安装槽一和螺栓一，所述支架二上设有旋钮二，所述旋钮二上设有调整齿轮二与齿条二配合连接。
13.优选的，所述底座部固定机构包括连接板和夹具底座，所述连接板固定连接于支撑杆顶端，所述连接板上设有连接杆连接夹具底座，所述夹具底座两侧设有夹臂一，所述夹臂一与夹具底座转动连接，所述两侧夹臂一上均设有与底座部凸面贴合的压块，所述夹具底座下还设有双头气缸，所述双头气缸两侧均设有活塞杆，所述双头气缸的两侧的活塞杆与两侧夹臂一连接，所述夹具底座上还设有与底座部凹面贴合的固定块，所述夹具底座上还设有气缸二，所述固定块侧面还设有通孔，所述气缸二活塞杆上设有限位块，所述气缸二驱动限位块在固定块的通孔内伸缩移动。
14.所述底板上还设有支撑架，所述支撑架上设有顶板，所述挂钩固定机构设有连接座和气缸三，所述连接座固定连接于顶板下，所述连接座下设有定位块、夹臂二，所述夹臂二一端设有夹块，另一端与气缸三连接，所述夹臂二还与连接座转动连接，所述定位块及夹块均设有与挂钩相配合的夹槽。
15.所述旋转盘上还设有焊丝盘、送丝机、接线端子盒，所述送丝机包括焊丝输入端、送丝滚轮、焊丝输出端。
16.具体的，所述焊枪、移动气缸、送丝机分别与接线端子盒电性连接，接线端子盒与气电一体滑环电性连接。
17.一种焊枪旋转式汽车消音器挂钩焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
18.s1：底座部放置在固定块上，双头气缸活塞杆伸长，夹具底座两侧夹臂一带动压块压紧固定底座部，所述挂钩放置在定位块的夹槽上，气缸三活塞杆伸长，夹臂二带动夹块夹紧固定挂钩，挂钩与底座部固定后紧密贴合；
19.s2：先通过支架一和移动气缸粗调焊枪位置，再旋转支架二和角度调节支架调节焊枪焊接角度，最后拧动旋钮一和旋钮二微调焊枪位置，使焊枪枪头精确对准挂钩与底座部贴合处；
20.s3：送丝机输送焊丝，伺服减速电机驱动旋转盘和旋转臂同步旋转，旋转臂带动焊枪旋转，焊枪匀速绕挂钩与底座部贴合处360
°
焊接。
21.本发明具有的有益效果：
22.1.挂钩固定机构和底座部固定机构配合使用，将挂钩和底座部贴合并夹紧固定，再通过伺服减速电机控制焊枪旋转速度，使焊枪匀速绕挂钩和底座部贴合处旋转焊接，避
免传统工件旋转模式出现挂钩和底座部晃动和不同轴情况，焊接过程中挂钩和底座部能够始终保持紧密贴合，焊接后的焊缝均匀平整，焊接质量一致，避免焊偏、焊接不牢固现象，有效提高消音器焊接质量，降低废品率，节省企业生产成本。
23.2.焊枪可通过支架一和移动气缸粗调焊枪位置，再经过旋钮一和旋钮二精准调节焊枪位置，且支架二和角度调节支架均能够转动，实现焊枪枪头精确对准挂钩和底座部贴合处，同时保持最佳焊接角度焊接。焊枪具有多个旋转的角度调节和位置调节结构、其焊枪灵活度高，能够按需求自由调节焊枪位置和角度，调节精准高，调节速度快，进一步提升焊接质量和生产效率。
24.3.其基于装置的焊接方法，消音器座部和挂钩自动精确焊接，非常适用、有效、简单。
附图说明
25.图1为本发明立体结构示意图。
26.图2为本发明正视图。
27.图3为本发明侧视图。
28.图4为图1中a处放大示意图。
29.图5为底板和顶板立体结构示意图。
30.图6为旋转机构结构示意图。
31.图7为旋转机构的正视图。
32.图8为旋转机构与底板的俯视图。
33.图9为图8中a-a处剖面示意图。
34.图10为焊枪与调节机构立体示意图。
35.图11为图10中b处放大示意图。
36.图12为图10的正视图。
37.图13为图12的俯视图。
38.图14为焊枪与调节机构立体示意图二。
39.图15为夹具装置以及挂钩和底座部结构示意图。
40.图16为图15中c处放大示意图。
41.图17为夹具装置的正视图。
42.图18为夹具装置的侧视图。
43.图中：1-底座；2-支撑杆；3-旋转盘；4-支架一；5-夹具底座；6-连接座；7-焊枪；8-挂钩；9
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底座部；11-气电一体滑环；12-底板；13-环形保护罩；14-支撑架；15-顶板；16-伺服减速电机； 31-安装套筒；32-旋转臂；33-滑块；34-焊丝盘；35-送丝机；36-外齿式转盘轴承；37-接线端子盒；40-支架二；41-齿条柱一；42-旋钮一；43-齿条柱二；44-旋钮二；45-调整齿轮二；46-固定架；47-角度调节支架；48-锁块；49-调整螺栓；51-连接板；52-连接杆；53-夹臂一；54-双头气缸；55-气缸二；56-固定块；61-定位块；62-夹臂二；63-气缸三；64-夹块；91-限位孔；161-主动齿轮；321-滑轨；322-移动气缸；351-焊丝输入端；352-送丝滚轮；353-焊丝输出机构；401
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螺栓一；531-压块。
具体实施方式
44.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“横向”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。
47.如图1-3，一种汽车消音器挂钩焊接装置，包括底座1、夹具装置，所述底座1上设有支撑杆 2，所述支撑杆2从下至上依次设有气电一体滑环11、底板12、旋转机构，所述旋转机构包括旋转盘3和旋转臂32，旋转盘3设置于支撑杆2上，所述旋转盘3上固定连接有安装套筒31、焊丝盘 34、送丝机35，安装套筒31位于旋转盘3中心处，安装套筒31内还设有轴承与支撑杆2转动连接，旋转臂32一端与安装套筒31固定连接，如图6-9所示，旋转盘3下设有外齿式转盘轴承36，伺服减速电机16固定在底板12上，伺服减速电机16的输出轴上设有主动齿轮161，外齿式转盘轴承36外圈与旋转盘3连接，内圈与支撑杆2连接，主动齿轮161与外齿式转盘轴承36的外圈啮合传动连接，通过伺服减速电机驱动旋转盘3和旋转臂32同步旋转。
48.请参考图10、图12-14，旋转臂32另一端设有滑轨321，滑轨321上设有滑块33，滑块33 下还设有移动气缸322，移动气缸322的活塞杆与滑块33连接，滑块33上设有调节机构和焊枪7，调节机构包括支架一4和齿条柱一41，齿条柱一41沿竖直方向设置于滑块33上，支架一4套接在齿条柱41上，支架一4上还设有支架二40，支架一4还设有调整螺栓49与支架二40转动连接，支架二40内插接有横向设置的齿条柱二43，所述齿条柱二43端头处设有固定架46，固定架46 内插接有角度调节支架47，角度调节支架47可在固定架46内360
°
转动，角度调节支架47上还设有锁块48，锁块48压住焊枪7并通过螺栓锁紧固定角度调节支架47上。
49.具体的，通过拧松调整螺栓49，旋转支架二40，调整焊枪7的角度，再通过调整螺栓49将支架二40锁紧固定，实现焊枪7的第一次角度调节；固定架46还设有开口，其开口大小可以通过螺栓调节，用于松紧或固定角度调节支架47，松开并旋转角度调节支架47，调整焊枪7角度，再将角度旋转支架47锁紧固定，完成焊枪7的第二次角度调节。此外，还可以松开锁块48，调整焊枪 7的固定角度，实现第三次焊枪7的角度调节，焊枪7具有多个旋转角度结构，焊枪7角度能够自由调整。
50.请参考图11，齿条柱一41上开设有齿条一，齿条柱二43上亦开设有齿条二，支架4上设有旋钮一42，旋钮一42上设有调整齿轮一(图中未画出)与齿条一啮合连接，支架二40上设有旋钮二44，旋钮二44上设有调整齿轮二45与齿条二啮合连接，拧动旋钮一42，支架一4沿齿条柱一41上升或下降，进而实现调整焊枪7的高度，拧动旋钮二4，齿条柱二43横向移
动，实现调整焊枪7横向位置，旋钮一42和旋钮二44调节焊枪7位置时，焊枪7移动距离小，属于微调，能够精确调节焊枪7的焊接位置，保证焊接精度。
51.支架一4上还设有安装槽一和螺栓一401，支架一4上还设有导向槽，安装槽一内设有与导向槽相配合的导向块，导向槽和导向块能够使支架一4移动时只能沿齿条柱一41移动，同时避免支架一4发生转动，支架二40上亦开设有安装槽二，齿条柱二43上设有凸边，齿条二位于凸边上，其凸边位于安装槽二内，使得齿条柱二43只能沿横向移动，防止齿条柱二43转动，保证了焊枪位置调节的精确性(安装槽一、安装槽二以及导向槽图中未标注)。
52.此外，安装槽一大小可由螺栓一401调节，还可以拧松螺栓一401，安装槽一增大，支架一4 与齿条柱一41的夹紧力减小，支架一4可在齿条柱一41上快速上下移动，实现粗调焊枪7高度的效果。
53.夹具装置包括挂钩固定机构和底座部固定机构，请参考图1、15，底座部固定机构包括连接板 51和夹具底座5，所述连接板51固定连接在支撑杆2顶端，连接板51上设有连接杆52连接夹具底座5，所述夹具底座5两侧均设有夹臂一53，夹臂一53与夹具底座5转动连接，两侧夹臂一53 上均设有与底座部9凸面贴合的压块531，两侧夹臂一53之间设有与底座部9凹面贴合的固定块 56，夹具底座5下还设有双头气缸54，所述双头气缸54两侧均设有活塞杆，其活塞杆与两侧夹臂一53连接。
54.具体的，夹具底座5上还设有气缸二55，固定块56侧面设有通孔(图中未画出)，所述气缸二55活塞杆上设有限位块，气缸二55活塞杆位于通孔内，气缸二55用于驱动限位块在通孔内伸缩移动，当底座部9放置于固定块56上时，气缸二55的活塞杆伸长，限位块卡住底座部9侧面上的限位孔91，定位底座部9在固定块56上的位置，双头气缸54启动，两侧活塞杆同时伸长，两侧夹臂一53绕与夹具底座5的连接点转动，带动压块531压紧固定底座部9，完成底座部9的固定。当需要取下时，双头气缸54两侧活塞杆同时收缩，压块531脱离底座部9，之后气缸二55活塞杆收缩，带动限位块退出限位孔91，解除底座部9的固定。
55.请参考图1、5、17、18，底板12上四角均设有支撑架14，所述支撑架14上设有顶板15，所述挂钩固定机构设有连接座6和气缸三63，所述连接座6可拆卸连接于顶板15下，所述连接座6 下设有定位块61、夹臂二62，夹臂二62与连接座6转动连接，所述夹臂二62一端与气缸三63 连接，另一端设有夹块64，定位块61和夹块64相互配合使用，定位块61及夹块64均开设有夹槽(图中未画出)，夹槽与挂钩8相匹配。如图16所示，挂钩固定时，挂钩8放置于定位块61的夹槽上，挂钩8头部凸起部分卡住夹槽端面，定位挂钩8，气缸三63活塞杆伸长，夹臂二62绕与连接座6之间连接点转动，带动夹块64与定位块61贴合，这样实现挂钩8的有效定位和夹紧固定。当需要取下时，气缸三63活塞杆收缩，夹臂二62带动夹块64与定位块61分离，松开夹紧固定的挂钩8。
56.挂钩固定机构设置于底座部固定结构上方，焊接时，先将底座部9通过底座部固定机构定位压紧固定，后将通过挂钩固定机构将挂钩8定位夹紧固定，定位固定后的挂钩8能与底座部9紧密贴合，先通过支架一4粗调焊枪7的竖向高度，再移动气缸322驱动滑块33移动，焊枪7沿滑轨321 方向移动，粗调焊枪7横向位置，使焊枪7进入大致的焊接位置，再旋转支架二40和角度调整支架47，调整焊枪角度，最后旋钮一42和旋钮二44微调焊枪7位置，焊枪7枪头即可精确对准挂钩8和底座部9的贴合处，并保持最佳焊接角度。焊枪7具有多个位置和角度的调节机构，其焊接位置和焊接角度能够自由调整，满足对准挂钩和底座部之间
的缝隙焊接，通过粗调与细调配合调节焊枪7的位置，调节方便，精准，耗时短。
57.请参考图7，伺服减速电机16带动旋转盘3和旋转臂32同步转动，旋转臂32带动焊枪7转动，焊枪7旋转速度通过伺服减速电机16控制，从而精确控制焊枪7的焊接速度，送丝机35包括焊丝输入端351、送丝滚轮352、焊丝输出端353、电机(图中未画出)，焊枪7采用二氧化碳焊枪，其焊枪7的送丝软管与焊丝输出端353连接，电机驱动送丝滚轮352旋转，焊丝盘34上的焊丝从焊丝输入端351进入送丝滚轮352中挤压输送，再通过焊丝输出端353进入焊枪7的送丝软管内，通过送丝机35控制焊枪7出丝速度。
58.具体的，外齿式转盘轴承36采用外齿式四点接触球转盘轴承，所述焊枪7、送丝机35、移动气缸322与接线端子盒37电性连接，接线端子盒37与气电一体滑环11电性连接，避免了电线缠绕，实现焊枪7的360
°
转动。如图4所示，挂钩8和底座部9由夹具装置牢固固定并紧密贴合，伺服减速电机16带动焊枪7旋转，使焊枪7绕挂钩8和底座部9的贴合处360
°
旋转焊接，焊接过程焊枪7出丝匀速且不发生晃动，焊接后的焊缝均匀平整，焊接质量一致。
59.主动齿轮161与外齿式转盘轴承36位于环形保护罩13内，环形保护罩13将主动齿轮161和外齿式转盘轴承36密封保护，避免焊渣进入传动机构对主动齿轮161和外齿式转盘轴承36造成损坏，保障焊枪7转动平稳，保证焊接的稳定性。
60.一种基于上述装置的焊枪旋转式汽车消音器挂钩焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
61.s1：底座部9放置在固定块56上，气缸二55的活塞杆伸长，限位块卡住底座部9侧面上的限位孔91，双头气缸56活塞杆伸长，夹具底座5两侧夹臂一53带动压块531压紧固定底座部9，所述挂钩8放置在定位块61的夹槽上，气缸三63活塞杆伸长，夹臂二62带动夹块64夹紧固定挂钩 8，挂钩8与底座部9固定后紧密贴合；
62.s2：先通过支架一40粗调焊枪竖向高度，移动气缸322活塞杆收缩，粗调焊枪7横向位置，使焊枪7进入大致的焊接位置，再旋转支架二40和角度调节支架47调节焊枪7焊接角度，然后拧动旋钮一42和旋钮二44微调焊枪7焊接位置，使焊枪7枪头精确对准挂钩8与底座部9贴合处；
63.s3：送丝机35匀速输送焊丝，伺服减速电机16驱动旋转盘3和旋转臂32同步旋转，旋转臂 32带动焊枪7旋转，焊枪7匀速绕挂钩8与底座部9贴合处360
°
旋转焊接。
64.焊接完成后，移动气缸322活塞杆伸长，焊枪7退出焊接位置，气缸三63活塞杆收缩，挂钩固定机构装解除对挂钩8的固定，气缸二55的活塞杆收缩，双头气缸56活塞杆收缩，底座固定机构解除底座部9的固定，取下焊件，重复以上步骤进行下个工件焊接。
65.其基于装置的焊接方法，消音器座部和挂钩自动精确焊接，非常适用、有效、简单。
66.其结构达到的效果:
67.1.挂钩固定机构和底座部固定机构配合使用，将挂钩和底座部贴合并夹紧固定，再通过伺服减速电机控制焊枪旋转速度，使焊枪匀速绕挂钩和底座部贴合处旋转焊接，避免传统工件旋转模式出现挂钩和底座部晃动和不同轴情况，焊接过程中挂钩和底座部能够始终保持紧密贴合，焊接后的焊缝均匀平整，焊接质量一致，避免焊偏、焊接不牢固现象，有效提高消音器焊接质量，降低废品率，节省企业生产成本。
68.2.焊枪可通过支架一和移动气缸粗调焊枪位置，再经过旋钮一和旋钮二精准调节焊枪位置，且支架二和角度调节支架均能够转动，实现焊枪枪头精确对准挂钩和底座部贴
合处，同时保持最佳焊接角度焊接。焊枪具有多个旋转的角度调节和位置调节结构、其焊枪灵活度高，能够按需求自由调节焊枪位置和角度，调节精准高，调节速度快，进一步提升焊接质量和生产效率。
69.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。