车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统及其焊接方法技术方案

本发明专利技术涉及车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统及焊接方法，包括基座，其上沿长度方向上布置三条相互平行的第一地轨、第二地轨及第三地轨，第一地轨和第二地轨之间垂直长度方向上布置有多条第一横轨，第二地轨及第三地轨之间垂直长度方向上，且与第一横轨对称布置有多条第二横轨；可滑动于第二地轨上上料装置；位于上料装置之前可滑动于第二地轨上上料机械手；第一焊接机械手和第二焊接机械手；用于固定待焊接边梁的边梁角度调节装置，其包括两组，对称布置于第一地轨与第二地轨之间，和第二地轨和第三地轨之间且可滑动于第一横轨或第二横轨上；抓紧定位装置，抓紧定位装置用于焊接中抓紧待焊接杆件，控制终端电性连接上述各装置和各机械手。

Intelligent Flexible Welding System for Vehicle Roof Frame and Its Welding Method

【技术实现步骤摘要】
车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统及其焊接方法
本专利技术涉及汽车制造
，更具体的说是涉及车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统及其焊接方法。
技术介绍
车辆顶盖骨架焊接主要采用人工测量尺寸，通过手工焊接方式实现的，焊接效率低，无法满足现在车辆日益增长的需求。为了解决上述问题，现有技术中出现了针对单一车型开发制造专用焊接夹具实现人工装夹焊接，以增加焊接效率，但是其无法满足多种车型的顶盖骨架焊接，如果每一种车型均使用对应一个焊接夹具，对于主机厂顶盖骨架的焊接成本会增加。因此，如何提供一种能够满足多种车型顶盖骨架焊接的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，解决了现有技术中焊接夹具无法满足多款车型顶盖骨架焊接的要求的技术问题，提高了焊接效率，降低了焊接成本。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，包括：基座，基座上沿长度方向上布置三条相互平行的第一地轨、第二地轨及第三地轨，第一地轨和第二地轨之间垂直长度方向上布置有多条第一横轨，第二地轨及第三地轨之间垂直长度方向上，且与第一横轨对称布置有多条第二横轨；上料装置，上料装置用于承载待焊接杆件，其可滑动于第二地轨上；上料机械手，上料机械手可滑动于第二地轨上，且位于上料装置之前；第一焊接机械手和第二焊接机械手分别可滑动于第一地轨和第三地轨上；边梁角度调节装置，边梁角度调节装置用于固定待焊接边梁，其包括两组，对称布置于第一地轨与第二地轨之间，和第二地轨和第三地轨之间；且每一组边梁角度调节装置可滑动于第一横轨或第二横轨上；抓紧定位装置，抓紧定位装置用于焊接中抓紧待焊接杆件，其包括静定位装置和动定位装置；静定位装置固定于第二地轨远离上料装置的一端；动定位装置可滑动于第二地轨上，且与上料机械手一体连接；控制终端，控制终端电性连接上料装置、上料机械手、第一焊接机械手、第二焊接机械手、边梁角度调节装置和抓紧定位装置。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，通过上料装置和上料机械手与第二地轨配合实现了自动上料，降低了操作者劳动强度；通过两组边梁角度调节装置与多组第一横轨和第二横轨配合实现了边梁的自动固定，由于其可柔性化调整变化尺寸，配合抓紧定位装置实现了多种车型顶盖骨架的尺寸定位要求；在上述基础上配合第一焊接机械手和第二焊接机械手达到了多款车型柔性化调节自动固定焊接的目的，提高了焊接效率，进而降低了焊接成本。优选地，上料装置包括上料滑轨、上料滑动伺服电机、杆件存放架、杆件待抓取架、上料抓取机构及检测机构；上料滑轨与第二地轨可滑动连接；上料滑动伺服电机固定于上料滑轨上；杆件存放架与上料滑轨固定连接；杆件待抓取架设置与上料机械手和杆件存放架之间，且固定在杆件存放架上；上料抓取机构可滑动于杆件存放架上，将杆件存放架上的杆件抓取至杆件待抓取架上；检测机构设置于杆件待抓取架上检测杆件尺寸、形状及位置；其中，上料滑动伺服电机、上料抓取机构及检测机构均与控制终端电性连接。可选择的，本专利技术内所提及的杆件至少包括直杆件和带弧形的杆件，杆件存放架上具有可拆卸的周转筐，周转筐上分别设置多种部件的放置区，充分隔离部件；基座的一端设置有固定的周转台，当周转筐内的杆件使用完毕后，上料装置退回至周转台进行人工叉车更换周转筐。上述检测机构上设置有红外线传感器，检测杆件的尺寸、形状判断上料抓取机构抓取的杆件是正确的，否上料抓取机构抓取该杆件放回原处，重新抓取杆件；同时能够判断杆件放置的位置是否正确。优选地，上料机械手包括：机械手底座、机械臂及抓件器；机械手底座通过机械手电机带动可滑动于第二地轨上；机械臂一端可转动于机械手底座上；抓件器为水平杆状，其中部固定于机械臂另一端，其中机械手电机和机械臂均与控制终端电性连接。采用此方案配合上料装置，实现了自动上料、检测及隔离不同杆件的效果。优选地，每一组边梁角度调节装置包括边梁固定架、旋转电机、转轴及定位块；边梁固定架底部具有边梁滑块，边梁滑块通过边梁伺服电机带动与第一横轨或第二横轨滑动连接；旋转电机固定于边梁固定架的一端；转轴通过支撑轴承固定在边梁固定架上，且与旋转电机的输出端动力连接；定位块包括多个，可滑动于转轴上，用于固定边梁；其中，边梁伺服电机和旋转电机均与控制终端电性连接。其中，转轴可以为一段，然后采用矩形板体与转轴固定，定位块均设置在矩形板体上。旋转电机和转轴之间可以设置减速机、联轴器等部件。采用此方案，两组边梁角度调节装置能够相对靠近及远离调节，满足不同车辆顶盖骨架两边梁之间的焊接点尺寸要求；旋转电机经转轴带动定位块能够旋转一定的角度，满足边梁焊接不同角度的需求；多个定位块可滑动于转轴上，满足不同定位点的需求。可选择的，在固定架上还设置有边梁端部定位气缸，用于不同车型顶盖骨架边梁的端部位置。优选地，每一个定位块均包括滑动座、滑动座电机、压块组件及固定夹；滑动座底部通过滑动座电机带动，且与边梁固定架上设置的滑轨可滑动连接；压块组件包括压块座、压块旋转气缸、螺杆轴、压块头；压块座底部与滑动座顶部固定；压块旋转气缸固定于压块座上；螺杆轴一端与压块旋转气缸输出端连接，且可伸缩于压块旋转气缸壳体中；压块头固定于螺杆轴的另一端；固定夹包括夹体和夹体气缸，夹体固定于滑动座上，其开口处与压块头位置对应；夹体气缸固定于夹体侧面用于调节夹体的开口宽度；其中滑动座电机与控制终端电性连接，压块旋转气缸和夹体气缸与总气源装置连通，总气源装置与控制终端电性连接。总气源可以设置在基座靠近上料装置的一侧。采用此方案，螺杆轴在压块旋转气缸的带动下，能够沿高度方向上伸缩，满足固定边梁不同高度的需求；夹体在夹体气缸的带动下能够满足固定不同宽度边梁的需求。优选地，静定位装置包括定位底座、定位滑轨及加紧缸；定位底座固定于第二地轨远离上料装置的一端；定位滑轨固定于定位底座顶部；夹紧缸为两个，均可滑动于定位滑轨上，用于夹紧杆件；静定位装置一般用于加紧第一个需要横向焊接的杆件，其中夹紧缸底部可以设置竖直升降气缸，实现静定位装置高度方向可调，夹紧缸可实现杆件宽度截面方向上的调节。优选地，动定位装置包括支撑座和加紧组件；支撑座可滑动于第二地轨上，加紧组件为两个，每一个加紧组件均包括支架、竖直升降缸和水平加紧缸；支架可滑动于支撑座上，竖直升降缸固定于支架上且可沿竖直方向上运动；水平加紧缸位于竖直升降缸上，且可沿水平方向上加紧或放松；其中，竖直升降缸和水平加紧缸均与控制终端电性连接。采用静定位装置和动定位装置配合，实现静定位装置固定第一个需要横向焊接的杆件，动定位装置通过控制终端控制顺序移动，配合焊接机械手实现多个横向杆件位置的固定、焊接，满足多款车型顶盖骨架焊接的需求。优选地，第一焊接机械手和第二焊接机械手均包括焊接底座、焊接机械臂及焊头，焊接底座通过焊接电机带动与第一地轨或第三地轨可滑动连接；焊接机械臂可转动于焊接底座上；焊头连接于焊接机械臂上；其中每一个焊接机械手的焊接底座上均具有一个挂线架，挂线架用于为为焊接头提供的焊丝挂接。本专利技术还提供了一种实现上述车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：S1、从控制终端中调出所要焊接生产的产品代号，控制终端根据产品代号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，其特征在于，包括：基座(100)，所述基座(100)上沿长度方向上布置三条相互平行的第一地轨(101)、第二地轨(102)及第三地轨(103)，所述第一地轨(101)和所述第二地轨(102)之间垂直长度方向上布置有多条第一横轨(104)，所述第二地轨(102)及所述第三地轨(103)之间垂直长度方向上，且与所述第一横轨(104)对称布置有多条第二横轨(105)；上料装置(200)，所述上料装置(200)用于承载待焊接杆件，其可滑动于所述第二地轨(102)上；上料机械手(300)，所述上料机械手(300)可滑动于所述第二地轨(102)上，且位于所述上料装置(200)之前；第一焊接机械手(400)和第二焊接机械手(500)分别可滑动于所述第一地轨(101)和第三地轨(103)上；边梁角度调节装置(600)，所述边梁角度调节装置(600)用于固定待焊接边梁，其包括两组，对称布置于所述第一地轨(101)与第二地轨(102)之间，和第二地轨(102)和第三地轨(103)之间；且每一组所述边梁角度调节装置(600)可滑动于所述第一横轨(104)或第二横轨(105)上；抓紧定位装置(700)，所述抓紧定位装置(700)用于焊接中抓紧待焊接杆件，其包括静定位装置(701)和动定位装置(702)；所述静定位装置(701)固定于所述第二地轨(102)远离所述上料装置(200)的一端；所述动定位装置(702)可滑动于所述第二地轨(102)上，且与所述上料机械手(300)一体连接；控制终端，所述控制终端电性连接所述上料装置(200)、所述上料机械手(300)、所述第一焊接机械手(400)、所述第二焊接机械手(500)、所述边梁角度调节装置(600)和所述抓紧定位装置(700)。...

【技术特征摘要】
1.车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，其特征在于，包括：基座(100)，所述基座(100)上沿长度方向上布置三条相互平行的第一地轨(101)、第二地轨(102)及第三地轨(103)，所述第一地轨(101)和所述第二地轨(102)之间垂直长度方向上布置有多条第一横轨(104)，所述第二地轨(102)及所述第三地轨(103)之间垂直长度方向上，且与所述第一横轨(104)对称布置有多条第二横轨(105)；上料装置(200)，所述上料装置(200)用于承载待焊接杆件，其可滑动于所述第二地轨(102)上；上料机械手(300)，所述上料机械手(300)可滑动于所述第二地轨(102)上，且位于所述上料装置(200)之前；第一焊接机械手(400)和第二焊接机械手(500)分别可滑动于所述第一地轨(101)和第三地轨(103)上；边梁角度调节装置(600)，所述边梁角度调节装置(600)用于固定待焊接边梁，其包括两组，对称布置于所述第一地轨(101)与第二地轨(102)之间，和第二地轨(102)和第三地轨(103)之间；且每一组所述边梁角度调节装置(600)可滑动于所述第一横轨(104)或第二横轨(105)上；抓紧定位装置(700)，所述抓紧定位装置(700)用于焊接中抓紧待焊接杆件，其包括静定位装置(701)和动定位装置(702)；所述静定位装置(701)固定于所述第二地轨(102)远离所述上料装置(200)的一端；所述动定位装置(702)可滑动于所述第二地轨(102)上，且与所述上料机械手(300)一体连接；控制终端，所述控制终端电性连接所述上料装置(200)、所述上料机械手(300)、所述第一焊接机械手(400)、所述第二焊接机械手(500)、所述边梁角度调节装置(600)和所述抓紧定位装置(700)。2.根据权利要求1所述的车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，其特征在于，所述上料装置(200)包括上料滑轨(201)、上料滑动伺服电机、杆件存放架(202)、杆件待抓取架、上料抓取机构(203)及检测机构(204)；所述上料滑轨(201)与所述第二地轨(102)可滑动连接；所述上料滑动伺服电机固定于所述上料滑轨(201)上；所述杆件存放架(202)与所述上料滑轨(201)固定连接；所述杆件待抓取架设置与所述上料机械手(300)和所述杆件存放架(202)之间，且固定在所述杆件存放架(202)上；所述上料抓取机构(203)可滑动于所述杆件存放架(202)上，将所述杆件存放架(202)上的杆件抓取至所述杆件待抓取架上；所述检测机构(204)设置于所述杆件待抓取架上检测杆件位置、形状和尺寸；其中，所述上料滑动伺服电机、所述上料抓取机构(203)及所述检测机构(204)均与所述控制终端电性连接。3.根据权利要求2所述的车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，其特征在于，所述上料机械手(300)包括：机械手底座(301)、机械臂(302)及抓件器(303)；所述机械手底座(301)通过机械手电机带动可滑动于所述第二地轨(102)上；所述机械臂(302)一端可转动于所述机械手底座(301)上；所述抓件器(303)为水平杆状，其中部固定于所述机械臂(302)另一端，其中所述机械手电机和所述机械臂(302)均与所述控制终端电性连接。4.根据权利要求1所述的车辆顶盖骨架智能柔性焊接系统，其特征在于，每一组所述边梁角度调节装置(600)包括边梁固定架(601)、旋转电机(602)、转轴(603)及定位块(604)；所述边梁固定架(601)底部具有边梁滑块，所述边梁滑块通过边梁伺服电机带动与所述第一横轨(104)或第二横轨(105)滑动连接；所述旋转电机(602)固定于所述边梁固定架(601)的一端；所述转轴(603)通过支撑轴承固定在所述边梁固定架(601)上，且与所述旋转电机(602)的输出端动力连接；所述定位块(604)包括多个，可滑动于所述转轴(603)上，用于固定边梁；其中，所述边梁伺服电机和所述旋转电机(602)均与所述控制终端电性连接。5.根据权利要求4所述的车辆顶盖骨架智...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰春立，刘志军，赵锋，廖忠传，李持生，孙哲辉，廖云诚，徐昌华，薛金山，黄振，陈江松，赵涛，林键列，
申请(专利权)人：厦门金龙汽车车身有限公司，福州国化智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35