一种焊接用滚动夹紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种焊接用滚动夹紧装置，包括滚动夹紧单元、恒定夹紧力控制单元、主销轴；待夹紧工件所在的平面为XOY平面，与该平面垂直的方向为Z向；滚动夹紧单元具有用于相互夹紧的至少两组滚轮，滚轮滚动的线速度方向沿Y向；主销轴轴向沿Y向设置，恒定夹紧力控制单元通过传动结构带动滚动夹紧单元沿主销轴摆动，实现夹紧/松开动作。滚动夹紧单元直接作用在工件上完成夹紧作用，夹紧效果较好，柔性较强；当焊接表面曲率变化时，内外前后滚轮随着机械摆动装置的约束产生轻微摆动，实现光源焦点前后的曲率自适应的双点夹紧，从而使得表面不平整的待焊接工件始终处于夹紧状态，夹紧效果好，适应性强。

Rolling clamping device for welding

The invention relates to a welding rolling clamping device, including the main rolling pin clamping unit, a control unit, a constant clamping force to clamp the workpiece axis; the plane where the XOY plane, and the plane perpendicular to the rolling direction is Z; the clamping unit has at least two sets of rollers for clamping, rolling line speed the direction along the Y direction; the main pin shaft are arranged along the Y direction, constant clamping force control unit drives the rolling pin clamping unit along the main axis swing through the transmission structure, realize the clamping / unclamping action. Rolling clamping unit directly complete clamping effect on the workpiece, the clamping effect is good, strong flexibility; when the surface curvature change when welding, inside and outside the front and rear wheels with mechanical swing device constraints a slight swing, double point clamping curvature adaptive light focus before and after, so that the uneven surface workpiece to be welded is always in clamping state the clamping effect is good, strong adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种焊接用滚动夹紧装置
本专利技术涉及一种焊接用滚动夹紧装置，属于夹紧装置

技术介绍
在汽车自动焊接领域中，激光焊的焊接质量对零件之间的匹配要求极高，焊接时工件之间稳定的夹紧对焊接质量起着非常重要的作用，焊接时如何将工件稳定的夹紧并消除匹配间隙是门框激光熔焊的难点，目前生产线的夹紧方式仅能在激光焊机械手的光源焦点的前部人工布置夹紧点，且在机械手焊接过程中在夹紧点区域焊接时的移动方式为硬滑移，会造成焊接质量不理想。一辆轿车完整的生产流程如图1所示，其中正式开始生产前8周的“预批量许可整车”制造环节是新车型起步生产前的关键环节，是产品设计到生产的重要桥梁。同时在“预批量认可整车”阶段还需要有很多重要的车辆需要交付重要客户，如：10万公里的道路耐久试验车、碰撞车、康采恩对比车、展车、动态综合试验的刚度试验车和强度试验车、领导试乘试驾、对外验证车等。由于在“预批量认可整车”阶段的冲压件质量不高，夹具交付周期短，夹具的配置低，车身生产数量较多，激光焊工位是整个“预批量许可整车”阶段的瓶颈工位(在这个工位需要完成车顶钎焊、侧围落水槽钎焊、后盖外板钎焊、侧围门洞熔焊等工序)。目前,国内绝大多数汽车的侧围门框都是电阻点焊,只有少数厂家采用了激光焊接。对于内外侧围板的激光熔焊工艺，工艺过程通常是：①手动推小车及整车车身进入激光房；②手动将车身下降，落入柔性定位平台上的定位单元中，对车身进行定位夹紧③激光熔焊机器人对车身进行焊接；④单侧侧围板焊接完成后打开车身上夹紧定位单元,手动提升小车承接车身后,并将小车带车身一起拖出激光房外；⑤将车身调转180°后，再将车身推入激光房；⑥手动将车身下降，再次落入柔性定位平台上的定位单元中，对车身进行定位夹紧；⑦激光熔焊机器人再次对车身进行焊接；⑧完成焊接后打开车身上夹紧定位单元，手动提升小车承接车身后，拖出激光房外，完成焊接。目前在现有技术中可以通过激光焊机械手上安装夹紧装置来完成夹紧和焊接。但该装置可在一定程度上解决了大量C型夹拆装问题，但该产品除了价格昂贵、交货期长、维修响应不及时、现场服务跟不上等诸多不利的情况外，产品本身还存在很多不足，如：①产品为光源焦点前单点硬滑移夹紧，不能解决激光焊起始点的钣金匹配间隙问题；②不能解决侧围外板表面的曲率自适应补偿功能，有时出现机器人负载过大而报警停线等问题；③如果侧围板Y向偏差较大，批产现场只能停线，重新编程来解决夹紧问题，否则机器人将会停止工作；④没有恒定夹紧力的输出装置，如遇焊渣堆积，机器人在运行过程中会报警并停止运行，需停产进行人工清理；⑤既没有输出力量可调装置，也没有可视化的力量输出装置；众所周知，激光焊的质量对钣金的匹配间隙要求极高，钢板之间的配合间隙应保持在0.1-0.3mm(0.2mm最佳)之间，低于这个范围将会产生严重的焊接飞溅，而高于这个范围则会引起焊缝不牢固，造成激光焊缝的质量不合格。目前也可以通过现有技术中采用传统C型夹的夹紧方式。在整车车身进入激光房落位后，对于每台样车均需人工C型夹夹紧处理近100分钟，耗时费力，这还不包括车身进出、车身定位、车身180度旋转、激光焊焊接等其他时间。而实际激光熔焊工艺仅需10分钟左右即可完成加工，其速度快、效率高的优势因传统的夹紧方式而黯然失色。如何在“预批量许可整车”阶段通过对焊接部件夹紧技术的创新来高质量高效率的完成激光焊工艺是一件迫在眉睫的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计滚动夹紧单元和与之相配合的曲率补偿单元，并且利用电气控制，使得原来的光源焦点前部单点夹紧改变为光源焦点前后的双点或双点以上的夹紧，夹紧点的移动方式由硬滑移改变为可以自由浮动的滚动位移，从而改善焊接质量。本专利技术采取以下技术方案：一种焊接用滚动夹紧装置，其特征在于：包括滚动夹紧单元1、恒定夹紧力控制单元5、主销轴7；待夹紧工件所在的平面为XOY平面，与该平面垂直的方向为Z向；所述滚动夹紧单元1具有用于相互夹紧的至少两组滚轮，滚轮滚动的线速度方向沿Y向；所述主销轴7轴向沿Y向设置，恒定夹紧力控制单元5通过传动结构带动滚动夹紧单元1沿主销轴7摆动，实现夹紧/松开动作。进一步的，还包括曲率补偿单元2，曲率补偿单元2包括摆动块2.1，滚动夹紧单元1固定在摆动块2.1上，摆动块2.1的摆动轴心沿X向设置；摆动块2.1受到夹紧工件的作用，能够沿所述摆动轴心适应性的小幅摆动。进一步的，所述曲率补偿单元2还包括摆动限位块2.3，所述摆动限位块2.3与摆动块2.1具有转动配合的圆弧曲面，且摆动限位块2.3的圆弧曲面的曲率大于摆动块2.1的圆弧曲面的曲率。进一步的，所述滚动夹紧单元1具有两组轮轴1.1，待焊接工件的焊接光源焦点位于两组滚轮的轮轴1.1之间。进一步的，所述待夹紧工件是汽车侧围门框。更进一步的，所述滚动夹紧单元1上固定设有卡板1.5，在轮轴1.1上设有卡槽，卡板1.5卡在该卡槽内，对轮轴1.1进行固定和防转限位。再进一步的，滚轮和轮轴1.1转动连接。进一步的，恒定夹紧力控制单元5采用气缸作为动力源。本专利技术的有益效果在于：1)滚动夹紧单元是夹紧装置的最终执行单元，直接作用在工件上完成夹紧作用，夹紧效果较好，柔性较强；2)为保证滚轮在滚动时，轮轴不随之转动，在轮轴上贴近摆动块后表面的位置挖槽，将卡板卡在该槽内，该卡板不仅实现了轮轴的连接，同时实现了轮轴的防转功能，设计巧妙；3)曲率补偿单元的摆动块和摆动限位块的圆弧面曲率不同，前者需小于后者，二者通过销子连接在一起。当焊接表面曲率变化时，内外前后滚轮随着机械摆动装置的约束产生轻微摆动，实现光源焦点前后的曲率自适应的双点夹紧，从而使得表面不平整的待焊接工件始终处于夹紧状态，夹紧效果好，适应性强。4)尤其适用于汽车侧围板的焊接夹紧工序。附图说明图1是造车流程示意图。图2是本专利技术焊接用滚动夹紧装置的滚动夹紧原理图。图3是采用本专利技术焊接用滚动夹紧装置对汽车侧围板进行夹紧状态下的示意图。图4是本专利技术焊接用滚动夹紧装置的立体示意图。图5是滚动夹紧单元的结构分解图。图6是滚动夹紧单元的装配图。图7是曲率补偿单元的结构分解图。图8是曲率补偿示意图。图中，1.滚动夹紧单元，2.曲率补偿单元，3.夹紧力调节显示单元，4.连接单元，5.恒定夹紧力控制单元，6.空间姿态平衡单元，7.主销轴，1.1.轮轴，1.2.铜垫，1.3.滚轮，1.4.铜套，1.5.卡板，1.6.内六角螺栓，2.1.摆动块，2.2.销子，2.3.摆动限位块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。结合激光熔焊工位实际情况，将所设计夹具通过原压指区域的安装孔集成在镜组上，其工作情况如图3所示。门框激光熔焊夹紧装置的总体结构如图4所示，在图4的一实施例中，门框激光熔焊夹紧装置由滚动夹紧单元1、曲率补偿单元2、夹紧力调节显示单元3、恒定夹紧力控制单元5、空间姿态平衡单元6和连接单元4组成。其中，滚动夹紧单元1、曲率补偿单元2和夹紧力调节显示单元3以主销轴7(图4)为轴线进行转动，滚动夹紧单元1呈轴对称各分布一组，对门框的侧围板内外夹紧，以保证激光焊焊接时对侧围内外板之间的匹配间隙不大于0.2mm的要求。通过夹紧装置的一组恒定夹紧力控制单元5来控制两组滚动夹紧单元1的夹紧动作，夹紧力调节显示单元5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接用滚动夹紧装置，其特征在于：包括滚动夹紧单元(1)、恒定夹紧力控制单元(5)、主销轴(7)；待夹紧工件所在的平面为XOY平面，与该平面垂直的方向为Z向；所述滚动夹紧单元(1)具有用于相互夹紧的至少两组滚轮，滚轮滚动的线速度方向沿Y向；所述主销轴(7)轴向沿Y向设置，恒定夹紧力控制单元(5)通过传动结构带动滚动夹紧单元(1)沿主销轴(7)摆动，实现夹紧/松开动作。

【技术特征摘要】
1.一种焊接用滚动夹紧装置，其特征在于：包括滚动夹紧单元(1)、恒定夹紧力控制单元(5)、主销轴(7)；待夹紧工件所在的平面为XOY平面，与该平面垂直的方向为Z向；所述滚动夹紧单元(1)具有用于相互夹紧的至少两组滚轮，滚轮滚动的线速度方向沿Y向；所述主销轴(7)轴向沿Y向设置，恒定夹紧力控制单元(5)通过传动结构带动滚动夹紧单元(1)沿主销轴(7)摆动，实现夹紧/松开动作。2.如权利要求1所述的焊接用滚动夹紧装置，其特征在于：还包括曲率补偿单元(2)，曲率补偿单元(2)包括摆动块(2.1)，滚动夹紧单元(1)固定在摆动块(2.1)上，摆动块(2.1)的摆动轴心沿X向设置；摆动块(2.1)受到夹紧工件的作用，能够沿所述摆动轴心适应性的小幅摆动。3.如权利要求2所述的焊接用滚动夹紧装置，其特征在于：所述曲率补偿单元(2)还包括摆动限位块(2.3)，所述摆动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志强，韩宪兵，刘昌旭，潘海明，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31