專利名稱：焊槍平衡定位裝置及其構(gòu)成的后地板焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
焊槍平衡定位裝置及其構(gòu)成的后地板焊接系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊槍平衡定位裝置，還涉及由其構(gòu)成的后地板焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]在汽車白車身焊接的工藝中，后地板備胎放置包的焊接，通常采用以下兩種方式: 一是采用機(jī)器人焊接；二是人工使用大焊槍焊接；但其均存在缺陷。其中:[0003]采用機(jī)器人焊接，由于焊槍尺寸大，重量重，對(duì)機(jī)器人的負(fù)載要求非常大，在目前 市場(chǎng)上即便是普通的焊接機(jī)器人的價(jià)格都非常高，大規(guī)格、大負(fù)載的焊接機(jī)器人的價(jià)格更 是不言而喻，對(duì)于中小微型企業(yè)來(lái)說(shuō)這樣的資金成本投入太過(guò)于高昂，難以承受，即使大型 企業(yè)也得作出慎重抉擇才會(huì)選擇，不利于推動(dòng)汽車焊接工藝質(zhì)量的進(jìn)步和發(fā)展。[0004]采用人工焊接時(shí)，一個(gè)焊接工位需要配置2個(gè)操作人員配合操作，一人控制焊槍 的后部，一人控制電極頭的點(diǎn)焊位置，不僅投入人力較多，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，配合協(xié)調(diào)要求 高，并且還不能有效地保證焊接質(zhì)量。同時(shí)，該種人工方式操作必須在焊槍上方懸掛平衡 器，以平衡大焊槍的重量，否則根本無(wú)法焊接。而在實(shí)際的工藝布局中，常常在夾具上方有 輸送的軌道及設(shè)備，不一定能吊裝焊槍的平衡器，因此，這種人工操控大焊槍的方式存在很 大的局限性。[0005]因此實(shí)用新型創(chuàng)造一種成本低廉并能有效減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度減少人力投入 的焊接輔助裝置成為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員重點(diǎn)研究的課題。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種成本低廉并能有效減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng) 度減少人力投入、主要由下部支撐焊槍并進(jìn)行調(diào)節(jié)的焊槍平衡定位裝置。[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:[0008]焊槍平衡定位裝置，包括轉(zhuǎn)盤底座，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承與轉(zhuǎn)盤底座連接的滑臺(tái)底座，通 過(guò)直線導(dǎo)軌與滑臺(tái)底座連接的滑動(dòng)支撐架，通過(guò)彈簧平衡機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)支撐架連接的垂直擺 動(dòng)臂，其中，直線導(dǎo)軌所設(shè)置的方向與垂直擺動(dòng)臂所擺動(dòng)的平面平行。[0009]進(jìn)一步地，所述垂直擺動(dòng)臂包括與滑動(dòng)支撐架固定連接的回轉(zhuǎn)軸，均與回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動(dòng)連接并相互固為一體的負(fù)載力臂和作用力臂，其中，作用力臂與彈簧平衡機(jī)構(gòu)鉸接。[0010]更進(jìn)一步地，所述彈簧平衡機(jī)構(gòu)包括與滑動(dòng)支撐架固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，一端與轉(zhuǎn) 動(dòng)軸鉸接并由彈簧和安裝體構(gòu)成的平衡彈簧，以及與平衡彈簧另一端連接的作用桿，其中， 作用桿與作用力臂鉸接。[0011]為了更好地實(shí)現(xiàn)定位保持，本實(shí)用新型還包括連接于垂直擺動(dòng)臂與滑臺(tái)底座之間 便于垂直擺動(dòng)臂移動(dòng)后定位的保持機(jī)構(gòu)。[0012]具體來(lái)講，所述保持機(jī)構(gòu)包括與滑臺(tái)底座固定連接的支撐體，中部與支撐體鉸接 的保持桿，設(shè)置于垂直擺動(dòng)臂上的導(dǎo)向槽，以及安裝于導(dǎo)向槽內(nèi)并與保持桿一端鉸接的導(dǎo) 向塊，其中，保持桿的另一端設(shè)有與滑臺(tái)底座滾動(dòng)連接的滑輪。[0013]再進(jìn)一步地，所述滑臺(tái)底座上設(shè)有與滑輪相匹配的滑槽。[0014]基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供了一種后地板焊接系統(tǒng)，包括夾具底座，安裝在 夾具底座上的夾具體，以及焊槍，還包括上述焊槍平衡定位裝置，其中，所述焊槍與垂直擺 動(dòng)臂固定連接，所述轉(zhuǎn)盤底座安裝于夾具底座上。[0015]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理在于，如何解決后地板焊接時(shí)使用焊槍尺寸大、重量重的 問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中焊槍的重量通常超過(guò)100公斤，操作時(shí)需要在水平方向和垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng) 一定角度，又因?yàn)榛剞D(zhuǎn)中心的限制，導(dǎo)致重心偏離很遠(yuǎn)，重力偏心很大，現(xiàn)有技術(shù)通常采用 吊裝的平衡器平衡掉重量，便于人工操作。但是由于工藝變更，現(xiàn)有技術(shù)在上方懸掛平衡器 的方案因與其他工藝裝備干涉而無(wú)法實(shí)施。[0016]如何解決焊槍的平衡，是首要解決的問(wèn)題，由于上方的吊具通道的影響，基本上沒(méi) 有可能在上方安裝常規(guī)的平衡器，因此只能在考慮采用下方平衡方式，但是下方平衡與上 方懸掛平衡區(qū)別很大，現(xiàn)有技術(shù)中采用上方懸掛平衡，只需要平衡器在焊槍的重心位置一 個(gè)點(diǎn)吊掛即可，而從采用下方平衡方式的話，結(jié)構(gòu)上必須有足夠的強(qiáng)度能夠固定和支承焊 槍的重量，因此連接必須牢固，又因?yàn)檫B接的牢固性，焊槍的水平和垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須以 固定的鉸接結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)，焊槍的水平移動(dòng)也需要相應(yīng)的軌道來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，必須要有水平 轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直翻轉(zhuǎn)和水平移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。[0017]如何平衡偏心重量，保證操作方便成為難點(diǎn)。在考慮了氣缸壓縮空氣平衡的方案 后，因該工裝可利用空間局限，不方便于進(jìn)行壓縮空氣管路的運(yùn)動(dòng)輸送，加上結(jié)構(gòu)比較復(fù) 雜，因此舍棄了氣缸平衡方案。當(dāng)然因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求更不可能采用液壓平衡方案。而從結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)潔的角度，考慮了普通的彈簧平衡方案，這種方案雖然可以平衡偏心負(fù)載，卻不能克服 在垂直翻轉(zhuǎn)時(shí)的力的變化，通過(guò)分析思考，創(chuàng)造性地結(jié)合了杠桿和彈簧的特性，利用了彈簧 平衡機(jī)構(gòu)和垂直擺動(dòng)臂相互配合作用，實(shí)現(xiàn)了局部旋轉(zhuǎn)恒扭矩平衡，從而很好地解決了垂 直局部翻轉(zhuǎn)時(shí)的力的平衡問(wèn)題。經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)，該方案完全可行，效果良好。[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:[0019](I)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)思巧妙，利用了彈簧平衡機(jī)構(gòu)和垂直擺動(dòng)臂相互配 合作用，實(shí)現(xiàn)了局部旋轉(zhuǎn)恒扭矩平衡，僅需一人即可輕松操作，并減輕了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng) 度，節(jié)省了人力，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，并且其操作方便，成本低廉，適合推 廣應(yīng)用。[0020](2)本實(shí)用新型中水平旋轉(zhuǎn)采用轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，水平移動(dòng)采用直線導(dǎo)軌，垂直翻轉(zhuǎn)采用 彈簧平衡機(jī)構(gòu)，其軌跡固定，人工操作焊接時(shí)，僅需按照刻度指示扳動(dòng)焊槍到合適的角度即 可實(shí)施焊接，焊接的位置精度和質(zhì)量均有大幅度提聞。[0021](3)本實(shí)用新型采用了下方平衡方式，利用轉(zhuǎn)盤底座和滑臺(tái)底座作為支撐，不與上 方的吊具輸送通道干涉，增加了操作的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性。


[0022]圖1為本實(shí)用新型中焊槍平衡定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2為本實(shí)用新型中后地板焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖3為本實(shí)用新型中焊槍水平旋轉(zhuǎn)的位置示意圖。[0025]圖4為本實(shí)用新型中局部旋轉(zhuǎn)恒扭矩平衡的原理圖。[0026]上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱如下:[0027]1-轉(zhuǎn)盤底座，2-轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，3-滑臺(tái)底座，4-直線導(dǎo)軌，5-滑動(dòng)支撐架，6_負(fù)載力 臂，7-作用力臂，8-回轉(zhuǎn)軸，9-轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-平衡彈簧，11-作用桿，12-支撐體，13-保持桿， 14-滑輪，15-導(dǎo)向塊，16-導(dǎo)向槽，17-夾具底座，18-夾具體，19-焊槍，20-后地板零件。
具體實(shí)施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括 但不限于下列實(shí)施例。實(shí)施例[0029]如圖1至圖4所示，該焊槍平衡定位裝置，包括轉(zhuǎn)盤底座1，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承2與轉(zhuǎn)盤 底座連接的滑臺(tái)底座3，通過(guò)直線導(dǎo)軌4與滑臺(tái)底座連接的滑動(dòng)支撐架5，通過(guò)彈簧平衡機(jī) 構(gòu)與滑動(dòng)支撐架連接的垂直擺動(dòng)臂，其中，直線導(dǎo)軌所設(shè)置的方向與垂直擺動(dòng)臂所擺動(dòng)的 平面平行。[0030]進(jìn)一步地，所述垂直擺動(dòng)臂包括與滑動(dòng)支撐架固定連接的回轉(zhuǎn)軸8，均與回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動(dòng)連接并相互固為一體的負(fù)載力臂6和作用力臂7，其中，作用力臂與彈簧平衡機(jī)構(gòu)鉸接。[0031]更進(jìn)一步地，所述彈簧平衡機(jī)構(gòu)包括與滑動(dòng)支撐架固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9，一端與轉(zhuǎn) 動(dòng)軸鉸接并由彈簧和安裝體構(gòu)成的平衡彈簧10，以及與平衡彈簧另一端連接的作用桿11， 其中，作用桿與作用力臂鉸接。[0032]為了更好地實(shí)現(xiàn)定位保持，本實(shí)用新型還包括連接于垂直擺動(dòng)臂與滑臺(tái)底座之間 便于垂直擺動(dòng)臂移動(dòng)后定位的保持機(jī)構(gòu)。[0033]具體來(lái)講，所述保持機(jī)構(gòu)包括與滑臺(tái)底座固定連接的支撐體12，中部與支撐體鉸 接的保持桿13，設(shè)置于垂直擺動(dòng)臂上的導(dǎo)向槽16，以及安裝于導(dǎo)向槽內(nèi)并與保持桿一端鉸 接的導(dǎo)向塊15，其中，保持桿的另一端設(shè)有與滑臺(tái)底座滾動(dòng)連接的滑輪14。[0034]再進(jìn)一步地，所述滑臺(tái)底座上設(shè)有與滑輪相匹配的滑槽。[0035]基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供了一種后地板焊接系統(tǒng)，包括夾具底座17，安裝 在夾具底座上的夾具體18，以及焊槍19，還包括上述焊槍平衡定位裝置，其中，所述焊槍與 垂直擺動(dòng)臂固定連接，所述轉(zhuǎn)盤底座安裝于夾具底座上。[0036]該后地板焊接系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法如下:[0037](I)焊槍初始位置設(shè)定:焊槍電極臂處于打開(kāi)狀態(tài)，焊槍在水平方向上遠(yuǎn)離夾具 體，負(fù)載力臂呈下擺狀態(tài)，并由保持機(jī)構(gòu)對(duì)垂直擺動(dòng)臂的位置進(jìn)行保持，此時(shí)焊槍處于傾斜 狀態(tài)；[0038](2)將需要焊接的后地板零件固定于夾具體上，其與焊槍的電極頭在相對(duì)高度位 置上錯(cuò)開(kāi)；[0039](3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)支撐架沿直線導(dǎo)軌水平移動(dòng)，使焊槍的電極頭平移靠近后地板零件 待焊接處的上方；[0040](4)通過(guò)調(diào)節(jié)焊槍的位置使負(fù)載力臂向上擺動(dòng)，由彈簧平衡機(jī)構(gòu)保持扭轉(zhuǎn)平衡，使 焊槍的電極頭向下翻轉(zhuǎn)靠近后地板零件待焊接處，進(jìn)行焊接；[0041](5)調(diào)節(jié)滑臺(tái)底座水平轉(zhuǎn)動(dòng)，使焊槍的電極頭在后地板零件上進(jìn)行圓弧形多點(diǎn)焊接;[0042](6)焊接完成后，調(diào)節(jié)焊槍恢復(fù)初始位置，即打開(kāi)焊槍電極臂，通過(guò)調(diào)節(jié)焊槍的上下翻轉(zhuǎn)位置使負(fù)載力臂向下擺動(dòng)，使焊槍的電極頭與后地板零件的相對(duì)高度位置錯(cuò)開(kāi)；再使滑動(dòng)支撐架沿直線導(dǎo)軌水平移動(dòng)到遠(yuǎn)離工件位置。[0043]本實(shí)用新型中，利用彈簧著力點(diǎn)繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的力臂變化，與彈簧彈力的線性變化進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)工裝扭矩的實(shí)時(shí)平衡。根據(jù)力矩的計(jì)算公式:力矩=力X力臂，在本實(shí)施例中，工裝產(chǎn)生的扭矩恒定為MO=FO X LO，而彈簧產(chǎn)生的相應(yīng)的平衡扭矩在高位時(shí) M=hAXFN，在低位時(shí)M’ =hBXF’ N，其中彈簧的彈力在高位時(shí)為FN，在低位時(shí)為F’ N，彈力在高位和低位之間的位移差為ΛL，故FN<F’N，而hA>hB，所以M與M’的數(shù)值大約相等， 由此保證其恒扭矩平衡。[0044]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說(shuō)明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容基礎(chǔ)上做出的一些無(wú)實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.焊槍平衡定位裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)盤底座(1)，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承(2)與轉(zhuǎn)盤底座(I)連接的滑臺(tái)底座(3)，通過(guò)直線導(dǎo)軌(4)與滑臺(tái)底座(3)連接的滑動(dòng)支撐架(5)，通過(guò)彈簧平衡機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)支撐架連接的垂直擺動(dòng)臂，其中，直線導(dǎo)軌所設(shè)置的方向與垂直擺動(dòng)臂所擺動(dòng)的平面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊槍平衡定位裝置，其特征在于，所述垂直擺動(dòng)臂包括與滑動(dòng)支撐架固定連接的回轉(zhuǎn)軸(8)，均與回轉(zhuǎn)軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)連接并相互固為一體的負(fù)載力臂(6) 和作用力臂(7)，其中，作用力臂(7)與彈簧平衡機(jī)構(gòu)鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊槍平衡定位裝置，其特征在于，所述彈簧平衡機(jī)構(gòu)包括與滑動(dòng)支撐架(5)固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)，一端與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)鉸接并由彈簧和安裝體構(gòu)成的平衡彈簧(10)，以及與平衡彈簧(10)另一端連接的作用桿(11)，其中，作用桿(11)與作用力臂(7)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的焊槍平衡定位裝置，其特征在于，還包括連接于垂直擺動(dòng)臂與滑臺(tái)底座之間便于垂直擺動(dòng)臂移動(dòng)后定位的保持機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊槍平衡定位裝置，其特征在于，所述保持機(jī)構(gòu)包括與滑臺(tái)底座(3)固定連接的支撐體(12)，中部與支撐體(12)鉸接的保持桿(13)，設(shè)置于垂直擺動(dòng)臂上的導(dǎo)向槽(16)，以及安裝于導(dǎo)向槽(16)內(nèi)并與保持桿(13)—端鉸接的導(dǎo)向塊(15)，其中，保持桿(13)的另一端設(shè)有與滑臺(tái)底座(3)滾動(dòng)連接的滑輪(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊槍平衡定位裝置，其特征在于，所述滑臺(tái)底座上設(shè)有與滑輪相匹配的滑槽。
7.后地板焊接系統(tǒng)，包括夾具底座(17)，安裝在夾具底座(17)上的夾具體(18)，以及焊槍(19)，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的焊槍 平衡定位裝置，其中，所述焊槍(19)與垂直擺動(dòng)臂固定連接，所述轉(zhuǎn)盤底座(I)安裝于夾具底座(17)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種焊槍平衡定位裝置，包括轉(zhuǎn)盤底座，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承與轉(zhuǎn)盤底座連接的滑臺(tái)底座，通過(guò)直線導(dǎo)軌與滑臺(tái)底座連接的滑動(dòng)支撐架，通過(guò)彈簧平衡機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)支撐架連接的垂直擺動(dòng)臂，其中，直線導(dǎo)軌所設(shè)置的方向與垂直擺動(dòng)臂所擺動(dòng)的平面平行，本實(shí)用新型還提供了由該焊槍平衡定位裝置構(gòu)成的后地板焊接系統(tǒng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)思巧妙，利用了彈簧平衡機(jī)構(gòu)和垂直擺動(dòng)臂相互配合作用，實(shí)現(xiàn)了局部旋轉(zhuǎn)恒扭矩平衡，僅需一人即可輕松操作，并減輕了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力，并且其操作方便，成本低廉，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B23K37/02GK203156257SQ201320202770
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者熊華 申請(qǐng)人:成都鑫焊眾達(dá)自動(dòng)化控制有限公司