[发明专利]一种焊接用滚动夹紧装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及一种焊接用滚动夹紧装置，属于夹紧装置技术领域。

背景技术

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。