有关汽车车门的引出焊接机构设计研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车车门的引出焊接机构设计研究口黄荣口肖勇口覃家仁上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州545007摘要：针对某车型带U型槽玻璃升窗的侧门补焊拼台，设计了一种引出焊接机构，依据侧门补焊点分布的特点，拟定了此机构的设计策略和设计流程。同时借助于AutoCAD设计、UG建模与静力学仿真方法，设计出了满足刚度、强度、焊接质量、焊接效率以及制造维护成本等要求的结构方案，并介绍了其电气布局与工作原理。关键词：引出焊结构设计焊钳中图分类号：THll3；TG431文献标识码：B

2、文章编号：1000—4998~011)07-0081-04汽车车身焊接自动化率的提升对汽车制造过程中间转到平面．固定气动焊钳装置于直线导轨上，实现小的质量、成本、柔性、效率、人机工程以及制造系统制造位移的平动和转动．利用PLC控制气缸与焊钳的自动能力的提升有着重大意义[“。动作；②为保证焊接质量，设计x型焊钳；③为保证模焊接机器人自动化程度高、柔性强、焊接质量好E~-3]，块化、简单化、低成本化等，设计统一规格的钳臂结构，用机器人焊接来取代国内目前广泛应用的人工焊接必并使用气缸来驱动焊钳；④为解决

3、空间受限问题，提高将是今后车身焊接的发展趋势．但是焊接机器人的投焊接效率。采取气缸空间分层布局、一焊双点等方式；资维护成本较高。技术需求高。在短期内实现全自动化⑤为保证引出焊机构的稳定性、可靠性，采取4排铜板的机器人焊接不符合国内大多数汽车制造企业的现总线与焊点电缆的集中连接、单电磁阀加4焊点的成状。因此，从企业的实际情况出发，寻求简单、低成本、组气路控制方式．将焊点集中引出到两固定接头并实有针对性的焊接自动化是较好的策略。现分组有序的焊接1设计概要2机械结构设计1)焊点分布特征。某车型侧门的补焊

4、点在各内边1)设计流程。机构的主要设计流程如图2所示。的U型槽内分布相对密集，并呈三维空间分布．但是为保证焊钳的结构稳定性和可动性，焊钳的钳臂结构、单边上的焊点近似呈单轴分布．且在其它两轴上的位力臂比、整体布局等都需要进行反复的设计与优化。其置波动较小．这比较有利于以模块化的简单焊接单元中，门内的可用空间对气缸的布局造成较大的限制。也实现焊接自动化．如图1。使钳臂在进行夹紧与回位动作时．相邻两焊钳存在较2)引出焊接机构设计策略，针对侧门内四边补焊大的干涉。下文将详述焊钳的结构设计与整体布局。点的分

5、布特征．本文研究一种引出焊接机构的设计．其2)焊钳运动方案设计．电极头探人侧门内边玻璃设计策略如下：①为实现焊接自动化，将焊点由三维空升窗U型槽的情况如图3所示．可以看出焊钳的可动范围非常小．为实现焊接自动化．其运动形式只能是小位移的平动加转动．因此本文通过在线性导轨上固定带多组气动焊钳的安装板实现焊钳所需的运动3)结构设计，侧门内边补焊点分布相对密集，焊钳的可用空间较小，其布局主要受气缸、钳臂的影响。在确定焊钳的大致构型后．利用AutoCAD对其进行布置，如图4(a)、(b)所示。在保证电极强度

6、的情况下，根据可用焊钳空间，分别选用了缸径为63mm(外径为77mm)和50mm(外径为62mm)的标准气缸，在1／4门内空间内对7个焊点进行焊钳布局。以气缸、钳臂互不干涉为布置原则。由图4可知．不论采取何种布置方式，气缸总是会发生干涉收稿日期：2011年2月为解决气缸干涉问题，本文特提出气缸空间分层机械制造49卷第563期2011／7学兔兔www.xuetutu.com为补偿电极头磨U焊钳整体布局否I损对焊接质量的影响．型————～改善焊钳固定装置的槽缸无干涉空===是受力状况．本文设计自一——

7、——间—是内力式的X型焊钳结空间分层布局焊钳具体结构设计料T是构焊钳的结构设计包———＼等单焊钳可用空间计算—气缸干涉括钳臂自身的结构设—、UG建模／静力学分析——／—否计．以及按布局方式进否——————确定电极头尺寸否～行的相邻焊钳的运动l是免干涉结构设计限于气缸选型UG装配／干涉检验篇幅．本文仅对前者进r———一————————————]I确定钳臂力臂比l行阐述焊钳钳臂的几个焊钳大致构型设计主要设计尺寸如图6所示，其中，。为气缸▲图2引出焊机构主要机械结构设计流程活塞杆顶部固定孔轴心线到焊钳固

8、定支架孑L轴心线的水平距离．，为焊钳固定支架孔轴心线到上钳臂电极头中心轴的水平距离；为气缸固定凸耳到活塞杆中心线距离，为常量；窗U型槽为气缸凸耳到活塞杆端部固定环中心的距离，为常▲图3电极头与玻璃升框U型槽位置布局尺寸图量：厶为受限高度(涉及到车门顶升机构的最大顶升高布局方式．将任意相邻两焊钳处的气缸进行错层布置。度或拼台底部的最大可用高度)；L为焊钳两钳臂固定按照结构设计流程重新拟定焊钳构型后，给出气缸、焊点的中心距：，为焊钳下钳臂处电极头的有效设计开钳均不发生干涉的优化布局图。