本發明屬于汽車制造技術領域，具體涉及一種白車身頂蓋激光焊接壓緊機構及配置有該壓緊機構的白車身頂蓋激光焊接工裝。

背景技術：

白車身頂蓋焊接技術中，汽車主機廠為保證產品質量和技術先進性，大量車型均已采用激光焊接技術，以提高車身的外觀質量和和結構強度。

白車身頂蓋焊接為大尺寸、長行程、薄板結構件、多段曲線焊接，其基本技術指標為：焊縫質量滿足整車外觀與強度的要求、滿足整車密封連接要求，滿足便于操作和大批量工業化的要求等。在焊接過程中，存在以下技術難點：焊縫間隙控制、焊接熱變形控制、多車型混流生產等。

根據產品定義需求，現行的激光焊接加工時，需用一個較大的機器人抓取頂蓋壓緊工裝將頂蓋預壓在白車身上，這樣往往會使頂蓋在焊接過程中產生變形而影響焊接質量，通常的做法是再在白車身兩側增加b柱抱緊機構，這種壓緊工裝加上b柱抱緊機構的方式需針對每種車型制造一套與之匹配的夾具系統，在更換車型時需要將其它車型的夾具系統放置在激光焊接房內，不僅生產成本較高，而且需要占用較大的空間，這樣對焊接車型的擴展數量產生了很大的限制。

根據產品定義需求，現行的激光焊接加工時，頂蓋壓緊工裝和b柱抱緊機構壓緊時機器人動作和氣缸動作均需消耗一定的時間，這樣使激光焊接工位所消耗的時間過長，不利于生產能力的提高。

此外，縱觀現有白車身頂蓋激光焊接的工裝，如《激光頂蓋焊接夾持機構》(cn103586614a)、《汽車頂蓋壓緊工裝》(cn205290726u)均采用多組固定夾緊單元分段位夾緊的形式，此方式存在兩大主要問題：1、由于工件在設計制造的固有誤差，使得白車身頂蓋與側圍夾緊時，整條焊縫的一致性難以保證，從而降低焊縫精度；2、由于需要設計制造多套夾緊單元，使得焊接工裝成本增加。

技術實現要素：

本發明實施例涉及一種白車身頂蓋激光焊接壓緊機構及配置有該壓緊機構的白車身頂蓋激光焊接工裝，至少可解決現有技術的部分缺陷。

本發明實施例涉及一種白車身頂蓋激光焊接壓緊機構，包括：

用于與激光焊接頭固定連接的安裝板；

頂蓋壓緊單元，包括至少一個頂蓋壓緊隨動件，各所述頂蓋壓緊隨動件均與所述安裝板連接，各所述頂蓋壓緊隨動件沿焊接軌跡延伸方向依次設置，且均具有用于與頂蓋上表面呈滾動摩擦接觸的頂蓋壓緊面；

側圍壓緊單元，包括至少一個頂板壓緊隨動件和至少一個側板壓緊隨動件，各所述頂板壓緊隨動件及各所述側板壓緊隨動件均與所述安裝板連接，各所述頂板壓緊隨動件沿焊接軌跡延伸方向依次設置且均具有用于與上邊梁頂板表面呈滾動摩擦接觸的上梁面壓緊面，各所述側板壓緊隨動件沿焊接軌跡延伸方向依次設置且均具有用于與上邊梁側板表面呈滾動摩擦接觸的側梁面壓緊面。

作為實施例之一，所述頂蓋壓緊單元包括多個所述頂蓋壓緊隨動件以及使各所述頂蓋壓緊隨動件自適應頂蓋曲率變化的頂蓋自適應結構。

作為實施例之一，所述頂蓋自適應結構包括與所述安裝板可轉動連接的至少一個第一旋轉軸，各所述第一旋轉軸的軸向均為水平方向且均垂直于焊接軌跡延伸方向，每一所述第一旋轉軸上安裝有一個第一安裝軸架，每一所述第一安裝軸架上安裝有多個所述頂蓋壓緊隨動件。

作為實施例之一，所述頂板壓緊隨動件以及所述側板壓緊隨動件均為多個，所述側圍壓緊單元還包括側圍自適應結構，使各所述頂板壓緊隨動件及各所述側板壓緊隨動件均能自適應上邊梁的沿焊接軌跡延伸方向的曲率變化。

作為實施例之一，所述側圍自適應結構包括與所述安裝板可轉動連接的至少一個第二旋轉軸，各所述第二旋轉軸的軸向均垂直于焊接軌跡延伸方向，所述上邊梁頂板與所述上邊梁側板通過過渡曲面連接，各所述第二旋轉軸的軸向均平行于所述過渡曲面的切平面；每一所述第二旋轉軸的一端安裝有一個第二安裝軸架，另一端安裝有一個第三安裝軸架，每一所述第二安裝軸架上安裝有多個所述頂板壓緊隨動件，每一所述第三安裝軸架上安裝有多個所述側板壓緊隨動件。

作為實施例之一，該白車身頂蓋激光焊接壓緊機構還包括：

用于驅動各所述頂蓋壓緊隨動件與頂蓋上表面抵靠或遠離頂蓋上表面的第一驅動單元；

用于驅動各所述頂板壓緊隨動件及各所述側板壓緊隨動件與上邊梁接觸或遠離上邊梁的第二驅動單元。

作為實施例之一，該白車身頂蓋激光焊接壓緊機構還包括壓力控制單元，用于控制各隨動件與白車身對應部位之間的壓力。

作為實施例之一，所述第一驅動單元包括至少一個第一驅動件，每一所述第一驅動件與至少一個所述頂蓋壓緊隨動件連接；

所述第二驅動單元包括至少一個第二驅動件，每一所述第二驅動件連接有至少一個所述頂板壓緊隨動件和至少一個所述側板壓緊隨動件；

所述壓力控制單元包括中央控制器、多個壓力傳感器及多個比例伺服閥，其中，每一所述第一驅動件連接有一個所述壓力傳感器及一個所述比例伺服閥，每一所述第二驅動件連接有一個所述壓力傳感器及一個所述比例伺服閥，各所述壓力傳感器均與所述中央控制器的輸入端電連接，各所述比例伺服閥均與所述中央控制器的輸出端電連接。

本發明實施例涉及一種白車身頂蓋激光焊接工裝，包括激光焊接頭，包括壓緊裝置，所述壓緊裝置采用如上所述的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構；其中，所述壓緊裝置的所述安裝板與所述激光焊接頭連接，所述壓緊裝置的所述頂蓋壓緊單元和所述壓緊裝置的所述側圍壓緊單元分列于所述激光焊接頭兩側。

作為實施例之一，該白車身頂蓋激光焊接工裝還包括預壓緊裝置，所述預壓緊裝置包括至少一組如上所述的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構；其中，所述預壓緊裝置的各所述安裝板均與所述激光焊接頭連接，所述預壓緊裝置的各所述白車身頂蓋激光焊接壓緊機構沿所述激光焊接頭的工作運行方向依次布置，且均位于所述激光焊接頭的遠離已焊接區的一側。

本發明實施例至少具有如下有益效果：通過設置頂蓋壓緊單元和側圍壓緊單元，該二者分列于相應位置處的焊縫兩側，頂蓋壓緊單元的各頂蓋壓緊隨動件壓緊在頂蓋上，側圍壓緊單元的各頂板壓緊隨動件及各側板壓緊隨動件均壓緊在白車身側圍的上邊梁上，將相應位置處的頂蓋和側圍間的焊縫控制在要求范圍內，從而滿足激光焊接對焊縫間隙的精度要求，保證頂蓋的焊接質量。本實施例提供的壓緊機構結構簡單，適用于平面或帶錐度的曲面的工件的拼裝，可隨激光焊接頭運動而運動，電氣設備少，響應速度快，提高白車身頂蓋激光焊接精度及效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構的另一視角的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的第一旋轉軸與頂蓋壓緊隨動件的連接結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的第二旋轉軸與頂板壓緊隨動件及側板壓緊隨動件的連接結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

如圖1-圖4，本發明實施例涉及一種白車身頂蓋激光焊接壓緊機構，包括：

(1)用于與激光焊接頭固定連接的安裝板1；

(2)頂蓋壓緊單元6，包括至少一個頂蓋壓緊隨動件603，各所述頂蓋壓緊隨動件603均與所述安裝板1連接，各所述頂蓋壓緊隨動件603沿焊接軌跡延伸方向依次設置，且均具有用于與頂蓋上表面呈滾動摩擦接觸的頂蓋壓緊面；

(3)側圍壓緊單元7，包括至少一個頂板壓緊隨動件704和至少一個側板壓緊隨動件705，各所述頂板壓緊隨動件704及各所述側板壓緊隨動件705均與所述安裝板1連接，各所述頂板壓緊隨動件704沿焊接軌跡延伸方向依次設置且均具有用于與上邊梁頂板表面呈滾動摩擦接觸的上梁面壓緊面，各所述側板壓緊隨動件705沿焊接軌跡延伸方向依次設置且均具有用于與上邊梁側板表面呈滾動摩擦接觸的側梁面壓緊面。

通過上述安裝板1與激光焊接頭固定連接，即實現本壓緊機構與激光焊接頭的隨動連接，可跟隨焊接頭的運行軌跡而同步運動，保證在頂蓋激光焊接過程中實時對頂蓋及側圍進行壓緊。上述的頂蓋壓緊隨動件603、頂板壓緊隨動件704及側板壓緊隨動件705均可轉動設置，且與白車身的對應部位呈相切接觸方式，安裝板1隨激光焊接頭運動過程中，帶動各隨動件在白車身的對應部位上滾動，可降低各隨動件與白車身的對應部位之間的摩擦力。上述的各隨動件可以為滾輪、滾筒、滾動軸承等輪狀隨動件，則上述的頂蓋壓緊面、上梁面壓緊面及側梁面壓緊面對應為環狀弧面；各隨動件也可以為滾珠等球狀隨動件，則上述的頂蓋壓緊面、上梁面壓緊面及側梁面壓緊面對應為球面。

如圖1和圖2，由于上述的頂蓋壓緊單元6與側圍壓緊單元7需分列于相應位置處的焊縫兩側，優選地，各頂蓋壓緊隨動件603均安裝在安裝板1上，并于該安裝板1上連接側圍側固定板9(可通過中間連接板10連接)，各頂板壓緊隨動件704及各側板壓緊隨動件705均安裝在該側圍側固定板9上。安裝板1及側圍側固定板9的結構及與激光焊接頭的連接結構需滿足相應的車型的頂蓋焊接要求，以保證各隨動件均能壓緊在白車身的相應部位上；進一步優選地，在安裝板1安裝到激光焊接頭上時，各頂蓋壓緊隨動件603及各頂板壓緊隨動件704均優選為靠近激光焊接頭設置，以不影響激光焊接頭的焊接操作為準，以進一步提高壓緊效果。本實施例中，頂蓋壓緊隨動件603、頂板壓緊隨動件704及側板壓緊隨動件705均優選為采用多個，以提高壓緊效果；且沿焊接軌跡延伸方向，位于激光焊接頭之前和之后的頂蓋壓緊隨動件603的數量相同且對稱布置，位于激光焊接頭之前和之后的頂板壓緊隨動件704的數量相同且對稱布置，位于激光焊接頭之前和之后的側板壓緊隨動件705的數量相同且對稱布置。

一般地，白車身的上邊梁呈回旋鏢形，即包括頂板和側板，頂板和側板可視車型等實際情況采用不同的結構(如曲面結構或平面結構等，或頂板包括多段不同曲率的弧面段，側板包括多段不同曲率的弧面段和平面段等)，頂板和側板通過弧形過渡板連接，上述頂板與頂蓋焊接，上述側板則與白車身側圍其他部分(如a柱、b柱、c柱等)連接；一般地，上述上邊梁為一體成型結構。上述的各側板壓緊隨動件705可均抵靠在上邊梁側板的側表面上(即該側板的靠近車外的一側表面)，也可均抵靠在上邊梁側板的下沿表面上；本實施例中，優選為采用各側板壓緊隨動件705均抵靠在上邊梁側板的下沿表面的方式(即各側板壓緊隨動件705的設置位置及角度相應配置，以便在各頂板壓緊隨動件704壓緊在上邊梁頂板上時，各側板壓緊隨動件705的頂端可抵靠在上邊梁側板的下沿)，在各頂板壓緊隨動件704壓緊在上邊梁頂板上的情況下，各側板壓緊隨動件705可一定程度上對上邊梁提供頂托力，對上邊梁或者說對白車身側圍的夾緊作用更佳。

上述的頂蓋壓緊單元6與側圍壓緊單元7分列于相應位置處的焊縫兩側，頂蓋壓緊單元6的各頂蓋壓緊隨動件603壓緊在頂蓋上，側圍壓緊單元7的各頂板壓緊隨動件704及各側板壓緊隨動件705均壓緊在白車身側圍的上邊梁上，將相應位置處的頂蓋和側圍間的焊縫控制在要求范圍內，從而滿足激光焊接對焊縫間隙的精度要求，保證頂蓋的焊接質量。本實施例提供的壓緊機構結構簡單，電氣設備少，可隨激光焊接頭運動而運動，響應速度快，提高白車身頂蓋激光焊接的效率。

進一步優化上述壓緊機構的結構，上述頂蓋壓緊單元6包括多個所述頂蓋壓緊隨動件603，由于沿焊接軌跡延伸方向，頂蓋的曲率會發生變化(也即頂蓋的弧度會發生變化)，因此，優選地，該頂蓋壓緊單元6還包括使各所述頂蓋壓緊隨動件603自適應頂蓋曲率變化的頂蓋自適應結構，以避免頂蓋壓緊單元6隨激光焊接頭移動過程中，由于頂蓋曲率的變化而導致前側(即靠近未焊接一側的)的頂蓋壓緊隨動件603與頂蓋之間產生“憋力”。如圖1-圖3，優選地，上述頂蓋自適應結構包括與安裝板1可轉動連接的至少一個第一旋轉軸601，各第一旋轉軸601的軸向均為水平方向且均垂直于焊接軌跡延伸方向，每一第一旋轉軸601上安裝有一個第一安裝軸架602，每一第一安裝軸架602上安裝有多個頂蓋壓緊隨動件603；在頂蓋壓緊單元6隨激光焊接頭移動過程中，若遇到頂蓋曲率發生變化，各頂蓋壓緊隨動件603與頂蓋之間的相對作用力可能會不同，相應的第一旋轉軸601繞自身軸線旋轉，每一安裝軸架上的各頂蓋壓緊隨動件603在豎直方向上的相對位置發生變化，從而調節各頂蓋壓緊隨動件603與頂蓋之間的相對作用力，以適應白車身頂蓋的表面狀況變化，保證頂蓋激光焊接工作的順暢進行。上述方式的頂蓋自適應結構適用于采用滾輪式或滾珠式的頂蓋壓緊隨動件603。如采用滾珠式的頂蓋壓緊隨動件603，上述頂蓋自適應結構還可以采取如下方式：各頂蓋壓緊隨動件603與安裝板1之間均采用球鉸的方式連接，即頂蓋自適應結構包括多個關節軸承，關節軸承的數量與頂蓋壓緊隨動件603的數量相同且一一對應配置；各關節軸承的具體設置方式及與頂蓋壓緊隨動件603及安裝板1之間的連接方式是本領域技術人員根據現有技術易于得知的，此處從略。進一步地，如圖1-圖3，每個第一安裝軸架602上優選為安裝兩個頂蓋壓緊隨動件603，避免同一第一安裝軸架602上的頂蓋壓緊隨動件603的數量過多而影響上述頂蓋自適應結構的自適應能力；同時，上述第一旋轉軸601為兩個，第一安裝軸架602對應為兩個，沿焊接軌跡延伸方向兩個第一旋轉軸601分別位于激光焊接頭的前側和后側。

進一步優化上述壓緊機構的結構，同樣地，所述頂板壓緊隨動件704以及所述側板壓緊隨動件705均為多個，所述側圍壓緊單元7還包括側圍自適應結構，使各所述頂板壓緊隨動件704及各所述側板壓緊隨動件705均能自適應上邊梁的沿焊接軌跡延伸方向的曲率變化。如圖1、圖2和圖4，作為實施例之一，所述側圍自適應結構包括與所述安裝板1可轉動連接的至少一個第二旋轉軸701，各所述第二旋轉軸701的軸向均垂直于焊接軌跡延伸方向，且均平行于所述上邊梁頂板與所述上邊梁側板連接處的曲面(即上述的弧形過渡板)的切平面；每一所述第二旋轉軸701的一端安裝有一個第二安裝軸架702，另一端安裝有一個第三安裝軸架703，每一所述第二安裝軸架702上安裝有多個所述頂板壓緊隨動件704，每一所述第三安裝軸架703上安裝有多個所述側板壓緊隨動件705。上述各第二旋轉軸701的軸向設置以滿足對應的各頂板壓緊隨動件704與上邊梁頂板之間以及對應的各側板壓緊隨動件705與上邊梁側板之間具有最大的接觸面積為宜，根據不同的車型可對應設置，這是本領域技術人員易于確定的。同樣地，上述各頂板壓緊隨動件704與側圍側固定板9之間以及各側板壓緊隨動件705與側圍側固定板9之間均可以采用球鉸的方式連接，以滿足上述的側圍自適應結構的功能要求即可，此處不再詳述。

進一步優化上述壓緊機構的結構，如圖1和圖2，該白車身頂蓋激光焊接壓緊機構還包括：用于驅動各所述頂蓋壓緊隨動件603與頂蓋上表面抵靠或遠離頂蓋上表面的第一驅動單元以及用于驅動各所述頂板壓緊隨動件704及各所述側板壓緊隨動件705與上邊梁接觸或遠離上邊梁的第二驅動單元。上述第一驅動單元和第二驅動單元可進一步提高對白車身頂部及側圍壓緊的控制。其中，所述第一驅動單元包括至少一個第一驅動件2，每一所述第一驅動件2與至少一個所述頂蓋壓緊隨動件603連接；所述第二驅動單元包括至少一個第二驅動件8，每一所述第二驅動件8連接有至少一個所述頂板壓緊隨動件704和至少一個所述側板壓緊隨動件705。對于上述的設置有第一旋轉軸601及第二旋轉軸701的結構，上述每一第一旋轉軸601連接于一個第一驅動件2的輸出端，可在該第一驅動件2的輸出端設置一軸承座5，該第一旋轉軸601即可轉動安裝于該軸承座5上；上述每一第二旋轉軸701連接于一個第二驅動件8的輸出端，可在該第二驅動件8的輸出端設置一軸承座5，該第二旋轉軸701即可轉動安裝于該軸承座5上。本實施例中，上述各第一驅動件2及各第二驅動件8均優選為采用氣缸或液壓缸等常用的驅動設備；進一步優選為在安裝板1及側圍側固定板9上設置防塵罩11，以保護各驅動件。

進一步地，該白車身頂蓋激光焊接壓緊機構還包括壓力控制單元，用于控制各隨動件與白車身對應部位之間的壓力。上述控制各隨動件與白車身對應部位之間的壓力的方式可以采用自動化技術領域中常用的壓力控制方式；以下列舉一具體實施例：所述壓力控制單元包括中央控制器、多個壓力傳感器4及多個比例伺服閥，其中，每一所述第一驅動件2連接有一個所述壓力傳感器4(可通過連接件3與該第一驅動件2連接)及一個所述比例伺服閥，每一所述第二驅動件8連接有一個所述壓力傳感器4(可通過連接件3與該第二驅動件8連接)及一個所述比例伺服閥，各所述壓力傳感器4均與所述中央控制器的輸入端電連接，各所述比例伺服閥均與所述中央控制器的輸出端電連接。上述各比例伺服閥與對應的驅動件之間的連接結構、各壓力傳感器4與中央控制器之間的電連接結構以及各比例伺服閥與中央控制器之間的電連接結構是本領域技術人員根據現有技術易于得知的，此處從略。各壓力傳感器4配合工作，檢測該壓緊機構作用到白車身頂蓋和側圍的壓力并將信號反饋至上述中央控制器中，信號經中央控制器轉換后將控制信號輸出到各比例伺服閥上，通過調節各伺服閥來控制各驅動件的輸出力，從而完成本壓緊機構的壓力閉環控制。

實施例二

本發明實施例涉及一種白車身頂蓋激光焊接工裝，包括激光焊接頭和壓緊裝置，該壓緊裝置優選為采用上述實施例一所提供的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構；其中，所述壓緊裝置的所述安裝板1與所述激光焊接頭連接，所述壓緊裝置的所述頂蓋壓緊單元6和所述壓緊裝置的所述側圍壓緊單元7分列于所述激光焊接頭兩側。上述壓緊裝置對激光焊接頭兩側的頂蓋和側圍進行壓緊，以保證焊縫大小的穩定。

進一步地，該白車身頂蓋激光焊接工裝還包括預壓緊裝置，所述預壓緊裝置優選為采用上述實施例一所提供的白車身頂蓋激光焊接壓緊機構；其中，所述預壓緊裝置的所述安裝板1與所述激光焊接頭連接，沿所述激光焊接頭的工作運行方向，所述預壓緊裝置的所述頂蓋壓緊單元6和所述預壓緊裝置的所述側圍壓緊單元7均位于所述激光焊接頭前方且分列于所述激光焊接頭的運行軌跡兩側。上述預壓緊裝置對激光焊接頭前方的頂蓋和側圍進行預壓緊，以保證將焊縫控制在一定的范圍內。

通過上述壓緊裝置與預壓緊裝置配合，對白車身頂蓋和側圍的壓緊效果較好，可滿足激光焊接對焊縫間隙的精度要求。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。