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摘要：介紹了一種縱梁自動(dòng)合梁點(diǎn)焊設(shè)備，本設(shè)備是商用車U型外梁與U型襯梁點(diǎn)焊的專用設(shè)備，可滿足無落差和有落差等截面U型內(nèi)外梁的合梁點(diǎn)焊需求。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；汽車車架；U型梁；合梁點(diǎn)焊；商用汽車

目前在商用汽車車架總成領(lǐng)域，許多車架都是由U形外梁（主梁）和U形內(nèi)梁（襯梁）組成，有時(shí)先對U形外梁和U形內(nèi)梁進(jìn)行預(yù)先沖孔，然后對U形外梁和U形內(nèi)梁進(jìn)行合梁點(diǎn)焊；有時(shí)先對平板外梁和平板內(nèi)梁進(jìn)行預(yù)先沖孔，然后平板外梁和平板內(nèi)梁進(jìn)行組合點(diǎn)焊。U型梁或平板梁在組合點(diǎn)焊時(shí)都需要相應(yīng)孔對正，但是傳統(tǒng)的設(shè)備在進(jìn)行合梁時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)孔對不正的現(xiàn)象，從而造成無法合梁，這時(shí)就需要人工進(jìn)行干預(yù)。但是人工干預(yù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且效果不好。針對此現(xiàn)象我司研制了全新的自動(dòng)合梁點(diǎn)焊設(shè)備。該設(shè)備可通過調(diào)整相應(yīng)的工藝流程，保證相應(yīng)孔對正，實(shí)現(xiàn)內(nèi)梁順利鑲?cè)胪饬褐校龠M(jìn)行點(diǎn)焊，從而解決傳統(tǒng)設(shè)備的不足。

1設(shè)備概況

該款自動(dòng)合梁點(diǎn)焊設(shè)備是我司在商用車車架總成領(lǐng)域新研發(fā)的一種全新設(shè)備。本設(shè)備可實(shí)現(xiàn)U形外梁和U形內(nèi)梁相應(yīng)孔對正后內(nèi)梁順利鑲?cè)胪饬褐校詣?dòng)完成內(nèi)外梁的合梁壓緊，再通過點(diǎn)焊機(jī)對合梁進(jìn)行點(diǎn)焊固定。本設(shè)備主要由：上料臺(tái)、上料電磁行吊、翻轉(zhuǎn)定位裝置、合梁單元、銷送進(jìn)單元、點(diǎn)焊單元、對中導(dǎo)向裝置、出料單元、下料電磁行吊、下料臺(tái)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。其中銷送進(jìn)單元、點(diǎn)焊單元、出料單元沿設(shè)備長度方向依次布置；上料臺(tái)、翻轉(zhuǎn)定位裝置、銷送進(jìn)單元、合梁單元沿設(shè)備寬度方向從前到后依次布置，在它們的上方布置上料電磁行吊；下料臺(tái)、出料單元沿設(shè)備寬度方向從前到后依次布置，在它們的上方布置下料電磁行吊；對中導(dǎo)向裝置布置在點(diǎn)焊單元的左右兩側(cè)，依次進(jìn)行內(nèi)梁→外梁→壓力機(jī)合梁→送進(jìn)銷送進(jìn)→點(diǎn)焊→出料，完成合梁點(diǎn)焊[1，2]，詳細(xì)布置如圖1所示。該型合梁點(diǎn)焊設(shè)備真正實(shí)現(xiàn)了U型梁從上料、合梁、點(diǎn)焊、下料等全自動(dòng)加工，極大地節(jié)約了人力，實(shí)現(xiàn)了U型梁合梁點(diǎn)焊生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。

2工作原理

根據(jù)縱梁的合梁成形工藝，需要對U型梁或平板梁進(jìn)行預(yù)沖孔。在進(jìn)行內(nèi)外梁合梁時(shí)需要以工藝孔進(jìn)行定位[3]，用以實(shí)現(xiàn)其他孔位的對正。已完成預(yù)沖孔的內(nèi)外梁放置于上料臺(tái)上，上料電磁行吊先將內(nèi)梁從上料臺(tái)吊至翻轉(zhuǎn)定位裝置上，如果內(nèi)梁在上料臺(tái)上為開口向下姿態(tài)，此時(shí)需要通過翻轉(zhuǎn)裝置把內(nèi)梁翻轉(zhuǎn)為開口向上姿態(tài)；如果內(nèi)梁在上料臺(tái)上為開口向下姿態(tài)則不需要經(jīng)過翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)定位裝置集成了邊定位和驅(qū)動(dòng)裝置，可通過驅(qū)動(dòng)裝置完成內(nèi)梁在翻轉(zhuǎn)定位裝置上的邊定位和端頭定位（粗定位）。合梁單元上的插銷裝置，通過伺服驅(qū)動(dòng)將固定銷和活動(dòng)銷分別移動(dòng)到指定位置，上料電磁行吊把完成粗定位后的內(nèi)梁，從翻轉(zhuǎn)定位裝置吊運(yùn)至合梁單元中的合梁平臺(tái)位置（即合梁工位），定位銷插入到內(nèi)梁上的定位孔（工藝孔），對內(nèi)梁進(jìn)行定位（精定位）。合梁單元中的多臺(tái)壓力機(jī)，通過同步裝置一起移動(dòng)到合梁平臺(tái)位置（即合梁工位），然后四臺(tái)合梁壓力機(jī)的滑塊帶動(dòng)電磁鐵一起下降并壓緊內(nèi)梁，電磁鐵勵(lì)磁吸住內(nèi)梁，插銷裝置拔出兩定位銷，合梁壓力機(jī)的滑塊同步上升，把內(nèi)梁從合梁平臺(tái)上吊起，合梁壓力機(jī)通過同步裝置帶著內(nèi)梁同步后移，讓開合梁平臺(tái)位置，到達(dá)避讓工位。上料電磁行吊后將外梁從上料臺(tái)吊至翻轉(zhuǎn)定位裝置上，如果外梁在上料臺(tái)上為開口向下姿態(tài)，此時(shí)需要通過翻轉(zhuǎn)裝置把外梁翻轉(zhuǎn)為開口向上姿態(tài)；如果外梁在上料臺(tái)上為開口向下姿態(tài)則不需要經(jīng)過翻轉(zhuǎn)，由翻轉(zhuǎn)定位裝置完成外梁的邊定位和端頭定位（粗定位）；上料電磁行吊把完成粗定位后的外梁從翻轉(zhuǎn)定位裝置吊運(yùn)至合梁單元中的合梁平臺(tái)位置（即合梁工位），定位銷插入到外梁上的定位孔（工藝孔），對外梁進(jìn)行定位（精定位）。完成外梁的精定位后，合梁壓力機(jī)帶著內(nèi)梁同步移動(dòng)，向前返回合梁平臺(tái)位置（即合梁工位）；合梁壓力機(jī)的滑塊同步下降，將內(nèi)梁壓到外梁之中，內(nèi)梁和外梁的組合稱作組合梁；此時(shí)定位銷將同時(shí)穿過內(nèi)梁和外梁；合梁壓力機(jī)上的電磁鐵退磁，插銷裝置拔出定位銷，完成內(nèi)外梁的合梁；此時(shí)合梁壓力機(jī)的滑塊依靠油缸的壓力繼續(xù)保持壓緊組合梁的狀態(tài)。合梁壓力機(jī)夾持組合梁向前同步移動(dòng)到銷送進(jìn)單元中的銷送進(jìn)工位；在銷送進(jìn)工位上料側(cè)依次安裝有送進(jìn)銷Ⅰ和送進(jìn)銷Ⅱ，在下料側(cè)安裝有送進(jìn)銷Ⅲ；送進(jìn)小車分別帶動(dòng)送進(jìn)銷Ⅰ、送進(jìn)銷Ⅱ移動(dòng)到指定位置，兩送進(jìn)銷同時(shí)插入到組合梁的定位孔中，保持組合梁中內(nèi)梁和外梁相對位置不發(fā)生變化，然后合梁壓力機(jī)的滑塊上升帶動(dòng)電磁鐵離開組合梁，合梁壓力機(jī)向后退回到避讓工位。送進(jìn)小車上的送進(jìn)銷Ⅰ、送進(jìn)銷Ⅱ共同帶動(dòng)組合梁向點(diǎn)焊單元方向同步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行送進(jìn)，將組合梁送到預(yù)定的焊接位置，點(diǎn)焊單元的點(diǎn)焊機(jī)對組合梁進(jìn)行點(diǎn)焊焊接。送進(jìn)銷Ⅱ到達(dá)點(diǎn)焊機(jī)旁邊進(jìn)入工作死區(qū)時(shí)，拔出送進(jìn)銷Ⅱ，送進(jìn)銷Ⅰ繼續(xù)送進(jìn)；送進(jìn)銷Ⅰ到達(dá)送進(jìn)銷Ⅱ附近并進(jìn)入工作死區(qū)時(shí)，出料小車上的送進(jìn)銷Ⅲ插入到組合梁的定位孔，然后拔出送進(jìn)銷Ⅰ；送進(jìn)銷Ⅰ、送進(jìn)銷Ⅱ返回，送進(jìn)銷Ⅲ繼續(xù)送進(jìn)，送進(jìn)銷Ⅰ、送進(jìn)銷Ⅱ返回到與合梁單元定位銷對應(yīng)的x向位置時(shí)停止；送進(jìn)銷Ⅲ繼續(xù)將組合梁送進(jìn)，直到全部焊點(diǎn)完成焊接，并將組合梁送到下料位置。組合梁送到下料位置后，下料電磁行吊將組合梁從出料單元上吊運(yùn)至下料臺(tái)上，從而完成合梁點(diǎn)焊的全部工作。

3設(shè)備主要單元

3.1合梁單元

合梁單元主要由多臺(tái)合梁壓機(jī)、定位銷、合梁平臺(tái)等共同組成。合梁壓機(jī)通過同步裝置保證同步前進(jìn)和后退；壓機(jī)上的電磁鐵通過液壓油缸完成升降動(dòng)作，液壓油缸可提供足夠的壓力使內(nèi)外梁完成合梁；液壓油缸通過伺服比例閥實(shí)現(xiàn)共同升降；定位銷定位牢固并準(zhǔn)確，能夠適應(yīng)縱梁因工藝孔偏差所造成的合梁困難，并能夠承受合梁壓機(jī)下壓時(shí)內(nèi)外梁因錯(cuò)位產(chǎn)生的剪切力。

3.2銷送進(jìn)單元

銷送進(jìn)單元主要由上料支撐架、下料支撐架、送進(jìn)小車、送進(jìn)銷等組成。I號和II號送進(jìn)小車安裝于上料支撐架上，III號小車安裝于下料支撐架上；三個(gè)送進(jìn)銷分別安裝于三個(gè)送進(jìn)小車上，其中送進(jìn)銷I和送進(jìn)銷II安裝于縱梁上料側(cè)，送進(jìn)銷III安裝于縱梁下料側(cè)；縱梁上料側(cè)送進(jìn)銷I和送進(jìn)銷II同時(shí)插入縱梁的定位孔中，形成一面兩銷定位[4]，可保證內(nèi)外梁相對位置不變；進(jìn)入點(diǎn)焊設(shè)備后點(diǎn)焊機(jī)對合梁進(jìn)行點(diǎn)焊，合梁點(diǎn)焊后內(nèi)梁和外梁完全固定，此時(shí)可根據(jù)工況拔出送進(jìn)銷II和送進(jìn)銷I；三個(gè)送進(jìn)銷均采用伺服驅(qū)動(dòng)，可有效保證送進(jìn)時(shí)的同步性和準(zhǔn)確性。

3.3對中導(dǎo)向裝置

對中導(dǎo)向裝置布置于點(diǎn)焊單元左右兩側(cè)緊靠點(diǎn)焊機(jī)，分別安裝在銷送進(jìn)單元的上料支撐架和出料單元的下料支撐架上。設(shè)置對中導(dǎo)向裝置的目的是僅有一個(gè)送進(jìn)銷送進(jìn)時(shí)，避免縱梁偏轉(zhuǎn)，對中導(dǎo)向裝置帶有一對立輥，根據(jù)外梁的外寬，以縱梁中線對稱調(diào)整。

3.4升降支撐輥

為適應(yīng)有落差等截面U型梁（折彎梁）的通過，在上料支撐架和下料支撐架上安裝有多組升降支撐輥，升降支撐輥能夠在縱梁送進(jìn)時(shí)根據(jù)折彎點(diǎn)的位置進(jìn)行升降，以適應(yīng)折彎梁高度的變化。對于僅需要直梁合梁點(diǎn)焊生產(chǎn)時(shí)，升降支撐輥不需要升降功能。

4結(jié)束語

本文介紹了我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的全新縱梁自動(dòng)合梁點(diǎn)焊設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。根據(jù)用戶現(xiàn)場反饋，該型縱梁自動(dòng)合梁點(diǎn)焊設(shè)備能夠很好地實(shí)現(xiàn)U型縱梁的合梁點(diǎn)焊工作，大大提高工作效率，減輕操作人員的工作強(qiáng)度，將原先需幾人操作的設(shè)備減少為一人即可操作，真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。

作者：李建為 張國旭 李永剛 單寶德 武曉東 單位：國機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司