液力變矩器總成焊接系統(tǒng)及其焊接方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及的是一種焊接技術(shù)領(lǐng)域的一種液力變矩器總成焊接系統(tǒng)及其焊接方法。具體包括如下步驟：步驟一，采用三槍ＭＡＧ焊配合上下伺服電機(jī)建立液力變矩器總成焊接系統(tǒng)；步驟二，構(gòu)建點(diǎn)焊后直接即刻進(jìn)行環(huán)焊的一體化集成；步驟三，對(duì)１３０度環(huán)焊實(shí)行分段焊接策略控制；步驟四，基于力矩限制實(shí)現(xiàn)液力變矩器的內(nèi)部間隙控制和高度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。整個(gè)系統(tǒng)焊接效率高，減少了焊接變形，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)點(diǎn)焊環(huán)焊一體化集成使得液力變矩器的總成焊只需一臺(tái)設(shè)備，降低了成本，減少了物流周轉(zhuǎn)等中間環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)節(jié)拍。在工藝角度還是從經(jīng)濟(jì)效益方面，本發(fā)明專利技術(shù)都有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及的是一種焊接
的焊接系統(tǒng)及其方法，特別是一種
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中，主要有用鎢極氬弧焊(TIG焊)焊定位，電子束焊接然后銑連接塊以保證總成焊以后連接塊的平面度的加工方式，也有采用TIG焊定位，利用混和氣體保護(hù)焊(MAG焊)焊接，再加連接塊銑的總成焊加工方法。TIG焊定位熱輸入小，變形小，如采用電子束環(huán)焊由于在在真空環(huán)境中進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量高，外觀成形美觀。如采用MAG焊方式環(huán)焊則成本低廉。但是，盡管電子束焊的速度很高，但由于每次都要抽真空，所以總的焊接時(shí)間并不短，而且投資成本高。而常規(guī)的MAG環(huán)焊方式一般為雙槍模式，單槍焊接長(zhǎng)度為180度，焊接距離長(zhǎng)，焊接時(shí)，加熱區(qū)和非加熱區(qū)時(shí)間間隔長(zhǎng)，不對(duì)稱均勻受熱嚴(yán)重，熱變形較大，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且只能環(huán)焊，方法單一，效率低。另外，無論是電子束焊還是采用MAG環(huán)焊的方式，都還需要一臺(tái)總成TIG焊定位設(shè)備，且環(huán)焊和連接塊銑都還需要通過物流進(jìn)行周轉(zhuǎn)，所以總的來講，已有的加工方式工序多，生產(chǎn)效率低，初期投資成本高，而雙槍的MAG焊模式還存在產(chǎn)品質(zhì)量差的特點(diǎn)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利技術(shù)名稱“一種對(duì)液力變矩器內(nèi)部間隙進(jìn)行控制的焊接設(shè)備和方法”(專利號(hào)00115670.5)，該專利描述了利用伺服電機(jī)的力矩限制功能，在鎢極氬弧焊定位點(diǎn)焊工序控制液力變矩器內(nèi)部間隙的設(shè)備和方法，但總成焊主要的熱輸入則在后續(xù)的環(huán)焊工序，它是引起熱收縮變形的主要原因。由于該方法僅考慮了定位焊的熱收縮變形，因此對(duì)整個(gè)總成焊間隙控制并不適用。另，該專利技術(shù)僅進(jìn)行了內(nèi)部間隙的控制描述，對(duì)焊接方法如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的其它方面并未涉及。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種。本專利技術(shù)基于三槍MAG焊模式的一體化集成焊接方法，取代傳統(tǒng)的多工序分離模式，其模式相當(dāng)于“總成焊專機(jī)系統(tǒng)＝點(diǎn)焊+環(huán)焊-連接塊銑+高度檢測(cè)”，具有熱輸入的對(duì)稱性和均勻性，減少焊接變形，提高了生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本專利技術(shù)涉及的液力變矩器總成焊接系統(tǒng)，包括三把MAG焊槍、上伺服電機(jī)、下伺服電機(jī)、上氣爪、下氣爪、液力變矩器、支撐臺(tái)面，液力變矩器還包括罩輪、泵輪，泵輪置于罩輪上。罩輪的凸緣安裝于下氣爪內(nèi)，泵輪的凸緣安裝于上氣爪內(nèi)。液力變矩器置于支撐臺(tái)面上。上下氣爪與支撐臺(tái)面垂直。上氣爪、下氣爪必須同心設(shè)置，構(gòu)成夾緊裝置。下氣爪安裝于下伺服電機(jī)上方。所述的三把MAG焊槍，在液力變矩器圓周方向按120度放置。本專利技術(shù)在工作時(shí)，上伺服電機(jī)通過絲桿進(jìn)行上下直線運(yùn)動(dòng)，上氣爪的夾持面與絲桿嚴(yán)格同軸線，下氣爪裝在下伺服電機(jī)上方，上下氣爪必須同心設(shè)置，構(gòu)成高精度夾緊裝置，罩輪的凸緣安裝在下氣爪內(nèi)，泵輪的凸緣安裝在上氣爪內(nèi)，液力變矩器放在支撐臺(tái)面上，臺(tái)面嚴(yán)格與上下氣爪的軸線垂直，與下氣爪相連的下伺服電機(jī)在焊接時(shí)主要起旋轉(zhuǎn)作用，通過位置控制模式精確控制總成焊接的角度和速度。本專利技術(shù)涉及的液力變矩器總成焊接系統(tǒng)的焊接方法，具體包括如下步驟步驟一，建立本專利技術(shù)的液力變矩器總成焊接系統(tǒng)；步驟二，構(gòu)建點(diǎn)焊后直接即刻進(jìn)行環(huán)焊的一體化集成；步驟三，對(duì)130度環(huán)焊實(shí)行分段焊接策略控制；步驟四，基于力矩限制實(shí)現(xiàn)液力變矩器的內(nèi)部間隙控制和高度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。步驟二中，所述的一體化集成，是指點(diǎn)焊環(huán)焊總成焊接工序一體化集成，即在液力變矩器總成焊接系統(tǒng)上直接完成所有的總成焊接工序，中間不需要經(jīng)過物流周轉(zhuǎn)。所述的一體化集成，具體方法是將泵輪分總成與罩輪分總成裝配好以后，先三槍點(diǎn)焊，然后下伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)65度，三槍MAG環(huán)焊開始，同時(shí)下伺服電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)130度，完成液力變矩器的總成焊接，整條焊縫在圓周方向上起弧點(diǎn)、點(diǎn)固點(diǎn)以及收弧點(diǎn)按60度均布(上把槍的起弧點(diǎn)與下把槍的收弧點(diǎn)基本重合)，保證了熱輸入和邊界約束的對(duì)稱和均勻性，其焊接速度由下伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度決定。步驟三中，所述的分段焊接策略，是指在三槍各130度環(huán)焊焊接過程中，在起弧段、中間焊接段以及收弧段分別采用不同的焊接策略。起弧段采用較高的起弧電流(160～180A)，為保證可靠起弧同時(shí)采用了較低的焊接速度(960～980mm/min)，同樣收弧段在搭接部分采用較低的收弧電流(80～100A)和較慢的焊接速度(900～920mm/min)，同時(shí)，為保證收弧時(shí)焊縫平滑和柔順的過渡，減緩電流的衰減速率(100～125A/s)，這樣較高的起弧電流防止了在起弧部分可能引起的焊漏，而較低但衰減速率較慢的收弧電流則保證了最后搭接部分焊縫的平滑和柔順過渡，焊縫成形美觀。而中間段在保證焊接質(zhì)量的前提下保持一個(gè)較快的焊接速度和較大的焊接規(guī)范(所述規(guī)范為焊接電流215～230A，焊接速度1050～1100mm/min)。步驟四中，所述的內(nèi)部間隙控制和高度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，是指焊接時(shí)，液力變矩器罩輪在下，泵輪在上，下氣爪夾緊罩輪后，上伺服電機(jī)先以位置控制模式下降，到接近泵輪凸緣時(shí)，上氣爪動(dòng)作，夾緊后再放松，初步保證罩輪與泵輪在同一個(gè)軸線上。然后上伺服電機(jī)改以力矩控制方式繼續(xù)下壓到泵輪上表面直至力矩限制，電機(jī)停止。當(dāng)檢測(cè)高度不在所標(biāo)定的范圍以內(nèi)時(shí)，則進(jìn)行超差報(bào)警。其中，所述的高度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，具體是焊接時(shí)，當(dāng)下氣爪夾緊罩輪后，上伺服電機(jī)開始下降，當(dāng)接近泵輪時(shí)電機(jī)停止并切換到力矩控制方式，繼續(xù)下壓到泵輪上表面直至力矩限制，在這個(gè)過程中系統(tǒng)通過編碼器進(jìn)行實(shí)時(shí)位置計(jì)數(shù)，當(dāng)力矩限制時(shí)，如果檢測(cè)到的液力變矩器高度不在所標(biāo)定的范圍以內(nèi)，則進(jìn)行超差報(bào)警，在焊接之前就對(duì)不合格品進(jìn)行剔出，表明該產(chǎn)品可能某個(gè)零部件漏裝、加工尺寸超差或者裝配不當(dāng)?shù)取Ｆ渲校龅膬?nèi)部間隙控制，具體是當(dāng)上伺服電機(jī)下壓到力矩限制時(shí)，如果高度在標(biāo)定的范圍以內(nèi)時(shí)，則電機(jī)以位置控制方式反向運(yùn)動(dòng)一段距離，這段距離1.6mm，電機(jī)停止。然后上氣爪夾緊泵輪，電機(jī)以位置控制方式帶動(dòng)泵輪一起再向上運(yùn)動(dòng)一定的距離，為0.04～0.06mm，取決于焊接規(guī)范參數(shù)并可調(diào)。在此狀態(tài)下，由于總成點(diǎn)焊和環(huán)焊所產(chǎn)生的徑向收縮而軸向膨脹變形，從而控制了液力變矩器的內(nèi)部間隙。與現(xiàn)技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下特點(diǎn)①三槍MAG焊間隔120均布模式，保證了熱輸入的對(duì)稱性和均勻性，以及相比現(xiàn)有技術(shù)MAG焊雙槍模式的加熱區(qū)和非加熱區(qū)間隔時(shí)間縮短，極大地減少了焊接變形，提高了產(chǎn)品的同軸度以及平面度等重要指標(biāo)。②點(diǎn)焊和環(huán)焊一體化集成突破了原有的液力變炬器總成焊加工模式，節(jié)約了流程周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，一臺(tái)液力變矩器總成焊接時(shí)間為25秒，總的工作時(shí)間只有45秒。③同時(shí)分段焊接策略在滿足焊接效率的前提下，防止了起弧段焊漏同時(shí)又保證了搭接部分的平滑、柔順過渡和焊縫外觀成形美觀。④利用上伺服電機(jī)的力矩限制功能，不但可以實(shí)現(xiàn)液力變矩器的內(nèi)部間隙控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)高度實(shí)時(shí)檢測(cè)，防止漏裝、加工尺寸超差以及裝配不當(dāng)?shù)炔缓细癞a(chǎn)品進(jìn)入下一道工序。本專利技術(shù)產(chǎn)品的合格率基本達(dá)到99％以上。整個(gè)系統(tǒng)焊接效率高，減少了焊接變形，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)點(diǎn)焊環(huán)焊一體化集成使得液力變矩器的總成焊只需一臺(tái)設(shè)備，降低了成本，減少了物流周轉(zhuǎn)等中間環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)節(jié)拍。在工藝角度還是從經(jīng)濟(jì)效益方面，本專利技術(shù)都有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。附圖說明圖1為實(shí)施例中三槍液力變炬器總成焊接示意圖。圖2為實(shí)施例中三槍MAG焊130度環(huán)焊分段焊接策略示意圖。其中上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液力變矩器總成焊接系統(tǒng)，包括：三把ＭＡＧ焊槍、上伺服電機(jī)、下伺服電機(jī)、上氣爪、下氣爪、液力變矩器、支撐臺(tái)面，所述的液力變矩器還包括：罩輪、泵輪，其特征在于，泵輪置于罩輪上，罩輪的凸緣安裝于下氣爪內(nèi)，泵輪的凸緣安裝于上氣爪內(nèi)，液力變矩器置于支撐臺(tái)面上，上下氣爪與支撐臺(tái)面垂直，上氣爪、下氣爪必須同心設(shè)置，構(gòu)成夾緊裝置，下氣爪安裝于下伺服電機(jī)上方。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張軻，金鑫，胡應(yīng)存，俞海良，楊海瀾，石忠賢，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]