发明创造名称：铝合金自行车车架自动焊接方法
外观设计名称：
决定号：200111
决定日：2020-01-10
委内编号：1F273828
优先权日：
申请（专利）号：201610058083.9
申请日：2016-01-28
复审请求人：广州市银三环机械有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：高晓丽
合议组组长：张晋
参审员：吴磊
国际分类号：B23K9/00(2006.01),B23K9/32(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但是该区别技术特征的一部分能够从其他对比文件中获得启示，其余部分是本领域的常规技术手段，本领域技术人员在该对比文件的基础上结合本领域的常规技术手段，能显而易见地得出该权利要求所要求保护的技术方案，则其不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610058083.9，名称为“铝合金自行车车架自动焊接方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为广州市银三环机械有限公司。本申请的申请日为2016年01月28日，公开日为2016年04月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门审查员于2018年11月16日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请日提交的说明书摘要、说明书第1-24段(第1-5页)、摘要附图、说明书附图图1-2（第1-2页）；2018年04月04日提交的权利要求第1-3项。驳回决定引用了如下对比文件：
对比文件1：CN201338168Y，公告日为2009年11月04日；
对比文件2：CN103331552A，公开日为2013年10月02日；
用作公知举证的对比文件3：“气体保护焊工艺基础”，殷树言，第390-394页，机械工业出版社，2007年04月。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
1. 一种铝合金自行车车架自动焊接方法，其特征在于，基于焊接设备实施，所述焊接设备包括焊接机械手、设在焊接机械手上的焊枪、与所述焊枪配合的焊机、控制所述焊接机械手运动的控制柜和用于夹持工件的焊接夹具；其特征在于：所述焊接夹具包括底板、驱动所述底板旋转第一驱动电机和驱动所述第一驱动电机旋转的第二驱动电机；所述底板上于自行车车架的头管、上管和下管的连接处镂空形成第一焊接工位，所述底板上于自行车车架的五通、下管和中管的连接处镂空形成第二焊接工位，所述底板上于自行车车架的上管和中管的连接处镂空形成第三焊接工位；所述底板上于自行车车架五通处设有用于固定五通的五通固定装置，所述底板上于自行车车架中管处设有用于固定中管的中管固定装置，所述底板上于自行车车架上管处设有用于固定上管的五上管固定装置，所述底板上于自行车车架下管处设有用于固定下管的下管固定装置，所述底板上于自行车车架头管处设有用于固定头管的头管固定装置，所述五通固定装置、中管固定装置、上管固定装置、下管固定装置和头管固定装置均设置在底板的同一侧；
所述焊接方法包括以下步骤：
（1）按顺序执行以下步骤
1.1）利用五通固定装置将五通固定在底板上；
1.2）利用中管固定装置将中管固定在底板上，调整中管与五通连接处的配合；
1.3）利用上管固定装置将上管固定在底板上，调整上管与中管连接处的配合；
1.4）利用下管固定装置将下管固定在底板上，调整下管与五通连接处的配合；
1.5）利用头管固定装置将头管固定在底板上，调整头管、上管和下管连接处的配合；
（2）利用焊接机械手对管件之间的连接处进行点焊；
（3）利用焊接机械手依次对五通与中管的连接处、五通与下管的连接处、上管与中管的连接处、头管与上管的连接处、以及上管与下管的连接处进行焊接，焊接过程中，第一驱动电机和第二驱动电机驱动底板旋转和反转，实现360°焊接；
所述五通固定装置包括供五通插入定位的定位销、用于插入五通表面线孔防止五通转动的插销和用于压紧五通的五通压紧机构；
所述中管固定装置包括用于放置中管的中管定位块、设于所述中管定位块一侧且用侧面压紧中管的中管推紧机构和用于顶部压紧中管的中管压紧机构；所述中管定位块上设有与中管表面契合的第一弧面，所述中管推紧机构包括中管推紧块，中管推紧块上设有与中管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持中管；
所述上管固定装置包括用于放置上管的上管定位块、设于所述上管定位块一侧且用侧面压紧上管的上管推紧机构和用于顶部压紧上管的上管压紧机构；所述上管定位块上设有与上管表面契合的第一弧面，所述上管推紧机构包括上管推紧块，上管推紧块上设有与上管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持上管；
所述下管固定装置包括用于放置下管的下管定位块、设于所述下管定位块一侧且用侧面压紧下管的下管推紧机构和用于顶部压紧下管的下管压紧机构；所述下管定位块上设有与下管表面契合的第一弧面，所述下管推紧机构包括下管推紧块，下管推紧块上设有与下管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持下管；
所述头管固定装置包括用于放置头管的头管定位块和设于所述头管定位块一侧且用侧面压紧头管的头管推紧机构；
焊枪采用超冷焊接。
2. 根据权利要求1所述的一种铝合金自行车车架自动焊接方法，其特征在于：所述焊接机械手的两侧均设有一个焊接夹具。
3. 根据权利要求1所述的一种铝合金自行车车架自动焊接方法，其特征在于：所述底板通过连接板与第一驱动电机的输出轴连接，所述底板与连接板垂直，底板与连接板通过焊接连接，底板与连接板的连接处设有加强板。
驳回决定指出，权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：①本申请自行车车架为铝合金车架，焊接设备包括控制焊接机械手运动的控制柜；五通固定装置还包括用于插入五通表面线孔防止五通转动的插销；中管固定装置还包括设于中管定位块一侧且用侧面压紧中管的中管推紧机构，中管定位块上设有与中管表面契合的第一弧面，中管推紧机构包括中管推紧块，中管推紧块上设有与中管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持中管；上管固定装置还包括设于上管定位块一侧且用侧面压紧上管的上管推紧机构，上管定位块上设有与上管表面契合的第一弧面，上管推紧机构包括上管推紧块，上管推紧块上设有与上管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持上管；下管固定装置还包括设于下管定位块一侧且用侧面压紧下管的下管推紧机构；下管定位块上设有与下管表面契合的第一弧面，下管推紧机构包括下管推紧块，下管推紧块上设有与下管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持下管；头管固定装置还包括用于放置头管的头管定位块和设于头管定位块一侧且用侧面压紧头管的头管推紧机构；焊枪采用超冷焊接；
②焊接设备包括两个电机，驱动底板旋转的第一驱动电机和驱动第一驱动电机旋转的第二驱动电机；焊接过程中，第一驱动电机和第二驱动电机驱动底板旋转和翻转，实现360°焊接；
③除“第一驱动电机和第二驱动电机驱动底板旋转和反转，实现360°焊接”以外的具体焊接步骤。
但是，区别技术特征①中的特征为本领域常规技术手段；区别技术特征②被对比文件2公开；区别技术特征③为基于对比文件1公开内容的常规焊接步骤；由此可知，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2的附加技术特征被对比文件1所公开；从属权利要求3的附加技术特征是本领域常规手段；因此，从属权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对申请人的意见陈述，驳回决定进一步指出：为了实现铝合金车架的高质量焊接，利用CMT焊接技术对铝合金车架进行焊接，也就是焊枪采用超冷焊接是本领域的常规技术手段。管件固定装置具体结构上的差别是本领域为了提高管件定位效果对管件固定装置具体结构的常规设置。焊接的顺序是本领域对车架各部件进行定位和焊接时可选择的常规操作顺序，其技术效果也是可以预料得到的。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年02月15日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请利用CMT技术很好解决铝合金车架的焊接问题，产生了预料不到的技术效果；（2）本申请管件的固定装置与对比文件1不同，能够实现快速装配，对管件进行微调，有助于提高焊接效率；（3）本申请以五通为基准，再加入中管、上管、下管和头管与五通配合，按照顺序将车架焊接，焊接的车架尺寸精准，成品率高。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月21日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）利用CMT焊接技术对铝合金车架进行焊接以实现铝合金车架的高质量焊接是本领域技术人员对CMT焊接技术的常规应用；（2）管件固定装置是本领域为了提高管件定位效果对管件固定装置具体结构的常规设置；（3）车架中各管的定位顺序和焊接顺序是本领域对车架各部件进行定位和焊接时可选择的常规操作顺序，并未产生预料不到的技术效果。对复审请求人的其他意见陈述，与驳回决定中的理由相同，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年10月11日向复审请求人发出复审通知书，该复审通知书中指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：（1）焊接设备还包括驱动第一驱动电机旋转的第二驱动电机；焊接过程中，第一驱动电机和第二驱动电机驱动底板旋转和翻转，实现360°焊接；本申请自行车车架为铝合金车架，焊接设备包括控制焊接机械手运动的控制柜；（2）焊接步骤不同，焊枪采用超冷焊接；（3）五通固定装置还包括用于插入五通表面线孔防止五通转动的插销；头管固定装置包括用于放置头管的头管定位块和设于头管定位块一侧且用侧面压紧头管的头管推紧机构；中管固定装置还包括设于中管定位块一侧且用侧面压紧中管的中管推紧机构，中管定位块上设有与中管表面契合的第一弧面，中管推紧机构包括中管推紧块，中管推紧块上设有与中管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持中管；上管、下管固定装置存在与中管固定装置同样的区别。但是，区别技术特征（1）部分技术特征被对比文件2公开，部分技术特征是本领域常规技术手段；区别技术特征（2）中的焊接步骤是本领域的常规操作步骤，其技术效果可以预料，基于对比文件3容易想到利用CMT焊接技术对铝合金车架进行焊接；区别技术特征（3）中各个管件固定装置具体结构上的差异是本领域的常规技术手段。由此可知，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2的附加技术特征被对比文件1所公开；从属权利要求3的附加技术特征是本领域常规手段；因此，从属权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。关于复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）基于对比文件3公开的公知常识，利用CMT焊接技术对铝合金车架进行焊接以实现铝合金车架的高质量焊接是本领域技术人员对CMT焊接技术的常规应用；（2）管件固定装置是本领域为了提高管件定位效果对管件固定装置具体结构的常规设置；（3）车架中各管的定位顺序和焊接顺序是本领域对车架各部件进行定位和焊接时可选择的常规操作顺序，并未产生预料不到的技术效果。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019 年11 月20日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1公开的是采用普通焊接对铁车架进行自动化焊接，而并非铝合金车架，本领域技术人员在对比文件1的基础上，没有动机寻找关于铝合金车架全自动化焊接的技术手段；（2）对比文件3公开的关于CMT焊接技术可以对薄铝合金板焊接，而本申请针对的是管状的铝合金件进行焊接，管件的焊接与板件的焊接会存在一定的差异，不能直接从对比文件3获得技术启示解决铝合金管件的焊接；（3）采用360°焊接方式，焊枪与焊接夹具配合，实现CMT对铝合金管件的稳定焊接。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未提交修改的申请文件，因此，本复审请求审查决定所针对的文本与驳回决定所针对的文本相同，为：申请日提交的说明书摘要、说明书第1-24段(第1-5页)、摘要附图、说明书附图图1-2（第1-2页）；2018年04月04日提交的权利要求第1-3项。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本案，权利要求1-3不符合专利法第22条第3款的规定，理由如下：
权利要求1请求保护一种铝合金自行车车架自动焊接方法。对比文件1（CN201338168Y）公开了一种自行车车架自动焊接系统，涉及基于该焊接系统进行自行车车架自动焊接的方法，并具体公开了以下内容（参见说明书具体实施方式，图1-4）：上述焊接系统（即焊接设备）包括：机械手装置17（即焊接机械手）、设在机械手装置17上的焊枪（参见图1）、与焊枪配合的焊机（隐含公开）、用于夹持工件的焊接夹具；焊接夹具包括工作台9（即底板）、驱动工作台9旋转的伺服电机16；工作台9上于自行车车架的车首管2（即头管）、横梁3（即上管）和下管4的连接处挖空（即镂空）形成第一焊接工位（参见图2），工作台9上于自行车车架的五通管6（即五通）、下管4和竖管5（即中管）的连接处挖空形成第二焊接工位，工作台9上于自行车车架的横梁3和竖管5的连接处挖空形成第三焊接工位；工作台9上于自行车车架五通管6处设有用于固定五通管6的五通管固定装置11（即五通固定装置），工作台9上于自行车车架竖管5处设有用于固定竖管5的竖管固定装置12（即中管固定装置），工作台9上于自行车车架横梁3和下管4处分别设有用于固定横梁3和下管4的横梁和下管固定装置28（即上管固定装置和下管固定装置），工作台9上于自行车车架车首管2（即头管）处设有用于固定车首管2的车首管固定装置10（即头管固定装置），五通管固定装置11、竖管固定装置12、横梁和下管固定装置28、以及车首管固定装置10均设置在工作台9的同一侧（参见图2-3）；自动焊接系统工作时，首先将车架1各管件通过各固定装置固定在工作台9上，利用机械手装置17对各部件连接处进行焊接，焊接过程中，伺服电机16驱动工作台9旋转，实现360°焊接；
五通管固定装置11包括供五通管6插入定位的轴杆25（即定位销）和用于压紧五通管6的定位压件24（即五通压紧机构）；
竖管固定装置12包括用于放置竖管5的竖管承载座（即中管定位块）、用于顶部压紧竖管5的夹紧气缸（即中管压紧机构）以及固定于工作台9上的气缸26，该气缸26的活塞杆27将所述竖管5顶紧在所述五通管6上；
横梁和下管固定装置28（即上管固定装置和下管固定装置）分别包括用于放置所述横梁3的横梁承载座30（即上管定位块）、用于放置所述下管4的下管承载座31（即下管定位块）以及两个分别用于横梁3和下管4的快速夹紧气缸29（相当于用于分别顶部压紧上管和下管的上管压紧机构和下管压紧机构）；
车首管固定装置10（即头管固定装置）包括两个可沿着自行车车架1的长度方向滑动地设在工作台9上的气缸18。将车首管2置于两气缸18的活塞杆19之间，通过活塞杆来顶紧车首管2的端部从而实现车首管2的定位，以及用于驱动车首管固定装置10滑动的气缸20。
该权利要求所要求保护的技术方案与该对比文件所公开的内容相比，区别技术特征在于：
（1）焊接设备还包括驱动第一驱动电机旋转的第二驱动电机；焊接过程中，第一驱动电机和第二驱动电机驱动底板旋转和翻转，实现360°焊接；本申请自行车车架为铝合金车架，焊接设备包括控制焊接机械手运动的控制柜；
（2）焊接步骤不同，焊枪采用超冷焊接；
（3）五通固定装置还包括用于插入五通表面线孔防止五通转动的插销；头管固定装置包括用于放置头管的头管定位块和设于头管定位块一侧且用侧面压紧头管的头管推紧机构；中管固定装置还包括设于中管定位块一侧且用侧面压紧中管的中管推紧机构，中管定位块上设有与中管表面契合的第一弧面，中管推紧机构包括中管推紧块，中管推紧块上设有与中管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持中管；上管、下管固定装置存在与中管固定装置同样的区别。
基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是：如何微调各个部件之间的装配间隙，加强焊接的流畅度，提高焊接效率和质量。
对于上述区别技术特征（1）：对比文件2（CN103331552A）公开了一种CT扫描仪的机器人焊接装置，该焊接装置包括（参见说明书第13-17段，图1-4）：用于固定工件5的固定盘3（相当于焊接夹具的底板）和两个电机，驱动固定盘3旋转的第二电机8（相当于第一驱动电机）和驱动第二电机8旋转的第一电机6（相当于第二驱动电机）；焊接过程中，第二电机8和第一电机6驱动固定盘3旋转和翻转，实现360°焊接。该技术特征在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同，都是加强焊接的流畅度，获得稳定的焊道，保证焊接质量，提高焊接效率，也就是说对比文件2给出了将上述技术特征用于对比文件1的启示。铝合金自行车车架是本领域中自行车车架的常规材质，将自行车车架自动焊接方法应用到铝合金自行车车架的焊接上，是本领域的常规应用；控制柜是本领域常规的控制装置，其能够集成归纳各种控制部件，焊接设备包括控制焊接机械手运动的控制柜是本领域的常规技术手段；
对于上述区别技术特征（2）：在对比文件1已公开自动焊接系统工作时，首先将车架1各管件通过各固定装置自动固定在工作台9上的基础上。按照五通、中管、上管、下管、头管的装配顺序是本领域技术人员根据具体夹具结构而作出的常规选择，只要能够实现车架各部件的组装即可，不需要付出创造性的劳动。而在装配各部件的过程中，调整与之连接接触的其他部件之间的间隙是本领域装配过程中的常规步骤。在焊接前对部件进行定位焊能够起到进一步定位工件防止工件相对移动的作用，是本领域常规焊接步骤，而利用焊接机械手对管件之间的连接处进行点焊是本领域进行定位焊的常规方式；焊接时，利用焊接机械手依次对五通与中管的连接处、五通与下管的连接处、上管与中管的连接处、头管与上管的连接处、以及上管与下管的连接处进行焊接是本领域的常规操作步骤，其技术效果可以预料。冷金属过渡焊、即CMT焊接技术可适用于薄板铝合金的焊接是本领域的公知常识（参见对比文件3：冷金属过渡焊可适用于薄板铝合金的焊接，其送丝过程与熔滴过渡过程相结合，热输入低、熔滴过渡无飞溅、弧长控制简单，能够有效保证被焊接件的焊接质量）。在此基础上，由于铝合金车架一般是一种薄壁铝合金材料，本领域技术人员为了实现铝合金车架的高质量焊接，容易想到利用CMT焊接技术对铝合金车架进行焊接。
对于上述区别技术特征（3）：对于各个管件固定装置具体结构上的差异：夹具将自行车车架固定后，工件尽可能减少各个自由度上的运动是本领域的常规技术要求；对于五通管插入定位销定位的方式，在外力的作用下，五通管容易绕定位销轴转动，而插销是防止五通在焊接过程中转动的常规手段，因此设置用于插入五通表面线孔防止五通转动的插销是本领域的常规技术手段。对比文件1已经公开了实现调整各管装配间隙以及适用不同尺寸车架的部件，如气缸20、气缸26等，为了在装配时实现微调，设置设于中管定位块一侧且用侧面压紧中管的包括中管推紧块的中管推紧机构是本领域的常规技术手段；为了更有效地防止中管在焊接过程中左右偏移，在中管定位块上设有与中管表面契合的第一弧面，中管推紧块上设有与中管表面契合的第二弧面，第一弧面与第二弧面配合夹持中管是本领域的常规夹持手段；同理，上管、下管固定装置也是本领域的常规技术。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规技术手段，得出该权利要求的技术方案，对本技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
权利要求2是从属权利要求，其附加技术特征已被对比文件1公开（参见图1-2）：机械手装置17（即焊接机械手）的两侧均设有一个焊接夹具。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，该从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备创造性。
权利要求3是从属权利要求，对于其附加技术特征，通过连接板连接电机输出轴与底板是本领域的常规技术手段，加强板的设置则能提高连接强度，具体的，将底板通过连接板与第一驱动电机的输出轴连接，使底板与连接板垂直，底板与连接板通过焊接连接，底板与连接板的连接处设有加强板是本领域对电机与底板连接方式的常规设置。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，该从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
对于上述复审请求人的意见陈述，合议组意见如下：（1）一方面，对比文件1并未限定车架的材质为铁，另一方面，铝合金是本领域车架的常规材质，本领域技术人员在对比文件1的基础上，容易想到采用自动化的焊接方式针对铝合金的车架进行焊接；（2）薄板铝合金可使用冷金属过渡焊进行焊接是本领域的公知常识（参见对比文件3），本领域技术人员可知，冷金属过渡焊可适用于铝合金的焊接，板件和管件都是本领域常规焊接的对象，最大的区别是焊缝的形状不同，而对于焊接方式、焊接参数等的影响本领域技术人员可以预期，因而本领域技术人员容易想到利用冷金属过渡焊技术对管状的铝合金件进行焊接；（3）对比文件2中公开了“焊接过程中，第二电机8和第一电机6驱动固定盘3旋转和翻转，实现360°焊接”，对比文件1公开了“焊接设备与夹具配合”，本领域技术人员在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域公知常识即可实现CMT对铝合金管件的稳定焊接。
因此，复审请求人陈述的意见不具有说服力。
根据以上事实和理由，本案合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月16日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
