專利名稱：一種與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及電弧螺柱焊接裝置及焊接方法，特別涉及一種與螺柱焊機配套的氣動儲能自動焊槍及其焊接方法。
背景技術(shù)：
電弧螺柱焊是一種高效、高質(zhì)量的螺柱焊接方法。焊接電源、焊接控制器和電弧螺柱焊槍是完整的電弧螺柱焊系統(tǒng)所必須具備的。其中電弧螺柱焊槍是焊接過程的直接執(zhí)行機構(gòu)，起著調(diào)節(jié)部分焊接參數(shù)、完成焊接過程的作用，焊槍性能的優(yōu)劣對于焊接質(zhì)量有很大的影響。通過不斷的改進和創(chuàng)新，電弧螺柱焊設(shè)備也幾經(jīng)更新?lián)Q代，在性能及外觀方面也得到了很大的改善。但是焊槍的主要結(jié)構(gòu)保持了原有的設(shè)計原理，電磁式電弧螺柱焊槍仍舊是工程應(yīng)用中的主流產(chǎn)品，其焊接過程的實現(xiàn)主要是由線圈的通斷電和彈簧的壓縮和伸展來完成的。專利號為200710017701. 6的文獻公開了一種電弧螺柱焊槍及其焊接方法，一種電弧螺柱焊槍，包括一個螺柱夾具、豎直安裝板，安裝板一面上部固定一個電機，中部設(shè)置一個轉(zhuǎn)動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動機構(gòu)與電機的轉(zhuǎn)軸相連接，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)與安裝板下部之間設(shè)有一個直線運動機構(gòu)，其特征是，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)通過一個設(shè)有電阻應(yīng)變片的壓力傳感器與螺柱夾具連接，所述螺柱夾具與壓力傳感器連接處設(shè)有絕緣塊，所述電阻應(yīng)變片韻壓力信號輸出至計算機的數(shù)據(jù)采集單元；所述電機與一個運動控制器電連接，運動控制器與主計算機的運動控制單元信號連接。上述方案中，所述的壓力傳感器包括一個與轉(zhuǎn)動機構(gòu)連接的壓蓋和屏蔽外殼，屏蔽外殼內(nèi)設(shè)置有一個應(yīng)變體，應(yīng)變體的上端焊接固定在壓蓋上，應(yīng)變體的下端通過所述絕緣塊與螺柱夾具連接，電阻應(yīng)變片安裝在應(yīng)變體的水平懸臂上、下兩側(cè)并靠近應(yīng)變體上端與水平懸臂連接處的位置；該電阻應(yīng)變片為惠斯通應(yīng)變橋。一種采用上述電弧螺柱焊槍的焊接方法，包括下述順序的步驟預(yù)壓送進過程，提升引弧過程，定時保持過程，焊接送進過程；其特征是，所述預(yù)壓送進和提升引弧過程中，當螺柱運動到與工件接觸，接觸力通過一個壓力傳感器中的電阻應(yīng)變片傳到主控計算機中的數(shù)據(jù)采集卡，該壓力傳感器連接在焊槍的轉(zhuǎn)動機構(gòu)與螺柱夾具之間，當壓力傳感器檢測到螺柱與工件的接觸力達到預(yù)先設(shè)定的預(yù)壓力時，接通連接螺柱夾具的焊接電流，與電機電連接的運動控制器反轉(zhuǎn)電機，并按照預(yù)先設(shè)置的提升速度提升螺柱實現(xiàn)電弧引燃；所述最后焊接送進過程中，先關(guān)閉焊接電流，運動控制器驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，使螺柱按一定的送進速度向工件作送進運動，其運動控制過程與所述預(yù)壓送進過程基本一致，當壓力傳感器檢測到螺柱與工件的送進壓力為預(yù)先設(shè)定的焊接頂鍛力時，停止電機轉(zhuǎn)動。上述方案中的儲能螺柱焊接采用接觸式焊接(即螺柱與工件接觸后，焊機才發(fā)出焊接信號)，對于手動裝釘，焊接效果不錯。但對于自動裝釘，因活動部分質(zhì)量較大，致使焊接時焊釘插入速度不夠，嚴重影響焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有焊槍及焊接方式的不足，提供一種非接觸式的焊接方法，以減少對工件的熱影響，并改善焊接質(zhì)量。本發(fā)明的第二個發(fā)明目的是提供一種采用非接觸式焊接方法的焊槍。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，包括焊槍主體、導(dǎo)釘裝置、送釘裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、滑動板及滑臺汽缸；其中，所述焊槍主體通過滑動板安裝于滑臺汽缸上，用于執(zhí)行焊接動作；所述導(dǎo)釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導(dǎo)入需焊接的焊釘；所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾；所述壓力調(diào)節(jié)裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據(jù)工件的厚度及焊釘大小要求調(diào)節(jié)所述送釘裝置的壓力，焊釘通過外部的送料管送達焊槍并自動裝夾到導(dǎo)電夾上，滑臺汽缸推動焊槍至焊接點。
所述焊槍主體包括本體、過渡板、軸承套、滑動軸承、絕緣墊、定位套、接線座、蓋板、電纜接頭、航空插座、凹形氣接頭及凸形氣接頭，其中，所述軸承套采用絕緣材料；且，所述電纜接頭、航空插座及氣接頭集中安置于所述接線座上，蓋板方便維修。所述導(dǎo)釘裝置包括微動開關(guān)座、壓座、導(dǎo)釘管、螺母及壓蓋，其中，所述導(dǎo)釘管通過螺母與送料管連接。所述送釘裝置可以沿焊槍主體軸線滑動。所述送釘裝置采用滑動軸承導(dǎo)向。所述送釘裝置包括絕緣套、導(dǎo)向塊、汽缸體、活塞、接收器、導(dǎo)電夾以及鎖緊螺母；其中，所述導(dǎo)向塊用于防止汽缸體轉(zhuǎn)動，所述汽缸體上有兩個接氣口用氣管與氣接頭聯(lián)通，還有一個接口用軟銅線與電纜接頭聯(lián)通。所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括彈簧、調(diào)節(jié)螺母、螺桿、后座及旋帽，且，所述壓力調(diào)節(jié)裝置始終給予所述送釘裝置一個可以調(diào)節(jié)的壓力。彈簧壓力調(diào)節(jié)范圍4-6KG。所述焊槍與外部連接的送料管、焊接電纜、控制電纜及氣管均采用快速連接件。一種與螺柱焊機配套的氣動儲能自動焊槍的焊接方法，包括如下步驟送釘和裝釘步驟，當滑臺汽缸處于頂端位置時，發(fā)出送釘指令，活塞退回到汽缸體的頂部，焊釘通過導(dǎo)釘管，進入接收器，再到達導(dǎo)電夾，活塞向下推進，把焊釘推進至導(dǎo)電夾的前端，完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾；焊接步驟，送釘和裝釘步驟完成后，發(fā)出焊槍下落信號并打開焊接信號，滑臺汽缸快速下滑，當焊釘即將接近工件的瞬間，電容放電開始，焊釘快速插入，焊接在幾毫秒內(nèi)完成，此時滑臺汽缸繼續(xù)下滑至終點，送釘裝置相對焊槍主體軸線滑動，延時O. 3秒后，滑臺汽缸自動提升至頂部，一個焊接周期完成。所述送釘裝置可相對焊槍主體軸線滑動，避免焊槍的整體下落慣性重力通過焊釘作用于工件上。本發(fā)明的有益效果在于第一，由于創(chuàng)造性的采用了非接觸式焊接方法，即螺柱即將接觸工件的瞬間就開始放電焊接，同時螺柱快速插入，對銅材及鋁材的焊接質(zhì)量有非常明顯的改善，同時對工件的熱影響明顯減小。第二、本發(fā)明的焊槍推進采用滑臺汽缸，使焊釘?shù)牟迦胨俣却笥?0米每分鐘，以前采用的傳動方法和設(shè)備難以達到這個速度。第三、由于送釘裝置可相對焊槍主體軸線滑動，避免焊槍的整體下落慣性通過焊釘作用于工件上。在焊接時只有送釘裝置的慣性力作用于工件上，而且放電爆炸力會抵消一部分慣性力，因此不會對工件造成明顯損傷。實例證明，在I. 5mm鋁板上焊接M8鋁釘，其背面鐵氟龍涂層看不到任何損傷。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)外形圖；圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖3是焊釘?shù)耐庑螆D；圖4是接觸式焊接示意圖；圖5是非接觸式焊接示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細闡述。如圖I至圖5所示，氣動儲能焊槍包括焊槍主體、導(dǎo)釘裝置、送釘裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、滑動板10及滑臺汽缸9;焊槍主體包括本體8、過渡板11、軸承套12、滑動軸承13、絕緣墊14、定位套15、接線座21、蓋板22、電纜接頭23、航空插座24、凹形氣接頭()25及凸形氣接頭26 ；導(dǎo)釘裝置包括微動開關(guān)座27、壓座28、導(dǎo)釘管29、螺母30及壓蓋31 ；送釘裝置包括絕緣套7、導(dǎo)向塊6、汽缸體5、活塞4、接收器3、導(dǎo)電夾2及鎖緊螺母I ;壓力調(diào)節(jié)裝置包括彈簧20、調(diào)節(jié)螺母19、螺桿18、后座17及旋帽16。當滑臺汽缸9處于頂端位置時，系統(tǒng)發(fā)出送釘指令，活塞4退回到汽缸體5的頂部，焊釘通過導(dǎo)釘管29，進入接收器3，再到達導(dǎo)電夾2，活塞4向下推進，把焊釘推進至導(dǎo)電夾2的如端，完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾；裝釘完成后，系統(tǒng)發(fā)出焊接彳目號，滑臺汽缸9快速下滑，當焊釘即將接近工件的瞬間，電容放電開始，焊釘快速插入，焊接在幾毫秒內(nèi)完成，此時滑臺汽缸9繼續(xù)下滑至終點，送釘裝置沿著焊槍主體軸線滑動，延時零點幾秒后，滑臺汽缸9自動提升至頂部，一個焊接周期完成。由于送釘裝置相對焊槍主體軸線可滑動，在焊接時只有送釘裝置的慣性力作用于工件上，而且放電爆炸力會抵消一部分慣性力，因此不會對工件造成明顯損傷。壓力調(diào)節(jié)裝置可根據(jù)工件的厚度及焊釘大小要求進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍4-6KG。滑臺汽缸9下滑時，應(yīng)確保排氣管路非常暢通。大部分零件采用鋁合金材料制作，目的是減輕重量，減少慣性力對設(shè)備的沖擊。因此，本實施例的優(yōu)點是焊槍整體外形美觀；重量輕；采用汽缸推進，自動化裝釘，焊接效率大大提高；采用非接觸式焊接方式，焊接質(zhì)量提高，工件的熱影響減小，特別適合銅鋁材的焊接。
權(quán)利要求
1.一種與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，包括焊槍主體、導(dǎo)釘裝置、送釘裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、滑動板及滑臺汽缸；其中，所述焊槍主體通過滑動板安裝于滑臺汽缸上，用于執(zhí)行焊接動作； 所述導(dǎo)釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導(dǎo)入需焊接的焊釘； 所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾； 所述壓力調(diào)節(jié)裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據(jù)工件的厚度及焊釘大小要求調(diào)節(jié)所述送釘裝置的壓力，焊釘通過外部的送料管送達焊槍并自動裝夾到導(dǎo)電夾上，滑臺汽缸推動焊槍至焊接點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述焊槍主體包括本體、過渡板、軸承套、滑動軸承、絕緣墊、定位套、接線座、蓋板、電纜接頭、航空插座、凹形氣接頭及凸形氣接頭，其中，所述軸承套采用絕緣材料；且，所述電纜接頭、航空插座及氣接頭集中安置于所述接線座上，蓋板方便維修。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述導(dǎo)釘裝置包括微動開關(guān)座、壓座、導(dǎo)釘管、螺母及壓蓋，其中，所述導(dǎo)釘管通過螺母與送料管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述送釘裝置能夠沿焊槍主體軸線滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述送釘裝置采用滑動軸承導(dǎo)向。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述送釘裝置包括絕緣套、導(dǎo)向塊、汽缸體、活塞、接收器、導(dǎo)電夾以及鎖緊螺母；其中，所述導(dǎo)向塊用于防止汽缸體轉(zhuǎn)動，所述汽缸體上有兩個接氣口用氣管與氣接頭聯(lián)通，還有一個接口用軟銅線與電纜接頭聯(lián)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括彈簧、調(diào)節(jié)螺母、螺桿、后座及旋帽，且，所述壓力調(diào)節(jié)裝置始終給予所述送釘裝置一個可以調(diào)節(jié)的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述焊槍與外部連接的送料管、焊接電纜、控制電纜及氣管均采用快速連接件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍的焊接方法，包括如下步驟送釘和裝釘步驟，當滑臺汽缸處于頂端位置時，發(fā)出送釘指令，活塞退回到汽缸體的頂部，焊釘通過導(dǎo)釘管，進入接收器，再到達導(dǎo)電夾，活塞向下推進，把焊釘推進至導(dǎo)電夾的前端，完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾；焊接步驟，送釘和裝釘步驟完成后，發(fā)出焊槍下落信號并打開焊接信號，滑臺汽缸快速下滑，當焊釘即將接近工件的瞬間，電容放電開始，焊釘快速插入，焊接在幾毫秒內(nèi)完成，此時滑臺汽缸繼續(xù)下滑至終點，送釘裝置相對焊槍主體軸線滑動，延時O. 3秒后，滑臺汽缸自動提升至頂部，一個焊接周期完成。
10.據(jù)權(quán)利要求9所述的焊接方法，其特征在于所述送釘裝置能夠沿著焊槍主體軸線滑動，避免焊槍的整體下落慣性重力通過焊釘作用于工件上。
全文摘要
一種與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍及其焊接方法，包括焊槍主體、導(dǎo)釘裝置、送釘裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、滑動板及滑臺汽缸；其中，所述焊槍主體通過滑動板安裝于滑臺汽缸上，用于執(zhí)行焊接動作；所述導(dǎo)釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導(dǎo)入需焊接的焊釘；所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘?shù)淖詣虞斔秃脱b夾；所述壓力調(diào)節(jié)裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據(jù)工件的厚度及焊釘大小要求調(diào)節(jié)所述送釘裝置的壓力，焊釘通過外部的送料管送達焊槍并自動裝夾到導(dǎo)電夾上，滑臺汽缸推動焊槍至焊接點。
文檔編號B23K9/20GK102794554SQ20121023172
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者韓沛文, 湯必海, 龍立新, 戴建明 申請人:深圳市鴻栢科技實業(yè)有限公司