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
技術領域：
本發明 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：
電弧螺柱焊是一種高效、高質量的螺柱焊接方法。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所必須具備的。其中電弧螺柱焊槍是焊接過程的直接執行機構，起著調節部分焊接參數、完成焊接過程的作用，焊槍性能的優劣對于焊接質量有很大的影響。通過不斷的改進和創新，電弧螺柱焊設備也幾經更新換代，在性能及外觀方面也得到了很大的改善。但是焊槍的主要結構保持了原有的設計原理，電磁式電弧螺柱焊槍仍舊是工程應用中的主流產品，其焊接過程的實現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，中部設置一個轉動機構，該轉動機構與電機的轉軸相連接，所述轉動機構與安裝板下部之間設有一個直線運動機構，其特征是，所述轉動機構通過一個設有電阻應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有絕緣塊，所述電阻應變片韻壓力信號輸出至計算機的數據采集單元；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動機構連接的壓蓋和屏蔽外殼，屏蔽外殼內設置有一個應變體，應變體的上端焊接固定在壓蓋上，應變體的下端通過所述絕緣塊與螺柱夾具連接，電阻應變片安裝在應變體的水平懸臂上、下兩側并靠近應變體上端與水平懸臂連接處的位置；該電阻應變片為惠斯通應變橋。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變片傳到主控計算機中的數據采集卡，該壓力傳感器連接在焊槍的轉動機構與螺柱夾具之間，當壓力傳感器檢測到螺柱與工件的接觸力達到預先設定的預壓力時，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電機，并按照預先設置的提升速度提升螺柱實現電弧引燃；所述最后焊接送進過程中，先關閉焊接電流，運動控制器驅動電機轉動，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先設定的焊接頂鍛力時，停止電機轉動。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，因活動部分質量較大，致使焊接時焊釘插入速度不夠，嚴重影響焊接質量。
發明內容
本發明的目的在于克服現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，并改善焊接質量。本發明的第二個發明目的是提供一種采用非接觸式焊接方法的焊槍。為實現上述的目的，本發明采用如下的技術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、導釘裝置、送釘裝置、壓力調節裝置、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，用于執行焊接動作；所述導釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導入需焊接的焊釘；所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘的自動輸送和裝夾；所述壓力調節裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據工件的厚度及焊釘大小要求調節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。所述導釘裝置包括微動開關座、壓座、導釘管、螺母及壓蓋，其中，所述導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向。所述送釘裝置包括絕緣套、導向塊、汽缸體、活塞、接收器、導電夾以及鎖緊螺母；其中，所述導向塊用于防止汽缸體轉動，所述汽缸體上有兩個接氣口用氣管與氣接頭聯通，還有一個接口用軟銅線與電纜接頭聯通。所述壓力調節裝置包括彈簧、調節螺母、螺桿、后座及旋帽，且，所述壓力調節裝置始終給予所述送釘裝置一個可以調節的壓力。彈簧壓力調節范圍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，發出送釘指令，活塞退回到汽缸體的頂部，焊釘通過導釘管，進入接收器，再到達導電夾，活塞向下推進，把焊釘推進至導電夾的前端，完成焊釘的自動輸送和裝夾；焊接步驟，送釘和裝釘步驟完成后，發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，焊接在幾毫秒內完成，此時滑臺汽缸繼續下滑至終點，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。本發明的有益效果在于第一，由于創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、本發明的焊槍推進采用滑臺汽缸，使焊釘的插入速度大于60米每分鐘，以前采用的傳動方法和設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是本發明的整體結構外形圖；圖2是本發明的整體結構爆炸圖；圖3是焊釘的外形圖；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
以下結合附圖與具體實施例對本發明的技術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、導釘裝置、送釘裝置、壓力調節裝置、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 ；導釘裝置包括微動開關座27、壓座28、導釘管29、螺母30及壓蓋31 ；送釘裝置包括絕緣套7、導向塊6、汽缸體5、活塞4、接收器3、導電夾2及鎖緊螺母I ;壓力調節裝置包括彈簧20、調節螺母19、螺桿18、后座17及旋帽16。當滑臺汽缸9處于頂端位置時，系統發出送釘指令，活塞4退回到汽缸體5的頂部，焊釘通過導釘管29，進入接收器3，再到達導電夾2，活塞4向下推進，把焊釘推進至導電夾2的如端，完成焊釘的自動輸送和裝夾；裝釘完成后，系統發出焊接彳目號，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，焊接在幾毫秒內完成，此時滑臺汽缸9繼續下滑至終點，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。壓力調節裝置可根據工件的厚度及焊釘大小要求進行調節，調節范圍4-6KG。滑臺汽缸9下滑時，應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，減少慣性力對設備的沖擊。因此，本實施例的優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，焊接質量提高，工件的熱影響減小，特別適合銅鋁材的焊接。
權利要求
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、導釘裝置、送釘裝置、壓力調節裝置、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，用于執行焊接動作； 所述導釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導入需焊接的焊釘； 所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘的自動輸送和裝夾； 所述壓力調節裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據工件的厚度及焊釘大小要求調節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電夾上，滑臺汽缸推動焊槍至焊接點。
2.根據權利要求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.根據權利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述導釘裝置包括微動開關座、壓座、導釘管、螺母及壓蓋，其中，所述導釘管通過螺母與送料管連接。
4.根據權利要求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.根據權利要求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向。
6.根據權利要求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、導向塊、汽缸體、活塞、接收器、導電夾以及鎖緊螺母；其中，所述導向塊用于防止汽缸體轉動，所述汽缸體上有兩個接氣口用氣管與氣接頭聯通，還有一個接口用軟銅線與電纜接頭聯通。
7.根據權利要求I所述的與螺柱焊機配套的氣動儲能焊槍，其特征在于，所述壓力調節裝置包括彈簧、調節螺母、螺桿、后座及旋帽，且，所述壓力調節裝置始終給予所述送釘裝置一個可以調節的壓力。
8.根據權利要求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.根據權利要求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，發出送釘指令，活塞退回到汽缸體的頂部，焊釘通過導釘管，進入接收器，再到達導電夾，活塞向下推進，把焊釘推進至導電夾的前端，完成焊釘的自動輸送和裝夾；焊接步驟，送釘和裝釘步驟完成后，發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，焊接在幾毫秒內完成，此時滑臺汽缸繼續下滑至終點，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.據權利要求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、導釘裝置、送釘裝置、壓力調節裝置、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，用于執行焊接動作；所述導釘裝置安裝于焊槍主體正面，用于導入需焊接的焊釘；所述送釘裝置安裝于焊槍主體下方，用于完成焊釘的自動輸送和裝夾；所述壓力調節裝置安裝于焊槍主體上方，用于根據工件的厚度及焊釘大小要求調節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 優先權日2012年7月5日
發明者韓沛文, 湯必海, 龍立新, 戴建明 申請人:深圳市鴻栢科技實業有限公司