CN101829858A - 汽车膨胀阀的多工位焊接装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车膨胀阀的多工位焊接装置及其方法。本发明包括准备工位、预热工位、高频加热工位、水冷工位、清洗工位、水洗工位、工作台、挡板和工作转盘。本发明适用于采用高频加热焊接且焊接面为平面的零件的焊接。启动机器开关，将膨胀阀和焊料放在准备工位上，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，则火焰加热管下降，对膨胀阀和焊料进行预热，到达设定的加热时间后，工位转盘转动，依次进行高频加热、水冷、清洗和水洗工序后，即可将膨胀阀取下。本发明所示的焊接装置六道工序为流水线生产，生产效率高，且使用方法简单，不要求操作人员具有高的技术水平，适用于多种类型汽车膨胀阀的焊接。

Description

汽车膨胀阀的多工位焊接装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种汽车膨胀阀的多工位焊接装置及其方法。

背景技术

汽车空调制冷系统采用感温式膨胀阀，利用感温包内敏感气体温度敏感性(如氟利昂在低温时为液态，高温时气化)来控制阀的开闭，即利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸汽的过热度(过热度是指蒸汽实际温度高于蒸发温度的数值)，由此来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。故汽车膨胀阀的密封性要求极高，一旦感温包内的气体有所泄漏，则阀失效。汽车膨胀阀的焊接质量是其密封性的重要保证。

现有的汽车膨胀阀的焊接采用添加焊料，使焊料熔化，充满焊缝完成焊接。若为手工焊接，则难以控制焊料的量，同时汽车膨胀阀焊接质量与操作人员技术水平相关，不仅焊接质量难以保证，且焊接质量一致性不高，操作人员工作环境也很恶劣。在现有的大批量生产中，多采用机械化生产，即采用炉内加热，炉外表面处理的方法。而汽车膨胀阀多为小型零件，炉内加热为大批量同时加热，会致使汽车膨胀阀受热不均，温度过低，焊接不完全，焊接质量低，温度过高，则会影响汽车膨胀阀体内的精密元件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种汽车膨胀阀的多工位焊接装置及其方法。

汽车膨胀阀的多工位焊接装置包括准备工位、预热工位、高频加热工位、水冷工位、清洗工位、水洗工位、工作台、挡板、工作转盘、工件支架、工件塞嘴、火焰加热管、火焰加热管升降台、预热工位气缸、火焰加热管升降支架、红外感应器、高频加热管、高频加热管升降台、高频加热管升降支架、高频加热工位气缸、水冷水管、清洗水管、刷子固定片、刷子、清洗水管固定架、滑板、连杆、滑板驱动马达、马达转盘、马达固定架、清洗工位固定架、水洗水管、水洗水管固定架；工作台为整个机器的主体，工作转盘可在工作台上转动，挡板固定于工作台上，采用螺钉将八个工作支架对称固定在工作转盘上，工件塞嘴安装于工作支架中，火焰加热管采用螺栓固定于火焰加热管升降台上，火焰加热管升降台安装于火焰加热管升降支架的卡槽中，预热工位气缸与火焰加热管升降台通过螺纹连接，火焰加热管升降支架固定于工作台上，红外感应器固定于工作台上，朝向预热工位上的工件支架，高频加热管穿过高频加热管升降台，固定于其中，高频加热管升降台安装于高频加热管升降支架的卡槽中，高频加热管升降支架固定于工作台上，高频加热工位气缸与高频加热管升降台采用螺纹连接，水冷水管穿过挡板，固定于挡板中，清洗水管安装于清洗水管固定架中，刷子通过刷子固定片和螺栓固定于滑板上，滑板下部开有燕尾槽，滑板安装于工字型导轨上，工字型导轨采用焊接方式固定于清洗工位固定架上，连杆通过中部有光杆的螺栓与滑板相连接，连杆通过头部有光杆的螺栓与马达转盘相连接，滑板驱动马达与马达转盘采用螺纹连接，滑板驱动马达固定于马达固定架中，马达固定架采用焊接方式固定于清洗工位固定架上，水洗水管固定于水洗水管固定架中，水洗水管朝向水洗工位上的膨胀阀。

汽车膨胀阀的多工位焊接方法包括以下步骤：

1)将膨胀阀放在准备工位的工件支架上，并用工件塞嘴封住膨胀阀的下口，将焊料放在膨胀阀焊缝处，工件塞嘴用于封住汽车膨胀阀的下端，以免水气进入汽车膨胀阀内部，损坏内部精密元件与结构；

2)开启机器，工作转盘开始转动，并在控制系统的作用下，使工作转盘在工作台上每次转动45度，以使各个工位上的工序依次进行，红外感应器朝向预热工位上的工件支架，当红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，则向控制系统发出信号，工作转盘停止转动，同时火焰加热管升降台下降，火焰加热管点火，预热膨胀阀和焊料，使焊料初步熔化，当达到预设的加热时间后，停止加热，火焰加热管上升，回复原位；

3)工作转盘继续转动，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，高频加热机启动，高频加热管下降，加热膨胀阀和焊料，使焊料完全熔化，充满焊缝，达到预设的加热时间后，停止加热，高频加热管上升，回复原位；

4)工作转盘继续转动，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水冷水管开始喷水，使膨胀阀冷却，当达到预设的冷却时间时，水冷水管停止喷水，水冷水管朝向膨胀阀下部，此时膨胀阀上半部分刚刚焊接完毕，此时若整体激冷，会使膨胀阀焊接部分残余热应力甚至影响表面质量；

5)工作转盘继续转动，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，滑板驱动马达启动，推动滑板，使滑板上固定的刷子来回刷动，同时清洗水管喷水，清洗膨胀阀表面的杂质，当达到预设的清洗时间时，滑板驱动马达停止运转，清洗水管停止喷水；

6)工作转盘继续转动，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水洗水管开始喷水，彻底清洗膨胀阀，当达到预设的水洗时间时，水洗水管停止喷水；

7)焊接完成，取下膨胀阀。

本发明一次性完成焊接、冷却和清洗的工作。只需将工件和焊料放在准备工位上，启动开关，工作转盘转动，红外感应器感应到预热工位上有膨胀阀时，则依次进行预热、高频加热、水冷、清洗和水洗工序后，即可将膨胀阀取下。可在控制面板中单独设置各个工位的加工时间，只有当所有工位上的工序都完成时，工作转盘才会继续转动，以确保每个工序的依次进行。操作人员只需将待加工的膨胀阀和焊料放于准备工位上，将加工完成的膨胀阀从工位上取上即可。若当预热工位上没有膨胀阀，而其它工位上有膨胀阀时，则可手动开启装置完成焊接。整个机器为流水线生产，产品一致性好，焊接质量高且稳定，生产效率高，生产成本低，且不要求操作人员有高的技术水平，操作人员劳动强度低。

附图说明

图1为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的示意图；

图2为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的工件支架示意图；

图3为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的预热工位示意图；

图4为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的高频加热工位示意图；

图5为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的水冷工位示意图；

图6为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的清洗工位示意图；

图7为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的水洗工位示意图；

图8为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的清洗工位上滑板详细结构示意图；

图9为本发明汽车膨胀阀的多工位焊接装置的膨胀阀典型结构示意图。

图中，准备工位1、预热工位2、高频加热工位3、水冷工位4、清洗工位5、水洗工位6、工作台7、挡板8、工位转盘9、工件支架10、工件塞嘴11、火焰加热管12、火焰加热管升降台13、预热工位气缸14、火焰加热管升降支架15、红外感应器16、高频加热管17、高频加热管升降台18、高频加热管升降支架19、高频加热工位气缸20、水冷水管21、清洗水管22、刷子固定片23、刷子24、清洗水管固定架25、滑板26、连杆27、滑板驱动马达28、马达转盘29、马达固定架30、清洗工位固定架31、水洗水管32、水洗水管固定架33、工字型导轨34。

具体实施方式

如图1所示，汽车膨胀阀的多工位焊接装置包括准备工位1、预热工位2、高频加热工位3、水冷工位4、清洗工位5、水洗工位6、工作台7、挡板8、工位转盘9、工件支架10、工件塞嘴11、火焰加热管12、火焰加热管升降台13、预热工位气缸14、火焰加热管升降支架15、红外感应器16、高频加热管17、高频加热管升降台18、高频加热管升降支架19、高频加热工位气缸20、水冷水管21、清洗水管22、刷子固定片23、刷子24、清洗水管固定架25、滑板26、连杆27、滑板驱动马达28、马达转盘29、马达固定架30、清洗工位固定架31、水洗水管32、水洗水管固定架33；工作台7为整个机器的主体，工作转盘9可在工作台7上转动，挡板8固定于工作台7上，采用螺钉将八个工作支架10对称固定在工作转盘9上，工件塞嘴11安装于工作支架10中，火焰加热管12采用螺栓固定于火焰加热管升降台13上，火焰加热管升降台13安装于火焰加热管升降支架15的卡槽中，预热工位气缸与火焰加热管升降台13通过螺纹连接，火焰加热管升降支架15固定于工作台7上，红外感应器16固定于工作台上，朝向预热工位2上的工件支架10，高频加热管17穿过高频加热管升降台18，固定于其中，高频加热管升降台18安装于高频加热管升降支架19的卡槽中，高频加热管升降支架19固定于工作台7上，高频加热工位气缸20与高频加热管升降台18采用螺纹连接，水冷水管21穿过挡板8，固定于挡板8中，水管冲洗膨胀阀下部，上部刚焊接完毕，此时整体激冷，会有应力残留，或影响表面质量，清洗水管22安装于清洗水管固定架25中，以避免水流过急，造成水流方向偏转，刷子24通过刷子固定片23和螺栓固定于滑板26上，滑板26下部开有燕尾槽，滑板26安装于工字型导轨34上，工字型导轨34采用焊接方式固定于清洗工位固定架31上，连杆27通过中部有光杆的螺栓与滑板26相连接，连杆27通过头部有光杆的螺栓与马达转盘29相连接，以保证连杆可以转动，滑板驱动马达28与马达转盘29采用螺纹连接，滑板驱动马达28固定于马达固定架30中，马达固定架30采用焊接方式固定于清洗工位固定架31上，水洗水管32固定于水洗水管固定架33中，水洗水管32朝向水洗工位6上的膨胀阀。

如图2所示，工件塞嘴11的形状可根据汽车膨胀阀的下口的形状而改变，工件塞嘴11用于封住汽车膨胀阀的下端，以免水气进入汽车膨胀阀内部，损坏内部精密元件与结构；工件支架10的形状可根据汽车膨胀阀的形状而改变。

如图3所示，红外感应器16朝向预热工位2上的工件支架10，工作转盘9与机器马达相连，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则启动马达，转动工作转盘10，并在控制系统的作用下，使工作转盘10在工作台7上每次转动45度，使得各个工位上的工序依次进行。同时，火焰加热管12与点火机构及燃料罐相连，当红外感应器感应到预热工位2上的工件支架10上有膨胀阀时，则向控制系统发出信号，火焰加热管12向下运动，对工件支架10上的汽车膨胀阀进行加热，达到预定时间后，加热完毕，火焰加热管12向上运动，恢复原位。

如图4所示，高频加热管17为高频加热机的一部分，在控制系统的作用下，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则发出信号，高频加热机启动，高频加热管17下降，加热膨胀阀。

如图5所示，水冷水管21的出水由控制系统控制，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则发出信号，水泵开启，水冷水管21出水。

如图6所示，滑板驱动马达28由控制系统控制其运转，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则发出信号，启动滑板驱动马达28，从而带动滑板26运动，带动刷子24清洗汽车膨胀阀表面。

如图7所示，清洗水管22出水由由控制系统控制，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则发出信号，水泵开启，清洗水管22出水。

如图8所示，滑板26安装于工字型导轨34上，工字型导轨34采用焊接方式固定于清洗工位固定架31上，滑板驱动马达28带动滑板26在工字型导轨34上来回运动。

如图9所示，安放时，工件塞嘴11封住膨胀阀的下口，以免水汽进入膨胀阀，损坏内部的精密结构。

汽车膨胀阀的多工位焊接方法包括以下步骤：

1)将膨胀阀放在准备工位1的工件支架10上，并用工件塞嘴11封住膨胀阀的下口，将焊料放在膨胀阀焊缝处；

2)开启机器，工作转盘9开始转动，并在控制系统的作用下，使工作转盘9在工作台7上每次转动45度，以使各个工位上的工序依次进行，红外感应器16朝向预热工位2上的工件支架10，当红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，则向控制系统发出信号，工作转盘9停止转动，同时预热工位气缸14启动，火焰加热管升降台13下降，火焰加热管12点火，预热膨胀阀和焊料，使焊料初步熔化，当达到预设的预热时间后，停止加热，火焰加热管12上升，回复原位；

3)工作转盘9继续转动，红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，高频加热工位气缸20启动，高频加热管17下降，高频加热机启动，加热膨胀阀和焊料，使焊料完全熔化，充满焊缝，达到预设的加热时间后，停止加热，高频加热管17上升，回复原位；

4)工作转盘9继续转动，红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水冷水管21开始喷水，使膨胀阀冷却，当达到预设的冷却时间时，水冷水管21停止喷水；

5)工作转盘9继续转动，红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，滑板驱动马达28启动，推动滑板26，滑板26、连杆27和马达转盘29组成的曲柄滑块机构，使滑板26上固定的刷子24来回刷动，同时清洗水管22喷水，清洗膨胀阀表面的杂质，当达到预设的清洗时间时，滑板驱动马达28停止运转，清洗水管22停止喷水；

6)工作转盘9继续转动，红外感应器16感应到预热工位2上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水洗水管32开始喷水，彻底清洗膨胀阀，当达到预设的水洗时间时，水洗水管32停止喷水；

7)焊接完成，取下膨胀阀。

Claims (2)

1.一种汽车膨胀阀的多工位焊接装置，其特征在于包括准备工位(1)、预热工位(2)、高频加热工位(3)、水冷工位(4)、清洗工位(5)、水洗工位(6)、工作台(7)、挡板(8)、工作转盘(9)、工件支架(10)、工件塞嘴(11)、火焰加热管(12)、火焰加热管升降台(13)、预热工位气缸(14)、火焰加热管升降支架(15)、红外感应器(16)、高频加热管(17)、高频加热管升降台(18)、高频加热管升降支架(19)、高频加热工位气缸(20)、水冷水管(21)、清洗水管(22)、刷子固定片(23)、刷子(24)、清洗水管固定架(25)、滑板(26)、连杆(27)、滑板驱动马达(28)、马达转盘(29)、马达固定架(30)、清洗工位固定架(31)、水洗水管(32)和水洗水管固定架(33)；工作转盘(9)在工作台(7)上转动，挡板(8)固定于工作台(7)上，采用螺钉将八个工作支架(10)对称固定在工作转盘(9)上，工件塞嘴(11)安装于工作支架(10)中，火焰加热管(12)采用螺栓固定于火焰加热管升降台(13)上，火焰加热管升降台(13)安装于火焰加热管升降支架(15)的卡槽中，预热工位气缸(14)的推杆与火焰加热管升降台(13)固定，预热工位气缸(14)固定于工作台(7)上，火焰加热管升降支架(15)固定于工作台(7)上，红外感应器(16)固定于工作台上，朝向预热工位(2)上的工件支架(10)，高频加热管(17)穿过高频加热管升降台(18)，固定于其中，高频加热管升降台(18)安装于高频加热管升降支架(19)的卡槽中，高频加热管升降支架(19)固定于工作台(7)上，高频加热工位气缸(20)的推杆与高频加热管升降台(18)固定，高频加热工位气缸(20)固定于工作台(7)上，水冷水管(21)穿过挡板(8)，固定于挡板(8)中，清洗水管(22)安装于清洗水管固定架(25)中，刷子(24)通过刷子固定片(23)和螺栓固定于滑板(26)上，滑板(26)下部开有燕尾槽，滑板(26)安装于工字型导轨(34)上，工字型导轨(34)固定于清洗工位固定架(31)上，连杆(27)通过中部有光杆的螺栓与滑板(26)相连接，连杆(27)通过头部有光杆的螺栓与马达转盘(29)相连接，滑板驱动马达(28)与马达转盘(29)采用螺纹连接，滑板驱动马达(28)固定于马达固定架(30)中，马达固定架(30)采用焊接方式固定于清洗工位固定架(31)上，水洗水管(32)固定于水洗水管固定架(33)中，水洗水管(32)朝向水洗工位(6)上的工件。

2.一种根据权利要求1所述的汽车膨胀阀的多工位焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将膨胀阀放在准备工位(1)的工件支架(10)上，并用工件塞嘴(11)封住膨胀阀的下口，将焊料放在膨胀阀焊缝处；

2)开启机器，工作转盘(9)开始转动，并在控制系统的作用下，使工作转盘(9)在工作台(7)上每次转动45度，以使各个工位上的工序依次进行，红外感应器(16)朝向预热工位(2)上的工件支架(10)，当红外感应器(16)感应到预热工位(2)上有膨胀阀时，则向控制系统发出信号，工作转盘(9)停止转动，同时预热工位气缸(14)启动，火焰加热管升降台(13)下降，火焰加热管(12)点火，预热膨胀阀和焊料，使焊料初步熔化，当达到预设的预热时间后，停止加热，火焰加热管(12)上升，回复原位；

3)工作转盘(9)继续转动，红外感应器(16)感应到预热工位(2)上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，高频加热工位气缸(20)启动，高频加热管(17)下降，高频加热机启动，加热膨胀阀和焊料，使焊料完全熔化，充满焊缝，达到预设的加热时间后，停止加热，高频加热管(17)上升，回复原位；

4)工作转盘(9)继续转动，红外感应器(16)感应到预热工位(2)上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水冷水管(21)开始喷水，使膨胀阀冷却，当达到预设的冷却时间时，水冷水管(21)停止喷水；

5)工作转盘(9)继续转动，红外感应器(16)感应到预热工位(2)上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，滑板驱动马达(28)启动，推动滑板(26)，滑板(26)、连杆(27)和马达转盘(29)组成的曲柄滑块机构，使滑板(26)上固定的刷子(24)来回刷动，同时清洗水管(22)喷水，清洗膨胀阀表面的杂质，当达到预设的清洗时间时，滑板驱动马达(28)停止运转，清洗水管(22)停止喷水；

6)工作转盘(9)继续转动，红外感应器(16)感应到预热工位(2)上有膨胀阀时，向控制系统发出信号，水洗水管(32)开始喷水，彻底清洗膨胀阀，当达到预设的水洗时间时，水洗水管(32)停止喷水；

7)焊接完成，取下膨胀阀。

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