CN101987392B - 黄金手镯无焊料自动焊接机及焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种黄金手镯无焊料自动焊接机及焊接方法，其特征是：所述自动焊接机包括一套用来夹装被加工黄金手镯工件的可运动式夹装套件，一个用于控制和驱动该可运动式夹装套件作二维或三维运动的电动平台控制机(15)，以及一个用以输出和控制点焊高压脉冲的焊机三部分；所述的可运动式夹装套件包括电动平移台(13)、电动旋转台(12)、旋转托盘(6)和夹具(9)，焊头(10)通过悬臂设于夹具(9)的上方，焊机控制器(14)的输出端与焊头(10)相连接。本发明具有自动化程度高、能耗低、加工效率高、焊接牢固、对材料损耗少、不易变形等特点，满足黄金制造行业含金量达到国家标准的要求。

Description

黄金手镯无焊料自动焊接机及焊接方法

技术领域

本发明涉及首饰加工设备及加工方法，具体说是一种黄金手镯无焊料自动焊接机及焊接方法。

背景技术

随着消费者追求千足金保值增值消费观念的不断更新，进入品牌经营的专业金店，更加注重黄金饰品的成色即含金量，以进一步巩固并发展其品牌的知名度，因此黄金生产制造企业近年来纷纷加大技术研发和技术改造的投入力度，寄希望通过创新来改变黄金饰品几十年来的一些传统工艺，不断提高黄金饰品的整体综合成色及含金量，以达到国家颁布的金含量标准。其中，千足金封底手镯制造的技术难度要求是黄金饰品中较为复杂的一个产品。

传统黄金手镯在制造过程中，手镯内外弧圈面和底的连接，一直没有机器设备，而完全靠人工在面、底片边接处填上黄金焊粉(一般焊粉成色为92％金-95％金)然后用火枪将焊粉熔化，使手镯的面、底片相连接，从而形成空心封底的黄金手镯。这种传统的空心封底手镯的制造工艺，因受到焊粉黄金成色含量低和制造工人因技术参差不齐，而难以控制使用焊粉用量等缺陷的影响，造成了这种用传统工艺制造的空心封底手镯无法达到国家有关部门所规定的千足金含量所要求的纯度。

另一方面，手工焊接效率低，技术熟练程度要求高，高温加热使黄金手镯产生变形。成为黄金手镯加工工业的发展障碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种黄金手镯无焊料自动焊接机及焊接方法，可以有效解决上述黄金手镯加工过程中的问题，由于无焊粉，使黄金手镯的含金成色大幅提升，提高生产效率，降低故障率。

所述黄金手镯无焊料自动焊接机的特征是：所述自动焊接机包括一套用来夹装被加工黄金手镯工件的可运动式夹装套件，一个用于控制和驱动该可运动式夹装套件作二维或三维运动的电动平台控制机，以及一个用以输出和控制点焊高压脉冲的焊机三部分；所述的可运动式夹装套件包括电动平移台、电动旋转台、旋转托盘和夹具，电动平移台作为底座，其上设置有电动旋转台，电动旋转台上端的旋转托盘上嵌有夹具；焊头通过悬臂设于夹具的上方，焊机控制器的输出端与焊头相连接。

作为上述焊接机的优化实施方案，所述电动平移台的上端平台与横向、纵向和竖向的控制台级联，带有手动位置控制手柄和电动控制机构。

所述焊机控制器内的脉冲变压器与继电器串联，继电器的触点开关一端与稳压电源输出端相连，另一端与脉冲发生器相连。

所述电动旋转台通过电机与电动平台控制机连接且作为电动平台控制机的执行机构之一，电动旋转台的顶端还设置有由步进电机控制的转盘。

所述电动旋转台的下部带有水平移出机构，水平移出机构的平移动作通过电机受电动平台控制机的控制。

所述电动平台控制机以PLC或者计算机为核心，带有人工操作和显示屏。

所述旋转托盘与转盘固定连接，旋转托盘的上端一周固定有多个可伸缩的调节杆。

所述旋转托盘上端中心带有一个托盘轴，托盘轴外套有夹具。

所述夹具由多个圆弧形活动块、嵌在所有活动块外侧的夹具箍、活动块内的夹具底座和夹具底座上的夹具内衬构成，在夹具底座和活动块之间有连接杆和套在连接杆外的弹簧相连接。

本发明具有自动化程度高、能耗低、加工效率高、焊接牢固、对材料损耗少、不易变形等特点，满足黄金制造行业含金量达到国家标准的要求，最大限度提高工效降低制造损耗、降低人力资源成本、实现产品标准化。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图，

图2是旋转托盘结构示意图主视图，

图3是载有夹具的旋转托盘，

图4是夹具结构示意图主视图，

图5是图4的俯视图，

图6是电焊机控制器实施例的电路图。

图中：1-夹具底座，2-弹簧，3-夹具内衬，4-活动块，5-夹具箍，6-旋转托盘，7-调节杆，8-托盘轴，9-夹具，10-焊头，11-转盘，12-电动旋转台，13-电动平移台，14-焊机控制器，15-电动平台控制机，16-水平移出机构，17-继电器，18-脉冲变压器，19-调整电路，20-稳压电源输出端，21-焊头输出接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：如图1中所示黄金手镯无焊料自动焊接机，包括一套用来夹装被加工黄金手镯工件的可运动式夹装套件，一个用于控制和驱动该可运动式夹装套件作二维或三维运动的电动平台控制机15，以及一个用以输出和控制点焊高压脉冲的焊机三部分；所述的可运动式夹装套件包括电动平移台13、电动旋转台12、旋转托盘6和夹具9，电动平移台13作为底座，其上设置有电动旋转台12，电动旋转台12上端的旋转托盘6上嵌有夹具9；焊头10通过悬臂设于夹具9的上方，焊机控制器14的输出端与焊头10相连接。

作为上述焊接机的有如下优化实施方案：所述电动平移台13的上端平台与横向、纵向和竖向的控制台级联，带有手动位置控制手柄和电动控制机构。使电动平移台13可以三维定位在任一个点上。

如图6所示，所述焊机控制器14内的脉冲变压器18与继电器17串联，继电器17的触点开关一端与稳压电源输出端20相连，另一端与调整电路19相连。这样的电路设计结构使得功率器件在放电的间歇停止电源供电，大为降低了电力消耗和系统发热，使整个系统可以长时间连续运行。

如图6所示，电源通过变压器T1产生两路电压，一路110V，另一路18V，分别经过整流后变为直流，110V电源经过R1给电容组C1充电，经过并联双向二极管的限幅保护连接到焊头输出接口21的一端，焊头输出接口21的另一端与脉冲变压器18和场效应管Q2、Q3串联。18V电源经过稳压后经过继电器17的触点开关给调整电路19供电，继电器17的线包与脉冲变压器18和场效应管Q1串联。场效应管Q1的栅极通过可控硅Q6接地，可控硅Q6的门极又从场效应管Q1的放电电流中获得电压，使得场效应管Q1在大电流导通之后自动关闭，继电器17的线包因此间歇得电，调整电路19间歇供电，同时并联的场效应管Q2、Q3间断导通使焊头10自动间歇放电形成间歇放电电弧脉冲。使整个焊机和控制器减小了发热量，便于连续运行。利用大容量充电电容在焊头10的超短时间放电，在工件上产生的瞬间电弧熔化金属电极，该微细体积金属被过渡到焊接部位的基材表面并与同样熔融的工作表层金属实现冶金结合，从而使工件表面性能得到熔接。

在图1中，所述电动旋转台12通过电机与电动平台控制机15连接且作为电动平台控制机15的执行机构之一，电动旋转台12的顶端还设置有由步进电机控制的转盘11。转盘11受到步进电机的精确控制，使转盘11的间歇旋转与脉冲点焊同步，在焊机的焊头10放电的间隙控制转盘11和与之相连的夹具9精确旋转一个角度，然后焊机放电焊接下一个焊点，直至转盘11旋转360度完成手镯一侧的焊接。

所述电动旋转台12的下部带有水平移出机构16，水平移出机构16的平移动作通过电机受电动平台控制机15的控制。水平移出机构16的作用在于移出转盘11和夹具9，便于手镯的装卸。

所述电动平台控制机15以PLC或者计算机为核心，带有人工操作和显示屏。整个运行过程连续自动完成。

从图1、2、3中可见，所述旋转托盘6与转盘11固定连接，旋转托盘6的上端一周固定有多个可伸缩的调节杆7。调节杆7的作用在于将嵌于夹具9中的手镯施以适当的外力夹住手镯，使之不会在转台旋转过程中移动位置。

所述旋转托盘6上端中心带有一个托盘轴8，托盘轴8外套有夹具9。

如图4、5所示，所述夹具9由多个圆弧形活动块4、嵌在所有活动块4外侧的夹具箍5、活动块4内的夹具底座1和夹具底座1上的夹具内衬3构成，在夹具底座1和活动块4之间有连接杆和套在连接杆外的弹簧2相连接。

焊接平台的框架采用全金属轻质钢结构，连接部分采用高强度螺栓作为连接件，使设备在旋转焊接过程中保持牢固及稳定，确保机器旋转运动过程中的精度。自动控制柜采用塑钢框架和侧板面，分格承台为钢化玻璃，既防尘、防火、防潮、防爆裂，又美观易于安装、维修。使整机具有较好的牢固性、稳定性及较长的使用寿命。

无焊料黄金手镯自动焊接机的电动旋转台12和控制柜之间由控制线缆连接，便于拆卸、安装、维修。由于所用材料均为轻质材料制造，移动灵活，而且整机占地面积不足1平方米，可用最少的地面和空间，最大限度节约了资源。

采用螺杆旋转升降系统，工作台面实现平衡升降幅度可达300mm以上，使焊接工件能平稳达到并保持焊接器所要求的距离。为了使手镯在360°被均衡地焊接成型，采用了电动旋转台12与防尘型电动平移台13，在具体使用时，将配备分度盘的旋转托盘6安装在其工作台面上，再将手环夹具9安装在旋转托盘6上。这样，将需要被焊接的手镯固定在手环夹具9上，经过电动旋转360°的自动焊接(反面重复上述程序)，黄金手镯内外弧圈的焊接即完成，一个手镯焊接全过程仅只需5分钟。

自动控制柜是无焊料黄金手镯自动焊接机设备的电气控制部分，自动控制柜包括焊接系统和焊台控制系统两部分。焊接系统主要是焊机控制器14，焊台控制系统包括电动平台控制机15，电动平移台13和电动旋转台12可能使用分离的控制器也可能使用集成一体的控制器。

整个工作过程及焊接方法如下：

①、操作人员首先将手镯的内外弧圈片安装在手环夹具旋转托盘6上，将焊接器连接的焊头10通过电动平移台13的螺杆升降至与加工工件约5毫米距离，并使焊头的电极尖与加工件的接触角成90°，然后按下运行钮，通过焊台控制系统发出电动旋转360°焊接的指令。

②、当操作人员启动控制系统工作时，电动平台控制机15的PLC向驱动器发出旋转角度命令，步进电机执行动作后，系统停止200ms，使步进电机有足够时间稳定。然后操作焊接器的命令触点动作，吸合后200ms断开，停顿“间隔时间”，如此交替反复，直到完成指定步数，自动焊接即完成指定任务。

③、当按①和②操作程序进行后，手镯弧面上部分的焊接工作即完成，然后操作人员在按下焊接器停止键后，按下控制按钮将旋转托盘6移出，松开手环夹具9，将手镯反面再装上夹具9，进行另一面的焊接，其步骤同上。

Claims (7)

1.一种黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述自动焊接机包括一套用来夹装被加工黄金手镯工件的可运动式夹装套件，一个用于控制和驱动该可运动式夹装套件作二维或三维运动的电动平台控制机(15)，以及一个用以输出和控制点焊高压脉冲的焊机三部分；所述的可运动式夹装套件包括电动平移台(13)、电动旋转台(12)、旋转托盘(6)和夹具(9)，电动平移台(13)作为底座，其上设置有电动旋转台(12)，电动旋转台(12)上端的旋转托盘(6)上嵌有夹具(9)；其中，电动旋转台(12)通过电机与电动平台控制机(15)连接且作为电动平台控制机(15)的执行机构之一，电动旋转台(12)的顶端还设置有由步进电机控制的转盘(11)；所述旋转托盘(6)与转盘(11)固定连接，旋转托盘(6)的上端一周固定有多个可伸缩的调节杆(7)；焊头(10)通过悬臂设于夹具(9)的上方，焊机控制器(14)的输出端与焊头(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述电动平移台(13)的上端平台与横向、纵向和竖向的电动平台级联，带有手动位置控制手柄和电动控制机构。

3.根据权利要求1所述的黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述焊机控制器(14)内的脉冲变压器(18)与继电器(17)串联，继电器(17)的触点开关一端与稳压电源输出端(20)相连，另一端与脉冲发生器(19)相连。

4.根据权利要求1所述的黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述电动旋转台(12)的下部带有水平移出机构(16)，水平移出机构(16)的平移动作通过电机受电动平台控制机(15)的控制。

5.根据权利要求4所述的黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述电动平台控制机(15)以PLC或者计算机为核心，带有显示屏。

6.根据权利要求1所述的黄金手镯无焊料自动焊接机，其特征是：所述夹具(9)由多个圆弧形活动块(4)、嵌在所有活动块(4)外侧的夹具箍(5)、活动块(4)内的夹具底座(1)和夹具底座(1)上的夹具内衬(3)构成，在夹具底座(1)和活动块(4)之间有连接杆和套在连接杆外的弹簧(2)相连接。

7.采用权利要求1所述黄金手镯无焊料自动焊接机的焊接方法：其步骤是：

①、首先将手镯的内外弧圈片安装在旋转托盘(6)上，将焊接机连接的焊头(10)通过电动平移台(13)的螺杆升降至与加工工件约5毫米距离，并使焊头的电极尖与加工工件的接触角成90°，然后按下运行钮，通过焊台控制系统发出电动旋转360°焊接的指令；

②、启动控制系统工作时，电动平台控制机(15)的PLC向驱动器发出旋转角度命令，步进电机执行动作后，系统停止200ms，使步进电机有足够时间稳定，然后操作焊接机的命令触点动作，吸合后200ms断开，停顿间隔时间，如此交替反复，直到完成指定步数，自动焊接即完成指定任务；

③、按步骤①和②操作程序进行后，手镯弧面上部分的焊接工作完成，然后操作人员在按下焊接机停止键后，按下控制按钮将旋转托盘(6)移出，松开夹具(9)，将手镯反面再装上夹具(9)，进行另一面的焊接，其步骤同上。

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