CN103358002A

CN103358002A - 用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法

Info

Publication number: CN103358002A
Application number: CN2013102562530A
Authority: CN
Inventors: 马科斯·罗什; 秦义; 盛中华
Original assignee: Auto Kabel Management GmbH
Current assignee: Auto Kabel Management GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: CN103358002B

Abstract

用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法，包括：电阻焊机，限位器，上电极，下电极，左夹爪，右夹爪，上电极、下电极、左夹爪和右夹爪相互配合将扁平编织铜带端面预压成近似圆形；上电极和下电极优选为钨铜合金；还包括夹持工具、PLC控制器，气缸、放线操作平台。使用本发明提供的电阻焊设备和方法，焊接时扁平编织铜带预先被压成近似圆形，然后通过电极放电进行焊接，焊接后的编织带铜丝不会损坏。同时，焊接后铜丝被焊成一体呈近似圆形，再跟圆形铜端子接头压紧后，接触电阻可忽略不计，保证了纯电动汽车的安全行驶。

Description

用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法

技术领域

本发明涉及电阻焊技术领域，特别涉及一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法。

背景技术

目前，随着节能环保的深入人心，纯电动车作为绿色的交通工具已经进入了实用阶段，然而，纯电动汽车在发展的过程中，也面临着一系列的技术难题。比如在纯电动车行业，为了适应电动车的特殊布局结构，对布线要求很高，扁平编织铜带得到了大量应用，然而，扁平编织铜带和铜端子接头的连接技术还存在很多局限，特别是扁平编织铜带和圆形铜端子接头的连接技术更是长期困扰着业内人员。

现有技术中通常做法是手工将扁平编织铜带挤压成圆形后插入端子内孔后再机械压紧，该连接方法中，机械压紧的编织铜带内的铜丝松散，局部铜丝很容易损坏，接触电阻较大，并且承受拉力较小，应用在大电流的电动汽车上隐患很大，使用时间越长，安全隐患越大。此外，由于操作工的熟练程度不同，产品质量很不稳定，造成生产成本增加，不能满足电动汽车不断提高的发展要求。

如果采用电阻焊技术，目前电阻焊机的2个电极通常是平面结构，很难把扁平编织铜带焊成圆形。此外，由于电阻焊接电极需要承受高温高压，很容易损坏，寿命短价格高。采用普通电极材料，焊接次数基本上在几十次到几百次之间，不能满足正常生产需要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，包括：电阻焊机，限位器，上电极，下电极，左夹爪，右夹爪，其中，

所述上电极和下电极分别安装在电阻焊机的电极座上；

所述左夹爪和右夹爪分别安装在移动座上，所述移动座与所述电阻焊机之间设置绝缘块；

所述限位器在所述上电极和下电极之间水平移动，用于限定所述扁平编织铜带端部的位置；

所述上电极的下接触面、所述下电极的上接触面设置为圆弧状；

所述上电极可上下移动；所述左夹爪和右夹爪可左右移动；

所述上电极、下电极、左夹爪和右夹爪相互配合将扁平编织铜带端面预压成近似圆形。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，所述上电极和下电极优选为钨铜合金。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，还包括夹持工具，用于固定所述扁平编织铜带的位置；所述夹持工具具有上下两个夹块。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，所述电阻焊机上设有平台，所述平台上设有横向移动导轨，所述移动座在所述横向移动导轨上移动。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，还包括：气缸和用于控制气缸的PLC控制器，其中，所述气缸包括用于带动所述限位器移动的第一气缸，用于带动所述夹持工具移动的第二气缸，用于带动所述左夹爪和右夹爪移动的第三气缸，用于带动所述上电极移动的第四气缸。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，所述第二气缸为手指气缸，用于控制所述夹持工具夹块的移动和开合；所述手指气缸安装在气缸座上，所述气缸座在所述横向移动导轨上移动。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备中，还包括放线操作平台。

本发明的另一方面，还提供一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：提供一种如权利要求1-8任一项所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备；

步骤2：将所述限位器移动至上电极和下电极之间适当的位置；

步骤3：将扁平编织铜带穿过放线操作平台，向前移动，使其端部进入上电极和下电极之间，直至抵靠限位器；

步骤4：操作启动按钮；

步骤5：PLC控制器控制第二气缸将夹持工具向右移动，使扁平编织铜带处于夹持工具的两个夹块之间的位置，PLC控制器控制第二气缸带动夹持工具的两个夹块夹住扁平编织铜带；

步骤6：PLC控制器控制第三气缸带动左夹爪和右夹爪，向扁平编织铜线端部慢慢靠近，直到左夹爪和右夹爪之间的距离略大于上电极和下电极的宽度；将扁平编织铜线端部左右两侧夹紧；

步骤7：PLC控制器控制第一气缸将限位器拉回；

步骤8：PLC控制器控制第四气缸带动上电极向下压紧扁平编织铜带端部，扁平编织铜带端部被预压成近似圆形；

步骤9：开启电阻焊机，上电极和下电极同时放电，将所述扁平编织铜带端部焊接成近似圆形；

步骤10：PLC控制器控制所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸各自复位至初始状态。

进一步地，在上述用于焊接扁平编织铜带端部的方法中，所述步骤8中，预压时间为280ms；所述步骤9中，电阻焊机焊接电流设置为20KA-44KA，焊接时间为15ms。

本发明提供的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备及方法中，通过把电极接触面设计成弧形，并增加左右夹爪，焊接时扁平编织铜带预先被压成近似圆形，然后通过电极放电进行焊接，经过这样焊接技术处理后，编织带铜丝不会损坏。同时，由于电阻焊接后，铜丝被焊成一体，扁平编织铜带端部被加工成近似圆形，再跟圆形铜端子接头压紧后，接触电阻可忽略不计，保证了纯电动汽车的安全行驶。本发明不需要辅助的焊丝之类的材料，操作简单，生产效率高，焊接质量稳定。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备的部分示意图；

图2为本发明一实施例提供的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备的整体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示为本实施例提供的一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，包括：电阻焊机（图1未示出），限位器1，上电极21，下电极22，左夹爪31，右夹爪32，其中，所述上电极和下电极分别安装在电阻焊机的电极座上；所述左夹爪和右夹爪分别安装在移动座上，所述移动座与所述电阻焊机之间设置绝缘块；限位器1在所述上电极21和下电极22之间水平移动，用于限定所述扁平编织铜带端部的位置；上电极21的下接触面、下电极22的上接触面设置为圆弧状；上电极21可上下移动；左夹爪31和右夹爪32可左右移动；上电极21、下电极22、左夹爪31和右夹爪32相互配合可将扁平编织铜带端面预压成近似圆形。

在本实施例中的上电极和下电极优选采用钨铜合金。电极采用钨铜合金材质，寿命远远超过普通的焊接电极。钨铜合金电极综合了钨和铜的优点,耐高温、耐电弧烧蚀、强度高、导热性好、易于切削加工，并具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特点，特别适合应用在本发明中，通过加工成如图所示的弧形后，寿命得到了有效保障。特别优选地，采用钨铜牌号w80的合金材料作为电极，在焊接50平方毫米的扁平编织铜带时，能够保证5000次以上的放电焊接，使用寿命不低于普通材料做成的平面电极。而且焊接后形成的圆形端面，很方便被圆形铜端子接头压紧，50平方毫米的扁平编织铜带和接头的拉脱力能够达到7000N以上，而采用传统加工方法（手工将扁平编织铜带挤压成圆形后插入端子内孔，然后再机械压紧）的拉脱力只能达到5000N。

图1所示实施例中，上电极21和下电极22分别安装在电阻焊机的电极座211、221上；左夹爪31和右夹爪32分别安装在移动座321上，所述移动座321与所述电阻焊机之间设置绝缘块5。还包括夹持工具4，用于固定所述扁平编织铜带的位置；所述夹持工具4具有上下两个夹块。

上述实施例中，还包括：气缸和用于控制气缸的PLC控制器，；气缸包括用于带动所述限位器移动的第一气缸，用于带动所述夹持工具移动的第二气缸41，用于带动所述左夹爪和右夹爪移动的第三气缸，用于带动所述上电极移动的第四气缸。第二气缸为手指气缸，用于控制所述夹持工具夹块的移动和开合；手指气缸安装在气缸座411上，气缸座在横向移动导轨上移动。

如图2所示，本发明实施例提供的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，还包括电阻焊机7，电源由电阻焊机7提供。电阻焊机7上设有平台71，平台上设有横向移动导轨，所述移动座在所述横向移动导轨上移动。

上述实施例中，还包括放线操作平台6。

本发明的另一方面提供一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊方法，包括下述步骤：

步骤1：提供一种如上所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备；

步骤4：操作启动按钮；

步骤7：PLC控制器控制第一气缸将限位器拉回；

典型地，针对50平方毫米的扁平编织铜带，焊接过程如下：焊接的时候，操作人员把扁平编织铜带通过放线的平台，向前移动，前端慢慢进入电极之间，碰到限位器后，此时操作启动按钮，PLC控制器发出信号，夹具移动气缸推动配置在电极前的气爪手指气缸向中间移动，根据PLC预先设置，移动到位后，此时编织铜带处于电线夹具（夹持工具）的两个夹块之间，PLC发出信号，手指气缸（气爪）上的电线夹具将编织铜线固定住。根据延时设定，PLC控制两端的气缸带动两侧夹具（夹爪），将编织铜线左右慢慢夹紧，直到两侧夹具之间的距离略大于上下电极的宽度（方便上电极下压进入两侧夹具之间，配合下电极把扁平铜带压成近似圆形），这时限位器被气缸拉回，电极气缸带动上电极向下压紧扁平编织铜带，此时铜带被压缩成近似圆形，预压时间280ms，上下电极放电，并施加电流，电流大小为20KA～44KA,作用时间为15ms，利用电流流经编织铜线的接触面产生的电阻热效应将其融化到预设的形状，维持30ms。然后上电极气缸，两侧带动夹爪移动的气缸，夹爪手指气缸（第二气缸）及带动气缸座移动的气缸，限位气缸（第一气缸），控制左夹爪和右夹爪的第三气缸会依次复位至初始状态，取出焊接好的编织带，即可进行下一次循环操作。

总体上说，本发明主要由电阻焊机和自动工装夹具组成。电阻焊机主要提供和设置焊接所需要使用的电流，自动工装夹具辅助完成整个焊接操作。自动工装夹具主要由限位器，上下两个电极，左右两个夹爪，夹持工具（电线夹具），放线平台，动力执行元件气缸和电气控制元件PLC组成。限位器与气缸相连，可实现限位器的前后移动。电极上下对称安装在电极上并连接电源，上电极座与气缸相连实现上下移动。两夹爪左右对称安装在两移动座上，两移动座上通过绝缘块和机身固定，避免了电极通过移动座和机身短路。移动座通过与气缸在直线导轨上移动，最终实现夹爪的左右移动。电线夹具安装在气爪手指气缸上，气爪手指气缸安装在气缸座上，气缸座在直线导轨上，受对应的气缸驱动左右移动，最终实现电线夹具的左右移动和张合（气爪手指气缸）。在自动工装夹具正前方设有放线操作平台。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，包括：电阻焊机，限位器，上电极，下电极，左夹爪，右夹爪，其中，

所述上电极和下电极分别安装在电阻焊机的电极座上；

所述上电极可上下移动；所述左夹爪和右夹爪可左右移动；

2.根据权利要求1所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，所述上电极和下电极为钨铜合金。

3.根据权利要求2所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，还包括夹持工具，用于固定所述扁平编织铜带的位置；所述夹持工具具有上下两个夹块。

4.根据权利要求3所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，所述电阻焊机上设有平台，所述平台上设有横向移动导轨，所述移动座在所述横向移动导轨上移动。

5.根据权利要求4所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，还包括：气缸和用于控制气缸的PLC控制器，其中，所述气缸包括用于带动所述限位器移动的第一气缸，用于带动所述夹持工具移动的第二气缸，用于带动所述左夹爪和右夹爪移动的第三气缸，用于带动所述上电极移动的第四气缸。

6.根据权利要求5所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，所述第二气缸为手指气缸，用于控制所述夹持工具夹块的移动和开合；所述手指气缸安装在气缸座上，所述气缸座在所述横向移动导轨上移动。

7.根据权利要求6所述的用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊设备，其特征在于，还包括放线操作平台。

8.一种用于焊接扁平编织铜带端部的电阻焊方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤4：操作启动按钮；

步骤7：PLC控制器控制第一气缸将限位器拉回；

9.根据权利要求8所述的用于焊接扁平编织铜带端部的方法，其特征在于，所述步骤8中，预压时间为280ms；所述步骤9中，电阻焊机焊接电流设置为20KA至44KA，焊接时间为15ms。