CN104384665B - 一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，包括夹具导套、底座和立柱，立柱上设置有高度能升降的水平横杆，水平横杆的另一端通过若干根弹簧连接有垂直杆，垂直杆能从夹具导套的内腔中穿过，垂直杆上还设置有角度传感器。上述结构后，上述垂直杆能自由穿过夹具导套，由于水平横杆与垂直杆之间通过弹簧连接，故垂直杆能与夹具导套内腔保持一致。当垂直杆完全插入夹具导套内后，垂直杆与水平横杆所呈的夹角即为夹具导套与焊接工件表面所呈的夹角。上述角度传感器能自动检测垂直杆与水平横杆所呈夹角，也即测试了夹具导套与焊接工件表面所呈夹角，从而检测准确、精度高，整个检测过程可全部自动操作，检测效率高。

Description

一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置

技术领域

本发明涉及汽车制造中所使用的一种螺柱焊接检验装置，特别是一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置。

背景技术

螺柱焊（stud welding）是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。具体是将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。

螺柱焊由于具有如下优点：

1.非常节省时间和成本，从而具有良好的经济性。对于批量生产的工件，在很短的焊接时间（3-980ms）内可打到8-40个/min（根据不同直径螺柱和不同焊接功率）。而自动送料螺柱焊机可以达到60个/min的超高效率。标准的螺柱是低成本的。螺柱焊设备和焊枪具有多种类型，设备的购置费用相对较低。根据产品，可以制成多工位自动焊机，或高精度龙门式数控自动焊机。螺柱焊具有较高的质量再现率和较小的废品率。

2.所有螺柱焊的结构不用钻孔，冲孔，车螺纹，铆接，拧螺纹和精整等步骤。由于焊接的结构不需要钻孔，故不会造成泄漏。

3.具有能不断扩展结构设计的应用潜力。螺柱焊的工件必须是从一侧焊接。能在全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。

4.在螺柱焊时，起焊接过程是短时间，大电流和较小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。如对于使用陶瓷环拉弧螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到1mm。电容放电拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而储能式螺柱可以到0.5mm。由于是短时间焊接且焊后很少变形，故不需要修整。螺柱焊的接头可以达到很高的强度，即螺柱焊的接头强度大于螺柱本身强度。在镀层或高合金板材焊接后，背面没有印痕。

由于螺柱焊具有上述诸多的好处，故螺柱焊的使用越来越受到重视。目前，在汽车制造的焊接工艺中，螺柱焊已得到普遍应用。螺柱焊的应用也正在扩大范围，其焊接质量将直接影响总装装配的装配质量。一方面，如果焊接的位置发生偏差或螺柱偏斜将会导致装配件难以装入，即使装入也会产生附加应力，产品通过用户使用一段时间后，其应力释放后将会导致螺柱松动或装配件变形等一系列问题。另一方面，如果螺柱焊接的强度不够，这样很可能导致总装装配过程螺柱断落，由此带来大量的返工问题。

上述两方面的问题都会影响整车质量。由此可见，螺柱焊的焊接质量非常重要。螺柱对工件焊接表面的垂直度是影响焊接质量的一个重要因素。造成螺柱偏斜的原因有两个：一是焊枪内螺柱夹偏斜；二是夹具导套偏斜(导套中心线与工件焊接表面不垂直)。螺柱夹偏斜可以通过日常的焊枪维护来保证，但是夹具导套偏斜只能靠目视检测，很难保证螺柱对工件的垂直。人工目视检测，检测精度低，检测效率低且很容易发生漏检。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种检测精度高和检测效率高的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，包括固定设置于焊点外侧的夹具导套、底座和固定设置于底座上的立柱，该立柱上设置有高度能升降的水平横杆，水平横杆的另一端通过若干根弹簧连接有垂直杆，垂直杆能从夹具导套的内腔中穿过，垂直杆的长度大于夹具导套的高度，垂直杆上还设置有能检测垂直杆与水平横杆两者之间所呈角度的角度传感器。

所述垂直杆的外径与夹具导套的内径相等。

所述垂直杆的底部设置有压力传感器。

所述垂直杆上设置有刻度值。

所述弹簧有两根。

所述水平横杆的高度升降由设置于底座内的电机驱动。

所述水平横杆的高度升降由设置于立柱顶部的气缸驱动。

所述水平横杆上还设置有高度传感器。

本发明采用上述结构后，上述垂直杆在水平横杆高度的升降下，能自由穿过夹具导套，由于水平横杆与垂直杆之间通过弹簧连接，故垂直杆能与夹具导套内腔始终保持一致。当垂直杆完全插入夹具导套内后，垂直杆与水平横杆所呈的夹角即为夹具导套与焊接工件焊接表面所呈的夹角。上述角度传感器能自动检测垂直杆与水平横杆所呈的夹角，也即间接测试了夹具导套与焊接工件焊接表面所呈的夹角，从而检测准确、检测精度高，整个检测过程可全部自动操作，从而检测效率高。

附图说明

图1是本发明一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置在夹具导套未发生偏斜时检测的结构示意图；

图2是本发明一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置在夹具导套已发生偏斜时检测的结构示意图。

其中有：1.夹具导套；2.焊接表面；3.焊点；4.底座；5.立柱；6.水平横杆；7.垂直杆；8.弹簧；9.角度传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外。

本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

下面以待焊接工件为板件为例，对本实施例进行说明。

如图1和图2所示，一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，包括固定设置于焊点3外侧的夹具导套1、底座4和固定设置于底座4上的立柱5，该立柱5上设置有高度能升降的水平横杆6。水平横杆6的高度升降可以由设置于底座4内的电机驱动，也可以由设置于立柱5顶部的气缸所驱动。

上述水平横杆6的另一端通过若干根弹簧8连接有垂直杆7，优选为2根弹簧8。弹簧8的弹力设置，以垂直杆7自由状态（也即未与夹具导套1接触时），垂直杆7与水平横杆6呈90°为宜。

上述垂直杆7能从夹具导套1的内腔中穿过，垂直杆7的长度大于夹具导套1的高度，这样，能够保证夹具导套1全部套装在垂直杆7的外侧。

另外，垂直杆7的外径优选与夹具导套1的内径相等，这样，夹具导套1能对垂直杆7起到导向作用，从而使垂直杆7与夹具导套1内腔轴线保持一致。

进一步，垂直杆7上还设置有能检测垂直杆7与水平横杆6两者之间所呈角度的角度传感器9。

当上述垂直杆7完全插入夹具导套1内后，垂直杆7与水平横杆6所呈的夹角即为夹具导套1与焊接工件的焊接表面2所呈的夹角。上述角度传感器9能自动检测垂直杆7与水平横杆6所呈的夹角，也即间接测试了夹具导套1与焊接工件焊接表面2所呈的夹角。

作为进一步改进，上述垂直杆7的底部设置有压力传感器，该压力传感器能自动检测垂直杆7底部所承受的压力，从而能够检测垂直杆7底部是否与焊接工件的焊点3接触。

另外，垂直杆7上设置有刻度值。这样，当夹具导套1的内腔轴线偏斜角度过大时，垂直杆7将不能完全套入夹具导套1的内腔内并与焊点3接触，但压力传感器仍能够检测到压力，这时可通过刻度值判定，垂直杆7是否完全伸入夹具导套1内。

同时，上述水平横杆6上还设置有高度传感器，该高度传感器能自动检测夹具导套1的高度，从而能使水平横杆6自动下降至所检测的高度值，不需人工测量。

使用时，由于待焊接工件为板件，所以焊接表面2为一个水平平面，先将夹具导套1用夹具固定在焊点3的外侧，再将底座4放置在焊接表面2上，使垂直杆7的底部轴线与夹具导套1的内腔轴线相一致。然后，驱动水平横杆6下降，当垂直杆7与焊点3接触后，此时，角度传感器9所显示的角度值即为夹具导套1与焊接工件焊接表面2所呈的夹角。从而检测准确、检测精度高，整个检测过程均全部自动操作，检测效率高。

另外，当待焊接工件为管件时，只需将底座4放置在焊接表面2一侧的基准面上即可。

Claims (7)

1.一种螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，包括固定设置于焊点（3）外侧的夹具导套（1），其特征在于：还包括底座（4）和固定设置于底座（4）上的立柱（5），该立柱（5）上设置有高度能升降的水平横杆（6），水平横杆（6）的另一端通过若干根弹簧（8）连接有垂直杆（7），垂直杆（7）能从夹具导套（1）的内腔中穿过，垂直杆（7）的长度大于夹具导套（1）的高度，垂直杆（7）上还设置有能检测垂直杆（7）与水平横杆（6）两者之间所呈角度的角度传感器（9）；所述垂直杆（7）的外径与夹具导套（1）的内径相等。

2.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述垂直杆（7）的底部设置有压力传感器。

3.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述垂直杆（7）上设置有刻度值。

4.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述弹簧（8）有两根。

5.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述水平横杆（6）的高度升降由设置于底座（4）内的电机驱动。

6.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述水平横杆（6）的高度升降由设置于立柱（5）顶部的气缸驱动。

7.根据权利要求1所述的螺柱焊夹具导套角度自动检测装置，其特征在于：所述水平横杆（6）上还设置有高度传感器。