CN104741763B - 带有浮动装置的电阻焊接机及其电阻焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有浮动装置的电阻焊接机，包括：管件定位装置、上电极、下电极、驱动所述上电极上下运动的焊接气缸和浮动装置；浮动装置包括竖直设置的浮动气缸和配套的气路系统；浮动气缸为双动气缸，其缸体设有上气口和下气口；气路系统与所述浮动气缸的上气口和下气口连接；在焊接时，浮动气缸的活塞上方的内腔和活塞下方的内腔均充有压缩空气，使得所述管件定位装置处于悬浮状态。同现有技术相比较，本发明带有浮动装置的电阻焊接机由于管件定位装置处于悬浮状态，管件在熔化的瞬间也随上电极一同下降，使得管件与接头进一步压紧。

Description

带有浮动装置的电阻焊接机及其电阻焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接管件与接头的带有浮动装置的电阻焊接机。

背景技术

电阻焊是将焊件组合后通过电极施加压力压紧，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热效应，将工件加热到熔化或塑性状态，并在压力下冷却凝固以实现金属工件结合的焊接方法。电阻焊不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氢等焊接材料，焊接成本低；焊件热冲击区域小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序，因此电阻焊在现代工业中得到广泛使用。

现有技术的焊接管件的电阻焊接机一般都包括上电极、下电极、驱动上下电极压紧的焊接气缸和管件定位装置，管件定位装置将管件和接头定位组合后，焊接气缸驱动上下电极压紧管件和接头进行焊接。现有的焊接管件的电阻焊接机在实际使用过程中，因为管件无法在熔化的瞬间也随上电极一同下降，使得管件与接头无法进一步压紧，导致虚焊、假焊、“炸火”等问题，使焊接产品质量差、次品率高；此外，由于管件无法在熔化的瞬间也随上电极下降，上下电极施加的压力也会造成管件和管件定位装置的变形或其他损害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种焊接管件时能使管件在熔化的瞬间也随上电极下降的带有浮动装置的电阻焊机。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种带有浮动装置的电阻焊接机，包括：管件定位装置、上电极、下电极和驱动所述上电极上下运动的焊接气缸；所述焊接气缸驱动上电极向下压紧管件和接头并通电进行焊接，还包括作用在所述管件定位装置的浮动装置，该浮动装置包括竖直设置的浮动气缸和配套的气路系统；

所述浮动气缸为双动气缸，其缸体设有与活塞上方内腔相通的上气口和与活塞下方内腔相通的下气口；所述浮动气缸的动力输出端与管件定位装置固定连接；

所述浮动气缸的上气口和下气口连接所述气路系统，控制所述气路系统的气量以调整所述浮动气缸活塞上下方的气压从而改变所述浮动气缸的工作状态；

焊接时，所述浮动气缸的活塞上方的内腔和活塞下方的内腔均充有压缩空气，使得所述管件定位装置处于悬浮状态。

所述气路系统包括：与所述浮动气缸上气口连通的上气路及其气动组件以及与所述浮动气缸下气口连通的下气路及其气动组件；

所述上气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第一调压阀、第一两位三通阀和第一单向节流阀；

所述下气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第二调压阀、单向阀、第二两位三通阀、第二单向节流阀，还包括在所述第二调压阀入口和第二两位三通阀出口之间形成旁路的第三两位三通阀。

所述第一两位三通阀、第二两位三通阀和第三两位三通阀为电磁阀；

所述第一两位三通阀、第二两位三通阀、第三两位三通阀都与PLC连接。

所述浮动气缸还设有用于检测活塞位置的传感器，所述传感器与所述PLC连接。

本发明还提供在上述带有浮动装置的电阻焊接机中的使用的浮动装置，其技术方案是：

一种浮动装置，包括竖直设置的浮动气缸和配套的气路系统；

所述浮动气缸为双动气缸，其缸体设有与活塞上方内腔相通的上气口和与活塞下方内腔相通的下气口；

所述气路系统包括：与所述浮动气缸上气口连通的上气路及其气动组件以及与所述浮动气缸下气口连通的下气路及其气动组件；

所述上气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第一调压阀、第一两位三通阀和第一单向节流阀；

所述下气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第二调压阀、单向阀、第二两位三通阀、第二单向节流阀，还包括在所述第二调压阀入口和第二两位三通阀出口之间形成旁路的第三两位三通阀。

所述第一两位三通阀、第二两位三通阀和第三两位三通阀为电磁阀；

所述第一两位三通阀、第二两位三通阀、第三两位三通阀都与PLC连接；

在所述浮动气缸还设有用于检测活塞位置的传感器，所述传感器与所述PLC连接。

本发明还提供了一种上述带有浮动装置的电阻焊接机使用的电阻焊接方法，其技术方案是：

一种电阻焊接方法，包括以下步骤：

i. 所述浮动气缸驱动所述管件定位装置下降至工作位，安装在所述管件定位装置上的管件与安装在下电极上的接头相抵；

ii. 所述气路系统通过所述浮动气缸的上气口和下气口向所述浮动气缸活塞上方的内腔和活塞下方的内腔充入压缩空气，使得所述管件定位装置获得悬浮状态；

iii. 所述焊接气缸驱动上电极向下压紧管件和接头并通电进行焊接。

在步骤ii中，所述浮动气缸活塞上方的内腔的气压大于活塞下方的内腔的气压。

优选的，该电阻焊接方法包括以下步骤：

i.焊接准备时，所述第一两位三通阀和第三两位三通阀处于关闭状态，所述第二两位三通阀处于开启状态，气压经所述第二调压阀、单向阀、第二两位三通阀和第二单向节流阀从下气口流入所述浮动气缸活塞下方的内腔中；此时，所述管件定位装置位于准备位；

ii.在完成焊接准备工作后，所述第一两位三通阀处于开启状态，所述第二两位三通阀和第三两位三通阀处于关闭状态，气流经过所述第一调压阀、第一两位三通阀和第一单向节流阀从上气口流入所述浮动气缸活塞上方的内腔中，浮动气缸活塞下方的气体从下气口经所述第二单向节流阀和第二两位三通阀从所述第二两位三通阀的排气口排出；此时，所述管件定位装置下降至工作位，安装在所述管件定位装置上的管件与安装在下电极上的接头相抵；

iii.在所述管件定位装置下降到工作位后，所述第一两位三通阀和第二两位三通阀处于开启状态，所述第三两位三通阀处于关闭状态，气流经所述第一调压阀、第一两位三通阀和第一单向节流阀从上气口流入所述浮动气缸活塞上方的内腔中，同时气流经所述第二调压阀、单向阀、第二两位三通阀和第二单向节流阀从下气口流入所述浮动气缸活塞下方的内腔中；此时，管件定位装置获得悬浮状态；

iv. 在所述管件定位装置进入悬浮状态后，所述焊接气缸驱动上电极向下压紧管件和接头并通电进行焊接；

v. 在焊接结束后，所述第一两位三通阀处于关闭状态，所述第二两位三通阀和第三两位三通阀处于开启状态，气流经所述第三两位三通阀和第二单向节流阀从下气口流入所述浮动气缸活塞下方的内腔中，所述浮动气缸活塞上方的气体从上气口经所述第一单向节流阀和第一两位三通阀从所述第一两位三通阀的排气口排出；此时，管件定位装置上升至准备位。

在步骤ii中，所述第一调压阀出气口的气压大于所述第二调压阀出气口的气压。

同现有技术相比较，本发明的带有浮动装置的电阻焊接机在焊接时，由于管件定位装置处于悬浮状态，管件在熔化的瞬间也随上电极一同下降，使得管件与接头进一步压紧，避免了虚焊、假焊、“炸火”等问题，使得焊接产品质量好，降低了次品率，同时避免了上下电极施加的压力也会造成管件和管件定位装置的变形或其他损害。

附图说明

图1为本发明带有浮动装置的电阻焊接机的结构示意图；

图2为本发明带有浮动装置的电阻焊接机管件定位装置1位于准备位时浮动装置6的气路图；

图3为本发明带有浮动装置的电阻焊接机管件定位装置1下降至工作位时浮动装置6的气路图；

图4为本发明带有浮动装置的电阻焊接机管件定位装置1处于悬浮状态时浮动装置6的气路图；

图5为本发明带有浮动装置的电阻焊接机管件定位装置1上升至准备位时浮动装置6的气路图；

图6为本发明带有浮动装置的电阻焊接机焊接时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

本发明的带有浮动装置的电阻焊接机用于将接头22焊接到管件21上。如图1所示，本发明的浮动电阻焊接机包括：管件定位装置1、作用在管件定位装置1的浮动装置6、上电极72、下电极73和驱动所述上电极72上下运动的焊接气缸71。所述管件定位装置1水平安装有管件21，所述下电极73垂直安装有接头22。

所述浮动装置6的结构如图2所示，包括：第一调压阀61、第二调压阀62、第一两位三通阀631、第二两位三通阀632、第三两位三通阀633、第一单向节流阀641、第二单向节流阀642、单向阀65、浮动气缸66、三通管67和用于连接各管路组件的管体。

所述第一调压阀61和所述第二调压阀62用于根据需要将气压降低至设定值。

所述第一两位三通阀631、第二两位三通阀632和第三两位三通阀633均为电磁阀，各包括一个进气口、一个排气口和一个出气口；当处于开启状态时，各两位三通阀的进气口与出气口连通，排气口与进气口和出气口隔断；当处于关闭状态时，各两位三通阀的排气口与出气口连通，进气口与出气口和排气口隔断。

所述第一单向节流阀641和第二单向节流阀642均为单向节流阀，用于调节从出气口流向进气口的气流的流量。

所述单向阀65使气流只能从其进气口流向出气口，而不能从出气口流向进气口。

所述浮动气缸66为竖直设置的双动气缸，所述浮动气缸66的缸体设有与活塞上方内腔相通的上气口和与活塞下方内腔相通的下气口；浮动气缸66的动力输出端与管件定位装置1固定连接，用于控制所述管件定位装置1的垂直运动。在本实施例中，所述浮动气缸66设置在所述管件定位装置1上方，可以理解，所述浮动气缸66也可以设置在所述管件定位装置1下方。

所述第一调压阀61、第二调压阀62和第三两位三通阀633的进气口分别与气源连接。

所述第一调压阀61的出气口与第一两位三通阀631的进气口连接；所述第一两位三通阀631排气口与外界连通并安装有消音器，所述第一两位三通阀631的出气口与第一单向节流阀641的进气口连接；所述第一单向节流阀641的出气口与浮动气缸66的上气口连接。

所述第二调压阀62的出气口与单向阀65的进气口连接；所述单向阀65的出气口与所述第二两位三通阀632的进气口连接；所述第二两位三通阀632的排气口与外界连通并安装有消音器，所述第二两位三通阀632的出气口与所述三通管67的第一接口连接。

所述第三两位三通阀633的排气口封闭，所述第三两位三通阀633的出气口与所述三通管67的第二接口连接。所述三通管67的第三接口与所述第二单向节流阀642的进气口连接，所述第二单向节流阀642的出气口与浮动气缸66的下气口连接。

所述第一两位三通阀631、第二两位三通阀632、第三两位三通阀633、都与PLC连接，由PLC组成的电路控制。

本发明的带有浮动装置的电阻焊接机工作时，包括以下步骤：

i.焊接准备时，浮动装置6的气路进入如图2所示的状态，第一两位三通阀631和第三两位三通阀633处于关闭状态，第二两位三通阀632处于开启状态，气流经第二调压阀62、单向阀65、第二两位三通阀632、三通管67和第二单向节流阀642从下气口流入浮动气缸66活塞下方的内腔中；此时，管件定位装置1位于如图1所示的准备位；

ii.在完成焊接准备工作后，浮动装置6的气路进入如图3所示的状态，第一两位三通阀631处于开启状态，第二两位三通阀632和第三两位三通阀633处于关闭状态，气流经过第一调压阀61、第一两位三通阀631和第一单向节流阀641从上气口流入浮动气缸66活塞上方的内腔中，浮动气缸66活塞下方的气体从下气口经第二单向节流阀642、三通管67和第二两位三通阀632从所述第二两位三通阀632的排气口排出；此时，管件定位装置1下降至工作位，安装在管件定位装置1上的管件21与安装在下电极73上的接头22相抵；

iii.在所述管件定位装置1下降到工作位后，浮动装置6的气路进入如图4所示的状态，第一两位三通阀631和第二两位三通阀632处于开启状态，第三两位三通阀633处于关闭状态，气流经第一调压阀61、第一两位三通阀631和第一单向节流阀641从上气口流入浮动气缸66活塞上方的内腔中，同时气流经第二调压阀62、单向阀65、第二两位三通阀632、三通管67和第二单向节流阀642从下气口流入浮动气缸66活塞下方的内腔中，第一调压阀61出气口的气压大于第二调压阀62出气口的气压；此时，管件定位装置1获得悬浮状态；

iv. 在管件定位装置1进入悬浮状态后，开始如图6所示的焊接工作，焊接气缸71驱动上电极72向下压紧管件21和接头22并通电进行焊接；由于管件定位装置1处于悬浮状态，管件21在熔化的瞬间也随上电极72一同下降，使得管件21与接头22进一步压紧；

v. 在焊接结束后，浮动装置6的气路进入如图5所示的状态，第一两位三通阀631处于关闭状态，第二两位三通阀632和第三两位三通阀633处于开启状态，气流经第三两位三通阀633、三通管67和第二单向节流阀642从下气口流入浮动气缸66活塞下方的内腔中，浮动气缸66活塞上方的气体从上气口经第一单向节流阀641和第一两位三通阀631从所述第一两位三通阀631的排气口排出；此时，管件定位装置1上升至如图1所示的准备位。

在步骤v中，从第三两位三通阀633出气口流出压缩空气未经降压，其压力远远大于第二调压阀62出气口的气压；由于第二两位三通阀632的进气口连接有单向阀65，使得从第三两位三通阀633出气口流出压缩空气不会从第二两位三通阀632泄露。

优选的，在所述浮动气缸66还设有用于检测活塞位置的传感器，用于感知管件定位装置1所处的位置，所述传感器与所述PLC或连接。

更优的，在步骤iv中根据焊接气缸的压力调整第一调压阀61与第二调压阀62的气压差，从而使得管件21在进一步下降时依然保持水平。

在步骤ii中可以通过调节第二单向节流阀642来控制从浮动气缸66下气口排气的流量，以实现对管件定位装置1下降速度的控制；在步骤v中可以通过调整第一单向节流阀641来控制从浮动气缸66上气口排气的流量，以实现对管件定位装置1上升速度的控制；所述第一调压阀61、第二调压阀62、第一两位三通阀631、第二两位三通阀632、第三两位三通阀633、第一单向节流阀641和第二单向节流阀642也可以使用其他种类的产品，也可以由人工控制；浮动装置6还可以使用现有技术的其他气路，只需要能够控制所述管件定位装置1上下运动并能够使管件定位装置1悬浮即可。

本发明带有浮动装置的电阻焊接机所使用的浮动装置具有响应快、压力调整精确、可调压力范围广和适应性及可操作性强的特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的保护范围以权利要求书为准，凡在本发明的精神和原则之内，对权利要求书所要求保护的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有浮动装置的电阻焊接机，包括：管件定位装置（1）、上电极（72）、下电极（73）和驱动所述上电极（72）上下运动的焊接气缸（71）；所述焊接气缸（71）驱动上电极（72）向下压紧管件（21）和接头（22）并通电进行焊接，其特征在于：还包括作用在所述管件定位装置（1）的浮动装置（6），该浮动装置（6）包括竖直设置的浮动气缸（66）和配套的气路系统；

所述浮动气缸（66）为双动气缸，其缸体设有与活塞上方内腔相通的上气口和与活塞下方内腔相通的下气口；所述浮动气缸（66）的动力输出端与管件定位装置（1）固定连接；

所述浮动气缸（66）的上气口和下气口连接所述气路系统，控制所述气路系统的气量以调整所述浮动气缸（66）活塞上下方的气压从而改变所述浮动气缸（66）的工作状态；

焊接时，所述浮动气缸（66）的活塞上方的内腔和活塞下方的内腔均充有压缩空气，使得所述管件定位装置（1）处于悬浮状态。

2.根据权利要求1所述的带有浮动装置的电阻焊接机，其特征在于：所述气路系统包括：与所述浮动气缸（66）上气口连通的上气路及其气动组件以及与所述浮动气缸（66）下气口连通的下气路及其气动组件；

所述上气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第一调压阀（61）、第一两位三通阀（631）和第一单向节流阀（641）；

所述下气路及其气动组件包括用管体顺序连接的第二调压阀（62）、单向阀（65）、第二两位三通阀（632）、第二单向节流阀（642），还包括在所述第二调压阀（62）入口和第二两位三通阀（632）出口之间形成旁路的第三两位三通阀（633）。

3.根据权利要求2所述的带有浮动装置的电阻焊接机，其特征在于：所述第一两位三通阀（631）、第二两位三通阀（632）和第三两位三通阀（633）为电磁阀；

所述第一两位三通阀（631）、第二两位三通阀（632）、第三两位三通阀（633）都与PLC连接。

4.根据权利要求3所述的带有浮动装置的电阻焊接机，其特征在于：所述浮动气缸（66）还设有用于检测活塞位置的传感器，所述传感器与所述PLC连接。

5.一种如权利要求1所述的带有浮动装置的电阻焊接机使用的电阻焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

i. 所述浮动气缸（66）驱动所述管件定位装置（1）下降至工作位，安装在所述管件定位装置（1）上的管件（21）与安装在下电极（73）上的接头（22）相抵；

ii. 所述气路系统通过所述浮动气缸（66）的上气口和下气口向所述浮动气缸（66）活塞上方的内腔和活塞下方的内腔充入压缩空气，使得所述管件定位装置（1）获得悬浮状态；

iii. 所述焊接气缸（71）驱动上电极（72）向下压紧管件（21）和接头（22）并通电进行焊接。

6.根据权利要求5所述的电阻焊接方法，其特征在于：在步骤ii中，所述浮动气缸（66）活塞上方的内腔的气压大于活塞下方的内腔的气压。

7.一种如权利要求2所述的带有浮动装置的电阻焊接 机使用的电阻焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

i.焊接准备时，所述第一两位三通阀（631）和第三两位三通阀（633）处于关闭状态，所述第二两位三通阀（632）处于开启状态，气流经所述第二调压阀（62）、单向阀（65）、第二两位三通阀（632）和第二单向节流阀（642）从下气口流入所述浮动气缸（66）活塞下方的内腔中；此时，所述管件定位装置（1）位于准备位；

ii.在完成焊接准备工作后，所述第一两位三通阀（631）处于开启状态，所述第二两位三通阀（632）和第三两位三通阀（633）处于关闭状态，气流经过所述第一调压阀（61）、第一两位三通阀（631）和第一单向节流阀（641）从上气口流入所述浮动气缸（66）活塞上方的内腔中，浮动气缸（66）活塞下方的气体从下气口经所述第二单向节流阀（642）和第二两位三通阀（632）从所述第二两位三通阀（632）的排气口排出；此时，所述管件定位装置（1）下降至工作位，安装在所述管件定位装置（1）上的管件（21）与安装在下电极（73）上的接头（22）相抵；

iii.在所述管件定位装置（1）下降到工作位后，所述第一两位三通阀（631）和第二两位三通阀（632）处于开启状态，所述第三两位三通阀（633）处于关闭状态，气流经所述第一调压阀（61）、第一两位三通阀（631）和第一单向节流阀（641）从上气口流入所述浮动气缸（66）活塞上方的内腔中，同时气流经所述第二调压阀（62）、单向阀（65）、第二两位三通阀（632）和第二单向节流阀（642）从下气口流入所述浮动气缸（66）活塞下方的内腔中；此时，管件定位装置（1）获得悬浮状态；

iv. 在所述管件定位装置（1）进入悬浮状态后，所述焊接气缸（71）驱动上电极（72）向下压紧管件（21）和接头（22）并通电进行焊接；

v. 在焊接结束后，所述第一两位三通阀（631）处于关闭状态，所述第二两位三通阀（632）和第三两位三通阀（633）处于开启状态，气流经所述第三两位三通阀（633）和第二单向节流阀（642）从下气口流入所述浮动气缸（66）活塞下方的内腔中，所述浮动气缸（66）活塞上方的气体从上气口经所述第一单向节流阀（641）和第一两位三通阀（631）从所述第一两位三通阀（631）的排气口排出；此时，管件定位装置（1）上升至准备位。

8.根据权利要求7所述的电阻焊接方法，其特征在于：在步骤ii中，所述第一调压阀（61）出气口的气压大于所述第二调压阀（62）出气口的气压。