CN106001891A - 精确电极力加压系统的点焊机头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精确电极力加压系统的点焊机头，其包括：机头框架；安装于机头框架上的焊接力传动轴，焊接力传动轴的一侧通过紧固于其上的焊接力传动夹与焊接作用力提供装置连接，焊接力传动轴的另一侧通过紧置于其上的电极力传动夹紧固连接有电极力传动轴；以及紧固于焊接力传动轴上的压力传感器，压力传感器设有固定于焊接力传动轴上的固定端和远离固定端的测力端，其中，焊接力传动轴中设有抵接于电极力传动夹上的压缩弹簧，压力传感器的测力端上设有抵接于电极力传动夹上的缓冲弹簧。

Description

精确电极力加压系统的点焊机头
技术领域
本发明属于电阻焊领域，更具体地说，本发明涉及一种精确电极力加压系统的点焊机头，其可以适用于对微小工件进行电阻焊点焊。
背景技术
压力传感器具有能精确检测作用力和结构简单等优点，因此被广泛应用于检测各种作用力和测量重量。现有技术中，压力传感器通常是以设定电极力的方式应用于点焊机头上。但是，由于结构错误随动性能差，无法满足微细工件点焊对精确电极力的基本要求。
有鉴于于此，确有必要提出一种精确电极力加压系统的点焊机头。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种精确电极力加压系统的点焊机头，其可满足电阻焊对微细工件点焊预设定电极力必须精确的要求，且能在整个焊接时段电极力都在预设定范围内维持相对恒定。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种精确电极力加压系统的点焊机头，其包括：
机头框架；
安装于机头框架上的焊接力传动轴，焊接力传动轴的一侧通过紧固于其上的焊接力传动夹与焊接作用力提供装置连接，焊接力传动轴的另一侧通过紧置于其上的电极力传动夹紧固连接有电极力传动轴；以及
紧固于焊接力传动轴上的压力传感器，压力传感器设有固定于焊接力传动轴上的固定端和远离固定端的测力端；
其中，焊接力传动轴中设有抵接于电极力传动夹上的压缩弹簧，压力传感器的测力端上设有抵接于电极力传动夹上的缓冲弹簧。
作为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的一种改进，所述压力传感器的固定端与所述电极力传动夹之间设有张力弹簧。
作为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的一种改进，所述压力传感器设有压力传感器电路，压力传感器电路包括电极力检测电路和焊接电源触发电路。
作为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的一种改进，所述电极力检测电路和焊接电源触发电路之间设置有转换开关，需要在所述焊接力传动轴上的压缩弹簧预设电极力时，通过转换开关切断焊接电源触发电路并接通电极力检测电路；需要进行焊接时，通过转换开关切断电极力检测电路并接通焊接电源触发电路。
作为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的一种改进，所述焊接电源触发电路接通焊接电源的基准点以电极力检测电路对预设定电极力的检测值作基准点，当焊件上的电极力大于基准点的瞬间接通焊接电源。
作为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的一种改进，所述压力传感器电路、电极力检测电路和焊接电源触发电路、转换开关安装在所述机头框架上。
相对于现有技术，本发明精确电极力加压系统的点焊机头具有以下优点：
1)焊接力传动轴上设有压力传感器，压力传感器的测力端通过缓冲弹簧与电极力传动夹相抵接，可实现对压缩弹簧预设定电极力的精确检测。
2)压力传感器电路设置了电极力检测电路和焊接电源触发电路，使压力传感器既具有对预设定电极力检测的功能，又具有触发焊接电源实现焊接的功能。
3)以电极力预设定的检测值作基准点，通过转换开关切断电极力检测电路和接通焊接电源触发电路，当焊件的作用力大于基准点的瞬间触发焊接电源。
4)在压力传感器的固定端设置有张力弹簧，可实现在整个焊接时段电极力都在压缩弹簧预设定的张力范围内维持相对恒定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明精确电极力加压系统的点焊机头及其技术效果进行详细说明。
图1为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的结构示意图。
图2为本发明精确电极力加压系统的点焊机头的压力传感器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参照图1和图2所示，本发明精确电极力加压系统的点焊机头包括：机头框架101；安装于机头框架101上的焊接力传动轴102，焊接力传动轴102的一侧通过紧固于其上的焊接力传动夹105与焊接作用力提供装置连接，焊接力传动轴102的另一侧通过紧置于其上的电极力传动夹106紧固连接有电极力传动轴103；以及紧固于焊接力传动轴102上的压力传感器107，压力传感器107设有固定于焊接力传动轴102上的固定端113和远离固定端113的测力端114；其中，焊接力传动轴102中设有抵接于电极力传动夹106上的压缩弹簧109，压力传感器107的测力端114上设有抵接于电极力传动夹106上的缓冲弹簧108。
在图1所示的实施方式中，机头框架101上还设有定位轴104，焊接力传动轴102、电极力传动轴103和定位轴104都纵向平行间隔安装在机头框架101上，且焊接力传动轴102和电极力传动轴103可沿着机头框架101和定位轴104平顺滑动。
焊接力传动夹105的一端紧固在焊接力传动轴102上，焊接力传动夹105的另一端与提供焊接作用力提供装置相连接，在图示实施方式中，焊接力传动夹105的另一端与人工动力脚踏板的拉索112相连接。需要说明的是，定位轴104在本发明中并非不可或缺，但在图示实施方式与人工动力的拉索112连接时，其作用在于使焊接力传动夹105和电极力传动夹106更好定位。
电极力传动夹106的一端紧固在电极力传动轴103上，电极力传动夹106与提供预设定电极力的压缩弹簧109相连接。
压力传感器107设有固定于焊接力传动轴102上的固定端113和远离固定端113的测力端114，固定端113紧固在焊接力传动轴102上，压力传感器107的测力端114通过缓冲弹簧108与电极力传动夹106相连接。机头框架101的前外立面上设有长方形凹槽115，用于安装压力传感器电路。在图示实施方式中，精确电极力加压系统的点焊机头通过机头立柱116安装在工作台上。
请继续参照图1所示，根据本发明的一个优选实施方式，压力传感器107的固定端113与电极力传动夹106之安装有张力弹簧117，张力弹簧117具有以下两个功能：
一是抗电极力传导机构自重功能，本发明把电极力传导夹106、电极力传动轴103、安装在电极力传动轴103上的焊头夹111等结构称为电极力传动机构，从图1可以知道，电极力传动机构的自重全部加压在压力传感器107的测力端114上。例如，在图示实施方式中，电极力传导机构的自重约0.5kg，如果焊接小于Φ0.05mm的小线径焊件，0.5kg的自重是不小的作用力，且在电极力显示的初始值必须是电极力传导机构的自重，因此，如果不能抗电极力传导机构的自重，将影响本发明精确电极力加压系统的点焊机头的精确性。
二是在焊接时段预设定电极力维持和相对恒定功能，从图1所示的结构中可以知道，当焊件上的作用力小于测力端114的预设定电极力时触发焊接电源，此时，如果没有合适的张力对抗压缩弹簧109预设定的电极力，焊接时段的电极力就会发生改变，焊接时段的电极力就不可能在预设定范围维持和相对恒定。
综上所述，本发明在压力传感器107的固定端113与电极力传动夹106上安装张力弹簧117，不但具有抗电极力传导机构自重的功能，还实现在焊接时段电极力在预设定范围维持和相对恒定。
还需要说明的是，虽然图1所示的压力传感器107的测力端114和固定端113分别通过缓冲弹簧108或张力弹簧117与电极力传导夹106抵接，但是，具体的安装方式没有特别限制，例如，既可以如图1所示安装压力传感器107的固定端113和测力端114，也可以将固定端113和测力端114的安装位置互换，都属于本发明的等同结构而落入本发明专利的保护范围。
以下结合图2，说明压力传感器107的结构和电路原理。压力传感器107包括压力传感器金属部分和压力传感电路，习惯上把压力传感器金属部分称为压力传感器。
如图2所示，压力传感器107为带哑铃形变框的金属体，压力传感器107设有可紧固于焊接力传动轴102上的固定端113和远离固定端113的测力端114，压力传感器107通过导线201电性连接有压力传感器电路202。在图2所示的实施方式中，压力传感器电路202包括电极力检测电路203和焊接电源触发电路204，电极力检测电路203和焊接电源触发电路204之间设有转换开关205。
当需要在焊接力传动轴102的压缩弹簧109上预设定电极力时，通过转换开关205切断焊接电源触发电路204并接通电极力检测电路203；当需要进行焊接时，通过转换开关205切断电极力检测电路203并接通焊接电源触发电路204。
需要说明的是，电极力检测电路203和焊接电源触发电路204两者之间存在内在联系：当电极力检测电路203检测到压缩弹簧109预设定好电极力的值时，切断电极力检测电路203并接通焊接电源触发电路204，而焊接电源触发电路204则以电极力检测电路203对预设定电极力的检测值作基准点，当焊件上的作用力大于基准点的瞬间，焊接电源触发电路204发出讯号，导通焊接电流实现焊接。
还需要说明的是，由于压力传感器电路202的工作原理包括把形变框形变产生微弱的电势差转化为力的显示，为了避免压力传感器107中连接压力传感器电路202的导线201过长造成讯号衰减，在图示实施方式中，压力传感器电路202(包括电极力检测电路203、焊接电源触发电路204、转换开关205)都安装在机头框架101上。
以下结合图1和图2所示，详细描述本发明精确电极力加压系统的点焊机头的工作过程和工作原理。
电阻焊对微细工件的点焊需要提供精确电力加压系统，精确电极力加压系统包括精确电极力预设定和在整个焊接时段电极力都要在预设定范围内维持相对恒定。
请参照图1所示，预设定的电极力是通过改变压缩弹簧109的压缩量产生，弹簧压缩力通过缓冲弹簧108和电极力传动夹106直接作用于压力传感器107的测力端114。众所周知，压力传感器对重量和力的检测精确度小于万分之五，本实施例率先实现以压力传感器精确检测电极力。本申请的发明人2003年曾提出“带压力显示的点电焊机机头”的专利申请(专利号ZL01114856.X)，该专利技术是以压缩弹簧的行程带动滑动电位器的电阻值改变间接计算预设定电极力，因而“带压力显示的点电焊机机头”专利技术对预设定电极力检测的精确度不高。
请参照图2所示，本发明率先提出压力传感器电路202包括电极力检测电路203和焊接电源触发电路204。可通过电极力检测电路203取得预设定电极力的检测值，进一步提出以该检测值为基准点并通过转换开关205切断电极力检测电路203同时接通焊接电源触发电路204，此时，本实施例精确电极力加压系统的点焊机头可以进入如下焊接工作过程：
焊接作用力通过焊接力传动夹105带动包括焊接力传动轴102、紧固在焊接力传动轴102上的压力传感器107、电极力传动夹106、电极力传动轴103、安装在电极力传动轴上的焊头夹111和焊头110六部分一起活动向焊件加压。当焊头110加压在焊件的作用力大于预设定电极力的瞬间，也就是缓冲弹簧108与压力传感器107测力端的压缩力小于基准点的瞬间，接通焊接电源触发电路204实现焊接。需要说明的是，在缓冲弹簧108与压力传感器107测力端114的压缩力小于基准点的焊接时段，张力弹簧117能提供合适的张力，保证在整个焊接时段电极力都在预设定范围维持和相对恒定。
结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明精确电极力加压系统的点焊机头具有以下优点：
1)焊接力传动轴102上设有压力传感器107，压力传感器107的测力端114通过缓冲弹簧108与电极力传动夹106相抵接，可实现对压缩弹簧109预设定电极力的精确检测。
2)压力传感器电路设置了电极力检测电路203和焊接电源触发电路204，使压力传感器107既具有对预设定电极力检测的功能，又具有触发焊接电源实现焊接的功能。
3)以电极力预设定的检测值作基准点，通过转换开关205切断电极力检测电路203和接通焊接电源触发电路204，当焊件的作用力大于基准点的瞬间触发焊接电源。
4)在压力传感器107的固定端113设置有张力弹簧117，可实现在整个焊接时段电极力都在压缩弹簧109预设定的张力范围内维持相对恒定。
此外，需要进一步说明的是，在整个焊接时段，由于压缩弹簧109仍处于预设定电极力的压缩状态，由于压缩弹簧109的压缩力与张力弹簧117的张力相适应，因此能够确保在整个焊接时段电极力都在精确的预设定范围维持相对恒定。本申请的发明人曾以“T型焊头夹”(专利申请号201510033849.3)对焊接时段的电极力进行实时检测，由于T型焊头夹上安装有压力传感器并能够对焊接时段的电极力进行实时检测，发现T型焊头夹检测到的电极力与本实施例对预设定电极力检测值基本相同。电阻焊领域认为，电阻焊的焊接时段处于全封闭状态，无法对各种焊接参数包括电极力参数实时检测认为是电阻焊领域的技术难题。因此，从另一角度说明，本发明有效解决了电阻焊领域对焊接时段电极力实时检测的技术难题。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种精确电极力加压系统的点焊机头，包括：
机头框架；
安装于机头框架上的焊接力传动轴，焊接力传动轴的一侧通过紧固于其上的焊接力传动夹与焊接作用力提供装置连接，焊接力传动轴的另一侧通过紧置于其上的电极力传动夹紧固连接有电极力传动轴；以及
紧固于焊接力传动轴上的压力传感器，压力传感器设有固定于焊接力传动轴上的固定端和远离固定端的测力端；
其中，焊接力传动轴中设有抵接于电极力传动夹上的压缩弹簧，压力传感器的测力端上设有抵接于电极力传动夹上的缓冲弹簧。
2.根据权利要求1所述的精确电极力加压系统的点焊机头，其特征在于，所述压力传感器的固定端与所述电极力传动夹之间设有张力弹簧。
3.根据权利要求1所述的精确电极力加压系统的点焊机头，其特征在于，所述压力传感器设有压力传感器电路，压力传感器电路包括电极力检测电路和焊接电源触发电路。
4.根据权利要求3所述的精确电极力加压系统的点焊机头，其特征在于，所述电极力检测电路和焊接电源触发电路之间设置有转换开关，需要在所述焊接力传动轴上的压缩弹簧预设电极力时，通过转换开关切断焊接电源触发电路并接通电极力检测电路；需要进行焊接时，通过转换开关切断电极力检测电路并接通焊接电源触发电路。
5.根据权利要求3或4所述的精确电极力加压系统的点焊机头，其特征在于，所述焊接电源触发电路接通焊接电源的基准点以电极力检测电路对预设定电极力的检测值作基准点，当焊件上的电极力大于基准点的瞬间接通焊接电源。
6.根据权利要求3或4所述的精确电极力加压系统的点焊机头，其特征在于，所述压力传感器电路、电极力检测电路和焊接电源触发电路、转换开关安装在所述机头框架上。
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