CN107671408B - 螺柱焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种螺柱焊接设备。所述螺柱焊接设备可以包括：i)枪架；ii)螺柱夹头，其安装在所述枪架上，用于引导由螺柱供应单元供应的螺柱；iii)螺柱排列单元，其安装在所述螺柱夹头上，用于排列该螺柱；iv)螺柱焊嘴，其配置成相对于所述螺柱夹头可以前进或后退移动，所述螺柱焊嘴通过压力缸按压由所述螺柱排列单元排列的螺柱，且通过通电将所述螺柱电阻焊接至基材。

Description

螺柱焊接设备

技术领域

本发明涉及一种柱头螺栓的焊接设备。更详细地，本发明涉及一种通过电阻焊将柱头螺栓焊接到基材上的螺柱焊接设备。

背景技术

通常，螺柱焊接方法是一种利用电弧焊接及电阻焊接的基本原理的电子控制技术的最新焊接工艺，该焊接工艺将螺柱(即，该螺柱定义为用于与相关部件连接的圆棒状螺栓的总称，例如通过头部焊接到基材上的柱头螺栓)瞬间焊接到基材上，而无需对基材打孔，因此在需要进行高强度连接的行业中属于一种满足严格的连接条件的最理想且经济的连接方法。

这种螺柱焊接法的原理是将金属材料螺柱沿着轴向与基材焊接结合，将另行提供的螺柱与基材接触后，瞬间施加电力以使螺柱与基材之间产生强电弧，以使螺柱的端部与基材熔化，同时将螺柱压入基材，再使熔融部凝固而焊接结合。

然而，这种螺柱焊接存在如下缺点：在通过焊接热使基材的表面和螺柱上的镀层杂质熔化的过程中，未完全燃烧导致烃颗粒向外飞散造成基材的焊接部周围产生烟灰而污染外观，并且基材的表面上会产生焊珠或吸附细小飞溅物。

如此，基材表面上产生烟灰、焊珠及吸附细小飞溅物会导致喷涂工艺中的喷漆粘附力降低，致使喷漆膜剥离等成为降低喷漆质量及焊接质量的原因。

此外，焊珠产生过多会成为螺柱偏离正确的焊接位置的原因，而且当基材是一个厚度为2mm左右的薄板时，存在基材的焊接部缺乏强度导致粘合强度降低的问题。

背景技术部分中公开的上述信息仅用于增进对本发明背景的理解，因此可能包含对于本领域的普通技术人员而言并不属于已知技术的内容。

发明内容

技术问题

本发明提供一种螺柱焊接设备，其在螺柱排列状态下，通过特定按压力及通电将螺柱电阻焊接至基材，以防止基材上产生焊珠及烟灰，从而能够提高基材的喷漆及外观质量。

另外，本发明还提供一种螺柱焊接设备，其可以缩短用于供应螺柱的周期，同时实现螺柱的供应及螺柱的排列，而且可以防止螺柱的安装不良，还可以进一步提高用于将螺柱电阻焊接至基材的焊嘴的冷却性能。

技术方案

根据本发明实施例的螺柱焊接设备，可包括：i)枪架；ii)螺柱夹头，该螺柱夹头安装在所述枪架上，用于引导由螺柱供应单元供应的螺柱；iii)螺柱排列单元，该螺柱排列单元安装于该螺柱夹头上，用于排列该螺柱；iv)螺柱焊嘴，所述螺柱焊嘴配置成相对于所述螺柱夹头可前进或后退移动，所述螺柱焊嘴通过压力缸按压由所述螺柱排列单元所排列的螺柱，且通过通电将所述螺柱电阻焊接至基材。

另外，根据本发明实施例的该螺柱焊接设备，该螺柱排列单元可以包括多个第一排列部件及多个第二排列部件，其中所述多个第一排列部件配置成通过该螺柱的打击力及弹性支撑部件的弹性力以翅膀的形式撑开及收缩，所述多个第二排列部件配置成通过该螺柱焊嘴的按压力及弹性支撑部件的弹性力在所述多个第一排列部件的外侧以翅膀的形式撑开及收缩。

而且，根据本发明实施例的螺柱焊接设备，其用于将螺柱的头部焊接至基材，所述螺柱焊接设备可以包括：i)枪架，该枪架安装于机械臂前端；ii)压力缸，该压力缸设置在该枪架上；iii)活动体，该活动体固定在该压力缸的操作杆上；iv)螺柱焊嘴，该螺柱焊嘴具有插入所述螺柱的螺栓部的插入槽，并安装在所述操作杆的前端部处；v)固定体，该固定体具有多个导杆，所述导杆穿过所述活动体并支撑该活动体的上表面；vi)加压弹簧，该加压弹簧位于所述活动体与固定体之间并安装在所述导杆上；vii)螺柱夹头，该螺柱夹头固设在所述固定体上，所述螺柱夹头引导由螺柱供应单元供应的螺柱，所述螺柱焊嘴可穿设于所述螺柱夹头；viii)螺柱排列单元，该螺柱排列单元连接并安装在所述螺柱夹头，用于排列所述螺柱。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱夹头可以包括夹头主体，该夹头主体具有引导所述螺柱及螺柱焊嘴的导孔。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述夹头主体上沿上下方向贯穿形成有所述导孔，并且形成有供应孔与所述导孔以倾斜方向连接，所述供应孔用于向所述导孔供应螺柱。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱排列单元可以包括：第一衬套部件，其具有与所述导孔连接的连接孔，并且与所述夹头主体结合；多个第一排列部件，其在所述第一衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，并在内侧支撑所述螺柱的螺栓部，而在外侧支撑所述螺柱的头部；第二衬套部件，其与所述第一衬套部件结合，且所述多个第一排列部件位于所述第二衬套部件的内侧；多个第二排列部件，其在所述第二衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，用于支撑由所述多个第一排列部件所排列的所述螺柱的头部；弹性支撑部件，其围绕所述多个第一排列部件及多个第二排列部件，对所述多个第一排列部件及所述多个第二排列部件施加弹性力。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱排列单元可以包括：第一衬套部件，其具有与所述导孔连接的连接孔，且与所述夹头主体结合；多个第一排列部件，其在所述第一衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，并在内侧支撑所述螺柱的螺栓部，而在外侧支撑所述螺柱的头部；第一支撑弹簧，其围绕所述多个第一排列部件，对所述多个第一排列部件施加弹性力。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱排列单元可以包括：第二衬套部件，其与所述第一衬套部件结合，且所述多个第一排列部件位于所述第二衬套部件的内侧；多个第二排列部件，其在所述第二衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，用于支撑由所述多个第一排列部件所排列的所述螺柱的头部；第二支撑弹簧，其围绕所述多个第二排列部件，对所述多个第二排列部件施加弹性力。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述第一衬套部件可以沿上下方向形成有第一结合槽用于结合所述多个第一排列部件。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述第二衬套部件可以沿上下方向形成有第二结合槽用于结合所述多个第二排列部件。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述多个第一排列部件受到由气压通过所述供应孔供应至导孔的螺柱的打击而克服所述第一支撑弹簧的弹性力，从而能够以翅膀的形式被撑开。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述多个第一排列部件的内侧可以形成与所述连接孔连接的连接通道。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述多个第一排列部件可以形成第一排列槽，该排列槽向外侧撑开以引出所述螺柱的头部，再次收缩以支撑所述螺柱的螺栓部。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述多个第二排列部件通过所述螺柱焊嘴的按压力克服所述第二支撑弹簧的弹性力，从而能够以翅膀的形式被撑开。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述多个第二排列部件可以形成用于支撑所述螺柱的头部的支撑端，并且可以形成向外侧撑开以引出所述螺柱的第二排列槽。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述支撑端可以朝所述第二排列槽倾斜地形成。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述第一支撑弹簧具有比所述第二支撑弹簧的更小的弹性力，并且可以安装在所述多个第一排列部件的第一安装槽。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述第二支撑弹簧具有比所述第一支撑弹簧更大的弹性力，并且可以安装在所述多个第二排列部件的第二安装槽。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱供应单元可以包括螺柱送料部以及送料管，其中所述螺柱送料部安装在所述枪架上，所述螺柱送料部容置多个螺柱，通过气压射出多个螺柱，所述送料管用于连接所述螺柱送料部与所述供应孔。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述固定体包括用于支撑所述活动体的一侧面的主侧板，所述主侧板设有用于支撑所述送料管的管架，并且可以形成有狭缝用于向外引出所述送料管。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述活动体的中间形成有结合孔用于套接所述操作杆，所述活动体的边角处可以形成有多个穿孔供所述导杆穿过。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述导杆的上端部可以结合有用于支撑所述活动体的上表面的杆架。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述导杆的下端部可以结合至所述固定体。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述加压弹簧可以是套设于所述导杆的螺旋压缩弹簧。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述加压弹簧的上端可以支撑所述活动体的下表面，所述加压弹簧的下端可以支撑所述固定体。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述操作杆的前端上可以安装冷却座用于使冷却水流动。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述冷却座的前端可以压入所述螺柱焊嘴。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述固定体可以包括：主侧板，该主侧板用于支撑所述活动体的一侧面；底板，该底板具有用于安装所述螺柱夹头的安装孔，所述底板的一侧边缘部分连接至所述主侧板；辅助侧板，该辅助侧板的高度比所述主侧板低，并与所述底板的剩余的边缘部分连接。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述活动体的剩余的侧面上可以设置用于支撑所述辅助侧板的外侧面的支撑板。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述活动体可以支撑所述主侧板及辅助侧板并通过所述压力缸沿着所述导杆上下移动。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述活动体上可以朝一侧面外侧突出地设置至少一个突起件。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述主侧板上可以设置与所述突起件卡接的卡止件。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述卡止件可以设置在固定于所述主侧板的安装块上，并且所述卡止件可以沿上下方向调整高度。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述螺柱夹头上可以设置用于支撑基材的支撑件(sustainer)。

另外，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备，所述支撑件可以包括一对按压部件用于按压基材，所述螺柱排列单元位于所述一对按压部件之间。

发明效果

本发明的实施例在通过螺柱排列单元排列好螺柱的状态下，可通过由压力缸驱动的螺柱焊嘴按压螺柱并通过螺柱焊嘴的通电将螺柱电阻焊接至基材。

因此，在本发明的实施例中，通过特定按压力及通电将螺柱电阻焊接至基材，从而可以防止基材上产生焊珠及烟灰，而且可以提高基材的喷漆及外观质量。

另外，根据本发明的实施例，通过螺柱排列单元可自行排列螺柱，因而不同于通过额外装置来排列并供应螺柱的焊接设备，可以缩短用于供应螺柱的周期。

而且，在本发明的实施例中，在供应螺柱的同时通过螺柱排列单元可自行排列螺柱，因此可以防止基材上的螺柱的安装不良。

另外，在本发明的实施例中，可以通过与螺柱焊嘴分开设置在螺柱夹头上的螺柱排列单元排列螺柱，因此使冷却座的冷却水管线相对增大，从而可以进一步提高螺柱焊嘴的冷却性能。

附图说明

附图是在描述本发明的示例性实施方案时用于参考，因此不应根据附图对本发明的技术思想进行限制性解释。

图1为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的立体图。

图2为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的正视结构图。

图3为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱的立体图。

图4为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的剖视结构图。

图5为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的活动体的平面结构图。

图6为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的活动体及固定体的局剖立体图。

图7为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱夹头及螺柱排列单元的立体图。

图8为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱排列单元的立体图。

图9及图10为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱排列单元的分解立体图。

图11至图15为用于描述根据本发明实施例的螺柱焊接设备的操作的视图。

附图标记

1：基材 3：螺柱

5：头部 7：螺栓部

9：焊接突起 10：枪架

11：固定支架 13：变压器

15：分配阀 20：压力缸

21：操作杆 30：活动体

31：活动块 33：结合孔

35：穿孔 37：突起件

39：支撑板 40：螺柱焊嘴

41：插入槽 43：冷却座

50：固定体

51：主侧板 52：底板

53：辅助侧板 54：导杆

55：安装孔 56：杆架

57：卡止件 58：安装块

59a：管架 59b：狭缝

60：加压弹簧 70：螺柱夹头

71：夹头主体 73：导孔

75：供应孔 80：螺柱排列单元

81：第一衬套部件 82：多个第一排列部件

83：第一支撑弹簧 84：连接孔

85：第一结合槽 86：第一安装槽

87：连接通道 88：第一排列槽

91：第二衬套部件 92：多个第二排列部件

93：第二支撑弹簧 95：第二结合槽

96：第二安装槽 97：支撑端

98：第二排列槽 101：螺柱供应单元

103：螺柱送料部 105：送料管

201：支撑件 203：按压部件

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施例，以便本领域技术人员容易实施本发明。本发明能够以多种不同方式实施，并不局限于在此说明的实施例。

为了清楚说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，而且在通篇说明书中采用相同的附图标记表示相同或类似的构成要素。

此外，为了更好地理解和便于描述，附图中所示的部件的尺寸和厚度可能与部件的实际尺寸和实际厚度不同。因此，本发明并不限于附图中所示的那些部件，而且图中放大显示了厚度以明确表述多个部分及领域。

另外，在下面的详细描述中，将构成的名称区分为第一、第二是因为其构成相同而用于进行区分，在下面说明中并不限于该顺序。

在通篇本说明书中，除非明确地进行了相反的描述，否则某一部分“包括”某一构成元件是指还包括其他构成元件，而不是排除任何其他构成元件。

而且，在本说明书中，术语如“单元”和“装置”是指执行至少一个功能或动作的总构成的单位。

图1为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的立体图，图2为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的正视结构图。

参见图1及图2，根据本发明实施例的螺柱焊接设备100用于将如图3所示的螺柱3焊接至特定的基材1。

下述的基材1可被定义为适用于车身的金属板件。然而，所述的基材1并不局限于车身板件，还可以包括各种金属车身构件及框架等车身结构物。

所述螺柱3用于将特定的部件，例如发动机、传动装置、转向系统等各种配件螺合至基材1。例如，所述螺柱3可以包括焊接至基材1的柱头螺栓。这种螺柱3包括头部5和螺栓部7。所述头部5在本领域也被称为“凸缘部”，其具有圆板形状。

所述头部5形成有与基材1的预设焊接接触面对应的焊接端面(附图中的下表面)，而且沿着该焊接端面的边缘形成有多个焊接突起9。例如，所述头部5沿着焊接端面上的边缘形成有3个焊接突起9。

所述焊接突起9实质上焊接至基材1的预设焊接接触面。即，所述焊接突起9与基材1的焊接接触面接触的状态下，由特定的按压力和通电产生的电阻热被熔接至基材1的焊接接触面，从而可通过电阻焊接将头部5焊接至基材1的焊接接触面。

而且，所述螺栓部7用于将各种部件结合至头部5，具有外周面上形成有螺纹的螺栓形状(未图示)。所述螺栓部7沿垂直方向(上下方向)一体地连接在头部5中焊接端面的相反面(附图中的上表面)。

下面以所述螺柱焊接设备100沿上下方向放置时为准，对下述构件进行说明，其中朝上侧的部分可被定义为上端部、上部及上表面，朝下侧的部分可被定义为下端部、下部及下表面。

如上所述的对方向的定义是相对性的，所述的方向可以根据螺柱焊接设备100的基准位置及对基材1的螺柱3的接合方向等改变，因此所述的基准方向并不限于本实施例中的基准方向。

更进一步，不应理解为本发明的保护范围限于将柱头螺栓焊接至车身用板件、车身构件及框架等基材1，只要是将柱头螺栓焊接至预定金属基座的，就可以适用本发明的技术思想。

根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备100具有如下结构：在排列螺柱3的状态下，通过特定的按压力和通电将螺柱3电阻焊接至基材1，从而可以防止基材1上产生焊珠及烟灰，进而能够提高基材1的喷漆及外观质量。

另外，本发明的实施例提供一种螺柱焊接设备100，其可以缩短用于供应螺柱3的周期，在供应螺柱3的同时实现螺柱3的排列，而且可以防止螺柱3的安装不良，还可以进一步提高用于将螺柱3电阻焊接至基材1的焊嘴的冷却性能。

图4为根据本发明实施例的螺柱焊接设备的剖视结构图。

参见图1至图4，根据本发明实施例的所述螺柱焊接设备100主要包括枪架10、压力缸20、活动体30、螺柱焊嘴40、固定体50、加压弹簧60、螺柱夹头70及螺柱排列单元80。

在本发明的实施例中，所述枪架10用于设置下面将描述的各种构件，例如可通过固定支架11安装在机器人(未图示)的多关节臂上。更进一步地，所述枪架10上设有变压器13用以向螺柱焊嘴40供应焊接电流。

所述枪架10包括用于设置下面进一步描述的每个构件的壳体、板件、块体、导轨、套环(collar)等各种附属元件。

该等各种附属元件用于将下面进一步描述的每个构件安装在枪架10上，在本发明的实施例中，除了特殊的情况之外，所述的各种附属元件统称为枪架10。

在本发明的实施例中，所述压力缸20沿垂直方向固设于枪架10的前方，压力缸20的操作杆21向下配置。这种压力缸20可以包括操作压力为液压的液压缸，但并不限定于此。

在本发明的实施例中，所述活动体30固设于压力缸20的操作杆21，而且固设于该操作杆21的中段，通过该操作杆21的前进或后退操作可以沿上下方向移动。

所述活动体30包括固定在压力缸20的操作杆21上的四方形活动块31。如图5所示，所述活动块31的中间形成有结合孔33用以套设操作杆21。而且，所述活动块31的边角侧形成有穿孔35。更进一步地，所述活动体30上突出地设有至少一个突起件37，例如朝一侧面外侧突出设置的一对突起件37。

所述螺柱焊嘴40从变压器13接收焊接电流，并安装在压力缸20的操作杆21前端部处。所述螺柱焊嘴40形成有下部开口的插入槽41。所述插入槽41中插入螺柱3的螺栓部7。

其中，所述压力缸20的操作杆21前端安装有用于使冷却水流动的冷却座43。所述冷却座43可从设置在枪架10的侧面的分配阀15接收冷却水，以对螺柱焊嘴40进行冷却。此时，所述螺柱焊嘴40被压入固定在冷却座43前端，并通过从冷却座43供应的冷却水进行冷却。

图6为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的活动体及固定体的局剖立体图。

参见图1至图6，本发明的实施例中所述固定体50包括主侧板51、底板52、多个辅助侧板53及多个导杆54。

所述主侧板51作为固定体50的一侧板支撑活动块31的一侧面。所述底板52具有用于安装后述的螺柱夹头70的安装孔55，并且一侧边缘部分与主侧板51连接。所述多个辅助侧板53为三面侧板，其高度比主侧板51低，并连接至底板52的剩余边缘部分。

所述多个导杆54穿过活动块31的穿孔35并且可以支撑该活动块31的上表面。为此，所述导杆54的上端部上结合用于支撑活动块31的上表面的杆架(rod holder)56。而且，所述导杆54的下端部结合到固定体50的底板52。

在本发明的实施例中，所述加压弹簧60相对于固定体50弹性支承活动体30，其被活动体30压缩，并通过此时的弹性力来实现按压固定体50的功能。

所述加压弹簧60位于活动体30与固定体50之间并安装在导杆54上，所述加压弹簧60为套设在该导杆54上的螺旋压缩弹簧。其中，所述加压弹簧60的上端支撑活动块31的下表面，加压弹簧60的下端支撑底板52的上表面。

另外，所述活动块31的剩余侧面上设置支撑板39用以支撑多个辅助侧板53的外侧面。以此，所述活动体30支撑固定体50的主侧板51及多个辅助侧板53，并通过压力缸20沿着导杆54使加压弹簧60压缩及松开，从而可沿着上下方向移动。

更进一步地，所述固定体50的主侧板51上设有与前面提及的活动块31的突起件37卡接的卡止件57。所述卡止件57决定活动体30的向下移动距离，其设在被固定于主侧板51的安装块58上，可以沿上下方向调整高度。

所述卡止件57形成为具有头部的杆状，并沿上下方向套设在安装块58上。所述卡止件57通过螺栓等紧固件结合固定到安装块58上。

在本发明的实施例中，所述螺柱夹头70用于引导由螺柱供应单元101供应的螺柱3，其固设于固定体50并且可供螺柱焊嘴40穿过。

如图7所示，所述螺柱夹头70包括夹头主体71被固定于固定体50中底板52的安装孔55。所述夹头主体71配置于安装孔55，并通过螺栓等紧固件固设在底板52上。

这种夹头主体71中沿上下方向贯穿形成导孔73，该导孔73用于引导螺柱3及螺柱焊嘴40。另外，所述夹头主体71中形成供应孔75与所述导孔73以倾斜方向连接，该供应孔75用于将由螺柱供应单元101供应的螺柱3供应到导孔73(参见图4)。

即，所述螺柱3由螺柱供应单元101通过供应孔75进入导孔73，螺柱焊嘴40可以由压力缸20进入导孔73。

另外，如图4至图7所示，所述螺柱供应单元101通过气压将螺柱3射入夹头主体71的供应孔75以进行送料，其包括螺柱送料部103和送料管105。

所述螺柱送料部103容纳多个螺柱3并将该螺柱3通过气压射出，所述螺柱送料部103安装在枪架10上。所述螺柱送料部103可以螺柱3的头部5位于下侧的状态通过气压射出螺柱3，并送入夹头主体71的供应孔75。

而且，所述送料管105为将螺柱送料部103所射出的螺柱3供应到夹头主体71的供应孔75的管子，并连接该螺柱送料部103与供应孔75。

所述固定体50的主侧板51上设有管架(pipe holder)59a，在活动体30上下移动时，该管架59a用于支撑送料管105。所述管架59a形成有供送料管105滑动并贯穿的孔。

而且，所述主侧板51形成有狭缝59b用以将送料管105从固定体50的内侧向外引出。所述狭缝59b沿上下方向较长地形成在主侧板51上，并在活动体30上下移动时起到支撑送料管105的功能。

图8为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱排列单元的立体图，图9及图10为适用于根据本发明实施例的螺柱焊接设备的螺柱排列单元的分解立体图。

参见图8至图10，在本发明的实施例中，所述螺柱排列单元80用于将通过夹头主体71的供应孔(75：参见下面图4)穿过导孔(73：参见下面图4)的螺柱3进行排列，以将该螺柱3的头部5正确地安置在基材1的上表面上。

所述螺柱排列单元80配置成连接于螺柱夹头70的夹头主体71，且配置成连接于该夹头主体71的导孔73。这种螺柱排列单元80包括第一衬套(bush)部件81、多个第一排列部件82及第一支撑弹簧83。另外，所述螺柱排列单元80包括第二衬套部件91、多个第二排列部件92及第二支撑弹簧93。

所述第一衬套部件81为圆柱形衬套，并结合于夹头主体71。所述第一衬套部件81形成有与夹头主体71的导孔73连接的连接孔84。

所述多个第一排列部件82用于对进入到夹头主体71的导孔73的螺柱3进行第一次排列。所述多个第一排列部件82可以在内侧支撑螺柱3的螺栓部7，而在外侧支撑螺柱3的头部5。

所述多个第一排列部件82在第一衬套部件81的外周面上沿着外周方向设置多个(例如，8个)。所述多个第一排列部件82设置成通过进入到夹头主体71的导孔73的螺柱3的打击力及作为弹性支撑部件有待后述的第一支撑弹簧83的弹性力从第一衬套部件81以翅膀的形式撑开及收缩。这种多个第一排列部件82结合于第一结合槽85，该第一结合槽85沿上下方向形成在第一衬套部件82的外周面上。

所述第一支撑弹簧83作为沿第一衬套部件81的外周方向围绕多个第一排列部件82并对该多个第一排列部件82施加弹性力的弹性支撑部件是一种环状的螺旋弹簧，并安装在形成于多个第一排列部件82的外表面侧的第一安装槽86中。

因此，所述多个第一排列部件82受到由气压通过夹头主体71的供应孔75供应至导孔73的螺柱3的打击而克服第一支撑弹簧83的弹性力，从而能够以翅膀的形式被撑开。

所述多个第一排列部件82的内侧形成有与第一衬套部件81的连接孔84连接的连接通道87。所述连接通道87用于支撑由气压穿过夹头主体71的导孔73和第一衬套部件81的连接孔84的螺柱3。

而且，所述多个第一排列部件82形成第一排列槽88，该第一排列槽88受到螺柱3的打击向外侧方向被撑开而引出螺柱3的头部5，并由第一支撑弹簧83的弹性回复力再次收缩并支撑螺柱3的螺栓部7。

作为一种替换，在本发明的实施例中，作为弹性支撑部件并不局限于包括第一支撑弹簧83，也可以包括耐热性强的橡胶材料的胀圈(packing)等弹性部件。

所述第二衬套部件91为圆筒形的衬套，其与第一衬套部件81结合，多个第一排列部件82位于所述第二衬套部件91内侧。

所述多个第二排列部件92用于支撑由多个第一排列部件82进行第一次排列的螺柱3的头部5，并对该螺柱3进行第二次排列。所述多个第二排列部件92在第二衬套部件91的外周面上沿着外周方向设置多个(例如，4个)。所述多个第二排列部件92设置成通过进入夹头主体71的导孔73的螺柱焊嘴40的按压力及作为弹性支撑部件有待后述的第二支撑弹簧93的弹性力在多个第一排列部件82的外侧以翅膀的形式撑开及收缩。这种多个第二排列部件92结合于第二结合槽95，所述第二结合槽95沿上下方向形成在第二衬套部件91的外周面上。

所述第二支撑弹簧93作为沿第二衬套部件91的外周方向围绕多个第二排列部件92并对该多个第二排列部件92施加弹性力的弹性支撑部件是一种环状的螺旋弹簧，并安装在形成于多个第二排列部件92的外表面的第二安装槽96中。因此，所述多个第二排列部件92通过螺柱焊嘴40的按压力克服第二支撑弹簧93的弹性力，从而能够以翅膀的形式被撑开。

如上所述的多个第二排列部件92形成用于支撑螺柱3的头部5的支撑端97，并形成受到螺柱焊嘴40的按压力向外侧方向被撑开而引出螺柱3的第二排列槽98。此时，所述支撑端97形成为朝第二排列槽98向下倾斜。而且，当螺柱焊嘴40的按压力被解除时，所述多个第二排列部件92可以由第二支撑弹簧93的弹性回复力再次收缩。

作为一种替换，在本发明的实施例中，作为弹性支撑部件并不局限于包括第二支撑弹簧93，也可以包括耐热性强的橡胶材料的胀圈等弹性部件。

一方面，如上所述的第一支撑弹簧83为具有比第二支撑弹簧93更小的弹性力的螺旋弹簧。即，所述第二支撑弹簧93为具有比第一支撑弹簧83更大的弹性力的螺旋弹簧。

因此，当所述多个第一排列部件82受到螺柱3的打击时，多个第一排列部件82克服第一支撑弹簧83的弹性力以翅膀的形式被撑开，从而可使螺柱3的头部5由第一排列槽88穿过。然而，即使所述多个第二排列部件92受到穿过第一排列槽88的螺柱3的打击，也不会被撑开而可以支撑螺柱3的头部5，因为第二支撑弹簧93的弹性力大于第一支撑弹簧83。

另一方面，如图1及图4所示，根据本发明实施例的螺柱焊接设备100包括支撑件201，对基材1进行螺柱3电阻焊接时，所述支撑件201用于支撑基材1的上表面。

所述支撑件201结合在螺柱夹头70的夹头主体71上。这种支撑件201包括一对按压部件203用于按压基材1的上表面，所述螺柱排列单元80位于所述一对按压部件203之间。

下面，参照附图对如上构成的根据本发明实施例的螺柱焊接设备100的操作进行详细说明。

图11至图15为用于描述根据本发明实施例的螺柱焊接设备的操作的视图。

首先，在本发明的实施例中，如图2及图4所示，通过机器人(未图示)将螺柱焊接设备100移动至基材1处。此时，活动体30处于通过导杆54及加压弹簧60支撑在固定体50的状态。而且，压力缸20的操作杆21处于以结合在活动体30的状态后退的状态。另外，安装在所述操作杆21的前端处的螺柱焊嘴40以插入到螺柱夹头70的导孔73的状态位于供应孔75的上侧。

在这一过程中，本发明的实施例中螺柱供应单元101的螺柱送料部103通过气压射出螺柱3。这样，螺柱3通过送料管105供应到螺柱夹头70的供应孔75，并通过该供应孔75进入导孔73。

此时，所述螺柱3以头部5位于下方的状态通过气压送入螺柱夹头70的供应孔75并进入导孔73。而且，如图11所示，所述螺柱3通过螺柱排列单元80的第一衬套部件81的连接孔84位于多个第一排列部件82内侧的连接通道87。

在这一过程中，螺柱排列单元80的多个第一排列部件82受到通过气压供应到连接通道87的螺柱3的打击，如图12所示克服第一支撑弹簧83的弹性力以翅膀的形式被撑开。

因此，在本发明的实施例中，随着所述多个第一排列部件82受到螺柱3的打击而朝外侧方向被撑开，如图13所示通过多个第一排列部件82的第一排列槽88引出螺柱3的头部5，而通过第一支撑弹簧83的弹性回复力再次收缩，并通过第一排列槽88支撑螺柱3的螺栓部7。

即使所述螺柱排列单元80的多个第二排列部件92受到穿过第一排列槽88的螺柱3的头部5的打击，也不会被撑开而可以支撑螺柱3的头部5，因为第二支撑弹簧93的弹性力大于第一支撑弹簧83。此时，所述螺柱3的头部5处于支撑在多个第二排列部件92的支撑端97的状态。

这种状态下，在本发明的实施例中，以活动体30支撑固定体50的状态使压力缸20的操作杆21向下方前进，如图14所示。因此，活动体30与固定体50一起通过操作杆21向下方移动，而支撑件201的按压部件203接触基材1的上表面并支撑基材1的上表面。

而且，如果使所述压力缸20的操作杆21继续向下方前进移动，固定体50就会通过支撑件201的按压部件203处于被固定在基材1的上表面的状态，而活动体30会支撑固定体50的主侧板51及多个辅助侧板53并沿着导杆54向下方移动而压缩加压弹簧60。

此时，所述支撑件201的按压部件203将由加压弹簧60的弹性力按压基材1的上表面。而且，如图15所示，所述螺柱焊嘴40通过操作杆21的前进操作穿过螺柱夹头70的导孔73及第一衬套部件81的连接孔84并进入多个第一排列部件82内侧的连接通道87。那么，位于所述连接通道87的螺柱3的螺栓部7的一部分会插入螺柱焊嘴40的插入槽41中。

另外，随着本发明的实施例中所述压力缸20的操作杆21继续前进，螺柱焊嘴40会按压螺柱3。因此，在多个第二排列部件92通过支撑端97支撑螺柱3的头部5的状态下，通过螺柱3的按压力克服第二支撑弹簧93的弹性力，从而以翅膀的形式被撑开。所述螺柱3其头部5沿着多个第二排列部件92的支撑端97向下方滑动并将多个第二排列部件92向外侧撑开。

因此，在本发明的实施例中，随着多个第二排列部件92向外侧撑开，通过多个第二排列部件92的第二排列槽98引出螺柱3的头部5，通过螺柱焊嘴40的按压力将螺柱3的头部5安置在基材1的上表面并按压。其中，所述螺柱3的头部5通过多个焊接突起9与基材1的上表面接触。

在此状态下，在本发明的实施例中，通过螺柱焊嘴40将螺柱3的头部5按压到基材1的焊接接触面并通过变压器13向螺柱焊嘴40施加焊接电流。那么，本发明的实施例中就会完成头部5的焊接突起9被电阻热熔接在基材1的焊接接触面上的电阻焊接。

如上所述，完成对基材1的螺柱3电阻焊接后，本发明的实施例中会操作压力缸20的操作杆21使其后退，当螺柱焊嘴40后退移动时，多个第二排列部件92由第二支撑弹簧93的弹性回复力再次收缩。

另外，所述的螺柱焊嘴40由循环冷却座43的冷却水以水冷方式被冷却。因此，在本发明的实施例中，可以防止螺柱焊嘴40被焊接热过渡加热。

如上所述的根据本发明实施例的螺柱焊接设备100在通过螺柱排列单元80排列螺柱3的状态下，通过由压力缸20驱动的螺柱焊嘴40按压螺柱3并通过螺柱焊嘴40的通电，可以将螺柱3电阻熔接至基材1。

因此，本发明的实施例中，在通过螺柱排列单元80排列好螺柱3的状态下，通过特定的按压力和通电将螺柱3电阻焊接至基材1，从而可以防止基材1上产生焊珠及烟灰，而且可以提高基材1的喷漆及外观质量。

另外，本发明的实施例通过螺柱排列单元80可自行排列螺柱3，因而不同于通过额外装置来排列并供应螺柱的焊接设备，可以缩短用于供应螺柱3的周期。

而且，在本发明的实施例中，供应螺柱3的同时可以通过螺柱排列单元80自行排列螺柱3，因此可以防止对基材的螺柱的安装不良。

更进一步地，在本发明的实施例中，可以通过与螺柱焊嘴40分开设置在螺柱夹头70上的螺柱排列单元80排列螺柱3，因此使冷却座43的冷却水管线相对增大，从而可以进一步提高螺柱焊嘴40的冷却性能。

以上，对本发明的实施例进行了说明，然而本发明并不局限于此，在权利要求书和说明书及其附图所公开的范围内，能够以多种方式实施，这些方式也属于本发明的范围。

Claims (24)

1.一种螺柱焊接设备，其包括：

枪架；

螺柱夹头，其安装在所述枪架上，用于引导由螺柱供应单元供应的螺柱；

螺柱排列单元，其安装在所述螺柱夹头上，用于排列所述螺柱；及

螺柱焊嘴，其配置成相对于所述螺柱夹头能够前进或后退移动，所述螺柱焊嘴通过压力缸按压由所述螺柱排列单元排列的螺柱，且通过通电将所述螺柱电阻焊接至基材；

所述螺柱排列单元包括：

多个第一排列部件，其配置成通过所述螺柱的打击力及弹性支撑部件的弹性力以翅膀的形式撑开及收缩；及

多个第二排列部件，其配置成通过所述螺柱焊嘴的按压力及弹性支撑部件的弹性力在所述多个第一排列部件的外侧以翅膀的形式撑开及收缩。

2.一种螺柱焊接设备，其用于将螺柱的头部焊接至基材，所述螺柱焊接设备包括：

枪架，其安装在机械臂前端上；

压力缸，其安装在所述枪架上；

活动体，其固定在所述压力缸的操作杆上；

螺柱焊嘴，其具有插入所述螺柱的螺栓部的插入槽，并安装在所述操作杆的前端部处；

固定体，其具有多个导杆，所述导杆穿过所述活动体并支撑所述活动体的上表面；

加压弹簧，其位于所述活动体与固定体之间且安装在所述导杆上；

螺柱夹头，其固设在所述固定体上，所述螺柱夹头引导由螺柱供应单元供应的螺柱，所述螺柱焊嘴能够穿设于所述螺柱夹头；及

螺柱排列单元，其配置成连接所述螺柱夹头，用于排列所述螺柱；

其中，所述螺柱夹头包括夹头主体，所述夹头主体具有引导所述螺柱及螺柱焊嘴的导孔；

其中，所述螺柱排列单元包括：

第一衬套部件，其具有与所述导孔连接的连接孔，并与所述夹头主体结合；

多个第一排列部件，其在所述第一衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，并在内侧支撑所述螺柱的螺栓部，而在外侧支撑所述螺柱的头部；

第二衬套部件，其与所述第一衬套部件结合，且所述多个第一排列部件位于所述第二衬套部件的内侧；

多个第二排列部件，其在所述第二衬套部件的外周面上沿着外周方向设置多个，用于支撑由所述多个第一排列部件排列的所述螺柱的头部；及

弹性支撑部件，其围绕所述多个第一排列部件及多个第二排列部件，对所述多个第一排列部件及多个第二排列部件施加弹性力。

3.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述夹头主体上沿上下方向贯穿地形成有所述导孔，并且形成有供应孔与所述导孔以倾斜方向连接，所述供应孔用于将螺柱供应至所述导孔。

4.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述螺柱排列单元包括：

第一支撑弹簧，其围绕所述多个第一排列部件，对所述多个第一排列部件施加弹性力。

5.根据权利要求4所述的螺柱焊接设备，其中，

所述螺柱排列单元包括：

第二支撑弹簧，其围绕所述多个第二排列部件，对所述多个第二排列部件施加弹性力。

6.根据权利要求5所述的螺柱焊接设备，其中，

所述第一衬套部件上沿上下方向形成有第一结合槽用于结合所述多个第一排列部件，

所述第二衬套部件上沿上下方向形成有第二结合槽用于结合所述多个第二排列部件。

7.根据权利要求4所述的螺柱焊接设备，其中，

所述多个第一排列部件受到由气压通过所述供应孔供应至导孔的螺柱的打击而克服所述第一支撑弹簧的弹性力以翅膀的形式被撑开。

8.根据权利要求7所述的螺柱焊接设备，其中，

所述多个第一排列部件其内侧形成与所述连接孔连接的连接通道，并且所述多个第一排列部件形成第一排列槽，所述第一排列槽向外侧撑开以引出所述螺柱的头部，再次收缩以支撑所述螺柱的螺栓部。

9.根据权利要求5所述的螺柱焊接设备，其中，

所述多个第二排列部件配置成通过所述螺柱焊嘴的按压力克服所述第二支撑弹簧的弹性力以翅膀的形成被撑开。

10.根据权利要求9所述的螺柱焊接设备，其中，

所述多个第二排列部件形成用于支撑所述螺柱的头部的支撑端，并形成向外侧撑开以引出所述螺柱的第二排列槽，其中所述支撑端朝所述第二排列槽倾斜地形成。

11.根据权利要求5所述的螺柱焊接设备，其中，

所述第一支撑弹簧具有比所述第二支撑弹簧更小的弹性力，并安装在所述多个第一排列部件的第一安装槽。

12.根据权利要求11所述的螺柱焊接设备，其中，

所述第二支撑弹簧具有比所述第一支撑弹簧更大的弹性力，并安装在所述多个第二排列部件的第二安装槽。

13.根据权利要求3所述的螺柱焊接设备，其中，

所述螺柱供应单元包括：

螺柱送料部，其安装在所述枪架上，所述螺柱送料部容置多个螺柱，通过气压射出该螺柱；

送料管，其用于连接所述螺柱送料部与所述供应孔。

14.根据权利要求13所述的螺柱焊接设备，其中，

所述固定体包括用于支撑所述活动体的一侧面的主侧板，

所述主侧板上设有用于支撑所述送料管的管架，并形成有狭缝用于向外引出所述送料管。

15.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述活动体其中间形成有结合孔用于套接所述操作杆，所述活动体其边角处形成有多个穿孔供所述导杆穿过。

16.根据权利要求15所述的螺柱焊接设备，其中，

所述导杆的上端部结合有用于支撑所述活动体的上表面的杆架，

所述导杆的下端部结合至所述固定体。

17.根据权利要求16所述的螺柱焊接设备，其中，

所述加压弹簧为套设于所述导杆的螺旋压缩弹簧，

所述加压弹簧的上端支撑所述活动体的下表面，所述加压弹簧的下端支撑所述固定体。

18.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述操作杆的前端上安装用于使冷却水流动的冷却座，

在所述冷却座的前端压入固定所述螺柱焊嘴。

19.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述固定体包括：

主侧板，其用于支撑所述活动体的一侧面；

底板，其具有安装孔用于安装所述螺柱夹头，所述底板的一侧边缘部分与所述主侧板连接；

辅助侧板，其高度比所述主侧板低，并与所述底板的剩余的边缘部分连接。

20.根据权利要求19所述的螺柱焊接设备，其中，

所述活动体的剩余的侧面上设置用于支撑所述辅助侧板的外侧面的支撑板。

21.根据权利要求20所述的螺柱焊接设备，其中，

所述活动体配置成支撑所述主侧板及辅助侧板并通过所述压力缸沿着所述导杆上下移动。

22.根据权利要求19所述的螺柱焊接设备，其中，

所述活动体上朝一侧面外侧突出地设置有至少一个突起件，

所述主侧板上设置有与所述突起件卡接的卡止件。

23.根据权利要求22所述的螺柱焊接设备，其中，

所述卡止件设在固定于所述主侧板的安装块上，且沿上下方向能够调节高度。

24.根据权利要求2所述的螺柱焊接设备，其中，

所述螺柱夹头上设置用于支撑基材的支撑件，所述支撑件包括一对按压部件用于按压基材，所述螺柱排列单元位于所述一对按压部件之间。

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