CN107725525B - 焊枪气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊枪气缸，包括第一气缸；第一气缸包括第一缸筒、第一活塞、第一活塞杆、第一缸筒前端盖和第一缸筒后端盖；在第一缸筒后端盖中还设置有第一通气管路和第二通气管路；在第一通气管路上设置有第一控制阀，在第二通气管路上设置有第二控制阀；第一活塞在从初始位置向终止位置移动的过程中，第一控制阀处于开启状态，第二控制阀保持处于关闭状态；在第一活塞处于终止位置时，第二控制阀从关闭状态切换为开启状态，第一控制阀保持处于开启状态。其通过控制第一活塞杆缓慢移动，可以使得处于第一活塞杆上的焊枪与工件缓慢接触，并能够在接触之后提高焊接力，避免工件变形，提高了焊接质量，延长了焊枪的使用寿命。

Description

焊枪气缸
技术领域
本发明涉及焊枪中所使用的气缸零部件技术领域，尤其涉及一种焊枪气缸。
背景技术
焊枪气缸为用于焊枪上的气缸，通过气缸作用推动焊枪的枪臂移动或摆动，实现焊接。
现有技术中，焊枪为了满足焊接力要求，需要较大的力，从而使得焊枪快速移动，并与工件接触，对工件表面造成冲击，对焊枪本身也造成冲击，降低了焊接质量，缩短了焊枪的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够缓慢与工件接触，在焊枪与工件接触之后再提高焊接力，以提高焊接质量的焊枪气缸。
本发明技术方案提供一种焊枪气缸，包括第一气缸；所述第一气缸包括第一缸筒、第一活塞、第一活塞杆、第一缸筒前端盖和第一缸筒后端盖；在所述第一缸筒前端盖上设置有第一换气口，在所述第一缸筒后端盖上设置有第二换气口；所述第一活塞在所述第一缸筒内具有初始位置和终止位置，并能够在所述初始位置与所述终止位置之间往复运动；在所述第一缸筒后端盖中还设置有与所述第一缸筒连通的第一通气管路和第二通气管路；在所述第一通气管路上设置有第一控制阀，在所述第二通气管路上设置有第二控制阀；所述第一活塞在从所述初始位置向所述终止位置移动的过程中，所述第一控制阀处于开启状态，所述第二控制阀保持处于关闭状态；在所述第一活塞处于所述终止位置时，所述第二控制阀从关闭状态切换为开启状态，所述第一控制阀保持处于开启状态。
进一步地，所述第二控制阀为压控开关阀；在所述第一缸筒内的压力达到预设压力值时，所述压控开关阀从关闭状态切换为开启状态。
进一步地，所述第一控制阀包括调速阀和单向阀；在所述第一通气管路上设置有与所述第二换气口连通的排气管路，所述单向阀设置在所述排气管路内；所述调速阀设置在所述第一通气管路上，并位于所述排气管路和所述第一通气管路的连接点与所述第二换气口之间；在所述第一活塞从所述初始位置向所述终止位置切换的过程中，所述调速阀处于开启状态，所述单向阀处于关闭状态；在所述第一活塞从所述终止位置向所述初始位置切换的过程中，所述调速阀处于关闭状态，所述单向阀处于开启状态。
进一步地，该焊枪气缸还包括有至少一个与所述第一气缸连接的第二气缸；所述第二气缸包括第二缸筒、第二活塞、第二活塞杆和第二缸筒后端盖；所述第二缸筒的前端连接在所述第一气缸后端盖上，所述第二活塞杆穿过所述第一气缸后端盖并与所述第一活塞杆连接；在所述第二缸筒内还滑动地设置有内置气缸，所述第二活塞滑动地配置在所述内置气缸内；在所述第一气缸后端盖上设置有与所述第二缸筒连通的呼吸口，在所述第二缸筒后端盖上设置有第三换气口；所述第二活塞杆内还具有第三通气管路，所述第三通气管路的后端开口处于所述第二活塞与所述内置气缸的内置气缸后端盖之间，其前端开口处于所述第一活塞与所述第一气缸后端盖之间。
进一步地，所述内置气缸后端盖的面积大于所述第一活塞与所述第一活塞杆所形成的环形区域的面积。
进一步地，所述内置气缸在所述第二缸筒内具有第一预设行程，所述第二活塞在所述内置气缸内具有第二预设行程，所述第一活塞在所述第一缸筒内具有第三预设行程，且所述第三预设行程为所述第一预设行程与所述第二预设行程之和。
进一步地，该焊枪气缸还包括多个依次连接的所述第二气缸；任意相邻的两个所述第二气缸中的两个第二活塞杆连接在一起。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
通过在第一缸筒后端盖内设置第一通气管路和第二通气管路，第一通气管路缓慢供气驱动第一活塞移动，直至其到达终止位置，使得第一活塞杆或其上的焊枪与工件缓慢接触；
之后，第二控制阀开启，气体通过第二通气管路快速流向第一缸筒内，增加了对第一活塞及第一活塞杆的压力，提高了第一活塞杆或其上的焊枪的焊接力，提高了焊接质量。
在操作过程中，第一活塞杆上的焊枪与工件先缓慢接触，避免对工件表面造成冲击，有助于减小工件变形；在第一活塞杆或焊枪与工件缓慢接触之后，再增加对第一活塞杆或焊枪压力，使焊枪能够达到焊接时所需要的焊接力，提高焊接质量，并延长了焊枪的使用寿命。
综上所述，本发明提供的焊枪气缸，通过控制第一活塞杆缓慢移动，可以使得处于第一活塞杆上的焊枪与工件缓慢接触，并能够在接触之后提高焊接力，避免工件变形，提高了焊接质量，延长了焊枪的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的焊枪气缸的整体示意图；
图2为本发明一实施例提供的第一气缸的结构示意图；
图3为第一缸筒后端盖上的第一通气管路和第二通气管路进气时的示意图；
图4为经排气管路排气时的示意图；
图5为本发明一实施例提供包括有第一气缸和第二气缸的焊枪气缸的整体示意图；
图6为图5所示的焊枪气缸的内部结构示意图；
图7为第二气缸的结构示意图；
图8为第二活塞杆的结构示意图；
图9为第一活塞和第二活塞复位时的示意图；
图10为第一活塞和第二活塞移动第一预设行程时的示意图；
图11为第一活塞和第二活塞移动第二预设行程时的示意图。
附图标记对照表：
1-第一气缸； 11-第一缸筒； 12-第一活塞杆；
13-第一活塞； 14-第一缸筒前端盖； 15-第一缸筒后端盖；
16-第一换气口； 17-第二换气口； 18-呼吸口；
2-第二气缸； 21-第二缸筒； 22-第二活塞杆；
23-第二活塞； 24-第二活塞后端盖； 25-第三换气口；
3-第一通气管路； 31-排气管路； 4-第二通气管路；
5-第一控制阀； 51-调速阀； 52-单项阀；
6-第二控制阀； 7-内置气缸； 71-内置气缸前端盖；
72-内置气缸后端盖； 8-第三通气管路； 81-前端开口；
82-后端开口。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-4所示，本发明一实施例提供的焊枪气缸，包括第一气缸1。
第一气缸1包括第一缸筒11、第一活塞13、第一活塞杆12、第一缸筒前端盖14和第一缸筒后端盖15。在第一缸筒前端盖14上设置有第一换气口16，在第一缸筒后端盖15上设置有第二换气口17。
第一活塞13在第一缸筒11内具有初始位置和终止位置，并能够在初始位置与终止位置之间往复运动。
其中，在第一缸筒后端盖15中还设置有与第一缸筒11连通的第一通气管路3和第二通气管路4。在第一通气管路3上设置有第一控制阀5，在第二通气管路4上设置有第二控制阀6。
第一活塞13在从初始位置向终止位置移动的过程中，第一控制阀5处于开启状态，第二控制阀6保持处于关闭状态。在第一活塞13处于终止位置时，第二控制阀6从关闭状态切换为开启状态，第一控制阀5保持处于开启状态。
也即是，该焊枪气缸主要由第一气缸1组成。
第一气缸1由第一缸筒11、第一活塞13和第一活塞杆12组成。第一缸筒11的前端设置有第一缸筒前端盖14，其后端设置有第一缸筒后端盖15。该处所指的前端为第一活塞杆移动输出时指向的一侧，后端为朝向第一活塞杆复位移动时指向的一侧。
第一活塞13位于第一缸筒11内，在气压作用下，其能够在第一缸筒前端盖14与第一缸筒后端盖15之间往复滑动。
将第一活塞13与第一缸筒后端盖15接触的位置称之为初始位置。
将第一活塞杆或焊枪与工件接触，而使得第一活塞13静止不动的位置称之为终止位置或工作位置。
终止位置可以为第一活塞13与第一缸筒前端盖14接触的位置，也可以是介于第一缸筒前端盖14与第一缸筒后端盖15之间的任意位置。
第一活塞杆12的后端与第一活塞13连接，其前端伸出于第一缸筒前端盖14之外，其能够随着第一滑动而移动，成为输出端，用于带动焊枪的枪臂移动或摆动，实现焊接。
为了实现对第一活塞杆12移动速度的控制及增加焊接力，在第一缸筒后端盖15中还设置有第一通气管路3和第二通气管路4，第一通气管路3和第二通气管路4分别连通在第一缸筒11与第二换气口17之间，并在第一通气管路3上设置有第一控制阀5，在第二通气管路4上设置有第二控制阀6。
当需要驱动第一活塞13及第一活塞杆12移动时，或者驱动第一活塞13从初始位置向终止位置切换时，开启第一控制阀5，如图3所示，气体经第一通气管路3进入第一缸筒11内，驱动第一活塞13及第一活塞杆12朝向第一缸筒前端盖14侧移动，直至第一活塞13运动至终止位置或工作位置，此时第一活塞杆12或其上的焊枪与工件接触。
在该过程中，第二控制阀6保持关闭，仅通过第一通气管路3沿着箭头A的方向供气。第一通气管路3的供气速率较为缓慢，第一活塞13及第一活塞杆12的移动速度较为缓慢，第一活塞杆12上的焊枪与工件先缓慢接触，避免对工件表面造成冲击，有助于减小工件变形。
在第一活塞13与第一缸筒前端盖14接触之后，也即是第一活塞13处于终止位置时，根据需要开启第二控制阀6，如图3所示，气体沿着箭头B的方向经第二通气管路4迅速进入第一缸筒11内，增加了对第一活塞13及第一活塞杆12的压力，使焊枪能够达到焊接时所需要的焊接力，提高焊接质量，并延长了焊枪的使用寿命。
在该过程中，第一控制阀5保持处于开启状态，可以通过第一通气管路3和第二通气管路4同时向第一缸筒11内供气，可以瞬时增加对第一活塞13的压力。
第二控制阀6可以电子阀，在第一活塞13或第一缸筒前端盖14上设置传感器，当第一活塞13到达终止位置时，传感器发出指令，控制开启第二控制阀6。
第一通气管路3与第二通气管路4相比，第一通气管路3的供气较为缓慢或平缓，第二通气管路4的供气较为迅速，第一通气管路3的单位时间气流量小于第二通气管路4的单位时间气流量，因此也可以将第一通气管路3称之为慢速通气管路，将第二通气管路4称之为快速通气管路。
综上所述，本发明提供的焊枪气缸，通过控制第一活塞杆缓慢移动，可以使得处于第一活塞杆上的焊枪与工件缓慢接触，并能够在接触之后提高焊接力，避免工件变形，提高了焊接质量，延长了焊枪的使用寿命。
较佳地，第二控制阀6为压控开关阀，其具有预设压力值，只有在第一缸筒11内的气体压力大于预设压力值时，压控开关阀才会开启。
在第一缸筒11内的压力达到预设压力值时，压控开关阀从关闭状态切换为开启状态。
在第一活塞13未到达终止位置之前，第一活塞13与第一缸筒后端盖15之间的体积始终在变化，仅靠第一通气管路3的供气，第一缸筒11内的压力始终达不到预设压力值。
在第一活塞13处于终止位置时，第一活塞13不能再移动，第一活塞13与第一缸筒后端盖15之间的体积不会在变化，第一通气管路3继续供气，可以使得第一缸筒11内的压力达到预设压力值，开启压控开关阀，进而开通第二通气管路4。
较佳地，如图3-4所示，第一控制阀5包括调速阀51和单向阀52。
在第一通气管路3上设置有与第二换气口17连通的排气管路31，单向阀52设置在排气管路内。
调速阀51设置在第一通气管路3上，并位于排气管路52和第一通气管路3的连接点与第二换气口17之间。
在第一活塞13从初始位置向终止位置切换的过程中，调速阀51处于开启状态，单向阀52处于关闭状态，气体进入第一缸筒11内。
在第一活塞13从终止位置向初始位置切换的过程中，单向阀52处于开启状态，第一缸筒11内的气体沿着箭头C的方向依次经排气管路52和第二换气口17排出。
在第一活塞13从终止位置向初始位置切换的过程中，调速阀51也可以保持开启，大部分气体经单向阀52排出，少部分气体经调速阀51排出。调速阀51的作用主要是限制第一通气管路3内的气体流量或流速，保证第一通气管路3的单位时间气流量小于第二通气管路4的单位时间气流量。
单项阀52包括球阀和弹簧，在第一活塞13从初始位置向终止位置切换的过程中，弹簧将球阀顶紧在排气管路52的管口处，并密封避免气体进入排气管路。
在第一活塞13从终止位置向初始位置切换的过程中，在气压作用下，球阀克服弹簧的作用力被推开，从而打开排气管路52。
较佳地，如图5-11所示，该焊枪气缸还包括有至少一个与第一气缸1连接的第二气缸2。
第二气缸2包括第二缸筒21、第二活塞23、第二活塞杆22和第二缸筒后端盖24。
第二缸筒21的前端连接在第一气缸后端盖15上，第二活塞杆22穿过第一气缸后端盖15并与第一活塞杆12连接。
在第二缸筒22内还滑动地设置有内置气缸7，第二活塞23滑动地配置在内置气缸7内。
在第一气缸后端盖15上设置有与第二缸筒21连通的呼吸口18，在第二缸筒后端盖24上设置有第三换气口25。
第二活塞杆22内还具有第三通气管路8，第三通气管路8的后端开口82处于第二活塞23与内置气缸7的内置气缸后端盖72之间，其前端开口81处于第一活塞13与第一气缸后端盖15之间。
内置气缸7滑动地配置在第二缸筒21内，在气压作用下，其能够在第一缸筒后端盖15与第第二缸筒后端盖24之间滑动。
第二活塞23滑动地配置在内置气缸7内，在气压作用下，其能够在内置气缸23内前后移动，具体为在内置气缸前端盖71和内置气缸后端盖72之间滑动。
第二活塞杆22的后端穿过内置气缸前端盖71并与第二活塞23连接，其前端穿过第一缸筒后端盖15并与第一活塞杆12连接。由此，可以实现第一活塞13和第二活塞23同步移动。
在第二活塞杆22内设置有第三通气管路8，其中第三通气管路8的后端开口82处于第二活塞23与内置气缸后端盖72之间，其前端开口81处于第一活塞13与第一缸筒后端盖15之间。
由此，当第二换气口17进气时，第一缸筒11的气体，部分气体经前端开口81进入第三通气管路8，最后经后端开口82进入内置气缸3内，具体地进入第二活塞23与内置气缸后端盖72之间。
此时第一缸筒11内的一部分气体对第一活塞13施加压力，进入内置气缸7内的气体对第二活塞23施加压力，同时驱动第一活塞13和第二活塞23移动，具有双重作用力。
并在复位时，通过第一换气口16进气，第二换气口17排气，推动第一活塞13及第二活塞23复位，第二活塞23在内置气缸7内复位时，气体经第三通气管路8进入第一缸筒11内，最后经第二换气口17排出。在内置气缸7内复位的第二活塞23再带动内置气缸7在第二缸筒21内复位。
由此，无需单独对内置气缸供气，简化了结构，在第二换气口进气时，具有双重作用力，从而缩短了气缸的整体长度，减小了气缸体积。
较佳地，内置气缸后端盖72的面积大于第一活塞13与第一活塞杆12所形成的环形区域的面积。
如此设置，在第三换气口25进气、第一换气口16进气、第二换气口17排气，并且两处进气压力相等的条件下，保证内置气缸后端盖72(图6所示的内置气缸后端盖72的右侧面积)所受到气体的作用力大于环形区域(图1所示的第一活塞13的左侧的环形面积)所受到气体的作用力，使得能够推动内置气缸7、第二活塞23、第二活塞杆22、第一活塞13和第一活塞杆12一体朝向远离第二缸筒后端盖24侧移动。
较佳地，如图6所示，内置气缸7在第二缸筒21内具有第一预设行程H1，第二活塞23在内置气缸7内具有第二预设行程H2，第一活塞13在第一缸筒11内具有第三预设行程H3，且第三预设行程H3为第一预设行程H1与第二预设行程H2之和。
当内置气缸7在第二缸筒21行走第一预设行程H1时，其会带动第二活塞23也在第二缸筒21内行走第一预设行程H1，第二活塞23通过第二活塞杆22带动第一活塞13在第一缸筒11内行走第一预设行程H1。
当第二活塞23在内置气缸7内行走第二预设行程H2时，第二活塞23通过第二活塞杆22带动第一活塞13在第一缸筒11内行走第二预设行程H2。从而确定第一活塞13在第一缸筒11可以行走的第三预设行程H3为第一预设行程H1与第二预设行程H2之和，便于对第一活塞杆12的伸缩量进行控制。
参照图9所示，在初始状态或复位时，在第一换气口16进气、第二换气17口排气、第三换气口25排气，在气体压力下，第一活塞13和第二活塞23都朝向第二缸筒后端盖24侧移动，直至第一活塞13与第一缸筒后端盖15紧贴在一起，第二活塞23与内置气缸后端盖72紧贴在一起，内置气缸后端盖72与第二缸筒后端盖24紧贴在一起。在该过程中，外部环境气体经呼吸口18进入第二缸筒21内。
参照图10所示，行走第一预设行程H1时，第一换气口16进气、第二换气口17排气、第三换气口25进气时，内置气缸7带动第二活塞23和第一活塞13一体朝向第一缸筒前端盖14侧移动，直至内置气缸前端盖71与第一缸筒前端盖15紧贴在一起。此时完成第一预设行程H1行走，内置气缸7不能再向第一缸筒前端盖15侧移动。
参照图7所示，行走第一预设行程H2时，在第一换气口16排气、第二换气口17进气、第三换气口25进气时，此时第一缸筒11内的一部分气体对第一活塞13施加压力；第一缸筒11内一部分气体经第三通气管路8进入内置气缸7内，进入内置气缸7内的气体对第二活塞23施加压力，两部分气体同时驱动第一活塞13和第二活塞23都朝向第一缸筒前端盖15侧移动，并具有双重作用力，直至第二活塞23与内置气缸前端盖71紧贴。此时完成第二预设行程H2行走，第二活塞23不能再向前移动。同时，第一活塞13完成第三预设行程H3的行走。
较佳地，该焊枪气缸还包括多个依次连接的第二气缸2；任意相邻的两个第二气缸2中的两个第二活塞杆22连接在一起。
如此设置，可以使得多个第二气缸2都能够对第一活塞杆12的伸出提供助力，提高了移动效果。
综上所述，本发明提供的焊枪气缸，可以实现在第一活塞杆或其上的焊枪与工件缓慢接触后再增加焊接力，还可以实现对第一活塞杆的移动提供双倍助力，并减小了结构体积。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种焊枪气缸，包括第一气缸；
所述第一气缸包括第一缸筒、第一活塞、第一活塞杆、第一缸筒前端盖和第一缸筒后端盖；
在所述第一缸筒前端盖上设置有第一换气口，在所述第一缸筒后端盖上设置有第二换气口；
所述第一活塞在所述第一缸筒内具有初始位置和终止位置，并能够在所述初始位置与所述终止位置之间往复运动；
其特征在于，在所述第一缸筒后端盖中还设置有与所述第一缸筒连通的第一通气管路和第二通气管路；其中，所述第一通气管路的单位时间气流量小于所述第二通气管路的单位时间气流量；
在所述第一通气管路上设置有第一控制阀，在所述第二通气管路上设置有第二控制阀；
所述第一活塞在从所述初始位置向所述终止位置移动的过程中，所述第一控制阀处于开启状态，所述第二控制阀保持处于关闭状态；
在所述第一活塞处于所述终止位置时，所述第一活塞保持静止不动，所述第二控制阀从关闭状态切换为开启状态，所述第一控制阀保持处于开启状态。
2.根据权利要求1所述的焊枪气缸，其特征在于，所述第二控制阀为压控开关阀；
在所述第一缸筒内的压力达到预设压力值时，所述压控开关阀从关闭状态切换为开启状态。
3.根据权利要求1所述的焊枪气缸，其特征在于，所述第一控制阀包括调速阀和单向阀；
在所述第一通气管路上设置有与所述第二换气口连通的排气管路，所述单向阀设置在所述排气管路内；
所述调速阀设置在所述第一通气管路上，并位于所述排气管路和所述第一通气管路的连接点与所述第二换气口之间；
在所述第一活塞从所述初始位置向所述终止位置切换的过程中，所述调速阀处于开启状态，所述单向阀处于关闭状态；
在所述第一活塞从所述终止位置向所述初始位置切换的过程中，所述单向阀处于开启状态。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的焊枪气缸，其特征在于，该焊枪气缸还包括有至少一个与所述第一气缸连接的第二气缸；
所述第二气缸包括第二缸筒、第二活塞、第二活塞杆和第二缸筒后端盖；
所述第二缸筒的前端连接在所述第一气缸后端盖上，所述第二活塞杆穿过所述第一气缸后端盖并与所述第一活塞杆连接；
在所述第二缸筒内还滑动地设置有内置气缸，所述第二活塞滑动地配置在所述内置气缸内；
在所述第一气缸后端盖上设置有与所述第二缸筒连通的呼吸口，在所述第二缸筒后端盖上设置有第三换气口；
所述第二活塞杆内还具有第三通气管路，所述第三通气管路的后端开口处于所述第二活塞与所述内置气缸的内置气缸后端盖之间，其前端开口处于所述第一活塞与所述第一气缸后端盖之间。
5.根据权利要求4所述的焊枪气缸，其特征在于，所述内置气缸后端盖的面积大于所述第一活塞与所述第一活塞杆所形成的环形区域的面积。
6.根据权利要求4所述的焊枪气缸，其特征在于，所述内置气缸在所述第二缸筒内具有第一预设行程，所述第二活塞在所述内置气缸内具有第二预设行程，所述第一活塞在所述第一缸筒内具有第三预设行程，且所述第三预设行程为所述第一预设行程与所述第二预设行程之和。
7.根据权利要求4所述的焊枪气缸，其特征在于，该焊枪气缸还包括多个依次连接的所述第二气缸；
任意相邻的两个所述第二气缸中的两个第二活塞杆连接在一起。
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