CN109834358A - 自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，属于机床技术领域。它解决了现有的操纵自动钎焊装置工人经验要求高的问题。本自动钎焊装置包括机架、用于装夹第一焊件的第一夹具和用于装夹第二焊件的第二夹具，第一夹具安装在机架上，第二夹具位于第一夹具的上方，第二夹具通过导向结构与机架之间相连接，第二夹具能升降移动；自动钎焊装置还包括测距传感器，当加热钎料时测距传感器能监测第二夹具向下移动行程。本自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法根据钎料熔化后下降高度控制加热装置停止加热，通过调整第二夹具移动阈值大小便能钎料固化后的高度基本一致，且保证钎料高度符合钎焊技术要求。

Description

自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法

技术领域

本发明属于机床技术领域，涉及一种钎焊，特别是一种自动钎焊装置。

本发明属于机床技术领域，涉及一种钎焊，特别是一种利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法。

背景技术

钎焊是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。圆锯片、薄壁钻和排锯等切割工具的刀头和基体之间通常采用钎焊连接。发明人曾提出了多种自动钎焊装置，如薄壁基材焊接装置（授权公告号CN201211601Y）、金刚石工具焊接机（申请公布号CN103223538A）、金刚石切割工具焊接机（申请公布号CN106181012A）、薄壁钻焊接机（申请公布号CN109483136A）。

钎焊品质受众多因素影响，其最重要的因素为加热温度与钎料熔点之间关系。目前钎焊加热方式通常为高频感应加热，因而加热温度受加热时长和待加热区域与感应线圈之间位置关系影响；加热时长越长，往往温度越高；加热区域离感应线圈越近，往往温度越高；以及钎料成份和厚度不同，加热所需时长也不相同。

加热时长通常需根据经验判断以及设置高频感应加热装置运行延时时长；换言之，现有自动钎焊装置对操纵工人的经验要求较高。焊件焊接面的精度通常较低，使得感应线圈与待加热区域无法保持一致，为了保证焊接效率，上述存在着问题往往被操纵人员忽略，但影响焊接品质是客观存在的。

为了提高钎焊品质，发明人曾提出了排锯焊接机（申请公布号CN109048101A），通过检测焊接面的位置自动调整感应线圈的位置。虽然提高了感应线圈与待加热区域位置一致性，但也增加了设备的制造成本，以及无法解决加热时长控制问题。

发明内容

本发明提出了一种自动钎焊装置，本发明要解决的技术问题是如何降低操纵自动钎焊装置工人的经验要求，但能保证钎焊品质。

本发明提出了一种利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，本发明要解决的技术问题是如何降低操纵自动钎焊装置工人的经验要求，但能保证钎焊品质。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种自动钎焊装置，包括机架、用于装夹第一焊件的第一夹具和用于装夹第二焊件的第二夹具，第一夹具安装在机架上，第二夹具位于第一夹具的上方，第二夹具通过导向结构与机架之间相连接，第二夹具能升降移动；自动钎焊装置还包括测距传感器，当加热钎料时测距传感器能监测第二夹具向下移动行程。

利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊可采用下述任意一种方法，方法一：自动钎焊装置还包括控制电路，测距传感器和加热装置与控制电路电连接；第一步装夹和设定第二夹具相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下，以及在第一焊件的焊接面上放置钎料；

第二步设定基准高度，第二夹具向下移动使第二焊件压在钎料上，此时测距传感器测得第二夹具的高度设定为基准高度；

第三步加热控制，加热装置加热钎料所在区域使钎料熔化，第二夹具自然下降，测距传感器监测第二夹具向下移动行程；当第二夹具向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热。

方法二：自动钎焊装置还包括控制电路，测距传感器和加热装置与控制电路电连接；第一步装夹和设定第二夹具相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下；

第二步设定基准高度，第二夹具向下移动使第二焊件压在第一焊件的焊接面上，此时测距传感器测得第二夹具的高度记为基准高度；

第三步添加钎料，首先第二夹具向上移动，然后在第一焊件的焊接面上放置钎料，最后第二夹具向下移动使第二焊件压在钎料上；

第四步加热控制，加热装置加热钎料所在区域使钎料熔化，第二夹具自然下降，测距传感器监测第二夹具向下移动行程；当第二夹具向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热。

本自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法根据钎料熔化后下降高度控制加热装置停止加热，通过调整第二夹具移动阈值大小便能钎料固化后的高度基本一致，且保证钎料高度符合钎焊技术要求。由此可知，本自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊能有效地保证钎焊品质且提高钎焊品质一致性。

利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊不受第一焊件的焊接面精度、第二焊件的高度、钎料材料成分以及加热装置与钎料所在区域的位置关系等因素影响。同时与现有操纵人员所需的操纵经验相比，操纵人员操纵本自动钎焊装置一般仅需根据钎料厚度适应性地调整第二夹具移动阈值大小，焊接相同产品时一般钎料的厚度基本相同，由此可知本自动钎焊装置和利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法能显著地降低操纵自动钎焊装置工人的经验要求。

与现有技术相比，利用本自动钎焊装置对焊件进行钎焊既简化操作，降低操作工人经验要求，又提高焊接加工效率，同时还提高焊接品质和提高焊接品质一致性。

附图说明

图1是实施例一中自动钎焊装置的立体结构示意图。

图2是实施例一中利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊处于设定基准高度状态的结构示意图。

图3是实施例二中自动钎焊装置的立体结构示意图。

图4是实施例二中利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊处于设定基准高度状态的结构示意图。

图中，1、机架；2、第一夹具；3、第二夹具；4、锯片基体；5、刀头；6、气缸组件；6a、第一气缸；6b、第二气缸；6c、第三气缸；7、测距传感器；8、辅助检测件；9、平移组件；10、钎料。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，自动钎焊装置包括机架1、用于装夹第一焊件的第一夹具2和用于装夹第二焊件的第二夹具3，第一夹具2安装在机架1上，第二夹具3位于第一夹具2的上方，第二夹具3通过导向结构与机架1之间相连接，第二夹具3能升降移动。

图1所示的自动钎焊装置用于焊接圆锯片，圆锯片包括锯片基体4和刀头5。第一夹具2用于装夹锯片基体4，第二夹具3为夹钳，第二夹具3用于装夹刀头5。机架1上安装有能使第二夹具3水平移动的平移组件9，第二夹具3与平移组件9之间通过具有导向结构的气缸组件6相连接，第二夹具3在重力作用下能自动向下移动，通过操控气缸组件6能使第二夹具3向上移动。

自动钎焊装置还包括测距传感器7和控制电路，测距传感器7和控制电路电连接。机架1上固定有防护罩，测距传感器7位于防护罩内，进而降低加热产生的烟雾对测距传感器7的腐蚀以及灰尘沉降在测距传感器7上，保证测量精度以及实现延长测距传感器7的使用寿命。

测距传感器7为激光位移传感器；测距传感器7用于监测第二夹具3向下移动行程。气缸组件6包括三个具有导向结构的气缸，第一气缸6a的缸体与平移组件9中移动头固定连接，第二气缸6b的缸体与第一气缸6a的活塞杆固定连接，第三气缸6c的缸体与第二气缸6b的活塞杆固定连接，第二夹具3与第三气缸6c的活塞杆固定连接；第一气缸6a的活塞杆和第一气缸6a的活塞杆竖直设置，第三气缸6c的活塞杆水平设置。自动钎焊装置还包括辅助检测件8，测距传感器7和辅助检测件8分别安装在两个能相对竖直移动的部件上，辅助检测件8与测距传感器7的探测面相对设置；具有来说，测距传感器7固定在第一气缸6a的缸体上；辅助检测件8固定在第一气缸6a的活塞杆上。

通过阐述利用自动钎焊装置对圆锯片进行钎焊的顺序步骤，进一步说明自动钎焊装置的工作原理以及优点。在自动钎焊装置的机架1上安装加热装置，加热装置与控制电路电连接；加热装置为高频感应加热装置。调整高频感应加热装置中感应线圈的位置，圆锯片焊接面位置位于感应线圈加热中心区域。

第一步装夹和设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值。装夹包括利用第一夹具2装夹锯片基体4，锯片基体4的板面竖直设置，锯片基体4朝上的侧面即为焊接面；利用第二夹具3装夹刀头5，刀头5的圆弧底面朝下；钎料10为钎焊带和粘附在钎焊带表面的钎焊剂；将钎料10放置在锯片基体4的焊接面上。钎焊带的厚度一般为0.1mm-0.5mm，设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值一般为0.05mm；钎焊带的厚度越厚，设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值可适应性地增大，如钎焊带的厚度为0.5mm时移动阈值可设定为0.075mm，这样可忽略一些不可预料的误差，提高监测准确性。

第二步设定基准高度，如图2所示，操控气缸组件6使第二夹具3在重力作用下能向下移动，进而刀头5压在钎料10上，此时测距传感器7测得第二夹具3的高度设定为基准高度。假设此时测距传感器7测得的数值为30mm。

第三步加热控制，加热装置加热钎料10所在区域使钎料10熔化，第二夹具3自然下降，测距传感器7监测第二夹具3向下移动行程；当第二夹具3向下移动行程达到设定移动阈值时，即测距传感器7测得的数值≤29.95mm时，控制电路立即控制加热装置停止加热，或延时设定时长后再控制加热装置停止加热。从另外一方面来说，测距传感器7监测数值逐渐缩小便能反应第二夹具3自然下降，进而反应钎料10逐渐熔化。

控制电路控制加热装置停止加热时还可同步控制第二夹具3释放刀头5，再控制气缸组件6带动第二夹具3向上移动，实现复位；或机架1上安装有冷却装置，冷却装置与控制电路电连接，控制电路控制加热装置停止加热时还可先控制冷却装置冷却钎料10所在区域，再控制第二夹具3释放刀头5，最后控制气缸组件6带动第二夹具3向上移动，实现复位。

在圆锯片焊接剩余刀头5时，每个刀头5均按上述方法进行焊接，由此有效地保证了圆锯片刀头5焊接品质一致性。

实施例二

如图3所示，本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：辅助检测件8固定在机架1上，测距传感器7固定在第二气缸6b的活塞杆上。

通过阐述利用自动钎焊装置对圆锯片进行钎焊的顺序步骤，进一步说明自动钎焊装置的工作原理以及优点。在自动钎焊装置的机架1上安装加热装置，加热装置与控制电路电连接；加热装置为高频感应加热装置。调整高频感应加热装置中感应线圈的位置，圆锯片焊接面位置位于感应线圈加热中心区域。

第一步装夹和设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值。装夹包括利用第一夹具2装夹锯片基体4，锯片基体4的板面竖直设置，锯片基体4朝上的侧面即为焊接面；利用第二夹具3装夹刀头5，刀头5的圆弧底面朝下。钎焊带的厚度一般为0.1mm-0.5mm，设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值一般为0.05mm；钎焊带的厚度越厚，设定第二夹具3相对于基准高度的移动阈值可适应性地增大，如钎焊带的厚度为0.5mm时移动阈值可设定为0.4mm，这样可忽略一些不可预料的误差，提高监测准确性。

如图4所示，第二步设定基准高度，操纵气缸组件6使第二夹具3自然向下移动，直至刀头5压在锯片基体4的焊接面上，此时测距传感器7测得第二夹具3的高度设定为基准高度；假设此时测距传感器7测得的数值为30mm。

第三步添加钎料10，首先操纵气缸组件6使第二夹具3向上移动，然后在锯片基体4的焊接面上放置钎料10，最后再操纵气缸组件6使第二夹具3自然向下移动，直至刀头5压在钎料10上。假设此时测距传感器7测得的数值为30.1mm。

第四步加热控制，加热装置加热钎料10所在区域使钎料10熔化，第二夹具3自然下降，测距传感器7监测第二夹具3向下移动行程；当第二夹具3向下移动行程达到设定移动阈值时，即测距传感器7测得的数值≤30.05mm时，控制电路控制加热装置停止加热。

实施例三

本实施例同实施例一或实施例二的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于测距传感器7为直线位移传感器。

实施例四

本实施例同实施例一或实施例二的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：根据第二夹具3与机架1之间连接结构可灵活地调整辅助检测件8和测距传感器7的安装位置，方案一：辅助检测件8固定在第一气缸6a的缸体上，测距传感器7固定在第一气缸6a的活塞杆上；方案二：辅助检测件8固定在第二气缸6b的缸体上，测距传感器7固定在第二气缸6b的活塞杆上；方案三：辅助检测件8固定在机架1上，测距传感器7固定在第三气缸6c的活塞杆或缸体上；方案四：辅助检测件8固定在机架1上，测距传感器7固定在第二夹具3上。方案五：测距传感器7安装在机架上，辅助检测件8安装在气缸组件6上。

实施例五

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：第二夹具3通过导向结构与机架1之间相连接，导向结构包括与机架1固定连接的导杆，导杆上滑动连接有滑头，第二夹具3与滑头固定连接。气缸组件6仅包括一个气缸，气缸的缸体与机架1相连接，活塞杆与第二夹具3相连接。测距传感器7固定在机架1上，滑头上固定有辅助检测件8，辅助检测件8与测距传感器7的探测连接件相连接。

Claims (10)

1.一种自动钎焊装置，包括机架（1）、控制电路、用于装夹第一焊件的第一夹具（2）和用于装夹第二焊件的第二夹具（3），第一夹具（2）安装在机架（1）上，第二夹具（3）位于第一夹具（2）的上方，第二夹具（3）通过导向结构与机架（1）之间相连接，第二夹具（3）能升降移动；其特征在于，自动钎焊装置还包括测距传感器（7），测距传感器（7）与控制电路电连接；当加热钎料（10）时测距传感器（7）能监测第二夹具（3）向下移动行程。

2.根据权利要求1所述的自动钎焊装置，其特征在于，所述机架（1）上固定有防护罩，测距传感器（7）位于防护罩内。

3.根据权利要求1所述的自动钎焊装置，其特征在于，所述测距传感器（7）为激光位移传感器或直线位移传感器。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动钎焊装置，其特征在于，所述第二夹具（3）与机架（1）之间通过具有导向结构的气缸组件（6）相连接，气缸组件（6）能使第二夹具（3）向上移动；自动钎焊装置还包括辅助检测件（8），测距传感器（7）和辅助检测件（8）分别安装在两个能相对竖直移动的部件上，辅助检测件（8）与测距传感器（7）的探测面相对设置或辅助检测件（8）与测距传感器（7）的探测连接件相连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的自动钎焊装置，其特征在于，所述导向结构包括安装在机架（1）上的导杆，导杆上滑动连接有滑头，第二夹具（3）安装在滑头上；测距传感器（7）安装在机架（1）上，滑头上安装有辅助检测件（8），或测距传感器（7）安装在滑头上，机架（1）上安装有辅助检测件（8）；辅助检测件（8）与测距传感器（7）的探测面相对设置或辅助检测件（8）与测距传感器（7）的探测连接件相连接。

6.根据权利要求5所述的自动钎焊装置，其特征在于，所述第二夹具（3）与机架（1）之间还通过气缸组件（6）相连接，气缸组件（6）能使第二夹具（3）向上移动。

7.一种利用权利要求1至权利要求6中任意一项所述自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，机架（1）上安装有加热装置，加热装置与控制电路电连接；其特征在于，利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法是依次按下述顺序步骤进行的，

第一步装夹和设定第二夹具（3）相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具（2）装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具（3）装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下，以及在第一焊件的焊接面上放置钎料（10）；

第二步设定基准高度，第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在钎料（10）上，此时测距传感器（7）测得第二夹具（3）的高度设定为基准高度；

第三步加热控制，加热装置加热钎料（10）所在区域使钎料（10）熔化，第二夹具（3）自然下降，测距传感器（7）监测第二夹具（3）向下移动行程；当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热。

8.一种利用权利要求4或6所述自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，机架（1）上安装有加热装置，加热装置与控制电路电连接；其特征在于，利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法是依次按下述顺序步骤进行的，

第一步装夹和设定第二夹具（3）相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具（2）装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具（3）装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下，以及在第一焊件的焊接面上放置钎料（10）；

第二步设定基准高度，第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在钎料（10）上，此时测距传感器（7）测得第二夹具（3）的高度设定为基准高度；

第三步加热控制，加热装置加热钎料（10）所在区域使钎料（10）熔化，第二夹具（3）自然下降，测距传感器（7）监测第二夹具（3）向下移动行程；当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热，以及控制电路先控制第二夹具（3）释放刀头（5），再控制气缸组件（6）带动第二夹具（3）向上移动，实现复位；

或机架（1）上安装有冷却装置，冷却装置与控制电路电连接，当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热，以及控制电路先控制冷却装置冷却钎料（10）所在区域，再控制第二夹具（3）释放刀头（5），最后控制气缸组件（6）带动第二夹具（3）向上移动，实现复位。

9.一种利用权利要求1至权利要求6中任意一项所述自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，机架（1）上安装有加热装置，加热装置与控制电路电连接；其特征在于，利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法是依次按下述顺序步骤进行的，

第一步装夹和设定第二夹具（3）相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具（2）装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具（3）装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下；

第二步设定基准高度，第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在第一焊件的焊接面上，此时测距传感器（7）测得第二夹具（3）的高度记为基准高度；

第三步添加钎料（10），首先第二夹具（3）向上移动，然后在第一焊件的焊接面上放置钎料（10），最后第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在钎料（10）上；

第四步加热控制，加热装置加热钎料（10）所在区域使钎料（10）熔化，第二夹具（3）自然下降，测距传感器（7）监测第二夹具（3）向下移动行程；当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热。

10.一种利用权利要求4或6所述自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法，机架（1）上安装有加热装置，加热装置与控制电路电连接；其特征在于，利用自动钎焊装置对焊件进行钎焊方法是依次按下述顺序步骤进行的，

第一步装夹和设定第二夹具（3）相对于基准高度的移动阈值，装夹包括利用第一夹具（2）装夹第一焊件，第一焊件的焊接面朝上，利用第二夹具（3）装夹第二焊件，第二焊件的焊接面朝下；

第二步设定基准高度，第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在第一焊件的焊接面上，此时测距传感器（7）测得第二夹具（3）的高度记为基准高度；

第三步添加钎料（10），首先第二夹具（3）向上移动，然后在第一焊件的焊接面上放置钎料（10），最后第二夹具（3）向下移动使第二焊件压在钎料（10）上；

第四步加热控制，加热装置加热钎料（10）所在区域使钎料（10）熔化，第二夹具（3）自然下降，测距传感器（7）监测第二夹具（3）向下移动行程；当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热，以及控制电路先控制第二夹具（3）释放刀头（5），再控制气缸组件（6）带动第二夹具（3）向上移动，实现复位；

或机架（1）上安装有冷却装置，冷却装置与控制电路电连接，当第二夹具（3）向下移动行程达到设定移动阈值时，控制电路控制加热装置停止加热，以及控制电路先控制冷却装置冷却钎料（10）所在区域，再控制第二夹具（3）释放刀头（5），最后控制气缸组件（6）带动第二夹具（3）向上移动，实现复位。