CN112171030A - 一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪 - Google Patents

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何思源
钱旭升
金鸣
唐飞
李能
许雪宗
方辉
李凡
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Abstract

本发明公开了一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，该焊枪通过计算机实现液压缸自动控制动磁铁和定磁铁之间间距从而控制拉弧高度，并能在焊接过程中实现实时调控。本发明的自动控制螺柱焊拉弧高度的装置具有操作简单、工作效率高、工艺稳定等优点。

Description

一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪
技术领域
本发明涉及一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，属于焊接领域。
背景技术
螺柱焊是一种将螺状或者柱状的金属焊接在金属板材表面的焊接方法。其基本原理是：焊枪气爪夹持螺柱并预压入母材，随后提升螺柱使得螺柱和钢板之间产生电弧，电弧接触部位局部熔化形成熔池，最后以一定速度将螺柱压进熔池，待液态金属冷却，实现螺柱与钢板之间的冶金结合。广泛应用于汽车制造、造船、机车、航空、医疗器械、锅炉、化工设备等行业。一般传统采用的是螺纹紧固的方法，但这种方法需要在母材上开螺纹，造成实际在大型工件的加工过程中难以加工，且对于密封性要求高的工件，传统加工螺纹的方法难以满足工件的使用要求。螺柱焊作为一种熔焊方法，比较于传统的螺柱加工，具有节省时间和材料的特点，且不用在板件表面开孔，对于在一些要求密封性比较高的设备当中，螺柱焊焊接可有效避免泄露事故的发生。螺柱焊接的实际焊接时间从储能焊的2ms到拉弧焊接的3min，说明螺柱焊是一种精确、稳定，而且连接成本低、效率高的焊接方法。
目前，在螺柱焊中对拉弧高度调整都是通过手动旋转螺柱焊枪后部的螺纹实现控制，而在自动化生产中大量焊接不同直径的螺柱所对应的拉弧高度也各不相同，人工调整拉弧高度将会极大的降低生产效率并且在机器人运转过程中，操作人员进入机器人干涉范围容易留下安全隐患，造成不必要的人员受伤。
发明内容
本发明目的在于提供了一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，该装置包括套筒、钢珠、锥形箍、复位弹簧、封盖、套环、导向套、动磁铁、电磁铁、槽盘、滚珠轴承、焊枪外壳、气爪、上衔铁、下衔铁、弹簧、气缸；封盖设置在焊枪外壳的顶部，焊枪外壳内设置液压缸与封盖相连，液压缸底部四周均匀的设置多个复位弹簧，多个复位弹簧之间设置圆柱形电磁铁并与液压缸同轴，电磁铁的轴心位置设置动磁铁；在电磁铁与动磁铁底部设有用于限位的槽盘；设有锥形箍穿过槽盘延伸至动磁铁，并固定在电磁铁；锥形箍的底部锥面套在滚珠轴承的内壁，钢珠位于锥形箍的底部锥面与套筒的内壁之间；焊枪外壳的底部固连上衔铁，所述的下衔铁与上衔铁同轴，且下衔铁与上衔铁设有弹簧；下衔铁底部连有气缸，气爪固定在气缸上。
进一步的，液压缸包括：活塞杆、套环、导向套、缸筒、卡环、支撑环、定位螺钉、防尘圈、活塞、定磁铁。所述活塞杆位于缸筒中轴线，活塞杆通过套环和卡环与活塞相连接，活塞最外层设置支撑环，导向套设置在缸筒右侧与其接触面设置四个防尘圈，定位螺钉将电工纯铁制作成的定磁铁和活塞杆固连，活塞杆推动定磁铁位移，实现对动磁铁限位从而控制拉弧高度。
进一步的，定磁铁圆面直径为Ф56mm与焊枪外壳相适应，材料为电工纯铁。
进一步的，焊枪外接电流采集装置、CCD摄像头；焊接过程中电流电压采集装置将会采集焊接参数，CCD摄像头在焊枪左侧斜上方采集熔池信息，采集的信息在控制计算机上处理。
进一步的，焊枪外接控制装置为控制计算机、电机、焊机；控制计算机通过电机控制焊枪里的液压缸运动，电流采集装置和CCD摄像头采集到焊接参数和熔池信息经管控制计算机处理进而控制电机和焊机对拉弧高度和焊接参数进行控制。
进一步的，焊枪中的锥形箍与钢珠相接触的底部锥面坡度为30度。
进一步的，电磁铁采用的是直径为0.47mm的漆包线，绕线2910匝。
进一步的，动磁铁为圆柱形状，直径为22mm高度为42mm。
进一步的，滚珠轴承高度32.7mm，在距离最下端直径Ф27.5mm的高11.5mm的圆柱侧面均匀的开8个Ф5.1mm的孔。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1、本发明提供的一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪适用于绝大部分直径螺柱焊接检测；2、本发明实现自动化提高了生产效率；3、本发明具有工作效率高、工艺稳定等优点。4、本发明成本低廉方便普及。
附图说明
图1是自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪的流程图。
图2是螺柱焊枪整体结构图。
图3是自动控制螺柱焊拉弧高度的过程示意图。
图4是液压缸结构图。
其中，1.套筒、2.钢珠、3.定位销、4.复位弹簧、5.活塞杆、6.封盖、7.套环、8.导向套、9.动磁铁、10.电磁铁、11.槽盘、12.滚珠轴承、13.焊枪外壳、14.气爪、15.变位工作台、16.螺柱、17.焊枪、18.电机、19.控制计算机、20.缸筒、21.卡环、22.支撑环、23.定位螺钉、24.防尘圈、25.活塞、26.定磁铁、27.焊机、28.电流电压采集装置、29.CCD摄像头、30.锥形箍、31.上衔铁、32.下衔铁、33.弹簧、34.气缸。
具体实施方式
下面结合说明书附图对发明做进一步说明
本发明是一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，本发明的方法包括下属步骤：
本发明采用的装置如下：一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，包括变位工作台15，设置夹取螺柱16的焊枪17位于钢板上；所述焊枪17具体包括：设置在焊枪外壳13内的套筒1，钢珠2位于的斜面上并与套筒1紧密结合，锥形箍30上方通过插销与动磁铁9相连；复位弹簧4位于液压缸和电磁铁10之间，液压缸下方设置定磁铁26，封盖6位于液压缸上方。所述液压缸具体包括：最外层是缸筒20，活塞杆5位于液压缸中轴线通过套环7和卡环21与活塞25想连接，活塞25最外层设置支撑环22，与复位弹簧4相接触的托座上焊接由电工纯铁制作成的定磁铁26。
如图3所示，位于变位工作台15上方的焊枪通过气爪14夹取螺柱至程序设定位置；
如图2、图3和图4所示，焊接之前控制计算机19根据输入的焊接参数控制电机18运转，进而使液压缸中的活塞杆5和活塞25向下运动到设定拉弧高度，焊接过程中电磁铁10通电产生的均匀磁场，使动磁铁9沿垂直方向运动，被定位销3固定在动磁铁9上的锥形箍30与动磁铁一同运动，槽盘11连接在电磁铁10上对锥形箍30起到限位作用，位于锥形箍30下部斜面于滚珠轴承12之间的钢珠2随着提升摩擦力增大，当摩擦力达到临界值时使套筒1一同向上运动，套筒1连接着的外壳13的底部固连上衔铁31，下衔铁32与上衔铁31同轴之间设有弹簧33，套筒1向上运动的同时，带动下衔铁32与上衔铁31以及下衔铁32底部连有气缸34和气爪14，从而使焊枪整体向上抬升，直至与通过定位螺钉23固定在活塞杆5上的定磁铁26接触停止；
如图3所示，焊接过程中与焊枪17、焊机27和控制计算机19的电流电压采集装置28和CCD摄像头29将实时采集数据，并将采集的数据输送给控制计算机19，控制计算机19通过分析处理好的数据在控制电机18和焊机27对拉弧高度和焊接参数进行控制。
如图4所示，电机18运转下，位于缸筒20中轴线的活塞杆5向下运动，带动与之相连的套环7和卡环21，进而推动通过支撑环22与缸筒20相连的活塞25相运动，导向套8和设置在缸筒20其接触面设置四个防尘圈24相对静止，活塞杆5最终实现将通过定位螺钉23固定的定磁铁26推动到指定位置，实现对动磁铁9限位从而控制拉弧高度，完成焊接过程后，电机18停止运转，液压缸活塞杆5在压缩弹簧4作用下恢复到原来位置。
本发明的装置工作过程如下：
启动控制计算机19并设置焊接参数，控制计算机19匹配参数对应的拉弧高度，驱动电机18使位于缸筒20中轴线的活塞杆5向下运动，带动与之相连的套环7和卡环21，进而推动通过支撑环22与缸筒20相连的活塞25相运动，导向套8和设置在缸筒20其接触面设置四个防尘圈24相对静止，活塞杆5最终实现将通过定位螺钉23固定的定磁铁26推动到指定位置，实现对动磁铁9限位从而控制拉弧高度，完成焊接过程后，电机18停止运转，液压缸活塞杆5在压缩弹簧4作用下恢复到原来位置。；
焊接过程中，电磁铁10通电产生的磁场使电磁铁9向上运动，并带动与电磁铁9相连接的锥形箍3一同运动，位于锥形箍3下部斜面的钢珠2随着提升摩擦力增大，当摩擦力达到临界值时使套筒1一同向上运动，拉动上衔铁31和下衔铁32，进而拉动与之的的气缸34和气爪14从而使焊枪整体向上抬升，当动磁铁9达到预设高度即与液压缸定磁铁26接触时到达指定拉弧高度，焊接开始时焊枪17、焊机27和控制计算机19的电流电压采集装置28和CCD摄像头29将实时采集数据，并将采集的数据输送给控制计算机19，控制计算机19通过分析处理好的数据在控制电机18和焊机27对拉弧高度和焊接参数进行控制；
完成焊接过程后，电机18停止运转，液压缸活塞杆5在压缩弹簧4作用下恢复到原来位置。

Claims (9)

1.一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述装置包括套筒(1)、钢珠(2)、定位销(3)、复位弹簧(4)、封盖(6)、套环(7)、导向套(8)、动磁铁(9)、电磁铁(10)、槽盘(11)、滚珠轴承(12)、焊枪外壳(13)、气爪(14)、上衔铁(31)、下衔铁(32)、弹簧(33)、气缸(34)；封盖(6)设置在焊枪外壳(13)的顶部，焊枪外壳(13)内设置液压缸与封盖(6)相连，液压缸底部四周均匀的设置多个复位弹簧(4)，多个复位弹簧之间设置圆柱形电磁铁(10)并与液压缸同轴，电磁铁的轴心位置设置动磁铁(9)；在电磁铁(10)与动磁铁(9)底部设有用于限位的槽盘(11)；设有锥形箍穿过槽盘(11)延伸至动磁铁(9)，通过定位销(3)固定在动磁铁(9)；锥形箍(30)的底部锥面套在滚珠轴承(12)的内壁，钢珠(2)位于锥形箍(30)的底部锥面与套筒(1)的内壁之间；焊枪外壳(13)的底部固连上衔铁(31)，所述的下衔铁(32)与上衔铁(31)同轴，且下衔铁(32)与上衔铁(31)设有弹簧(33)；下衔铁(32)底部连有气缸(34)，气爪(14)固定在气缸(34)上。
2.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述的液压缸包括：活塞杆(5)、套环(7)、导向套(8)、缸筒(20)、卡环(21)、支撑环(22)、定位螺钉(23)、防尘圈(24)、活塞(25)、定磁铁(26)；所述活塞杆(5)位于缸筒(20)中轴线，活塞杆(5)通过套环(7)和卡环(21)与活塞(25)相连接，活塞(25)最外层设置支撑环(22)，导向套(8)设置在缸筒(20)右侧与其接触面设置四个防尘圈(24)，定位螺钉(23)将电工纯铁制作成的定磁铁(26)和活塞杆(5)固连，活塞杆(5)推动定磁铁(26)位移，实现对动磁铁(9)限位从而控制拉弧高度。
3.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述的定磁铁(26)的圆面直径为Ф56mm，且与焊枪外壳(13)相适应，材料为电工纯铁。
4.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述的焊枪外接电流采集装置(28)与CCD摄像头(29)；焊接过程中电流电压采集装置(28)将会采集焊接参数，CCD摄像头(29)在焊枪左侧斜上方采集熔池信息，采集的信息在控制计算机(19)上处理。
5.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述的焊枪外接控制装置为控制计算机(19)、电机(18)、焊机(27)；控制计算机(19)通过电机(18)控制焊枪(17)里的液压缸运动，电流采集装置(28)和CCD摄像头(29)采集到焊接参数和熔池信息经管控制计算机(19)处理进而控制电机(18)和焊机(27)对拉弧高度和焊接参数进行控制。
6.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述电磁铁(10)采用的是直径为0.47mm的漆包线，绕线2910匝。
7.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，动磁铁(9)为圆柱形状，直径为22mm高度为42mm。
8.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，滚珠轴承(12)高度32.7mm，在距离最下端直径Ф27.5mm的高11.5mm的圆柱侧面均匀的开8个Ф5.1mm的孔。
9.根据权利要求1所述的自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪，其特征在于，所述焊枪(17)中的锥形箍(30)与钢珠(2)相接触的底部锥面坡度为30度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131249A (zh) * 2021-11-22 2022-03-04 南京云岗智能科技有限公司 气保焊枪导电嘴导电状态监测装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245038A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Daihen Corp スタッド溶接の不良原因除去方法
DE20003132U1 (de) * 2000-02-21 2000-06-29 Trw Nelson Bolzenschweisstechn Bolzenschweißkopf
CN106041274A (zh) * 2016-06-29 2016-10-26 南京理工大学 一种适应多直径空心螺柱的焊枪系统及其焊接方法
CN208341964U (zh) * 2018-02-11 2019-01-08 誉恒涿鹿电气有限公司 开关柜气箱体拉弧螺柱焊接定位工装
KR101971957B1 (ko) * 2018-03-06 2019-04-24 (주)디웰코 서보모터를 이용한 아크 스터드 용접건

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245038A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Daihen Corp スタッド溶接の不良原因除去方法
DE20003132U1 (de) * 2000-02-21 2000-06-29 Trw Nelson Bolzenschweisstechn Bolzenschweißkopf
CN106041274A (zh) * 2016-06-29 2016-10-26 南京理工大学 一种适应多直径空心螺柱的焊枪系统及其焊接方法
CN208341964U (zh) * 2018-02-11 2019-01-08 誉恒涿鹿电气有限公司 开关柜气箱体拉弧螺柱焊接定位工装
KR101971957B1 (ko) * 2018-03-06 2019-04-24 (주)디웰코 서보모터를 이용한 아크 스터드 용접건

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梅丛富等: "大功率自动螺柱焊枪的研制", 《机械制造与自动化》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131249A (zh) * 2021-11-22 2022-03-04 南京云岗智能科技有限公司 气保焊枪导电嘴导电状态监测装置及方法
CN114131249B (zh) * 2021-11-22 2024-01-30 南京云岗智能科技有限公司 气保焊枪导电嘴导电状态监测装置及方法

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