CN112276324A - 一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，包括：机架；驱动机构；焊接回路，焊接回路包括相对设置的第一电极和第二电极，第一电极设有用于容纳导线的凹槽，第二电极设有凸缘，凸缘能够进入凹槽以压合导线，并与凹槽之间形成相对封闭的熔腔；第一电极与机架连接，第二电极与驱动机构连接，以向第一电极运动压合导线，第一电极与第二电极电性连接，以在第二电极向第一电极压合导线时，在第二电极、导线和第一电极之间形成闭合的电流回路，使导线产生焦耳热而融化结合。本发明提供了一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，结构简单紧凑，工作原理易于实现自动化应用，实现通过机器人带动焊接结构在复杂的线束布线中进行自动焊接。

Description

一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置

技术领域

本发明属于线束生产技术领域，特别涉及一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置。

背景技术

在国内市场，汽车线束的加工是极成熟的产业，但是这样已经有30多年的产业，依然由劳动力和熟练工人所制约。如何提高自动化生产和机械制造的比例，而不是在劳动力生产模式上打转，已经是线束加工业新的议题。

在汽车线束的生产过程具有导线铰接、线束插植和组装的工序，先将两根或以上的导线的剥皮部分对接后送进焊接或压接设备中进行铰接，铰接的多根导线组成线束分支；然后将该线束分支进行插植，与连接器连接；再将连接器按照线束布局放置到工装板上预先固定的特材盒内，对线束进行组装。

申请人在实现线束自动化生产过程中，在线束在工装板上进行插植、布线的过程中对导线进行铰接，具体在相应的铰接点设置有夹具结构对导线进行夹持，通过机器人操作焊接设备对导线进行自动焊接。在现有技术中，应用比较成熟的导线铰接技术为端子压接和超声波焊接，相应使用的设备为端子压接机和超声波焊接机。由于端子压接机和超声波焊接机均为体积和重量比较大的台面式设备，无法通过机器人操作以对固定在工装板上的导线进行铰接；由于其工作原理，比如端子压接机需要设置较大的端子盘输送端子，超声波焊接机对模具要求较高，一般不允许非标设计，导致难以对结构进行改进，以在复杂的线束布线的工作环境下通过机器人带动焊接结构进行自动焊接，难以实现在线束自动化生产中应用。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明提供了一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，采用新型结构和新的工作原理，结构简单紧凑，工作原理易于实现自动化应用，实现通过机器人带动焊接结构在复杂的线束布线中进行自动焊接。

为解决其技术问题，本发明提供的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，包括：

机架，所述机架设有用于与机器人连接的连接法兰；

驱动机构，所述驱动机构与所述机架连接；

焊接回路，所述焊接回路包括相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极设有用于容纳导线的凹槽，所述第二电极设有凸缘，所述凸缘能够进入所述凹槽以压合所述导线，并与所述凹槽之间形成相对封闭的熔腔；

所述第一电极与所述机架连接，所述第二电极与所述驱动机构连接，以向所述第一电极运动压合所述导线，所述第一电极与所述第二电极电性连接，以在所述第二电极向所述第一电极压合所述导线时，在第二电极、导线和第一电极之间形成闭合的电流回路，使所述导线产生焦耳热而融化结合。

进一步地，上述凹槽包括底部端和开口端，所述底部端用于容纳所述导线，所述开口端设成逐渐打开的喇叭状。

进一步地，上述凹槽的内侧壁覆盖有绝缘层。

进一步地，上述凸缘的外部轮廓与所述凹槽的内部轮廓吻合，并且尺寸小于所述凹槽的尺寸，所述第二电极的末端形成矩形状的压头，以进入所述底部端压合所述导线。

进一步地，上述第一电极和第二电极为钨电极。

进一步地，上述电流回路的工作时间为0~1s。

进一步地，上述第一电极与所述第二电极沿竖直方向相对设置，所述第二电极位于所述第一电极的上方，向下运动以压合所述导线。

进一步地，上述机架包括主架和安装臂，所述驱动机构和所述连接法兰设于所述主架，所述安装臂在所述主架的下方向下延伸设置，所述第一电极设于所述安装臂的自由端。

进一步地，上述安装臂为C型结构，所述C型结构的开口朝向所述第一电极和所述第二电极。

进一步地，上述焊接回路还包括焊接电源，所述焊接电源与所述驱动机构分别设于所述主架相对的两侧，所述第一电极和第二电极分别与所述焊接电源连接。

进一步地，上述连接法兰设于所述机架的顶部。

本发明的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，采用闭合的电流回路使导线产生焦耳热而融化结合的工作原理，通过第一电极和第二电极电性连接，并且第二电极能够向第一运动运动压合导线，从而实现导线的铰接，使得装置结构简单，易于自动化应用，通过机架连接驱动机构、以及第一电极和第二电极后与机器人连接，整体结构紧凑，利于实现通过机器人带动焊接结构在复杂的线束布线中进行自动焊接。

附图说明

图1为本发明一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置的结构示意图。

图2为图1所示的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置的局部放大图。

图3为本发明一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置的焊接回路的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1、2、3所示，本发明一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，包括：

机架100，该机架100设有用于与机器人连接的连接法兰110；

驱动机构200，该驱动机构200与该机架100连接；

焊接回路，该焊接回路包括相对设置的第一电极310和第二电极320，该第一电极310设有用于容纳导线的凹槽311，该第二电极320设有凸缘321，该凸缘321能够进入该凹槽311以压合该导线，并与该凹槽311之间形成相对封闭的熔腔；该第一电极310与该机架100连接，该第二电极320与该驱动机构200连接，以向该第一电极310运动压合该导线，该第一电极310与该第二电极320电性连接，以在该第二电极320向该第一电极310压合该导线时，在第二电极320、导线和第一电极310之间形成闭合的电流回路，使该导线产生焦耳热而融化结合。

具体应用中，待焊接的两根或以上的导线已通过夹持结构固定在工装板上，并且多根导线的剥皮部分相互靠紧作为铰接点。该电阻焊装置与机器人连接，通过机器人对铰接点进行定位，然后将电阻焊装置移动至铰接点，对导线进行焊接，具体通过连接法兰110与机器人连接。当第一电极310的凹槽311对接好导线400（即导线400呈放置在凹槽311的状态），驱动机构200驱动第二电极320向第一电极310运动，当凸缘321压紧导线400时，第二电极320经导线400与第一电极310形成闭合的电流回路，电流通过导线，产生的焦耳热使导线融化，并在第二电极320和第一电极310的压合下使导线结合。

具体应用中，相比于平面结构、或者是弧面结构等承接导线，通过凹槽311容纳导线400，在凸缘321向凹槽311压紧导线时，凸缘321将凹槽311的槽口相对闭合，与凹槽311之间形成一个相对封闭的边框作为熔腔，通过熔腔的内部轮廓形状可以控制导线焊接处的成型形状，避免产生毛刺、或者其他不利于生产的形状，利于焊接工作和提高产品质量。

具体地，焊接回路还包括焊接电源330，上述第一电极310和第二电极320分别连接至焊接电源330，根据导线的材料和数量的不同，比如，导线的材料包括但不仅限于铜线，可以是铜线与铜线结合、铝线与铝线结合、或者是铜线与铝线结合，铰接导线的数量可以是两根或以上，导线的总电阻不同，产生焦耳热所需的电流大小不同，通过调整焊接电源330的输出电压控制第一电极310和第二电极320的工作电流。同时，根据焊接的具体情况，比如不同材料和数量的导线，具体控制焊接时间。

具体应用中，机器人带动该电阻焊装置移动，使第一电极310（具体为凹槽311）对接导线，驱动机构200根据机器人的信息驱动第二电极320向第一电极310运动，同时焊接电源330根据机器人的信息输出电压，当第二电极320（具体为凸缘321）压紧导线时，第二电极320经导线与第一电极310形成闭合的电流回路，电流通过导线，产生的焦耳热使导线融化，并在第二电极320和第一电极310的压合下使导线结合。

在一些优选的实施方式中，可以设置一个控制器，由控制器接收机器人的信息，并输出控制指令控制驱动机构200动作，使第二电极320向第一电极310运动，同时输出指令控制电源输出电压。

在一些优选的实施方式中，还可以设置一个检测模块，在控制器接收机器人的信息，输出控制指令控制焊接电源330输出电压后，可以由该检测模块获取电流回路的电流，并把电流信息发送给控制器，控制器可以根据该电流信息和焊接电源330输出的电压信息分析获取实时焊接的导线的电阻信息，再根据该电阻信息和焊接需要的焦耳热信息分析获取实时焊接需要的工作电压，并根据该工作电压生成控制指令控制调整焊接电源330的实时输出电压。

在一些优选实施方式中，上述凹槽311包括底部端313和开口端312，该底部端313用于容纳导线，该开口端312设成逐渐打开的喇叭状。在焊接过程中，第二电极320与第一电极310不直接接触 ，避免两者形成短路，电流不通过导线而无法产生焦耳热。导线放置在凹槽311的底部端313，通过将凹槽311的开口端312设成逐渐打开的喇叭状，避免在运动过程中，第二电极320的凸缘321的侧面部分与凹槽311的内侧壁发生接触，仅保留凸缘321的端面与导线接触。

在一些优选的实施方式中，上述凹槽311的内侧壁覆盖有绝缘层。由此，当第二电极320的凸缘321压紧放置在第一电极310的凹槽311内的导线而形成电流回路时，流经第二电极320的电流仅从其凸缘321的端面流向导线，电流再经凹槽311的底壁流至第一电极310，避免第二电极320与第一电极310直接接触形成短路，从而确保导线能够产生焦耳热。具体地，该绝缘层可以采用现有技术中不导电的材料，比如，该绝缘层可以采用陶瓷层。

具体地，上述凸缘321的长度可以与第一电极310凹槽311的深度匹配，并且为宽度小于凹槽311（具体为底部端313）的矩形状结构。具体到本实施例，作为优选的方案，该凸缘321的外部轮廓与凹槽311的内部轮廓吻合，并且尺寸（主要为宽度）小于凹槽311的尺寸，第二电极320的末端形成矩形状的压头322，以进入底部端313压合导线。

在一些优选实施方式中，上述第一电极310和第二电极320为钨电极。

在一些优选实施方式中，上述第一电极310与该第二电极320沿竖直方向相对设置，该第二电极320位于该第一电极310的上方，向下运动以压合该导线。具体应用中，工装板通常呈水平状态设置，工装板上布满线束，第一电极310与第二电极320沿竖直方向相对设置，第一电极310在导线400的下方对接导线400，第二电极320自上而下向第一电极310压合导线，利于机器人带动焊接结构在复杂的线束布线中进行自动焊接。

如图1所示，在一些优选实施方式中，上述机架100包括主架120和安装臂130，该驱动机构200和该连接法兰110设于该主架120，该安装臂130在该主架120的下方向下延伸设置，该第一电极310设于该安装臂130的自由端。具体应用中，该电阻焊装置的主体结构位于工装板线束的上方，仅由安装臂130带第一电极310进入排布的线束中，移动到导线的下方对接导线，避免较大的结构进入排布的线束中与线束发生干涉，利于机器人带动焊接结构在复杂的线束布线中进行自动焊接。

在一些优选实施方式中，上述安装臂130为C型结构，该C型结构的开口朝向该第一电极310和该第二电极320。当铰接点附近的线束比较密集，通过C型结构使第一电极310与安装臂130之间具有一定的空间，使得安装臂130能够在相对远处、线束布局比较稀疏的位置将第一电极310经多扎线束移动至导线的下方对接导线。

具体地，上述驱动机构200可以采用现有的技术手段，比如伺服推杆，第二电极320安装在推杆的端部。

具体到本实施例，驱动机构200（具体到本实施例为伺服推杆）和焊接电源330分别安装在机架100相对的两侧，伺服推杆的推杆向下延伸设置，第二电极320安装在推杆的端部，其凸缘321朝下，第一电极310通过安装臂130在第二电极320的下方对位设置，并且凹槽311朝向凸缘321，连接法兰110设于机架100的顶部，与机器人连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，包括

机架(100)，所述机架(100)设有用于与机器人连接的连接法兰(110)；

驱动机构(200)，所述驱动机构(200)与所述机架(100)连接；

焊接回路，所述焊接回路包括相对设置的第一电极(310)和第二电极(320)，所述第一电极（310）设有用于容纳导线的凹槽（311），所述第二电极(320)设有凸缘（321），所述凸缘（321）能够进入所述凹槽（311）以压合所述导线，并与所述凹槽之间形成相对封闭的熔腔；

所述第一电极(310)与所述机架(100)连接，所述第二电极(320)与所述驱动机构(200)连接，以向所述第一电极(310)运动压合所述导线，所述第一电极(310)与所述第二电极(320)电性连接，以在所述第二电极(320)向所述第一电极(310)压合所述导线时，在第二电极(320)、导线和第一电极(310)之间形成闭合的电流回路，使所述导线产生焦耳热而融化结合。

2.根据权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述凹槽(311)包括底部端（313）和开口端（312），所述底部端（313）用于容纳所述导线，所述开口端（312）设成逐渐打开的喇叭状。

3.根据权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述凹槽（311）的内侧壁覆盖有绝缘层。

4.根据权利要求2所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述凸缘（321）的外部轮廓与所述凹槽（311）的内部轮廓吻合，并且尺寸小于所述凹槽（311）的尺寸，所述第二电极（320）的末端形成矩形状的压头（322），以进入所述底部端（313）压合所述导线。

5.根据权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述第一电极(310)和第二电极(320)为钨电极。

6.根据权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述第一电极(310)与所述第二电极(320)沿竖直方向相对设置，所述第二电极(320)位于所述第一电极(310)的上方，向下运动以压合所述导线。

7.根据权利要求6所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述机架(100)包括主架(120)和安装臂(130)，所述驱动机构(200)和所述连接法兰(110)设于所述主架(120)，所述安装臂(130)在所述主架(120)的下方向下延伸设置，所述第一电极(310)设于所述安装臂(130)的自由端。

8.根据权利要求7所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述安装臂(130)为C型结构，所述C型结构的开口朝向所述第一电极(310)和所述第二电极(320)。

9.根据权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述焊接回路还包括焊接电源(330)，所述焊接电源(330)与所述驱动机构(200)分别设于所述主架(120)相对的两侧，所述第一电极(310)和第二电极(320)分别与所述焊接电源(330)连接。

10.权利要求1所述的用于汽车线束导线铰接的电阻焊装置，其特征在于，所述连接法兰(110)设于所述机架（100）的顶部。

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