CN112440479B - 一种模块化高效焊丝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属丝焊接布置技术领域，尤其是一种模块化高效焊丝装置，包含安装板，所述安装板上依次安装有送丝模块、张紧模块、夹丝模块、可升降的焊丝模块和断丝模块，所述送丝模块负责金属丝的送料；所述张紧模块将金属丝张紧；所述夹丝模块负责将金属丝夹紧；所述焊丝模块负责将金属丝焊接在物料上；所述断丝模块负责将金属丝切断，本发明的有益效果是，通过送丝模块、张紧模块、夹丝模块、焊丝模块和断丝模块整体协同作用，实现将金属丝自动焊接到物料里，该装置自动化程度高、焊接过程紧凑，具有效率高、易控制的优点。

Description

一种模块化高效焊丝装置
技术领域
本发明涉及金属丝焊接布置技术领域，尤其是一种模块化高效焊丝装置。
背景技术
在冬季，汽车玻璃加热，可以融化积雪，减少人们手动清雪的工作量，使出行更加便利，此外，玻璃加热可以有效除雾除霜，保证驾驶员行使的安全性。
玻璃加热通常采用在PV等绝缘物料上布置加热丝，通过对加热丝通电，达到对玻璃加热的目的。加热丝一般为能够导电的金属丝。
现有技术中，在PV材料上布置加热丝通常采用的是手工焊接的方法，具有工作繁琐、效率低、精度难以控制的不足。
发明内容
为了克服现有的手工焊接加热丝的不足，本发明提供了一种模块化高效焊丝装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模块化高效焊丝装置，包含安装板，所述安装板上依次安装有送丝模块、张紧模块、夹丝模块、可升降的焊丝模块和断丝模块，所述送丝模块负责金属丝的送料；所述张紧模块将金属丝张紧；所述夹丝模块负责将金属丝夹紧；所述焊丝模块负责将金属丝焊接在物料上；所述断丝模块负责将金属丝切断。
所述焊丝模块为超声波焊丝模块或电加热式焊丝模块。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述焊丝模块为超声波焊丝模块。超声波焊接具有速度快、焊接强度高、密封性好的优点，能取代传统的焊接/粘接工艺，焊接过程稳定、成本低廉、清洁无污染且不会损伤物料，所述焊丝模块包含壳体、换能器和焊接头，所述换能器固定在壳体内且下端部伸出，所述焊接头与换能器的下端连接，所述焊接头设置有连通侧壁和底端面的侧向斜孔。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送丝模块包含卷筒、传动结构和步进电机，所述步进电机通过传动结构与卷筒轴相连。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述张紧模块包含张紧轮、可自由转动的摆杆、平衡轮和用以检测摆杆转动角度的编码器，所述张紧轮、平衡轮分别安装在摆杆的两端，所述编码器与摆杆的旋转轴相连。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述夹丝模块包含固定支架、活动块和薄型气缸，所述薄型气缸执行端与活动块相连，所述固定支架与活动块平行。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述夹丝模块、焊丝模块均安装在滑动支架上，所述滑动支架通过滑块、纵向导轨与安装板连接，所述滑块通过升降气缸驱动。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述滑块顶部设置有平衡焊接压力的拉簧或压簧，所述升降气缸设置有用以无级调压的电气比例阀。设置的拉簧或压簧可以平衡力，此外，升降气缸向下运动的力的大小通过电气比例阀实现无级调压。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，其特征是，所述断丝模块包含纵向布置的直线气缸和位于直线气缸执行端的刀片。
本申请还提供一种裁切机，在裁切机横梁上安装有该种模块化高效焊丝装置。
本发明的有益效果是，通过送丝模块、张紧模块、夹丝模块、焊丝模块和断丝模块整体协同作用，实现将金属丝自动焊接到物料里，该装置自动化程度高、焊接过程紧凑，具有效率高、易控制的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体图一；
图2是本发明的立体图二；
图3是本发明的主视图；
图4是焊丝模块的结构剖视图；
图5是焊接头的立体图；
图6是送丝模块的分解图；
图7是张紧模块的立体图；
图8是夹丝模块的分解图；
图9是夹丝模块和焊丝模块的立体图；
图10是图9的分解图；
图11是断丝模块的立体图；
图12是本发明的分解图。
图中1、安装板，2、送丝模块，2-1、卷筒，2-2、传动结构，2-3、步进电机，3、张紧模块，3-1、张紧轮，3-2、摆杆，3-2-1、旋转轴，3-3、平衡轮，3-4、编码器，4、夹丝模块，4-1、固定支架，4-2、活动块，4-3、薄型气缸，5、焊丝模块，5-1、壳体，5-2、换能器，5-3、焊接头，5-3-1、侧向斜孔，6、金属丝，7、滑动支架，8、滑块，9、纵向导轨，10、拉簧，11、断丝模块，11-1、直线气缸，11-2、刀片，12、升降气缸。
具体实施方式
如图1至3和图12所示，是本发明的结构示意图，一种模块化高效焊丝装置，其特征是，包含安装板1，所述安装板1上依次安装有送丝模块2、张紧模块3、夹丝模块4、可升降的焊丝模块5和断丝模块11，
所述送丝模块2负责金属丝6的送料；
所述张紧模块3将金属丝6张紧；
所述夹丝模块4负责将金属丝6夹紧；
所述焊丝模块5负责将金属丝6焊接在物料上；
所述断丝模块11负责将金属丝6切断。
具体动作原理如下：送丝模块2将金属丝6予以输送，经张紧模块3对金属丝6予以张紧，之后金属丝6依次穿过夹丝模块4和焊丝模块5，具体而言，在模块化高效焊丝装置整体移动的时候，为防止金属丝6退出，则通过夹丝模块4予以夹紧，当模块化高效焊丝装置移动到指定的待焊接位置时，夹丝模块4松弛，焊丝模块5将金属丝6焊接到物料上，焊接完成后，断丝模块11将金属丝6切断。优选的，送丝模块2为自动送丝模块，实现金属丝6的自动送料，以进一步节约人力。此外，送丝模块2、张紧模块3、夹丝模块4和可升降的焊丝模块5，可根据需要布置在安装板1上，以适应机器的空间要求。本申请中，安装板1纵向布置，送丝模块2位于安装板1的右侧，张紧模块3位于安装板1的上侧，夹丝模块4位于张紧模块3的下方，焊丝模块5位于夹丝模块4的左侧，断丝模块11位于焊丝模块5的侧部。优选的，夹丝模块4和焊丝模块5设置在一起，夹丝模块4和焊丝模块5实现同步升降，使夹丝模块4更好地为焊丝模块5服务，同时使结构更加紧凑。当要焊接时，焊丝模块5下降，靠近物料以便焊接。当焊接时，夹丝模块4将金属丝6松弛，以便焊接。
所述焊丝模块5为超声波焊丝模块或电加热式焊丝模块。以超声波或者电加热等方式提供能量，将金属丝6加热，与金属丝6接触位置的物料将会融化，从而将金属丝6焊接到物料里面，实现紧密结合。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述焊丝模块5为超声波焊丝模块。将超声波能量传递至待焊接处，使物料融化，从而将金属丝6焊接到物料里面，实现紧密结合。超声波焊接具有速度快、焊接强度高、密封性好的优点，能取代传统的焊接/粘接工艺，焊接过程稳定、成本低廉、清洁无污染且不会损伤物料，所述焊丝模块5包含壳体5-1、换能器5-2和焊接头5-3，所述换能器5-2固定在壳体5-1内且下端部伸出，所述焊接头5-3与换能器5-2的下端连接，所述焊接头5-3设置有连通侧壁和底端面的侧向斜孔5-3-1，如图4和图5所示。
具体而言，由夹丝模块4穿出的金属丝6，由侧向斜孔5-3-1穿入。外部的超声波发生器产生的高频电能，通过换能器5-2转换成高频振动，再经焊接头5-3传递给物料的待焊接部位，从而使金属丝6焊接到物料里。
优选的，壳体5-1顶部设置有进气口，侧壁设置有出气口，在焊接的过程中，可以对换能器5-2进行吹气，促进空气流动以实现换能器5-2的散热。
优选的，换能器5-2上下两端设置有定位片，材质为尼龙或塞钢，以隔绝超声波能量向外传播。
优选的，焊接头5-3材料为7075铝或钛合金。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送丝模块2包含卷筒2-1、传动结构2-2和步进电机2-3，所述步进电机2-3通过传动结构2-2与卷筒2-1轴相连。如图6所示。
具体而言，金属丝6缠绕在卷筒2-1上，步进电机2-3通过传动结构2-2驱动卷筒2-1旋转实现主动送料。
优选的，传动结构2-2为齿轮传动结构，齿轮传动结构可增加力矩，从而带动卷筒2-1主动送料。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述张紧模块3包含张紧轮3-1、可自由转动的摆杆3-2、平衡轮3-3和用以检测摆杆3-2转动角度的编码器3-4，所述张紧轮3-1、平衡轮3-3分别安装在摆杆3-2的两端，所述编码器3-4与摆杆3-2的旋转轴3-2-1相连。如图7所示。
具体张紧原理如下：金属丝6穿过张紧轮3-1，焊丝模块5焊接移动的过程中，此时金属丝6的张紧力增加，金属丝6会带着张紧轮3-1和摆杆3-2沿旋转轴3-2-1往下运动，当编码器3-4检测到摆杆3-2往下运动一定角度，将信号反馈给上位机，上位机将控制送丝模块2动作，送丝模块2往前送料，此时张力变小，摆杆3-2和张紧轮3-1带着金属丝6沿旋转轴3-2-1往上运动。运动到一定的角度后编码器3-4检测不到信号时，上位机将控制送丝模块2停止送料。送料过程就这样依次循环进行。
在摆杆3-2上下运动过程中，张力的大小可通过平衡轮3-3在摆杆3-2上的位置调节控制。优选的，平衡轮3-3位置可调地安装在摆杆3-2。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述夹丝模块4包含固定支架4-1、活动块4-2和薄型气缸4-3，所述薄型气缸4-3执行端与活动块4-2相连，所述固定支架4-1与活动块4-2平行。如图8所示。
当薄型气缸4-3执行端伸出时，活动块4-2向固定支架4-1移动，直至将金属丝6夹紧；当薄型气缸4-3执行端缩回时，活动块4-2远离固定支架4-1，此时，将金属丝6松弛。薄型气缸4-3体积小，使结构紧凑。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述夹丝模块4、焊丝模块5均安装在滑动支架7上，所述滑动支架7通过滑块8、纵向导轨9与安装板1连接，所述滑块8通过升降气缸12驱动。如图9和图10所示。
具体而言，滑动支架7安装在滑块8上，纵向导轨9布置在安装板1上，升降气缸12驱动滑块8在纵向导轨9滑动，从而实现夹丝模块4、焊丝模块5的升降。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述滑块8顶部设置有平衡焊接压力的拉簧10或压簧，所述升降气缸12设置有用以无级调压的电气比例阀。由于焊接图形的形状不同，会导致焊接头5-3所需的焊接压力有所不同，为适应此种需求，设置的拉簧10或压簧可以平衡力，此外，升降气缸12向下运动的力的大小通过电气比例阀实现无级调压。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，其特征是，所述断丝模块11包含纵向布置的直线气缸11-1和位于直线气缸11-1执行端的刀片11-2。如图11所示。
当焊丝模块5完成焊接后，可通过断丝模块11自动切断金属丝。具体而言，直线气缸11-1的活塞杆伸出，带动刀片11-2向下运动，直至将金属丝6切断，因此，该装置的自动化程度更高。
本申请还提供一种裁切机，在裁切机横梁上安装有该种模块化高效焊丝装置。
具体而言，模块化高效焊丝装置可以在横梁上自由移动，此外，横梁也可整体移动，将带焊接物料布置在裁切机工作区域内，则可实现金属丝的自动焊接。
本申请的模块化高效焊丝装置适用但不限于裁切机，也可以适用于其它的机器上。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种模块化高效焊丝装置，其特征是，包含安装板(1)，所述安装板(1)上依次安装有送丝模块(2)、张紧模块(3)、夹丝模块(4)、可升降的焊丝模块(5)和断丝模块(11)，
所述送丝模块(2)负责金属丝(6)的送料；
所述张紧模块(3)将金属丝(6)张紧；
所述夹丝模块(4)负责将金属丝(6)夹紧；
所述焊丝模块(5)负责将金属丝(6)焊接在物料上，所述焊丝模块(5)为超声波焊丝模块或电加热式焊丝模块；
所述断丝模块(11)负责将金属丝(6)切断；
所述张紧模块(3)包含张紧轮(3-1)、可自由转动的摆杆(3-2)、平衡轮(3-3)和用以检测摆杆(3-2)转动角度的编码器(3-4)，所述张紧轮(3-1)、平衡轮(3-3)分别安装在摆杆(3-2)的两端，所述编码器(3-4)与摆杆(3-2)的旋转轴(3-2-1)相连；
所述夹丝模块(4)、焊丝模块(5)均安装在滑动支架(7)上，所述滑动支架(7)通过滑块(8)、纵向导轨(9)与安装板(1)连接，所述滑块(8)通过升降气缸(12)驱动。
2.根据权利要求1所述的一种模块化高效焊丝装置，其特征是，所述焊丝模块(5)为超声波焊丝模块，包含壳体(5-1)、换能器(5-2)和焊接头(5-3)，所述换能器(5-2)固定在壳体(5-1)内且下端部伸出，所述焊接头(5-3)与换能器(5-2)的下端连接，所述焊接头(5-3)设置有连通侧壁和底端面的侧向斜孔(5-3-1)。
3.根据权利要求1所述的一种模块化高效焊丝装置，其特征是，所述送丝模块(2)包含卷筒(2-1)、传动结构(2-2)和步进电机(2-3)，所述步进电机(2-3)通过传动结构(2-2)与卷筒(2-1)轴相连。
4.根据权利要求1所述的一种模块化高效焊丝装置，其特征是，所述夹丝模块(4)包含固定支架(4-1)、活动块(4-2)和薄型气缸(4-3)，所述薄型气缸(4-3)执行端与活动块(4-2)相连，所述固定支架(4-1)与活动块(4-2)平行。
5.根据权利要求1所述的一种模块化高效焊丝装置，其特征是，所述滑块(8)顶部设置有平衡焊接压力的拉簧(10)或压簧，所述升降气缸(12)设置有用以无级调压的电气比例阀。
6.根据权利要求1所述的一种模块化高效焊丝装置，其特征是，所述断丝模块(11)包含纵向布置的直线气缸(11-1)和位于直线气缸(11-1)执行端的刀片(11-2)。
7.一种裁切机，其特征是，所述裁切机横梁上安装有权利要求1-6任意一项所述的一种模块化高效焊丝装置。
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