CN112730795B - 超声波焊接工件自动捅穿检测机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波焊接工件自动捅穿检测机构，工件压紧缸下部固定在工作台面，其活塞杆上端固定连接工件压紧块；工件定位座设置在工作台面的上侧面；工件定位座上侧面沿周向设置有N个工件定位轴；工件定位轴及对应处的工件定位座及工作台面设置连通的同轴通孔；工作台面的下方固定设置有N个捅穿气缸；捅穿气缸施加到其活塞杆的向上的力为设定压力；捅穿气缸的活塞杆的上端固定有一捅穿针；各捅穿针分别探入一同轴通孔中；处理器根据捅穿针位移输出工件相应焊接区域是否断裂信号。本发明能准确定位工件，工件定位稳定可靠，并能提高超声波焊接工件的焊接区域检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及焊接检测技术，特别涉及一种超声波焊接工件自动捅穿检测机构。
背景技术
在油泵支架总成的装配过程中，储油桶与精滤器壳体是通过超声波焊接在一起的。焊接质量是油泵支架总成的关键质量指标之一。如果焊接区域断裂，而且没有被发现而流入客户，则会面临很严重的质量投诉。所以工件的焊接区域必须经过100％检查。
目前的检查方法如图1所示：
操作工左手拿取工件整体，右手手持捅穿针使用一定的力量沿图1箭头所示方向捅入焊接区域，如果捅穿针穿过捅穿区域，则说明焊接区域断裂，该工件为次品，应立刻报废。该方法存在以下缺点：
(1)捅穿力依赖于人的操作方法，因人而异，无法量化，也不可控制；
(2)人为检查存在漏检风险；
(3)效率较低，每个工件有三个焊接区域，捅穿检查所需时间长达8s，增加了节拍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超声波焊接工件自动捅穿检测机构，能准确定位工件，工件定位稳定可靠，并能提高超声波焊接工件的焊接区域检测效率。
为解决上述技术问题，本发明提供的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其包括工作台面1、工件压紧缸2、捅穿气缸3、位移传感器4、捅穿针5、工件定位座7、工件压紧块8及处理器；
所述工件压紧缸2下部固定在所述工作台面1；
所述工件压紧缸2的活塞杆上端固定连接所述工件压紧块8；
所述工件定位座7固定设置在所述工作台面1的上侧面并位于所述工件压紧块8下方；
所述工件定位座7上侧面沿周向固定设置有N个工件定位轴71，N为小于10的正整数；
所述工件定位轴71及对应处的工件定位座7及工作台面1设置连通的同轴通孔；
所述工作台面1的下方固定设置有N个捅穿气缸3；
所述捅穿气缸3施加到其活塞杆的向上的力为设定压力，由精密减压阀控制；
各捅穿气缸3的活塞杆的上端分别固定有一捅穿针5；
各捅穿气缸3的活塞杆的上端的捅穿针5分别探入一同轴通孔中，当捅穿气缸3的活塞杆向上移动时带动相应捅穿针5沿相应同轴通孔向上移动探出到相应工件定位轴71上端外；
每一捅穿气缸3上固定有一位移传感器4，该位移传感器4用于采集相应捅穿气缸3的活塞杆的位移作为捅穿针位移，并输出捅穿针位移到处理器；
所述处理器根据捅穿针位移输出工件相应焊接区域是否断裂信号。
较佳的，所述工件为油泵支架总成；
所述油泵支架总成包括储油桶91与精滤器壳体92；
所述储油桶91底部壳体形成有N个向上的定位焊接凸起93；
所述定位焊接凸起93背面形成凹孔；
所述精滤器壳体92对应于N个向上的定位焊接凸起93相应设置有N个开口向下的定位焊接管94；
所述精滤器壳体92置入储油桶91中，储油桶91底部壳体的N个向上的定位焊接凸起93对应插入精滤器壳体92的N个开口向下的定位焊接管，通过超声波焊接固定在一起；
所述定位焊接凸起93及定位焊接管94为塑料材质。
较佳的，所述位移传感器4采集的相应捅穿气缸3的活塞杆的位移，是捅穿气缸3的活塞杆从开始向上移动到经过设定时间的位移。
较佳的，所述设定时间为1.5秒到2.5秒；
所述捅穿气缸3的活塞杆的无阻力向上移动速度为4mm/S到8mm/S。
较佳的，当捅穿针位移在位移下限值同位移上限值之间，所述处理器输出工件相应焊接区域未断裂信号。
较佳的，当捅穿针位移大于位移上限值，所述处理器输出工件相应焊接区域已断裂信号。
较佳的，当捅穿针位移小于位移下限值，所述处理器输出捅穿气缸3故障信号。
较佳的，所述设定压力为30N。
较佳的，所述捅穿气缸3采用直径12mm的FESTO标准圆形气缸DSNU-12-40-P。
较佳的，所述位移传感器4采用精密位移传感器SMAT-8E-S50-IU-0.3-M8D。
较佳的，所述工件定位座7的材质为钢；
所述工件定位轴71的材质为铜。
较佳的，任意相邻两个工件定位轴71沿工件定位座7周向的夹角大于300。
较佳的，N为1、2或3。
较佳的，N个工件定位轴71沿工件定位座7周向均匀分布。
较佳的，工件定位座7通过定位销固定设置在所述工作台面1的上侧面。
本发明的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，能依靠工件定位座7上设置的N个工件定位轴71准确定位工件，工件压紧块8更能使工件稳定可靠定位，其处理器根据捅穿针位移自动输出工件相应焊接区域是否断裂信号，大大提高了超声波焊接工件的焊接区域检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有超声波焊接工件手动捅穿检测示意图；
图2为本发明的超声波焊接工件自动捅穿检测机构结构示意图；
图3为一种油泵支架总成焊接区域示意图。
附图标记说明
1工作台面；2工件压紧缸；3捅穿气缸；4位移传感器；5捅穿针；7工件定位座；71工件定位轴；8工件压紧块；91储油桶；92精滤器壳体；93定位焊接凸起；94定位焊接管。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图2所示，超声波焊接工件自动捅穿检测机构包括工作台面1、工件压紧缸2、捅穿气缸3、位移传感器4、捅穿针5、工件定位座7、工件压紧块8及处理器；
所述工件压紧缸2下部固定在所述工作台面1；
所述工件压紧缸2的活塞杆上端固定连接所述工件压紧块8；
所述工件定位座7固定设置在所述工作台面1的上侧面并位于所述工件压紧块8下方；
所述工件定位座7上侧面沿周向固定设置有N个工件定位轴71，N为小于10的正整数；
所述工件定位轴71及对应处的工件定位座7及工作台面1设置连通的同轴通孔；
所述工作台面1的下方固定设置有N个捅穿气缸3；
所述捅穿气缸3施加到其活塞杆的向上的力为设定压力，由精密减压阀控制；
各捅穿气缸3的活塞杆的上端分别固定有一捅穿针5；
各捅穿气缸3的活塞杆的上端的捅穿针5分别探入一同轴通孔中，当捅穿气缸3的活塞杆向上移动时带动相应捅穿针5沿相应同轴通孔向上移动探出到相应工件定位轴71上端外；
每一捅穿气缸3上固定有一位移传感器4，该位移传感器4用于采集相应捅穿气缸3的活塞杆的位移作为捅穿针位移，并输出捅穿针位移到处理器；
所述处理器根据捅穿针位移输出工件相应焊接区域是否断裂信号。
实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其工作过程如下：首先将工件定位放置在工件定位座7上，工件定位轴71定位顶靠在焊接区域，然后工件压紧缸2的活塞杆下移带动工件压紧块8下移将工件可靠压紧固定在工件定位座7上，防止工件在捅穿针5的向上的捅穿力作用下翘起，然后捅穿气缸3的活塞杆上移带动捅穿针5的向上运动，依次穿过工作台面1、工件定位座7及工件定位轴71的同轴通孔，顶在工件的焊接区域；安装在捅穿气缸3上的位移传感器4采集捅穿针5的上升位移，然后处理器根据捅穿针5实际上升位移与设定值比较，对工件焊接区域是否断裂做出判断。实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，能依靠工件定位座7上设置的N个工件定位轴71准确定位工件，工件压紧块8更能使工件稳定可靠定位，其处理器根据捅穿针位移自动输出工件相应焊接区域是否断裂信号，大大提高了超声波焊接工件的焊接区域检测效率，每个工件的检测时间可以减少到5秒。
实施例二
基于实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，如图3所示，所述工件为油泵支架总成；
所述油泵支架总成包括储油桶91与精滤器壳体92；
所述储油桶91底部壳体形成有N个向上的定位焊接凸起93；
所述定位焊接凸起93背面形成凹孔；
所述精滤器壳体92对应于N个向上的定位焊接凸起93相应设置有N个开口向下的定位焊接管94；
所述精滤器壳体92置入储油桶91中，储油桶91底部壳体的N个向上的定位焊接凸起93对应插入精滤器壳体92的N个开口向下的定位焊接管，通过超声波焊接固定在一起；
所述定位焊接凸起93及定位焊接管94为塑料材质，能产生弹性形变。
实施例二的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其工作过程如下：首先将油泵支架总成定位放置在工件定位座7上，工件定位轴71定位顶靠在定位焊接凸起93背面的凹孔，然后工件压紧缸2的活塞杆下移带动工件压紧块8下移将油泵支架总成可靠压紧固定在工件定位座7上，防止油泵支架总成在捅穿针5的向上的捅穿力作用下翘起，然后捅穿气缸3的活塞杆上移带动捅穿针5的向上运动，依次穿过工作台面1、工件定位座7及工件定位轴71的同轴通孔，顶在油泵支架总成的定位焊接凸起93背面的凹孔；安装在捅穿气缸3上的位移传感器4采集捅穿针5的上升位移，然后处理器根据捅穿针5实际上升位移与设定值比较，对定位焊接凸起93同定位焊接管94焊接区域是否断裂做出判断。
实施例三
基于实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，所述位移传感器4采集的相应捅穿气缸3的活塞杆的位移，是捅穿气缸3的活塞杆从开始向上移动到经过设定时间的位移。
较佳的，所述设定时间为1.5秒到2.5秒；
所述捅穿气缸3的活塞杆的无阻力向上移动速度为4mm/S到8mm/S。
实施例四
基于实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，当捅穿针位移在位移下限值同位移上限值之间，所述处理器输出工件相应焊接区域未断裂信号。
较佳的，当捅穿针位移大于位移上限值，所述处理器输出工件相应焊接区域已断裂信号。
较佳的，当捅穿针位移小于位移下限值，所述处理器输出捅穿气缸3故障信号。
较佳的，所述设定压力为30N，确保捅穿力。
较佳的，所述捅穿气缸3采用直径12mm的FESTO标准圆形气缸DSNU-12-40-P。
较佳的，所述位移传感器4采用精密位移传感器SMAT-8E-S50-IU-0.3-M8D，重复精度为0.064mm。
实施例四
基于实施例一的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，所述工件定位座7的材质为钢；
所述工件定位轴71的材质为铜。
钢材质的工件定位座7有更好的强度，铜材质的工件定位轴71的阻力更小，有更好的导向性。
较佳的，任意相邻两个工件定位轴71沿工件定位座7周向的夹角大于300。
较佳的，N为1、2或3。
较佳的，N个工件定位轴71沿工件定位座7周向均匀分布。
较佳的，工件定位座7通过定位销固定设置在所述工作台面1的上侧面，便于清理工件定位轴71的通孔中的焊渣。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，其包括工作台面(1)、工件压紧缸(2)、捅穿气缸(3)、位移传感器(4)、捅穿针(5)、工件定位座(7)、工件压紧块(8)及处理器；
所述工件压紧缸(2)下部固定在所述工作台面(1)；
所述工件压紧缸(2)的活塞杆上端固定连接所述工件压紧块(8)；
所述工件定位座(7)固定设置在所述工作台面(1)的上侧面并位于所述工件压紧块(8)下方；
所述工件定位座(7)上侧面沿周向固定设置有N个工件定位轴(71)，N为小于10的正整数；
所述工件定位轴(71)及对应处的工件定位座(7)及工作台面(1)设置连通的同轴通孔；
所述工作台面(1)的下方固定设置有N个捅穿气缸(3)；
所述捅穿气缸(3)施加到其活塞杆的向上的力为设定压力，由精密减压阀控制；
各捅穿气缸(3)的活塞杆的上端分别固定有一捅穿针(5)；
各捅穿气缸(3)的活塞杆的上端的捅穿针(5)分别探入一同轴通孔中，当捅穿气缸(3)的活塞杆向上移动时带动相应捅穿针(5)沿相应同轴通孔向上移动探出到相应工件定位轴(71)上端外；
每一捅穿气缸(3)上固定有一位移传感器(4)，该位移传感器(4)用于采集相应捅穿气缸(3)的活塞杆的位移作为捅穿针位移，并输出捅穿针位移到处理器；
所述处理器根据捅穿针位移输出工件相应焊接区域是否断裂信号。
2.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述工件为油泵支架总成；
所述油泵支架总成包括储油桶(91)与精滤器壳体(92)；
所述储油桶(91)底部壳体形成有N个向上的定位焊接凸起(93)；
所述定位焊接凸起(93)背面形成凹孔；
所述精滤器壳体(92)对应于N个向上的定位焊接凸起(93)相应设置有N个开口向下的定位焊接管(94)；
所述精滤器壳体(92)置入储油桶(91)中，储油桶(91)底部壳体的N个向上的定位焊接凸起(93)对应插入精滤器壳体(92)的N个开口向下的定位焊接管，通过超声波焊接固定在一起；
所述定位焊接凸起(93)及定位焊接管(94)为塑料材质。
3.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述位移传感器(4)采集的相应捅穿气缸(3)的活塞杆的位移，是捅穿气缸(3)的活塞杆从开始向上移动到经过设定时间的位移。
4.根据权利要求3所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述设定时间为1.5秒到2.5秒；
所述捅穿气缸(3)的活塞杆的无阻力向上移动速度为4mm/S到8mm/S。
5.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
当捅穿针位移在位移下限值同位移上限值之间，所述处理器输出工件相应焊接区域未断裂信号。
6.根据权利要求5所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
当捅穿针位移大于位移上限值，所述处理器输出工件相应焊接区域已断裂信号。
7.根据权利要求5所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
当捅穿针位移小于位移下限值，所述处理器输出捅穿气缸故障信号。
8.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述设定压力为30N。
9.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述捅穿气缸(3)采用直径12mm的FESTO标准圆形气缸DSNU-12-40-P。
10.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述位移传感器(4)采用精密位移传感器SMAT-8E-S50-IU-0.3-M8D。
11.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
所述工件定位座(7)的材质为钢；
所述工件定位轴(71)的材质为铜。
12.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
任意相邻两个工件定位轴(71)沿工件定位座(7)周向的夹角大于300。
13.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
N为1、2或3。
14.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
N个工件定位轴(71)沿工件定位座(7)周向均匀分布。
15.根据权利要求1所述的超声波焊接工件自动捅穿检测机构，其特征在于，
工件定位座(7)通过定位销固定设置在所述工作台面(1)的上侧面。
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