CN113953722A - 一种铜绞线铝棒对焊机 - Google Patents

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CN113953722A CN202111307244.0A CN202111307244A CN113953722A CN 113953722 A CN113953722 A CN 113953722A CN 202111307244 A CN202111307244 A CN 202111307244A CN 113953722 A CN113953722 A CN 113953722A
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Abstract

本发明公开一种铜绞线铝棒对焊机，包括机架和设置在机架上的夹持机构、顶压活塞缸组、焊接电箱、控制器、闪光推进机构和动力气源，夹持机构包括相对设置的第一夹具和第二夹具，第二夹具滑动连接机架，顶压活塞缸组的一端连接第二夹具，另一端用于抵接闪光推进机构，并能够推动第二夹具朝向第一夹具运动，以带动所夹持的工件与第一夹具所夹持的工件相接；顶压活塞缸组包括两个或多个串接的活塞缸，焊接电箱用于电性连接待焊工件，为对焊作业提供烧熔电力，控制器控制整机动作。本发明能够实现铜绞线与铝棒的可靠焊接，由于铝棒具有价格低、质量轻的优点，因此本发明能够在保证电缆的安全性和耐久性的情况下，大大降低电缆投入成本。

Description

一种铜绞线铝棒对焊机
技术领域
本发明涉及一种铜绞线铝棒对焊机，属于铜绞线-铝棒对焊技术领域。
背景技术
目前不同金属或相同金属之间的连接多采用对焊方式，对包括缓慢进给的闪光阶段和高速高压顶锻的顶锻阶段。
电缆输电行业大都采用铜缆进行输电，但由于铜材价格昂贵，并且还存在价格大幅上涨的趋势，这导致投入成本大幅增加，为了解决这一问题，可用铝材代替铜材进行长距离输电，仅在用于连接主电箱的电缆末端设置500mm的铜绞线即可。
在相同情况下，由于铝的密度小，所以铝棒比相同体积的铜棒质量更小，在保证导电通径和导电率不变的前提下，可降低电缆的投入成本达70%以上，同时又保证了接头的安全性和耐久性，大幅节约了国家能源，具有较大的市场推广空间。
现有铜绞线铝棒对焊增加了过渡铜棒，即铜绞线-铜棒-铝棒对焊，由于在铜绞线和铝棒之间增加了铜棒，不仅增加了一道铜绞线与铜棒之间的对焊工序而且还增加了铜材的消耗，增加了加工时间并且成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种铜绞线对焊机，去除中间的连接铜棒，去除铜棒与铜绞线、铝棒的焊接环节，直接将铜绞线和铝棒进行对焊，可有效减少加工时间，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种铜绞线铝棒对焊机，包括机架和设置在机架上的夹持机构、顶压活塞缸组、焊接电箱、控制器、闪光推进机构、动力气源；所述焊接电箱用于电性连接待焊工件；
所述夹持机构包括相对设置的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具固设于机架，所述第二夹具滑动连接机架。
所述顶压活塞缸组与第一夹具分别位于第二夹具两侧，顶压活塞缸组的一端连接第二夹具，另一端用于抵接闪光推进机构；
控制器控制闪光推进机构的运行，以带动顶压活塞缸组推动第二夹具朝向第一夹具运动，使得两者所夹持的工件对接，以进入闪光对焊阶段；
控制器控制动力气源向顶压活塞缸组的输出，以控制顶压活塞缸组向第二夹具传递朝向第一夹具的顶锻力。
进一步地，所述顶压活塞缸组包括多个串联的活塞缸，多个活塞缸的活塞杆相互串接；顶压活塞缸组通过位于两端的活塞杆分别连接第二夹具和抵接闪光推进机构。
进一步地，各相邻的两所述活塞缸之间设置连接板，所述连接板上开设供活塞杆穿过的第一杆孔，各相邻活塞缸的活塞杆穿过第一杆孔实现抵接；
所述顶压活塞缸组的两端均设置端部面板，两所述端部面板之间设置用于固定活塞缸并保证活塞缸同轴度的连接杆，所述连接杆与活塞缸平行，所述连接杆穿过连接板。
进一步地，各所述连接板上均开设有两个第一通孔，两个所述第一通孔分别接通连接板两端的两个活塞缸；
各所述端部面板上均开设有第二通孔，所述第二通孔接通其所在端部面板连接的活塞缸。
进一步地，各个所述第一通孔和第二通孔均连接有用于控制动力介质通断的控制阀，所述控制阀的控制端连接控制器，所述控制阀的工作端连接动力气源。
进一步地，所述闪光推进机构包括电机、蜗轮蜗杆机和滚珠丝杠机构；
所述电机与蜗轮蜗杆机的输入端传动连接，所述滚珠丝杠机构与蜗轮蜗杆机的输出端连接。
进一步地，所述滚珠丝杠机构包括丝杠和套设于丝杠的滚珠螺母，所述丝杠连接蜗轮蜗杆机，所述滚珠螺母周向固定，所述丝杠转动，带动滚珠螺母沿丝杠长度方向运动。
进一步地，所述滚珠螺母的一端设置有抵接套，所述抵接套中开设有容置丝杠的丝杠孔，所述丝杠孔的底部开设有透气孔。
进一步地，所述滚珠螺母的一端设置用于控制对焊闪光阶段滚珠螺母进给量的检测机构，所述检测机构包括遮挡片和光电传感器，所述光电传感器固定设置，所述遮挡片设置于滚珠螺母，所述光电传感器电连接控制器，所述遮挡片随滚珠螺母运动，所述遮挡片在指定的运动行程内遮挡屏蔽光电传感器的信号，控制滚珠螺母的行程。
进一步地，所述焊接电箱为电流放大电箱，焊接电箱的电源输出端电性连接第一夹具和第二夹具，所述电流放大电箱依据焦耳热公式设计，在不改变工件材料（电阻）和对焊时间的情况下，通过提高工件电流为工件提供烧熔热量。
本发明所达到的有益效果：
本装置能够支持使用价格低、质量轻但性能可替代的铝棒代替铜棒与铜绞线进行对焊，作为电缆线主材进行输电，在保证电缆的安全性和耐久性的情况下，可有效降低70%以上的电缆投入成本。
本发明取消了铜绞线和铝棒之间的过渡铜棒，将铜绞线和铝棒直接对焊，减少了铜棒对铜材的消耗，降低了生产成本，同时，由于取消了中间铜棒的对焊，可有效减少对焊工序，减少加工时间，降低工序成本，提高生产效率。
本发明的顶压活塞缸组由两个或多个串接的活塞缸组成，在顶锻阶段时可选用不同个数的液压缸串接成组，以适应不同材质、不同大小、不同形状的待焊工件的顶锻要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机的整体立体图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中闪光推进机构的第一整体立体图；
图4为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中闪光推进机构的第二整体立体图；
图5为图4中B处的局部放大图；
图6为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中闪光推进机构的爆炸局部剖视图；
图7为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中顶压活塞缸组的整体立体图；
图8为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中顶压活塞缸组中连接板的局部剖视立体图；
图9为本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机中顶压活塞缸组中端部面板的整体立体图。
图中：100、机架；200、夹持机构；210、第一夹具；220、第二夹具；300、顶压活塞缸组；310、连接板；311、第一通孔；320、端部面板；321、第二通孔；330、连接杆；400、闪光推进机构；410、伺服电机；420、蜗轮蜗杆机；430、抵接套；431、丝杠孔；432、透气孔；433、滚珠螺母；434、丝杠；435、遮挡片；436、光电传感器；440、导程套；500、控制器；600、焊接电箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的一种铜绞线铝棒对焊机，如图1至图9所示，包括机架100和设置在机架100上的夹持机构200、顶压活塞缸组300、焊接电箱600、控制器500、闪光推进机构400和动力气源，夹持机构200包括相对设置的第一夹具210和第二夹具220，第二夹具220滑动连接机架100，实现对焊作业过程的工件焊接进给，第一夹具210和第二夹具220均具有导电性，第一夹具210和第二夹具220夹持两待焊的工件，并作为导电介质向待焊工件输送闪光阶段所需的电能；焊接电箱600电性连接第一夹具210和第二夹具220，为待焊工件提供闪光阶段所需的电能；顶压活塞缸组300的两端均伸出有活塞杆，顶压活塞缸组300一端的活塞杆连接第二夹具220，顶压活塞缸组300另一端的活塞杆在对焊闪光阶段抵接闪光推进机构400。
闪光阶段时，闪光推进机构400通过顶压活塞缸组300推动第二夹具220完成进给运动；顶锻阶段时，闪光推进机构400停止推进，顶压活塞缸组300通过接通动力气源带动活塞杆进行高速运动，活塞杆推动第二夹具220进行顶锻作业，由于闪光推进机构400与顶压活塞缸组300抵接，在进行顶锻作业时，顶压活塞缸组300和闪光推进机构400在顶锻阶段不会产生牵连，使得闪光推进机构发生应力损伤。
本发明能够支持使用质量轻、价格低但性能可替代的铝棒代替铜棒与铜绞线进行对焊，作为电缆线主材进行输电，可有效降低70%以上的电缆投入成本；本发明在电缆末端位置直接焊接铜绞线，取消了现有技术中连接铜棒的环节，将铝棒与端部铜绞线直接对焊，减少了对铜材的消耗，在保证电缆安全性和耐久性的同时降低了成本消耗，同时，由于取消了铜棒，直接免去了铜棒-铜绞线对焊工序、铜棒-铝棒对焊工序，缩短了电缆加工时间，提高了电缆加工的工作效率；本发明的顶压活塞缸组300由两个或多个串接的活塞缸组成，在顶锻阶段时可选用不同个数的活塞缸串接成组，以适应不同材质、不同大小、不同形状的待焊工件的顶锻要求。
如图1、图7、图8和图9所示，顶压活塞缸组300包括两个或更多个串接的活塞缸，本实施例优选两个规格相同的活塞缸串接形成活塞缸组，各个活塞缸均通过螺栓固定于机架100，各活塞缸共线设置，各相邻活塞缸之间的活塞杆相互抵接，闪光阶段时，闪光推进机构400推动活塞杆运动，顶压活塞缸组300通过各活塞杆的抵接将进给动力传递至第二夹具220，实现第二夹具220的进给运动，闪光阶段完成后进入顶锻阶段，此时闪光推进机构400停止推进，顶压活塞缸组300的进给动力由动力气源提供，由于闪光推进机构400与顶压活塞缸组300抵接，活塞缸组中的活塞杆继续进给时，闪光推进机构400与顶压活塞缸组300脱离接触。
如图1、图7、图8和图9所示，每两个相邻的活塞缸之间设置连接板310，连接板310通过螺栓密闭连接两活塞缸，各连接板310上均开设有供活塞杆穿过的第一杆孔，各相邻活塞缸的活塞杆穿过第一杆孔实现抵接；各连接板310的侧面均开设有两个第一通孔311，各第一通孔311分别连通连接板310两侧的两个活塞缸，为活塞缸中活塞的运动提供换气通道。
如图1、图7、图8和图9所示，顶压活塞缸组300的两端均设置端部面板320，两端部面板320均通过螺栓密闭连接其所在的活塞缸，两端部面板320上均开设有供活塞杆穿过的第二杆孔，顶压活塞缸组300一端的活塞杆穿过第二杆孔螺纹连接第二夹具220，顶压活塞缸组300另一端的活塞杆穿过第二杆孔在闪光阶段时抵接动力机构；各端部面板320上均开设第二通孔321，各第二通孔321连通端部面板320所属的活塞缸，为其内部活塞的运动提供换气通道。
如图1、图7、图8和图9所示，位于顶压活塞缸组300端部的活塞缸其两个腔室的换气通道分别为第一通孔311和第二通孔321，余下各活塞缸两个腔室的换气通道均为第一通孔311。
如图1、图7、图8和图9所示，各第一通孔311和第二通孔321均外接有控制阀，控制阀的控制端连接控制器500，控制阀的工作端连通动力气源，对焊闪光阶段时，控制器500控制控制阀将各活塞缸内部腔室接通大气，方便闪光推进机构400通过活塞杆推动第二夹具220缓慢进给；对焊顶锻阶段时，由于需要快速重压顶锻，控制器500控制控制阀将活塞缸内部腔室接通动力气源，通过动力气源带动活塞杆推动第二夹具220进行高速重压顶锻作业，可根据待焊工件的特性，选用不同数量的活塞缸进行顶锻作业。
如图1、图7、图8和图9所示，两端部面板320之间设置用于固定活塞缸并保证活塞缸同轴度的连接杆330，连接杆330的数目可为1、2、3、4等，本实施例优选连接杆330的数目为4，4个连接杆 330均与活塞缸平行，各连接杆330均穿过连接板310，且4个连接杆330分别位于连接板310和端部面板320的4个角。
如图3至图6所示，闪光推进机构400包括伺服电机410、蜗轮蜗杆机420和滚珠丝杠机构，伺服电机410的输出轴与蜗轮蜗杆机420的输入端轴连接，滚珠丝杠机构的输入端轴连接蜗轮蜗杆机420的输出端，蜗轮蜗杆机420将伺服电机410的输出转速调整降低后输出至滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构的输出端抵接活塞缸组的活塞杆，在闪光阶段时推动第二夹具220进行进给运动。
如图3至图6所示，滚珠丝杠机构包括丝杠434和套设于丝杠434的滚珠螺母433，丝杠434轴连接蜗轮蜗杆机420，滚珠螺母433周向固定，丝杠434在蜗轮蜗杆机420的带动下转动，带动滚珠螺母433沿丝杠434长度方向运动。
如图3至图6所示，滚珠螺母433的一端螺纹连接有抵接套430，抵接套430用于在闪光阶段抵接顶压活塞缸组300的活塞杆，抵接套430外部滑动套设有导程套440，导程套440通过螺栓固定于机架100，导程套440内部开设有供抵接套430滑动的滑动通道，滑动通道轴向截面的形状可为三角形、四边形、五边形、六边形、七边形等多边形，也可为带滑槽或滑台的圆形，以限定抵接套430的周向运动，本发明优选滑动通道轴向截面的形状为四边形，且在四边形的各个角设置倒角，用于减少应力集中，抵接套430的外形与滑动通道配合制作，使得导程套440可限定抵接套430的周向运动，以实现滚珠螺母433的周向固定，本发明优选抵接套430的形状和大小均与滑动通道轴截面相同。
如图3至图6所示，抵接套430中开设有用于容置丝杠434的丝杠孔431，丝杠孔431可为盲孔或通孔，为减少加工成本，本发明优选丝杠孔431为盲孔，且在盲孔底部开设有透气孔432。
如图3至图6所示，滚珠螺母433的一端设置用于控制对焊闪光阶段滚珠螺母433进给量的检测机构，检测机构包括遮挡片435和光电传感器436，遮挡片435通过螺栓固连滚珠螺母433，光电传感器436固定设置，光电传感器436电性连接控制器500，本发明的实施例中，光电传感器436优选槽型光电传感器，遮挡片435可在滚珠螺母433的带动下从光电传感器436的槽中穿过，当遮挡片435位于传感器的槽中时可遮挡传感器信号，控制器500接收光电传感器436的发送的信号，并依据内部控制策略控制滚珠螺母433的动作。
如图1所示，焊接电箱600的电源输出端电性连接第一夹具210和第二夹具220，第一夹具210和第二夹具220均具有导电性，待焊工件固定在夹具之后，便可通过夹具获取焊接电箱600输送的电流。
依据焦耳热公式：Q=(I^2)RT，其中Q为热量，I为电流，R为电阻，T为时间，在材料确定的指定时间内提高电流量可有效提高热量产出，基于此，焊接电箱600为电流放大电箱，将电流放大后接入到待焊工件，可有效提高闪光阶段的烧熔效率。
如图1和图2所示，焊接电箱600与第一夹具210和第二夹具220之间采用铜排连接，以适应大电流传输的要求。
如图1和图2所示，控制器500选用PLC或单片机控制器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铜绞线铝棒对焊机，包括机架(100)，其特征在于：还包括设置在机架(100)上的夹持机构(200)、顶压活塞缸组(300)、焊接电箱(600)、控制器(500)、闪光推进机构(400)和动力气源；所述焊接电箱(600)用于电性连接待焊工件；
所述夹持机构(200)包括相对设置的第一夹具(210)和第二夹具(220)，所述第一夹具（210）固设于机架(100)，所述第二夹具(220)滑动连接机架(100)；
所述顶压活塞缸组(300)与第一夹具（210）分别位于第二夹具（220）的两侧，顶压活塞缸组(300)的一端连接第二夹具(220)，另一端用于抵接闪光推进机构(400)；
控制器(500)控制闪光推进机构(400)的运行，以带动顶压活塞缸组(300)推动第二夹具(220)朝向第一夹具(210)运动，使得两者所夹持的工件对接以进入闪光对焊阶段；
控制器(500)控制动力气源向顶压活塞缸组(300)的输出，以控制顶压活塞缸组(300)向第二夹具(220)传递朝向第一夹具(210)的顶锻力。
2.根据权利要求1所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述顶压活塞缸组(300)包括多个串联的活塞缸，多个活塞缸的活塞杆相互串接；顶压活塞缸组(300)通过位于两端的活塞杆分别连接第二夹具（220）和抵接闪光推进机构(400)。
3.根据权利要求2所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
各相邻的两所述活塞缸之间设置连接板(310)，所述连接板(310)上开设供活塞杆穿过的第一杆孔，各相邻活塞缸的活塞杆穿过第一杆孔实现抵接；
所述顶压活塞缸组(300)的两端均设置端部面板(320)，两所述端部面板(320)之间设置用于固定活塞缸并保证活塞缸同轴度的连接杆(330)，所述连接杆(330)与活塞缸平行，所述连接杆(330)穿过连接板(310)。
4.根据权利要求3所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
各所述连接板(310)上均开设有两个第一通孔(311)，两个所述第一通孔(311)分别接通连接板(310)两端的两个活塞缸；
各所述端部面板(320)上均开设有第二通孔(321)，所述第二通孔(321)接通其所在端部面板(320)连接的活塞缸。
5.根据权利要求4所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
各个所述第一通孔(311)和第二通孔(321)均连接有用于控制活塞缸内腔室接通方向的控制阀，所述控制阀的控制端连接控制器(500)，所述控制阀的工作端连接动力气源。
6.根据权利要求1所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述闪光推进机构(400)包括电机、蜗轮蜗杆机(420)和滚珠丝杠机构；
所述电机与蜗轮蜗杆机(420)的输入端传动连接，所述滚珠丝杠机构与蜗轮蜗杆机(420)的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述滚珠丝杠机构包括丝杠(434)和套设于丝杠(434)的滚珠螺母(433)，所述丝杠(434)连接蜗轮蜗杆机(420)，所述滚珠螺母(433)周向固定，所述丝杠(434)转动，带动滚珠螺母(433)沿丝杠(434)长度方向运动。
8.根据权利要求7所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述滚珠螺母(433)的一端设置有抵接套(430)，所述抵接套(430)中开设有容置丝杠(434)的丝杠孔(431)，所述丝杠孔(431)的底部开设有透气孔(432)。
9.根据权利要求6所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述滚珠螺母(433)的一端设置用于控制对焊闪光阶段滚珠螺母(433)进给量的检测机构，所述检测机构包括遮挡片(435)和光电传感器(436)，所述光电传感器(436)固定设置，所述遮挡片(435)设置于滚珠螺母(433)，所述光电传感器(436)电连接控制器(500)，所述遮挡片(435)随滚珠螺母(433)运动，所述遮挡片(435)在指定的运动行程内遮挡屏蔽光电传感器(436)的信号，控制滚珠螺母(433)的行程。
10.根据权利要求1所述的一种铜绞线铝棒对焊机，其特征在于：
所述焊接电箱(600)为电流放大电箱；
焊接电箱(600)的电源输出端电性连接第一夹具(210)和第二夹具(220)。
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