CN204725021U - 一种工装循环装置及含有该装置的桥丝焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工装循环装置及含有该装置的桥丝焊接系统。一种工装循环装置，包括循环轨道(20)、推动块(21)和推送装置(22)，循环轨道(20)中设置有工装(23)的运动导槽，推动块(21)用于推动工装(23)步进式移动，推送装置(22)控制推动块(21)移动。其有益效果是：所述的工装循环装置结构简单、使用方便，能够使工装循环使用，从而自动连续的把电极塞基体送到焊机处焊接。

Description

一种工装循环装置及含有该装置的桥丝焊接系统

技术领域

本实用新型涉及一种工装循环装置及含有该装置的桥丝焊接系统。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车安全将提升到更高的层次和水平，给汽车被动安全系统核心初始触发元件的电点火管提出了更高的质量要求。电点火管的核心部件是焊有桥丝的电极塞。安全气囊用电点火管、工业电雷管、军用电点火具等中的发火部件都是焊有桥丝的电极塞。在实际使用中，电极塞与外电路连接，是汽车安全气囊、工业电雷管、军用点火具等构件的核心元器件。电极塞的作用是兼有结构件、固定换能元、电绝缘、气密、热沉、反射点火等功能，一般由桥丝和两条脚线/电极组成。桥丝是一根焊接在两条脚线/电极上的电阻丝，当电流通过后，桥丝瞬间发热，并加热包裹在桥丝周围的对热敏感的点火药，当桥丝的温度达到点火药的着火点后，点火药发火从而实现部件功能。

众所周知，为了降低车祸人员伤亡，汽车安全气囊需要在发生事故时的几十毫秒之内打开气囊，这就要求电极塞上的桥丝焊接良好并能够瞬间点燃包裹在桥丝上的遇热易燃材料(点火药)，一般桥丝的直径是几十微米数量级以确保电阻足够大，通电时能够迅速发热，如此细小的桥丝带来了极大的焊接难度。据不完全统计，目前国内汽车需求的汽车安全气囊用电点火管大概为1亿个左右，由于技术的限制，目前全球只有美国个别公司拥有自动机械焊桥丝生产线，而国内现有的电点火管基本都是人工焊接桥丝、焊接效率很低，难以满足市场需求，而且人工焊接对焊工的眼睛具有严重的伤害，会造成电光性角膜炎等疾病。目前国内汽车安全气囊用电点火管生产量大概仅有3-4千万个，完全不能满足市场的需求。而且电点火管的电极塞焊桥丝工艺还广泛应用于工业电雷管、地质勘探震源弹、防雹增雨火箭弹、航模发射、军用火箭弹、军用导弹、炮弹、烟花爆竹等领域，需求十分巨大。国内电点火管生产的工艺瓶颈主要是桥丝焊 接和电性能测试目前基本都是人工作业为主，故一种能够自动机械焊接桥丝的技术将是电点火管领域亟需解决的问题。

机械焊接桥丝需要解决电极塞自动供料的问题，根据电极塞特有的结构特性，直接送料焊接是不可实现的，需要借助外部结构装置来实现，而相关结构装置鲜有报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便的工装循环装置，所述工装循环装置能够使工装循环使用，从而自动连续地把电极塞基体送到焊机处焊接。本实用新型的另一目的是提供一种含有该工装循环装置的桥丝焊接系统。

本实用新型提供的一种工装循环装置，其技术方案为：

一种工装循环装置，包括循环轨道、推动块和推送装置，循环轨道设置有工装运动导槽，推动块推动工装步进式移动，推送装置控制推动块移动。

本实用新型提供的一种工装循环装置，还可以包括以下附属技术方案：

其中，推送装置是气动推送装置，气动推送装置包括气缸和用于支撑气缸的气缸支架。

其中，循环轨道是回形链条式循环轨道，推送装置设置在循环轨道的四个角上且能够对角联动。

其中，工装设置有用于标志电极塞的安装方向的凹槽和安装电极塞基体的安装孔，安装孔的直径大于电极塞基体的直径。

其中，推送装置上还设置有检测工装的位置传感器。

其中，循环轨道上设置有机械手，用于把送料装置输送过来的电极塞基体移动到工装的安装孔中。

其中，循环轨道上设置有第一定位检测装置和第二定位检测装置，第一定位检测装置用于定位循环轨道上的工装位置从而调整机械手的动作，第二定位检测装置用于检测工装孔中的电极塞基体是否放平。

其中，循环轨道上还设置有红外检测装置，用于检测循环工装的工装孔内是否为空，如果工装孔内还具有电极塞，则报警停止循环。

本实用新型还提供了一种桥丝焊接系统，包括上述的一种工装循环装置。

其中，焊接系统还包括微张力送丝装置、送料装置、桥丝焊接装置、检测装置，微张力送丝装置是磁力型张力器，送料装置是磁力离心振动送料装置，桥丝焊接装置是电流热熔型焊机，检测装置是电阻式检测装置。

本实用新型的实施包括以下附属技术效果：

本实用新型所述的工装循环装置结构简单、使用方便，能够使工装循环使用，从而自动连续的把电极塞基体送到焊机处焊接。其工作流程是，在循环轨道中顺序安装上工装，机械手把送料器送来的电极塞移动到工装上的安装孔中，然后推送装置推动推动块步进式移动，步进式的距离刚好是工装长度或宽度的距离，从而实现工装循环。所述安装孔的直径略大于所述电极塞基体的直径。如果电极塞的焊接面不水平，可以调节电极塞的焊接面水平，保证焊接精度。可用于汽车安全气囊、工业电雷管、地质勘探等微型气体发生器领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种工装循环装置立体结构示意图

图2为本实用新型实施例一种工装循环装置俯视结构示意图

图3为含有本实用新型的工装循环装置的桥丝焊接系统的俯视示意图

图4为含有本实用新型的工装循环装置的桥丝焊接系统的正面示意图

图5为含有本实用新型的一种工装循环装置的桥丝焊接系统制备的电极塞截面结构示意图

图6a为含有本实用新型的一种工装循环装置的桥丝焊接系统制备的电极塞电极针面(B面)侧视结构示意图；图6b为含有本实用新型的一种工装循环装置的桥丝焊接系统制备的电极塞焊接面(A面)侧视结构示意图

2、工装循环装置；20、循环轨道；21、推动块；22、推送装置；23、工装； 24、凹槽；25、安装孔；26、机械手；27、第一定位检测装置；28、第二定位检测装置；29、红外检测装置。

90、芯电极；91、绝缘层；92、塞子；93、第一电极针；94、第二电极针；95、弯折部；96、桥丝；97、焊点。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

参见图1至图4，本实施例提供了一种工装循环装置，包括循环轨道20、推动块21和推送装置22，循环轨道20中设置有工装23的运动导槽，推动块21用于推动工装23步进式移动，推送装置22控制推动块21移动；推送装置22是气动推送装置，气动推送装置包括气缸和用于支撑气缸的气缸支架；循环轨道20是回形链条式循环轨道20，推送装置22设置在回形轨道的四个角上，四个角上的推送装置22能够对角联动。本实施例的工装循环装置结构简单、使用方便，能够使工装23循环传送，从而自动连续地把电极塞基体送到焊机处焊接。作为本实施例优选，工装23设置有用于标志电极塞的安装方向的凹槽24和安装电极塞基体的安装孔25，安装孔25的直径大于电极塞基体的直径；步进式移动的距离在X方向上是工装23宽度的距离，步进式移动的距离在Y方向上是工装23长度的距离；推送装置22上还设置有传感器，用于检测工装23的位置；循环轨道20上设置有机械手26，用于把送料装置输送过来的电极塞基体移动到工装23的安装孔中；循环轨道20上设置有第一定位检测装置27和第二定位检测装置28，第一定位检测装置27用于定位循环轨道20上的工装23位置从而调整机械手的动作，第二定位检测装置28用于检测工装孔中的电极塞基体是否放平；循环轨道20上设置有红外检测装置29，用于检测循环工装23的工装孔内是否为空，如果工装孔内还具有电极塞，则报警停止循环。

本实施例还提供了一种桥丝焊接系统，包括送料装置、工装循环装置、桥丝焊接装置、切丝装置、微张力送丝装置、桥丝定位装置和检测装置，工装循 环装置为上述的一种工装循环装置，微张力送丝装置是磁力型张力器，送料装置是磁力离心振动送料装置，桥丝焊接装置是电流热熔型焊机，检测装置是电阻式检测装置；

切丝装置包括支架，以及与支架连接的下压块、弹簧、切刀固定轴、安装在切刀固定轴上的切刀；弹簧安装在下压块和切刀固定轴之间；

桥丝定位装置包括两个以上的钩针和多个压丝轮，多个压丝轮分别设置在焊机的两侧，其中一部分钩针的弯钩方向向里，另外一部分钩针的弯钩方向向外，钩针设置在压丝轮之间。 

参见图5、图6a、图6b，显示了欲制备的电极塞，包括芯电极90、桥丝96、绝缘层91和带孔的塞子92，芯电极90设置在塞子92的孔中，芯电极90和塞子92之间设置有绝缘层91，塞子92上连接有第一电极针93，芯电极90上连接有第二电极针94；桥丝96与芯电极90和塞子92焊接，桥丝96与塞子92具有两个以上焊点97；把芯电极90设置在带孔的塞子92里边，然后通过绝缘材料把芯电极90和塞子92绝缘。由于塞子92具有较大的焊接面积而容易焊接，因此在机械焊接过程中只需把桥丝96对准芯电极90焊接即可。第一电极针93和/或第二电极针94设置有弯折部95，弯折部95弧线的直径为0.2～0.6mm；本实施例优选0.3～0.5mm，具体可选为0.45mm，弯折部的设置使电极针靠近塞子92的中心，机械焊接过程中方便操作。本实施例中第一电极针93与塞子92的连接方式是焊接，第二电极针94与芯电极90为同一根导线；第一电极针93和第二电极针94具有向同一方向弯曲的弯折部；电极针上镀有铜或金；电极塞的形状为圆形、方形、椭圆形中的任一种，塞子92的孔的形状为圆形、方形、椭圆形中的任一种；本实施例塞子92的孔优选圆形；本实施例中塞子92和绝缘层91都为圆环形，圆环形绝缘层91包裹着芯电极90，圆环形的塞子92包裹着圆环形的绝缘层91；芯电极90是铁镍钴合金材料，与桥丝96的热胀冷缩系数相近；绝缘层91可选择是陶瓷材料或者热固性塑料注塑材料或高温烧结玻璃，塞子92是金属材料。电极塞的直径为5～10mm， 芯电极90与塞子92之间的绝缘层91厚0.5～1.2mm，芯电极90的直径是0.6～2mm。本实施例优选，电极塞的直径为7.1mm，芯电极90与塞子92之间的绝缘层91厚0.827mm，芯电极90的直径是1.026mm。桥丝96是镍铬电阻合金丝，桥丝96的直径为0.020mm或者0.024mm或者0.028mm。本实施例电极塞能够在3毫秒瞬间发热达到1000多摄氏度，使用性能优越。

具体参见图3和图4，本实施例所提供的一种桥丝焊接系统，包括：用于自动上料的振动盘10，用于固定振动盘的底座11，用于传送电极塞基体的直线送料器13，用于抓取电极塞基体的机械手26，用于定位工装的第一定位检测装置27，用于检测工装孔中的电极塞基体是否放平的第二定位检测装置28，用于推送工装的推送装置22，用于拉紧桥丝的微张力送丝装置3，定位滑轮44，用于夹紧桥丝的夹丝轮45，压丝轮40，用于焊接桥丝的桥丝焊接装置5，用于切断桥丝的切丝装置6，用于检测电极塞上的桥丝是否焊接成功的检测装置7，不合格品出口70，合格品出口71，用于检测工装孔中是否为空的红外检测器29，用于控制自动化系统运转的主控台8。

桥丝焊接系统的工作流程如下：

1)、开机检查：打开主控台8，检查设备电源、气压、供料等是否正常。

2)、桥丝安装与定位：将直径为0.028mm的桥丝从微张力送丝装置3穿过(张力约为2克)，微张力送丝装置优选磁力型张力器，桥丝96绕过定位滑轮44后经过压丝轮40的下方，穿过桥丝96定位装置将其定位(确保桥丝与直径为1mm左右的电极塞基体芯电极对正)，并在夹丝轮45处夹紧。

3)、上料：本实施例优选磁力离心振动自动上料装置，在振动盘10内加入适量合格电极塞基体，由振动盘10将电极塞基体逐个排列整齐，连续送至直线送料器13，再通过上料轨道震动将电极塞基体输送至机械手26抓取位置。

4)、回形轨道传送：轨道上共有118个被编号的工装夹具，轨道四角4个气动推送装置22对角连动，推动工装循环运行。

5)电极塞基体传送：经红外检测装置检测到机械手抓取位置有电极塞基体 时，由机械手抓取电极塞基体移至工装上方，同时由第一定位检测装置27将轨道内的工装定位，机械手将电极塞基体放入工装。由推送装置推送工装至第二定位检测装置28操作位，再由第二定位检测装置28将电极塞基体定位，确保电极塞基体与工装处于同一水平，工装继续被推送前移。

6)、自动送丝：桥丝被压丝轮40压紧在工装上，通过推送装置22推动工装前移，工装带动桥丝前移，实现自动送丝。

7)、焊接：系统从机械手上料开始对装有工件的工装计数，当工装推送至桥丝焊接装置位置时，系统自动识别并启动焊接系统。然后由桥丝焊接装置对电极塞基体进行焊接，焊机工作原理：焊接前自动检测系统检测到工装内的电极塞基体，之后夹紧气缸夹紧电极塞基体，焊头下压，通过夹焊头处的万向节来确保焊头与电极塞基体接触面完全贴合，之后电流从焊头的接触面通过，形成瞬间的热熔接，完成焊接。

8)、断丝检测及报警：每次焊接完成后，压丝轮40微抬，微张力送丝装置3对桥丝全程受力，若有断丝现象则微张力送丝装置的张力杆失力上扬，触发报警系统，自动焊机停止运行。

9)、切丝、电阻检测：焊接完成后由切丝装置6将电极塞两端的桥丝切断，通过检测装置7检测工装内电极塞的电阻值是否合格(合格电阻值范围1.8-2.0Ω)。

10)、出料口检测：系统从电阻检测位置对工装前移进行计数，不合格品推送至不合格品出口70由系统自动识别后被高压气流打出，合格品从合格品出口71被高压气流打出。出料口链接的出料管道装有自动监测装置，若有料未卸出系统自动报警并停机。

11)、最后通过推送装置22将空工装推送至初始位置，如此往复。

在本实用新型中，电极塞基体定义为未焊接有桥丝的结构件，焊接有桥丝后称为电极塞。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非 对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种工装循环装置，其特征在于：包括循环轨道、推动块和推送装置，所述循环轨道设置有工装运动导槽，所述推动块推动工装步进式移动，所述推送装置控制所述推动块移动。

2.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述推送装置是气动推送装置，所述气动推送装置包括气缸和支撑气缸的气缸支架。

3.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述循环轨道是回形链条式循环轨道，所述推送装置设置在循环轨道的四个角上且能够对角联动。

4.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述工装设置有标志电极塞的安装方向的凹槽和安装电极塞基体的安装孔，所述安装孔的直径大于所述电极塞基体的直径。

5.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述推送装置上还设置有检测工装位置的传感器。

6.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述循环轨道上设置有机械手，用于把送料装置输送过来的电极塞基体移动到工装的安装孔中。

7.根据权利要求6所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述循环轨道上设置有第一定位检测装置和第二定位检测装置，所述第一定位检测装置定位循环轨道上的工装位置，所述第二定位检测装置检测工装孔中的电极塞基体是否放平。

8.根据权利要求1所述的一种工装循环装置，其特征在于：所述循环轨道上还设置有红外检测装置。

9.一种桥丝焊接系统，包括如权利要求1～8任一项所述的一种工装循环装置。

10.根据权利要求9所述的一种桥丝焊接系统，其特征在于：所述焊接系统还包括微张力送丝装置、送料装置、桥丝焊接装置、检测装置，所述微张力 送丝装置是磁力型张力器，所述送料装置是磁力离心振动送料装置，所述桥丝焊接装置是电流热熔型焊机，所述检测装置是电阻式检测装置。