一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪的制作方法

[0001]
本实用新型涉及螺柱焊枪技术领域，具体涉及一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪。


背景技术：

[0002]
螺柱焊枪广泛应用于汽车、造船、航空、机车以及其它钣金行业。目前市面上大概有两种形式的螺柱焊枪：一种是由电磁铁吸合衔铁来完成提升动作的拉弧焊枪，这种焊枪由于其机械结构决定了提升高度是固定不变的，导致焊枪的操作性、适用性和焊接精度较差；另外一种是由直线电机作为驱动，闭环反馈控制焊枪的提升高度，从而达到更好的适用性以及高精度的焊接质量，但是目前已有的直线电机驱动螺柱焊枪存在以下缺陷：1、由于直线电机是采用封闭式圆筒型的，所以散热性较差，长时间连续工作会导致永磁铁因为高温而失效；2、这种封闭式的直线电机都是永磁铁与外壳固定，线圈绕组来回活动来实现电机的直线运动，这样导致的后果就是线圈绕组的导线会因为长时间的工作产生疲劳断裂；3、这种螺柱焊枪里有一个用于装钉的气缸体，目前已有的螺柱焊枪用于控制气缸体活塞往复运动的控制元件置于较远的电源端，这样就会导致气缸体活塞运动的响应速度较慢，从而导致送料的不稳定性；4、目前已有的螺柱焊枪里的导电线缆和用于控制气缸体活塞运动的气路与运动部件之间的连接是通过同一个导电块来实现的，这样既导电又密封的连接方式对加工精度要求高，而且容易产生“打火”现象；5、目前已有的螺柱焊枪前端用于限位和导向的支撑架固定方式是采用压板和螺纹固定，使用过程中会产生松动导致支撑架移位从而影响焊接；6、目前已有的螺柱焊枪结构布局过于紧凑，内部空间过于狭小，不利于装配与维修。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪，结构合理，焊接可靠。在连接自动送料和螺柱焊接设备时，可以实现自动送料和装料然后焊接。这样可以大大提高焊接速度。一分钟可以焊接60颗左右的焊钉。同时去掉了手动装钉的麻烦。通过更换不同规格的枪头、导电夹头、活塞组件和送钉管可以实现多种规格螺柱焊钉的自动送料装料和焊接。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：它包含外壳、灭弧罩、锁板、支撑架、枪头、导向杆、第一螺母、夹爪、导向板、导电夹头、气缸活塞组件、气缸体、枪筒、绝缘连接件、绕组线圈、直线电机外壳、永磁铁、铜销、接线座、控制元件、磁栅读头、磁栅尺、送料管、第二螺母、枪筒通过绝缘连接件与直线电机外壳连接起来固定在外壳里，由导电夹头、第一螺母、枪头、气缸体、接线座、永磁铁连接固定而成的活动组件可以在枪筒里顺畅直线运动，灭弧罩通过支撑架、导向杆、导向板固定在枪筒上，控制元件固定在外壳的下端，锁板用螺钉固定在支撑架上，支撑架通过两根导向杆固定在导向板上，两根导向杆均采用一个夹爪和一个第一螺母来抱死固定，并外加两颗紧固螺钉紧固，松开后能满足导向杆的伸出
长度调节，锁紧后能保证导向杆的稳固性，结构合理方便装配与维修，气缸体和气缸活塞组件构成气缸组件，气缸体安装在枪筒内，能在里面直线滑动，绕组线圈设置在直线电机外壳底部，永磁铁通过铜销固定在气缸体的尾端，气缸体的尾端与固定组件中的枪筒之间装有弹簧用于焊接完后复位，磁栅读头设置在磁栅尺底端，送料管设置在磁栅尺的前部，第二螺母与支撑架相连接。
[0005]
所述的一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪采用分离式闭环控制直线电机，分离式闭环控制直线电机包含直线电机外壳、绕组线圈、永磁铁、铜销、磁栅读头、磁栅尺，既保证了良好的通风散热，又保证了绕组线圈的可靠稳定，进而保证了焊接精度和可靠性。
[0006]
所述的枪筒包括固定在其内部的绝缘内套，既能起到绝缘作用，又自带润滑性能保证活动组件能顺畅动作。
[0007]
所述的控制元件设计在焊枪端，能提高气缸体的响应速度。
[0008]
所述的接线座固定在气缸体上，与气路分隔开来，保证了导体间的接触良好性，避免“打火”现象产生。
[0009]
所述的外壳是用于人手来操作的绝缘把手和其他部件的固定壳体。
[0010]
所述的控制元件是用来控制装料用气缸体活塞的运动元器件。
[0011]
所述的灭弧罩是在焊接过程中起导向作用、防焊渣飞溅以及定位的作用。
[0012]
所述的枪筒是通过限位槽固定在外壳上的，其作用是给活动组件提供导向和支撑作用，且还得与活动组件保持绝缘。
[0013]
所述的导电夹头是用来夹持焊钉并导电来完成焊接的。
[0014]
所述的枪头是用来接收由送料系统输送过来的焊钉并输送到导电夹头。
[0015]
进一步的，所述的气缸体是用来将焊钉推送到导电夹头的前端并顶住保持。
[0016]
所述的永磁铁是采用耐高温材料制作的磁铁，可以有效避免因为持续工作的高温而失效的问题。
[0017]
所述的送料管是用来通过高压气体将焊钉吹入枪头5的管道。
[0018]
本实用新型的工作原理：一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪，在连接自动送料机和焊接控制电源的情况下，完成一次焊接的过程。第一阶段开始，自动送料机构通过高压气体将一颗焊钉送入送钉管，焊钉在高压气体的作用下沿着送钉管送入枪头，第一阶段结束，此时活塞一直处于后退状态。然后第二阶段开始，活塞在高压气体作用下向前运动，直到将焊钉顶出枪头，装夹在导电夹头里，到达合适位置，第二阶段结束，一般为焊钉露出导电夹头3毫米左右比较合适，主要依据焊钉的具体形状而定，这个距离由活塞的长度决定，这样就完成了焊钉的自动装夹；第三阶段开始实施焊接，焊枪活动组件带着焊钉接触需要焊接的钣金件接触良好后，扣动扳机，螺柱焊接控制电源给导通直线电机，直线电机工作，永磁铁在磁场作用下被吸引，带动与之相连的气缸体等部件一起提升，使焊钉和钣金件分离，产生一个设定值的固定间隙(磁栅尺反馈控制)，之间产生电弧，持续几十个毫秒后两者之间产生熔池，然后直线电机停止工作，气缸体在弹簧的作用力下，将焊钉压入熔池，一次焊接完成；本发明连接自动送料设备后就可以实现自动送钉装钉。螺柱焊钉在自动送料设备里面被送到本发明的送料管里面，然后在高压气体的作用下被送到接收器，气缸里面的活塞组件在气压作用下向前运动，活塞杆将螺柱焊钉顶出到导电夹头合适的位置，自动送料装料过程完成；在同时连接螺柱焊焊接电源设备的情况下可以实现焊接。其动作过程
是，焊钉接触需焊接的钣金件，向下压焊枪，灭弧罩接触钣金件，然后直线电机工作，在电磁力作用下气缸体连同枪头、导电夹头、焊钉一起被提起，在焊钉和钣金件之间形成电弧。持续一段时间后，直线电机停止工作，气缸体连同接枪头、导电夹头、焊钉在弹簧的压力下下落，焊钉压入熔池，焊接完成；本发明在连接自动送料和螺柱焊接设备时，可以实现自动送料和装料然后焊接。这样可以大大提高焊接速度。一分钟可以焊接60颗左右的焊钉。同时去掉了手动装钉的麻烦。通过更换不同规格的枪头、导电夹头、活塞组件和送钉管可以实现多种规格螺柱焊钉的自动送料装料和焊接。
[0019]
采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：以该实用新型一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪，采用一体设计化枪筒，既能起到绝缘作用，又自带润滑性能保证活动组件能顺畅动作；采用分离式直线电机(包含直线电机外壳、线圈绕组、永磁铁、铜销、磁栅读头、磁栅尺)，既保证了良好的通风散热，又保证了绕组线圈的可靠稳定；将控制元件设计在焊枪端，能提高气缸体的响应速度；接线座是直接固定在气缸体上，与气路分隔开来，保证了导体间的接触良好性，避免“打火”现象产生；支撑架通过两根导向杆固定在导向板上，其中两根导向杆的固定均采用一个夹爪和一个螺母来抱死固定，并外加两颗紧固螺钉紧固，松开后能满足导向杆的伸出长度调节，锁紧后能保证导向杆的稳固性；结构合理方便装配与维修。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]
图2是本实用新型图1的a-a剖视图。
[0023]
附图标记说明：外壳1、灭弧罩2、锁板3、支撑架4、枪头5、导向杆6、第一螺母7、夹爪8、导向板9、导电夹头10、气缸活塞组件11、气缸体12、枪筒13、绝缘连接件14、绕组线圈15、直线电机外壳16、永磁铁17、铜销 18、接线座19、控制元件20、磁栅读头21、磁栅尺22、送料管23、第二螺母24。
具体实施方式
[0024]
参看图1～图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含外壳1、灭弧罩2、锁板3、支撑架4、枪头5、导向杆6、第一螺母7、夹爪8、导向板9、导电夹头10、气缸活塞组件11、气缸体12、枪筒13、绝缘连接件14、绕组线圈15、直线电机外壳16、永磁铁17、铜销18、接线座19、控制元件20、磁栅读头21、磁栅尺22、送料管23、第二螺母24、枪筒13通过绝缘连接件14与直线电机外壳16连接起来固定在外壳1里，由导电夹头10、第一螺母7、枪头5、气缸体12、接线座19、永磁铁17连接固定而成的活动组件可以在枪筒里顺畅直线运动，灭弧罩2通过支撑架4、导向杆6、导向板9固定在枪筒13上，控制元件20固定在外壳1的下端，锁板3用螺钉固定在支撑架4上，支撑架4通过两根导向杆6固定在导向板9上，两根导向杆6均采用一个夹爪8和一个第一螺母7来抱死固定，并外加两颗紧固螺钉紧固，松开后能满足导向杆6的伸
出长度调节，锁紧后能保证导向杆6的稳固性，结构合理方便装配与维修，气缸体12和气缸活塞组件11构成气缸组件，气缸体12安装在枪筒13内，能在里面直线滑动，绕组线圈15设置在直线电机外壳16底部，永磁铁17通过铜销18固定在气缸体12的尾端，气缸体12的尾端与固定组件中的枪筒13之间装有弹簧用于焊接完后复位，磁栅读头21 设置在磁栅尺22底端，送料管23设置在磁栅尺22的前部，第二螺母24与支撑架4相连接。
[0025]
进一步的，所述的一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪采用分离式闭环控制直线电机，分离式闭环控制直线电机包含直线电机外壳16、绕组线圈15、永磁铁17、铜销18、磁栅读头21、磁栅尺22，既保证了良好的通风散热，又保证了绕组线圈的可靠稳定，进而保证了焊接精度和可靠性。
[0026]
进一步的，所述的枪筒13包括固定在其内部的绝缘内套，既能起到绝缘作用，又自带润滑性能保证活动组件能顺畅动作。
[0027]
进一步的，所述的控制元件20设计在焊枪端，能提高气缸体的响应速度。
[0028]
进一步的，所述的接线座19固定在气缸体上，与气路分隔开来，保证了导体间的接触良好性，避免“打火”现象产生。
[0029]
进一步的，所述的外壳1是用于人手来操作的绝缘把手和其他部件的固定壳体。
[0030]
进一步的，所述的控制元件20是用来控制装料用气缸体活塞的运动元器件。
[0031]
进一步的，所述的灭弧罩2是在焊接过程中起导向作用、防焊渣飞溅以及定位的作用。
[0032]
进一步的，所述的枪筒13是通过限位槽固定在外壳1上的，其作用是给活动组件提供导向和支撑作用，且还得与活动组件保持绝缘。
[0033]
进一步的，所述的导电夹头10是用来夹持焊钉并导电来完成焊接的。
[0034]
进一步的，所述的枪头5是用来接收由送料系统输送过来的焊钉并输送到导电夹头。
[0035]
进一步的，所述的气缸体12是用来将焊钉推送到导电夹头的前端并顶住保持。
[0036]
进一步的，所述的永磁铁17是采用耐高温材料制作的磁铁，可以有效避免因为持续工作的高温而失效的问题。
[0037]
进一步的，所述的送料管23是用来通过高压气体将焊钉吹入枪头5的管道。
[0038]
本实用新型的工作原理：一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪，在连接自动送料机和焊接控制电源的情况下，完成一次焊接的过程。第一阶段开始，自动送料机构通过高压气体将一颗焊钉送入送钉管，焊钉在高压气体的作用下沿着送钉管送入枪头，第一阶段结束，此时活塞一直处于后退状态。然后第二阶段开始，活塞在高压气体作用下向前运动，直到将焊钉顶出枪头，装夹在导电夹头里，到达合适位置，第二阶段结束，一般为焊钉露出导电夹头3毫米左右比较合适，主要依据焊钉的具体形状而定，这个距离由活塞的长度决定，这样就完成了焊钉的自动装夹；第三阶段开始实施焊接，焊枪活动组件带着焊钉接触需要焊接的钣金件接触良好后，扣动扳机，螺柱焊接控制电源给导通直线电机，直线电机工作，永磁铁在磁场作用下被吸引，带动与之相连的气缸体等部件一起提升，使焊钉和钣金件分离，产生一个设定值的固定间隙(磁栅尺反馈控制)，之间产生电弧，持续几十个毫秒后两者之间产生熔池，然后直线电机停止工作，气缸体在弹簧的作用力下，将焊钉压入熔池，一次焊接完成；本发明连接自动送料设备后就可以实现自动送钉装钉。螺柱焊钉在自动送料
设备里面被送到本发明的送料管里面，然后在高压气体的作用下被送到接收器，气缸里面的活塞组件在气压作用下向前运动，活塞杆将螺柱焊钉顶出到导电夹头合适的位置，自动送料装料过程完成；在同时连接螺柱焊焊接电源设备的情况下可以实现焊接。其动作过程是，焊钉接触需焊接的钣金件，向下压焊枪，灭弧罩接触钣金件，然后直线电机工作，在电磁力作用下气缸体连同枪头、导电夹头、焊钉一起被提起，在焊钉和钣金件之间形成电弧。持续一段时间后，直线电机停止工作，气缸体连同接枪头、导电夹头、焊钉在弹簧的压力下下落，焊钉压入熔池，焊接完成；本发明在连接自动送料和螺柱焊接设备时，可以实现自动送料和装料然后焊接。这样可以大大提高焊接速度。一分钟可以焊接60颗左右的焊钉。同时去掉了手动装钉的麻烦。通过更换不同规格的枪头、导电夹头、活塞组件和送钉管可以实现多种规格螺柱焊钉的自动送料装料和焊接。
[0039]
采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：一种闭环控制直线电机驱动拉弧螺柱焊枪，采用一体设计化枪筒，既能起到绝缘作用，又自带润滑性能保证活动组件能顺畅动作；采用分离式直线电机(包含直线电机外壳、线圈绕组、永磁铁、铜销、磁栅读头、磁栅尺)，既保证了良好的通风散热，又保证了绕组线圈的可靠稳定；将控制元件设计在焊枪端，能提高气缸体的响应速度；接线座是直接固定在气缸体上，与气路分隔开来，保证了导体间的接触良好性，避免“打火”现象产生；支撑架通过两根导向杆固定在导向板上，其中两根导向杆的固定均采用一个夹爪和一个螺母来抱死固定，并外加两颗紧固螺钉紧固，松开后能满足导向杆的伸出长度调节，锁紧后能保证导向杆的稳固性；结构合理方便装配与维修。
[0040]
以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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