专利名称：拉弧式螺柱焊枪的制作方法
拉弧式螺柱焊枪
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。 螺柱焊枪利用焊机输出的电流，通过电磁铁的提升在焊接钣金件和焊 钉之间形成电弧，使焊钉和钣金件同时熔化，再通过控制器的控制， 关断电磁铁的电流，导电端部分在弹簧的压力作用下带动焊钉压入钣 金件的熔池， 一次焊接完成。整个焊接过程只需几十毫秒。因此焊枪
的工作特点是时间短、频率高、垂直定位、需要有很好的重复工作 特性。
但是，传统的螺柱焊枪采用人工装填螺柱焊钉，装填一个，焊接 一个，手动装钉焊接效率低，劳动强度高。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图l是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例的主视图。
图2是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例的左视图。
图3是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例的俯视图。
图4是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例去除防飞溅套组的主视图。
图5是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例去除防飞溅套组的左视图。
图6是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例的结构示意图。 图7是图6中I部位的局部放大图。
图8是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件的主视图。 图9是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件的左视图。
图10是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件中第一组
件的主视剖视图。
图11是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件中第一组
件的左^L图。
图12是本发明拉孤式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件中第二组 件的主视图。
图13是本发明拉孤式螺柱焊枪实施例螺柱接收器组件中第二组 件的左视图。
图14是本发明拉孤式螺柱焊枪实施例焊接第一阶段开始时的示 意图。
图15是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例焊接第一阶段结束时的示 意图。
图16是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例焊接第二阶段结束时的示 意图。
图U是本发明拉孤式螺柱焊枪实施例焊接第三阶段电磁铁通电 状态下的示意图。
图18是本发明拉弧式螺柱焊枪实施例焊接过程结束时的示意图。
在图1至图18所示的本发明拉弧式螺柱焊枪的实施例中，拉弧式 螺柱焊枪主要由固定组件和活动组件两大部分组成。
固定组件包括本体组、电磁铁20和防飞溅套组。本体组包括机壳 21，用螺钉9固定在机壳21中的滑套4和固定在机壳21后端的端盖 23。电磁铁20安装在机壳21内腔后部，通过螺钉和螺母22固定在端 盖23上。防飞溅套组包括防飞賊套91、锁紧螺母92、支撑架93、导 向杆94。防飞贼套91通过锁紧螺母92固定在支撑架93的前端，支撑 架93通过2根导向杆94与滑套4的前端连接，2根导向杆94与活动 组件的轴线平行，用压板30和螺钉33固定在本体组前端的导向板31 上，松开螺钉和压板30可以前后移动支撑架93和导向杆94,以调节 防飞溅套组与本体组的相对位置。防飞賊套91内装有绝缘套90，用以 支承活动组件前端的导电夹头87，绝缘套90的内孔与导电夹头87间 隙配合。
活动组件安装在固定组件的内腔中，并由固定组件支承。活动组 件包括导电夹头87、螺母86、接收器组件83、气缸l、活塞组件6、 衔铁18和导柱25。气缸1和活塞组件6构成气缸活塞组件。气缸1 的安装在滑套4的内孔中，由滑套4支承，与滑套4的内孔滑动配合。 气缸l的前端有突缘，突缘的后方与滑套4的台阶之间装有压簧8，压 簧8的弹力将活动组件推向前方。滑套4的主体为塑胶绝缘材料，塑 胶绝缘材料主体的前部嵌有金属套，金属套的内孔与气缸1的前端的 突缘也是滑动配合。滑套4的前端与气缸1的前端之间装有防尘罩3，
用以保护两者的滑动配合表面。
气缸1的后端固装有导柱25，在导柱25上装有衔铁18,衔铁18 与所述的电磁铁20相对，电磁铁20通电时，电磁力通过将衔铁18活 动组件拉向后方。在气缸活塞组件的前端装有如图8和图9所示的螺 柱接收器组件83，其内腔是圆弧形的送钉滑道，它由第一组件8301 和第二组件8302左右合并构成。为了便于加工零件圆弧形送钉滑道， 零件8301和8302以圓弧形送钉滑道的弧形轴线所在的平面作为分界 面，其结构如图10至图13所示。导电夹头87通过螺母86安装在螺 柱接收器组件83的前端，零件8301的前端是完整的外螺紋，与螺母 86配合。导电夹头87的内孔是贯通的通孔，与螺柱接收器组件83圓 弧形送钉滑道前端的出钉口连通，弧形送钉滑道的进钉口从螺柱接收 器组件83下方通往枪外。当活动组件位于最前方时，螺柱接收器组件 83的进钉口与送料接头79的出钉口相对，但两者之间留有间隙，不会 妨碍活动组件前后移动。螺柱接收器组件83中的零件8301的后端是 一个突缘，零件8301的突缘作为气缸1的缸盖固定在气缸1的前端， 突缘的中心有活塞杆孔与弧形送钉滑道相通，活塞组件6的活塞杆从 活塞杆孔中穿入。气缸活塞组件6的活塞杆与导电夹头87的内孔同轴， 气缸活塞组件6的活塞在气压下前移时，其活塞杆经螺柱接收器组件 83的弧形送钉滑道进入导电夹头87的内孔中，将已进入导电夹头87 内孔中的螺柱焊钉的钉头顶出导电夹头87,实现对螺柱焊钉的装夹。
为了在固定组件和活动组件之间产生推力，除了有压簧8之外还 有推力调整机构。推力调整机构设在焊枪的后端，包括小压簧28、弹
簧座24和调节螺柱27。安装在气缸1后端的导柱25从电磁铁20的中 心孔中向后穿过，导柱25的后端装有弹簧座24，端盖23的后端装有 调节螺柱27,在弹簧座24和调节螺柱27之间装有小压簧28,旋出或 旋进调节螺柱27，可以改变小压簧28的压力，从而调节活动组件在电 ^t铁断电时回弹的速度。
为了向螺柱焊钉输送焊接电流，气缸1的后部装有导电环16，导 电环16安装在气缸1与导柱25之间。导电环16通过电缆线和连接板 52相连，连接板52又通过电缆和快速接头56相连，快速接头56和送 料机构相连，接通来自螺柱焊电源的电流。
安装在气缸1后端的导柱25为塑胶绝缘材料制成，以使后面的衔 铁18和前面的导电环16绝缘。衔铁18在电磁铁20通电的情况下被 磁力吸引，带动前面与衔铁相连的气缸1等部件一起提升。在电磁铁 20断电后，气缸1在压簧8，导柱25在小压簧28的压力的作用下下 落。
气缸1为双作用气缸，其后部装有接气座38，接气座38的内孔 与气缸1的2个气道相通，接气座38通过2根气管40与快速气接头 60、 62连接，从而与自动螺柱送料机的气路相连，实现活塞组件6的 往复运动。
送料接头79通过锁板82锁紧，固定在固定组件上。在送钉状态 下，送料接头79的送钉管内孔与接收器组件8'3的圆弧送钉滑道的入 口对准，保证焊钉能够顺畅的通过。送料管75两头分别和接头79、接 钉管77相连，外面有外护套76保护，外护套76两头通过猴箍69锁
紧在接头79、接钉管77上。接钉管77接在自动螺柱送料机上后，连 上螺柱焊接控制电源可以实现自动送料与焊接。多级插头78通过控制 线和接线排68相连，接线排68与焊接开关73、接近开关IO、电磁铁 组20、安全开关80以及连接板52相连。多级插头78直接可以连接自 动送料机构，将螺柱焊接控制电源的控制信号传输给焊枪。
本发明在连接自动送料机和焊接控制电源的情况下，完成一次焊 接的过程如图14至图18所示
如图14所示，第一阶段开始，自动送料机构通过高压气体将一颗 焊钉A送入送钉管7 5 ，焊钉A在高压气体的作用下沿着送钉管7 5送入 接收器组件83，第一阶段结束，如图15所示，此时活塞组件6—直处 于后退状态。然后第二阶段开始，活塞组件6在高压气体作用下向前 运动，直到将焊钉A顶出接收器，装夹在导电夹头87里，到达合适位 置，第二阶段结束，如图16所示。 一般为焊钉露出导电夹头4毫米左 右比较合适，主要依据焊钉的具体形状而定，这个距离由活塞组件的 顶杆长度决定。这样就完成了焊钉的自动装夹。
第三阶段开始实施焊接，先焊枪带动焊钉A接触需要焊接的钣金 件B然后向下压，直到接近开关IO感应到感应杆37,这时有一个信号 给螺柱焊接控制电源， 一般叫做垂直信号，因为只有在焊枪垂直接触 钣金件的时候接近开关10才能感应到感应杆37,这时焊接条件满足， 可以扣动扳机72,触动焊接开关73。如图17所示，螺柱焊接控制电 源给导通电磁铁20,电磁铁20带电产生磁力，衔铁18在磁力作用下 被吸引，带动前面与衔铁相连的气缸1等部件一起提升，使焊钉A和
钣金件B分离，产生一个间隙A,之间产生电弧，持续几十个毫秒后 两者之间产生熔池，然后电;兹铁组20断电，气缸1在压簧8，导柱25 在小压簧28的压力下下落，将焊钉A压入熔池， 一次焊接完成，如图 18所示。
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，然后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，防飞溅套接触钣金 件，然后电磁铁通电，在电磁力作用下气缸活塞组件连同接收器组件、 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，电磁铁断电，气缸活塞组件连同接收器组件、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颗以 上的螺柱焊钉。同时去掉了手动装钉的麻烦。通过更换不同规格的接 收器组件、导电夹头、活塞组件和送料管组件可以实现多种规格螺柱 焊钉的自动送料装料和焊接。
权利要求
1. 一种拉弧式螺柱焊枪，包括固定组件和活动组件，所述的固定组件包括本体组，安装在本体组内腔后部的电磁铁和和安装在本体组前端的防飞溅套组；所述活动组件安装在固定组件的内腔中，并由固定组件支承，活动组件与固定组件之间装有弹簧，弹簧的弹力将活动组件推向前方；所述活动组件前端装有导电夹头，后部有导电环和衔铁，衔铁与所述的电磁铁相对，电磁铁通电时，磁力将活动组件拉向后方；其特征在于，在活动组件中部有螺柱接收器组件和气缸活塞组件，所述的螺柱接收器组件安装在气缸活塞组件的前端，其内部有弧形送钉滑道；所述的导电夹头安装在螺柱接收器组件的前方，其贯通的内孔与所述弧形送钉滑道的出钉口相通，所述的弧形送钉滑道的进钉口通枪外；所述气缸活塞组件的活塞杆与导电夹头的内孔同轴，气缸活塞组件的活塞前移时，其活塞杆经螺柱接收器组件的弧形送钉滑道进入导电夹头的内孔中，气缸活塞组件的气道通枪外。
2. 根据权利要求1所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，所述的本体 组包括机壳，固定在机壳中的滑套和固定在机壳后端的端盖；气缸 活塞组件包括气缸和活塞组件，气缸安装在所述滑套的内孔中，由 滑套支承，与滑套的内'孔滑动配合；气缸的前端有突缘，突缘的后 方与滑套之间装有所述的弹簧，所述的弹簧为压簧。
3. 根据权利要求2所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，滑套的主体 为塑胶绝缘材料，塑胶绝缘材料主体的前部嵌有金属套，金属套内 孔与气缸的前端的突缘也是滑动配合。
4. 根据权利要求2所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，还包括推力调整机构，推力调整机构设在焊枪的后端，包括导柱、压簧、弹簧座和调节螺柱；安装在气缸后端的导柱从电石兹铁的中心孔中向后穿 过，导柱的后端装有弹簧座，端盖的后端装有调节螺柱，弹簧座和 调节螺柱之间装有压簧。
5. 根据权利要求4所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，所述的导电 环安装在气缸与导柱之间，所述的衔铁安装在导柱上，导柱为塑胶 绝缘材料制成，将衔铁与导电环隔开。
6. 根据权利要求1所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，防飞賊套组 包括防飞溅套、锁紧螺母、支撑架、导向杆，防飞賊套通过锁紧螺 母固定在支撑架的前端，支撑架通过2根导向杆与固定组件的前端 连接；2根导向杆与活动组件的轴线平行，用压板和螺钉固定在固 定组件的前端。
7. 根据权利要求2至5中任一权利要求所述的拉弧式螺柱焊枪，其特 征在于，螺柱接收器组件由第一组件和第二组件构成，其内腔是圓 弧形的送钉滑道，第 一组件和第二组件以圆弧形送钉滑道的弧形轴 线所在的平面作为分界面。导电夹头通过螺母安装在螺柱接收器组 件的前端，导电夹头贯通的内孔，与螺柱接收器组件圆弧形送钉滑 道前端的出钉口连通，弧形送钉滑道的进钉口从螺柱接收器组件的 下方通往4仓外。
8. 根据权利要求7所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，第一组件的前端是完整的外螺紋，后端有突缘，所述的突缘作为气缸的缸盖固 定在气缸的前端，突缘的中心有活塞杆孔与弧形送钉滑道相通，活塞组件的活塞杆从活塞杆孔中穿入；所述的活塞杆与导电夹头的内 孔同轴，气缸活塞组件的活塞在气压下前移时活塞杆经螺柱接收器 组件的弧形送钉滑道进入导电夹头的内孔中，将已进入导电夹头内 孔中的螺柱焊钉的钉头顶出导电夹头。
9. 根据权利要求7所述的拉弧式螺柱焊枪，其特征在于，包括用以连 接送料管的送料接头，所述的送料接头固定在固定组件上，当活动 组件位于最前方时，螺柱接收器组件的进钉口与送料接头的出钉口 对正，螺柱接收器组件进钉口的端面与送料接头出钉口的端面之间'有间隙。 (
10. 根据权利要求2至5中任一权利要求所述的拉弧式螺柱焊枪，其特 征在于，气缸的后部装有接气座，接气座的内孔与气缸的气道相通， 接气座通过2根气管与焊枪外的快速气接头连接。
全文摘要
本发明公开了一种拉弧式螺柱焊枪，包括固定组件和活动组件，在活动组件中部有螺柱接收器组件和气缸活塞组件，螺柱接收器组件安装在气缸活塞组件的前端，其内部有弧形送钉滑道；接收器组件导电夹头安装在螺柱接收器组件的前方，其贯通的内孔与所述弧形送钉滑道的出钉口相通，接收器组件弧形送钉滑道的进钉口通枪外；气缸活塞组件的活塞杆与导电夹头的内孔同轴，气缸活塞组件的活塞前移时，其活塞杆经螺柱接收器组件的弧形送钉滑道进入导电夹头的内孔中，气缸活塞组件的气道通枪外。本发明在和自动送料设备以及螺柱焊电源连接后可以实现螺柱焊钉的自动送料和装料，大大提高了螺柱焊枪的焊接速度，同时降低了工人劳动强度。
文档编号B23K9/28GK101376193SQ200810142480
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者戴建明, 汤必海, 陈志伟, 陈良军, 韩玉琦, 龙立新 申请人:深圳市鸿栢科技实业有限公司