一种数字精密控制微型电阻焊笔的制作方法

本实用新型是一种数字精密控制微型电阻焊笔，涉及特种焊接精密控制技术领域。

背景技术：

随着科技的飞速发展，各行业对电阻焊的焊接应用范围和焊接质量有了更高的要求，特别是对于传统的电阻焊压力控制与焊接触发方式已不能满足新的工艺要求，一些内部空间尺寸极小且结构复杂的电子元器件，传统点焊设备甚至是电阻焊机器人也难以实现诸多复杂部位的焊接，需要尺寸超小、且上下电极分开控制的电阻焊电极机械系统方能实现。

传统电阻焊电极机械结构中，上电极对工件的压力大小是通过计量机头内置的弹簧形变量来设置压力调节的机械刻度。该传统方法缺点主要为计量精确度不够，无法精密控制焊接压力，同时弹簧长期使用过程中弹性性能发生变化，但是仍然以最初的刻度去计量压力的大小，造成了相同刻度下压力逐渐变小，影响电阻焊工艺的技术管理与焊接质量。

因此现阶段技术存在无法焊接超小型部件、计量不精确、无法精密控制焊接压力、长期使用后焊接质量大幅降低、不利于技术管理等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种数字精密控制微型电阻焊笔及其控制系统，该系统可焊接超小型部件、具有计量精确、可精密控制焊接压力、长期使用后依然保持较高的焊接质量、便于技术管理等优点。

本实用新型的技术方案：数字精密控制微型电阻焊笔，包括主轴，主轴设置在施力外壳内，压力传感器与承力弹簧依次套设在主轴上，承力弹簧与主轴上壁贴合。

前述数字精密控制微型电阻焊笔，所述主轴包括上端的轴体，轴体下端连接圆台卡合部，圆台卡合部下端连接下电极。

前述数字精密控制微型电阻焊笔，所述压力传感器通过导线连接压力控制及焊接触发系统，压力控制及焊接触发系统连接电阻焊电源控制器的焊接触发开关，电阻焊电源控制器一端连接电阻电焊笔上端，另一端连接下电极。

前述数字精密控制微型电阻焊笔，所述施力外壳为空心结构，施力外壳下端口直径大于上电极直径，上端口大于轴体的直径。

前述数字精密控制微型电阻焊笔，所述施力外壳的直径≤10mm。

前述数字精密控制微型电阻焊笔，所述上电极直径为0.5～3mm。

本实用新型的有益效果：

1、传统电阻焊压力控制装置设在机内部，通过计量弹簧形变量来设置机械刻度对压力进行调节。这种控制下的压力设置精度粗糙，且弹簧长期处于压缩状态下弹性参数变化影响压力输出无法防止，最终影响焊接质量。

本焊笔通过精密压力传感器感应上电极压力，将感应到的压力数据传输到单片机控制的压力控制系统，将压力传感器以精密信号的方式传递给焊接触发开关，实现了对压力精密感知的控制，且压力的大小以传感器实际感知和传递的信号为准，不会因为弹簧的系数变化而变化，因此，理论上和实际上均能保持长期的精密而不会变化，该焊笔在我公司设计制造投入使用了近3年而未发生任何压力精度变化，以其中某型号继电器的引线焊接为例，3年以来一直保持8.5N的压力和260A的电流以及4.5ms的时间进行焊接，在3年内焊接强度未发生变化，且焊接变形量均能控制在0.03mm范围内。传统的焊笔内部无压力集成系统，只是一只铜电极，焊接压力完全凭人为压紧的经验值，压力偏差较大，且还需配合传统点焊机的触发脚踏板才能完成焊接，即传统焊笔无精密精度可言，而本焊笔理论上可永久性的保持原有精度。

以某小型电磁继电器线圈引线焊接为例，引线直径为Φ0.4mm，采用传统焊笔焊每只继电器引线变形量偏差较大，最小和最大偏差范围在0～0.3mm,而采用新焊笔能保证焊接后变形量范围在0～0.03mm

2、传统电阻焊机头和电源控制器、焊接触发系统连接固定在一起，整机质量较大，安装后不可移动，只能将待焊工件移动到固定的上下电极之间压紧后再踩下焊接触发开关，传统的电阻焊设备难以实现结构复杂的电子元器件的内部零件焊接，比如超小型继电器的线圈银触点与底座引出端之间的焊接等。而创新设计后的超小型电阻焊笔由于将上下电极分离，可以根据需求设计不同形状尺寸的电极，将压力控制系统通过精密压力传感器内置于上电极内，实现了超小尺寸工件的精密电阻焊，由于当前军用继电器大部分在航天航空领域，且对个类工艺要求越来越严苛，特别是对电阻焊的强度和焊接变形量提出了新的要求，要求对焊接一致性即焊接变形量范围越来越小，基于此，产品设计以及工艺文件均对焊接变形量范围作了缩小，以某型号小型电磁继电器引线焊接为例，文件规定变形量在0～0.14mm范围内，但是按照传统的焊笔范围为0～0.3mm，无法实现，航天航空单位进行工艺审查时文件规定值和实际值大多不符，这就是技术管理上的不便，本实用新型投入使用后成功将焊接变形范围控制在0～0.03mm，便于技术管理。

附图说明

附图1是本实用新型的总装结构图；

附图2是电焊笔结构示意图；

附图3主轴结构图；

附图4是压力传感器结构图。

附图中的标记为：1-电阻焊电源控制器，2-焊接触发开关，3-导线，4-PLC压力控制系统，5-上电极，6-下电极，7-主轴，8-施力外壳，9-压力传感器，10-承力弹簧，11-轴体，12-圆台卡合部，13-下端口，14-上端口,15-微型电阻电焊笔，16-工件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例1：数字精密控制微型电阻焊笔，如图2所示，包括主轴7，主轴7设置在施力外壳8内，压力传感器9与承力弹簧10依次套设在主轴7上，承力弹簧10与主轴7上壁贴合。

所述主轴7包括上端的轴体11，轴体11下端连接圆台卡合部12，圆台卡合部12下端连接下电极5。

所述压力传感器9通过导线3连接压力控制及焊接触发系统4，压力控制及焊接触发系统4连接电阻焊电源控制器1的焊接触发开关2，电阻焊电源控制器1一端连接电阻电焊笔15上端，另一端连接下电极6。

所述施力外壳8为空心结构，施力外壳8下端口13直径大于上电极5直径，上端口14大于轴体11的直径。

所述施力外壳8的直径≤10mm。

所述上电极5直径为0.5～3mm。

电阻焊笔部分主要由施力外壳、承力弹簧、环形压力传感器、主轴组成。其装配顺序是，主轴7插入到施力外壳8内部，并将主轴7下端的上电极5通过施力外壳8的下端口13伸出，通过圆台卡合部12卡合在施力外壳8内部，压力传感器9和承力弹簧10依次套合在主轴7上，承力弹簧10与施力外壳8上端口14相互抵合，实现装配。

焊接时握住施力外壳8并施加向下的压力压紧待焊工件，施力外壳8压缩承力弹簧10，承力弹簧10对环形压力传感器9施加压力，环形压力传感器9将压力信号传输到PLC控制系统4。

PLC控制系统有电源模块、压力设置控制系统、焊接触发系统组成，焊接时根据实际需要设置工艺具体要求的焊接压力，当电阻焊笔内的环形压力传感器9传输的压力值和设置值相同时，压力控制模块向焊接触发系统发出接通焊接电路的信号，于是焊接触发开关接通，焊接电源控制器按照设置好的焊接参数进行一次放电，完成一次焊接。通过PLC控制系统，利用压力传感器9将压力转化成电信号，可以根据焊接工件的尺寸、材料等设置压力阈值，在对一些超小型工件进行焊接时，可以设置较小的压力阈值，当压力达到此阈值时，即启动电阻焊笔，进行焊接，便不必继续增加压力，保证了焊接的灵敏度，同时避免了长期使用较大压力进行焊接对承力弹簧10弹性系数的较大改变，进而降低焊接精度，通过长期的使用，可记录不同尺寸、不同材料所合理的压力阈值，形成记录，可成为长期工作中的技术参考依据，便于技术管理。

实施例2：数字精密控制微型电阻焊笔，如图2所示，包括主轴7，主轴7设置在施力外壳8内，压力传感器9与承力弹簧10依次套设在主轴7上，承力弹簧10与主轴7上壁贴合。

所述主轴7包括上端的轴体11，轴体11下端连接圆台卡合部12，圆台卡合部12下端连接下电极5。

所述压力传感器9通过导线3连接压力控制及焊接触发系统4，压力控制及焊接触发系统4连接电阻焊电源控制器1的焊接触发开关2，电阻焊电源控制器1一端连接电阻电焊笔15上端，另一端连接下电极6。

所述施力外壳8为空心结构，施力外壳8下端口13直径大于上电极5直径，上端口14大于轴体11的直径。

所述施力外壳8的直径≤9mm。

所述上电极5直径为1-2mm。装配方法及使用方法同实施例1。

实施例3：数字精密控制微型电阻焊笔，如图2所示，包括主轴7，主轴7设置在施力外壳8内，压力传感器9与承力弹簧10依次套设在主轴7上，承力弹簧10与主轴7上壁贴合。

所述主轴7包括上端的轴体11，轴体11下端连接圆台卡合部12，圆台卡合部12下端连接下电极5。

所述压力传感器9通过导线3连接压力控制及焊接触发系统4，压力控制及焊接触发系统4连接电阻焊电源控制器1的焊接触发开关2，电阻焊电源控制器1一端连接电阻电焊笔15上端，另一端连接下电极6。

所述施力外壳8为空心结构，施力外壳8下端口13直径大于上电极5直径，上端口14大于轴体11的直径。

所述施力外壳8的直径≤7mm。

所述上电极5直径为1.5mm。装配方法及使用方法同实施例1。