专利名称：一种螺柱焊枪装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种螺柱焊枪装置及其控制方法。
背景技术：
螺柱焊枪广泛应用于汽车、造船、航空、机车、机械、锅炉、化工设备、电力、建筑钢结构等行业。其工作原理是利用电容快速放电产生的电弧热将螺柱尖端快速熔烧，同时被焊金属工件也产生局部熔化，形成熔池，将螺柱压入工件熔池内，然后完成焊接。中国专利201120196075. 3公开了一种螺柱焊机送钉气压监控装置，其包括螺柱焊机的送钉机构，该送钉机构的进气端通过管路依次连接有气压传感器、调压阀和电磁阀，该气压传感器连接有气压显示装置。中国专利201120105182. O公开了一种转轮式自动送钉装置。其由送料管将物料 导入转轮中，由气缸伸缩带动中心轴上、下二端的偏心针按次序插入转轮的偏心针孔内，驱动转轮转动，然后由推针将物料推出。中国专利200820146652. 6公开了一种拉弧式螺柱焊枪，其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。中国专利97225415. 3公开了一种由微机控制的自动螺柱焊机，其采用全控桥和半控桥相并联的晶闸管整流电路，利用电流波形调制实现螺柱焊接过程。上述技术方案的不足在于一把螺柱焊枪只能打焊一种尺寸的螺柱，在生产实践中，通常需要在工件上焊接两种以上尺寸的螺柱，这样便需要使用两把以上焊枪，进而导致成本闻、效率低、故障率闻、占用空间大的缺点。因此，如何提供一种可以切换打焊两种以上尺寸的螺柱焊枪成为了业界需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种可以切换打焊两种以上尺寸的螺柱焊枪。为了实现上述目的，本发明提供了一种螺柱焊枪装置，用于切换打焊N种尺寸的螺柱，其中N > 2，其包括用于输送N种不同尺寸螺柱的N个送钉装置、分别与N个送钉装置的送钉出口相连的N条送钉管道、焊枪、一端与焊枪相连的一条出钉管道、以及分钉装置；分钉装置位于送钉管道和出钉管道之间，其包括壳体，该壳体上设有N个螺柱入口和一个螺柱出口，每条送钉管道的另一端均与一个螺柱入口相连，出钉管道的另一端与螺柱出口相连；
可动的通道模块，其位于壳体之内，该通道模块内设有N条螺柱通道；每条螺柱通道均贯通所述通道模块，包括通道入口和通道出口 ；所有的螺柱通道均彼此独立、互不干涉；驱动装置，其驱动通道模块在壳体内运动，以切换不同的螺柱通道，使所需的送钉管道通过某一螺柱通道与出钉管道相通。本发明中，螺柱焊枪输送、推送及焊接的对象不限于螺柱，也可为螺钉、销栓等连接部件，通过将这些连接部件焊接到金属表面上，从而在该金属表面上设置用于与其它零件进行连接特别是螺接的部件。本发明中，N的值可为2、3、4甚至更多，即本发明可用一把焊枪切换打焊两种以上例如两种、三种、四种尺寸的螺柱。例如，当需要打焊的螺柱种类为三种，此时，N的值为3，即送钉管道为三条，分别输送不同的螺柱，壳体上的螺柱入口有三个，三条送钉管道分别与 三个螺柱入口相连接，通道模块内设有三条螺柱通道，当需要某种螺柱，只需通过驱动装置 驱动通道模块运动，使输送该种螺柱的送钉管道与一条螺柱通道的通道入口相连通，而该螺柱通道的通道出口与出钉管道相连通。本发明中，根据装配需要，通道模块可为各种形状，例如长方体、球体、圆柱体或者横截面为梯形的台体或柱体，其优选为长方体。当通道模块为长方体，通道模块的通道入口和通道出口分别位于该长方体通道模块相对的两个表面上，即入口所在面和出口所在面。本发明中，通道模块的入口所在面和出口所在面均与壳体的内壁接触。当某通道的入口与其对应的螺柱入口连通时，该通道的出口与螺柱出口连通。本发明中，驱动装置的作用是驱动通道模块做直线运动或者旋转运动。例如，当通道模块为长方体或者圆柱体时，驱动装置可包括电机及电机驱动的丝杆，驱动其做直线运动；当通道模块为球体或者圆柱体时，驱动装置可包括电机及减速箱，驱动其做旋转运动。本发明通过驱动装置驱动通道模块发生一定的位移，使通道模块内的某一螺柱通道连通送钉管道和出钉管道，进而向焊枪输送所需尺寸的螺柱，从而实现以一把焊枪切换打焊两种以上尺寸的螺柱，而避免了多把焊枪进行切换，既降低了成本，又提高了工作效率，同时增加了作业空间，避免了多把焊枪发生干涉碰撞的安全隐患。根据本发明另一具体实施方式
，驱动装置为电机及电机驱动的丝杆、液压缸或气缸，驱动通道模块做直线运动。根据本发明另一具体实施方式
，通道模块为长方体，在驱动装置的驱动下，其在壳体内直线运动。根据本发明另一具体实施方式
，通道模块内设有两个螺柱通道，分别为长钉通道和短钉通道。根据本发明另一具体实施方式
，通道模块内的螺柱通道的轴线为曲线或者折线。根据本发明另一具体实施方式
，相邻通道出口之间的距离小于相邻通道入口之间的距离。根据本发明另一具体实施方式
，其进一步包括处理器(例如PLC处理器)，用于接收包含螺柱尺寸或型号的送钉请求，并根据该请求控制驱动装置进行螺柱通道的切换。根据本发明另一具体实施方式
，其进一步包括设置于驱动装置或者通道模块上的位置传感器，用于在移动到位后发送到位信号给处理器，处理器根据该信号发出送钉指令。具体而言，该位置传感器可为，例如磁性开关。由于通道切换所需要的线位移或角位移都比较小，驱动装置启动后，通常只需零点几秒即可以实现该位移。如果超出了该时间长度还没有到位，则可能发生故障。根据本发明另一具体实施方式
，其进一步包括报警装置，用于当驱动装置启动一段时间(例如O. 5秒-I. 5秒)后而位置传感器未发出到位信号时，在处理器的控制下进行报警，以使工作人员对故障进行处理。根据本发明另一具体实施方式
，其进一步包括用于防止位移过大的限位块，该限位块设置于驱动装置上、壳体内或者通道模块上。具体而言，例如，当通道模块内设置的多条螺柱通道上下排布时，仅对最上面的通道和最下面的通道设置限位块。又如，当通道模块内设置的通道数目为两条时，则对两条通道均设置限位块。另一方面，本发明提供了一种用于控制上述螺柱焊枪装置的方法，其包括如下步骤A、焊接对象到位后，处理器向焊接机器人主机发送焊接对象的数据及焊接请求； B、焊接机器人主机根据接收到的焊接对象数据，在其内存储的多个焊接程序中选择对应的焊接程序；C、焊接机器人主机根据所选择的焊接程序，判断当前需要的螺柱尺寸或型号，并将判断结果发送给处理器；D、处理器根据步骤C中的判断结果，控制驱动装置运动以切换并获得当前所需要的螺柱通道；E、对应的螺柱通道切换完成后，处理器发出送钉指令给送钉机的主机，送钉机的主机控制对应的送钉机进行送钉；应该指出的是，送钉机的主机可以控制多个送钉机进行送钉；F、焊接机器人的主机控制焊接机器人进行打焊；G、进行下一个螺柱的焊接，重复步骤C-F。与现有技术相比，本发明具备如下有益效果本发明通过驱动装置驱动通道模块发生一定的位移，使通道模块内的某一螺柱通道连通送钉管道和出钉管道，进而向焊枪输送所需尺寸的螺柱，从而实现以一把焊枪切换打焊两种以上尺寸的螺柱，而避免了多把焊枪进行切换，既降低了成本，又提高了工作效率，同时增加了作业空间，避免了多把焊枪发生干涉碰撞的安全隐患。下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图I是实施例I的螺柱焊枪装置的整体结构示意图；图2是实施例I的分钉装置输送长钉时的状态示意图；图3是实施例I的分钉装置输送短钉时的状态示意图；图4是实施例2的分钉装置的结构示意图；图5是图4中的壳体和通道模块沿中面的剖面结构示意图。
具体实施例方式实施例I如图I-图3所示，本实施例的螺柱焊枪装置用于汽车制造的焊装车间，其可以打焊两种尺寸的螺柱，其包括控制箱、长钉送钉机、长钉送钉管道I、短钉送钉机、短钉送钉管道2、分钉装置3、出钉管道4、焊枪5、报警装置。其中，分钉装置3包括壳体31、通道模块32、驱动装置(如气缸33)。壳体31上设有两个螺柱入口和一个螺柱出口，每条送钉管道均与一个螺柱入口相连，出钉管道4与螺柱出口相连。通道模块32为长方体，位于壳体31之内，其内设有两条螺柱通道，分别为长钉通道321和短钉通道322，螺柱通道的轴线为折线；通道出口之间的距离小于通道入口之间的距离。每条螺柱通道均贯通通道模块，包括通道入口和通道出口 ；两条螺柱通道彼此独立、互不干涉。通道模块32的通道入口和通道出口分别位于该长方体通道模块相对的两个表面上，即入口所在面和出口所在面。通道模块32的入口所在面和出口所在面均与壳体31的
内壁接触。当某通道入口与其对应的螺柱入口连通时，该通道的出口与螺柱出口连通。气缸33驱动通道模块32在壳体31内做直线运动，以切换不同的螺柱通道，使所需的送钉管道通过某一螺柱通道与出钉管道4相通。长钉送钉管道I的一端与长钉送钉机的出口相连，另一端与壳体上的一个螺柱入口相连。短钉送钉管道2的一端与短钉送钉机的出口相连，另一端与壳体上的一个螺柱入口相连。出钉管道4的一端与壳体上的螺柱出口相连，另一端与焊枪5相连。另外，气缸33上设有两个位置传感器(例如磁性开关)，该两个磁性开关分别对应于长钉通道321连通的位置和短钉通道322连通的位置，用于移动到位后发送到位信号给处理器。控制箱内设有处理器(例如PLC处理器)，其具有如下作用(I)接收包含螺柱型号的送钉请求，并根据该请求控制气缸进行螺柱通道的切换；(2)根据磁性开关的到位信号发出送钉指令给对应的送钉机；(3)当气缸启动一段时间例如O. 5秒后而磁性开关未发出到位信号时，控制报警装置进行报警，以使工作人员对故障进行处理。另外，壳体内设有用于防止通道模块位移过大的限位块。本实施例的控制方法(工作流程)包括如下步骤A、焊接对象(例如车体)到位后，PLC处理器向焊接机器人主机发送焊接对象的数据(车型数据)及焊接请求；B、焊接机器人主机根据接收到的车型数据，在其内存储的多个焊接程序中选择对应的焊接程序；C、焊接机器人主机根据所选择的焊接程序，判断当前需要的螺柱是长钉还是短钉，并将判断结果发送给PLC处理器；D、PLC处理器根据步骤C中的判断结果，控制驱动装置运动以切换并获得当前所需要的螺柱通道；具体而言，当需要长钉，气缸33拉动通道模块32下行，使长钉通道321与长钉送钉管道I及出钉管道4连通(如图2所示);当需要短钉，气缸33推动通道模块32上行，使短钉通道322与短钉送钉管道2及出钉管道4连通(如图3所示)；E、对应的螺柱通道切换完成后，磁性开关发送到位信号给PLC处理器；PLC处理器发出送钉指令给送钉机的主机，送钉机的主机控制长钉送钉机或者短钉送钉机进行送钉；F、长钉或短钉到位后，焊接机器人的主机控制焊接机器人进行打焊；
G、进行下一个螺柱的焊接，重复步骤C-F。实施例2图4-图5显示了本发明的实施例2，其中，分钉装置包括壳体61、通道模块62、驱动装置(如气缸63)。壳体61包括盖板611、两个螺柱入口 612和一个螺柱出口 613。通道模块62为长方体，位于壳体61之内，其内设有两条螺柱通道，分别为长钉通道621和短钉通道622，螺柱通道的轴线为曲线。实施例3本实施例与实施例I的不同之处在于通道模块内螺柱通道的数目为三条通道，即可切换及输送三种不同尺寸的螺柱。实施例4·
本实施例与实施例I的不同之处在于(1)通道模块及壳体的形状为均圆柱体，其通过旋转实现螺柱通道的切换；(2)驱动装置为电机及与电机的输出轴相连的减速箱，用于驱动圆柱体的通道模块旋转运动。虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
权利要求
1.一种螺柱焊枪装置，用于切换打焊N种尺寸的螺柱，其中N >2，其包括用于输送N种不同尺寸螺柱的N个送钉装置、分别与所述N个送钉装置的送钉出口相连的N条送钉管道、焊枪、一端与所述焊枪相连的一条出钉管道、以及分钉装置；所述分钉装置位于所述送钉管道和所述出钉管道之间，其包括 壳体，所述壳体上设有N个螺柱入口和一个螺柱出口，每条所述送钉管道的另一端均与一个螺柱入口相连，所述出钉管道的另一端与所述螺柱出口相连； 可动的通道模块，其位于所述壳体之内，所述通道模块内设有N条螺柱通道；每条螺柱通道均贯通所述通道模块，包括通道入口和通道出口 ；所有的螺柱通道均彼此独立、互不干涉； 驱动装置，其驱动所述通道模块在所述壳体内运动，以切换不同的螺柱通道，使所需的送钉管道通过某一螺柱通道与出钉管道相通。
2.如权利要求I所述的螺柱焊枪装置，其中，所述驱动装置为电机及电机驱动的丝杆、液压缸或气缸。
3.如权利要求I所述的螺柱焊枪装置，其中，所述通道模块为长方体，在驱动装置的驱动下，其在所述壳体内直线运动。
4.如权利要求I所述的螺柱焊枪装置，其中，所述通道模块内设有两个螺柱通道，分别为长钉通道和短钉通道。
5.如权利要求I所述的螺柱焊枪装置，其中，所述通道模块内的螺柱通道的轴线为曲线或者折线。
6.如权利要求5所述的螺柱焊枪装置，其中，相邻通道出口之间的距离小于相邻通道入口之间的距离。
7.如权利要求I所述的螺柱焊枪装置，其进一步包括处理器，用于接收包含螺柱尺寸或型号的送钉请求，并根据该请求控制驱动装置进行螺柱通道的切换。
8.如权利要求7所述的螺柱焊枪装置，其进一步包括设置于所述驱动装置或者所述通道模块上的位置传感器，用于在移动到位后发送到位信号给处理器，处理器根据该信号发出送钉指令。
9.如权利要求8所述的螺柱焊枪装置，其进一步包括报警装置，用于当驱动装置启动一段时间后而位置传感器未发出到位信号时，在处理器的控制下进行报警。
10.一种用于控制权利要求1-9之一所述螺柱焊枪装置的方法，其包括如下步骤 A、焊接对象到位后，处理器向焊接机器人主机发送焊接对象的数据及焊接请求； B、焊接机器人主机根据接收到的焊接对象数据，在其内存储的多个焊接程序中选择对应的焊接程序； C、焊接机器人主机根据所选择的焊接程序，判断当前需要的螺柱尺寸或型号，并将判断结果发送给处理器； D、处理器根据步骤C中的判断结果，控制驱动装置运动以切换并获得当前所需要的螺柱通道； E、对应的螺柱通道切换完成后，处理器发出送钉指令给送钉机的主机，送钉机的主机控制对应的送钉机进行送钉； F、焊接机器人的主机控制焊接机器人进行打焊；G、 进行下一个螺柱的焊接，重复步骤C-F。
全文摘要
本发明提供了一种螺柱焊枪装置，用于切换打焊N种尺寸的螺柱，其中N≥2，其包括分钉装置，该分钉装置其包括壳体、可动的通道模块、驱动装置。壳体上设有N个螺柱入口和一个螺柱出口，每条送钉管道的另一端均与一个螺柱入口相连，出钉管道的另一端与螺柱出口相连。通道模块位于壳体之内，其内设有N条螺柱通道；每条螺柱通道均贯通所述通道模块，包括通道入口和通道出口；所有的螺柱通道均彼此独立、互不干涉。驱动装置驱动通道模块在壳体内运动，以切换不同的螺柱通道，使所需的送钉管道通过某一螺柱通道与出钉管道相通。本发明可实现以一把焊枪切换打焊两种以上尺寸的螺柱。本发明同时提供了用于控制上述螺柱焊枪装置的方法。
文档编号B23K9/20GK102873440SQ20121039817
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年8月8日
发明者李文超, 梁健成, 陈卫忠, 罗士敏 申请人:广州风神汽车有限公司