具有焊前清洁功能的焊接装置及焊接方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有焊前清洁功能的焊接装置，包括焊枪本体及设置于所述焊枪本体上的两个电极，所述电极包括电极端部，所述焊接装置还包括设置于每个所述电极上的旋转伸缩机构及清洁机构，所述旋转伸缩机构与所述清洁机构连接，所述旋转伸缩机构用于驱动所述清洁机构相对于各自电极轴向伸缩移动及旋转，所述清洁机构在伸出所述电极端部时在所述旋转伸缩机构的驱动下旋转并用于清洁零件表面。本发明的焊接装置，可于焊接前自动实现对焊接处零件表面快速彻底的清洁处理，具有降低加工成本并确保零件表面清洁彻底等优点，进而提高车身整车焊接质量，以及提高汽车的质量、品质。
【专利说明】具有焊前清洁功能的焊接装置及焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及加工制造领域，特别涉及一种可以在焊接前对零件进行表面清洁处理的焊接装置。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高和汽车工业的快速发展，汽车越来越多的应用于人们的日常生活中。在汽车行业的不断发展过程中，人们一直比较关注汽车的质量、品质等因素，这也对汽车加工制造过程中所使用的设备、装置、工具等提出了更高的要求。
[0003]通常，在汽车车身试制或量产加工过程中，需要使用焊接装置对零件进行焊接。焊接装置一般包括焊枪本体以及两个相对设置于焊枪本体的电极，当需要对零件进行焊接时，将零件置于两个电极之间，其中一个电极相对另一个电极运动以彼此靠近，当两个电极分别与零件接触时，两个电极通电形成闭合的焊接回路，以实现对零件进行焊接。
[0004]在对零件进行上述焊接加工之前，考虑到零件防护不当、存储环境不佳、存储时间过久等因素而造成零件表面存在油溃、锈蚀等不洁净物质，需要人工对零件表面进行清洁处理，然后再对零件进行焊接，以确保焊接品质。
[0005]然而，采用人工对零件表面进行清洁处理，往往会带来如下问题:一方面，人工清洁需要投入大量的人力物力资源，从而造成加工成本的增加；另一方面，人工清洁往往导致零件表面清洁不彻底，容易造成焊接时产生焊接飞溅、虚焊等问题，从而对车身整车焊接质量造成不良影响，进而降低汽车的质量、品质。
【发明内容】
[0006]鉴于上述状况，有必要提供一种能够降低加工成本且确保车身整车焊接质量的焊接装置。
[0007]—种具有焊前清洁功能的焊接装置，包括焊枪本体及设置于所述焊枪本体上的两个电极，所述电极包括电极端部，所述焊接装置还包括设置于每个所述电极上的旋转伸缩机构及清洁机构，所述旋转伸缩机构与所述清洁机构连接，所述旋转伸缩机构用于驱动所述清洁机构相对于各自电极轴向伸缩移动及旋转，所述清洁机构在伸出所述电极端部时在所述旋转伸缩机构的驱动下旋转并用于清洁零件表面。
[0008]进一步地,所述旋转伸缩机构包括套设于所述电极上的套筒、分别与所述套筒连接的第一驱动机构及第二驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述套筒相对于所述电极旋转，所述第二驱动机构用于驱动所述套筒相对于所述电极轴向伸缩移动。
[0009]进一步地，所述套筒包括内套筒及套设于所述内套筒的外套筒，所述内套筒与所述第一驱动机构连接并由所述第一驱动机构驱动以相对于所述电极旋转，所述外套筒与所述第二驱动机构连接并由所述第二驱动机构驱动以相对于所述电极轴向伸缩移动。
[0010]进一步地，所述第一驱动机构包括电机、驱动磁铁及从动磁铁，所述电极内设有收容部，所述电极外壁设有环形凹槽，所述电机设置于所述收容部内，所述驱动磁铁与所述电机的输出轴连接，所述从动磁铁套设于所述环形凹槽内并与所述内套筒连接，所述从动磁铁的极性与所述驱动磁铁的极性相反。
[0011 ] 进一步地，所述第二驱动机构包括滑块及弹性元件，所述电极的外壁设有滑轨，所述滑块设置于所述滑轨中并可相对于所述滑轨滑动，所述弹性元件的两端分别与所述第一驱动机构及所述外套筒连接。
[0012]进一步地，所述内套筒的一端与所述第一驱动机构连接，所述内套筒的另一端设有限位部，所述限位部设有通孔，所述外套筒的一端与所述弹性元件连接且设有限位部，所述限位部设有凸起，所述滑块于所述滑轨中沿靠近所述电极端部的方向伸出滑动时，所述凸起插入所述通孔中并与所述通孔配合。
[0013]进一步地，所述外套筒设有推挡部，所述滑块于所述滑轨中沿远离所述电极端部的方向缩回滑动时，所述滑块与所述外套筒的推挡部接触并推动所述外套筒沿远离所述电极端部的方向缩回移动。
[0014]进一步地，所述清洁机构为套筒式结构，所述清洁机构套设于所述电极的外围。
[0015]进一步地，所述清洁机构包括清洁部及与所述清洁部连接的连接部，所述连接部与所述旋转伸缩机构连接。
[0016]本发明还提供一种使用具有焊前清洁功能的焊接装置对零件进行焊接的焊接方法，包括如下步骤:驱动电极从初始工位相对电极向前作靠近运动，使两个电极到达清洁工位，此时两个电极接近零件表面并与零件表面保持一定距离；驱动清洁机构相对于各自电极向前伸出，使清洁机构伸出在电极端部的前方并接触零件表面；驱动清洁机构绕各自电极的中心轴旋转并清洁零件表面；清洁完毕之后驱动清洁机构相对于各自电极向后缩回，使清洁机构缩回至电极端部的后方的位置并使电极端部露出；以及驱动电极从清洁工位相对电极进一步向前作靠近运动，使两个电极到达焊接工位，此时两个电极分别与零件表面接触以实现对零件焊接。
[0017]本发明实施例的技术方案带来的有益效果是:上述焊接装置包括设置于所述电极上的旋转伸缩机构及清洁机构，所述旋转伸缩机构可驱动所述清洁机构相对于所述电极旋转及轴向伸缩移动，当焊接零件之前需要对焊接处零件表面进行清洁处理时，首先，所述旋转伸缩机构驱动所述清洁机构相对于所述电极轴向伸出，使得所述清洁机构伸出所述电极端部并与焊接处零件表面接触，然后，所述旋转伸缩机构驱动所述清洁机构相对于所述电极高速旋转，以自动实现对焊接处零件表面快速彻底的清洁处理，因此，一方面可节省大量的人力物力资源，从而降低加工成本，另一方面可确保零件表面清洁彻底，从而避免造成焊接时产生焊接飞溅、虚焊等问题，进而提高车身整车焊接质量，以及提高汽车的质量、品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实施例的焊接装置的结构示意图；
[0020]图2是图1所示的焊接装置焊接前对零件进行清洁处理时的结构示意图；[0021]图3是图1的圈I部分的局部剖视放大示意图；
[0022]图4是图2的圈II部分的局部剖视放大示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明实施例提供一种焊接装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0024]请参见图1及图2，本发明实施例的焊接装置100包括焊枪本体10，两个相对设置于焊枪本体10的电极20、30，以及设置于电极20、30上的旋转伸缩机构40及清洁机构50，其中每个电极20、30上均设置有一套旋转伸缩机构40与清洁机构50，且旋转伸缩机构40与对应的清洁机构50连接。
[0025]焊枪本体10设有控制系统(图未示)，以及驱动系统60。驱动系统60与电极30连接，用于驱动电极30相对于电极20作靠近或远离运动。本实施例中，驱动系统60为气压系统。可以理解，驱动系统60也可以为其他驱动系统，例如液压系统。当需要对零件进行焊接时，控制系统向驱动系统60输出指令，使得驱动系统60驱动电极30从初始工位相对电极20作靠近运动，当两个电极20、30分别与零件接触时，两个电极20、30通电形成闭合的焊接回路，以实现对零件进行焊接。当完成焊接零件后，控制系统向驱动系统60输出指令，使得驱动系统60驱动电极30相对电极20作远离运动，使得电极30回到初始工位以进行下一次焊接准备。
[0026]请一并参见图1、图3及图4，示出了电极30及设置在电极30上的旋转伸缩机构40和清洁机构50的示意结构。电极30内设有收容部32，收容部32为圆孔。电极30的靠近收容部32的外壁处设有环形凹槽34。电极30的靠近电极端部36的外壁处设有滑轨38。电极30外壁涂覆有绝缘层39，绝缘层39用于保证焊接装置的安全。可以理解，电极20的结构与电极30相同，但电极20的位置可以是固定不动的，而电极30可以在驱动系统60的驱动下靠近或远离电极20，即电极20是固定电极，电极30是移动电极。
[0027]旋转伸缩机构40包括套设于电极30的套筒41、分别与套筒41连接的第一驱动机构44及第二驱动机构48。
[0028]套筒41包括内套筒42及套设于内套筒42的外套筒43。内套筒42的一端422与第一驱动机构44连接并由第一驱动机构44驱动相对于电极30旋转。内套筒42的另一端424设有限位部426，限位部426设有通孔428。外套筒43的一端432与第二驱动机构48连接，且该端432设有限位部434，限位部434设有凸起436，凸起436与通孔428相对设置，当凸起436与通孔428配合时可实现内套筒42与外套筒43固定连接。外套筒43中部设有推挡部438。套筒41由轻质金属材料制成，其上可以有导流孔。
[0029]第一驱动机构44包括电机45、驱动磁铁46及从动磁铁47。电机45设置于电极30的收容部32内，电机45的输出轴452与电极30的中心轴同轴设置。驱动磁铁46与电机45的输出轴452连接，并由电机45的输出轴452带动而转动。从动磁铁47套设于电极30的环形凹槽34，从动磁铁47外壁套设有扣环472，扣环472与内套筒42的一端422连接，扣环472外壁设有挡片474。从动磁铁47的极性与驱动磁铁46的极性相反。电机45的输出轴452转动时，可带动驱动磁铁46绕电极30的中心轴转动，并通过驱动磁铁46与从动磁铁47之间的作用力而进一步带动从动磁铁47绕电极30的中心轴转动,从而带动套筒41及与套筒41连接的清洁机构50绕电极30的中心轴旋转。
[0030]第二驱动机构48包括滑块482及弹性元件484。滑块482为倒T字形结构，滑块482下部限制于电极30的滑轨38中，滑块482上部伸出电极30并可与外套筒43的推挡部438配合。滑块482可由驱动装置(图未示)驱动而于滑轨38中滑动，并可静止于滑轨38的任意位置。弹性元件484的两端分别与挡片474、外套筒43的一端432连接。本实施例中，弹性元件484为弹簧，可以是一对或多对。如图3所示，滑块482受其驱动装置作用力，并与外套筒43的推挡部438贴合，从而使得外套筒43对弹性元件484施加压力，进而使得弹性元件484处于被压缩状态，当滑块482由其驱动装置驱动，于滑轨38中沿靠近电极端部36的方向滑动时，外套筒43受弹性元件484的压力而随着滑块482 —起沿靠近电极端部36的方向移动，使外套筒43朝靠近电极端部36的方向伸出，当外套筒43的限位部434与内套筒42的限位部426贴合且凸起436与通孔428配合时，外套筒43停止移动，此时外套筒43与内套筒42固定连接。本实施例中，凸起436与通孔428的配合至少是一对。如图4所示，当滑块482由其驱动装置驱动，于滑轨38中沿远离电极端部36的方向滑动时，滑块482与外套筒43的推挡部438接触，并推动外套筒43 —起沿远离电极端部36的方向移动，使外套筒43朝远离电极端部36的方向缩回。
[0031]清洁机构50为套筒式结构，清洁机构50套设于电极30。清洁机构50包括清洁部52及与清洁部52连接的连接部54。清洁部52为清洁刷、清洁棉、清洁布或清洁钢丝球。连接部54与外套筒43的端部连接，连接方式为可拆卸的固定连接，例如螺纹连接或卡槽连接。连接部54由轻质金属材料制成。
[0032]同理的，设置在电极20上的旋转伸缩机构40和清洁机构50的结构可以参见上述的设置在电极30上的旋转伸缩机构40和清洁机构50的结构说明，在此不赘述。
[0033]基于本发明实施中的焊接装置100，以下再给出焊接装置100的工作过程。
[0034]首先，控制系统向驱动系统60输出指令，使得驱动系统60驱动电极30从初始工位相对电极20向前作靠近运动，使电极20、30到达清洁工位，如图1和图3所示，此时电极20,30接近零件表面并与零件表面保持一定距离。
[0035]其次，第二驱动机构48的滑块482由其驱动装置驱动，于滑轨38中沿靠近电极端部36的方向滑动时，外套筒43受弹性元件484的压力而随着滑块482 —起沿靠近电极端部36的方向移动，当外套筒43的限位部434与内套筒42的限位部426贴合且凸起436插入通孔428中与通孔428配合时，外套筒43停止移动，此时外套筒43与内套筒42固定连接，滑块482继续滑动，当滑块482与外套筒43的推挡部438分离并保持一定的相对距离，驱动装置驱动滑块482停止滑动并保持静止，此时，各自电极20、30上的清洁机构50的清洁部52伸出在电极端部36的前方并接触零件待清洁的表面，如图2和图4所示；第一驱动机构44的电机45驱动输出轴452转动，输出轴452带动驱动磁铁46绕各自电极20、30的中心轴转动，并通过驱动磁铁46与从动磁铁47之间的作用力而进一步带动从动磁铁47绕各自电极20、30的中心轴转动，从而带动套筒41及与套筒41连接的清洁机构50绕各自电极20、30的中心轴旋转，清洁机构50的清洁部52开始进行零件表面清洁。
[0036]然后，清洁完毕，第一驱动机构44的电机45停止转动，旋转伸缩机构40与清洁机构50随之停止旋转；第二驱动机构48的滑块482由其驱动装置驱动，于滑轨38中沿远离电极端部36的方向滑动，滑块482与外套筒43的推挡部438贴合，并推动外套筒43及压缩弹性元件484 —起沿远离电极端部36的方向移动，外套筒43的限位部434与内套筒42的限位部426分离，清洁机构50在外套筒43的带动下移动缩回至电极端部36的后方的位置，驱动装置驱动滑块482停止滑动并保持静止，此时电极端部36从外套筒43露出，如图1和图3所示。
[0037]最后，控制系统向驱动系统60输出指令，使得驱动系统60驱动电极30从清洁工位进一步相对电极20向前作靠近运动，使电极20、30到达焊接工位，此时两个电极20、30分别与零件表面接触，两个电极20、30通电形成闭合的焊接回路，以实现对零件进行焊接。当完成焊接零件后，控制系统向驱动系统60输出指令，使得驱动系统60驱动电极30相对电极20作远离运动，使得电极30回到初始工位以进行下一次焊接准备。
[0038]本发明实施例的技术方案带来的有益效果是:上述焊接装置100包括设置于电极20,30上的旋转伸缩机构40及清洁机构50，旋转伸缩机构40可驱动清洁机构50相对于电极20、30旋转及轴向伸缩移动，当焊接零件之前需要对焊接处零件表面进行清洁处理时，首先，旋转伸缩机构40驱动清洁机构50相对于电极20、30轴向伸出，使得清洁机构50伸出电极20、30端部并与焊接处零件表面接触，然后，旋转伸缩机构40驱动清洁机构50相对于电极20、30高速旋转，以自动实现对焊接处零件表面快速彻底的清洁处理，因此，一方面可节省大量的人力物力资源，从而降低加工成本，另一方面可确保零件表面清洁彻底，从而避免造成焊接时产生焊接飞溅、虚焊等问题，进而提高车身整车焊接质量，以及提高汽车的质量、品质。
[0039]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0040]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同`替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有焊前清洁功能的焊接装置(100)，包括焊枪本体(10)及设置于所述焊枪本体上的两个电极(20、30)，所述电极(20、30)包括电极端部(36)，其特征在于:所述焊接装置(100 )还包括设置于每个所述电极(20、30 )上的旋转伸缩机构(40 )及清洁机构(50 )，所述旋转伸缩机构(40)与所述清洁机构(50)连接，所述旋转伸缩机构(40)用于驱动所述清洁机构(50 )相对于各自电极(20、30 )轴向伸缩移动及旋转，所述清洁机构(50 )在伸出所述电极端部(36)时在所述旋转伸缩机构(40)的驱动下旋转并用于清洁零件表面。
2.根据权利要求1所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述旋转伸缩机构(40)包括套设于所述电极(20、30)上的套筒(41)、分别与所述套筒(41)连接的第一驱动机构(44 )及第二驱动机构(48 )，所述第一驱动机构(44 )用于驱动所述套筒(41)相对于所述电极(20、30)旋转，所述第二驱动机构(48)用于驱动所述套筒(41)相对于所述电极(20、30)轴向伸缩移动。
3.根据权利要求2所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述套筒(41)包括内套筒(42)及套设于所述内套筒(42)的外套筒(43)，所述内套筒(42)与所述第一驱动机构(44)连接并由所述第一驱动机构(44)驱动以相对于所述电极(20、30)旋转，所述外套筒(43)与所述第二驱动机构(48)连接并由所述第二驱动机构(48)驱动以相对于所述电极(20、30)轴向伸缩移动。
4.根据权利要求3所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述第一驱动机构(44 )包括电机(45 )、驱动磁铁(46 )及从动磁铁(47 )，所述电极(20、30 )内设有收容部(32)，所述电极(20、30)外壁设有环形凹槽(34)，所述电机(45)设置于所述收容部(32)内，所述驱动磁铁(46)与所述电机(45)的输出轴(452)连接，所述从动磁铁(47)套设于所述环形凹槽(34)内并与所述内套筒(42)连接，所述从动磁铁(47)的极性与所述驱动磁铁(46)的极性相反。
5.根据权利要求3所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述第二驱动机构(48 )包括滑块(482 )及弹性元件(484 )，所述电极(20、30 )的外壁设有滑轨(38 )，所述滑块(482)设置于所述滑轨(38)中并可相对于所述滑轨(38)滑动，所述弹性元件(484)的两端分别与所述第一驱动机构(44)及所述外套筒(43)连接。
6.根据权利要求5所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述内套筒(42)的一端(422)与所述第一驱动机构(44)连接，所述内套筒(42)的另一端(424)设有限位部(426 )，所述限位部(426 )设有通孔(428 )，所述外套筒(43 )的一端(432 )与所述弹性元件(484 )连接且设有限位部(434 )，所述限位部(434 )设有凸起(436 )，所述滑块(482 )于所述滑轨(38)中沿靠近所述电极端部(36)的方向伸出滑动时，所述凸起(436)插入所述通孔(428)中并与所述通孔(428)配合。
7.根据权利要求5所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述外套筒(43)设有推挡部(438)，所述滑块(482)于所述滑轨(38)中沿远离所述电极端部(36)的方向缩回滑动时，所述滑块(482)与所述外套筒(43)的推挡部(438)接触并推动所述外套筒(43 )沿远离所述电极端部(36 )的方向缩回移动。
8.根据权利要求1所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述清洁机构(50)为套筒式结构，所述清洁机构(50)套设于所述电极(20、30)的外围。
9.根据权利要求1所述的具有焊前清洁功能的焊接装置，其特征在于:所述清洁机构(50 )包括清洁部(52 )及与所述清洁部(52 )连接的连接部(54 )，所述连接部(54 )与所述旋转伸缩机构(40)连接。
10.一种使用如权利要求1至9任一项所述的具有焊前清洁功能的焊接装置(100)对零件进行焊接的焊接方法，包括如下步骤: 驱动电极(30 )从初始工位相对电极(20 )向前作靠近运动，使两个电极(20、30 )到达清洁工位，此时两个电极(20、30)接近零件表面并与零件表面保持一定距离； 驱动清洁机构(50 )相对于各自电极(20、30 )向前伸出，使清洁机构(50 )伸出在电极端部(36)的前方并接触零件表面； 驱动清洁机构(50)绕各自电极(20、30)的中心轴旋转并清洁零件表面； 清洁完毕之后驱动清洁机构(50)相对于各自电极(20、30)向后缩回，使清洁机构(50)缩回至电极端部(36)的后方的位置并使电极端部(36)露出；以及 驱动电极(30 )从清洁工位相对电极(20 )进一步向前作靠近运动，使两个电极(20、30 )到达焊接工位，此时两 个电极(20、30)分别与零件表面接触以实现对零件焊接。
【文档编号】B23K11/36GK103480960SQ201310428229
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】高艳俊, 李修宇, 魏宪波, 李功赋, 马芳武, 冯擎峰 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司