火花塞中心电极铱金智能焊接机及其焊接加工方法与流程

本发明为电极焊接机及其焊接加工方法，特别涉及火花塞中心电极铱金、铂金等耐高温稀有金属智能焊接机及其焊接加工方法，属于焊接技术领域。

背景技术：

火花塞是汽车发动机中的自动点火装置，火花塞工作时，电流从中心电极间跳过，产生强热火花，点燃汽缸内压缩混合的气体进行电性点火燃烧，产生动能推动引擎。中心电极的发火端上焊接熔点较高的铂、铱等贵金属，具有极好的导电性、耐高温性、耐腐蚀性，使用中，中心电极损耗小，要求电压低，以有效提高火花塞点火性能及耐高温性能。

目前，铂、铱等耐高温稀有金属，如铱金丝与条形中心电极的焊接通常采用手工焊接的方法，工作效率底下，且质量合格率不能保证，无法满足大批量工业生产的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术中，焊接效率低，合格率低的缺陷，提供了一种火花塞中心电极铱金智能焊接机及其焊接加工方法，可以达到智能焊接的目的。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：火花塞中心电极铱金智能焊接机，包括中心电极和铱金丝，所述中心电极为条状结构。铱金丝也可以为铂金等耐高温稀有金属。

还包括焊接机和支架，所述支架包括工作台，所述焊接机设置在工作台上；所述焊接机包括自动供料装置、中心电极送料机构、入料夹取口、铱金储料盘、铱金送料机构、焊接定位机构、中心电极放料口、出料槽和移料装置；所述自动供料装置设置在工作台左后方，所述铱金储料盘设置在工作台右后方，所述中心电极送料机构设置在自动供料装置前方，铱金送料机构设置在铱金储料盘前方；所述入料夹取口设置在中心电极送料机构前端，所述焊接定位机构设置在铱金送料机构前方，所述中心电极放料口设置在焊接定位机构中心位置；中心电极放料口在入料夹取口右侧；所述移料装置设置在工作台前部；所述出料槽设置在焊接定位机构右侧；

所述铱金送料机构包括穿丝气缸、送丝气缸a、铱金夹紧气缸、铱金定位气缸、送丝气缸b，所述穿丝气缸、送丝气缸a、铱金夹紧气缸、铱金定位气缸、送丝气缸b自后向前顺次设置；铱金储料盘中的铱金丝通过铱金夹紧气缸、铱金定位气缸和送丝气缸送至中心电极放料口后端、与中心电极后端相抵触；

所述焊接定位机构包括靠模、靠模伸缩气缸、左夹丝气缸和右夹丝气缸；所述靠模伸缩气缸设置在中心电极放料口后方，所述靠模设置在中心电极放料口旁、并与靠模伸缩气缸的后端连接；所述左夹丝气缸设置有左夹丝杆，所述右夹丝气缸设置有右夹丝杆，左夹丝气缸和右夹丝气缸分设在铱金丝前部两侧；在焊接前，靠模伸缩气缸后伸，使火花塞中心电极导向更长焊接精度更高，同时，在左夹丝气缸和右夹丝气缸作用下，左夹丝杆和右夹丝杆对伸靠拢，对铱金丝起夹持定位作用；

所述移料装置包括移料结构、入料结构、铱金检测结构、焊接结构和出料结构，所述移料结构包括移料座、滑板、滑轨和移料伺服电机，所述伺服电机型号为：

ms-60ste-m01330b-20p4；所述移料座横向设置，所述滑板设置在移料座两侧，所述滑轨固定设置在移料座两侧、滑板下方；所述入料结构、铱金检测结构、焊接结构和出料结构自左至右、纵向设置在滑板上方；

所述入料结构包括入料夹爪和入料伸缩气缸，所述入料夹爪设置在滑板后端、朝后方向，所述入料伸缩气缸设置在入料夹爪前方、滑板前端部；所述铱金检测结构包括铱金检测探头、铱金检测器和铱金检测伸缩气缸，所述铱金检测探头设置在滑板后端、朝后方向，所述铱金检测器设置在铱金检测探头前方、滑板中部，所述铱金检测伸缩气缸设置在铱金检测器前方、滑板前端部；所述焊接结构包括焊接导电杆和焊接伸缩气缸，所述焊接导电杆设置在滑板后端、朝后方向，所述焊接伸缩气缸设置在焊接导电杆前方、滑板前端部；所述出料结构包括出料夹爪和出料伸缩气缸，所述出料夹爪滑板后端、朝后方向，所述出料伸缩气缸设置在焊接导电杆前方、滑板前端部；

入料夹取时，入料夹爪对准入料夹取口；中心电极放入时，入料夹爪对准中心电极放料口；焊接时，焊接导电杆对准中心电极放料口中所放入的中心电极前端；焊接后，铱金丝焊接在中心电极前端、生产成中心电极产品；当焊接导电杆对中心电极和铱金丝进行焊接时，铱金储料盘、穿丝气缸、送丝气缸a、铱金夹紧气缸、送丝气缸b、靠模伸缩气缸、中心电极放料口、焊接导电杆、焊接伸缩气缸处在前、后方向的一条直线上。如图7所示，铱金丝检测时，铱金检测探头对准中心电极产品前端；中心电极产品自焊接位出料时，出料夹爪对准中心电极放料口；中心电极产品最终输出时，使出料夹爪对准出料槽；

所述工作台一侧设置有焊机控制器，所述焊机控制器内设置有中央控制模块和直线导轨滑台模组；所述中央控制模块用于控制；所述直线导轨滑台模组用于控制中心电极送料机构。

所述自动供料装置包括振动盘和满料停机装置；所述振动盘设置在自动供料装置上部，采用振动盘自动上料；所述满料停机装置设置在中心电极送料机构一侧。满料停机装置使用稳定,节能，方便，快捷。

所述中心电极送料机构为直线振动结构，保证中心电极匀速前送，满足入料夹取工序。

铱金丝送料过程为：铱金储料盘出来，经过穿丝气缸、送丝气缸a、铱金夹紧气缸、送丝气缸b、到达中心电极后方位置。

所述铱金送料机构内设置有铱金丝传送孔槽，铱金丝在铱金丝传送孔槽内、通过铱金夹紧气缸夹紧，通过送丝气缸向中心电极放料口内的中心电极方向传送。

所述焊接定位机构还包括切刀座、夹丝定位块、前切刀和后切刀；所述切刀座设置在靠模伸缩气缸后方，切刀座横向设置有切刀滑轨；所述夹丝定位块、前切刀和后切刀在铱金丝前端部周围自前至后、依次设置，所述前切刀和后切刀用来切断铱金丝，使被焊接铱金丝与未被焊接铱金丝分开；在后切刀后方向的铱金丝前部的下方设置有夹丝块，铱金丝前部的上方设置有夹丝导向块，用于夹住和引导铱金丝。

所述入料夹爪前端与入料伸缩气缸的气缸杆相连接；所述铱金检测探头前端与铱金检测器连接，铱金检测器又与铱金检测伸缩气缸相连接；所述焊接导电杆前端与焊接伸缩气缸相连接；所述出料夹爪前端与出料伸缩气缸相连接。

所述中央控制模块产品型号为：dvp-12sa11t；所述直线导轨滑台模组产品型号为：kk86-440a1-f0。

所述火花塞中心电极铱金智能焊接机的焊接加工操作过程为，先启动控制模块系统，再按下述焊接加工程序进行：

(1)铱金丝送料：自铱金储料盘出来，经过穿丝气缸、送丝气缸a、铱金夹紧气缸、送丝气缸b和靠模伸缩气缸,到达中心电极后方位置；

(2)中心电极送料：通过自动供料装置和中心电极送料机构、把中心电极送至入料夹取口；(3)入料夹取：通过移料伺服电机横向移动模组，使入料夹爪对准入料夹取口；启动入料伸缩气缸，执行入料夹爪夹取中心电极；

(4)中心电极放料：通过移料伺服电机横向移动模组，使入料夹爪对准中心电极放料口；启动入料伸缩气缸，入料夹爪中心电极放到中心电极放料口；

(5)焊接：通过移料伺服电机横向移动模组，使焊接导电杆对准中心电极放料口中所放入的中心电极前端；启动焊接伸缩气缸，使高电流通过焊接导电杆前端触碰中心电极前端，另一端铱金丝通过导电杆连接到另一极高电流，两极接触产生高温，0.3秒内，瞬间完成焊接工序，使铱金丝焊接在中心电极前端、生成中心电极产品；

(6)铱金丝检测：通过移料伺服电机横向移动模组，使铱金检测探头对准尚未放料的铱金前端，对铱金丝送料长度进行检测；能提前预防铱金丝送料长度不适情况，避免浪费；所述铱金检测器包括基恩士位移传感器，基恩士位移传感器的产品型号为gt-h10，以探头伸缩长度来计算铱金送料的长短；

(7)中心电极产品出料：通过移料伺服电机横向移动模组，先使出料夹爪对准中心电极放料口，启动出料伸缩气缸，用出料夹爪夹取中心电极产品；再通过移料伺服电机横向移动滑板，使出料夹爪对准出料槽，再启动出料伸缩气缸，松开出料夹爪，把中心电极产品放入出料槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

﹙1﹚整体采用自动供料装置、中心电极送料机构、铱金送料机构、焊接定位机构、移料结构、入料结构、铱金检测结构、焊接结构和出料结构，实现中心电极和铱金丝焊接过程全部自动化，大大提高了生产效率。

﹙2﹚所述焊接定位机构包括靠模、靠模伸缩气缸、左夹丝气缸和右夹丝气缸，在焊接前，靠模伸缩气缸后伸，使火花塞中心电极导向更长焊接精度更高，同时，在左夹丝气缸和右夹丝气缸作用下，左夹丝杆和右夹丝杆对伸靠拢，对铱金丝起夹持定位作用，确保了焊接质量；

﹙3﹚所述焊接定位机构还包括切刀座、夹丝定位块、前切刀和后切刀；所述前切刀和后切刀用来切断铱金丝，使被焊接铱金丝与未被焊接铱金丝分开；夹丝块和夹丝导向块用于夹住和引导铱金丝，进一步提高了焊接质量。

附图说明

图1是：本发明主视图；

图2是：本发明左视图；

图3是：工作台面和焊接机组合立体图；

图4是：入料夹爪对准入料夹取口位置俯视图；

图5是：入料夹爪对准中心电极放料口位置俯视图；

图6是：焊接导电杆对准中心电极放料口位置俯视图；

图7是：铱金检测探头检测位置俯视图；

图8-1是：铱金送料机构立体图；

图8-2是：图8-1的a部放大图；

图9-1是：铱金送料机构部件分解图；

图9-2是：图9-1的b部放大图；

图10是：焊接定位机构立体图；

图11是：图7的a-a剖视图；

图12是：图11的c部放大图；

图13是：图12的d部放大图；

图14是：移料装置组装立体图；

图15是：图14的e部放大图；

图16是：中心电极产品放大图。

附图标记说明：焊接机1、支架2、工作台201、自动供料装置3、振动盘301、满料停机装置302、中心电极送料机构4、入料夹取口5、铱金储料盘6、铱金送料机构7、铱金丝传送孔槽701、穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、铱金定位气缸705、送丝气缸b706、焊接定位机构8、靠模801、靠模伸缩气缸802、左夹丝气缸803、右夹丝气缸804、左夹丝杆805、右夹丝杆806、切刀座807、夹丝定位块808、前切刀809、后切刀8010、夹丝块8011、夹丝导向块8012、中心电极放料口9、出料槽10、移料装置11、移料结构1101、移料座1101a、滑板1101b、滑轨1101c、移料伺服电机1101d、入料结构1102、入料夹爪1102a、入料伸缩气缸1102b、铱金检测结构1103、铱金检测探头1103a、铱金检测器1103b、铱金检测伸缩气缸1103b、焊接结构1104、焊接导电杆1104a、焊接伸缩气缸1104b、出料结构1105、出料夹爪1105a、出料伸缩气缸1105b、焊机控制器12、中心电极13、铱金丝14、导电杆15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1至图15所示，火花塞中心电极铱金智能焊接机，包括中心电极13和铱金丝14，所述中心电极13为条状结构：

如图1、图2和图3所示，还包括焊接机1和支架2，所述支架2包括工作台201，所述焊接机1设置在工作台201上；所述焊接机1包括自动供料装置3、中心电极送料机构4、入料夹取口5、铱金储料盘6、铱金送料机构7、焊接定位机构8、中心电极放料口9、出料槽10和移料装置11；所述自动供料装置3设置在工作台201左后方，所述铱金储料盘6设置在工作台201右后方，所述中心电极送料机构4设置在自动供料装置3前方，铱金送料机构7设置在铱金储料盘6前方；所述入料夹取口5设置在中心电极送料机构4前端，所述焊接定位机构8设置在铱金送料机构7前方，所述中心电极放料口9设置在焊接定位机构8中心位置；中心电极放料口9在入料夹取口5右侧；所述移料装置11设置在工作台201前部；所述出料槽10设置在焊接定位机构8右侧；

如图8-1和图9-1所示，所述铱金送料机构7包括穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、铱金定位气缸705、送丝气缸b706，所述穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、铱金定位气缸705、送丝气缸b706自后向前顺次设置；铱金储料盘6中的铱金丝14通过铱金夹紧气缸704、铱金定位气缸705和送丝气缸a703送至中心电极放料口9后端、与中心电极13后端相抵触；

如图10、图11和图12所示，所述焊接定位机构8包括靠模801、靠模伸缩气缸802、左夹丝气缸803和右夹丝气缸804；所述靠模伸缩气缸802设置在中心电极放料口9后方，所述靠模801设置在中心电极放料口9旁、并与靠模伸缩气缸802的后端连接；所述左夹丝气缸803设置有左夹丝杆805，所述右夹丝气缸804设置有右夹丝杆806，左夹丝气缸803和右夹丝气缸804分设在铱金丝14前部两侧；在焊接前，靠模伸缩气缸802后伸，使火花塞中心电极13导向更长焊接精度更高，同时，在左夹丝气缸803和右夹丝气缸804作用下，左夹丝杆805和右夹丝杆806对伸靠拢，对铱金丝14起夹持定位作用；

如图14和图15所示，所述移料装置11包括移料结构1101、入料结构1102、铱金检测结构1103、焊接结构1104和出料结构1105，所述移料结构1101包括移料座1101a、滑板1101b、滑轨1101c和移料伺服电机1101d，所述移料伺服电机1101d型号为：ms-60ste-m01330b-20p4；所述移料座1101a横向设置，所述滑板1101b设置在移料座1101a两侧，所述滑轨1101c固定设置在移料座1101a两侧、滑板1101b下方；所述入料结构1102、铱金检测结构1103、焊接结构1104和出料结构1105自左至右、纵向设置在滑板1101b上方；

所述入料结构1102包括入料夹爪1102a和入料伸缩气缸1102b，所述入料夹爪1102a设置在滑板1101b后端、朝后方向，所述入料伸缩气缸1102b设置在入料夹爪1102a前方、滑板1101b前端部；所述铱金检测结构1103包括铱金检测探头1103a、铱金检测器1103b和铱金检测伸缩气缸1103b，所述铱金检测探头1103a设置在滑板1101b后端、朝后方向，所述铱金检测器1103b设置在铱金检测探头1103a前方、滑板1101b中部，所述铱金检测伸缩气缸1103b设置在铱金检测器1103b前方、滑板1101b前端部；所述焊接结构1104包括焊接导电杆1104a和焊接伸缩气缸1104b，所述焊接导电杆1104a设置在滑板1101b后端、朝后方向，所述焊接伸缩气缸1104b设置在焊接导电杆1104a前方、滑板1101b前端部；所述出料结构1105包括出料夹爪1105a和出料伸缩气缸1105b，所述出料夹爪1105a滑板1101b后端、朝后方向，所述出料伸缩气缸1105b设置在焊接导电杆1104a前方、滑板1101b前端部；

如图4所示，入料夹取时，入料夹爪1102a对准入料夹取口5；如图5所示，中心电极13放入时，入料夹爪1102a对准中心电极放料口9；如图6所示，焊接时，焊接导电杆1104a对准中心电极放料口9中所放入的中心电极13前端；焊接后，铱金丝14焊接在中心电极13前端、生产成中心电极13产品；当焊接导电杆1104a对中心电极13和铱金丝14进行焊接时，铱金储料盘6、铱金夹紧气缸704、穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、送丝气缸b706、靠模伸缩气缸802、中心电极放料口9、焊接导电杆1104a、焊接伸缩气缸1104b处在前、后方向的一条直线上。如图7所示，铱金丝14检测时，铱金检测探头1103a对准中心电极13产品前端；中心电极13产品自焊接位出料时，出料夹爪1105a对准中心电极放料口9；中心电极13产品最终输出时，使出料夹爪1105a对准出料槽10；

所述工作台201一侧设置有焊机控制器12，所述焊机控制器12内设置有中央控制模块(图中未显示)和直线导轨滑台模组(图中未显示)；所述中央控制模块用于控制；所述直线导轨滑台模组用于控制中心电极送料机构4震动。

如图2所示，所述自动供料装置3包括振动盘301和满料停机装置302；所述振动盘301设置在自动供料装置3上部，采用振动盘301自动上料；所述满料停机装置302设置在中心电极送料机构4一侧，满料停机装置302通过数据线与振动盘控制器(图中未显示)连接，满料停机装置302使用稳定,节能，方便，快捷，振动盘控制器型号为：sdvc20-s。

如图2所示，所述中心电极送料机构4为直线振动结构，保证中心电极13匀速前送，满足入料夹取工序。

如图6、图10所示，铱金丝14送料过程为：铱金储料盘6出来，经过穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、送丝气缸b706,到达中心电极13后方位置。

如图8-2和图9-2所示，所述铱金送料机构7内设置有铱金丝传送孔槽701，铱金丝14在铱金丝传送孔槽701内、通过铱金夹紧气缸704夹紧，通过送丝气缸a703向中心电极放料口9内的中心电极13方向传送。

如图13所示，所述焊接定位机构8还包括切刀座807、夹丝定位块808、前切刀809和后切刀8010；所述切刀座807设置在靠模伸缩气缸802后方，切刀座807横向设置有切刀滑轨1101c；所述夹丝定位块808、前切刀809和后切刀8010在铱金丝14前端部周围自前至后、依次设置，所述前切刀809和后切刀8010用来切断铱金丝14，使被焊接铱金丝14与未被焊接铱金丝14分开；在后切刀8010后方向的铱金丝14前部的下方设置有夹丝块8011，铱金丝14前部的上方设置有夹丝导向块8012，用于夹住和引导铱金丝14。

如图15所示，所述入料夹爪1102a前端与入料伸缩气缸1102b的气缸杆相连接；所述铱金检测探头1103a前端与铱金检测器1103b连接，铱金检测器1103b又与铱金检测伸缩气缸1103b相连接；所述焊接导电杆1104a前端与焊接伸缩气缸1104b相连接；所述出料夹爪1105a前端与出料伸缩气缸1105b相连接。

所述中央控制模块产品型号为：dvp-12sa11t；所述直线导轨滑台模组产品型号为：kk86-440a1-f0。

所述火花塞中心电极13铱金智能焊接机的焊接加工操作过程为，先启动控制模块系统，再按下述焊接加工程序进行：

(1)铱金丝14送料：如图6所示，铱金丝14自铱金储料盘6出来，经过穿丝气缸702、送丝气缸a703、铱金夹紧气缸704、送丝气缸b706和靠模伸缩气缸802,到达中心电极13后方位置；

(2)中心电极13送料：如图4所示，通过自动供料装置3和中心电极送料机构4、把中心电极13送至入料夹取口5；

(3)入料夹取：如图4所示，通过移料伺服电机1101d横向移动模组，使入料夹爪1102a对准入料夹取口5；启动入料伸缩气缸1102b，执行入料夹爪1102a夹取中心电极13；

(4)中心电极13放料：如图5所示，通过移料伺服电机1101d横向移动模组，使入料夹爪1102a对准中心电极放料口9；启动入料伸缩气缸1102b，入料夹爪1102a中心电极13放到中心电极放料口9；

(5)焊接：如图6所示，通过移料伺服电机1101d横向移动模组，使焊接导电杆1104a对准中心电极放料口9中所放入的中心电极13前端；启动焊接伸缩气缸1104b，使高电流通过焊接导电杆1104a前端触碰中心电极13前端，另一端铱金丝14通过导电杆15连接到另一极高电流，两极接触产生高温，0.3秒内，瞬间完成焊接工序，使铱金丝14焊接在中心电极13前端、生成中心电极13产品；

(6)铱金丝14检测：如图7所示，通过移料伺服电机1101d横向移动模组，使铱金检测探头1103a对准尚未放料的铱金前端，对铱金丝14送料长度进行检测；能提前预防铱金丝14送料长度不适情况，避免浪费；所述铱金检测器1103b包括基恩士位移传感器(图中未显示)，基恩士位移传感器的产品型号为gt-h10，以探头伸缩长度来计算铱金送料的长短；

(7)中心电极13产品出料：如图7所示，通过移料伺服电机1101d横向移动模组，先使出料夹爪1105a对准中心电极放料口9，启动出料伸缩气缸1105b，用出料夹爪1105a夹取中心电极13产品；再通过移料伺服电机1101d横向移动滑板1101b，使出料夹爪1105a对准出料槽10，再启动出料伸缩气缸1105b，松开出料夹爪1105a，把中心电极13产品放入出料槽10。

铱金丝14也可以为铂金等耐高温稀有金属。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。