一种焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及钣金焊接技术领域，特别是涉及一种焊接装置。


背景技术：

2.在汽车焊装生产领域，电阻点焊是主要的生产工艺。每台白车身制造过程，需要焊接约几千个焊点，其中常用的点焊方式是采用焊钳夹持钣金，通过压力及电流作用于钣金，形成钣金之间的连接。但由于白车身结构的复杂性，现有的点焊焊钳无法应对一些大尺寸钣金、空腔等结构的焊接。另外，由于现有焊接装置从两侧夹紧，焊接后会在钣金的表面留下凹坑等痕迹，焊后痕迹对焊接质量及整车的外观品质造成不良影响。
3.为此，目前行业内普遍采用机器人自动化焊接或间接焊方式，以改善焊接时对空间的占用需求。针对焊点表面质量，一是采用机器人自动焊钳提升焊接过程品质管控来保证焊后痕迹的规整；二是采用在外观面垫铜板分散焊接压力进而减小焊后痕迹。以上两种方式，初期焊点痕迹得到有效控制，但随着焊接电极、铜垫板的损耗，焊点痕迹无法控制，这导致需要耗费大量人力和备用零件来及时维护，使焊接成本较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供了一种焊接装置，用于解决现有电阻焊的焊接局限性较大、且焊接后产品的表面存在凹坑而影响外观性的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种焊接装置，其用于焊接第一工件及第二工件，包括呈分体独立设置的焊接机构及导电机构；
6.所述焊接机构包括焊接电极、以及用于驱动所述焊接电极移动的驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述焊接电极移动并施压于所述第一工件与所述第二工件的待施焊点处；
7.所述导电机构包括导电电极，所述导电电极用于与所述第一工件或所述第二工件的表面上与所述待施焊点相间隔的位置相接触。
8.进一步地，所述驱动机构包括固定座、安装在所述固定座上的气缸、以及传动组件；所述固定座开设有贯穿其两侧的通道，所述气缸包括活塞杆，该活塞杆穿设于所述通道内并与所述传动组件连接，所述活塞杆通过所述传动组件驱动所述焊接电极直线往复运动。
9.进一步地，所述传动组件包括顺次相连的传动杆、过渡块及绝缘垫片，所述传动杆在远离所述过渡块的一端插设于所述通道内并与所述活塞杆连接，所述绝缘垫片与所述焊接电极连接。
10.进一步地，所述传动杆包括相连的凸台部和插入部，所述插入部穿设于所述通道内并与所述活塞杆连接，所述凸台部位于所述通道的外侧并与所述过渡块连接，且所述凸台部的横截面面积大于所述通道的横截面面积。
11.进一步地，所述插入部的外表面具有沿所述通道的轴向方向延伸的导向平面，所
述固定座设有与所述导向平面配合导向的导向片。
12.进一步地，所述固定座设有限位块，所述凸台部与所述限位块之间设有用于限制所述插入部滑动行程的限位杆。
13.进一步地，所述通道内设有沿所述通道的轴向方向延伸的衬套，所述插入部的一端和所述活塞杆的一端分别穿设于所述衬套内并相连。
14.进一步地，所述导电机构还包括安装座，所述导电电极与所述安装座之间连接有弹簧。
15.进一步地，所述导电电极机构还包括连杆，所述安装座的顶部开设有第一槽孔，所述连杆插设于所述第一槽孔内，且所述连杆的一端端面突出于所述第一槽孔的开口并与所述导电电极连接；所述弹簧套设于所述连杆的外周，所述弹簧的一端与所述第一槽孔的底部连接，所述弹簧的另一端与所述导电电极连接。
16.进一步地，所述第一槽孔的底部通过第二槽孔贯穿于所述安装座的底部，所述第一槽孔的横截面面积大于所述第二槽孔的横截面面积；
17.所述连杆在远离所述导电电极的一端插设于所述第二槽孔内，所述第二槽孔内插设有调压件，所述调压件的一端端部与所述连杆位于所述第二槽孔内的一端连接，通过调节所述调压件在所述第二槽孔内的伸入量以调整所述弹簧的压缩预紧力。
18.本实用新型实施例一种焊接装置与现有技术相比，其有益效果在于：
19.本实用新型可以通过将焊接机构和导电机构分开独立布置，占用空间小、操作灵活性高，且焊接过程中不受工件尺寸的限制；另外，本实用新型可以将一个焊接机构与多个导电机构配套使用，提高焊接效率。同时，本实用新型通过驱动机构对待施焊点的一侧施压，可避免现有电阻焊对产品的两侧表面产生的压痕伤害，有利于保证外观品质。
附图说明
20.图1是本实用新型的焊接装置的使用状态图；
21.图2是本实用新型的焊接机构的结构示意图；
22.图3是本实用新型的传动杆、固定座及气缸的结构示意图；
23.图4是图3的半剖后的剖视图；
24.图5是焊接电极的结构示意图；
25.图6是本实用新型的导电机构的结构示意图；
26.图7是本实用新型的导电电极、连杆、安装座、调压垫圈及调压件的结构示意图；
27.图8是图7半剖后的剖视图；
28.图中，1、焊接电极；11、导电件；111、第一安装孔；12、电极帽；2、导电电极；21、第二安装孔；3、固定座；4、气缸；41、活塞杆；5、传动杆；51、凸台部；52、插入部；6、过渡块；7、绝缘垫片；8、导向片；9、限位块；10、限位杆；11、衬套；12、安装座；121、第一槽孔；122、第二槽孔；13、连杆；14、弹簧；15、调压件；16、调压垫圈；17、第一连接座；18、第二连接座；100、第一工件；200、第二工件。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下
实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.参考图1，其为本实用新型优选的一种焊接装置的使用状态图。具体地，本实用新型实施例的焊接装置包括呈分体独立设置的焊接机构及导电机构，用于焊接第一工件及第二工件。进一步地，焊接机构包括焊接电极1、以及用于驱动焊接电极1移动的驱动机构，驱动机构能够驱动焊接电极1移动并施压于第一工件与第二工件的待施焊点处；导电机构包括导电电极2，导电电极2用于与第一工件或第二工件的表面上与待施焊点相间隔的位置相接触。
35.其中，参考图1，本实用新型实施例将第一工件与第二工件贴合叠放并固定，第一工件与第二工件的重叠区域为待施焊点所在的位置。此外，本实施例示例性设定第一工件位于重叠区域的外表面为产品或腔体零件的外观面的内侧，即待施焊点位于第一工件的外表面上，以使焊接电极1在第一工件的外表面焊接后不会影响产品的外观品质。
36.基于上述结构，本实用新型可以通过将焊接机构和导电机构分开独立布置，占用空间小、操作灵活性高，且焊接过程中不受工件尺寸的限制；另外，本实用新型可以将一个焊接机构与多个导电机构配套使用，提高焊接效率。同时，本实用新型通过驱动机构对待施焊点的一侧施压，可避免现有电阻焊对产品的两侧表面产生的压痕伤害，有利于保证外观品质。
37.在一些实施方案中，参考图5，焊接电极1包括导电件11、以及安装在导电件11上的电极帽12；导电件11通过第一电缆与外部焊机(此处设为正极)电性连接，为了便于导电件11与第一电缆的固定，本实施例的导电件11开设有用于安装第一电缆的第一安装孔111。使
用时，驱动机构驱动电极帽12在远离导电件11的一端抵接至第一工件的表面，同时驱动机构驱动电极帽12对第一工件的表面产生焊接压力，利用第一工件与第二工件自身的高强度性能形成与焊接压力的反作用力，以使第一工件与第二工件在重叠区域紧密贴合。
38.进一步需要说明的是，上述驱动机构根据驱动原理的不同，可以分为直线模组驱动机构、油缸驱动机构、电机驱动机构、以及气缸驱动结构等。下面以气缸驱动机构作为本实施例的一种具体结构作详细描述。
39.参考图2－4，驱动机构包括固定座3、安装在固定座3上的气缸4、以及传动组件；固定座3开设有贯穿其两侧的通道，气缸4包括活塞杆41，该活塞杆41穿设于通道内并与传动组件连接，活塞杆41通过传动组件驱动焊接电极1直线往复运动。固定座3用于给气缸4提供支撑固定作用；气缸4的活塞杆41穿过通道的目的是保护活塞杆41不被外部环境干扰，避免焊接过程中活塞杆41粘连污物而影响活塞杆41正常的伸缩运动。
40.进一步地，参考图2－4，传动组件包括顺次相连的传动杆5、过渡块6及绝缘垫片7，传动杆5在远离过渡块6的一端插设于通道内并与活塞杆41连接，绝缘垫片7与焊接电极1的导电件11连接，以避免导电件11的电流沿过渡块6和传动杆5流向气缸4，确保设备安全及人身安全。进一步优化地，传动杆5为绝缘材质。过渡块6的目的是降低传动杆5的复杂度，以降低加工难度。
41.进一步地，参考图2－4，传动杆5包括相连的凸台部51和插入部52，插入部52穿设于通道内并与活塞杆41连接，凸台部51位于通道的外侧并与过渡块6连接，且凸台部51的横截面面积大于通道的横截面面积。当气缸4驱动插入部52在通道内作直线往复运动时，凸台部51带动过渡块6直线往复运动，进而驱动焊接电极1的直线往复运动。
42.优选地，为了确保插入部52是沿通道的轴向直线往复运动，提高插入部52的滑动稳定性，参考图2，插入部52的外表面具有沿通道的轴向方向延伸的导向平面，固定座3设有与导向平面配合导向的导向片8。导线片的侧面抵接至导向平面，以限制插入部52在滑动过程中发生晃动或转动。
43.进一步地，参考图2，固定座3设有限位块9，凸台部51与限位块9之间设有用于限制插入部52滑动行程的限位杆10。具体地，限位块9开设有供限位杆10一端穿过的第一穿孔，凸台部51开设有供限位杆10另一端穿过的第二穿孔，限位杆10依次穿设在第一穿孔、第二穿孔后，且凸台部51通过第二穿孔能够沿限位杆10直线往复运动。在限位杆10的两端分别设有锁紧螺母，以限制插入部52在限位杆10的两端锁紧螺母之间滑动，以避免插入部52伸出过渡以脱离气缸4的控制范围。通过调整限位杆10两端的锁紧螺母之间的间距，可改变插入部52的滑动行程。
44.进一步地，为了提高传动杆5在通道内滑动的顺畅性、减小滑动过程中发生卡滞概率，参考图4，通道内设有沿通道的轴向方向延伸的衬套11，插入部52的一端和活塞杆41的一端分别穿设于衬套11内并相连。其中衬套11的内侧壁摩擦系数小，衬套11可以通过过盈配合穿设在通道内，传动杆5的插入部52和活塞杆41分别从衬套11的两端插入后采用可拆卸的方式进行连接。其中，传动杆5的插入部52与活塞杆41可拆卸连接可以理解为，采用轴孔结构的过盈配合方式连接，即活塞杆41和传动杆5中的一个端部设有连接孔，另一个的端部能够插设并卡紧在连接孔中。
45.进一步地，为了方便将焊接电极1固定在移动设备(移动设备可以为机械臂或夹具
等)上，在一些实施方案中，参考图2，本实用新型的焊接机构还包括用于安装在移动设备上的第一连接座17，第一连接座17与气缸4连接，可以理解为，第一连接座17与气缸4采用螺栓进行可拆卸连接，便于组装及维护，同时，第一连接座17也通过螺栓连接的方式固定在移动设备上，便于第一连接座17的拆卸。
46.进一步地，参考图6、8，本实用新型的导电机构还包括安装座12，导电电极2与安装座12之间连接有弹簧14，该弹簧14用于给导电电极2提供一个预紧弹性力，以使导电电极2能够紧密贴合在第一工件或第二工件的表面，且不会产生压力。
47.在一些实施方案中，参考图6－8，导电机构还包括安装座12连杆13，安装座12的顶部开设有第一槽孔121，连杆13插设于第一槽孔121内，且连杆13的一端端面突出于第一槽孔121的开口并与导电电极2连接；弹簧14套设于连杆13的外周弹簧14，弹簧14的一端与第一槽孔121的底部连接，弹簧14的另一端与导电电极2连接。
48.其中，导电电极2为l形导电块，其具有用于抵触至第二工件的导电接触面，导电电极2在远离导电接触面的一端开设有供连杆13的一端端部插入的定位孔，以实现导电电极2与连杆13之间的可拆卸连接。同时，导电电极2设有用于安装第二电缆的第二安装孔21，第二电缆连接外部焊接(此处设为负极)，以使外部焊机、焊接电极1、第一工件、第二工件及导电电极2依次相连形成完整的电流回路，焊接电极1通过电流热效应原理形成高温，将第一工件熔化后并在焊接压力的作用在与第二工件连接，第一工件与第二工件在自然冷却后形成一体化结构，以完成焊接过程。
49.同时，弹簧14套设在连杆13的外周，且弹簧14的一端端部抵接至导电电极2在远离导电接触面的表面，以使压缩的弹簧14能够对导电电极2形成弹性力。当导电接触面需要接触至第二工件的表面时，通过调节弹簧14的形变量以使导电接触面时刻贴紧至第二工件的表面，确保焊接过程的电流回路是完整的。
50.进一步地，为了能够实现对弹簧14的形变量进行调节，参考图7－8，第一槽孔121的底部通过第二槽孔122贯穿于安装座12的底部，第一槽孔121的横截面面积大于第二槽孔122的横截面面积；连杆13在远离导电电极2的一端插设于第二槽孔122内，第二槽孔122内插设有调压件15，调压件15的一端端部与连杆13位于第二槽孔122内的一端连接，通过调节调压件15在第二槽孔122内的伸入量以调整弹簧14的压缩预紧力。优化地，本实施例的调压件15可以为螺栓或螺钉，连杆13位于第二槽孔122的端部设有与调压件15配合连极的螺纹孔。同时第二槽孔122与连杆13之间存在一定精度的配合精度，以保证连杆13能够沿第二槽孔122的轴向做直线往复伸缩，且不发生晃动。通过调整调压件15在第二槽孔122的伸入量，以驱动连杆13在第一槽孔121和第二槽孔122内滑动，进而调节弹簧14的形变量。再进一步优化地，为了便于调节调压件15在第二槽孔122内的伸入量，本实用新型的焊机装置还包括设置在第二槽孔122的开口处的调压垫圈16，调压垫圈16的数量可以为一个或多个，调压件15穿过若干调压垫圈16后插设于第二槽孔122内，通过选择适量的调整垫圈的数量即可控制调压件15在第二槽孔122内的伸入量。
51.进一步地，为了方便将导电电极2固定在移动设备(移动设备可以为机械臂或夹具等)上，在一些实施方案中，参考图6，本实用新型的焊接装置还包括用于安装在移动设备上的第二连接座18，第二连接座18与安装座12连接，可以理解为，第二连接座18与安装座12采用螺栓进行可拆卸连接，便于组装及维护，同时第一连接座17与安装座12之间设有绝缘板，
以防止导电电极2上的电流沿安装座12流向第二连接座18，确保设备安全及人身安全。
52.综上，本实用新型实施例提供一种焊接装置，其可以通过将焊接机构和导电机构分开独立布置，占用空间小、操作灵活性高，且焊接过程中不受工件尺寸的限制；另外，本实用新型可以将一个焊接机构与多个导电机构配套使用，提高焊接效率。同时，本实用新型通过驱动机构对待施焊点的一侧施压，可避免现有电阻焊对产品的两侧表面产生的压痕伤害，有利于保证外观品质。
53.另外，本实用新型的焊接装置的一种使用方式包括以下步骤：
54.s100、固定待焊接的第一工件100和第二工件200；
55.s200、驱动机构驱动焊接电极1抵接至第一工件100与第二工件200的待施焊点处，且从单面向待施焊点施加焊接压力；
56.s300、将导电电极2与第一工件100或第二工件200的表面上与待施焊点相间隔的位置相接触，且导电电极2与焊接电极1位于第一工件100及第二工件200的同一侧；
57.s400、对焊接装置通电，焊接电极1、第一工件100、第二工件200及导电电极2之间形成电流回路，待施焊点处产生熔化后形成焊点，实现单面焊。
58.具体参考图1，第一工件100和第二工件200示例性均为汽车的钣金件，第一工件100与第二工件200通过电阻点焊焊接形成零件产品，其中，本实施例示例性将焊接电极1抵接在第一工件100的外表面为零件产品的外观面的内侧，即焊接后并不会破坏零件产品的外观性。通过对第一工件100的外表面上的待施焊点施加焊接压力，在第一工件100和第二工件200自身的强度的反作用力下，第一工件100与第二构件在重叠区域处相对贴紧，焊接电极1在电流热效应作用下形成高温，对待施焊点熔化后使第一工件100与第二工件200连在一起，冷却后第一工件100与第二工件200在待施焊点连成一体化结构。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。