一种焊枪水气控制单元和焊接系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种焊枪水气控制单元和焊接系统。


背景技术：

2.汽车车身焊接时使用的焊接机器人以其稳定性、高效性，在工厂内得到了广泛的应用。焊接机器人分别连接有对应的焊枪水气控制单元装置，这些焊枪水气控制单元装置为焊接机器人和焊接夹具等提供压缩空气和冷却水，且负责将焊接过程中使用的水、气等传感器设备采集的信号传递给总体的水气总线控制单元，通过此焊枪水气控制单元装置进行模块化管理，以用于对当前焊接工序中的焊接机器人进行控制。
3.在焊接过程中，焊接机器人的运行除了需要电力和压缩空气外，还必须要用循环水来冷却焊枪等元器件，焊枪头部一般设置有到期需要更换的电极帽，相对于气路而言，在焊接系统运行过程水路的特点更容易带来安全的隐患。公开号为cn213163590u，实用新型为名称为《电阻焊点焊焊枪冷却水控制装置》其回路图参照图1所示，在进行更换焊接电极帽时，首先抽水气缸(气控水气混合缸)启动以将管路中的冷却水抽取到抽水缸的进水一侧，进而释放管路中的压力。


技术实现要素：

4.发明人发现，由于目前抽水管路系统采用压缩空气动力源驱动抽水气缸进行抽水操作，动力源输出力的稳定性较差，且空气具有可压缩性，以及焊接内部管路直径细小等原因，导致进回水压力差降低缓慢、抽水效果差、抽水平衡效果一般。
5.鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种焊枪水气控制单元和焊接系统。
6.第一方面，本实用新型实施例提供一种焊枪水气控制单元，该焊枪水气控制单元可以包括：进水管路、回水管路、与所述进水管路连通的第一抽水管路、与所述回水管路连通的第二抽水管路、第一电磁阀以及抽水缸；
7.所述进水管路的出水端和所述回水管路的回水端分别用于与焊枪冷却管道的入口和出口连接；
8.所述第一电磁阀和所述抽水缸并联，并分别与所述第一抽水管路和所述第二抽水管路连接；
9.在所述进水管路的进水端和所述回水管路的出水端开启的状态下，所述第一电磁阀失电；在所述进水管路的进水端和所述回水管路的出水端关闭的状态下，所述第一电磁阀得电，以使得所述抽水缸抽取所述焊枪冷却管道中的冷却液。
10.可选的，所述抽水缸包括腔室、位于所述腔室内的活塞组件、以及安装在所述活塞组件上的弹性件；
11.所述活塞组件包括：活塞以及连接所述活塞的活塞杆，所述活塞将所述腔室分割
成第一腔室和第二腔室；所述弹性件安装在所述活塞杆上；
12.所述第一抽水回路与所述第一腔室连通，所述第二抽水回路与所述第二腔室连通，以使得在所述进水管路的进水端和所述回水管路的出水端开启，第一电磁阀失电状态下，冷却液流经所述焊枪冷却管道并使所述弹性件蓄力；在所述进水管路的进水端和所述回水管路的出水端关闭，所述第一电磁阀得电状态下，所述弹性件驱动所述活塞复位以使所述抽水缸抽取所述焊枪冷却管道中的冷却液。
13.可选的，所述第一电磁阀为两位两通电磁阀。
14.可选的，所述进水管路上沿水流方向依次设置有第一手动阀、第一流量计以及第二电磁阀。
15.可选的，所述第二电磁阀为两位两通电磁阀。
16.可选的，所述回水管路上沿水流方向依次设置有第三阀门和第二手动阀。
17.可选的，所述第三阀门为两位两通电磁阀或单向阀。
18.可选的，所述回水管路上还设置有第二流量计。
19.第二方面，本实用新型实施例提供一种焊接系统，该系统可以包括：焊枪和如第一方面所述的焊枪水气控制单元；
20.所述进水管路的出水端和所述回水管路的回水端分别与焊枪冷却管道的入口和出口连接。
21.可选的，该系统还包括：与所述焊枪对接的焊接机器人。
22.本实用新型实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
23.本实用新型公开了一种焊枪水气控制单元和焊接系统，该焊枪水气控制单元可以包括：进水管路、回水管路、与进水管路连通的第一抽水管路、与回水管路连通的第二抽水管路、第一电磁阀以及抽水缸；进水管路的出水端和回水管路的回水端分别用于与焊枪冷却管道的入口和出口连接；第一电磁阀和抽水缸并联，并分别与第一抽水管路和第二抽水管路连接；在进水管路的进水端和回水管路的出水端开启的状态下，第一电磁阀失电；在进水管路的进水端和回水管路的出水端关闭的状态下，第一电磁阀得电，以使得抽水缸抽取焊枪冷却管道中的冷却液。
24.本实用新型实施例中提供的上述焊枪水气控制单元，在进行抽水作业时，发明人创新性地将进水管路与回水管路近端进行连通，使得进水管路、回水管路、第一抽水管路和第二抽水管路水压快速平衡，解决了现有技术中由于焊枪冷却管道直径细小，导致进回水管路压力差降低缓慢的问题。进一步的，本实用新型实施例中通过使用冷却液的水压差对抽水缸进行蓄力，以在进行抽水作业时，使得抽水缸进行抽水操作，相比于现有技术中使用压缩空气作为气控水气混合缸的动力源，避免了由于空气可压缩性原理，导致动力源输出力稳定性差的问题，同时使用冷却液作为抽水缸的动力源，由于冷却液可压缩性差，动力输出效果更加稳定。
25.更进一步的，通过冷却液作为抽水缸的动力源，避免了在水气单元控制回路中混入更多压缩空气的可能性，对管路内部流体测量更加准确，进一步避免了报错停机的故障。
26.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
27.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
28.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
29.图1为现有技术中的焊枪水气控制单元的回路图；
30.图2为本实用新型实施例中提供的焊枪水气控制单元的回路图；
31.图3为本实用新型实施例中提供的抽水缸的结构示意图；
32.其中，1为进水管路；2为回水管路；3为第一抽水管路；4为第二抽水管路；5为第一电磁阀；6为抽水缸；
33.11为第一手动阀；12为第一流量计；13为第二电磁阀；
34.21为第三阀门；22为第二手动阀；23为第二流量计；
35.61为腔室；611为第一腔室；612为第二腔室；62为活塞组件；621为活塞；622为活塞杆；63为弹性件。
具体实施方式
36.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“远”、“近”、“前”、“后”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型实施例中提供了一种焊枪水气控制单元，参照图2所示，该水气控制单元可以包括：进水管路1、回水管路2、与进水管路1连通的第一抽水管路3、与回水管路2连通的第二抽水管路4、第一电磁阀5以及抽水缸6；
40.进水管路1的出水端和回水管路2的回水端分别用于与焊枪冷却管道的入口和出口连接；
41.第一电磁阀5和抽水缸6并联，并分别与第一抽水管路3和第二抽水管路4连接；
42.在进水管路1的进水端和回水管路2的出水端开启的状态下，第一电磁阀5失电；在进水管路1的进水端和回水管路2的出水端关闭的状态下，第一电磁阀5得电，以使得抽水缸
6抽取焊枪冷却管道中的冷却液。
43.本实用新型实施例中提供的上述水气控制单元，其工作原理是：在进行焊接作业时，进水管路的进水端和回水管路的出水端在开启状态，第一电磁阀失电，冷却液从进水管路进入焊枪的冷却管道，从回水管路排出，对焊枪进行冷却处理(即通过冷却水带走焊接电极帽产生的热量)。该过程中，由于进水管路的压力大于回水管路，导致进水管路连接的第一抽水管路与回水管路连接的第二抽水管路也存在压差，该压差使抽水缸进行蓄力；在进行抽水作业时，进水管路的进水端和回水管路的出水端关闭，第一电磁阀得电，使得进水管路与回水管路近端快速连通，与焊枪的冷却管道之间的水压状态瞬间平衡，整个管道中的水压平衡之后，抽水缸蓄力释放，从而抽取焊枪冷却管道中的冷却液。
44.本实用新型实施例中提供的上述焊枪水气控制单元，在进行抽水作业时，发明人创新性地将进水管路与回水管路近端进行连通，使得进水管路、回水管路、第一抽水管路和第二抽水管路水压快速平衡，解决了现有技术中由于焊枪冷却管道直径细小，导致进回水管路压力差降低缓慢的问题。进一步的，本实用新型实施例中通过使用冷却液的水压差对抽水缸进行蓄力，以在进行抽水作业时，使得抽水缸进行抽水操作，相比于现有技术中使用压缩空气作为气控水气混合缸的动力源，避免了由于空气可压缩性原理，导致动力源输出力稳定性差的问题，同时使用冷却液作为抽水缸的动力源，由于冷却液可压缩性差，动力输出效果更加稳定。更进一步的，通过冷却液作为抽水缸的动力源，避免了在水气单元控制回路中混入更多压缩空气的可能性，对管路内部流体测量更加准确，进一步避免了报错停机的故障。
45.在一个可选的实施例中，参照图3所示，上述抽水缸6包括腔室61、位于腔室61内的活塞组件62、以及安装在活塞组件62上的弹性件63；
46.活塞组件62可以包括：活塞621以及连接活塞621的活塞杆622，活塞621将腔室61分割成第一腔室611和第二腔室612；弹性件63安装在活塞杆622上；
47.结合图2所示，第一抽水回路3与第一腔室611连通，第二抽水回路4与第二腔室612连通，以使得在进水管路1的进水端和回水管路2的出水端开启，第一电磁阀5失电状态下，冷却液流经焊枪冷却管道并使弹性件63蓄力；在进水管路1的进水端和回水管路2的出水端关闭，第一电磁阀5得电状态下，弹性件63驱动活塞621复位以使抽水缸6抽取焊枪冷却管道中的冷却液。
48.需要说明的是，本发明实施例中的上述弹性件包括但不限于片簧、螺旋弹簧以及其他橡胶性质弹性件，本实用新型实施例中以螺旋弹簧为例进行说明。例如参照图3中所示的，腔室61的右侧为第一腔室611，且结合图2所示，通过第一抽水管路3与进水管路1连接，腔室61的右侧为第二腔室612，通过第二抽水管路4与回水管路2连接，在进行焊接作业时，第一腔室611中的水压大于第二腔室612中的水压，形成压差使得弹性件63被拉伸蓄力(若本实施例中的右侧腔室为第二腔室，则弹性件被压缩蓄力)；在进行抽水作业时，结合图2所示，在进水管路1的进水端和回水管路2的出水端关闭，第一电磁阀5得电，使得进水管路1与回水管路2近端快速连通，与焊枪的冷却管道之间的水压瞬间平衡，整个管道中的水压平衡之后，抽水缸6蓄力释放(即弹性件在回弹力作用下收缩)，从而抽取焊枪冷却管道中的冷却液。
49.还需要说明的是，本实用新型实施例中在进行抽水作业之后，冷却液可以被抽入
到抽水缸的腔室中，可以在下一个循环作业(即下一次焊接作业)时，通过回水管路的出水端排出，本实用新型实施例对此并不作具体限定。
50.进一步需要说明的是，本实用新型实施例中，从上述回水管路和上述抽水缸排出的冷却水，可以排入到冷却塔中冷却后循环使用，本实施例对此并不作具体限定。
51.在另一个可选的实施例中，上述第一电磁阀为两位两通电磁阀。相比于现有技术(例如图1中所示)中的所使用的两位五通电磁阀，本实施例中的上述电磁阀更加节能，即减少了电力消耗。
52.在另一个可选的实施例中，参照图2所示，进水管路1上沿水流方向依次设置有第一手动阀11、第一流量计12以及第二电磁阀13。本实施例中的上述第一手动阀在该焊枪水气控制单元长时间使用时，可以在开启状态，在长时间不使用时可以关闭。上述第一流量计能够精确测量流入焊枪冷却管道中的冷却液，以根据流量结果进行冷却调整。上述第二电磁阀能够短时间有效控制进水管路开关，进而快速切换开启和闭合。
53.在另一个具体的实施例中，第二电磁阀为两位两通电磁阀。该电磁阀能够有效节约电能，减少能耗。
54.在另一个可选的实施例中，回水管路2上沿水流方向依次设置有第三阀门21和第二手动阀22。本实施例中的上述第三阀门和第二手动阀的功能和介绍可以参照上是第二电磁阀和第一手动阀，在此不再赘述。
55.在另一个可选的实施例中，第三阀门为两位两通电磁阀或单向电磁阀。本实施例中的上述单向阀是指是流体只能沿进水口流动，出水口介质却无法回流，俗称单向阀。单向阀又称止回阀或逆止阀。用于液压系统中防止油流反向流动，或者用于气动系统中防止压缩空气逆向流动。
56.在另一个可选的实施例中，发明人发现，现有技术中普遍采用单一进水或回水流量的测量数值为基准对水气控制单元回路进行控制，例如单一进水流量控制时，回水侧电磁帽(电极帽)脱落后，大量冷却液从该电磁帽处溢出，单从进水管路中的流量计进行的流量诊断存在系统的延迟性，带来了生产隐患。因此，发明人在回水管路2上还设置有第二流量计23。
57.该第二流量计参与到系统诊断中，降低了水路故障诊断停机时间，节约了成本，提高了产能。进一步的，本实施例采用进水管路和回水管路两路采集流量数据，有效避免了单一数据源数据不准确的风险，保证了生产的连续性。
58.基于同一发明构思，本实用新型实施例中还提供了一种焊接系统，该系统可以包括：焊枪和上述焊枪水气控制单元；
59.进水管路的出水端和回水管路的回水端分别与焊枪冷却管道的入口和出口连接。
60.在另一个可选的实施例中，该系统还可以包括：与焊枪对接的焊接机器人。
61.本实用新型实施例中提供的上述焊接系统所解决问题的原理与前述焊枪水气控制单元相似，因此其实施可以参见前述焊枪水气控制单元的实施，重复之处不再赘述。
62.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则
本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。