一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置及电阻式自动焊接装置的控制方法

技术领域

本发明涉及电阻焊接设备制造领域，具体涉及一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置及电阻式自动焊接装置的控制方法。

背景技术

现如今，焊接工艺与焊接设备被广泛的运用，大到重船重工，小到电动车母排导电片等；

当前，现有的金属件对焊接工艺要求越来越高，尤其是一些特殊场合的所运用到的精密件或是薄片件，对焊接要求高，而现有的电阻焊设备已无法满足精密件焊接的需求，具体如下：(1)现有电阻焊设备的焊接装置形成控制为固定式，采用气缸或液压缸带动焊接工位运动，即行程只有A、B位置，气缸运动时带动的冲击力过大，容易对放置在固定座上的待焊接产品造成冲击伤害，而且难以调节运动速度，最终导致与待焊接产品撞击、损毁产品，即运动速度过快，冲击力过大，压扁产品；或运动速度过慢，影响焊接效率，更甚导致无法进行有效焊接；若是人工调节，耗时耗力，需要具有专业焊接技术人员来调节，且每款待焊接产品都不同，同一款产品的品质也不同，有的产品原料厚度稍厚或稍薄，终导致其无法焊接或压变形的风险，此为其一；(2)焊接后对产品质量无法保证，也就是说，批量生产是无法保证每个产品的质量，而这些产品大多运用于重要场合，如运用于电动汽车、动车等，每个产品的都需要保证其为合格产品，而现有焊接装置焊接完成后外观上难以检测其是否存在缺陷，需要在通过后续多道检测工序、多检测设备、及配合多治具才能完成检测，无法从焊接过程的数据来推导是否符合合格品；例如，当电极表面脏污、产品表面有异物，产品上焊接位置存在变形等，而焊接人员焊接后是很难分辨出基于上述情况而引起的焊接缺陷；

综上，如何对上述问题加以改进，也是申请人所欲解决的技术困难点之所在。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置及电阻式自动焊接装置的控制方法，其结构简单、制作简便、易实现且成本低，解决电阻式焊接装置运动方式固化、不便于使用的缺陷。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置，该电阻式焊接装置包括机架、装设于机架的固定座、活动座、驱动结构及检测组件；

固定座，用于承载待焊接品及装设第一电极；

活动座，其通过驱动结构相对固定座运动，并装接有第二电极及检测组件；

驱动结构，其包括若干个定磁件及动磁件，各所述定磁件沿活动座运动的轨迹间隔地铺设于机架，并形成一运动通道；该动磁件落于该运动通道位移，且与活动座装接；

检测组件，其用于检测焊接压力与焊接深度；该检测组件包括分别装设于活动座上的压力检测件及位移检测件；该压力检测件用于检测活动件上的第二电极作用于待焊接品的作用力；该位移检测件用于检测焊接过程中第二电极的位移量。

进一步地，所述活动座分体设置，其包括相互配合地焊接单元及装接单元，所述装接单元与驱动结构的动磁件相接，并通过第一导向组件限制沿着机架相对固定座运动；所述焊接单元通过装接单元带动且以第二导向组件作用相对固定座运动；其中，所述压力检测件装设于装接单元与焊接单元之间。

进一步地，所述活动座还包括一弹簧，其一端抵于装接单元，另一端作用于压力检测件。

进一步地，所述位移检测件包括光感件及光栅尺，所述光感件装设于焊接单元的侧部；所述光栅尺固定于机架，且与光感件相对设置。

进一步地，所述第一导向组件用于该装接单元相对于机架且沿所述运动通道直线位移；该第一导向组件包括导向槽及凸肩，所述导向槽开设于机架，并供所述凸肩贯穿；所述凸肩成型于装接单元；其中，所述装接单元通过动磁件与定磁件配合而运动，且以凸肩与导向槽限制形成直线位移，以使所述凸肩压抵弹簧、压力检测件、焊接单元朝向固定座方向位移。

进一步地，所述第二导向组件包括滑座及导滑轨；所述导滑轨装接于机架上，且供滑座于其上位移；所述滑座供焊接单元固接；其中，所述滑座沿导滑轨滑移，以限制所述焊接单元相对固定座直线运动。

进一步地，还包括用于限制弹簧扭曲的中空框体与两限位件，所述中空框体与凸肩固接；两所述限位件分别装设在中空框体内，并供所述弹簧的两端套接；其中远离凸肩一端的限位件与压力检测件相连。

一种电阻式自动焊接装置的焊接方法，通过改变定磁件的通电时间或电流大小控制动磁件于若干定磁件之间形成的直线运动通道内变速位移，并在第二电极接近待焊接件时缓慢位移；

压力检测件在第二电极接触待焊接件时，采集压力值并存储，并在本次采集的压力值的前人为设定次数所采集压力值均为平滑上升变化，则判定此次采集的压力值为压力基值；且位移检测件在获取压力初值的时点所采集的位移值标定为本次焊接的深度的基值并存储；

于所述压力基值上加载人为设定压力值后，第一、第二电极通电焊接；

焊接时，每隔人为设定的第一期间，对压力值及位移值进行采集、存储及比较；于第二期间内将各第一期间获取的压力值与位移值归纳生成一实时包络曲线，并将该实时包络线与人为设定的包络曲线区间进行比较，若实时包络线曲线中的任一压力值和/或位移值超出人为设定的包络线曲线区间，则判定该焊接件为异常焊接件。

进一步地，所述平滑上升变化被配置为以本次采集的压力值的前人为设定次数所采集的压力值大于人为设定值，或若本次采集的压力值相比其前人为设定次数的移动平均压力值之差大于人为设定值，则判定第一、第二电极通电焊接。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

(1)本发明提供一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置及电阻式自动焊接装置的控制方法，其结构简单、制作简便、易实现且成本低，解决电阻式焊接装置运动方式固化、不便于使用的缺陷；本发明采用直线排列的定磁件与动磁件配合，实现直线运动的变速运动，快速运动至靠近待焊接产品时变成慢速位移，并且能够通过检测组件获取焊接压力值以及焊接位移值，通过压力值与位移值判定该焊接完成的产品是否为合格件，适用于焊接精度要求高的产品以及轻薄件，且批量焊接产品品质接近，高效选出不合格焊接产品。

(2)本发明采用分体式焊接单元与装接单元组合形成活动座，且二者分别通过两组导向组件限制其直线运动，使得运动更迅速、更便捷，整体的稳定性更佳，在精密焊接过程中不易出现偏差，有助于提升焊接质量；

(3)本发明还装设有弹簧，通过弹簧的作用使得压力检测件能够更为精准的检测压力值，且通过弹簧的作用力，缓解触碰待焊接产品时的反作用力，同时使得压力检测件检测时触发检测更迅速；

(4)本发明采用光栅尺的方式进行检测，对精密焊接的细微距离变化都能够感应并给出更为精准的数据，起到很好检测效果，提供更为精准的数据用于后续焊接质量的检测；

(5)本发明还设置了用于限制弹簧运动的限位件及中空框体，减小弹簧因受力方向问题而扭曲，减小检测数据错误的概率；

(6)本发明所述的控制方法能够对精密件焊接过程中快速且质量统一的焊接，且能够自动寻焊位(即通过压力检测件与位移检测件检测压力与深度)，自动调节其初始焊接压力，在待焊接件厚度不同，表面变形的情况下能够自行调节初始压力，打破传统焊接工艺中的局限，使得焊接后的产品品质更佳，连接性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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。

图1为本发明所述电阻式焊接装置立体分解结构示意图；

图2为本发明所述电阻式焊接装置立体结构示意图；

图3为本发明所述检测组件检测示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语″第一″、″第二″或″第三″等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语″中心″、″横向″、″纵向″、″水平″、″垂直″、″顶″、″底″、″内″、″外″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″顺时针″、″逆时针″等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语″固接″或″固定连接″，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语″包括″、″具有″以及它们的变形，意图在于″包含但不限于″。

参见图1-3，本发明所述的一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置，该电阻式焊接装置包括机架1、装设于机架1的固定座2、活动座3、驱动结构4及检测组件5；

固定座2，用于承载待焊接品及装设第一电极A；

活动座3，其通过驱动结构4相对固定座2运动，并装接有第二电极B及检测组件5；需说明的是，本发明所述活动座3分体设置，其包括相互配合地焊接单元31及装接单元32，所述装接单元32与驱动结构4的动磁件41相接，并通过第一导向组件6限制且沿着机架1相对固定座2运动；所述焊接单元31通过装接单元32带动，且以第二导向组件7作用相对固定座2运动；其中，所述压力检测件51装设于装接单元32与焊接单元31之间；所述活动座3还包括一弹簧9，其一端抵于装接单元32，另一端作用于压力检测件51。

驱动结构4，其包括若干个定磁件42及动磁件41，各所述定磁件42沿活动座3运动的轨迹间隔地铺设于机架1，并形成一运动通道C；该动磁件41落于该运动通道C位移，且与活动座3装接；

检测组件5，其用于检测焊接压力与焊接深度；该检测组件5包括分别装设于活动座3上的压力检测件51及位移检测件52；

该压力检测件51用于检测活动件上的第二电极B作用于待焊接品的作用力；

该位移检测件52用于检测焊接过程中第二电极B的位移量；本发明所述位移检测件52包括光感件521及光栅尺522，所述光感件521装设于焊接单元31的侧部；所述光栅尺522固定于机架1，且与光感件521相对设置。

更具体地，所述第一导向组件6用于该装接单元32相对于机架1沿所述运动通道C直线位移；该第一导向组件6包括导向槽61及凸肩62，所述导向槽61开设于机架1，并供所述凸肩62贯穿；所述凸肩62成型于装接单元32；其中，所述装接单元32通过动磁件41与定磁件42配合而运动，且以凸肩62与导向槽61限制形成直线位移，以使所述凸肩62压抵弹簧9、压力检测件51、焊接单元31朝向固定座2方向位移。

更具体地，所述第二导向组件7包括滑座71及导滑轨72；所述导滑轨72装接于机架1上，且供滑座71于其上位移；所述滑座71供焊接单元31固接；其中，所述滑座71沿导滑轨72滑移，以限制所述焊接单元31相对固定座2直线运动。

更具体地，还包括用于限制弹簧9扭曲的中空框体91与两限位件92，所述中空框体91与凸肩62固接；两所述限位件92分别装设在中空框体91内，并供所述弹簧9的两端套接；其中远离凸肩62一端的限位件92与压力检测件51锁接。

具体实施方式，参见图1-3，本发明所述的一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置，其主要包括以下部件：机架1的固定座2、活动座3、第一电极A、第二电极B、焊接单元31、装接单元32、动磁件41、定磁件42、压力检测件51、光感件521、光栅尺522、、滑座71、导滑轨72、弹簧9、中空框体91及两限位件92；

实际装配时：

(1)将固定座2通过锁固件装设于机架1上，需说明的是，所述固定座2位金属固定座2，其上设有夹持第一电极A的夹套20；

(2)安装所述驱动结构4，将放置有定磁件42的基座固定于机架1，需说明的是，所述定磁件42呈直线排布成两列，中间形成一运动通道C，供动磁件41活动；

(3)将动磁件41装设在装接单元32上，并使装接单元32上的凸肩62贯穿机架1上开设的导向槽61，以使动磁件41在运动通道C位移时，同样也受导向槽61的限制而直线运动；

(4)将第二导向组件7装设于机架1将所述导滑轨72装接于机架1上，且供滑座71于其上位移；再将焊接单元31与滑座71通过锁固件固定连接，以使所述焊接单元31相对机架1位移；

(5)在焊接单元31上且远离第一电极A的一端装设上压力检测件51；

(6)于弹簧9的两端分别装设上限位件92，并通过中空框体91框设所述限位件92，再将其中一限位件92穿过中空框体91与压力检测件51相接；

(7)将中空框体91的另一端止转地装设于所述凸肩62；

(8)在所述机架1上且靠近凸肩62原始位置处装设一距离传感器8，以表示凸肩62位移的原始点；

(9)将光感件521及光栅尺522分别装设于焊接件、机架1侧部，且二者相对设置；

(10)将电源D以及信号传输端E装设于机架1，所述电源D用于向定磁件42、第一、第二电极供电用；信号传输端E分别与压力传感器、光感件521电连；

(11)将两电极连接块F、G分别与第一、第二电极A、B相连并形成导电，已完成整个电阻式焊接装置的装配。

实际焊接时：

(1)将待焊接产品放置于固定座2上的第二电极B上，可通过人工手动放置，亦可通过夹具装设后放入，只要能使所述待焊接的产品位于第一电极A与第二电极B之间；

(2)所述定磁件42通电，通过电流大小与通电时间的变化改变其磁性，带动其上运动通道C内的动磁件41沿运动通道C运动，向待焊接产品方向缓慢位移，如0.1毫米位移；反之，反向运动时通过改变定磁件42的相位；

(3)所述动磁件41运动时，联动与之固接的装接单元32上的凸肩62也向下位移(即朝向待焊接产品方向位移)，进而推动框体内的弹簧9、压力检测件51及焊接单元31向下位移，直至接触待焊接产品，需说明的是，所述凸肩62在原始状态下通过距离传感器8判断从原始状态到接触产品的总距离，记录好后，控制在开始到靠近待焊接产品的位置时处于快速位移状态，靠近至接触待焊接产品时换成缓慢的速度位移，直至接触到待焊接产品；

(4)在焊接单元31(第一电极A)接触到待焊接件时，所述压力检测件51采集压力值并存储，且每隔第一期间T1进行一次压力采集，例如T1为1毫秒采集1次，获得一个压力值P1、P2、P3、P4......；但上述压力值Pn处于一个平滑上升变化的情况下，判定为压力基值Pn，此设定是因为待焊接产品有可能表面不平整、出现电极沾污以及产品实际厚度偏差等，导致压力值处于升、降的波动状态，因此需要通过此方式确定好压力基值；需说明的是，所述的平滑上升变化是指以本次采集的压力值Pn的前人为设定次数(N次)所采集的压力值(Pn-1、Pn-2、Pn-3...)的均大于人为设定值Pm，和/或若本次采集的压力值Pn相比其前人为设定次数(N次)的移动平均压力值之差大于人为设定值Ph；

(5)在所述压力基值Pn上加载人为设定压力值P0后，第一、第二电极A、B通电；例如，在判定Pn的基础上加上P0(5N的力)，此为开始焊接的基础压力，则判定第一、第二电极B通电焊接；

(6)在确定好焊接压力后，同时通过位移检测件52在获取压力初值Pn的时点所采集的位移值L0标定为本次焊接的深度的基值L0并存储；

(7)在焊接过程中，每隔人为设定的第一期间T1，对压力值P及位移值L进行采集、存储及比较；于第二期间T2内将各第一期间T1获取的压力值Pn+1、Pn+2、Pn+3、Pn+4......与位移值L1、L2、L3、L4归纳生成一实时包络曲线H1，并将该实时包络线H1与人为设定的包络曲线区间H0进行比较，需说明的是，所述的人为设定包络线H0可以是通过人工焊接后且经检测后合格品时获取的，并在此人为设定包络线H0的基础上人为的上下偏移设定后，形成包络曲线区间；在这个过程中，将获取若干个第一期间T1上的压力值P与位移值L，并进行比对，是否落在人为设定包络曲线区间H0内，若实时包络线曲线H1中的任一压力值P和/或位移值L超出人为设定的包络线曲线区间H0，则判定该焊接件为异常焊接件；

通过此方式，不仅可以获取到整个焊接过程的数据，便后后续排查异常的原因，对整个焊接过程都有保证，所焊接后的产品牢固且使用寿命佳。

本发明提供一种用于精密件焊接的电阻式焊接装置及电阻式自动焊接装置的控制方法，其结构简单、制作简便、易实现且成本低，解决电阻式焊接装置运动方式固化、不便于使用的缺陷；本发明采用直线排列的定磁件与动磁件配合，实现直线运动的变速运动，快速运动至靠近待焊接产品时变成慢速位移，并且能够通过检测组件获取焊接压力值以及焊接位移值，通过压力值与位移值判定该焊接完成的产品是否为合格件，适用于焊接精度要求高的产品以及轻薄件，且批量焊接产品品质接近，高效选出不合格焊接产品。本发明采用分体式焊接单元与装接单元组合形成活动座，且二者分别通过两组导向组件限制其直线运动，使得运动更迅速、更便捷，整体的稳定性更佳，在精密焊接过程中不易出现偏差，有助于提升焊接质量；本发明还装设有弹簧，通过弹簧的作用使得压力检测件能够更为精准的检测压力值，且通过弹簧的作用力，缓解触碰待焊接产品时的反作用力，同时使得压力检测件检测时触发检测更迅速；本发明采用光栅尺的方式进行检测，对精密焊接的细微距离变化都能够感应并给出更为精准的数据，起到很好检测效果，提供更为精准的数据用于后续焊接质量的检测；本发明还设置了用于限制弹簧运动的限位件及中空框体，减小弹簧因受力方向问题而扭曲，减小检测数据错误的概率；本发明所述的控制方法能够对精密件焊接过程中快速且质量统一的焊接，且能够自动寻焊位(即通过压力检测件与位移检测件检测压力与深度)，自动调节其初始焊接压力，在待焊接件厚度不同，表面变形的情况下能够自行调节初始压力，打破传统焊接工艺中的局限，使得焊接后的产品品质更佳，连接性更好。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。