一种超声波穿刺焊接机构及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种超声波穿刺焊接机构及其控制方法，其不同之处在于：其包括焊接单元，焊接单元包括滑台气缸、旋转气缸、比例压力阀、换能器、焊头、及涡流冷却器；旋转气缸的缸体安装在滑台气缸的工作台上；比例压力阀安装在滑台气缸的气缸的气路中；焊头中部开设有与其顶部贯通的排气孔，焊头安装在换能器的顶部；换能器的尾部安装在旋转气缸的旋转机构上，通过滑台气缸和旋转气缸，使焊头移动到焊点的正上方且焊头的长度方向与焊点的长度方向对应，比例压力阀控制焊头伸缩；涡流冷却器的出气管与焊头连接且与排气孔远离焊头的顶部的一端连通，焊接过程中，涡流冷却器对焊头内部吹冷气。本发明专利技术生产的保险杠无焊印、无失光泽、拉拔力可达到要求。达到要求。达到要求。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波穿刺焊接机构及其控制方法


[0001]本专利技术涉及超声波穿刺焊接领域，尤其是一种超声波穿刺焊接机构及其控制方法。

技术介绍

[0002]将支架焊接到保险杠本体上的过程为，超声波穿刺焊接机构的焊头对支架加压，并利用高频振动波使焊点处被熔融，焊头在振动的同时也随焊点处被熔融而向内深入，使焊接深度大于支架的厚度，焊点处熔融的塑料将支架和保险杠本体两个部分连接起来，达到焊接的目的，为了让支架达到拉拔力要求，需要进行焊接深度控制及焊接时间控制。
[0003]但是，现有的焊接机构不能精确控制焊接深度，会导致保险杠外表面出现焊印、失光泽或拉拔力不够等问题；而且，焊接时以及焊接完成后，焊头还会有余热造成过冲，会导致保险杠外表面出现焊印。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超声波穿刺焊接机构，无焊印、无失光泽，且拉拔力可以达到要求。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种超声波穿刺焊接机构，其不同之处在于：其包括焊接单元，所述焊接单元有若干个且分别包括滑台气缸、旋转气缸、比例压力阀、换能器、焊头、及涡流冷却器；所述旋转气缸的缸体安装在所述滑台气缸的工作台上；所述比例压力阀安装在所述滑台气缸的气缸的气路中；所述焊头中部开设有与其顶部贯通的排气孔，所述焊头安装在所述换能器的顶部；所述换能器的尾部安装在所述旋转气缸的旋转机构上；所述涡流冷却器的出气管与所述焊头连接且与所述排气孔远离所述焊头的顶部的一端连通。
[0006]按以上技术方案，所述超声波穿刺焊接机构还包括安装板，各所述焊接单元的滑台气缸的气缸分别固定在所述安装板的正面。
[0007]按以上技术方案，所述焊接单元有两个且反向交错安装在所述安装板上。
[0008]按以上技术方案，所述安装板的背面上还安装有与机器人可转动连接的换枪盘。
[0009]按以上技术方案，所述焊接单元还包括连接块，所述连接块可拆卸连接在所述滑台气缸的工作台上，所述旋转气缸的缸体可拆卸连接在所述连接块上。
[0010]按以上技术方案，所述连接块通过螺钉连接在所述滑台气缸的工作台上，所述旋转气缸的缸体通过螺钉连接在所述连接块上。
[0011]按以上技术方案，所述旋转气缸的旋转机构朝所述滑台气缸的气缸所在方向设置；所述焊头及换能器与所述滑台气缸的导轨的同向设置；所述焊接单元还包括过渡安装块，所述过渡安装块与所述滑台气缸的导轨同向延伸且包括第一安装段、第二安装段、及连接所述第一安装段和第二安装段的过渡段，所述第一安装段与所述换能器可拆卸连接，所述第二安装段与所述旋转气缸的旋转机构可拆卸连接。
[0012]按以上技术方案，所述第一安装段开设有第一安装口，所述换能器的尾部插在所述第一安装口内，所述换能器的尾部与第一安装段通过螺钉连接；所述第二安装段开设有第二安装口，所述旋转气缸的旋转机构插在所述第二安装口内，所述旋转气缸的旋转机构与第二安装段通过螺钉连接。
[0013]按以上技术方案，所述涡流冷却器安装在所述过渡安装块上。
[0014]对比现有技术，本专利技术的有益特点为：该超声波穿刺焊接机构，比例压力阀安装在滑台气缸的气缸的气路中，可以通过比例压力阀精准控制滑台气缸的气缸的压力值，从而精准控制焊头的伸缩的距离，精准焊接深度控制，焊头安装在换能器的顶部，换能器的尾部安装在旋转气缸的旋转机构上，通过旋转气缸精准控制焊头旋转角度，使焊头精准对准焊点，保证保险杠外表面无焊印、无失光泽，且支架的拉拔力可以达到要求；所述涡流冷却器的出气管与所述焊头连接且与所述排气孔远离所述焊头的顶部的一端连通，焊接时，对焊头的内部通入冷气，避免焊头余热导致过冲，保证保险杠外表面无焊印。
[0015]本专利技术还提供了一种超声波穿刺焊接机构的控制方法，其不同之处在于：其步骤包括：步骤1）、预定位：所述机器人带动所述超声波穿刺焊接机构整体移动，同时所述旋转气缸的旋转机构驱动所述焊头旋转，使所述焊头移动到支架与保险杠本体的焊点的正上方，且所述焊头的长度方向与所述焊点的长度方向对应；步骤2）、焊接并吹气：焊头完成预定位后，首先，通过所述比例压力阀将所述滑台气缸的气缸调节到焊接设定压力值，使所述滑台气缸驱动所述焊头对所述支架加压，然后，所述换能器和涡流冷却器同时开启，所述焊头进行超声波穿刺焊接，同时，所述涡流冷却器对焊头的内部吹冷气；步骤3）、保压并持续吹气。
[0016]按以上技术方案，在所述步骤2）中，所述滑台气缸的气缸的焊接设定压力值被调节到1.5bar。
[0017]按以上技术方案，所述步骤3）保压并吹气的具体步骤为，完成焊接后，通过所述比例压力阀将所述滑台气缸的气缸调节到保压设定压力值，所述滑台气缸驱动所述焊头持续对所述支架加压，以对焊点保压，保压的同时，所述涡流冷却器对焊头的内部持续吹冷气。
[0018]按以上技术方案，在所述步骤3）中，将所述滑台气缸的气缸的保压设定压力调节到1bar。
[0019]按以上技术方案，在所述步骤3）中，保压的时长为0.5s。
[0020]按以上技术方案，还包括步骤4）、后退：完成保压后，所述滑台气缸驱动所述焊头朝远离所述支架的方向后退。
[0021]对比现有技术，本专利技术的有益特点为：该超声波穿刺焊接机构的控制方法，机器人带动超声波穿刺焊接机构整体移动，同时旋转气缸的旋转机构驱动焊头旋转，使焊头移动到支架与保险杠本体的焊点的正上方，且焊头的长度方向与焊点的长度方向对应，可以减小机器人的动作幅度，避免机器人与超声波穿刺焊接机构干涉，节省节拍，实现精准预定位；通过比例压力阀将滑台气缸的气缸调节到焊接设定压力值，使滑台气缸驱动焊头对支架加压，换能器和涡流冷却器同时开启，使焊头进行超声波穿刺焊接，同时，所述涡流冷却器对焊头的内部吹冷气，精准控制深度，避免焊头余热导致过冲，保证保险杠外表面无焊
印、无失光泽，且支架的拉拔力可以达到要求。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例中一种超声波穿刺焊接机构的结构示意图；图2为本专利技术实施例中一个焊接单元和安装板的爆炸图；其中：1
‑
安装板、2
‑
滑台气缸（201
‑
滑台气缸的气缸、202
‑
滑台气缸的导轨、203
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滑台气缸的工作台、204
‑
连接块）、3
‑
旋转气缸（301
‑
旋转气缸的缸体、302
‑
旋转气缸的旋转机构）、4
‑
比例压力阀、5
‑
过渡安装块（501
‑
第一安装段（5011
‑
第一安装口）、502
‑
第二安装段（5021
‑
第二安装口）、503
‑
过渡段）、6
‑
换能器（6a
‑
换能器的顶部、6b
‑
换能器的尾部）、7
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波穿刺焊接机构，其特征在于：其包括焊接单元，所述焊接单元有若干个且分别包括滑台气缸、旋转气缸、比例压力阀、换能器、焊头、及涡流冷却器；所述旋转气缸的缸体安装在所述滑台气缸的工作台上；所述比例压力阀安装在所述滑台气缸的气缸的气路中；所述焊头中部开设有与其顶部贯通的排气孔，所述焊头安装在所述换能器的顶部；所述换能器的尾部安装在所述旋转气缸的旋转机构上；所述涡流冷却器的出气管与所述焊头连接且与所述排气孔远离所述焊头的顶部的一端连通。2.如权利要求1所述的一种超声波穿刺焊接机构，其特征在于：所述超声波穿刺焊接机构还包括安装板，各所述焊接单元的滑台气缸的气缸分别固定在所述安装板的正面。3.如权利要求2所述的一种超声波穿刺焊接机构，其特征在于：所述焊接单元有两个且反向交错安装在所述安装板上。4.如权利要求1所述的一种超声波穿刺焊接机构，其特征在于：所述焊接单元还包括连接块，所述连接块可拆卸连接在所述滑台气缸的工作台上，所述旋转气缸的缸体可拆卸连接在所述连接块上。5.如权利要求1所述的一种超声波穿刺焊接机构，其特征在于：所述旋转气缸的旋转机构朝所述滑台气缸的气缸所在方向设置；所述焊头及换能器与所述滑台气缸的导轨的同向设置；所述焊接单元还包括过渡安装块，所述过渡安装块与所述滑台气缸的导轨同向延伸且包括第一安装段、第二安装段、及连接所述第一安装段和第二安装段的过渡段，所述第一安装段与所述换能器可拆卸连接，所述第二安装段与所述旋转气缸的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：路福爽，徐伟，
申请(专利权)人：东风彼欧汽车外饰系统有限公司，
类型：发明
国别省市：