[發(fā)明專利]碰焊壓力控制系統(tǒng)及其對碰焊壓力進行控制的方法

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• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107717201A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 周志強
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲湘火炬火花塞有限責任公司
• 主分類號: B23K11/36
• 分類號: B23K11/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 任重,馮振寧

技術領域

本發(fā)明涉及碰焊壓力控制技術領域，具體地，涉及一種碰焊壓力控制系統(tǒng)及其對碰焊壓力進行控制的方法。

背景技術

目前，碰焊壓力控制以機械加彈簧、氣壓和油壓等方式為主，這些控制方法的共同特點是：焊接前后壓力持續(xù)處于或接近恒定狀態(tài)。

焊接時，焊接電極和焊接工件不一定能產(chǎn)生較好的接觸，在焊接過程中，焊接壓力過小會出現(xiàn)熔接處“炸口”的情況，焊前壓力也不宜過大，否則會導致焊疤大且出現(xiàn)焊接不牢的問題，但由于現(xiàn)有技術中焊接前后壓力基本保持不變，當焊接本身壓力過小或過大均沒有一個良好的反饋機制，這將直接導致焊接不良的出現(xiàn)。

此外，現(xiàn)有技術的碰焊加工中，在焊接后焊接電極立即與被焊接件分離，這樣一來，被焊接件的焊接熔接面可能冷卻定形不好，最終仍導致焊接不良的問題出現(xiàn)。

因此現(xiàn)有的碰焊壓力控制技術不能較好地滿足某些特殊工件對焊接要求更高的需求，比如汽車發(fā)動機用火花塞的側(cè)電極焊接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能對焊前、焊中和焊后的碰焊壓力分別進行監(jiān)控和控制的碰焊壓力控制系統(tǒng)。

本發(fā)明同時提供一種利用所述碰焊壓力控制系統(tǒng)進行碰焊壓力控制的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種碰焊壓力控制系統(tǒng)，包括焊接機臺和焊接電極，還包括設于焊接機臺上的動力元件、信號控制裝置、傳動機構(gòu)、壓力感應裝置，所述傳動機構(gòu)一端與動力元件相接、另一端與焊接電極相連，動力元件為傳動機構(gòu)提供位移動力，所述壓力感應裝置安裝于傳動機構(gòu)中，壓力感應裝置可測量焊接電極的焊接壓力，并將焊接壓力反饋至信號控制裝置，所述信號控制裝置與動力元件信號連接。

進一步地，所述傳動機構(gòu)包括相互連接的傳動絲桿和位移裝置，所述傳動絲桿與動力元件連接。

更進一步地，所述位移裝置包括主動滑塊和從動滑塊，主動滑塊與傳動絲桿連接，從動滑塊與焊接電極相接，主動滑塊和從動滑塊在動力元件的位移動力作用下作同軸直線運動。

傳動絲桿具體地將動力元件提供的動力轉(zhuǎn)換為主動滑塊和從動滑塊的直線運動。

進一步地，所述壓力感應裝置通過緩沖件與主動滑塊連接。

信號控制裝置控制動力元件，主動滑塊在動力元件的驅(qū)動下通過緩沖件和壓力感應裝置推動從動滑塊，緩沖件主要用于使從動滑塊受到外力作用時起到一定的緩沖作用。

更進一步地，所述緩沖件為彈簧。

進一步地，所述動力元件為伺服電機，其可使控制速度、位置精度非常準確。

進一步地，所述壓力感應裝置為壓力傳感器。

進一步地，所述信號控制裝置為PLC裝置，PLC裝置根據(jù)壓力感應裝置采集到的焊接壓力進行比較計算，并根據(jù)比較計算結(jié)果發(fā)出控制信號控制動力元件調(diào)節(jié)主動滑塊的位移位置。

一種利用所述碰焊壓力控制系統(tǒng)對碰焊壓力進行控制的方法，包括以下步驟：

a.設定焊前壓力值、焊接壓力閾值以及焊后壓力值；

b.開啟動力元件，由動力元件帶動傳動機構(gòu)作直線運動，焊接電極在傳動機構(gòu)的的作用下開始帶動產(chǎn)品與被焊接件接觸，此時焊接電極在信號控制裝置的控制下產(chǎn)生焊前壓力；

c.隨著傳動機構(gòu)的持續(xù)運動，當達到焊接壓力預設值時，焊接電極對被焊接件進行焊接，壓力感應裝置采集到焊接電極的焊接壓力并將實時焊接壓力反饋至信號控制裝置，信號控制裝置結(jié)合預設焊接壓力閾值對實時焊接壓力進行判斷，根據(jù)需求向動力元件發(fā)出控制信號，使動力元件作出相應調(diào)整，直至完成焊接作業(yè)；

d.焊接完成后，信號控制裝置使焊接電極處產(chǎn)生焊后壓力并保持該焊后壓力0.2～2秒，保證焊接處熔接點的緊密貼合冷卻。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)所述碰焊壓力控制系統(tǒng)為一套焊接壓力閉環(huán)控制方案，通過設定焊接壓力值，由信號控制系統(tǒng)來控制動力元件和傳動機構(gòu)作相應動作調(diào)整，使焊接電極產(chǎn)生相應的焊接壓力，保證被焊接件的焊接質(zhì)量；

2)在信號控制裝置中設置焊前壓力、焊接壓力和焊后壓力各壓力閾值或值，通過壓力感應裝置對焊接過程壓力的即時采集、即時反饋，信號控制裝置對接收的壓力信號進行即時比較和計算，從而靈活控制焊接前、中、后三個階段的焊接壓力；

3)緩沖件的使用，使主動滑塊和從動滑塊之間為軟連接，避免從動滑塊帶動焊接電極與被焊接件發(fā)生剛性碰撞。

附圖說明

圖1為所述碰焊壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式