一种凸焊螺母新型定位方式.pdf

30 2023年第04期WELDING焊装此形式定位易失效，且无报警机制。持续吹气，能源极大浪费，也存在焊接飞溅迎面吹向操作工人造成安全事故的风险。气缸顶销凸焊螺母装置介绍1.工作原理与传统的两种定位芯顶出结构差异，定位销运动动力依靠气缸控制，采用气缸伸缩原理，气缸顶杆与定位芯螺纹连接，实现定位销伸缩：（1）解决弹簧顶销形式，弹簧形变引起的质量问题与生产效率问题。（2）解决气动吹销气体能源浪费与飞溅引起的安全事故。在电极杆底部连接一个电控伸缩气缸，气缸增加2个到位检测开关，凸焊机增加触摸屏PLC程序，气缸到位检测与触摸屏电控集成，伸缩气缸与顶杆螺纹连接并锁死，顶杆绝缘连接杆螺纹连接，绝缘连接杆与定位芯采用断开形式。焊接时气缸收缩，顶杆与定位芯不受焊机压力影响；焊接完成后气缸伸出顶出定位芯，气缸增加磁力环检测开关，保证定位芯有效顶出，电控信号与凸焊机信号交换，气缸不到位时焊机报警停机。2.优缺点与传统方式对比，此方式主要有以下优点：1）建立定位芯顶出到位报警机制，保证定位芯顶出，螺母与母材有效定位，遏制质量问题产生。2）气缸增加到位检测开关，可实现螺母用错、未装螺母、螺母装反、螺母装偏等凸焊机不通电报警功能。3）顶杆与定位芯之间增加绝缘连接杆，顶杆本文针对汽车焊接工艺中，对凸焊螺母问题展开剖析并提出一种新型防错工艺,期望能对汽车制造产业的发展有所帮助。吉利汽车集团有限公司 邱德义 吴江彪 花明一种凸焊螺母新型定位方式凸焊螺母是汽车焊装工艺中的重要组成部分，目前运用最广泛的工艺为人工凸焊，此工艺生产效率低，极易产生质量问题与安全事故。人工凸焊对操作员工技能与凸焊设备要求极高，螺母定位与母材板定位尤为重要。为保证焊接质量与提高生产效率，本文就一种新型人工凸焊螺母防错装置进行解析。常见螺母凸焊定位与失效形式常见螺母凸焊定位与失效形式有两种：（1）弹簧顶销（图 1）利用弹簧受压形变原理，弹簧一直受力顶出定位芯。实际生产过程中，弹簧弹性系数变低，导致定位芯伸出长度不足，凸焊螺母无法有效定位，产生螺母焊偏质量事故。此形式定位易失效，且无报警机制，修磨过程需拆卸定位芯，生产效率低。（2）气体吹销（图 2）利用持续气体充满下电极盖板空腔，压强持续顶出定位芯。实际生产过程中，气压波动或不足，导致定位芯伸出长度不足，凸焊螺母无法有效定位，产生螺母焊偏质量事故。图 1 弹簧顶销原理图图 2 气体吹销原理图28-38 焊装.indd 302023/6/26 14:58:42312023年第04期与绝缘连接杆螺纹连接，绝缘连接杆采用电木、胶木或树脂制造，防止焊接时定位芯 KCF 涂层损坏产生分流现象；绝缘连接杆与定位芯采用断开形式，在实现定位芯伸缩与螺母检测功能上，有效避免螺纹连接式损坏造成制造成本增加。4）修磨电控集成，修磨时设备转到修磨状态，定位芯顶出气缸收缩，员工直接修磨后直接复位，提高生产效率。5）气源只带动气缸动作，降低气源能耗损耗。6）焊接时，气缸收缩，顶杆与定位销不受焊机压力影响，且取件容易。气缸顶销技术方案详细阐述1.组成结构凸焊机正与常规焊机设计无异。下电极组件装配，详细名称见表所示。本次主要对下电极组件进行介绍。下电极组件结构包含：气缸组件；密封垫圈；顶杆；下电极杆；绝缘连接杆；下电极组件。气缸组件 1 包含电控气缸，气缸包含到位检测开关，气缸组件 1（上端内螺纹）与下电极杆4（下端外螺纹）螺纹链接，中间增加密封垫圈 2，防止冷却水进入气缸组件，气缸 17 带位置检测开关，检测气缸实时状态，并与凸焊机电气集成形成报警机制，顶杆 3 与气缸 17 带螺纹连接，实现气缸带动顶杆运动，电极杆 4 壁厚留有冷却水通道，焊接时进行冷却作用，下电极组件6 与下电极杆 4 锥度（1:9）配合，顶杆3与绝缘连接杆5螺纹连接，绝缘连接杆 5 与下电极组件 6 内定位芯 7 断开连接方式，气缸带动顶杆 3 与绝缘连接杆 5 上下动作，同时带动定位芯 7 动作。2.相对运动关系员工装件时，气缸 17 进气，气缸伸出机械带动定位芯 7 伸出下电极组件 6 上部，气缸 17上检测开关检测气缸位置是否到位，即判定定位芯 7 是否完全伸出，保证螺母与焊接母材定位可靠。员工操作按钮，设备下压放电时，气缸 17 出气，气缸收缩机械带动定位芯 7 收缩至下电极组件 6 内部，气缸 17 上检测开关检测气缸位置是否到位，即判定定位芯 7 是否完全收缩，保证定位销与导杆不受设备压力影响与产品焊接不卡定位芯。放电完成时，气缸 17 进气，气缸伸出机械带动定位芯 7 伸出下电极组件 6 上部，气缸 17 上检测开关检测气缸位置是否到位，即判定定位芯 7 是否完全伸出，整个循环结束。3.报警机制定位芯未有效伸出时，电控气缸上检测开关未检测到信号，检测开关将此报警传输至触摸屏PLC，触摸屏显示报警信息，蜂鸣报警器响起，提示生产员工，若不消除此报警，凸焊机无法实现焊接通电。检测原理：焊接时，焊机上电极下压将螺母压紧，此时上下电极之间距离为装入螺母高度，定位芯受上上电极压力，将此螺母高度传递至下检测开关。若螺母用错、未装螺母、螺母装反或螺母装偏等，此时下检测开关无法检测到位信号，检测开关将此报警传输至触摸屏 PLC，焊机不通电，触摸屏显示报警信息，蜂鸣报警器响起，提示生产员工。结语本文介绍了一种气缸组件通过行程检测与电控报警达到防错目的。若投入更高成本，可将气缸组件更换为防错管理仪（图 3），实现定位芯伸缩和报警，其余装置无须更改，也可达到防错效果。针对汽车焊接工艺中的凸焊螺母问题，新型的防错工艺能对汽车制造产业的发展有所帮助。表 下电极组件分解表序号名称数量材料规格7定位销1KCF8握杆19六角螺母1M610定位销绝缘连杆1PTFE11直角快速接头1SMC KRH10-01S12六角螺母 M81M813夹紧底座1A314密封圈2202.65(G)15VAVLE2SC3W-6-6-1(CKD)16直角快速接头1PL06-0117气缸1SMC CDM2B20-50-C73LS18堵头1Rc1/8图 3 防错管理仪示意图28-38 焊装.indd 312023/6/26 14:58:43