一种螺柱送进深度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工装技术领域，特别是涉及一种螺柱送进深度控制装置。
【背景技术】
[0002] 螺柱焊是一种将金属螺柱或其他类似紧固件焊接到另一金属构件的焊接方法。实 现螺柱焊的焊接方式有电弧式螺柱焊、电容螺柱焊、电阻螺柱焊、摩擦压力焊和凸焊等。目 前，汽车制造业主要应用的螺柱焊接方式是电弧式螺柱焊。电弧式螺柱焊具有快速、可靠、 操作简单及无孔连接等优点，正在替代汽车制造中的铆接、攻螺纹和钻孔等连接工艺。
[0003] 在电弧式螺柱焊的焊接过程中，螺柱的送进深度对焊接质量具有很大影响。螺柱 送进深度主要为了补偿焊接过程中螺柱的烧损量，以保证螺柱插入待焊工件上的焊接熔池 的深度。在现有技术中，螺柱送进深度在进行焊接前已经根据具体焊接条件设置好了。若 焊接板件位置存在轻微变形，由于螺柱送进深度固定不变，容易导致螺柱送进深度过小，接 头结合不紧密，影响焊接质量。此外，在螺柱的参数变化时，螺柱送进深度需要重新设定，从 而增加焊接调试的工作量。
[0004] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种螺柱送进深度控制装置来克服或至少减轻现有 技术的上述缺陷中的至少一个。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供一种螺柱送进深度控制装置。所述螺柱送进深 度控制装置包括：驱动电机，其用于对螺柱相对于待焊工件的运动进行驱动，以调节所述螺 柱的送进深度；压力传感器，其用于检测所述螺柱和待焊工件之间的接触压力并输出压力 信号；以及电控单元，其与所述压力传感器和所述驱动电机连接，用于接收所述压力传感器 的压力信号，并基于所述压力信号来控制所述驱动电机。
[0007] 优选地，所述螺柱送进深度控制装置进一步包括弹性连接结构，所述弹性连接结 构包括：固定连接件，其连接至所述驱动电机；滑动连接件，其以可相对滑动方式连接至所 述固定连接件；以及弹性装置，其设置在所述固定连接件与所述滑动连接件之间，并对所述 滑动连接件施加一个弹性力，所述弹性力的方向与所述螺柱的送进方向相同，其中，所述压 力传感器设置在所述弹性装置与所述固定连接件之间，或者设置在所述弹性装置与所述滑 动连接件之间。
[0008] 优选地，所述固定连接件为罩筒，其具有第一端和第二端；所述滑动连接件包括滑 动塞，所述滑动塞的外周壁以可滑动方式与罩筒的内壁接触，且设置为能够在所述罩筒的 第一端和第二端之间滑动；所述弹性装置为压缩卷簧。
[0009] 优选地，所述罩筒在其第一端和第二端处具有至少部分地封闭的端壁，以限制所 述滑动塞的最大滑动位置，其中，所述第一端邻近所述驱动电机，所述第二端邻近所述待焊 工件。
[0010] 优选地，所述罩筒上固定设置有中心引导杆，所述压缩卷簧卷绕在所述中心引导 杆上。
[0011] 优选地，所述螺柱送进深度控制装置进一步包括用于夹取所述螺柱的夹持件，所 述夹持件与所述滑动塞固定连接。
[0012] 优选地，所述压缩卷簧的一端抵靠所述压力传感器，另一端抵靠所述滑动塞。
[0013] 优选地，所述固定连接件通过传动机构连接至所述驱动电机，所述传动机构与所 述驱动电机传动连接，并将所述驱动电机输出的旋转运动转化为对所述螺柱的直线驱动运 动。
[0014] 优选地，所述传动机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆或相互啮合的齿轮和齿条，所 述涡轮或所述齿轮与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述蜗杆或所述齿条作为驱动件输 出直线驱动运动。
[0015] 本实用新型中的螺柱送进深度控制装置通过压力传感器检测螺柱和工件之间的 接触压力并输出的压力信号，电控单元接收压力信号并控制驱动电机驱动螺柱相对于待焊 工件的运动，以调节螺柱的送进深度，使得能够恰当地调节螺柱送进深度，从而保证焊接质 量，适应于不同的螺柱参数。
【附图说明】
[0016] 图1是根据本实用新型一实施例的螺柱送进深度控制装置的结构示意图，其中， 螺柱与工件处于刚好接触的状态，压缩卷簧不受附加压缩力。
[0017] 图2是图1所示的螺柱送进深度控制装置中的压缩卷簧处于压缩状态的示意图。
[0018] 图3是图1所示的螺柱送进深度控制装置的控制系统的示意图。
[0019] 图4是图1所示螺柱送进深度控制装置中的螺柱焊接过程的示意图。
[0020] 附图标记：
[0021]
【具体实施方式】
[0022] 在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能 的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0023] 在本实用新型的描述中，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖 直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"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保护范围的 限制。
[0024] 根据本实用新型的螺柱送进深度控制装置包括驱动电机、压力传感器以及电控单 元。驱动电机用于对螺柱相对于待焊工件的运动进行驱动，以调节所述螺柱的送进深度；压 力传感器用于检测所述螺柱和待焊工件之间的接触压力并输出压力信号；电控单元与所述 压力传感器和所述驱动电机连接，用于接收所述压力传感器的压力信号，并基于所述压力 信号来控制所述驱动电机。
[0025] 上述螺柱送进深度控制装置通过压力传感器检测螺柱和工件之间的接触压力并 输出压力信号，电控单元接收压力信号并控制驱动电机驱动螺柱相对于待焊工件的运动， 以调节螺柱的送进深度，使得能够恰当地调节螺柱送进深度，从而保证焊接质量，适应不同 的螺柱参数。
[0026] 参见图1，螺柱送进深度控制装置包括驱动电机、压力传感器2、电控单元3、传动 机构7、弹性连接结构6以及夹持件8。其中，弹性连接结构6包括罩筒61、滑动塞63以及 压缩卷簧62。驱动电机、压力传感器2、弹性连接结构6以及传动机构7组成焊枪，所述焊 枪用于对螺柱4和待焊工件5进行焊接，而电控单元3控制所述焊枪。
[0027] 驱动电机用于对螺柱4相对于待焊工件5的运动进行驱动，以调节螺柱4的送进 深度，从而调节螺柱4和待焊工件5之间的距离。所述螺柱4的送进深度指的是图1所示 的螺柱4竖直向下运动的距离。在本实施例中，驱动电机优选地采用步进电机1，步进电机 1用于驱动螺柱4相对于待焊工件5向上运动或向下运动。具体地，当步进电机1正转时螺 柱4向上运动，螺柱4和待焊工件5之间的距离较远。当步进电机1反转时将螺柱4向下 运动，使螺柱4和待焊工件5之间的距离较近。可以理解的是，驱动电机也可以选择其它类 型的能够驱动螺柱4相对于待焊工件5的运动的电机。
[0028] 压力传感器2用于检测螺柱4和待焊工件5之间的接触压力并输出压力信号，以 保证螺柱4插入待焊工件5上的焊接熔池的深度，从而避免螺柱4送进深度过大，使螺柱4 和待焊工件5接触过于紧密而影响焊接质量。
[0029] 参见图1和图3,电控单元3与压力传感器2和步进电机1连接，用于接收压力传 感器2的压力信号，并基于压力信号来控制步进电机1。当通过压力传感器2检测到螺柱 4送进深度已达到要求，压力传感器2将其输出的压力信号输入至电控单元3,电控单元3 接收此压力信号，并通过电控单元3的模拟量输出端停止脉冲输出，控制步进电机1停止转 动，此时，螺柱4送进过程结束。从而控制螺柱4的送进深度，且能够恰好地调节螺柱4的 送进深度，从而保证螺柱4和待焊工件5之间的焊接质量。
[0030] 弹性连接结构6中的固定连接件连接至驱动电机（即步进电机1)。具体地，固定 连接件通过传动机构7连接至步进电机1。参见图1，传动机构7与步进电机1传动连接， 并将步进电机1输出的垂直于纸面的旋转运动转化为对螺柱4的平行于纸面的直线驱动运 动，从而使螺柱4竖直向上或向下运动。
[0031] 在一个优选的实施例中，传动机构7包括相互啮合的蜗轮（未图示）和蜗杆（未 图示），涡轮与步进电机1的输出轴传动连接，蜗杆作为驱动件输出直线驱动运动。而固定 连接件与驱动件（即蜗杆）连接，从而使固定连接件能够随蜗杆向上或向下运动。
[0032] 在一备选实施例中，传动机构包括相互嗤合的齿轮和齿条，齿轮与驱动电机的输 出轴固定连接，齿条作为驱动件输出直线驱动运动。可以理解的是，传动机构7也可以通过 其它组合的方式将步进电机1输出的旋转运动转化为对螺柱4的直线驱动运动。
[0033] 固定连接件同时用于容置滑动连接件、弹性装置以及压力传感器2 ;滑动连接件 以可相对滑动方式连接至固定连接件，使滑动连接件能够相对于固定连接件滑动；弹性装 置设置在固定连接件与滑动连接件之间，并对滑动连接件施加一个弹性力，弹性力的方向 与螺柱4的送进方向相同。其中，压力传感