[发明专利]铜铝柱电阻焊机及其焊接控制方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种电阻焊机，特别涉及一种铜铝柱专用电阻焊机及其加电焊接控制方法。

背景技术

目前需大电流大容量用电的数码相机、摄影机、手机、笔记本电脑、电动玩具、电动汽车等产品快速融入现代生活中，随着人们对绿色能源需求的日益扩大，而现有电极材料资源的日益枯竭, 新的能源及其方法的研究显得尤为迫切和至关重要。其核心动力需具有安全、稳定性高、比容量高、环保、价格便宜等优良的性能，同时也必须具有导电性好、振密度高等优点，而其中电极基片与铜铝柱之间的精密焊接技术的研发，有助于进一步提高产品的可靠性、降低生产成本。

如图13所示，所述电极基片7截面可为U型、C型或E型等，但均具有一底部基面供铜铝柱6固接，其材质为铜或铝或铝合金，所述铜铝柱6有两根或两根以上，为铜、铝、铝合金或铜铝复合体材质，固定在同一个电极基片7的底面。根据该类产品的关键零部件的形状及材质特性，如采用铸造、锻造或机加工等手段将两者固定，那么产品的制作成本会大幅度的增长，且无法实现铜铝铜铝柱6的加工。如采用焊接方法，则需要将工件焊接部位加热到塑性状态，以形成熔核，由于铜铝柱6和电极基片7的形状和材质特性，焊接时需要较大的焊接电流；另一方面，如果焊件或焊接成品用人手拿放，会导致工件表面氧化，造成焊接质量不稳定。因为人手会出汗，人的汗液是一种无色透明或淡黄色带有咸味呈弱酸性的液体，它的pH值为5～6 ，除含有钠、钾、钙、镁盐外，还含有少量尿素、乳酸、柠檬酸等有机酸。当汗液与金属接触时，会在金属表面形成一层汗液膜，汗液膜会对金属引起电化学作用，腐蚀金属；焊接时需要很大的热量，焊后工件仍有较大的热量，会对操作者造成伤害，若利用工具取放，又会影响焊接效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提供焊接大电流，焊接过程全自动化的铜铝柱电阻焊机及其焊接控制方法。

本发明采用如下技术方案：设计一种铜铝柱电阻焊机，用于将铜铝柱焊接至一电极基片上，包括：焊件及焊接成品送料传动机构、焊接机构、焊接电源和焊接控制系统，其特征在于：所述焊接电源由多个中高频变压器并联组成的中频逆变电路所提供，所述焊接电源分别连接上电极和下电极，所述下电极经导电电极座和锥度抱紧电极，再通过铜铝柱及电极基片和上电极形成焊接回路。

所述焊接控制系统包括：

人机交互界面，用于根据待焊接铜铝柱和电极基片的材料特性和尺寸大小向系统输入焊接参数以及显示焊机焊接过程的状态信息；

状态检测单元，包括安装在所述焊接机构上的压力传感器和安装在所述焊件送料传动机构上的多个位置传感器，用于检测所述铜铝柱和电极基片在所述焊件送料传动机构中所处的位置状态信息以及所述铜铝柱与电极基片之间的焊接端面的压力状态信息；

中频焊接控制器，用于控制所述多个中高频变压器给所述电极基片和铜铝柱加电焊接的放电时间和焊接电流；

可编程逻辑控制器，用于根据所述人机交互界面输出的焊接参数和状态检测单元输出的状态信息向所述焊件送料传动机构和焊接机构各机械手和所述中频焊接控制器发出操作指令。

所述人机交互界面为触摸显示屏，通过人机交互界面输入的焊接参数包括：所述铜铝柱的直径大小、压力参数、焊接时间和焊接电流。

所述状态检测单元的压力传感器安装在下电极驱动气缸动力输出组件上，所述多个位置传感器分别被安装在焊件取料工位和焊接工位上的适当位置。

所述中频焊接控制器控制所述多个中高频变压器给所述电极基片和铜铝柱加电焊接的焊接时间为80ｍｓ～250ｍｓ，焊接电流为50ＫＡ～150ＫＡ。

所述焊接机构包括焊接工装组件、上电极和下电极以及驱动所述上电极和下电极上下移动的上电极驱动气缸和下电极驱动气缸，所述导电电极座和锥度抱紧电极可活动地安装在焊接工装组件中。

所述焊件及焊接成品送料传动机构包括：铜铝柱送料装置、电极基板送料装置和焊接成品卸料装置，所述铜铝柱送料装置、电极基板送料装置和焊接成品卸料装置各自设置独立的驱动传输装置并且它们的机械手机构单元的动作均受所述可编程逻辑控制器控制。

所述焊接工装组件的基座、导电电极座以及构成焊接电源的多个中高频变压器均设置有用于降低工作温度的冷却水循环通道。

本发明所采用的技术方案还包括铜铝柱电阻焊机的焊接控制方法，包括如下步骤：

. 焊件及焊接成品送料传动机构把待焊接铜铝柱和电极基片运送并放进焊接工装组件内，

. 把所述焊接工装组件移送至焊接位置；