鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊自動(dòng)裝配系統(tǒng)技術(shù)方案

通過(guò)具有一對(duì)電極的點(diǎn)焊機(jī)連續(xù)點(diǎn)焊重疊在一起要連接的鍍鋅鋼板的方法和設(shè)備。鍍鋅鋼板夾有增加電阻材料，包括一個(gè)襯墊來(lái)保證板間的間隙。當(dāng)這對(duì)電極加壓鍍鋼板時(shí)，鍍鋅鋼板的連接表面部分地彼此接觸，以便在連接表面間襯墊周?chē)Ａ舨糠珠g隙。該間隙中的鋅在電極間有電流流過(guò)時(shí)熔化或蒸發(fā)，并能夠穿過(guò)鍍鋅鋼板的焊接部分而溢到外面。該方法包括當(dāng)通過(guò)一對(duì)電極進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)記錄每點(diǎn)的電極內(nèi)阻。（*該技術(shù)在2015年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及通過(guò)點(diǎn)焊的鍍鋅鋼板的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，其中，在汽車(chē)和家用電氣裝置的領(lǐng)域中，在部件的連接或接合表面之間通過(guò)鍍鋅層進(jìn)行點(diǎn)焊而把這些部件裝配成一個(gè)結(jié)構(gòu)，部件至少包括兩個(gè)模制鋼板。汽車(chē)和家用電子設(shè)備領(lǐng)域中應(yīng)用鍍鋅鋼板在增加。然而，經(jīng)常產(chǎn)生焊接機(jī)的焊接電極的損耗問(wèn)題。與裸露(非涂敷)的鋼板的點(diǎn)焊相比鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊需要高的焊接電流值和長(zhǎng)的焊接時(shí)間(電流導(dǎo)通時(shí)間)，因此，增加了焊接電極的損耗，即促進(jìn)了焊接電極的變形或與鋅形成合金。如果焊接電極損耗了，焊接結(jié)果不穩(wěn)定，最后不能獲得熔核。因此，必須頻繁地替換焊接電極并且減小了生產(chǎn)線的操作效率。連接表面間的電阻值小被認(rèn)為是焊接電極早損耗的連接表面間的電阻值小被認(rèn)為是焊接電極早損耗的主要原因。由于注意到這一點(diǎn)，專(zhuān)利技術(shù)者最近建設(shè)在要連接的鍍鋅鋼板的連接表面之間插入一個(gè)電阻增加材料。因此，連接表面間的電阻增加從而影響點(diǎn)焊(參見(jiàn)日本未審查的專(zhuān)利申請(qǐng)64-62284和64-62286，日本專(zhuān)利公開(kāi)No.5-85269和美國(guó)專(zhuān)利4922075和50755317)。該努力所獲得的結(jié)果是焊接性能的改進(jìn)，即，這種焊接方法具有的優(yōu)點(diǎn)是(1)電能成本，(2)爆炸的機(jī)會(huì)，(3)焊接的應(yīng)變都減少了，(4)焊痕小，以及(5)由于連接的能量消耗少，所以無(wú)焊瘤發(fā)生。另外，用這個(gè)方法，每個(gè)焊接電極的熔化顯著減少，并且從而能應(yīng)用小尺寸點(diǎn)焊機(jī)。另一方面，鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊的一個(gè)問(wèn)題是質(zhì)量控制困難。目前，一個(gè)監(jiān)視焊接電流和電壓或電極間電阻的設(shè)備應(yīng)用在質(zhì)量控制中。另外，提出了一些焊接部分的非破壞性實(shí)驗(yàn)方法。更進(jìn)一步，用鑿子進(jìn)行的剝離實(shí)驗(yàn)被廣泛地采用。另一方面，應(yīng)用連接和焊接的一起的焊接-連接最近在汽車(chē)裝配中引起注意，并且應(yīng)用的范圍逐漸擴(kuò)大。傳統(tǒng)的點(diǎn)焊產(chǎn)生點(diǎn)連接，焊接連接產(chǎn)生表面連接。因?yàn)檫@個(gè)原因，焊接連接能加強(qiáng)連接強(qiáng)度和剛性，并能有效地減少汽車(chē)車(chē)體的重量。更進(jìn)一步，該焊接連接方法具有優(yōu)越性，這是因?yàn)樗墚a(chǎn)生良好的振動(dòng)沖擊特性，減小噪音以及保證了密封性能。然而，在連接表面之間插入電阻增加材料的點(diǎn)焊方法中，除了實(shí)驗(yàn)工具或焊接點(diǎn)或穿透點(diǎn)的數(shù)目小之外，當(dāng)應(yīng)用各種鍍鋅鋼板以及具有復(fù)雜形狀的部分在短的時(shí)間間隔內(nèi)多次焊接時(shí)，如在汽車(chē)的情況下，該方法可能無(wú)效并且無(wú)生產(chǎn)性。更具體地說(shuō)，在上述焊接方法中，必須把電阻增加材料準(zhǔn)確地安排在每個(gè)連接表面的固定位置上，并且電阻增加材料附近的鋼板通過(guò)電極導(dǎo)通電流。在這種情況下，電阻增加材料的放置證實(shí)不能從外面進(jìn)行。更進(jìn)一步，在該焊接方法中，保持連接表面的良好的接觸狀態(tài)很困難，這是由于電阻增加材料的存在。特別是當(dāng)焊接電極損耗時(shí)，電極的電流趨于不穩(wěn)定。這些缺點(diǎn)的任何一個(gè)將可能導(dǎo)致生產(chǎn)率的下降，盡管焊接性能有顯著的改進(jìn)，但該焊接方法很難實(shí)際應(yīng)用到大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中。順便說(shuō)一下，就質(zhì)量控制而言，點(diǎn)焊被廣泛地應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)體的裝配中，并且可以說(shuō)，點(diǎn)焊的好壞決定了汽車(chē)車(chē)體的質(zhì)量。例如，汽車(chē)車(chē)體由600至800個(gè)部件組成，它們的大部分是由點(diǎn)焊裝配的。每個(gè)汽車(chē)的穿透點(diǎn)或點(diǎn)的數(shù)目達(dá)到3000至5000個(gè)。并且，由于各種原因，在制造中不可避免地產(chǎn)生焊接的缺陷。判斷鍍鋅鋼板焊接部分的質(zhì)量時(shí)，規(guī)定了熔核的形狀、痕跡、飛濺、裂縫、縮孔以及類(lèi)似其它標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐中保證適當(dāng)?shù)娜酆酥睆绞亲钪匾摹Ｈ绻酆说闹睆讲蛔悖鼘a(chǎn)生電極或電纜的損壞、由于焊接電源電壓的波動(dòng)而產(chǎn)生電流值的減小以及連接表面的不對(duì)準(zhǔn)。電源供應(yīng)電壓的波動(dòng)是由于同時(shí)使用多個(gè)點(diǎn)焊接機(jī)、其他工廠的電源應(yīng)用以及開(kāi)機(jī)時(shí)間和晚上時(shí)間之間的電源供應(yīng)的差別引起的。并且，在鍍鋅鋼板中，點(diǎn)焊的適合電流范圍窄，甚至微小的電流值變化，就不能獲得熔核。因此，很有理由認(rèn)為質(zhì)量控制在鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊中特別重要。在上述傳統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備中，鍍鋅鋼板的可靠性不好，不象裸露的鋼板的情況，因此有許多情況，即由于有問(wèn)題而中斷焊接線。由于這個(gè)原因，就改善時(shí)間長(zhǎng)度，即非人工連續(xù)操作生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備是不夠的。另外，在上述的用鑿子的剝離實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行樣品實(shí)驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)缺陷，將采取措施檢查所有前面的產(chǎn)品并重新執(zhí)行點(diǎn)焊。因此，實(shí)驗(yàn)的人工成本以及放棄有缺陷產(chǎn)品的成本是特別高的。在這樣的環(huán)境下，希望在過(guò)程中保證質(zhì)量，并且要求改進(jìn)檢查全部被焊接的焊接部分的監(jiān)視器。更進(jìn)一步，即使在傳統(tǒng)的焊接連接方法的情況下，由于電極的損耗而產(chǎn)生的上述問(wèn)題仍然存在。因此，本專(zhuān)利技術(shù)的第一個(gè)目的是應(yīng)用電阻增加材料改進(jìn)鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊，并且在大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中保持良好的焊接性能和高的生產(chǎn)率。本專(zhuān)利技術(shù)的第二個(gè)目的是解決焊接部分質(zhì)量控制中的問(wèn)題，并且克服先前在大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中的焊接質(zhì)量問(wèn)題。在焊接的同時(shí)，通過(guò)檢查全部焊接部分進(jìn)行過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)，并且也事先監(jiān)視焊接質(zhì)量的問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)的第三個(gè)目的是在大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中，把密封功能或粘接功能用于焊接部分并形成焊接部分，以便在達(dá)到第一和第二目的的同時(shí)，不增加成本，但保證高密封性能和加強(qiáng)剛性。在這個(gè)研究中，首次努力改進(jìn)了適合于本系統(tǒng)的電阻增加材料。在連接表面之間插入電阻增加材料的點(diǎn)焊具有良好的焊接性能，但還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用，特別是在大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中。主要原因是電阻增加材料有效地插入連接表面之間被認(rèn)為是困難的。因此，在該研究中，考慮發(fā)展易于插入連接表面之間的電阻增加材料。具體地，一個(gè)墊片，例如在粘接材料中混入氧化鋁粉，并且，通過(guò)自動(dòng)涂敷機(jī)把必要量的混合物適當(dāng)?shù)毓┙o并安排在連接面的固定層上。另外，也能應(yīng)用粘接劑涂在兩側(cè)的多孔帶。必須注意，為了獲得本專(zhuān)利技術(shù)第二個(gè)目的，即過(guò)程中的質(zhì)量保證和適當(dāng)?shù)倪B續(xù)自動(dòng)操作，本系統(tǒng)中應(yīng)用的電阻增加材料應(yīng)具有良好的焊接性能、在長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間間隔內(nèi)有穩(wěn)定的穿透點(diǎn)以及大的電阻增加效果。大的電阻增加效果由于熔核形成增加的結(jié)果引起內(nèi)電極電阻值的大幅度減小，因此，能準(zhǔn)確地確定熔核的成功或失敗。另外，應(yīng)用在本系統(tǒng)中的電阻增加材料必須是這樣的，即為了給焊接部引入粘接效果，通過(guò)混入電阻增加材料，不產(chǎn)生粘接力和密封功能的減小，這是前述的第三個(gè)目的。必須選擇達(dá)到前述第一和第二個(gè)目的的適當(dāng)?shù)恼辰觿？紤]到這些各種觀點(diǎn)，本專(zhuān)利技術(shù)者進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)，尋找適合于本系統(tǒng)的電阻增加材料。一種適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)必須另外討論。該適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)包括檢測(cè)步驟、計(jì)算步驟、判斷熔核是否成功或失敗的步驟、第二記錄步驟、測(cè)定步驟以及控制步驟，這些步驟包含在本專(zhuān)利技術(shù)的系統(tǒng)中。該適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)的目的是改變焊接電極間的電特征，這一改變發(fā)生在大批量生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)穿透點(diǎn)期間。電特征的變化包括，例如電阻值、即電極間電阻值的變化。更具體地，在焊接電流的電流導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，焊接電極間的電特征在檢測(cè)步驟中檢測(cè)。然后，在計(jì)算步驟中，從檢測(cè)到的電特征計(jì)算電極間電阻值，也即從電極間電阻值計(jì)算電阻值的變化特征，以及從這個(gè)計(jì)算結(jié)果，在第一和第二個(gè)判斷步驟保證過(guò)程中的質(zhì)量。另外，在第二個(gè)記錄步驟中，詳細(xì)記錄連續(xù)穿透點(diǎn)期間至少一種電特征的變化，電極間電阻值以及電阻值的變化。在測(cè)定步驟中，分析記錄的數(shù)據(jù)，并且，從這個(gè)結(jié)果預(yù)測(cè)到當(dāng)焊接電極損耗時(shí)沒(méi)有形成熔核。然后在控制步驟中改變焊接條件。對(duì)于適當(dāng)?shù)目刂撇襟E中的焊接條件改變來(lái)說(shuō)，例如有幾個(gè)可能性，包括焊接電極的打磨，焊接壓力的增加、電流導(dǎo)通時(shí)間的延長(zhǎng)以及/或者設(shè)定的電流值的增加。通過(guò)這些控制的自動(dòng)執(zhí)行能保持高的生產(chǎn)率，并且保證本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一個(gè)裝配由鍍鋅鋼板組成的至少兩個(gè)原始部件成為一個(gè)結(jié)構(gòu)部件的點(diǎn)焊系統(tǒng)，該系統(tǒng)用具有一對(duì)焊接電極的點(diǎn)焊機(jī)通過(guò)連接表面上的鍍鋅層點(diǎn)焊原始部件的連接表面，該系統(tǒng)特征在于有下述步驟： 在一個(gè)原始部件上的連接表面的預(yù)定位置上放置電阻增加材料； 在一個(gè)原始部件上重疊另一個(gè)原始部件，在原始部件之間夾著上述電阻增加材料； 將通過(guò)這對(duì)焊接電極的中心軸基本上設(shè)置在夾在連接表面之間的電阻增加材料的中心上，并且通過(guò)焊接電極在電阻增加材料和原始部件上施加預(yù)定的壓力； 在焊接電極之間以預(yù)定的時(shí)間導(dǎo)通具有預(yù)定值的焊接電流； 檢測(cè)在上述預(yù)定時(shí)間內(nèi)的焊接電極的電特征； 根據(jù)檢測(cè)到的電特征計(jì)算電極間電阻，并且根據(jù)電極間電阻計(jì)算電阻變化的特征； 通過(guò)電阻變化的特征和預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的比較確定連接表面之間的熔核形成的成功和失敗； 根據(jù)確定步驟中的失敗的確定自動(dòng)改變焊接條件，并且初步補(bǔ)償失敗； 補(bǔ)償步驟之后將另外計(jì)算的電阻變化的特征與另一個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)比較，以及再次確定熔核形成的成功或失敗； 記錄在再次確定步驟中熔核形成失敗的確定； 連續(xù)記錄在通過(guò)應(yīng)用相同焊接電極進(jìn)行的連續(xù)點(diǎn)焊期間的電特征、電極間電阻以及電阻變化的特征之一； 根據(jù)連續(xù)記錄步驟中的記錄，估算點(diǎn)的數(shù)目或一直到?jīng)]有形成成功熔核為止的點(diǎn)焊時(shí)間間隔； 當(dāng)估算的數(shù)目或間距達(dá)到測(cè)定的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)控制改變以后的焊接條件； 當(dāng)根據(jù)連續(xù)記錄步驟中的記錄或由于一系列步驟中發(fā)生的未預(yù)料的事件而判斷熔核沒(méi)有形成時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)另外的備用系統(tǒng)第二次補(bǔ)償熔核的形成；以及 在步驟之間傳送原始部件，這些步驟組成一個(gè)生產(chǎn)線并全部由主計(jì)算機(jī)控制。...

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：渡邊統(tǒng)市，祖父江直，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：渡邊統(tǒng)市，株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)制作所，新技術(shù)事業(yè)團(tuán)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]