CN105290658B - 用于机动车辆的工件焊接防漏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于机动车辆的焊接防漏装置，属于机动车辆领域。该工件焊接防漏装置包括壳体；探测模块，该探测模块可移动地设置在壳体的内腔中；光电检测模块，该光电检测模块设置在壳体的内腔中且设置在探测模块的下方；控制模块，该控制模块设置在壳体的内腔中，且光电检测模块与控制模块连接。本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于探测标准件，小型零件、相似零件的单独探测或多个部位联合探测，而且能够安装在夹具/辅助工装的固定基座上，也可安装在夹具/辅助工装的活动机构上向待探测零件做接近、压靠运动，且接近或者压靠方向无限制；并且能够根据检测对象的差异，将工作行程设定在3～25mm的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及机动车辆领域，特别涉及用于机动车辆的工件焊接防漏装置。
背景技术
目前，轿车白车身制造工艺中，焊接零件的漏焊是一个普遍存在的问题。由于白车身由数百个大小、形状各异的冲压件、标准件通过点焊、弧焊、凸焊、植焊等各种法焊接而成，很多标准件和/或小零件常由于以下原因导致漏焊：(1)由于标准件和/或小零件处于总成工件的内部而使得不易察觉；(2)由于标准件和/或小零件处于操作者不可视位置；(3)标准件和/或小零件由于结构相似或数量较多，而未焊接位置被误以为己经焊接完成；(4)标准件和/或小零件操作未完工而流入后工序等。
在现有的生产过程中防漏焊的方法主要为人工识别方法和夹具杠杆阀方法。人工识别方法受到人员培训程度、识别熟练程度、人员体能和精神状态的影响较大。而夹具杠杆阀方法虽然可以起到一定的防漏作用，但是只能识别工件外部的物品，且杠杆阀的工作行程小(例如约3～10mm)还极易磨损。
如果漏焊例如安全带、副车架的装配螺母、各种悬置支架等，会导致整车上相应的部件无法装配，这样就需要返工并切割钣金进行补焊，而补焊会带来较大的风险，诸如售后开焊、开裂等。如果漏焊所造成的后果涉及法规或安全性能，那么许多主机厂商会将漏焊总成甚至车身进行报废处理，这样使得单车的损失成本通常在数百至上万元，如果在焊接过程中是批量漏焊，那么损失成本会更高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于机动车辆的工件焊接防漏装置。所述技术方案如下：
本发明的一个目的是提供了一种用于机动车辆的工件焊接防漏装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于机动车辆的工件焊接防漏装置，所述工件焊接防漏装置包括：
所述工件焊接防漏装置包括：
壳体；
探测模块，所述探测模块可移动地设置在所述壳体的内腔中；
光电检测模块，所述光电检测模块设置在所述壳体的内腔中且设置在所述探测模块的下方；
控制模块，所述控制模块设置在所述壳体的内腔中，且所述光电检测模块与所述控制模块连接；
在使用时，所述机动车辆的工件焊接光孔朝向所述探测模块移动，当在所述工件焊接光孔处焊接有工件时，所述工件压靠所述探测模块，使所述探测模块在所述内腔中移动以阻断所述光电检测模块中的信号传输，之后触发所述控制模块发出进入下一步操作的指令；
当在所述工件焊接光孔处漏焊所述工件时，所述探测模块穿过所述工件焊接光孔，此时所述探测模块保持在初始位置而不能阻断所述光电检测模块中的信号传输，使所述控制模块无法发出所述进入下一步操作的信号，以实现防止漏焊所述工件；
所述探测模块包括球头探测销和套设在所述球头探测销上的复位弹簧，所述球头探测销沿所述壳体的纵长方向在所述壳体的内腔中布置；
所述球头探测销包括从上到下依次设置的探测球头和探测杆，所述探测杆的第一端与所述探测球头连接且设置在所述壳体的外面，所述探测杆的与所述第一端相对的第二端设置在所述壳体的内腔中，
在使用时，所述探测杆能够沿所述壳体的纵长方向在所述壳体的内腔中移动；
第一突出部和第二突出部朝向所述第二端依次设置在所述探测杆上，所述第一突出部和第二突出部沿垂直于所述探测杆的纵长方向的方向延伸且呈圆柱形，所述第二突出部的径向直径大于所述第一突出部的径向直径；
所述第二突出部与所述壳体的内腔壁间隙配合；
所述壳体设置有沿垂直于所述壳体的纵长方向的方向向内突出的环形台阶；
当所述工件压靠所述探测模块移动时，所述探测杆的第二端沿所述壳体的纵长方向移动穿过所述环形台阶。
进一步地，所述第二突出部与所述壳体的内腔的上端之间设置有探测销轴套，且所述探测销轴套与所述内腔固定连接，所述探测销轴套套设在所述第一突出部上。
进一步地，所述第一突出部与所述探测销轴套间隙配合，所述探测销轴套与所述壳体的内腔壁过盈配合，
在使用时，当所述工件压靠所述探测模块的探测球头时，所述探测球头带动所述探测杆在所述探测销轴套中沿所述壳体的纵长方向朝向所述光电检测模块的方向移动。
具体地，容纳有所述探测模块的所述壳体的上部腔体与容纳有所述光电检测模块的所述壳体的下部腔体通过所述环形台阶分隔，
所述复位弹簧套设在所述环形台阶与所述第二突出部之间的探测杆上，且所述复位弹簧通过所述环形台阶限位。
进一步地，所述探测球头的直径小于所述工件焊接光孔的直径；
所述壳体包括彼此配合的盖体和外壳，所述盖体设置有中心孔，所述探测杆穿过所述中心孔。
具体地，所述光电检测模块包括彼此配合的光电发射端子和光电接收端子，所述光电发射端子和光电接收端子均与所述控制模块连接，
当工件压靠所述探测模块时，所述探测模块移动以阻断所述光电发射端子与光电接收端子之间的光电波传输，使所述光电接收端子触发所述控制模块发出所述进入下一步操作的指令。
进一步地，所述光电发射端子与所述光电接收端子分别设置在所述壳体的内腔的相对两侧，
在所述壳体的下端设置有用于供电和数据传输的接口，所述控制模块为可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述接口连接。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
(1)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于探测标准件，如凸焊件、植焊件、3D胶块等，且无论在工件的正、反面均可探测；
(2)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于探测小型零件、相似零件；
(3)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于标准件、小型零件的单独探测或多个部位联合探测。
(4)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置在对焊接零件进行探测时，该装置可以安装在夹具/辅助工装的固定基座上，也可安装在夹具/辅助工装的活动机构上向待探测零件做接近、压靠运动，且接近或者压靠方向无限制；
(5)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可以根据检测对象的差异，将工作行程设定在3～25mm的范围内。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的用于机动车辆的工件焊接防漏装置的结构示意图；
图2a是图1所示的盖体的结构示意图；
图2b是图2a中沿A-A切割线所获得的剖视图；
图3a是图1所示的外壳的正视图；
图3b是图3a所示的外壳的右视图的结构示意图；
图3c是图3a中沿B-B切割线获得的剖视图；
图4a是图1所示的球头探测销的结构示意图；
图4b是图4a所示的球头探测销的俯视图；
图5a是图1所示的探测销轴套的正视图；
图5b是图5a所示的探测销轴套的俯视图；
图6a是图1所示的接口的结构示意图；
图6b是图6a所示的接口的左视图；
图6c是图6a中沿C-C切割线获得的剖视图。
其中，100工件焊接防漏装置，10壳体，11盖体，111中心孔，12外壳，13环形台阶，14复位弹簧，15接口，16壳体的内腔，161上部腔体，162下部腔体，20球头探测销，21探测球头，22探测杆，221探测杆的第一端，222探测杆的第二端，223第一突出部，224第二突出部，23探测销轴套，30光电检测模块，31光电发射端子，32光电接收端子。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例的用于机动车辆的工件焊接防漏装置。结合图2a至图3c所示，工件焊接防漏装置100包括壳体10、探测模块、光电检测模块30和控制模块(未示出)。具体地，探测模块可移动地设置在壳体10的内腔中，光电检测模块30设置在壳体10的内腔16中且设置在探测模块的下方，控制模块设置在壳体10的内腔16中，且光电检测模块30与控制模块连接。在使用时，机动车辆的工件焊接光孔(未示出)朝向探测模块移动，当在工件焊接光孔处焊接有工件时，工件压靠探测模块，使探测模块在壳体10的内腔16中移动以阻断光电检测模块30中的信号传输，之后触发控制模块发出进入下一步操作的指令；当在工件焊接光孔处漏焊工件时，探测模块穿过工件焊接光孔，此时探测模块保持在初始位置而不能阻断光电检测模块30中的信号传输，使控制模块无法发出进入下一步操作的信号，以实现防止漏焊工件。
参见图1至图3c所示，在本发明的一个示例中，壳体10包括彼此配合的盖体11和外壳12。在盖体11上设置有中心孔111。在本发明的另一示例中，壳体10设置有沿垂直于壳体10的纵长方向的方向向内突出的环形台阶13，环形台阶13将壳体10的内腔16分隔为了上部腔体161和下部腔体162，且上部腔体161和下部腔体162通过环形台阶13中间的空腔彼此连通。探测模块容纳在上部腔体161中，光电检测模块30容纳在下部腔体162中。
结合图1、图4a和图4b所示，探测模块包括球头探测销20和套设在球头探测销20上的复位弹簧14，球头探测销20沿壳体10的纵长方向布置在壳体10的上部腔体161中。具体地，球头探测销20包括从上到下依次设置的探测球头21和探测杆22。探测杆22的第一端221与探测球头21连接，且在连接之后与探测球头21一起穿过中心孔111而被布置在壳体10的外面。探测杆22的第二端222被布置在壳体10的上部腔体161中，且探测杆22的第一端221与第二端222分别为探测杆22的两端。
在本发明的一个示例中，探测杆22的形状设置为圆柱形，且探测球头21的形状与工件焊接光孔(未示出)的形状相配合，同时探测球头21的直径和探测杆22的第一端221的直径均小于工件焊接光孔(未示出)的直径，通过这样的设计，当在工件焊接光孔处没有焊接有工件时，该探测球头21和探测杆22的第一端221均可以穿过工件焊接光孔，而不被工件焊接光孔压靠以误认为该处焊接有工件。本领域技术人员可以明白，探测球头21可以设置为球形，也可以设置为长方体、圆柱体等，只要在工件焊接光孔处焊接有工件时，能够受到工件的压靠，而在没有焊接有工件时，能够穿过工件焊接光孔即可。探测杆22也可以设计成长方体、圆锥体或者圆台等形状，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。
结合图1、图4a和4b所示，在探测杆22上从第一端221朝向第二端222的方向上依次设置有第一突出部223和第二突出部224。且第一突出部223和第二突出部224沿垂直于探测杆22的纵长方向的方向延伸且呈圆柱形，第二突出部224的径向直径大于所述第一突出部223的径向直径。结合图1、图5a和5b所示，第二突出部224与壳体10的上部腔体161的上端之间的内腔设置有探测销轴套23，且探测销轴套23与壳体10的上部腔体161的内腔壁固定连接上，例如探测销轴套23与内腔壁之间通过过盈配合、卡扣连接或者粘结剂连接等。为了使探测模块能够在壳体10的腔体内沿壳体10的纵长方向上下(如在页面中的图1的上下方向)移动，第一突出部223与探测销轴套23之间间隙配合，且第二突出部224与壳体10的上部腔体161的内腔壁之间间隙配合。
如图1所示，在第二突出部224与环形台阶13之间的上部腔体161中设置有复位弹簧14，且复位弹簧14套设在第二突出部224下方的探测杆22上。当工件压靠探测模块时，探测球头21带动探测杆22在探测销轴套23中朝向壳体10的下部腔体162移动，使得探测杆22带动第一突出部223和第二突出部224沿壳体10的纵长方向向下(如在页面中的图1的上下方向)移动，即第二突出部224朝向环形台阶13移动，同时探测杆22的第二端222穿过环形台阶13移动至壳体10的下部腔体162中。由于第二突出部224受到环形台阶13的限位，使得第二突出部224最长的行程距离为第二突出部224在初始位置时至环形台阶13之间的距离，这样探测模块的工作行程范围能够扩大到3～25mm之间，例如可以将探测模块的工作行程设置为5mm、10mm、15mm、17mm、20mm、22mm或者24mm等。当检测完成时，探测模块借助于被压缩在环形台阶13上的复位弹簧14的反作用力恢复到初始位置。
在本发明的另一示例中，壳体10的盖体11上的中心孔111的直径大于探测球头21的直径，通过这样的设计使得探测球头21在受到工件(未示出)的压靠时，沿壳体10的纵长方向移动的过程中，探测球头21被压靠入中心孔111中，此时探测球头21所移动的行程为探测球头21所移动的最长距离。当然本领域技术人员可以明白，中心孔111的直径还可以小于探测球头21的直径，不论探测球头21的直径大于、小于或者等于探测球头21的直径，在设计中优选地使探测球头21沿壳体10的纵长方向(如在页面中的图1的上下方向)移动的最大距离小于或者等于第二突出部224在初始位置时至环形台阶13之间的距离。当然本领域技术人员可以根据需要将探测球头21沿壳体10的纵长方向(如在页面中的图1的上下方向)移动的最大距离大于第二突出部224在初始位置时至环形台阶13之间的距离。
再次参见图1，光电检测模块30包括彼此配合的光电发射端子31和光电接收端子32。光电发射端子31与光电接收端子32分别设置在壳体10的下部腔体162的相对两侧，且光电发射端子31和光电接收端子32均与控制模块连接。当工件压靠探测模块的探测球头21时，探测模块沿壳体10的纵长方向向下(如页面中图1的上下方向)移动，以阻断光电发射端子31与光电接收端子32之间的光电波传输，使光电接收端子32触发控制模块发出进入下一步操作的指令。
如图6a至图6c所示，在本发明的一个示例中，在壳体10的下端设置有接口15，且控制模块为可编程逻辑控制器(PLC)，可编程逻辑控制器与接口15连接以向工件焊接防漏装置100供电和且实现工件焊接防漏装置100与外部设备之间的数据传输。在本发明的另一示例中，工件焊接防漏装置100可以用于探测标准件，例如凸焊件(在工件正、反面均可)、植焊件、3D胶块等；还可以用于探测小型零件、相似零件(选择造型差异处)；而且还能用于标准件或者小型零件的单独探测或多个部位联合探测。在本发明的还一示例中，工件焊接防漏装置100可以安装在夹具、辅助工装或检具、工位器具上。在对焊接零件进行探测时，该装置可以安装在夹具/辅助工装的固定基座上，也可安装在夹具和/或辅助工装的活动机构上向待探测零件做接近(即压靠)运动，接近(即压靠)方向无限制，根据检测对象的差异，能够将探测模块的工作行程设定在3～25mm的范围内。
下面通过详细描述工件焊接防漏装置100的工作原理进一步说明工件焊接防漏装置100的具体结构。
当机动车辆的总成工件装配时，沿某方向例如沿页面中图1的上下方向运动，如果待探测零件没有漏焊，由于零件(例如凸焊螺母)的直径小于探测球头21的直径，使得在运动过程中与球头探测销20接触并压迫(即压靠)探测球头21，使球头探测销20沿壳体10的纵长方向朝向光电检测模块30(即朝向页面中图1的向下的方向)运动。
当球头探测销20随工件下行至最低点时，球头探测销20的第二端222阻断光电发射端子所发出的光电波，进而光电接收端子32无法接收该光电波，随即光电接收端子32向PLC(可编程逻辑控制器)发出光电中断信号，使得PLC(可编程逻辑控制器)被触发并发出进行下一步的动作指令(例如夹具下降、夹紧、焊钳焊接等指令)，从而操作员进行后序的正常焊接作业。根据被探测物品结构不同，探测模块的工作行程约在3～25mm之间。操作结束后，装配完工件离开，球头探测销20在复位弹簧14的作用下运动至初始位置，光电发射端子发射的光电波被接收端子接收，之后工件焊接防漏装置100进入下一检测循环。
如果总成工件漏焊某一零件，当工件下行时，球头探测销20的探测球头21无接触或直接穿过钣金孔(即工件焊接光孔)，使得球头探测销无动作，即探测模块由于处于初始位置而处于待命状态，故光电接收端子32持续接收来自于光电发射端子31的光电波，由此PLC(可编程逻辑控制器)未被触发。在PLC(可编程逻辑控制器)未被触发的状态下，PLC(可编程逻辑控制器)将不发出进入下一步的动作指令(例如夹具下降、夹紧、焊钳动作等指令)，这样就防止漏焊工件的非预期使用。此时操作者将对工件进行检查，并撤走故障件，之后工件焊接防漏装置100进入下一检测循环。
在使用工件焊接防漏装置100时，可以将工件焊接防漏装置100固定在夹具固定角座上以探测位于工件钣金孔内侧的工件(例如凸焊螺母)或者位于外侧的植焊螺栓是否漏焊，还可以将工件焊接防漏装置100装在夹具活动臂上采用接近方式探测小零件是否漏焊。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
(1)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于探测标准件，如凸焊件、植焊件、3D胶块等，且无论在工件的正、反面均可探测；
(2)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于探测小型零件、相似零件；
(3)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可用于标准件、小型零件的单独探测或多个部位联合探测。
(4)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置在对焊接零件进行探测时，该装置可以安装在夹具/辅助工装的固定基座上，也可安装在夹具/辅助工装的活动机构上向待探测零件做接近、压靠运动，且接近或者压靠方向无限制；
(5)本发明提供的用于机动车辆的工件焊接防漏装置可以根据检测对象的差异，将工作行程设定在3～25mm的范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述工件焊接防漏装置包括：
壳体；
探测模块，所述探测模块可移动地设置在所述壳体的内腔中；
光电检测模块，所述光电检测模块设置在所述壳体的内腔中且设置在所述探测模块的下方；
控制模块，所述控制模块设置在所述壳体的内腔中，且所述光电检测模块与所述控制模块连接；
在使用时，所述机动车辆的工件焊接光孔朝向所述探测模块移动，当在所述工件焊接光孔处焊接有工件时，所述工件压靠所述探测模块，使所述探测模块在所述内腔中移动以阻断所述光电检测模块中的信号传输，之后触发所述控制模块发出进入下一步操作的指令；
当在所述工件焊接光孔处漏焊所述工件时，所述探测模块穿过所述工件焊接光孔，此时所述探测模块保持在初始位置而不能阻断所述光电检测模块中的信号传输，使所述控制模块无法发出所述进入下一步操作的信号，以实现防止漏焊所述工件；
所述探测模块包括球头探测销和套设在所述球头探测销上的复位弹簧，所述球头探测销沿所述壳体的纵长方向在所述壳体的内腔中布置；
所述球头探测销包括从上到下依次设置的探测球头和探测杆，所述探测杆的第一端与所述探测球头连接且设置在所述壳体的外面，所述探测杆的与所述第一端相对的第二端设置在所述壳体的内腔中，
在使用时，所述探测杆能够沿所述壳体的纵长方向在所述壳体的内腔中移动；
第一突出部和第二突出部朝向所述第二端依次设置在所述探测杆上，所述第一突出部和第二突出部沿垂直于所述探测杆的纵长方向的方向延伸且呈圆柱形，所述第二突出部的径向直径大于所述第一突出部的径向直径；
所述第二突出部与所述壳体的内腔壁间隙配合；
所述壳体设置有沿垂直于所述壳体的纵长方向的方向向内突出的环形台阶；
当所述工件压靠所述探测模块移动时，所述探测杆的第二端沿所述壳体的纵长方向移动穿过所述环形台阶。
2.根据权利要求1所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述第二突出部与所述壳体的内腔的上端之间设置有探测销轴套，且所述探测销轴套与所述内腔固定连接，所述探测销轴套套设在所述第一突出部上。
3.根据权利要求2所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述第一突出部与所述探测销轴套间隙配合，所述探测销轴套与所述壳体的内腔壁过盈配合，
在使用时，当所述工件压靠所述探测模块的探测球头时，所述探测球头带动所述探测杆在所述探测销轴套中沿所述壳体的纵长方向朝向所述光电检测模块的方向移动。
4.根据权利要求1所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
容纳有所述探测模块的所述壳体的上部腔体与容纳有所述光电检测模块的所述壳体的下部腔体通过所述环形台阶分隔，
所述复位弹簧套设在所述环形台阶与所述第二突出部之间的探测杆上，且所述复位弹簧通过所述环形台阶限位。
5.根据权利要求1所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述探测球头的直径小于所述工件焊接光孔的直径；
所述壳体包括彼此配合的盖体和外壳，所述盖体设置有中心孔，所述探测杆穿过所述中心孔。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述光电检测模块包括彼此配合的光电发射端子和光电接收端子，所述光电发射端子和光电接收端子均与所述控制模块连接，
当工件压靠所述探测模块时，所述探测模块移动以阻断所述光电发射端子与光电接收端子之间的光电波传输，使所述光电接收端子触发所述控制模块发出所述进入下一步操作的指令。
7.根据权利要求6所述的用于机动车辆的工件焊接防漏装置，其特征在于，
所述光电发射端子与所述光电接收端子分别设置在所述壳体的内腔的相对两侧，
在所述壳体的下端设置有用于供电和数据传输的接口，所述控制模块为可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述接口连接。
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