專利名稱：蓋螺母的焊接方法及焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
蓋螺母通常被用作固定到汽車車輪上的螺母，目的是防止進水、進泥等，或者改善其外觀效果。這種螺母設(shè)置有一碗形的頂帽，該頂帽被焊接到螺母上。本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及到這種螺母的焊接。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，由于未被焊接到一起的頂帽和螺母被卡盤卡緊，因此從某處進入到卡盤的拉伸鉗內(nèi)的鐵屑將使頂帽和螺母之間的相對位置不同心，從而在偏離狀態(tài)下將兩個部分焊接到一起。由于被卡盤卡緊的頂帽和螺母保持在待機狀態(tài)，而電極朝向頂帽和螺母移動，因此即使兩個電極之間的相對位置存在最微小的偏移，都將使被電極正確卡緊的頂帽和螺母損壞，這樣就會使頂帽和螺母不對心地焊接在一起，或者當頂帽抵靠在螺母上時，使該頂帽被頂出。另外，由于使用了卡盤裝置，因此就需要在很大程度上提高卡盤機構(gòu)的精確度，這就要求很高的安裝精度。當被卡盤機構(gòu)卡緊的部件數(shù)量增多時，活動部件例如卡爪和軸將會磨損，這樣就會降低存在精度。
當頂帽和螺母的軸線與電極的軸線同軸時，頂帽和螺母可沿電極的軸向移動，接著頂帽和螺母將被容納和卡緊在電極的凹槽內(nèi)。就是說，當頂帽和螺母與電極的軸線同軸時，其軌跡可移動到電極的凹槽內(nèi)，這樣就使頂帽和螺母的軌跡最簡單；因此將其固定在電極內(nèi)的工序可被簡單、可靠地執(zhí)行，從而確保實現(xiàn)可靠的操作。
當頂帽和螺母分別被沿正方形軌跡移動的進送部件夾持時，其可以到達電極的凹槽內(nèi)。當其被進送部件卡緊后，頂帽和螺母就可到達電極的凹槽內(nèi)，在這種情況下，進送部件的軌跡為正方形，從而更容易實現(xiàn)可靠的操作，所述操作包括當這兩個部件定位于電極的軸線上后其朝向電極凹槽的移動。就是說，要求進送部件能夠提供一個返回部件安裝位置的軌跡和當部件被安裝后移向準備前移的位置的軌跡。這些要求可通過正方形的移動路線得以可靠實現(xiàn)。
可將一個適合于裝配到螺母上的螺紋孔內(nèi)的導(dǎo)向銷安裝到夾持螺母電極的凹槽內(nèi)。就通過電極卡緊螺母而已，安裝這種導(dǎo)向銷能夠防止螺母在焊接過程中受到擠壓時出現(xiàn)不正常的傾斜，從而確保螺母正確抵靠在頂帽上。對于頂帽而已，如果頂帽是碗形的，那么該頂帽就會通過其整個開口端的均一性在以類似于一個小球在電極凹槽內(nèi)自由滾動的方式抵壓在螺母上的過程中緊壓在螺母的端面上。即，該頂帽具有相對螺母自動對中的功能。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例提供一種蓋式螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊碗形頂帽的凹槽，另一電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，該焊接裝置包括一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，該頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在將螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極凹槽內(nèi)。由于頂帽和螺母分別被卡在電極的凹槽內(nèi)，因此當位于同一軸線上的兩個電極彼此接近，以相互抵靠時，這兩個部件將位于正確的相對位置上；這樣，就能夠得到滿意的焊接精度。由于頂帽和螺母分別容納在電極的凹槽內(nèi)，因此電極和容納在電極內(nèi)的部件之間的相對位置可被精確設(shè)定，從而得到上述以高精確度焊接在一起的部件。此外，由于頂帽和螺母直接被電極卡緊，因此無需采用現(xiàn)有技術(shù)中所用的卡盤機構(gòu)，這樣操作人員就不會遇到采用卡盤時所出現(xiàn)的上述問題。
還可接合一個傳動裝置，以使頂帽進送機構(gòu)和螺母進送機構(gòu)的進送部件能夠沿一正方形的軌跡移動。當兩個部件被進送部件卡緊時，這兩個部件到達電極的凹槽內(nèi)，在這種情況下，進送部件的軌跡就是正方形，從而更容易實現(xiàn)可靠的操作，所述操作包括這兩個部件在定位于電極軸線上后朝向電極凹槽的移動。即，要求進送部件提供一個用于返回部件安裝位置的軌跡和一個用于在部件安裝后移動到待移位置上的軌跡。這些要求可由正方形的移動路線來滿足。
可將一個適合于裝配到螺母上的螺紋孔內(nèi)的導(dǎo)向銷安裝到盡快螺母電極的凹槽內(nèi)，該導(dǎo)向銷設(shè)置有一個用于在焊接后允許蓋螺母從電極凹槽內(nèi)排出的裝置。對于通過電極卡緊螺母而言，安裝這種導(dǎo)向銷能夠防止螺母在焊接過程中受到擠壓時產(chǎn)生不正常的傾斜，從而確保螺母正確抵靠在頂帽上。導(dǎo)向銷設(shè)置有一排出裝置，例如壓縮空氣噴嘴或推桿，以允許最終的蓋螺母從電極內(nèi)脫出。具體而言，由于排出力作用于頂帽的內(nèi)部，因此排出所需的力就可被可靠地傳遞給蓋螺母，而且提高了排出操作本身的可靠性。對于頂帽而言，如果頂帽是碗形的，那么該頂帽就會通過其整個開口端的均一性在以類似于一個小球在電極凹槽內(nèi)自由滾動的方式抵壓在螺母上的過程中緊壓在螺母的端面上。即，該頂帽具有相對螺母自動對中的功能。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例提供一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊碗形頂帽的凹槽，另一電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，該焊接裝置包括一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，該頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于通過一個相對電極的軸線沿傾斜方向移動的進送桿將螺母運送到電極凹槽內(nèi)。由于頂帽和螺母分別被卡在電極的凹槽內(nèi)，因此當位于同一軸線上的兩個電極彼此接近，以相互抵靠時，這兩個部件將位于正確的相對位置上；這樣，就能夠得到滿意的焊接精度。由于頂帽和螺母分別容納在電極的凹槽內(nèi)，因此電極和容納在電極內(nèi)部件之間的相對位置可被精確設(shè)定，從而得到上述以高精確度焊接在一起的部件。此外，由于頂帽和螺母直接被電極卡緊，因此無需采用現(xiàn)有技術(shù)中所用的卡盤機構(gòu)，這樣操作人員就不會遇到采用卡盤時所出現(xiàn)的上述問題。再者，由于螺母是通過那個沿傾斜方向移動的進送桿被輸送到電極凹槽內(nèi)的，因此就可能從遠處將螺母移向電極，這樣當環(huán)繞電極的空間有限時，就會很方便。
根據(jù)本發(fā)明的再一實施例提供一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊碗形頂帽的凹槽，另一電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，該焊接裝置包括一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，該頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在將螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極凹槽內(nèi)，用于卡緊頂帽的頂帽進送機構(gòu)的進送部件和用于卡緊螺母的螺母進送機構(gòu)的進送部件具有下述位置關(guān)系當兩個進送部件前移時，使其不相互干涉。由于頂帽和螺母分別被卡在電極的凹槽內(nèi)，因此當位于同一軸線上的兩個電極彼此接近，以相互抵靠時，這兩個部件將位于正確的相對位置上；這樣，就能夠得到滿意的焊接精度。由于頂帽和螺母分別容納在電極的凹槽內(nèi)，因此電極和容納在電極內(nèi)部件之間的相對位置可被精確設(shè)定，從而得到上述以高精確度焊接在一起的部件。此外，由于頂帽和螺母直接被電極卡緊，因此無需采用現(xiàn)有技術(shù)中所用的卡盤機構(gòu)，這樣操作人員就不會遇到采用卡盤時所出現(xiàn)的上述問題。對于卡盤機構(gòu)而言，如果鐵屑或類似物存在于卡爪和部件之間，那么部件將被卡在傾斜的位置上，這樣，有時很難實現(xiàn)正確的焊接。另外，頂帽進送機構(gòu)的進送部件和螺母進送機構(gòu)的進送部件之間具有下述的位置關(guān)系當其移動時，不會相互干涉。這就使頂帽進送機構(gòu)和螺母進送機構(gòu)集中在一個盡可能靠近電極軸線的區(qū)域內(nèi)，因為這兩個進送部件均能夠在兩個電極之間移動，這一點對最小化整個焊接裝置的空間極為有利。此外，由于兩個進送部件能夠同時在電極之間移動，因此可在短時間內(nèi)將頂帽和螺母有效地固定在電極之間。
當沿電極的方向觀察時，頂帽進送機構(gòu)的進送部件的移動和縮回方向及螺母進送機構(gòu)的進送部件的移動和縮回方向沿一條直線彼此相對，或與電極的方向交叉。這樣就允許兩個進送部件在不相互干涉的前提下按照上述方式前移和縮回，從而有可能縮小空間并實現(xiàn)短時間的輸送。另外，當兩個進送部件的前移和縮回軸線相互交叉時，如上所述，頂帽的進送機構(gòu)和螺母的進送機構(gòu)就能夠位于相互靠近和集中的位置上，從而更加有利于節(jié)省空間。
作為一種替換，一種蓋螺母的焊接裝置其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊碗形頂帽的凹槽，另一電極設(shè)置有一個用于容納和夾緊螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，該焊接裝置包括一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，該頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在將螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極凹槽內(nèi)，用于卡緊頂帽的頂帽進送機構(gòu)的進送部件和用于卡緊螺母的螺母進送機構(gòu)的進送部件具有下述位置關(guān)系當兩個進送部件前移時，使其不相互干涉。當沿電極的方向觀察時，頂帽進送機構(gòu)的進送部件的移動和縮回方向及螺母進送機構(gòu)的進送部件的移動和縮回方向沿一條直線彼此相對，或與電極的方向相交叉。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例提供一種蓋螺母焊接裝置，其特征在于其包括一個活動電極和一個固定電極，這兩個電極相對一垂直軸線同軸設(shè)置，所述固定電極設(shè)置有一用于夾緊螺母的凹槽；一個進送部件，該進送部件適合于沿基本垂直所述軸線的方向移動和縮回，而且還用于夾緊頂帽，該進送部件被構(gòu)造成能夠沿所述軸線垂直移動的結(jié)構(gòu)形式，其設(shè)置方式如下所述當一個頂帽被安裝在由固定電極卡緊的螺母上時，活動電極下降，以執(zhí)行擠壓操作并使電流通過。
當被進送部件卡緊的頂帽軸線與電極的軸線重合時，進送部件的移動停止，集中進送部件沿電極的軸線移動，而且頂帽的可靠端被安裝到螺母的端面上。接下來，活動電極移動，以將頂帽抵壓在螺母上并通以電流完成焊接操作。完成操作后，將蓋螺母從固定電極的凹槽內(nèi)取出。此外，進送部件做正方形移動，這種正方形移動包括朝向電極軸線的移動，沿電極軸線向下的移動，縮回移動和向上的移動。這樣，就不會通過采用一個精確度易變的裝置(例如卡盤)而是通過一種簡單的動作來提供精確耐用的裝置，這種簡單的動作包括進送部件的前移和縮回及沿電極軸線方向的位移組合。固定電極設(shè)置有一個凹槽，卡在該凹槽內(nèi)的螺母以良好的穩(wěn)定性處于待處理狀態(tài)。由于該裝置能夠?qū)㈨斆卑惭b在待處理的螺母上，因此頂帽不會出現(xiàn)位置發(fā)生偏移的情況。另外，由于傳遞給頂帽的動作很簡單，如上所述，因此簡化了所用的機構(gòu)，而且還節(jié)省了安裝空間。
當頂帽的進送部件設(shè)置有一個頂帽容納腔時，頂帽將被卡在該容納腔內(nèi)并以上述方式可靠移動。此外，由于頂帽的移動是在將頂帽放置在容納腔內(nèi)后進行的，因此即使在移動過程中出現(xiàn)與相鄰部件的干涉，頂帽仍然保持在受保護的狀態(tài)下，絕對不會意外脫落。
容納腔可開在下側(cè)，而且可設(shè)置有一個與頂帽進送槽相對并聯(lián)通的入口和一個允許頂帽離開容納腔的出口，該容納腔內(nèi)安裝有一個用于卡住頂帽的吸引裝置。由于以上述方式設(shè)置了用于頂帽進出容納腔的入口和出口，而且由于容納腔的下側(cè)設(shè)置有開口，因此就能夠可靠地將頂帽安裝到螺母內(nèi)并使進送部件縮回，同時將頂帽保持在容納腔內(nèi)。
頂帽的開口端可裝配在螺母端面上的環(huán)形槽內(nèi)。安裝在溝槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)確保頂帽高穩(wěn)定性地安裝在螺母的端面上。
現(xiàn)參照

圖11對蓋螺母的形狀加以說明。蓋螺母9是一種用于固定汽車輪胎的輪轂螺母。這種螺母的主體10由一個六邊形并非11和一個截面為環(huán)形的錐狀部分12構(gòu)成，該錐形部分12被壓入車輪上的孔內(nèi)，從而確定車輪的連接位置。形成蓋狀部分的頂帽13是通過將一鋼板擠壓成碗狀而被制成的。頂帽13的開口端14適合以滑動配合裝配到形成于螺母10端面上的環(huán)形溝槽15內(nèi)。
現(xiàn)參照圖1作進一步的說明。以環(huán)狀錐形孔形式存在的凹槽16形成于活動電極6的下端面上，頂帽13插入到該凹槽16內(nèi)，從而容納并卡緊頂帽13，同時使頂帽13的開口端14朝下。此外，嵌裝在凹槽16內(nèi)部區(qū)域中的是一個用于通過吸引力卡住頂帽13的磁鐵(永久磁鐵)。
頂帽13被進送部件18卡緊并被移動到凹槽16內(nèi)。因此，至少要在頂帽13與電極的軸線O同軸定位后，才能朝向電極的軸線O移動進送部件18。為此，安裝了一個頂帽進送機構(gòu)19，該機構(gòu)能夠使進送部件18沿一正方形的軌跡移動。如圖2和3所示，該機構(gòu)19設(shè)置有一沿水平方向安裝的底板20，進送部件18安裝在該底板20上，以前移和縮回，其前移和縮回方向垂直于軸線O。安裝一個驅(qū)動裝置21，用于執(zhí)行前移和縮回操作。該驅(qū)動裝置21可以是電驅(qū)動式的裝置，例如直流伺服電動機，但在本發(fā)明中，該驅(qū)動裝置是一個固定到底板20上的氣缸22，活塞桿23與進送部件18相連接。另外，進送部件18由無磁性的厚不銹鋼板制成，如圖所示。
如圖2所示，進送部件18設(shè)置有一平面狀的導(dǎo)向表面25，該表面的高度低于該部件上的表面24的高度，其高度差形成了一個導(dǎo)向壁26。頂帽13從圖2的上部區(qū)域移動，并移出該圖的左側(cè)。頂帽13通過導(dǎo)向壁26定位，在該狀態(tài)下，頂帽13被臨時鎖緊；因此，就形成了一個與頂帽13相一致的弓形部分27，一磁鐵(永久磁鐵)被嵌裝在進送部件18內(nèi)，以將頂帽13吸到弓形部分27內(nèi)。
為使頂帽13滑動到導(dǎo)向表面25上，一斜槽29被連接到底板20上。該斜槽29的截面為四邊形，為使斜槽的底面30與導(dǎo)向表面25連續(xù)，一個支座部件31被固定到底板20上，而斜槽29固定到該支座部件31上。盡管在圖中未被示出，但斜槽29可通過一根進送軟管與部件的進送裝置相連接。當一些部件在導(dǎo)向表面25上與頂帽13相接觸時，為防止頂帽13產(chǎn)生偏移，斜槽29的一部分象遮光板一樣延伸，以形成一個保護板29a。
為了能夠沿軸線O移動頂帽13，將一驅(qū)動裝置32連接到一個固定部件34上。驅(qū)動裝置32可以是電驅(qū)動型的裝置，例如可以是一個直流伺服電動機，但在本發(fā)明中，該驅(qū)動裝置是一個固定到固定部件34上的氣缸，氣缸的活塞桿35與底板20相連接。由于本發(fā)明所使用的氣缸33是串聯(lián)式的，因此活塞桿35分別從兩個封裝的缸體內(nèi)分別伸出。
用于將螺母10運送到固定電極8內(nèi)的機構(gòu)與上述的螺母進送機構(gòu)19基本相同。固定電極8的上端面設(shè)置有一個以環(huán)狀錐形孔形式存在的凹槽36，螺母10的錐形部分12被插入到該凹槽36內(nèi)，以容納和卡緊螺母10。
螺母10被進送部件37卡緊并被運送到凹槽36內(nèi)；因此，至少要在螺母10與電極軸線O同軸定位后，進送部件37才能沿電極的軸線O移動。為此，安裝了一個螺母進送機構(gòu)38，以使進送部件37沿一正方形的軌跡移動。該機構(gòu)38如圖4和5所示，其中一個底板39安裝在一水平位置上，而進送部件37以使其能夠前移和縮回的方式安裝在該底板39上，其前移和縮回方向垂直于軸線O。安裝一個驅(qū)動裝置40，以實現(xiàn)這種移動和縮回。驅(qū)動裝置40可以是電驅(qū)動型的裝置，但在本發(fā)明中，它是一個固定到底板39上的氣缸，其活塞桿42與進送部件37相連接。此外，進送部件37以一種由無磁性的不銹鋼制成的滑塊部件的形式存在，如圖所示。
如圖1、4和5所示，進送部件37設(shè)置有一個螺母容納腔43。該容納腔43設(shè)置有一個與斜槽44的通道45對準的入口部分46和允許螺母10離開容納腔43的一個出口部分47。一磁鐵(永久磁鐵)48嵌裝在進送部件37內(nèi)，用于將螺母吸引并臨時鎖定在該容納腔43內(nèi)。以使螺母10與導(dǎo)向表面49和50相接觸的方式設(shè)定其位置，從而使其定位。即，如圖4和5所示，靠近導(dǎo)向表面49和50相互交叉的位置。
斜槽44被連接到底板39上，以將螺母10平滑移動到容納腔43內(nèi)。斜槽44的截面為四邊形并與底板39相連接，從而使其底面51與底板52的表面52保持連續(xù)。盡管在圖中未被示出，但斜槽44可通過一進送軟管與一個部件進送裝置相連接。
為防止螺母10沿軸線O移動，一個驅(qū)動裝置53被連接到固定部件34上。為防止螺母10沿軸線O移動，一個驅(qū)動裝置53被連接到固定部件34上。驅(qū)動裝置53可以是電驅(qū)動型的裝置，例如可以是一個直流電動機，但在本發(fā)明中，它是一個固定在靜止部件34上的氣缸54，其活塞桿55與底板39相連接。由于在本發(fā)明中所用的氣缸54是串聯(lián)式的，因此活塞桿55分別從兩個封裝的缸體內(nèi)伸出。
圖6為固定電極8的具體結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中導(dǎo)向銷56被絕緣體57和58所支承。電極8包括一個設(shè)置有一凹槽36的上部部件59、一個設(shè)置有活塞腔60的中間部件61和一個也設(shè)置有活塞腔62的下部部件63，這三個部件在螺紋部分64和66處成為一個整體。絕緣體57安裝在上部部件59上，絕緣體58安裝于中間部件61上。導(dǎo)向銷56包括一個銷軸部分66和一個活塞部分67。銷軸部分66在絕緣體57上滑動，活塞部分67在絕緣體58上滑動。一絕緣體68也安裝在活塞腔62的底部，一個壓縮盤簧69安裝在絕緣體68和活塞部分67之間。導(dǎo)向銷56在中心處形成有一空氣通道70，而下部部件63設(shè)置有一空氣孔71，目的是通過空氣軟管72輸送壓縮空氣。
形成于導(dǎo)向銷56上的空氣通道70是一種允許蓋螺母9在完成焊接操作后從電極8的凹槽36內(nèi)脫出。也可以在銷軸部分66的外圓周表面上設(shè)置空氣溝槽73，如圖7所示，用它來代替以通孔形式存在的空氣通道70。對于這種排出裝置而言，可采用一個如圖13所示的凸桿74。該凸桿74通過導(dǎo)向銷56的中心滑動伸出，而且還設(shè)置有一滑動裝配在凸桿74下端的杯形活塞75和一個朝向壓縮空氣開口的通道76。當壓縮空氣被導(dǎo)入時，活塞75有力地移動，以使桿74向上推動頂帽13的內(nèi)部，從而將蓋螺母9推出凹槽36。
現(xiàn)參照圖8對活動電極6加以說明。電極6包括三個部件設(shè)置有一凹槽16的下部部件77、一個設(shè)置有一活塞腔78的中間部件79和一個與電線80、81相連接的上部部件82，所述的三個部件在螺紋部分83和84處匯合成為一個整體。活塞85以一個容器87的形式存在，該容器87內(nèi)容納有一個磁鐵(永久磁鐵)86，一個與所述容器87相接觸的導(dǎo)電銷88與容器87一體制成。該容器87由無磁性的不銹鋼制成，而導(dǎo)電銷88由鐵材制成，而鐵材又是一種磁性材料。導(dǎo)電銷88穿過一個安裝于下部部件77上的絕緣體89延伸，活塞85可滑動地插裝在圓筒形絕緣體90內(nèi)，而圓筒形絕緣體90安裝在中間部件79的內(nèi)部。
一絕緣體91安裝于上部部件82的內(nèi)部，一導(dǎo)電板92被連接到絕緣體91的最里面的區(qū)域上。一個壓縮盤簧93設(shè)置于導(dǎo)電板92和活塞85之間。電線80在其絕緣狀態(tài)下被連接到導(dǎo)電板92上，而另一導(dǎo)線81被連接到上部部件82的外表面上。因此，當頂帽13進入凹槽16時，磁鐵86的吸引力通過導(dǎo)電銷88作用于頂帽13上，以將頂帽13固定在凹槽16內(nèi)。此時，如果頂帽13和導(dǎo)電銷88及凹槽16的內(nèi)表面相接觸，那么電流就會在導(dǎo)線80、81之間流動，以作為一個信號傳輸頂帽13的存在。即，電流流過導(dǎo)電板92、壓縮盤簧93、活塞85、導(dǎo)電銷88、頂帽13、下部部件77、中間部件79、上部部件82和導(dǎo)線81。
現(xiàn)對上述實施例的操作加以說明。圖1示出了進送部件18和37卡住頂帽13和螺母10的狀態(tài)。當氣缸22和41在該狀態(tài)下啟動時，進送部件18和37就會朝向軸線O移動，直到頂帽13和螺母10與軸線O同軸，于是進送部件18和37的移動停止。接著，當氣缸33和54啟動時，頂帽13沿軸線O向上移動，而螺母10沿軸線O向下移動。這種軸向移動的結(jié)果就是使頂帽13容納在凹槽16內(nèi)并受到磁鐵17的吸引力(或?qū)щ婁N88的吸引力)，另一方面，螺母10的錐形部分12進入凹槽36內(nèi)，同時導(dǎo)向銷56相對移動到螺母10上的螺紋孔內(nèi)。
在上述的狀態(tài)下，當氣缸22和41縮回，從而使進送部件18和37縮回時，頂帽13和螺母10仍然保持在凹槽16和36內(nèi)。而且活動電極6將前移，以將頂帽13焊接到螺母10上。此后或此前，氣缸33收縮，同時氣缸54伸長，以返回到在圖1中由實線表示的位置上。一系列這樣的動作將正方形軌跡傳遞給進送部件18和37。此外，用于實現(xiàn)所述系列動作的控制裝置可以容易地由常用的裝置來提供，其中常用的裝置包括電動式空氣切換閥和時序電路。
即使兩個電極、頂帽進送機構(gòu)和螺母進送機構(gòu)等分別相互交換垂直位置，上述的實施例仍然能夠?qū)崿F(xiàn)。而且，即使軸線O是水平的，上述實施例也能夠?qū)崿F(xiàn)。
圖12示出了導(dǎo)向銷56的前端部被斜切，以確保蓋螺母9沿箭頭94所示的固定方向被拋擲，而不是被分散拋擲，這是一種有利于將蓋螺母容納在一個安裝盒內(nèi)的方便的設(shè)置方式。
圖9示出了一個用于替代由圖1和8所示的磁鐵產(chǎn)生的頂帽吸引力的真空抽氣作用。一空氣通道95通向凹槽16并通過一個空氣軟管96與一個探測器97相連接。當頂帽13裝配在凹槽16內(nèi)時，如圖9所示，真空度將達到使探測器97發(fā)出一個表示正常的信號的程度。如果頂帽13未被卡在凹槽16內(nèi)，那么真空度就很低，探測裝置97檢測后，將發(fā)出一個不正常的信號，以避免活動電極6出現(xiàn)無效行程。
圖10示出了防止頂帽被焊接電流在兩個電極之間流動時所產(chǎn)生的磁場所吸引的措施。這種現(xiàn)象可能會根據(jù)周圍環(huán)境的不同而發(fā)生。因此，要安裝一個能夠防止頂帽13移動的控制板98，用于在進送部件18和前移的活動電極6之間伸出和縮回。一托架99被固定到底板20上，一個氣缸100被連接到托架99上，控制板98被固定在活塞桿101上。當焊接電流流動時，控制板98升高到在圖10中由雙點劃線表示的位置上，以防止頂帽13移動。
圖14示出了另一實施例，在該實施例中，螺母進送機構(gòu)38由一個適合于相對軸線O沿傾斜方向伸出和縮回的進送桿12構(gòu)成。進送桿102的導(dǎo)桿103象長矛一樣穿過螺母10上的螺紋孔，以與導(dǎo)向銷56相交。沿導(dǎo)桿103向下滑動的螺母10從導(dǎo)桿103的前端運送到導(dǎo)向銷56的前端。
這種設(shè)置方式可在下述情況中采用在頂帽和螺母中，進送部件可滑動地安裝在底板上，而且當?shù)装逖仉姌O的軸線推進和縮回時，進送部件也推進和縮回。這種設(shè)置方式能夠確保頂帽和螺母分別沿正方形軌跡運行，從而可靠地將部件運送到各個電極內(nèi)。此外，頂帽進送機構(gòu)和螺母進送機構(gòu)不會相互疊置。這兩個機構(gòu)可以彼此相對，如圖1所示，或者使兩個進送部件的推進和縮回方向彼此交叉，例如以90度相互交叉。這樣就能夠使兩個電極之間的間隔決定于進送部件推進和縮回所需的距離，從而使整個裝置占用的空間盡可能地小。同時，也可以使電極的行程最短。將兩個進送部件設(shè)置在盡可能靠近軸線O的位置上也能夠使進送部件的行程最小，從而縮短了操作周期。
附圖標記56表示一個設(shè)置在固定電極8中心處的導(dǎo)向銷，從而當螺母10容納在凹槽36內(nèi)，而且相對進入螺紋孔內(nèi)時，有利于容納螺母。盡管在圖中未示出，但導(dǎo)向銷56適合于被一個設(shè)置于活動電極8上的壓縮盤簧所頂壓。
頂帽進送機構(gòu)19的進送部件10和螺母進送機構(gòu)38的進送部件37具有如下的相對位置關(guān)系當其朝向電極的軸線O推進時，不會產(chǎn)生干涉，例如接觸或撞擊。就是說，設(shè)定一個間隔H(圖1)，以使進送部件18前端的下部和進送部件37前端的上部不互相干涉。另外，如圖15所示，當沿電極的軸線O觀看時，頂帽進送機構(gòu)19的進送部件18的推進和縮回方向及螺母進送機構(gòu)38的進送部件37的推進和縮回方向沿一直線彼此相對或相互交叉。即，當沿平面觀察時，圖1的整個裝置如圖15所示。在圖15中由實線表示的狀態(tài)下，進送部件18和37的推進和縮回方向沿一直線彼此相對，當頂帽進送機構(gòu)19設(shè)置于一個旋轉(zhuǎn)90度的位置上時，如圖中的虛線所示，其推進和縮回方向相互交叉。其交叉角可根據(jù)情況而定，例如可以是45或60度。因此，也就意味著兩個進送部件18和37的推進和縮回軸線也相互交叉。
參照圖16，在焊接裝置的主體(未示出)中，一個固定電極1被固定到一個不動的部件2上，而活動電極3與電極1同軸設(shè)置。電極2和3設(shè)置在同一個沿垂直方向延伸的軸線O1上。
現(xiàn)參照25A和25B對蓋螺母的形狀加以說明。螺母的主體205由一個六邊形部分206和一個截面為環(huán)狀的錐形部分207構(gòu)成，錐形部分207被壓入車輪孔內(nèi)，從而確定車輪的連接位置。形成外蓋部分的頂帽208是通過將一鋼板擠壓成碗形而制成的。頂帽208的開口端適合于以滑動配合裝配到形成于螺母205端面上的環(huán)形溝槽210內(nèi)。此外，為更好地理解，在附圖中放大示出了溝槽的寬度。
現(xiàn)參照圖16進一步加以說明。固定電極201設(shè)置有一個用于夾持螺母205的凹槽211。因為凹槽211容納錐形部分207，因此該凹槽也被制造成一個錐形孔的形式。此外，固定電極201上安裝有一個穿過螺母205上的螺紋孔延伸的導(dǎo)向銷212。可以采用各種不同的方法將螺母205運送到凹槽211內(nèi)。例如，可以采用通過一個用于以長矛的形式穿過螺母上的螺紋孔的進送桿來運送螺母的方法，還可以采用通過一個安裝在進送桿上用于吸引螺母從而完成進送操作的方法。
端面208被進送部件213所夾緊并被運送到螺母205的上端面214上，進送部件213至少要在端面208的軸線O2定位在與電極軸線O1同軸的位置上之后沿電極的軸線O1移動。為此，安裝了一個端面進送機構(gòu)215，用于使進送部件213沿一正方形的軌跡移動。如圖17和18所示，該機構(gòu)215設(shè)置有一沿水平方向安裝的底板216，在該底板上安裝有一個用于推進和縮回的進送部件213，其推進和縮回方向垂直于軸線O1。安裝一個用于執(zhí)行推進和縮回動作的驅(qū)動裝置217。該驅(qū)動裝置217可以是電驅(qū)動型的裝置，例如可以是一個直流伺服電動機，但在本發(fā)明中，它是一個固定在底板216上的氣缸218，其活塞桿219被連接到進送部件213上。此外，進送部件213由一種無磁性的不銹鋼制成的塊狀部件，如圖所示。
如圖16、17和18所示，進送部件213設(shè)置有一螺母容納腔220。一端面進送槽221設(shè)置于該容納腔220附近，而且還設(shè)置有一入口223，該入口與通道222相對并與其聯(lián)通。另外，還設(shè)置有一個出口224，該出口用于使頂帽208相對離開該容納腔220。為將頂帽208卡在容納腔220內(nèi)，安裝了一個吸引裝置。在本說明書中，該吸引裝置是一個磁鐵(永久磁鐵)225，該磁鐵的安裝位置以下述方式設(shè)定令頂帽208接觸容納腔220的內(nèi)壁226、227和228，以使頂帽定位。即，如圖所示，其被安裝在鄰近容納腔220的拐角處。另外，可用真空替代磁鐵。
為使頂帽208能夠沿軸線O1移動，可將一驅(qū)動裝置229鄰近到固定部件202上。該驅(qū)動裝置229可以是一種電驅(qū)動型的裝置，例如可以是一個直流電動機，但在本說明書中，它是一個固定到固定部件202上的氣缸230，而且其活塞桿231與底板216相連接。由于在本發(fā)明中所用的氣缸為串聯(lián)式的，因此活塞桿231分別從兩個封裝的缸體內(nèi)伸出。
當螺母205容納在凹槽211內(nèi)，而且螺母相對進入到螺紋孔內(nèi)時，一個設(shè)置于固定電極201拐角處的導(dǎo)向銷212幫助螺母的安裝。該導(dǎo)向銷212具有圖19所示的結(jié)構(gòu)，而且適合于推進和縮回。固定電極201的內(nèi)部設(shè)置有一缸體腔室232，一個與導(dǎo)向銷212一體制成的活塞233滑動插裝在該腔室內(nèi)。一個設(shè)置于缸體腔232內(nèi)的壓縮盤簧234沿伸出方向?qū)?dǎo)向銷212施加一個力。該導(dǎo)向銷212形成有一氣孔235，壓縮空氣噴嘴可通過該氣孔取出焊接好的蓋螺母204。附圖標記236和237分別表示缸體腔232上的氣孔和與該氣孔相連接的空氣軟管。
從圖16和18中可以看到，頂帽208的開口端突出到進送部件213的下表面之外。這樣，當進送部件213沿軸線O1下降時，就可以防止進送部件213的下表面與螺母的上部產(chǎn)生干涉，如圖18所示。
現(xiàn)對上述實施例的操作加以說明。圖16伸出了被進送部件213卡緊的頂帽208。當氣缸218在該狀態(tài)下被驅(qū)動時，進送部件213朝向軸線O1移動，直到頂帽208的軸線O2與電極軸線O1重合，此時進送部件213的推進停止。在該狀態(tài)下，進送部件218和237不可能相互干涉。接下來，當氣缸230被驅(qū)動時，頂帽208沿軸線O1向下移動。這種軸向移動的結(jié)果就是使頂帽208安裝在處于待機狀態(tài)的螺母205的上端面214上。此時，端面208的開口端209滑動裝配在環(huán)形溝槽210內(nèi)。就是說，形成了圖18所示的狀態(tài)。
在上述的狀態(tài)下，當氣缸218縮回時，進送部件213也縮回，同時將頂帽208留在螺母的上端面上。接著，活動電極203推進，以通過電阻將頂帽208焊接到螺母205上。此前或此后，氣缸230伸出，以返回在圖16中由實線所示的位置上。一系列這樣的動作使進送部件213沿正方形的軌跡移動。此外，用于實現(xiàn)所述系列動作的控制裝置可以容易地由常用的裝置來提供，其中常用的裝置包括電動式空氣切換閥和時序電路。
圖20伸出了底板216是靜止不動的實施例。底板216被固定到一個靜止部件202上，位于容納腔220內(nèi)的頂帽208在平面狀底板216的表面238上滑動。此時為使其定位，底板216上嵌裝有多個磁鐵(永久磁鐵)239。磁鐵239的安裝位置如下所述使頂帽208能夠被吸在內(nèi)壁226和227上，如圖21所示。螺母205的上端面以下述方式被設(shè)定使其略微低于底板的表面238，該高度差由附圖標記H表示。
當進送部件213從圖20所示的位置向右移動時，頂帽208在表面238上滑動，同時還被吸附在磁鐵239上。當進送部件213進一步移動時，作用于頂帽208上的磁鐵239的吸引力消失，頂帽208被運送到位于下部位置上的螺母的上端面214上。接著，頂帽的開口端裝配在溝槽210內(nèi)。此后，進送部件213返回，而活動電極推進，從而完成焊接操作。
圖22示出了頂帽208的進送機構(gòu)的一種變形結(jié)構(gòu)。一卡套241被焊接到操作臂240上，卡套241的下端設(shè)置有一個卡槽242?？ㄌ?41內(nèi)滑動安裝有一控制軸243，一磁鐵(永久磁鐵)244嵌裝在控制軸243的下端內(nèi)。操作臂240上焊接有一托架245，一軸246被固定到托架245上，該軸246上連接有一操作桿247。桿247在其左端通過一軸248與控制軸243相連接，而且適合于接受位于右端的氣缸249的輸出。為此，氣缸249的活塞桿250通過一軸251與操作桿247的右端相連接。
圖22示出了頂帽208的上部裝配在卡槽242內(nèi)并被磁鐵244所吸引的狀態(tài)。當氣缸249的活塞桿250縮回氣缸內(nèi)時，操作桿247圍繞軸246回轉(zhuǎn)，以拉起控制軸243。接著，由于磁鐵244沿遠離頂帽208的方向移動，因此作用于頂帽208上的吸引力消失，而頂帽208被安裝到螺母205上。通過上下移動操作臂240和沿水平方向的轉(zhuǎn)動可將頂帽208裝配到螺母205上。
現(xiàn)對圖23和24所示的實施例加以說明。在該實施例中，本發(fā)明被應(yīng)用到一個轉(zhuǎn)盤252上，該轉(zhuǎn)盤上安裝有一個頂帽進送機構(gòu)215、一個焊接裝置253和一個除去裝置254。一絕緣套管255安裝在轉(zhuǎn)盤252上，一中間電極256滑動裝配在該套管內(nèi)，一個壓縮盤簧258設(shè)置在電極256上的凸緣257和絕緣套管255之間。中間電極256設(shè)置有一個用于卡緊螺母205的凹槽259。
當活動電極203從圖24所示的位置下降并撞擊頂帽208時，壓縮盤簧258被壓縮，直到中間電極256擠壓固定電極201，然后通入一個電流，以焊接螺母和頂帽。此外，在圖23中，附圖標記260表示一個頂帽的部件進送裝置，而261表示一個用于容納已焊接好的蓋螺母的容器。
權(quán)利要求
1.一種蓋螺母的焊接方法，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一碗狀頂帽的凹槽，而另一電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一螺母的凹槽，其設(shè)置方式如下所述使分別被各個電極卡緊的頂帽的開口端和螺母的端面通過電極的推進而相互抵靠在一起，接著通以焊接電流，將頂帽和螺母焊接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋螺母焊接方法，其特征在于當所述頂帽和螺母的軸線相對電極的軸線同軸定位后，將沿電極的軸線移動，接著頂帽和螺母被容納并卡在電極的凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓋螺母焊接方法，其特征在于當所述頂帽和螺母分別被沿正方形軌跡移動的進送部件卡緊時，將到達電極的凹槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的蓋螺母焊接方法，其特征在于一個適合于裝配到螺母上的螺紋孔內(nèi)的導(dǎo)向銷被安裝在螺母卡緊電極的凹槽內(nèi)。
5.一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一碗狀頂帽的凹槽，而另一電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，所述裝置設(shè)置有一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，其中頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極的凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極的凹槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓋螺母焊接方法，其特征在于所述頂帽進送機構(gòu)的進送部件和螺母進送機構(gòu)的進送部件沿正方形軌跡執(zhí)行進送操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的蓋螺母焊接方法，其特征在于一個適合于裝配到螺母上的螺紋孔內(nèi)的導(dǎo)向銷被安裝在螺母卡緊電極的凹槽內(nèi)，所述導(dǎo)向銷設(shè)置有一完成焊接后允許蓋螺母從電極凹槽內(nèi)脫出的裝置。
8.一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一碗狀頂帽的凹槽，而另一電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，所述裝置設(shè)置有一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，其中頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極的凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后，通過一個相對電極的軸線沿傾斜方向移動的進送桿將螺母運送到電極的凹槽內(nèi)。
9.一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一碗狀頂帽的凹槽，而另一電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，所述裝置設(shè)置有一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，其中頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極的凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極的凹槽內(nèi)，用于卡緊頂帽的頂帽進送機構(gòu)的進送部件和用于卡緊螺母的螺母進送機構(gòu)的進送部件具有下述位置關(guān)系當上述兩個進送部件推進時，不會互相干涉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋螺母焊接裝置，其特征在于當沿電極軸線的方向觀察時，頂帽進送機構(gòu)的進送部件的推進和縮回方向及螺母進送機構(gòu)的進送部件的推進和縮回方向在一條直線上彼此相對或相互交叉。
11.一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于一個電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一碗狀頂帽的凹槽，而另一電極設(shè)置有一個用于容納和卡緊一螺母的凹槽，兩個電極均設(shè)置于同一軸線上，所述裝置設(shè)置有一個頂帽進送機構(gòu)和一個螺母進送機構(gòu)，其中頂帽進送機構(gòu)用于在頂帽定位在與電極軸線同軸的位置上后將頂帽運送到電極的凹槽內(nèi)，而螺母進送機構(gòu)用于在螺母定位在與電極軸線同軸的位置上后將螺母運送到電極的凹槽內(nèi)，用于卡緊頂帽的頂帽進送機構(gòu)的進送部件和用于卡緊螺母的螺母進送機構(gòu)的進送部件具有下述位置關(guān)系當上述兩個進送部件推進時不會互相干涉，當沿電極軸線的方向觀察時，頂帽進送機構(gòu)的進送部件的推進和縮回方向及螺母進送機構(gòu)的進送部件的推進和縮回方向在一條直線上彼此相對或相互交叉。
12.一種蓋螺母的焊接裝置，其特征在于其包括與一垂直軸線同軸設(shè)置的一活動電極和一固定電極，所述固定電極設(shè)置有一個用于卡緊螺母的凹槽，一個進送部件適合于相對所述軸線大體沿90度的方向推進和縮回，同時卡緊頂帽，所述進送部件可被構(gòu)造成能夠相對所述軸線沿垂直方向移動的結(jié)構(gòu)形式，其設(shè)置方式如下將一頂帽安裝在由固定電極卡緊的螺母上，活動電極下降，以執(zhí)行擠壓操作并通以電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置，其特征在于所述頂帽的進送部件設(shè)置有一個頂帽容納腔。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接裝置，其特征在于所述容納腔朝向下側(cè)開口，而且還設(shè)置有一個與頂帽進送槽相對并與該進送槽聯(lián)通的入口和一個出口，頂帽能夠通過該出口離開容納腔，所述容納腔被安裝在一個用于卡緊頂帽的吸引裝置內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3中任何一項所述的焊接裝置，其特征在于頂帽的開口端裝配在螺母端面上的環(huán)形槽內(nèi)。
全文摘要
一個電極(6)設(shè)置有一個用于容納和卡緊頂帽(13)的凹槽(16),而另一電極(8)設(shè)置有一個用于容納和卡緊螺母(10)的凹槽(36)。這樣,被卡緊的頂帽(13)和螺母(10)通過電極(6)的移動相互抵靠在一起,然后通以電流,完成焊接操作。此外,為將部件運送到兩個電極上的凹槽(16)和(36)內(nèi),安裝有分別執(zhí)行正方形運動的一個頂帽進送機構(gòu)(19)和一個螺母進送機構(gòu)(38),而頂帽進送機構(gòu)(19)和螺母進送機構(gòu)(38)內(nèi)又分別設(shè)置有適合于卡緊頂帽(13)和螺母(10)的進送部件(18)和(37)。
文檔編號B23K11/00GK1364105SQ00810807
公開日2002年8月14日 申請日期2000年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月27日
發(fā)明者青山好高, 青山省司 申請人:青山好高