專利名稱：改進(jìn)型電阻焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的對(duì)象是一種改進(jìn)型的利用電阻進(jìn)行焊接的裝置，與現(xiàn)有設(shè)備和裝置相比，本發(fā)明在電阻焊接小金屬零件與類似物體方面包含了重要的創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)。
更具體的是，本新發(fā)明涉及這樣一種設(shè)備，它有一個(gè)電極用于在自動(dòng)機(jī)器或旋轉(zhuǎn)壓床(rotating press)等應(yīng)用類型中焊接小零件與類似物體。所述裝置包含一個(gè)能在由一個(gè)氣缸、彈簧或壓縮元件輔助的支撐件內(nèi)移動(dòng)的電極，這允許了焊接時(shí)間可以延遲足夠長(zhǎng)以便有效焊接而不改變安裝電極的壓制機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。此裝置被一個(gè)快速作用的夾具保持在適當(dāng)位置，并與被安排在下模具或模型中的傳統(tǒng)的電極配合工作。所述裝置也可以用于機(jī)器人或其它機(jī)器中的多功能夾具。
背景技術(shù)：
利用電阻進(jìn)行小金屬零件的焊接被應(yīng)用于許多不同的工業(yè)中。它適用于零件的表面連接以及要結(jié)合在一起的板狀元件的焊接。
傳統(tǒng)的焊接操作是由以下步驟組成的將兩個(gè)零件置于兩個(gè)電極之間，在兩個(gè)電極之間通過特定時(shí)間的限定的電流，并在此時(shí)將特定的壓力施加于電極之上。與兩個(gè)零件相接觸的表面之間存在相當(dāng)大的電阻和通過這兒的高電流產(chǎn)生了很高的融化周圍材料的熱量，并因此完成了焊接。
在許多情況下是兩個(gè)不同尺寸的零件被焊接在一起，比如將一個(gè)螺母焊接到一定尺寸的片材的表面上。大的零件通常被置于下面而小的零件用手，通過傳送裝置或活塞，裝載到大的零件上，之后使用電極將壓力施加到兩個(gè)零件上并進(jìn)行焊接。
在這種焊接方法下，電流循環(huán)的時(shí)間參數(shù)與電極施加到要被焊接的零件上的壓力都是很重要的。
進(jìn)而，如果想在一個(gè)連續(xù)加工壓制機(jī)或傳送站中引入一個(gè)焊接步驟，必須要在工藝的末端執(zhí)行而不是在一個(gè)中間位置，這可能是最合邏輯的。這是因?yàn)樵诩訅貉h(huán)期間，面對(duì)面的一對(duì)電極并沒有處于這樣一個(gè)能夠在有恰當(dāng)壓力的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)所述的電阻的位置。這個(gè)問題通常是通過將要連接的零件用鉚釘或類似物體固定到一起來(lái)解決的。鉚接操作能有效地適合于連續(xù)壓制機(jī)中模具的升起與下降循環(huán)；然而，鉚釘對(duì)于牽引來(lái)說(shuō)具有低電阻，對(duì)于扭轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)具有零電阻。

發(fā)明內(nèi)容
所述利用電阻，即本發(fā)明的目的，進(jìn)行焊接的改進(jìn)型裝置的特征在于，它包括一個(gè)兩部件電極組件，此組件形成了一個(gè)夾具并允許它在連續(xù)壓制機(jī)或自動(dòng)沖壓機(jī)(transfer stamping machine)或自動(dòng)牽引機(jī)中作為中間焊接步驟進(jìn)行工作。然而，這并不排除上述裝置在機(jī)器人的夾具中或其它適合使用的機(jī)器中的應(yīng)用。
所述裝置主要尋求獲得兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得以下兩者相一致，即在確切的時(shí)間獲得充分的焊接壓力而不會(huì)使加壓循環(huán)因執(zhí)行所述焊接所產(chǎn)生的中斷而改變，并且要被焊接的零件被自動(dòng)放置在被加壓或被深拉的片材或板上。
事實(shí)上，所述裝置與另一個(gè)電極形成一個(gè)焊接組件，從而保持要被焊接的零件，并且允許焊接電流通過其進(jìn)行循環(huán)。每個(gè)電極都被固定到一個(gè)模具或模具保持件中，所述模具或模具保持件在壓制機(jī)中彼此面對(duì)。
所述裝置由一個(gè)固定到模具或模具保持件的基部主體組成，即使原則上在上面的情況下有兩根支柱，但所述主體可以有一個(gè)或幾個(gè)并行的支柱，所述電極被可移動(dòng)的置于所述支柱之一上，而定位裝置的中間連接元件被置于另一個(gè)支柱上。所述電極是通過一個(gè)后部伸縮元件來(lái)施壓的，比如一個(gè)彈簧或氣缸。電極的尖端被容納在浮動(dòng)地支撐在另一根支柱上的陶瓷定位主體內(nèi)。在此主體的末端有一個(gè)要被焊接的小零件(例如一個(gè)螺栓)被保持在適當(dāng)位置以便焊接并且面對(duì)著一個(gè)下窗口。當(dāng)機(jī)器降下時(shí)，所述定位裝置與下零件(例如螺母在其上被裝配的片材)接觸并壓迫它緊靠著下電極。上述定位裝置將所述窗放置到恰當(dāng)位置，通過此窗，所述螺母或要被焊接的零件會(huì)直接退出到下零件的表面上。壓迫的持續(xù)使得電極的尖端前進(jìn)經(jīng)過保持著所述螺母的主體，向此螺母接近并支撐在規(guī)定的后部伸縮元件中。當(dāng)壓制機(jī)的前進(jìn)壓迫電極緊靠螺母或要被焊接的零件時(shí)，它會(huì)將零件從其位置移開并緊靠著下部的片材，并且所述伸縮元件會(huì)在要被焊接的零件之間施加足夠的壓力以使得通過電流時(shí)進(jìn)行焊接。當(dāng)壓力撤消時(shí)，所述電極被首先退出，然后是所述定位裝置，兩個(gè)零件(片材和螺母)被恰當(dāng)?shù)睾附优c連接。
此裝置被設(shè)計(jì)得能使焊接在很短的時(shí)間周期內(nèi)完成；相應(yīng)地，根據(jù)后部伸縮元件的測(cè)量，所述電極被以足夠大的壓力壓迫到所述零件上。為此，它已經(jīng)被安排成使焊接電流供應(yīng)元件能在高強(qiáng)度與高頻率下工作。
所述電極在其被安置的支柱上具有一個(gè)帶有直通開口的基部。在用于電極導(dǎo)引的開口或套與支柱之間，有一個(gè)滑動(dòng)絕緣護(hù)罩，例如由陶瓷材料或是類似的材料制成的。上述電極在其后端有相應(yīng)的連接電纜并且在前面有一個(gè)桿對(duì)應(yīng)于該連接電纜的內(nèi)部，它與要被焊接的零件和后部伸縮元件相接觸。所述電極主體通過一個(gè)內(nèi)部通道用水冷卻。另一方面，所述軸向桿優(yōu)選地是通過可以進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)循環(huán)的一些開口或凹槽用空氣冷卻，例如，為了避免液體泄漏到模具上。在電極中產(chǎn)生了大量熱量的極端應(yīng)用的事例中，也提供了所有的冷卻都是用液體實(shí)施的方法，可以使用水或是合適的冷卻液體。所述桿以永久的方式或是可移動(dòng)的方式，以莫斯錐度、圓柱固定或以其它類似的裝配方法，連接到電極主體。
所述定位裝置要執(zhí)行兩個(gè)基本方案，它必須將所述小零件定位到合適的位置以便進(jìn)行焊接，并且它必須能容納所述滑動(dòng)電極桿。考慮到上述電極會(huì)明顯地發(fā)熱，因此所述定位裝置要以耐高溫的并且圍繞著電極電絕緣的材料制成，比如陶瓷材料或類似的材料。在所述定位裝置的底部有一個(gè)用于要被焊接的小零件的出口窗，并且它必須有恰當(dāng)?shù)某叽?。在一?cè)有一個(gè)連接到一個(gè)管道的窗，所述零件通過此管道自動(dòng)進(jìn)料，所述窗有一個(gè)前傳感器來(lái)測(cè)定何時(shí)所述零件已經(jīng)被置于其合適位置以便啟動(dòng)焊接程序或降下所述壓制機(jī)。所述零件一直被保持著直到所述電極桿通過一些橫向夾具或是類似系統(tǒng)將它推向遠(yuǎn)端窗。
在支柱上移動(dòng)的所述定位裝置在該支柱上的連接是通過一個(gè)中間連接部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所述部件也用于在零件供應(yīng)管道入口處的支撐和進(jìn)入的自動(dòng)調(diào)整。在此連接部件與支柱之間有一個(gè)伸縮元件來(lái)分別測(cè)定分離上部主體時(shí)的壓力。所述支柱具有一個(gè)中空的內(nèi)部，其中有一個(gè)彈簧或在所述連接部件的核心處有一個(gè)相對(duì)的伸縮缸。另一方面，所述連接部件具有一個(gè)樞軸，或限定行程的支撐件，被容納進(jìn)支柱的一個(gè)側(cè)槽內(nèi)以阻止翻轉(zhuǎn)或限定最大行程。在所述支柱與連接部件之間已經(jīng)提供了一個(gè)外殼或絕緣并且防摩擦的元件。
整個(gè)組件通過一個(gè)快速連接系統(tǒng)被固定到模具上，比如用一些夾具或類似的容易拆除的裝置。
因?yàn)樵O(shè)想此裝置是以全自動(dòng)方式使用的而不需要輔助，所以它可以有多個(gè)傳感器，比如用于測(cè)定要被焊接到定位裝置內(nèi)側(cè)的小零件是否存在的確定傳感器(stated sensor)，或用于在管道的入口處供應(yīng)所述零件的自動(dòng)裝置等等。
為了完成下面要做的描述并且為了使這些特性更容易理解，此文件后附了一組圖，其中以圖示性的而非限定性的方式描述了本發(fā)明的最重要的細(xì)節(jié)。


圖1所示是本裝置的部分截面正視圖。
圖2所示是所述電極支撐柱的正視圖。
圖3所示是支撐所述中間連接部件的支柱的部分截面正視圖。
圖4所示是所述中間連接部件的下部視圖。
圖5所示是所述中間連接部件的截面正視圖。
圖6所示是所述中間連接部件的橫截面正視圖。
圖7所示是所述電極主體的俯視圖。
圖8所示是所述電極主體的截面正視圖。
圖9所示是所述定位裝置的截面正視圖。
圖10所示是所述定位裝置的橫截面正視圖。
圖11所示是所述電極桿的正視圖。
圖12所示是所述電極桿的截面正視圖，顯示了用于空氣通過的通道。
圖13所示是所述電極桿的橫截面正視圖，顯示了用于空氣通過的通道。
圖14所示是要被焊接的零件正被所述桿壓到被焊接的片材上進(jìn)行焊接細(xì)節(jié)的部分截面視圖，所述零件處于稍微靠前的位置。
具體實(shí)施例方式
考慮到上面評(píng)論的附圖，并且根據(jù)所采用的標(biāo)號(hào)，在所述附圖中可以看到根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限定性的優(yōu)選實(shí)施例。該實(shí)施例是由一個(gè)帶有兩個(gè)并行支柱(3和4)的支撐主體(1)構(gòu)成的，在兩支柱之間有一個(gè)并行安置的伸縮元件(11)。此主體(1)在其后部有一個(gè)接收板(2)，并且在兩側(cè)具有一些傾斜以便通過夾具(24)或類似裝置進(jìn)行固定。在支柱(3)上有一個(gè)電極(5與6)，所述電極是由一個(gè)設(shè)有帶可移動(dòng)絕緣外殼(10)的固定開口的主體(5)構(gòu)成的。所述電極的主體(5)在連接到與電焊接能量供應(yīng)源(未示出)連接的連接電纜的一端有一個(gè)錨固件(9)，在另一端有一個(gè)通過壓力壓低的桿(6)。在所述電極主體(5)的內(nèi)側(cè)有一個(gè)用于冷卻液體流通的并帶有相應(yīng)入口(8)和出口的回路(7)。另一方面，所述桿(6)具有一系列用于冷卻空氣流通的開口與凹槽(29)。上述桿(6)被安排成與所述支撐主體(1)中的伸縮元件(11)是同軸的，并且被部分容納進(jìn)所述定位裝置(12)的內(nèi)部軸向開口(13)中。在另一個(gè)支柱(4)上有一個(gè)中間連接部件(19)。在上述支柱(4)的一端有一個(gè)盲開口(30)，盲開口中有一個(gè)壓迫著上述連接部件(19)的彈簧(25)或一個(gè)伸縮元件。另一方面，在所述支柱(4)的側(cè)面有一個(gè)凹槽(26)，用于使所述連接部件(19)上的一個(gè)樞軸(27)在其中移動(dòng)，所述凹槽適合設(shè)置與所述樞軸相互的移動(dòng)極限。此移動(dòng)部件(19)在其套內(nèi)的螺栓供應(yīng)管道(18)一側(cè)有一個(gè)快速固定銷(23)并且在前面有一個(gè)用于所述定位裝置(12)的容納空間。另一方面，上述定位裝置(12)是通過第二銷(22)固定的。所述連接部件(19)有一個(gè)用于固定到所述支柱(14)的可移動(dòng)外殼(20)。
所述定位元件(12)有一個(gè)內(nèi)部軸向開口(13)，在此開口中容納有所述電極桿(6)，并且在其中要被焊接的小零件(31)從一個(gè)側(cè)窗(15)被接收，所述側(cè)窗被插入到所述管道(18)的通道(17)中。在所述定位裝置(12)的軸向開口(13)的兩側(cè)，以及在管道(18)的窗(15)的入口處，其中有一些窗，在所述窗中有兩個(gè)固定夾具(16)，當(dāng)所述小零件(31)從上述管道(18)進(jìn)入時(shí)，所述固定夾具(16)會(huì)從小零件(31)中突出。所述軸向開口(13)在其下端有一個(gè)用于要被焊接的小零件(31)的出口窗(14)，所述小零件被所述電極桿(6)以及下電極(28)推得緊靠著要被接合的片材(32)。在所述定位零件(12)的一側(cè)，所述連接部件(19)裝配有一個(gè)關(guān)聯(lián)傳感器(21)用于檢測(cè)零件(31)的存在以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)型的電阻焊接裝置，能自動(dòng)工作，并且可以連接到連續(xù)模壓機(jī)或自動(dòng)模壓機(jī)等的模具或模具保持裝置，其特征在于，所述改進(jìn)型電阻焊接裝置有一個(gè)主體基部(1)，從該主體基部可以升起一個(gè)或幾個(gè)并行的支柱(3和4)，在至少一個(gè)支柱(3)上有一個(gè)電極(5與6)，該電極的一極連接到一個(gè)焊接電流發(fā)生器(未示出)，并且在至少一個(gè)支柱(4)上有一個(gè)定位裝置(12)用于要被焊接的小零件(31)，在上述定位裝置(12)中引入的電極(5與6)用于將上述要被焊接的零件(31)壓到靠著一個(gè)第二電極(28)要被焊接的片材(32)或下零件上；并且所述改進(jìn)型電阻焊接裝置在所述電極桿(6)的后部位置包括一個(gè)彈簧或伸縮元件(11)，所述彈簧或伸縮元件與該電極桿的運(yùn)動(dòng)軸線是同軸的，這樣在操作上適合在焊接中施加壓力；并且所述改進(jìn)型電阻焊接裝置在所述定位裝置(12)與所述支柱(4)之間包括一個(gè)中間連接部件(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述電極包括一個(gè)帶有通孔或支柱(3)的滑動(dòng)套導(dǎo)引件的主體(5)；并且所述主體(5)有一個(gè)內(nèi)部通道對(duì)應(yīng)于冷卻液體回路(7)，該內(nèi)部通道帶有相應(yīng)的入口與出口(8)；并且所述電極主體(5)有一個(gè)部分引入到定位裝置(12)中的桿(6)，所述桿(6)與所述伸縮元件(11)同軸設(shè)置，這樣在操作上更適合穿過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述電極桿(6)有一些用于空氣冷卻的開口或凹槽(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，在一種可選擇性的實(shí)施例中是通過液體來(lái)冷卻所述桿的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述定位裝置(12)由一個(gè)用于讓桿(6)通過的軸向開口(13)構(gòu)成，該開口(13)具有一個(gè)用于放置要被焊接的零件(31)的下窗口(14)和一個(gè)用于使要被焊接的零件(31)進(jìn)入的側(cè)窗(15)，所述側(cè)窗(15)連通自動(dòng)供料通道(18)的入口(17)；并且所述定位裝置(12)在軸向開口(13)的兩側(cè)各自有通過彈簧或類似裝置用于固定要被焊接的零件(31)的固定夾具(16)；并且所述定位裝置(12)有一個(gè)靠近其一面壁的傳感器(21)，以檢測(cè)要被焊接的零件(31)是否處于軸向開口(13)內(nèi)的恰當(dāng)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述用于通行的軸向開口(13)有一個(gè)用來(lái)引導(dǎo)所述桿(6)的運(yùn)動(dòng)的引導(dǎo)裝置(未示出)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述定位裝置(12)是由與電流絕緣的材料制成的，并且耐熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述中間連接部件(19)在支柱(4)中有一個(gè)套或開口，該中間連接部件通過該套或開口可移動(dòng)；并且所述支柱(4)在其自由端有一個(gè)內(nèi)部盲開口(30)，所述盲開口內(nèi)部有一個(gè)伸縮元件(25)，比如面對(duì)著連接部件(19)的一個(gè)彈簧或氣缸，用于連接部件(19)的分離；并且所述支柱(4)在其外形的一側(cè)有一個(gè)特定長(zhǎng)度的縱向凹槽(26)，該縱向凹槽(26)中有一個(gè)來(lái)自于中間連接部件(19)適合于確定移動(dòng)的最大行程的限位樞軸滑塊(27)；并且所述中間連接部件(19)在所述支柱(4)周圍有一個(gè)移動(dòng)外殼(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，5和8所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述中間連接部件(19)具有一個(gè)套用于在所述定位裝置(12)內(nèi)側(cè)焊接的小零件(31)的供料的管道(18)；并且所述管道的入口(17)面對(duì)著定位裝置軸向開口(13)的側(cè)窗(15)；并且所述中間連接部件(19)具有一個(gè)用于所述管道的固定銷(23)或類似固定裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，5和8所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述中間連接部件(19)具有一個(gè)銷(22)或類似的快速固定裝置應(yīng)用于所述定位裝置(12)，使定位裝置(12)能快速移走。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型電阻焊接裝置，其特征在于，所述主體(1)具有一個(gè)連接器或具有適合于通過一些快速裝置如夾具(24)而被固定到模具或模具保持裝置或所述裝置被安裝的工具上的基部主體的形狀；并且所述主體(1)基部在其后部有一個(gè)加固片材(2)接觸到它被連接的表面，這樣在操作上適合于在焊接期間施加壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種改進(jìn)型電阻焊接裝置。本發(fā)明裝置包含一個(gè)能在由一個(gè)彈簧，一個(gè)氣缸或一個(gè)伸縮元件輔助的支撐柱上移動(dòng)的電極。這樣，當(dāng)被壓迫時(shí)，電極的運(yùn)動(dòng)能使得焊接時(shí)間足夠長(zhǎng)以便有效焊接而不改變安裝電極的壓制機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。上述的支柱包含一個(gè)或多個(gè)圓柱，并且所述滑動(dòng)電極被所述的圓柱之一支撐著。另外，電極桿被容納在一個(gè)定位器中，此定位器可以軸向移動(dòng)并且能通過一個(gè)管道來(lái)接收被焊接的這個(gè)小零件。所述定位器是由絕緣材料制成的，優(yōu)選的是陶瓷材料，并且包含有夾子來(lái)支撐所述零件直到它被電極桿推進(jìn)下窗口內(nèi)以進(jìn)行焊接。
文檔編號(hào)B23K11/00GK1819890SQ200380106387
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月4日
發(fā)明者I·馬丁岡薩雷斯 申請(qǐng)人:奧康工業(yè)計(jì)劃公司