CN102528346A - 保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种夹具，特别涉及一种保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具。一种保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于组成如下：柔性电极和夹具，工件置于所述夹具中，所述柔性电极位于所述夹具、工件的上方。所述夹具包括弹簧，支架、第一销钉、第二销钉、盖板、第一手指和第二手指；所述第一手指的第一转孔和所述第二手指的第二转孔活动连接于所述第一销钉上；所述盖板固定连接于所述支架上并置于所述第一手指和第二手指的上方。所述柔性电极，包括主电极体、电极触头、电极套、触头和点焊弹簧。本发明夹具能够自动适应盖形螺母的大小，其手指的打开和闭合具有柔性，并产生稳定、均匀的抓取力，同时降低对控制系统的要求。
Description
技术领域
本发明涉及点焊装置，特别涉及点焊的工件定位装置及用于点焊加工的电极。
背景技术
焊接是通过加热和(或)加压，使工件达到原子结合且不可拆卸连接的一种加工方法。包括熔焊、压焊、钎焊等。焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。最早的现代焊接技术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃气焊，稍后出现了电阻焊。20世纪早期，随着第一次和第二次世界大战开战，对军用器材廉价可靠的连接方法需求极大，故促进了焊接技术的发展。今天，随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用，研究人员仍在深入研究焊接的本质，继续开发新的焊接方法，以进一步提高焊接质量。未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。
为保证焊件尺寸，提高装配精度和效率，防止焊接变形必须采用焊接夹具。现存的安装于工业流水线上用来实现焊接的夹具通常具有固定的尺寸，对焊接件的适应性差，且抓取力不稳定，此外对控制系统的要求也很高。因此，设计柔性焊接夹具具有非常重要的现实意义。
发明内容
为实现本发明的目的，本发明公开了一种保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具。本发明可安装于工业流水线上用来实现对盖形螺母的焊接，夹具能够自动适应盖形螺母的大小，由柔性电极实现对夹具的打开和闭合，并产生稳定、柔性、均匀的抓取力，同时降低对控制系统的要求。
以下首先描述所述盖形螺母的结构。
所述盖形螺母是常用的标准件，其结构组成包括底部的六角螺母上边有一个球形的球形盖，它主要用于外观需要美观的固定场合。所述六角螺母通常由冷镦机加工获取，所述球形盖通常由冲压工艺加工获取。接着由点焊工艺实现对所述六角螺母和球形盖的固定。
以下描述本发明的结构组成。
本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，主要包括：柔性电极和夹具，工件置于所述夹具中，所述柔性电极位于所述夹具、工件的上方。
本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具所述夹具包括：弹簧、支架、第一销钉、第二销钉、盖板、第一手指和第二手指，所述第一销钉和第二销钉固定连接于所述支架上，所述第一销钉和第二销钉的中心轴线垂直于所述支架的表面；所述第一手指的第一转孔和所述第二手指的第二转孔活动连接于所述第一销钉上，所述第一手指的第一定位面和所述第二手指的第二定位面可脱离地贴在所述第二销钉的外表面；所述盖板固定连接于所述支架上并置于所述第一手指和第二手指的上方，在所述第一手指和所述盖板之间，及所述第二手指和所述盖板之间设置有所述弹簧。
本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具所述柔性电极，包括主电极体、电极触头、电极套、触头和点焊弹簧，所述电极套固定连接于所述电极体上，所述电极触头置于所述电极套中，在所述主电极体和电极触头之间设置有点焊弹簧。
优选地，所述触头位于所述第一手指和第二手指之间的打开槽上。
优选地，位于所述电极触头端部的焊点的形状和所述球形盖的形状相匹配，可以固定并纠正所述球形盖的位置，使其位于所述电极触头的正下方。
优选地，所述第一定位面、第二定位面的外形与所述第二销钉的外表面相匹配。
优选地，所述盖板的盖板下表面和所述支架的表面构成用于容纳所述第一手指和第二手指的包容空间，所述盖板下表面贴于所述第一手指的第一上表面、第二手指的第二上表面上，所述支架的表面贴于所述第一手指的第一下表面、第二手指的第二下表面上。
优选地，所述第一手指上设置有倾斜表面第一开口，所述第二手指上设置有倾斜表面第二开口，所述第一开口和第二开口两个倾斜表面构成V字型空间。
优选地，所述盖板上设置有第一凸台，所述第一手指的侧面上设置有第二小凸台，所述第一凸台、第二小凸台成相向布置，所述弹簧套于所述第一凸台、第二小凸台上。同样地，所述盖板上设置有第四凸台，所述第二手指的侧面上设置有第三小凸台，所述第四凸台、第三小凸台成相向布置，所述弹簧套于所述第四凸台、第三小凸台上。所述盖板的两端设置有通孔，所述螺栓穿过通孔并固定所述盖板。
优选地，所述第一手指上设置有第一大抓取面、第一小抓取面，所述第二手指第二大抓取面、第二小抓取面，所述第一大抓取面、第一小抓取面、第二大抓取面和第二小抓取面具有共同的圆心。
优选地，所述第一大抓取面位于所述第一小抓取面的下部，所述第二大抓取面位于所述第二小抓取面的下部；所述第一大抓取面和第二大抓取面相配合构成和所述六角螺母相匹配的抓取空间，所述第一小抓取面和第二小抓取面相配合构成和所述球形盖相匹配的抓取空间。
优选地，所述电极套上设置有止推面和电极容腔，所述电极触头的电极外表面和所述电极套的导向孔为间隙配合，所述电极触头的挂耳和所述电极容腔为间隙配合。
和传统技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具能够自动适应盖形螺母的大小，由柔性电极实现对夹具的打开和闭合；
2、本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具可以产生稳定、柔性、均匀的抓取力；
3、本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具对控制系统的要求比较低。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具在装配状态下的结构示意图。
图2是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的柔性电极在拆装状态下的结构示意图。
图3是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的电极套的结构示意图。
图4是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的夹具在装配状态下的结构示意图。
图5是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的夹具在装配状态下的结构示意图。
图6是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的夹具在拆装状态下的结构示意图。
图7是盖形螺母的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，本发明可安装于工业流水线上用来实现对盖形螺母的焊接，夹具能够自动适应盖形螺母的大小，由柔性电极实现对夹具的打开和闭合，并产生稳定、柔性、均匀的抓取力，同时降低对控制系统的要求。
在本实施方式里，以抓取圆柱形盖形螺母为例，描述本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的工作过程和原理。
以下首先描述所述盖形螺母的结构。
图7是盖形螺母的结构示意图。
所述盖形螺母24是常用的标准件，其结构组成包括底部的六角螺母26上边有一个球形的球形盖5，它主要用于外观需要美观的固定场合。所述六角螺母26通常由冷镦机加工获取，所述球形盖5通常由冲压工艺加工获取。接着由点焊工艺实现对所述六角螺母26和球形盖5的固定。
以下描述本发明的结构组成。
图1是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具在装配状态下的结构示意图，主要包括柔性电极和夹具，工件置于所述夹具中，所述柔性电极位于所述夹具、工件的上方。图4、5是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具在装配状态下的结构示意图，图6是本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具在拆装状态下的结构示意图。保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具包括：弹簧13，支架1、第一销钉2、第二销钉3、盖板4、第一手指5和第二手指6，所述第一销钉2和第二销钉3固定连接于所述支架1上，所述第一销钉2和第二销钉3的中心轴线垂直于所述支架1的表面；所述第一手指5的第一转孔14和所述第二手指6的第二转孔15活动连接于所述第一销钉2上，所述第一手指5的第一定位面16和所述第二手指6的第二定位面17可脱离地贴在所述第二销钉3的外表面；所述盖板4固定连接于所述支架1上并置于所述第一手指5和第二手指6的上方，在所述第一手指5和所述盖板4之间，及所述第二手指6和所述盖板4之间设置有所述弹簧13。图2是本发明带自动补偿功能的点焊电极在拆装状态下的结构示意图，图3是本发明带自动补偿功能的点焊电极的电极套的结构示意图。所述柔性电极，包括主电极体35、电极触头38、电极套39、触头37和点焊弹簧40，所述电极套39固定连接于所述电极体35上，所述电极触头38置于所述电极套39中，在所述主电极体35和电极触头38之间设置有点焊弹簧40。所述触头37位于所述第一手指5和第二手指6之间的打开槽46上。
更具体地，位于所述电极触头38端部的焊点43的形状和所述球形盖5的形状相匹配，可以固定并纠正所述球形盖5的位置，使其位于所述电极触头38的正下方。
更具体地，所述第一定位面16、第二定位面17的外形与所述第二销钉3的外表面相匹配。
更具体地，所述盖板4的盖板下表面12和所述支架1的表面构成用于容纳所述第一手指5和第二手指6的包容空间，所述盖板下表面12贴于所述第一手指5的第一上表面8、第二手指6的第二上表面9上，所述支架1的表面贴于所述第一手指5的第一下表面10、第二手指6的第二下表面11上。
更具体地，所述第一手指5上设置有倾斜表面第一开口22，所述第二手指6上设置有倾斜表面第二开口23，所述第一开口22和第二开口23两个倾斜表面构成V字型空间。
更具体地，所述盖板4上设置有第一凸台27，所述第一手指5的侧面上设置有第二小凸台28，所述第一凸台27、第二小凸台28成相向布置，所述弹簧13套于所述第一凸台27、第二小凸台28上。同样地，所述盖板4上设置有第四凸台30，所述第二手指6的侧面上设置有第三小凸台29，所述第四凸台30、第三小凸台29成相向布置，所述弹簧13套于所述第四凸台30、第三小凸台29上。
所述盖板4的两端设置有通孔，所述螺栓7穿过通孔并固定所述盖板4。
更具体地，所述第一手指5上设置有第一大抓取面18、第一小抓取面19，所述第二手指6第二大抓取面20、第二小抓取面21，所述第一大抓取面18、第一小抓取面19、第二大抓取面20和第二小抓取面21具有共同的圆心。
更具体地，所述第一大抓取面18位于所述第一小抓取面19的下部，所述第二大抓取面20位于所述第二小抓取面21的下部；所述第一大抓取面18和第二大抓取面20相配合构成和所述六角螺母26相匹配的抓取空间，所述第一小抓取面19和第二小抓取面21相配合构成和所述球形盖25相匹配的抓取空间。
更具体地，所述电极套39上设置有止推面45和电极容腔47，所述电极触头38的电极外表面41和所述电极套39的导向孔44为间隙配合，所述电极触头38的挂耳42和所述电极容腔47为间隙配合。
以下结合图1至7，进一步描述本发明保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具的工作过程和工作原理：
1）夹具处在初始状态下的时候。所述点焊弹簧40把所述电极触头38向所述电极套39的外部推出，所述电极触头38的大部分位于所述导向孔44的外部，所述挂耳42和所述止推面45相接触。所述第一手指5与第二手指6活动连接于所述第一销钉2上，所述第一手指5与第二手指6成剪刀型布置。所述弹簧13套于所述第一凸台27、第二小凸台28上，产生对所述第一手指5的推力，使所述第一定位面16贴于所述第二销钉3；同样地，所述弹簧13套于第四凸台30、第三小凸台29上，产生对所述第二手指6的推力，使所述第二定位面17贴于所述第二销钉3。
2）夹具处在抓取所述盖形螺母的时候。夹具向所述盖形螺母24方向产生相向运动，所述盖形螺母24进入由所述第一开口22和第二开口23两个倾斜表面构成的V字型空间，所述盖形螺母24进一步向前运动，撑开所述第一开口22和第二开口23，所述盖形螺母24通过所述V字型空间并进入抓取空间，所述第一大抓取面18和第二大抓取面20相配合和所述六角螺母26相匹配，所述第一小抓取面19和第二小抓取面21相配合和所述球形盖25相匹配，从而使夹具稳定地抓取所述盖形螺母24。
3）在点焊过程中。所述主电极体35向下运动并带动所述电极触头38接触工件，所述点焊弹簧40的压缩量可以自由适应所述主电极体35向下的进给量，以保证所述电极触头38和工件保持接触。与此同时，所述触头37的端部插入所述打开槽46，进一步打开所述第一手指5和第二手指6之间空间，使夹具脱离对所述六角螺母26和球形盖25的固定，由所述电极触头38实现对所述六角螺母26和球形盖25的定位，同时实现焊接形成所述盖形螺母24。
所述电极触头38在点焊工作的过程中发生损耗，从而使所述电极触头38和工件之间的距离变大。所述主电极体35向下进给量大于该距离，从而引起所述点焊弹簧40发生进一步的压缩，就能保证所述电极触头38接触工件。
在本发明中，所述弹簧13的压缩量可以随不同大小的盖形螺母而进行自由变化，自动适应盖形螺母的大小。所述第一手指5，第二手指6的打开或者抱拢不需要复杂的控制动作，只需要夹具向盖形螺母方向产生相向运动即可，从而简化控制系统的动作。所述弹簧13都处于压缩状态，受力性能良好，使其具有长久的使用寿命。
本发明的另外一个好处是，所述电极触头38、电极套39和点焊弹簧40的装配关系简单，拆装方便。在所述电极触头38发生过度损耗后，可以实现快捷地更换。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于组成如下：柔性电极和夹具，工件置于所述夹具中，所述柔性电极位于所述夹具、工件的上方；所述夹具，包括弹簧、支架、第一销钉、第二销钉、盖板、第一手指和第二手指，所述第一销钉和第二销钉固定连接于所述支架上，所述第一销钉和第二销钉的中心轴线垂直于所述支架的表面；所述第一手指的第一转孔和所述第二手指的第二转孔活动连接于所述第一销钉上，所述第一手指的第一定位面和所述第二手指的第二定位面可脱离地贴在所述第二销钉的外表面；所述盖板固定连接于所述支架上并置于所述第一手指和第二手指的上方，在所述第一手指和所述盖板之间，及所述第二手指和所述盖板之间设置有所述弹簧。
2.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述柔性电极，包括主电极体、电极触头、电极套、触头和点焊弹簧，所述电极套固定连接于所述电极体上，所述电极触头置于所述电极套中，在所述主电极体和电极触头之间设置有点焊弹簧。
3.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述触头位于所述第一手指和第二手指之间的打开槽上。
4.位根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述电极触头端部的焊点的形状和所述球形盖的形状相匹配，可以固定并纠正所述球形盖的位置，使其位于所述电极触头的正下方。
5.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述第一定位面、第二定位面的外形与所述第二销钉的外表面相匹配。
6.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述盖板的盖板下表面和所述支架的表面构成用于容纳所述第一手指和第二手指的包容空间，所述盖板下表面贴于所述第一手指的第一上表面、第二手指的第二上表面上，所述支架的表面贴于所述第一手指的第一下表面、第二手指的第二下表面上。
7.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述第一手指上设置有倾斜表面第一开口，所述第二手指上设置有倾斜表面第二开口，所述第一开口和第二开口两个倾斜表面构成V字型空间。
8.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述盖板上设置有第一凸台，所述第一手指的侧面上设置有第二小凸台，所述第一凸台、第二小凸台成相向布置，所述弹簧套于所述第一凸台、第二小凸台上；所述盖板上设置有第四凸台，所述第二手指的侧面上设置有第三小凸台，所述第四凸台、第三小凸台成相向布置，所述弹簧套于所述第四凸台、第三小凸台上；所述盖板的两端设置有通孔，所述螺栓穿过通孔并固定所述盖板。
9.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述第一手指上设置有第一大抓取面、第一小抓取面，所述第二手指第二大抓取面、第二小抓取面，所述第一大抓取面、第一小抓取面、第二大抓取面和第二小抓取面具有共同的圆心。
10.根据权利要求1所述的保持工件位置的柔性电极及焊接用夹具，其特征在于：所述第一大抓取面位于所述第一小抓取面的下部，所述第二大抓取面位于所述第二小抓取面的下部；所述第一大抓取面和第二大抓取面相配合构成和所述六角螺母相匹配的抓取空间，所述第一小抓取面和第二小抓取面相配合构成和所述球形盖相匹配的抓取空间。
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- 2012-01-08 CN CN201210004381.1A patent/CN102528346B/zh not_active Expired - Fee Related
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