CN103170720A - 一种电极修磨更换一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极修磨更换一体机，用于汽车自动焊接生产线用的电极的修磨与更换领域，包括机架、设在机架上的驱动机头及设在驱动机头上的电极修磨单元和电极帽更换单元，驱动机头上设有驱动电极修磨单元和电极帽更换单元的伺服电机。本电极修磨更换一体机中，通过伺服电机带动驱动机头上的电极修磨单元和电极帽更换单元，完成电极的修磨和电极帽的更换，使得电极帽的修磨与更换实现自动化和一体化，同时，通过设备功能的集成，解决了汽车焊接生产线停线换帽的技术难题，提高了汽车焊接生产线的自动化程度和汽车的产能。
Description
技术领域
本发明用于汽车自动焊接生产线用的电极的修磨与更换领域，特别是涉及一种集电极自动修磨与自动更换两种功能于一体的电极修磨设备。
背景技术
目前，现代化汽车生产线普遍采用机器人对汽车白车身进行点焊焊接，机器人的智能高速动作可以满足汽车生产的高产能要求，但焊接使用的电极在机器人焊接期间被频繁的通断电和施加压力，电极磨损较快，电极表面易形成氧化层，使电极受损，受损的电极将严重影响白车身的焊接质量，为消除电极的磨损和电极氧化层对焊接的不良影响，通常的做法是在电极使用一定次数后对电极的电极帽进行修磨，当被修磨的电极帽外壁厚度小于规定的允许厚度时，需更换新的电极帽。
现有的电极帽的修磨和更换分为两个工艺，修磨器负责对电极的修整，电极帽更换器负责对电极帽的拆除和装配。在机器人焊接工位，修磨采用机器人控制的自动修磨方式进行，电极帽更换则采用人工手持更换器的手动方式进行。
现有的电极的修磨虽然采用了机器人控制的自动修磨，但其功能单一，电极帽的更换需人工进行，电极帽更换所需时间长。在更换电极帽期间，汽车焊接生产线需停线数分钟，由于每台焊机的电极帽更换的时间段并不一致，这将使焊接生产线不能完全连续的生产，汽车的产能受到一定的影响。
目前，关于电极帽的更换管理，虽然有一些科学的方法，例如对电极进行柔性分组，对同一组焊机的电极帽进行集中更换，采用此方法可以减少因电极帽更换造成的汽车生产的停线次数，减少汽车生产的停线总时间，但并不能完全避免因电极帽的更换而造成的汽车生产的停线现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种电极帽的修磨和更换无需人工参与、电极帽的修磨和更换由同一台设备全自动完成的电极修磨更换一体机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电极修磨更换一体机，包括机架、设在机架上的驱动机头及设在驱动机头上的电极修磨单元和电极帽更换单元，驱动机头上设有驱动电极修磨单元和电极帽更换单元的伺服电机。
进一步作为本发明技术方案的改进，驱动机头内设有齿轮箱及位于齿轮箱内的齿轮组，齿轮组包括设在伺服电机输出端的主动齿轮、与主动齿轮啮合的中间齿轮及均与中间齿轮啮合并分别驱动电极修磨单元和电极帽更换单元的第一传动齿轮和第二传动齿轮。
进一步作为本发明技术方案的改进，电极修磨单元包括修磨基体、设在修磨基体内并与第一传动齿轮啮合的修磨齿轮及设在修磨齿轮内并与修磨齿轮同步转动的刀具安装座，修磨齿轮与修磨基体间设有第一轴承。
进一步作为本发明技术方案的改进，电极帽更换单元包括换帽基体、设在换帽基体内并与第二传动齿轮啮合的换帽齿轮及设在换帽齿轮内并与换帽齿轮同步转动的电极帽夹，换帽齿轮与换帽基体间设有第二轴承。
进一步作为本发明技术方案的改进，机架上在驱动机头的对侧还设有电极帽供给单元，电极帽供给单元包括与机架固定连接的支架、设在支架内的若干竖向滑槽及扣装在各竖向滑槽内的电极帽存储条，电极帽存储条内设有若干电极帽存放孔，各电极帽存放孔内均设有防松小孔，电极帽存储条的顶端设有伸出竖向滑槽的限位销。
进一步作为本发明技术方案的改进，各竖向滑槽的底端均设有检测电极帽存储条内电极帽的检测头，电极帽存储条的底端在正对检测头的一侧设有与检测头配合使用的感应安装板。
进一步作为本发明技术方案的改进，机架上设有安装驱动机头和电极帽供给单元的固定板，固定板与驱动机头间设有浮动连接装置，浮动连接装置包括若干竖向的导杆及设在各导杆上下两端并将各导杆固定在固定板上的固定座，驱动机头可滑动的套装在导杆上，且在驱动机头与导杆两端的固定座间设有弹性件。
进一步作为本发明技术方案的改进，机架底端设有底板。
本发明的有益效果：本电极修磨更换一体机中，通过伺服电机带动驱动机头上的电极修磨单元和电极帽更换单元，完成电极的修磨和电极帽的更换，使得电极帽的修磨与更换实现自动化和一体化，同时，通过设备功能的集成，解决了汽车焊接生产线停线换帽的技术难题，提高了汽车焊接生产线的自动化程度和汽车的产能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例驱动机头结构示意图；
图3是本发明实施例电极修磨单元结构示意图；
图4是本发明实施例电极帽更换单元结构示意图；
图5是本发明实施例电极帽供给单元结构示意图；
图6是本发明实施例电极帽存储条结构示意图。
具体实施方式
参照图1～图6，本发明提供了一种电极修磨更换一体机，包括机架1、设在机架1上的驱动机头2及设在驱动机头2上的电极修磨单元3和电极帽更换单元4，驱动机头2上设有驱动电极修磨单元3和电极帽更换单元4的伺服电机5。
本电极修磨更换一体机中，驱动机头2作为电极修磨单元3和电极帽更换单元4的载体，并通过驱动机头2内部的齿轮传动，由伺服电机5带动电极修磨单元3和电极帽更换单元4做旋转运动，完成电极的修磨和电极帽的更换，使得电极帽的修磨与更换实现自动化和一体化，同时，通过设备功能的集成，解决了汽车焊接生产线停线换帽的技术难题，提高了汽车焊接生产线的自动化程度和汽车的产能。
作为本发明优选的实施方式，驱动机头2内设有齿轮箱21及位于齿轮箱21内的齿轮组，齿轮组包括设在伺服电机5输出端的主动齿轮22、与主动齿轮22啮合的中间齿轮23及均与中间齿轮23啮合并分别驱动电极修磨单元3和电极帽更换单元4的第一传动齿轮24和第二传动齿轮25。
齿轮箱21是将伺服电机5的动力传递给电极修磨单元3和电极帽更换单元4的装置，伺服电机5驱动主动齿轮22，主动齿轮22驱动中间齿轮23，中间齿轮23驱动第一传动齿轮24和第二传动齿轮25，第一传动齿轮24驱动电极修磨单元3，第二传动齿轮25驱动电极帽更换单元4。通过齿轮组传动的应用，增大了伺服电机5的扭矩，使电极帽的修磨和更换的扭矩变大，从而减小电极帽修磨和更换的时间，提高汽车焊接的生产效率。由于采用了伺服电机5的驱动，其转速和旋转方向可根据电极帽修磨和更换的需要实时自动变化，提高了修磨的质量，缩短了电极帽更换的时间。
作为本发明优选的实施方式，电极修磨单元3包括修磨基体31、设在修磨基体31内并与第一传动齿轮24啮合的修磨齿轮32及设在修磨齿轮32内并与修磨齿轮32同步转动的刀具安装座33，修磨齿轮32与修磨基体31间设有第一轴承34。
修磨齿轮32通过第一轴承34安装在修磨基体31上，修磨齿轮32由第一传动齿轮24驱动，做旋转运动，从而带动装在刀具安装座33内的修磨刀具做旋转运动进行电极帽的修磨。修磨齿轮32内部设置刀具安装座33，刀具安装座33可以安放各种类型的修磨刀具，从而能适应多种形状的电极帽的修磨。
作为本发明优选的实施方式，电极帽更换单元4包括换帽基体41、设在换帽基体41内并与第二传动齿轮25啮合的换帽齿轮42及设在换帽齿轮42内并与换帽齿轮42同步转动的电极帽夹43，换帽齿轮42与换帽基体41间设有第二轴承44。
换帽齿轮42通过第二轴承44安装在换帽基体41上，换帽齿轮42由第二传动齿轮25驱动，做旋转运动，从而带动电极帽夹43做旋转运动进行电极帽的拆除和装配。
作为本发明优选的实施方式，机架1上在驱动机头2的对侧还设有电极帽供给单元6，电极帽供给单元6包括与机架1固定连接的支架61、设在支架61内的若干竖向滑槽62及扣装在各竖向滑槽62内的电极帽存储条63，电极帽存储条63内设有若干电极帽存放孔64，各电极帽存放孔64内均设有防松小孔65，电极帽存储条63的顶端设有伸出竖向滑槽62的限位销66。
支架61是电极帽储存条63的支撑体，电极帽储存条63是电极帽的存放区。电极帽供给单元6采用滑槽式设计，能对电极帽进行自动落位，实现机器人的自动取帽。电极帽储存条63能一次存放多个电极帽，机器人每次从电极帽储存条63取走1个电极帽，电极帽储存条63就自动变化1个位置，以保持机器人抓取的电极帽的位置不变。
电极帽储存条63采用多条设计，当1条电极帽储存条63的电极帽用完后，即可对其进行人工装帽，不会占用机器人的取帽时间，使电极帽的修磨和更换能连续进行，提高汽车焊接的生产效率。
电极帽存放孔64采用多孔设计，每个孔能存放1个电极帽，每个电极帽存放孔64内设一个防松小孔65，能有效防止修磨时的振动对电极帽存放位置的影响。
作为本发明优选的实施方式，各竖向滑槽62的底端均设有检测电极帽存储条63内电极帽的检测头67，电极帽存储条63的底端在正对检测头67的一侧设有与检测头67配合使用的感应安装板68。
当机器人取完全部电极帽时，检测头67是对电极帽进行有无检测的装置，检测头67与感应安装板68配合使用，并将取完信号反馈给控制系统，控制系统将提示电极帽用完。
作为本发明优选的实施方式，机架1上设有安装驱动机头2和电极帽供给单元6的固定板7，固定板7与驱动机头2间设有浮动连接装置，浮动连接装置包括两根竖向的导杆71及设在各导杆71上下两端并将各导杆71固定在固定板7上的固定座72，驱动机头2可滑动的套装在两根导杆71上，且在驱动机头2与导杆71两端的固定座72间设有弹性件73。
固定板7是驱动机头2的支撑板，驱动机头2通过固定板7固定在机架1上。弹性件73优选为弹簧，驱动机头2采用浮动设计，具有减震和顺从功能，当所修电极帽发生尺寸变化时，其修磨位置会发生偏移，浮动的驱动机头2能随电极帽的位置变化而在导杆71上下滑动，保证了修磨形状的一致。电极帽修磨时，柔性定位能减小修磨的振动对驱动机头2内齿轮箱21的影响，同时驱动机头2能自动跟随电极帽的位置变化。
作为本发明优选的实施方式，机架1底端设有底板8，电极修磨更换一体机通过其底板8用地脚螺栓固定在汽车焊接生产线的现场地面基础上。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种电极修磨更换一体机，其特征在于：包括机架（1）、设在所述机架（1）上的驱动机头（2）及设在所述驱动机头（2）上的电极修磨单元（3）和电极帽更换单元（4），所述驱动机头（2）上设有驱动所述电极修磨单元（3）和电极帽更换单元（4）的伺服电机（5）。
2.根据权利要求1所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述驱动机头（2）内设有齿轮箱（21）及位于所述齿轮箱（21）内的齿轮组，所述齿轮组包括设在伺服电机（5）输出端的主动齿轮（22）、与所述主动齿轮（22）啮合的中间齿轮（23）及均与所述中间齿轮（23）啮合并分别驱动电极修磨单元（3）和电极帽更换单元（4）的第一传动齿轮（24）和第二传动齿轮（25）。
3.根据权利要求2所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述电极修磨单元（3）包括修磨基体（31）、设在所述修磨基体（31）内并与第一传动齿轮（24）啮合的修磨齿轮（32）及设在所述修磨齿轮（32）内并与修磨齿轮（32）同步转动的刀具安装座（33），所述修磨齿轮（32）与修磨基体（31）间设有第一轴承（34）。
4.根据权利要求2或3所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述电极帽更换单元（4）包括换帽基体（41）、设在所述换帽基体（41）内并与第二传动齿轮（25）啮合的换帽齿轮（42）及设在所述换帽齿轮（42）内并与换帽齿轮（42）同步转动的电极帽夹（43），所述换帽齿轮（42）与换帽基体（41）间设有第二轴承（44）。
5.根据权利要求1、2、3任意一项所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述机架（1）上在驱动机头（2）的对侧还设有电极帽供给单元（6），所述电极帽供给单元（6）包括与机架（1）固定连接的支架（61）、设在所述支架（61）内的若干竖向滑槽（62）及扣装在各所述竖向滑槽（62）内的电极帽存储条（63），所述电极帽存储条（63）内设有若干电极帽存放孔（64），各所述电极帽存放孔（64）内均设有防松小孔（65），所述电极帽存储条（63）的顶端设有伸出所述竖向滑槽（62）的限位销（66）。
6.根据权利要求5所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：各所述竖向滑槽（62）的底端均设有检测所述电极帽存储条（63）内电极帽的检测头（67），所述电极帽存储条（63）的底端在正对检测头（67）的一侧设有与所述检测头（67）配合使用的感应安装板（68）。
7.根据权利要求5所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述机架（1）上设有安装驱动机头（2）和电极帽供给单元（6）的固定板（7），所述固定板（7）与驱动机头（2）间设有浮动连接装置，所述浮动连接装置包括若干竖向的导杆（71）及设在各所述导杆（71）上下两端并将各导杆（71）固定在所述固定板（7）上的固定座（72），所述驱动机头（2）可滑动的套装在导杆（71）上，且在所述驱动机头（2）与导杆（71）两端的固定座（72）间设有弹性件（73）。
8.根据权利要求1、2、3、6、7任意一项所述的一种电极修磨更换一体机，其特征在于：所述机架（1）底端设有底板（8）。
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