CN104551365A - 点焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点焊设备，其包含安装在机械手的臂上的固定板。上焊枪垂直安装在固定板的前面，通过按压单元而垂直往复运动，并水平地朝向固定板移动。左右移动单元安装在固定板与按压单元之间，以水平移动上焊枪。此外，两个或更多个下焊枪水平布置成与上焊枪对应，并且上下移动单元安装在固定板上以使下焊枪垂直往复运动。

Description

点焊设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年10月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0122246号优先权，其全部内容通过引用的方式合并入本文。

技术领域

本发明涉及点焊设备，更具体地，涉及一种点焊设备，其通过选择与普遍应用至多种车辆型号的焊接目标的焊点相匹配的下焊枪来执行焊接操作，并且使得能够以最小时间周期在有限空间内进行迅速的焊接操作。

背景技术

通常而言，在车辆的制造过程中，多种结构部件例如经压制而成型的车身面板等通过例如焊接的方法结合，从而完成一体化车身。使完成的车身上漆，并在上漆过程中，防锈应用至各部件的表面。此后，执行设计工序，例如组装一部分传动系统以及例如悬吊、转向和制动系统的部件，并在之后组装门和车尾行李箱盖、发动机罩等。

此外，在车辆的车身组装过程中，通过点焊设备的电阻点焊被频繁用作结合两个车身面板例如车顶、柱、侧板、车身车门打开单元凸缘等的方法。

电阻点焊是正在接触中的金属表面通过从电阻到电流所获得的热来接合的过程。如此，通常经由安装在点焊用的机械手的臂前端处的点焊设备，在由电焊条施加的压力下，通过将工件保持在一起而进行焊接。

点焊设备中使用的焊枪划分成三种类型：X型焊枪、C型焊枪、以及根据焊接部的位置和车体的阻碍而采用特殊下臂的特殊型焊枪。

选择性地采用X型焊枪、C型焊枪、以及特殊型焊枪的点焊设备经机械臂而安装。结果，安装采用X型焊枪的点焊设备的第一机械手、安装采用C型焊枪的点焊设备的第二机械手、以及安装采用特殊型焊枪的点焊设备的第三机械手分别安装，以实现适当的点焊操作。

然而，在常规点焊操作中，因为一个点焊设备安装在各个机械手的机械臂中，每当机械臂移动时仅有一个点被焊接，结果，需要大量时间来执行预定数量的焊点操作，从而降低生产率和效率。

此外，根据焊点的位置和形状，应采用具有不同形状的下焊枪，结果，设备投资成本增加，尤其是在使用安装有采用特殊形状的下焊枪的多个机械手时，设备成本和维修成本增加，且能量过度使用。另外，大规模生产线中的机械手的空间占用率也随之增加。

在背景部分中公开的上述信息仅为加强对本发明背景的理解，因此，可能包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明已致力于提供一种点焊设备，其通过包含多个下焊枪，并根据普遍应用至多种车辆型号的焊接目标的多种焊点而自动选择多个焊枪中的下焊枪，从而执行焊接操作，以最小时间量在有限空间内迅速执行焊接操作，从而改善车身处理的生产率、灵活度和效率，并通过一个设备的应用来减少机械手的数量，从而节约安装成本。

本发明的示例性实施方式提供点焊设备，其包含：固定板，安装在机械手的臂上；上焊枪，垂直安装在固定板的前面，通过按压单元而垂直往复运动，并水平移动至固定板；左右移动单元，安装在固定板与按压单元之间，以水平移动上焊枪；两个或更多个下焊枪，水平布置成与上焊枪对应；以及上下移动单元，安装在固定板上，以使下焊枪垂直往复运动。

按压单元可以包含：齿轮箱，设置在上焊枪的顶部；按压驱动器，安装在齿轮箱的一个下侧；以及移动块，垂直安装在齿轮箱的另一下侧并在螺杆轴上往复运动，其中螺杆轴通过经齿轮箱接收按压驱动器的驱动而旋转。

左右移动单元可以包含：轨道，水平安装在固定板上；滑块，安装在轨道上并与按压单元连接；以及气缸，设置在按压单元的一侧，以使按压单元在轨道上水平移动。按压驱动器可以由RPM（每分钟转数）和旋转方向可控的步进电机形成。在左右移动单元中，轨道和滑块可以在固定板上配置为多个。

上下移动单元可以包含：气缸，气缸连接成与按压单元后方的固定板上的下焊枪对应；以及上升和下降构件，安装在下焊枪与固定板之间，以通过气缸的驱动来引导下焊枪的上升和下降。

上升和下降构件可以包含：垂直轨道，安装在固定板上；以及导引块，与垂直轨道连接并与下焊枪的臂连接。

下焊枪可以包含具有不同形状的焊接喷嘴的第一和第二下焊枪。

气缸可以包含与第一和第二下焊枪对应的第一气缸和第二气缸。

此外，在一些示例性实施方式中，将电流传导至上焊枪和下焊枪的电流传导单元可以安装在固定板上。电流传导单元可以包含：变压器，安装在固定板上；以及母线，与变压器连接，以将电流传导至上焊枪和下焊枪。

根据本发明的示例性实施方式，执行焊接操作，并且在上焊枪水平移动时根据焊接目标的多种焊点自动选择多个下焊枪中的对应下焊枪，从而在最小时间周期内在有限的空间内执行迅速的焊接操作。

有利地，不管车辆型号以及焊点的位置和形状如何，点焊设备可以普遍应用于多种车型，并且能够进行迅速的焊接操作，以提高车身处理的生产率和灵活度以及效率，并通过一个设备的应用来减少安装在生产线上的机械手数量，从而节约设备投资成本。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的透视图。

图2是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的按压单元的透视图。

图3是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的左右移动单元的透视图。

图4是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的上下移动单元的透视图。

图5是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的电流传导单元的透视图。

图6至图9是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的操作图。

附图标记：

1：点焊设备     3：固定板

5：上焊枪       7：左右移动单元

9：下焊枪       11：上下移动单元

13：按压单元    15：齿轮箱

17：按压驱动器  19：垂直壳体

21：轨道        23：滑块

25：气缸        27：焊接喷嘴

29：第一下焊枪  31：第二下焊枪

33：气缸        35：上升和下降构件

37：第一气缸    39：第二气缸

41：垂直轨道    43：导引块

45：臂          47：电流传导单元

49：变压器      51：母线

具体实施方式

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合。

除非特别指出或从上下文清晰得到，术语“约”应理解为在本领域正常容忍范围内，例如在均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清晰得出，本文中提供的所有数值都被术语“约”修饰。

在下文中，本发明的示例性实施方式将参考附图进行详细描述。然而，因为附图中示出的各个部件的尺寸和厚度为随意表达，本发明不特别限制于附图中所示的尺寸和厚度，并且厚度被放大以清楚地表达各部件和区域。

为清楚描述本发明的示例性实施方式，将省略与描述无关的部件，并且因为元件的名称相同，在以下描述中的元件的名称区分为第一、第二等以区分元件，并且不特别限制于其顺序。

然而，在本发明示例性实施方式的描述中，根据本发明示例性实施方式的点焊设备1包含多个下焊枪，并通过自动选择与焊接目标的各种焊点对应的下焊枪，在上焊枪按压焊点时执行焊接操作。

结果，根据本发明示例性实施方式的点焊设备可以普遍应用至多种车辆型号，并在最少时间量内在有限空间内迅速地执行焊接操作，以提高车身处理的生产率、灵活度、和效率，并通过一个设备的应用来减少机械手的数量，从而节约安装成本。

图1是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的透视图。参照图1，根据本发明示例性实施方式的点焊设备1包含固定板3、上焊枪5、左右移动单元7、下焊枪9、以及上下移动单元11。

固定板3具有安装在形成在其一侧的机械臂（未示出）上的安装部（未示出），以安装在机械臂上。上焊枪5垂直安装在固定板3的前面，以通过按压单元13而垂直往复运动。按压单元13在垂直移动上焊枪5时按压焊接目标的焊点的顶部。

图2是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的按压单元的透视图。参照图2，按压单元13包含齿轮箱15、按压驱动器17、以及移动块（未示出）。齿轮箱15设置在固定板3前面的上焊枪5的上侧。

按压驱动器17可以与在齿轮箱15一侧的上焊枪5平行安装。在这种情况下，按压驱动器17由RPM和旋转方向可控的步进电机形成。

移动块（未示出）经由垂直安装在齿轮箱15另一侧的垂直壳体19而安装，并设置成在螺杆轴（未示出）上垂直往复运动，其中螺杆轴经由齿轮箱15接收按压驱动器17的驱动并在垂直壳体19中旋转。

在本文中，上焊枪5安装在移动块上，并且上焊枪5在焊接操作期间通过按压驱动器17的驱动而垂直移动。同时，按压驱动器17可以由将电动机的旋转扭矩转换成线性运动的滚珠丝杠驱动器形成。

按压驱动器17通过齿轮箱15使定位成与按压驱动器17平行的螺杆轴（未示出）旋转，结果，移动块31的运动被转换成在螺杆轴上的线性运动，从而使上焊枪5垂直往复运动。

滚珠丝杠驱动器基于的配置是，当与电动机的传动轴连接的螺杆轴通过电机驱动力而旋转时，啮合在螺杆轴的螺纹中的螺母型移动块向前/向后移动。因此，因为可以采用为驱动器的滚珠丝杆驱动器的配置是广泛应用于工业中的已知配置，其详细描述将被省略。另外，左右移动单元7可以在固定板3与按压单元13之间安装在固定板3上，以引导上焊枪5的水平移动。

图3是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的左右移动单元的透视图。参照图3，左右移动单元7包含轨道21、滑动块23和气缸25。

轨道21水平在左右移动单元7与固定板3之间安装在固定板3上。另外，滑动块23可移动地连接至轨道21，并与按压单元13的垂直壳体19连接。

本发明示例性实施方式中的气缸25水平设置在按压单元13的垂直壳体19的一侧上，以通过活塞杆（未示出）而连接，并通过活塞杆的驱动在轨道21上水平移动按压单元13。在该情况中，气缸25可以通过气压缸而形成。

因此，随着左右移动单元7使按压单元13移动至一侧，上焊枪5也在轨道21上水平移动。另外，在左右移动单元7中，轨道21和滑动块23可以在固定板3上垂直配置为多个。结果，在左右移动单元7更稳固地连接并支撑按压单元13的垂直壳体19时，左右移动单元7可以将按压单元13移动至一侧。

同时，一个或多个下焊枪9在固定板3的底部上彼此水平隔开，以与上焊枪5对应。在该情况中，下焊枪9可以包含具有不同形状的焊接喷嘴27的第一下焊枪29和第二下焊枪31。另外，上下移动单元11安装在固定板3上，从而使下焊枪9垂直往复运动。

图4是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的上下移动单元的透视图。参照图4，上下移动单元11包含气缸33以及上升和下降构件35。气缸33安装在按压单元13后面的固定板3的顶部，从而与下焊枪9对应连接。

在该情况中，气缸33可以由气压缸形成并且可以包含分别与第一下焊枪29和第二下焊枪31对应的第一气缸37和第二气缸39。

因此，第一和第二气缸37和39通过驱动杆分别与第一和第二下焊枪29和31连接，从而独立地垂直移动第一和第二下焊枪29和31。

上升和下降构件35在下焊枪9与固定板3之间安装在固定板3上，从而根据气缸33的驱动来引导下焊枪9的上升和下降。

在该情况中，上升和下降构件35可以以多个安装，以分别引导第一下焊枪29和第二下焊枪31中的每一个。

另外，因为上升和下降构件35是各行业所使用的导引块43在垂直轨道41上移动的已知配置，其详细配置将省略。

垂直轨道41可以垂直设置在下焊枪9与固定板3之间。另外，导引块43可移动地连接至垂直轨道41，以与下焊枪9的臂45连接。因此，当下焊枪9经由上下移动单元11的驱动而上升和下降时，下焊枪9垂直上升和下降，并且臂45在垂直轨道41上引导。

同时，将电流传导至上焊枪5和下焊枪9的电流传导单元47可以安装在固定板3上。

图5是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的电流传导单元的透视图。参照图5，电流传导单元47包含变压器49和母线51。变压器49安装在固定板3上，母线51与变压器49连接，从而将电流传导至上焊枪5和下焊枪9。安装在点焊设备1中的电流传导单元47具有广泛用在领域中的已知功能，更加详细的描述将被省略。

在下文中，具有如此配置的点焊设备1的驱动将参照图6和图7进行描述。

图6至图9是根据本发明示例性实施方式的点焊设备的操作图。首先，参照图6，附图示出的状态是点焊设备1执行焊接操作之前的状态，当执行焊接操作时，点焊设备1通过机械手的驱动而移动至焊接目标的焊点。

之后，当执行焊接操作时，当第一下焊枪29通过上下移动单元11的第一气缸37的驱动而下降时，第一下焊枪29支撑焊点的底部，如图7所示。

另外，当上焊枪5通过按压单元13的驱动而下降时，上焊枪5通过按压焊点的顶部来执行焊接操作。

同时，当由焊接目标的焊点的形状和位置的变化而需要第二下焊枪31时，左右移动单元7的气缸25被驱动，以将与上焊枪5连接的按压单元13移动至第二下焊枪31的顶部，如图8所示。

此后，当执行焊接操作时，当第二下焊枪31通过上下移动单元11的第二气缸39的驱动而下降时，第一下焊枪29恢复至原始状态且第二下焊枪31支撑焊点的底部，如图9所示。

另外，当上焊枪5通过按压单元13的驱动而下降时，上焊枪5通过按压焊点的顶部而执行焊接操作。

有利地，根据本发明示例性实施方式的点焊设备1根据焊点的位置和形状，通过使上焊枪5的位置改变为朝向第一下焊枪29与第二下焊枪31中的所对应的第一或第二下焊枪29或者31，执行焊接操作，从而灵活地应对各种焊点的形状和位置。

此外，根据焊接目标的各种焊点，通过自动选择第一或第二下焊枪29或者31来执行焊接操作，从而以最少的时间量在有限的空间内迅速地执行焊接操作。

另外，点焊设备可以普遍应用于多种车型，不管车型和焊点的位置及形状如何，并且使得能够进行迅速的焊接操作以提高车身处理的生产率、灵活度以及效率，并通过一个设备的应用来减少安装在生产线上的机械手数量，从而节约设备投资成本。

尽管本发明已经结合当前被认为是可实施的示例性实施方式进行了描述，应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (11)

1.一种点焊设备，其包含：

固定板，安装在机械手的臂上；

上焊枪，垂直安装在所述固定板的前面，通过按压单元而垂直往复运动，并水平移动至所述固定板；

左右移动单元，安装在所述固定板与所述按压单元之间，以水平移动所述上焊枪；

两个或更多个下焊枪，水平布置成与所述上焊枪对应；以及

上下移动单元，安装在所述固定板上，以使所述下焊枪垂直往复运动。

2.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

所述按压单元包含：

齿轮箱，设置在所述上焊枪的顶部；

按压驱动器，安装在所述齿轮箱的一个下侧上；以及

移动块，垂直安装在所述齿轮箱的另一个下侧上，并在螺杆轴上往复运动，所述螺杆轴通过经由所述齿轮箱接收所述按压驱动器的驱动而旋转。

3.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

所述左右移动单元包含：

轨道，水平安装在所述固定板上；

滑块，安装在所述轨道上并与所述按压单元连接；以及

气缸，设置在所述按压单元的一侧，以在所述轨道上水平移动所述按压单元。

4.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

所述按压驱动器由RPM和旋转方向可控制的步进电机形成。

5.根据权利要求3所述的点焊设备，其中，

在所述左右移动单元中，所述轨道和所述滑块在所述固定板上配置多个。

6.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

所述上下移动单元包含：

气缸，连接成与所述按压单元后方的所述固定板上的所述下焊枪对应；以及

上升和下降构件，安装在所述下焊枪与所述固定板之间，以通过所述气缸的驱动来引导所述下焊枪的上升和下降。

7.根据权利要求6所述的点焊设备，其中，

所述上升和下降构件包含：

垂直轨道，安装在所述固定板上；以及

导引块，连接至所述垂直轨道并与所述下焊枪的臂连接。

8.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

所述下焊枪包含具有不同形状的焊接喷嘴的第一和第二下焊枪。

9.根据权利要求8所述的点焊设备，其中，

气缸包含与所述第一下焊枪和所述第二下焊枪对应的第一气缸和第二气缸。

10.根据权利要求1所述的点焊设备，其中，

将电流传导至所述上焊枪和所述下焊枪的电流传导单元安装在所述固定板上。

11.根据权利要求10所述的点焊设备，其中，

所述电流传导单元包含：

变压器，安装在所述固定板上；以及

母线，与所述变压器连接，以将电流传导至所述上焊枪和所述下焊枪。