CN104741756A - 点焊系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点焊系统。具体地，该点焊系统包括具有上电极的上移动单元，和与上移动单元分开安装的下移动单元，并且下移动单元具有与上电极对应的下电极。共同地，上移动单元和下移动单元分别地改变下电极的位置，以允许减少待点焊的物体的尺寸限制。

Description

点焊系统及其操作方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于2013年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0168970的优先权和利益，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及点焊系统及其操作方法。更具体地，本发明涉及点焊系统及其操作方法，通过使用分开的上焊接电极和下焊接电极，可增加完成点焊的速度而无需考虑面板的尺寸。

背景技术

一般地，在车身工厂的组装线上，诸如面板、车顶、柱、侧面板、用于车身门的开口部分的凸缘等多种部件通过点焊结合。点焊是通过向叠置的要焊接在一起的部分施加电流和压力，利用电阻，通过小的集中的焊接，使物体结合的焊接方法。

例如C-型焊枪的点焊设备被用于点焊，并且一般包括固定电极和在枪身上的移动电极。点焊设备对待焊接的物体是这样进行点焊的，即，利用电阻，通过对支撑在固定电极上的待焊接物体加压，利用致动器操作可移动的电极，并且向固定电极和移动电极施加电阻。

然而，上电极和下电极通过焊枪臂连接，因此，用于焊接的面板的尺寸受限于焊接电极和焊枪之间的距离。

增加焊枪的整体尺寸可克服上述缺点，但随后焊枪可能太大且太重以至于难以管理。因此，使将焊枪安装到自动机上或者操作焊枪受到限制，并且焊接速度可能下降。因此，可能要增加自动机的数量、设施的成本、维修费、装备空间等。

在该背景部分中公开的以上信息仅为加强对本发明背景的理解，并且因此其可能包括在该国家中对本领域的技术人员已知的不构成现有技术的信息。

发明内容

本发明已经致力于提供点焊系统及其操作方法，其通过利用分开的上焊接电极和下焊接电极，具有以高速实施点焊而无需考虑面板的尺寸的优点。

而且，本发明已经致力于提供点焊系统及其操作方法，其具有减少自动机的数量、减少设施成本、减少维修费、减少装备空间等的优点。

本发明已经致力于提供点焊系统及其操作方法，其具有提高生产能力和焊接效率的优点。

根据本发明的一个或多个示例性实施例的点焊系统可包括，具有上电极的，被配置并被设置成改变上电极的位置的上移动单元，和与上移动单元分开安装的，设置有与上电极对应的下电极，被配置并被设置成改变下电极的位置的下移动单元。

上移动单元可包括焊枪和安装有焊枪的自动机，上电极通过推进单元安装在焊枪上。自动机被配置成改变焊枪的位置。

推进单元可包括安装到焊枪的齿轮箱，安装到齿轮箱的下部的推进致动器，和安装有上电极的第一移动块，第一移动块安装到齿轮的下部。通过推进致动器的操作，第一移动块选择性上下移动。

下移动单元可包括工作台，沿着工作台的长度方向布置在工作台两端的长度方向移动构件，和连接长度方向移动构件的宽度方向移动构件，该宽度方向移动构件通过长度方向移动构件的操作沿着工作台的长度方向移动，并且宽度方向移动构件沿着工作台的宽度方向是可移动的，其中下电极安装在宽度方向移动构件上。

长度方向移动构件可包括沿着工作台的长度方向分别在工作台的两端布置的第一螺杆轴，与每个第一螺杆轴接合并且可沿着每个第一螺杆轴移动的第二移动块，和安装到工作台的一侧并且选择性的旋转第一螺杆轴的第一电动机(例如，伺服电动机)。第一电动机被安装在工作台的每侧，并且被配置成分别向在工作台每侧的每个第一螺杆轴供给扭矩。

宽度方向移动构件可包括第二电动机，沿着工作台的宽度方向与每个第二移动块连接的第二螺杆轴，和与第二螺杆轴接合并且可沿着第二螺杆轴移动的第三移动块。具体地，下电极被安装到第三移动块上，并且第二电动机可被安装到第三移动块上且选择性地旋转第二螺杆轴。更具体地，下电极可通过气缸被安装到第三移动块上，以便选择性地上下移动。

上移动单元和下移动单元可被配置成与控制器连通，该控制器被配置成控制上移动单元和下移动单元的操作。该控制器可使上电极和下电极同步位置，可检测来自第一电动机和第二电动机的译码器的信号，并且然后可根据检测到的信号使上移动单元和下移动单元同步位置。

本发明也提供了用于点焊系统的操作方法，该点焊系统包括具有上电极并被配置成改变上电极的位置的上移动单元，和与上移动单元分开安装的下移动单元，该下移动单元具有与上电极对应的下电极，并且被配置成改变下电极的位置。具体地，根据本发明的一个或多个示例性实施例的用于点焊系统的操作方法可包括，在上电极和下电极之间布置焊接物体，通过控制器的控制使上移动单元和下移动单元的位置同步，其中控制器被配置成控制上移动单元和下移动单元的操作，以及移动上移动单元和下移动单元，移动上移动单元和下移动单元，使它们的位置通过根据由控制器接收的信号同步至焊接物体的焊接点以便进行焊接。

根据本发明的一个或多个示例性实施例，通过分开操作和布置上焊接电极和下焊接电极，可以高速度进行点焊而无需考虑面板的尺寸。而且，可减少自动机的数量、设施的成本、维修费、装备空间等。也可提高生产能力和焊接的效率。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的点焊系统的透视图。

图2是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统中的推进单元的透视图。

图3是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统的下移动单元的俯视图。

图4是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统的下电极的局部放大图。

<符号说明>

1：点焊系统

3：上移动单元

5：下移动单元

P：焊接物体

7：焊枪

9：自动机

11：上电极

13：推进单元

15：齿轮箱

17：推进致动器

19：第一移动块

21：驱动电动机

23：下电极

25：工作台

27：长度方向移动构件

29：宽度方向移动构件

31：第二移动滑块

33：第一伺服电动机

35：第一螺杆轴

37：第二螺杆轴

39：第三移动滑块

41：第二伺服电动机

43：气缸

45：控制器

47：第一控制部分

49：第二控制部分

51：第三控制部分

具体实施方式

在以下具体说明中，仅用示例性说明的方式简单示出并且描述了本发明的特定示例性实施例。

然而，为易于描述，在图中所说明的每个部件的尺寸和厚度被示意地示出，但是本发明不限于此，并且为了清楚起见，放大了部分和区域的厚度。

此外，应该理解，以下的控制特征由至少一个控制器实行。术语“控制器”指的是包括被配置成具体实行一个或多个应理解为其算法控制结构的步骤的存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储算法控制结构，并且处理器被具体地配置成实行所述算法控制步骤，以执行以下进一步描述的一个或多个处理。

进一步地，在下述具体说明中，处在相同关系中的构成的名称被分为“第一”、“第二”等，但本发明不受限于下述说明中的顺序。

图1是根据本发明的示例性实施例的点焊系统的透视图。参考图1，根据本发明的示例性实施例的点焊系统1包括上移动单元3和下移动单元5。在操作过程中，将焊接物体P插入上移动单元3和下移动单元5之间用于焊接。在上移动置3和下移动单元5之间供应焊接物体P由不作为本发明的部分的自动机、面板移动装置等进行。此外，在车辆制造产业领域中的技术人员应该容易理解如何向本发明自动供应焊接物体P，并且因此将省略详细的说明。

上移动单元3具有焊枪7和安装有焊枪的自动机9。具体地，自动机9将焊枪7置于焊接位置上。自动机9的方案和操作在车辆工业中众所周知，因此将省略详细的说明。焊枪7的上电极11被安装到推进单元13，并且推进单元13被安装到自动机9。

图2是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统中的推进单元的透视图。参考图2，推进单元13包括齿轮箱15、推进致动器17和第一移动块19。推进致动器17连接到齿轮箱15的下部，并且通过推进致动器17和齿轮箱15的操作，第一移动块19可在齿轮箱15的下方上下滑动。在齿轮箱15中，布置有多个齿轮用于传递推进致动器17的驱动扭矩，以使第一移动块19上下移动。推进致动器17可由驱动电动机21操作。驱动电动机21可为被配置成控制旋转速度和旋转方向的步进电动机或伺服电动机。上电极11被安装到第一移动块19上，并且在焊接过程中，通过推进致动器17的操作，第一移动块19上下移动。

同时，推进致动器17可以是被配置成将驱动电动机21的旋转扭矩转换为直线运动的滚柱螺杆致动器。推进致动器17可通过齿轮箱15使螺杆轴(未示出)平行于推进致动器17旋转，以便使第一移动块19在螺杆轴上上下移动。被配置为推进致动器的滚柱螺杆致动器的操作在车辆工业中众所周知，并且因此将省略详细的说明。

具有焊枪7的自动机9可使焊枪7置于在焊接点上。自动机9的方案和操作在车辆工业中众所周知，因此将省略详细的说明。在这种情况下，多轴移动装置可被配置为自动机9。

图3是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统的下移动单元的俯视图，图4是根据本发明的示例性实施例的应用到点焊系统的下电极的局部放大图。

参考图1和图3，下移动单元5与上移动单元3分开安装在焊接生产线上，其中下移动单元5具有与上电极11对应的下电极23。下移动单元5包括工作台25，长度方向移动构件27和宽度方向移动构件29。工作台25可以装设在例如焊接生产线的地板上。

长度方向移动构件27可沿着工作台25的长度方向布置在工作台25的两端，并且每个长度方向移动构件27包括第二移动块31、第一(伺服)电动机33，其中电动机33包括译码器和第一螺杆轴35。每个第二移动块31被布置在沿着工作台25的长度方向布置的第一螺杆轴35中的每一个上。

第一伺服电动机33中的每一个将扭矩分别传递至第一螺杆轴35中的每一个上，并且通过第一螺杆轴35的旋转，与第一螺杆轴35接合的第二移动块31沿着第一螺杆轴35移动。

如在图中所示，第一伺服电动机33作为一对可以布置在工作台25上，以分别向每个第一螺杆轴35供应扭矩，或者一个第一伺服电动机33可用于驱动两个第一螺杆轴35。

宽度方向移动构件29可与长度方向移动构件27的第二移动块31连接，并利用第二移动块31沿着工作台25的长度方向移动，并且下电极23可以安装到其上。宽度方向移动构件29可包括第二螺杆轴37、第三移动块39和包括译码器的第二(伺服)电动机41。第二螺杆轴37可沿着工作台25的宽度方向与每个第二移动块31连接。第三移动块39可与第二螺杆轴37接合，并且通过第二螺杆轴37的旋转沿着第二螺杆轴37移动，且下电极23可以被安装到其上。

参考图4，下电极23可通过气缸43安装在第三移动块39上，用于经由气缸43的操作上下移动。通过气缸43的操作，下电极23可上下移动焊接物体P的焊接点的对应高度。第二(伺服)电动机41可安装到长度方向移动构件27的第二移动块31上，并且将扭矩传递至第二螺杆轴37，以使第三移动块39在第二螺杆轴37上移动。通过操作长度方向移动构件27和宽度方向移动构件29，下移动单元5可将下电极23定位在工作台25上。

此外，在本发明的一些示例性实施例中，上移动单元3和下移动单元5可被配置成与控制器45连通，其中控制器45被配置成控制上移动单元3和下移动单元5的操作。

具体地，控制器45使安装到上移动单元3的上电极11和安装到下移动单元5的下电极23的位置同步。因此，上电极11和下电极23的位置同步，以便焊接物体P的焊接点的焊接。

控制器45也可包括控制上移动单元3的操作的第一控制部47，控制下移动单元5的操作的第二控制部49，和使上电极11和下电极23的位置同步的第三控制部51。

第三控制部51可被配置成检测来自第一伺服电动机33和第二伺服电动机41的译码器的信号，并且然后根据检测到的信号，与第一控制部47和第二控制部49一起使上移动单元3和下移动单元5的位置同步。然而，控制器45的操作可通过本领域的技术人员已知的任何方式执行，因此将省略详细的说明。

在下文中将讨论点焊系统1的具体的操作方法。

将焊接物体P插入上电极11和下电极23之间。通过控制器45的操作，使分别安装有上电极11和下电极23的上移动单元3和下移动单元5的位置同步，并且然后将由控制器45同步位置的上移动单元3和下移动单元5移动至焊接物体P的预定的焊接位置以便焊接。

详细地，焊接物体P被供应到上电极11和与上电极11分开的下电极23之间，然后控制器45使上移动单元3和下移动单元5的位置同步。这样做时，上电极11的位置和下电极23的位置对应。

接下来，控制器45重复地控制上移动单元3和下移动单元5的操作，以便上电极11和下电极23位于焊接物体的预定的焊接位置，直到完成点焊处理。

根据本发明的一个或多个示例性实施例，上电极11和下电极23被安装到彼此分开的上移动单元3和下移动单元5，因此不论焊接物体P的尺寸，都可以用高速度进行焊接处理。即，未使用装备到常规技术中的连接上电极和下电极23的焊枪。因此，不论焊接物体P的尺寸如何，都可以高速进行焊接处理。

而且，可减少焊接处理所需的自动机的数量，并且也可减少设施的成本、维修费、装备空间等。并且可提高生产能力和焊接效率。

尽管已经结合当前被认为实际的示例性实施例描述了该发明，但是应该清楚，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和保护范围内的各种修改和等效物。

Claims (15)

1.一种点焊系统，包括：

上移动单元，包括上电极并且被配置成改变所述上电极的位置；以及

与所述上移动单元分开安装的下移动单元，具有与所述上电极对应的下电极，并且被配置成改变所述下电极的位置。

2.根据权利要求1所述的点焊系统，其中所述上移动单元包括：

焊枪，通过推进单元安装有所述上电极；以及

自动机，安装有所述焊枪，所述自动机被配置成改变所述焊枪的位置。

3.根据权利要求2所述的点焊系统，其中所述推进单元包括：

安装到所述焊枪的齿轮箱；

安装到所述齿轮箱的下部的推进致动器；以及

安装有所述上电极的第一移动块，所述第一移动块被安装到所述齿轮箱的下部，并且被布置成由所述推进致动器的操作选择性地上下移动。

4.根据权利要求1所述的点焊系统，其中所述下移动单元包括：

工作台；

长度方向移动构件，沿着所述工作台的长度方向布置在所述工作台的两端；以及

宽度方向移动构件，连接所述长度方向移动构件，并且被布置和被配置成通过所述长度方向移动构件的操作沿着所述工作台的长度方向移动，所述下电极安装在所述宽度方向移动构件上，其中所述宽度方向移动构件可沿着所述工作台的宽度方向移动。

5.根据权利要求4所述的点焊系统，其中所述长度移动构件包括：

第一螺杆轴，沿着所述工作台的每个长度方向侧布置；

第二移动块，通过所述第一螺杆轴与所述工作台的每个长度方向侧接合并且可沿着所述工作台的每个长度方向侧移动；以及

第一电动机，安装在所述工作台的一侧，并且被配置和被布置成在所述工作台的每个长度方向侧选择性地旋转所述第一螺杆轴。

6.根据权利要求5所述的点焊系统，其中安装有所述第一电动机以分别沿着所述工作台的每个长度方向侧向所述第一螺杆轴供给扭矩。

7.根据权利要求5所述的点焊系统，其中所述宽度方向移动构件包括：

第二螺杆轴，沿着所述工作台的宽度方向与每个第二移动块连接；

第三移动块，与所述第二螺杆轴接合并且可沿着所述第二螺杆轴移动，其中所述下电极被安装到所述第三移动块上；以及

第二电动机，被安装到所述第三移动块上，并且被布置和被配置成选择性地旋转所述第二螺杆轴。

8.根据权利要求7所述的点焊系统，其中所述下电极通过气缸被安装到所述第三移动块上，以便选择性地上下移动所述下电极。

9.根据权利要求7所述的点焊系统，其中所述第二电动机为伺服电动机。

10.根据权利要求1所述的点焊系统，其中所述上移动单元和下移动单元被配置成连通控制器，所述控制器被配置成控制所述上移动单元和所述下移动单元的操作。

11.根据权利要求10所述的点焊系统，其中所述控制器被配置成使所述上电极和所述下电极的位置同步。

12.根据权利要求11所述的点焊系统，其中所述控制器被配置成检测来自所述第一电动机和所述第二电动机的译码器的信号，然后根据所检测到的信号使所述上移动单元和所述下移动单元的位置同步。

13.根据权利要求1所述的点焊系统，其中所述第一电动机为伺服电动机。

14.根据权利要求1所述的点焊系统，其中所述第一电动机为一对伺服电动机。

15.一种用于点焊系统的操作方法，该点焊系统包括具有上电极并且改变所述上电极的位置的上移动单元，和与所述上移动单元分开安装的，具有与所述上电极对应的下电极，并且改变所述下电极的位置的下移动单元，用于点焊系统的操作方法包括：

在所述上电极和所述下电极之间布置焊接物体；

通过控制器使所述上移动单元和所述下移动单元的位置同步，所述控制器被配置成控制所述上移动单元和所述下移动单元的操作；以及

移动所述上移动单元和所述下移动单元，通过所述控制器使所述上移动单元和所述下移动单元的位置同步至焊接物体的焊接点以便进行焊接。