CN106457452A - 焊接电极单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接电极单元，其中，该焊接电极单元包括可动的再调节装置，其中该再调节装置具有储力装置，借助该储力装置，能够将力施加至直接或间接地连接于该储力装置的焊接电极，以用于该焊接电极的再调节运动，其中，该再调节装置借助前进行程运动能够转移到焊接位置并且能够被锁定在该焊接位置。

Description

焊接电极单元

技术领域

本发明涉及一种焊接电极单元以及一种用于进行焊接、优选用于进行凸焊的方法。

背景技术

这种焊接电极单元例如从工业制造系统中是已知的，在这种工业制造系统中，工件是以高循环速度焊接的。在这方面，焊接电极执行前进运动(Vorhubbewegungen)，以与待焊接的工件接触。在这方面，焊接电极单元绝对需要借助焊接电极与工件接触，以维持焊接过程所需的电流。如果接触被中断，则电流通过焊接电极的流停止，于是焊接过程停止。如果焊接过程将工件的一部分熔化，则焊接电极与工件之间的这种中断通常必然发生至少一定时间段。这种中断的焊接过程于是对焊件的强度和视点质量(表面质量)产生不利影响。

为了保证连续的焊接过程，已知的是现有技术中的装置、比如文件DE 10 2010005 357 A1中的装置，其确保再调节运动并且防止接触被中断。DE 10 2010 005 357 A1中的装置的成功之处尤其是由于如下事实：焊接电极对工件的压力能够被保持为基本恒定的。为此目的，在焊接位置借助能量源将再调节装置保持就位是必要的。在这方面，焊接电极的运动是通过将再调节运动与前进运动耦合来确定的。

发明内容

本发明的目的是进一步改进现有技术中已知的焊接电极单元。特别地，在焊接过程期间将焊接电极对工件的压力保持为恒定的被认为是进一步优化的。在这方面，该意图是利用焊接电极单元提高焊件中的强度、就如其视点质量(表面质量)。此外，期望使紧凑的焊接电极单元可用，这种紧凑的焊接电极单元能够以可能最简单的方式整合到制造系统中。

本发明的这种目的是借助焊接电极单元来实现的，其中焊接电极单元包括可动的再调节装置，其中该再调节装置具有储能装置，与该储能装置直接或间接地连接的焊接电极通过该储能装置能够具有为了其再调节运动而施加至所述焊接电极的力，其中该再调节装置借助前进运动能够移动至焊接位置并且被锁定在焊接位置。

与现有技术相比，根据本发明的焊接电极单元的优点是再调节装置能够被锁定在焊接位置。借助这种锁定，再调节运动专门由储能装置来确定并且基本独立于可能会影响再调节运动的其他可能参数。这能够有利地将焊接过程期间的压力设定保持为恒定的。

在这方面，使焊接电极在焊接位置与待焊接的工件接触。在这方面，能够想到凸焊是最优选的焊接方法。优选地，前进运动是线性地进行的。此外，能够想到焊接电极是制造系统的组成部分，工件例如在被焊接之前在制造系统中被成形、优选被折边。例如，该工件是一片金属板，该金属板被认为是能够获得的并且随后在制造过程期间的范围内首先被成形，随后例如被焊接以形成发动机舱罩。在这方面，再调节运动确保焊接电极与待焊接工件之间的接触被保持，否则这种接触会因焊件中的熔化而可能被中断。

本发明的优选实施方式和另外的进展可源于从属权利要求以及对附图进行参照的说明书。

在另外的实施方式中，使前进运动与再调节运动(Nachsetzbewegung)解耦(entkoppelt)。优选地，在这方面，前进运动和再调节运动在指向工件的同一方向上发生。借助这种解耦，前进运动对再调节运动的妨碍被有利地消除了；否则这种妨碍会难于避免，这是因为前进运动和再调节运动优选定向在同一方向上。因此，施加至焊接电极的力是由储能装置来建立的。

在另外的实施方式中，再调节装置

--能够移动至焊接位置并且/或者

--能够借助肘杆机构锁定在焊接位置。利用肘杆机构，不仅能够以简单地方式控制前进运动，而且能够将再调节装置锁定在焊接位置，使得再调节运动与前进运动解耦。在这方面，借助肘杆机构能够将基本垂直于前进运动行进的驱动运动能够转换为再调节装置的前进运动。这使得可以有利地以节省空间的方式实现可被整合到制造系统中的焊接电极单元。特别地，借助肘杆机构能够在不减小前进力的情况下增大提升行程。

在另外的实施方式中，焊接电极构造为使得前进运动相对于再调节运动以时间偏差(zeitversetzt)的方式发生。特别地，只要到达焊接位置就终止前进运动。仅在那时进行焊接过程并且仅在那时开始为保持焊接过程所需的再调节运动。优选地，肘杆机构完全伸展开并且将再调节装置锁定就位，再调节装置的储能装置随后独自负责再调节运动。

在另外的实施方式中，发生前进运动所沿的前进方向能够借助导向柱来确立。在这方面，再调节装置是以再调节装置将导向柱作为一种导轨系统使用的方式与导向柱连接的。在这方面，能够想到再调节装置至少部分地包围导向柱并且能够相对于导向柱移动。前进运动是借助导向柱来控制的，并且有利地支持将驱动运动转换为前进运动。

在另外的实施方式中，肘杆机构与能量源连接，其中前进运动是能够通过肘杆机构借助从能量源到再调节装置的能量流来控制的。优选地，能量源促成驱动运动，并且肘杆机构以尽可能无损失的方式将从能量源发出的能量转移至再调节装置，以用于前进运动。如有可能，借助肘杆机构，能量可以有利地直接或间接的转移至再调节装置。

在另外的实施方式中，能量源包括压缩机、泵和/或气动缸。特别地，能量源适合于期望的或所需的前进运动。优选地，能量源可以被直接地控制并且/或者适合于制造系统中的循环。特别地，占据空间小的气动缸可以借助肘杆机构在前进力没有任何减小的情况下来实现，同时增大提升行程。以此方式，可以实现紧凑的焊接电极单元，该焊接电极单元可以以可能最简单的方式整合到制造系统中。

在另外的实施方式中，能量源包括压力弹簧、弹性体缸、液压缸和/或另外的气动缸。特别地，储能装置至少部分的由再调节装置包围并且在前进运动期间由再调节装置承载。以有利的方式，通过选择压力弹簧的弹簧常量，能够使施加至焊接电极的力尽可能最优地适配于焊接过程或待焊接的工件。

在另外的实施方式中，再调节装置包括：

--调节螺钉和/或

--用于测量能量的传感器装置。借助调节螺钉，能够有利地建立用于再调节运动的偏压力。借助用于测量能量的传感器装置，能够直接地检查压力是否为恒定的或者是否需要修正偏压力。以此方式，即使在由于工件的熔化而较难保持压力恒定的情况下，仍能够确保焊接电极对工件的压力在焊接过程期间尽可能地恒定。

在另外的实施方式中，再调节装置至少部分地由壳体包围并且/或者设置在基板上。特别地，该壳体在背向基板的一侧包括盖区域，储能装置设置在该盖区域中。该壳体不仅保持储能装置，而且有利地保护免受有害环境的影响——其会永久性地限制储能装置的功能。

在另外的实施方式中，焊接电极通过挺杆与储能装置连接，并且基板具有凹槽，挺杆能够穿过该凹槽。特别地，挺杆是以挺杆和/或储能装置至少部分地从壳体突出的方式设置在储能装置中的。此外，挺杆能够以精度配合的方式引导穿过凹槽，以此方式，以有利的方式进一步支持了沿着前进方向的前进运动。

在另外的实施方式中，在焊接电极与挺杆之间设置有适配器，其中该适配器能够适配于待焊接的工件。在这方面，能够想到不同的适配器例如在长度上不同。用于相应制造过程的适合的适配器随后可以根据工件的厚度来选择。以此方式，焊接电极单元可以用于多种不同的工件。这对于成形和/或焊接不同部件的制造系统是特别有利的。

此外，本发明的目的是通过用于进行焊接、优选进行凸焊的方法来实现的，其中，借助前进运动使焊接电极移动至焊接位置，其中，将与焊接电极连接的再调节装置锁定在焊接位置，并且为了再调节运动，使力直接或间接地施加至焊接电极。

借助这种锁定，再调节运动很大程度上不受制于其他影响并且可以有利地仅通过选择能量流的装置——例如在压力弹簧的情况下，通过其弹簧常量——来确定。特别地，如有可能，借助这种锁定，可以通过能量的另外消耗来避免在再调节装置处于焊接位置之后将其保持在位。

在另外的实施方式中，优选利用肘杆机构使前进运动与再调节运动解耦。通过这种解耦，再调节运动变得仅取决于储能装置，并且因此能够以更简单精确的方式来调节。

在另外的实施方式中，为了进行焊接、优选进行凸焊，使用了根据权利要求1至12中的任一项所述的焊接电极单元。以此方式，能够有利地实现焊接位置被尽可能地固定，该焊接位置此外满足在视点质量方面不断增长的需求。

附图说明

本发明的另外的细节、特性和优点从附图以及利用附图对优选示例性实施方式的以下描述中将变得明显。在这方面，该附图仅仅图示本发明的示例性实施方式，其不限制本发明的基本构思。

图1以立体图示出了根据本发明的第一示例性实施方式的焊接单元。

图2a和图2b以不同的侧视图分别示出了根据本发明的第一示例性实施方式的处于基本位置(Grundstellung)的焊接电极单元。

图3a和图3b以不同的侧视图分别示出了根据本发明的第一示例性实施方式的处于焊接位置的焊接电极单元。

具体实施方式

在不同的图中，相同的部件始终具有相同的标号，并且因此通常也仅命名或提及一次。

在图1中，以立体图示出了根据本发明的第一示例性实施方式的焊接电极单元100。这种焊接电极单元100例如是制造系统的组成部分，用于车辆的部件、比如发动机舱罩例如是在这种制造系统中成形和连接的。在这方面，能够想到一个或多个工件12首先被折边并且随后在该制造系统中于焊件14处在焊接过程期间被焊接。优选地，该焊接过程是凸焊过程。在该制造系统中，焊接电极单元100负责进行焊接。在这方面，焊接电极单元100包括焊接电极13，焊接电极13通过适配器18设置在挺杆11上。在图中示出的焊接电极单元100的基本位置，挺杆11相对于基板5被移动，从而将焊接电极13设置在距待焊接工件或待焊接工件12一定距离的位置处。为了从基本位置到达焊接电极与至少一个待焊接工件12接触的焊接位置，使挺杆11执行沿着前进方向E的前进运动。

优选地，焊接电极单元100的基板5包括凹槽，挺杆11在其前进运动期间通过或穿过该凹槽。在这方面，该凹槽优选以精确配合的方式适配于挺杆11。以此方式，可以支持挺杆11在其前进运动期间的引导。在这方面，能够想到挺杆11在基本位置已经从基板5至少部分地突出。借助这种前进运动，突出的程度被认为增加至在挺杆的前进行程结束时焊接电极13与待焊接的工件12接触的程度。

此外，挺杆11是通过压力弹簧8与再调节装置2连接的。优选地，压力弹簧8是通过上弹簧螺栓7与再调节装置2连接的，并且是通过下弹簧螺栓9与挺杆11连接的。在这方面，再调节装置2包括壳体17，其中壳体17在其背朝基板5的一侧具有盖区域，上弹簧螺栓7或压力弹簧8附接在该盖区域的内侧。优选地，壳体17以类似于套筒的方式包围压力弹簧8，其中壳体17在面向基板5的下端处具有开口，挺杆11和/或压力弹簧8从该开口突出壳体17外。

此外，再调节装置2能够通过肘杆机构4被驱动以执行前进运动。在这方面，再调节装置2自身是以导向柱3决定前进运动期间的前进方向的方式与导向柱3联接的。优选地，为此目的，再调节装置2的一部分、特别是壳体17的一部分环绕或包围导向柱3。导向柱3优选还附接至基板。

在图2a和图2b中，以两个不同的侧视图示出本发明的第一示例性实施方式的处于基本位置的焊接电极单元100。在这方面，在图2b中，壳体17的一部分未示出，以允许观察压力弹簧8。对于再调节装置2离开基本位置的前进运动并且因此挺杆11离开基本位置的前进运动，肘杆机构4将基本垂直于前进方向行进或基本垂直于前进运动的驱动运动转换为前进运动。以此方式，通过肘杆机构4来控制这种前进运动。

肘杆机构4优选具体地由以下部件组成：

--第一摇杆41，该第一摇杆41能够绕第一铰接轴线A枢转，以及

--第二摇杆42，该第二摇杆42能够绕第二铰接轴线B枢转，其中，第一摇杆41和第二摇杆42彼此连接为使得第一摇杆41能够相对于第二摇杆42绕第三铰接轴线C枢转。特别地，第一铰接轴线A和第二铰接轴线B是沿着平行于前进方向行进的方向设置的，其中

--第一摇杆41铰接为在能够沿着前进方向移动的再调节装置2上绕第一铰接轴线A枢转，并且

--第二摇杆42绕第二铰接轴线B铰接在局部固定的框架结构15上。以此方式，第一铰接轴线A与第二铰接轴线B之间的距离借助基本垂直于前进方向行进的驱动运动是可以变化的，该驱动运动是通过第三铰接轴线C来执行的并且因此最终再调节装置2能够沿着前进方向E移动。在图1中示出的实施方式中，驱动运动是借助气动缸6来引入的。为了使再调节装置2朝基板5的方向移动，使气动缸6的活塞移出，第一摇杆41被顺时针枢转，并且第一铰接轴线A与第二铰接轴线B之间的距离被增大。在这方面，活塞优选铰接在第一摇杆41上，以绕第三枢转轴线C枢转。在活塞的驱动运动期间，第三铰接轴线C至少部分地在圆形路径上移动。为了能够使第一摇杆41枢转运动，因此必须使活塞在其驱动运动期间至少部分地跟随该圆形路径。为此目的，气动缸6优选铰接在基板上，以绕第四铰接轴线D枢转，由此使活塞在其驱动运动期间适配于其相对于基板5的倾斜。

在图3a和图3b中，以两个不同的侧视图示出根据本发明的第一示例性实施方式的处于焊接位置的焊接电极单元100。在焊接位置，前进运动被终止。再调节装置的前进运动并且因此挺杆11的前进运动优选只要肘杆机构4完全展开、即第一交接轴线A、第二铰接轴线B和第三铰接轴线C被设置成沿着平行于前进方向E延伸的方向就终止。特别地，再调节装置2优选在肘杆机构4完全展开的同时借助轴杆机构4被锁定在焊接位置。

只要到达焊接位置，由肘杆机构4控制的前进运动就终止。随后的再调节运动特别是独立于前进运动的。在第一示例性实施方式中由压力弹簧8形成的储能装置确保了在焊接过程期间所需的再调节运动。在这方面，在焊接过程的持续期间，焊接电极13以基本恒定的力或基本恒定的压力作用在焊件14上。以此方式，出于系统原因在焊接过程期间发生的工件12在焊件14的区域中的熔化通过由压力弹簧8带来的再调节运动(在路线方面)被抵消。在这方面，借助压力弹簧8作用在挺杆11上的力可以可选地利用调节螺钉1来调节，其中可以借助调节螺钉1来调节或建立偏压力，焊接电极13通过该偏压力压在工件12上。

特别地，焊接电极单元100具有用于检测能量的传感器装置10，该传感器装置优选设置在下弹簧螺栓9与挺杆11之间。以此方式，焊接电极13对工件12的力效应能够被有利地控制，并且如有需要，这种力效应借助调节螺钉1来修正和优化。

附图标记列表

1 调节落定

2 再调节装置

3 导向柱

4 肘杆机构

5 基板

6 气动缸

7 上弹簧螺栓

8 压力弹簧

9 下弹簧螺栓

10 用于检测能量的传感器装置

11 挺杆

12 工件

13 焊接电极

14 焊件

15 框架结构

16 缸轴线

17 壳体

18 适配器

41 第一摇杆

42 第二摇杆

A 第一铰接轴线

B 第二铰接轴线

C 第三铰接轴线

D 第四铰接轴线

E 前进方向

Claims (15)

1.一种焊接电极单元(100)，其中，所述焊接电极单元(100)包括可动的再调节装置(2)，其中，所述再调节装置(2)具有储能装置，与所述储能装置直接或间接地连接的焊接电极(13)通过所述储能装置能够具有为了所述焊接电极(13)的再调节运动而施加至所述焊接电极(13)的力，其中，所述再调节装置(2)通过前进运动能够移动至焊接位置并且能够被锁定在所述焊接位置。

2.一种焊接电极单元(100)，其中，所述前进运动与所述再调节运动解耦。

3.一种焊接电极单元(100)，其中，所述再调节装置(2)

--能够移动至所述焊接位置并且/或者

--能够借助肘杆机构(4)锁定在所述焊接位置。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述焊接电极单元(100)构造为使得所述前进运动相对于所述再调节运动以时间偏差的方式发生。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，发生所述前进运动所沿的前进方向(D)能够借助导向柱(3)来确立。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述肘杆机构(4)与能量源连接，其中，所述前进运动能够通过所述肘杆机构(4)借助从所述能量源到所述再调节装置(2)的能量流来控制。

7.根据权利要求6所述的焊接电极单元(100)，其中，所述能量源包括压缩机、泵和/或气动缸(6)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述储能装置包括压力弹簧、弹性体缸、液压缸和/或另外的气动缸。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述再调节装置(2)包括

--调节螺钉(1)和/或

--用于测量能量的传感器装置(10)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述再调节装置(3)至少部分地由壳体(17)包围并且/或者设置在基板(5)上。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，所述焊接电极(13)是通过挺杆(11)与所述储能装置连接的，并且所述基板(5)具有凹槽，所述挺杆(11)能够穿过所述凹槽。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的焊接电极单元(100)，其中，在所述焊接电极(13)与所述挺杆(11)之间设置有适配器(18)，所述适配器(18)能够适配于待焊接的工件(12)。

13.一种用于进行焊接、优选用于进行凸焊的方法，其中，借助前进运动使焊接电极(13)移动至焊接位置，其中，将与所述焊接电极(13)连接的再调节装置(2)锁定在所述焊接位置，并且为了再调节运动，使所述焊接电极(13)具有直接或间接地施加至所述焊接电极(13)的力。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，优选利用肘杆机构(4)使所述前进运动与所述再调节装置(2)解耦。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，为了进行焊接、优选为了进行凸焊，使用根据权利要求1至12中的任一项所述的焊接电极单元(100)。