CN108381024B - 一种圆形电插头的点焊装置 - Google Patents

Abstract

一种圆形电插头的点焊装置，包括工作台、功能部件和操控系统，功能部件包括上下定位机构、焊头压紧机构、定位引导机构和旋转分度机构；上下定位机构驱动与其连接的焊头压紧机构和定位引导机构上下直线运动；焊头压紧机构可驱动点焊头上下移动以完成不同点位的点焊工作；定位引导机构安装待焊接的带条形金属件，并引导带条形金属件贴在圆柱形金属壳体的表面；旋转分度机构能够安装并张紧待点焊的圆柱形金属壳体，并在圆柱形金属壳体和带条形金属件完成一个点位的点焊后，带动圆柱形金属壳体和带条形金属件旋转一个角度，进行下一个点位的点焊。本装置提供了一种良好的点焊设备，使用方便，工作效率高，大大降低了工人的劳动量。

Description

一种圆形电插头的点焊装置

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种圆形电插头的点焊装置，该装置应用于圆形电插头的外表部件圆柱形金属壳体与带条形金属件的组合点焊。

背景技术

在某些圆形电插头中，外表部的圆柱形金属壳体零件的周表面要均匀规范的点焊上一圈带条形金属零件，完成两种零件的组合，为成品件生产的一道工序，目前此工序的生产没有相应现成的点焊装置，极大影响了点焊工序的进行，严重阻碍了产品的生产。针对此情况，发明人提供了一种圆形电插头的点焊装置，可以很好的自动完成两种零件的点焊，满足此工序的工艺要求，弥补现存生产工序无对应点焊装置的现状。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆形电插头的点焊装置，该点焊装置能对圆柱形金属壳体零件进行张紧、定位，自动旋转分度，对带条形金属零件进行定位、引导，按照预定的轨迹贴合到圆柱形金属壳体零件表面，并进行360°圆周内自动均布点焊，完成两种零件的组合，达到满足生产工艺要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆形电插头的点焊装置，包括工作台、设置在工作台面板的功能部件以及控制功能部件中各个机构配合动作的操控系统，工作台设有点焊电源和与操控系统连接的电气箱，电气箱内设有可编程控制器、电机驱动器和电磁阀，所述的功能部件中包括上下定位机构、焊头压紧机构、定位引导机构和旋转分度机构；

所述的上下定位机构通过机体支撑板安装在工作台面板上，用以驱动与上下定位机构连接的焊头压紧机构以及定位引导机构上下直线运动，在焊头压紧机构和定位引导机构从初始位置下行的过程中，停在旋转分度机构的正上方；

所述的焊头压紧机构上设有正极电极板、与正极电极板连接的点焊头以及驱动机构，点焊头在驱动机构的驱动下下压进行点焊；

所述的定位引导机构上设有引导块，以安装待焊接的带条形金属件，并引导带条形金属件贴在安装于旋转分度机构上待焊接的圆柱形金属壳体的表面；

所述的旋转分度机构具有负极电极板、导电芯轴和张紧头，负极电极板由驱动机构控制上下移动，与导电芯轴接触或分离，张紧头安装在导电芯轴上，用以安装并张紧待点焊的圆柱形金属壳体，在圆柱形金属壳体和带条形金属件完成一个点位的点焊后，张紧头由连接的步进电机驱动旋转，带动圆柱形金属壳体和带条形金属件旋转一个角度，以进行下一个点位的点焊。

所述的焊头压紧机构还包括下压气缸、载板Ⅰ、转接件和绝缘板，下压气缸安装在所述上下定位机构的载板Ⅱ上，下压气缸的下压气缸杆和载板Ⅰ连接，所述的转接件连接在载板Ⅰ上，并在转接件上安装绝缘板和正极电极板，绝缘板位于正极电极板和转接件之间，正极电极板上连接有正极导线，所述的点焊头设置在正极电极板的下表面。

所述的焊头压紧机构还具有导向机构，导向机构包括一对平行于下压气缸杆的导向杆、固定连接在转接件上的滑块载板和滑块以及与滑块相配合的直线导轨，所述的导向杆从载板Ⅰ上的孔穿过，转接件通过滑块载板和滑块连接。

所述的载板Ⅰ下方设有限位缓冲机构，限位缓冲机构包括和载板Ⅱ固定连接的L形板块Ⅰ、限位螺钉Ⅰ以及缓冲器，限位螺钉Ⅰ和缓冲器均安装在L形板块Ⅰ上与载板Ⅰ平行的板面上，且朝向载板Ⅰ的方向。

所述转接件包括固定在载板Ⅰ上的转接块以及连接在转接块上的转接板，转接板的板面与载板Ⅰ平行，所述的绝缘板固定在转接板的下表面，正极电极板连接在绝缘板的下表面。

所述的定位引导机构还包括连接件和中空块，连接件用于和所述上下定位机构的载板Ⅱ连接，中空块安装在连接件上，中空块具有安装弹簧Ⅰ和所述引导块的安装孔，引导块的侧面沿其轴线设置腰形孔，在中空块的安装孔中，弹簧Ⅰ位于引导块顶端，限位螺钉Ⅱ穿过中空块侧面的螺孔伸入引导块的腰形孔内限位，引导块下端伸出中空块并设有引导孔和引导头，条带形金属件从引导孔和引导头中穿过。

所述的旋转分度机构还包括安装在机体支撑板上的轴承座和滑台气缸，所述的导电芯轴穿过轴承座设置，一端和机体支撑板一侧的步进电机连接，另一端和机体支撑板另一侧的张紧头连接，所述的滑台气缸的气缸杆向导电芯轴方向伸出，所述的负极电极板安装在气缸杆上，负极电极板和负电极导线连接。

所述的张紧头包括外壳体、扣合芯和调节螺钉，外壳体一端开口，内部的中心位置设有圆柱体，圆柱体中心为安装调节螺钉的螺纹孔，围绕圆柱体均布三个半圆柱槽Ⅰ，半圆柱槽Ⅰ的一端和螺纹孔相通，另一端和外壳体侧面的孔相通，所述的扣合芯中心为套在所述圆柱体的柱孔，在扣合芯的一端围绕柱孔设有与半圆柱槽Ⅰ相对应的半圆柱槽Ⅱ，扣合芯和外壳体相对合后，半圆柱槽Ⅰ和半圆柱槽Ⅱ组成圆柱腔体，顶紧柱和弹簧Ⅱ设置于该圆柱腔体内，且弹簧Ⅱ的一端与顶紧柱底端接触，弹簧Ⅱ的另一端伸入螺纹孔中，顶在调节螺钉上，调节螺钉具有锥形尖端，所述顶紧柱的顶端为顶紧柱头，顶紧柱头在弹簧Ⅱ弹力作用下从外壳体侧面的孔伸出，以张紧套在张紧头上的圆柱形金属壳体。

所述的上下定位机构还包括一对定位滑块、一对定位直线导轨、伺服电机和丝杠机构，定位直线导轨安装在机体支撑板的正面，所述的载板Ⅱ通过定位滑块滑动设置在定位直线导轨上，所述的伺服电机和丝杠机构安装在机体支撑板的背面，丝杠机构中的丝杠支撑在一对丝杠支座上，丝杠的一端和伺服电机连接，安装在丝杠上的丝杠螺帽通过连接板和载板Ⅱ连接，丝杠螺帽连接有发信块，沿丝杠螺帽的行程在机体支撑板的背面分别设置上极限行程开关、原点开关和下极限行程开关，上极限行程开关、原点开关和下极限行程开关与伺服电机以及电气箱内的可编程控制器连接。

所述的机体支撑板的左右两侧分别安装有左筋板和右筋板，底部通过底板固定在工作台面板上。

本发明的有益效果是：本发明采用设计的张紧头来张紧和定位待点焊的圆柱形金属壳体，采用定位引导机构来将带条形金属件紧密的贴合到圆柱形金属壳体表面，并能保证在自动点焊时带条形零件旋转轨迹整齐，前后不出现偏差；焊头压紧机构采用气缸、金属连接组件带动焊头上下运动，接受到控制指令后自动完成两个待焊接零件的点焊；两种零件点焊一个点位后旋转分度机构通过接收可编程控制器的指令控制步进电机自动分度，点焊点位数据已提前通过触摸屏设置到可编程控制器程序内，并且分度角度大小已通过可编程控制器内部建立的程式计算得出，机构可对应自动完成相应动作；上下定位机构采用伺服电机、滚珠丝杠带动焊头压紧机构和定位引导机构上下定位，根据不同直径的圆形电插头，可以更换制备的不同尺寸的张紧头，同时在触摸屏里设置不同的向下移位距离参数，移位的距离参数和点焊点位参数通过触摸屏可在可编程控制器里实现储存、调用，无需重复设置，大大降低了设备的操作繁琐度。此设备完全自动完成整个点焊过程，无需人为干涉，大大降低了工人的劳动量。

本发明实现了点焊过程的完全自动化，并且通过设置、调用不同型号产品的参数和更换对应不同尺寸的张紧头实现设备的通用性，大大满足了不同产品的生产需求，替代了工人的劳动，降低了工人的劳动量，同时使用方便，工作效率高，提供了一种良好的点焊设备，填补了该工序此种点焊设备的空白。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是待焊接的圆柱形金属壳体的结构示意图；

图3是待焊接的带条形金属件的结构示意图；

图4是点焊装置中功能部件的左视角结构示意图；

图5是点焊装置中功能部件的右视角结构示意图；

图6是定位引导机构拆解的结构示意图；

图7是旋转分度机构安装在机体支撑板上的结构示意图；

图8是旋转分度机构的结构示意图；

图9是旋转分度机构中导电芯轴的结构示意图；

图10是旋转分度机构中张紧头的结构示意图；

图11是图10的轴向剖视图，剖切平面经过中心轴；

图12是图10的径向剖视图，剖切平面经过顶紧柱的中心；

图13是旋转分度机构中张紧头的拆解结构示意图；

图14是机体支撑板背面的结构示意图；

图15是操控系统的结构示意图；

图16是工作台的结构示意图。

图中标记：1、焊头压紧机构；101、下压气缸；102、气缸座；103、下压气缸杆；104、螺母；105、气缸杆紧固头；106、左导向杆；107、右导向杆；108、载板Ⅰ；109、转接块；110、紧固螺钉；111、L形板块Ⅰ；112、限位螺钉Ⅰ；113、缓冲器；114、转接板；115、绝缘板；116、正极电极板；117、正电极导线固定螺孔；118、点焊头；119、焊头固定螺钉；120、滑块载板；121、滑块；122、直线导轨；

2、定位引导机构；201、L形板块Ⅱ；202、中间板；203、中空块；2031、安装孔；204、限位螺钉Ⅱ；205、引导块；2051、引导孔；2052、引导头；2053、腰形孔；2054、弹簧安装孔；2055、弹簧Ⅰ；206、带条形金属件；2061、端头；

3、旋转分度机构；301、轴承座；

302、导电芯轴；3021、轴面；3022、螺丝轴面Ⅰ；3023、台面；3024、轴端；

303、张紧头固定螺钉；304、压紧环；305、紧固螺母；306、联轴器Ⅰ；307、步进电机；308、步进电机座；309、步进电机支撑板；

310、张紧头；3101、外壳体；31011、半圆柱槽Ⅰ；31012、键体；31013、螺纹孔；

3102、顶紧柱；31021、顶紧柱头；31022、环形台面；

3103、弹簧Ⅱ；

3104、扣合芯；31041、半圆柱槽Ⅱ；31042、键槽；

3105、调节螺钉；31051、螺丝轴面Ⅱ；31052、环形光面；31053、锥形尖端；

311、滑台气缸；312、负极电极板；313、负电极导线固定螺孔；

4、上下定位机构；401、载板Ⅱ；402、左滑块固定螺钉；403、左滑块；404、左直线导轨；405、右滑块固定螺钉；406、右滑块；407、右直线导轨；408、机体支撑板；409、右筋板；410、左筋板；411、底板；412、伺服电机；413、伺服电机支座；414、联轴器Ⅱ；415、丝杠前支座；416、丝杠；417、丝杠螺帽；418、螺帽紧固块；419、发信块；420、丝杠后支座；421、上极限行程开关；422、原点开关；423、下极限行程开关；424、T形板块；

5、操控系统；501、显示屏控制箱；502、触摸屏；503、启动按钮；504、点动按钮；505、急停按钮；506、显示屏上支撑座；507、显示屏支撑管；508、显示屏下支撑座；

6、工作台；601、工作台面板；602、型材；603、角件；604、电气安装板Ⅰ；605、电气安装板Ⅱ；606、支脚；607、抽屉；608、点焊电源；

7、圆柱形金属壳体。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，一种圆形电插头的点焊装置，包括工作台和设置在工作台面板的功能部件以及控制功能部件中各个机构配合动作的操控系统，功能部件包括焊头压紧机构1、定位引导机构2、旋转分度机构3和上下定位机构4，操控系统5控制上下定位机构4带动焊头压紧机构1和定位引导机构2下行到旋转分度机构3上待点焊的圆柱形金属壳体7正上方，同时工人手工将带条形金属零件206端头2061通过定位引导机构2上的引导孔2051引导至圆柱形金属壳体7表面，操控系统5控制焊头压紧机构1对旋转分度机构3上张紧、定位好的圆柱形金属壳体7和定位引导机构2上配合好的带条形金属件206进行点焊处理。

如图4、5所示，所述的焊头压紧机构包括下压气缸101、气缸座102、下压气缸杆103、螺母104、气缸杆紧固头105、左导向杆106、右导向杆107、载板Ⅰ108、转接块109、紧固螺钉110、L形板块Ⅰ111、限位螺钉Ⅰ112、缓冲器113、转接板114、绝缘板115、正极电极板116、正电极导线固定螺孔117、点焊头118、焊头固定螺钉119、滑块载板120、滑块121和直线导轨122；

下压气缸101通过螺钉固定在气缸座102上，气缸座102通过螺钉固定在上下定位机构4的载板Ⅱ401上，下压气缸杆103通过螺母104紧固在气缸杆紧固头105上，气缸杆紧固头105与载板Ⅰ108为一体，为增强载板Ⅰ108上下直线移动的稳定性，在气缸座102上设置了左导向杆106和右导向杆107，两个导向杆通过载板Ⅰ108上的两个孔穿过载板Ⅰ108，具有稳定的导向作用，当下压气缸杆103上下移动时，可带动载板Ⅰ108上下稳定的移动；进一步地，在载板Ⅰ108上通过螺钉还固定有转接块109，转接块109下端为一个长方体形的孔，转接板114的一端可以穿到孔里，并通过紧固螺钉110固定，进一步地，转接板114后侧面通过螺钉固定到滑块载板120上，滑块载板120通过螺钉固定到滑块121上，滑块121可沿安装在载板Ⅱ401上的两根直线导轨122上下滑动，当下压气缸杆103上下移动时，可以通过载板Ⅰ108带动转接板114，转接板114再带动滑块载板120通过滑块121与两直线导轨122的配合上下直线运动，通过左右导向柱106、107和滑块121与直线导轨122配合的结构，可以保证机构上下运动的稳定性和直线度，进一步地，转接板114下面通过螺钉固定有绝缘板115，绝缘板115下面通过螺钉固定有正极电极板116，正极电极板116右下方通过孔安装有点焊头118，并用焊头固定螺钉119紧固，在正极电极板116左边开有两个正电极导线固定螺孔117，用于安装点焊电源608的正极导线，并用螺钉紧固，绝缘板115可以保证点焊电源608的正极导线与机体绝缘，这样当下压气缸杆103上下移动时，可以通过中间的机构带动点焊头118上下稳定移动，用于点焊，并保证绝缘，进一步地，在载板Ⅰ108下方设置有L形板块Ⅰ111，L形板块Ⅰ111通过螺钉固定在载板Ⅱ401上，在 L形板块Ⅰ111上设置有缓冲器113和限位螺钉Ⅰ112，在下压气缸杆103带动点焊头118下压点焊的过程中，当点焊头118下压到焊接零件时，由缓冲器113和限位螺钉Ⅰ112起到缓冲冲压力和限定压力的作用，既保证点焊头118下压稳定和压力足够，又不至于压力过大而压坏点焊头118和焊接零件。

如图6所示，所述的定位引导机构2包括L形板块Ⅱ201、中间板202、中空块203、限位螺钉Ⅱ204、引导块205；

L形板块Ⅱ201通过其竖直面上四个通孔由螺钉固定在载板Ⅱ401上，L形板块Ⅱ201的水平面通过四个螺孔与中间板202上的四个通孔配合后通过下边的螺钉将两块板子固定起来，中间板202再与中空块203上下配合后通过中间板202上的两沉孔与中空块203上的两个螺孔配合后通过螺钉固定起来，中空块203中间是方形的安装孔2031，安装孔2031内部安装有弹簧Ⅰ2055和引导块205，引导块205上端中间开有弹簧安装孔2054，用于盛放弹簧Ⅰ2055，弹簧Ⅰ2055在上，引导块205在下，并通过中空块203侧面的限位螺钉Ⅱ204穿过螺孔旋进引导块205的腰形孔2053内限位，保证弹簧Ⅰ2055和引导块205不会掉出中空块203的安装孔2031，同时保证定位引导机构2在上下定位机构4带动下上下移动时保持一定的接触弹性，使带条形金属件206能紧贴到圆柱形金属壳体7表面，另外引导块205上设置有引导孔2051和引导头2052，引导孔2051为扁形孔，引导头2052为片状，设置在引导孔2051的一端的上方，带条形金属件206穿出引导孔2051后从引导头2052的下方穿过，引导孔2051和引导头2052可以保证旋转分度机构3在分度时带条形金属件206运行轨迹整齐，前后位置不偏离，保证两个焊接零件的配合度和焊接质量。

如图7、8、9和14所示，所述的旋转分度机构3包括轴承座301、导电芯轴302、张紧头固定螺钉303、压紧环304、紧固螺母305、联轴器Ⅰ306、步进电机307、步进电机座308、步进电机支撑板309、张紧头310、滑台气缸311、负极电极板312；

轴承座301通过机体支撑板408上的通孔安装在机体支撑板408上，并通过四个螺钉固定，导电芯轴302插到轴承座301内，并轴面3021与轴承座301内前后的轴承内壁构成紧配合，通过后部的压紧环304和旋在导电芯轴302后部螺丝轴面3022上的紧固螺母305与轴承端面压紧，保证导电芯轴302能随轴承座301内轴承顺利旋转，进一步地，导电芯轴302的轴端3024与联轴器Ⅰ306前端相连，并通过螺钉紧固，联轴器Ⅰ306后端与步进电机307轴相连，并通过螺钉紧固，导电芯轴302前端开有D形孔，可以让张紧头310的轴插入，并通过张紧头固定螺钉303紧固，这样张紧头310就与导电芯轴302相连，当后端步进电机307接收旋转控制信号时，张紧头310也跟随旋转，进一步地，步进电机307通过螺钉固定在步进电机座308上，步进电机座308固定在步进电机支撑板309的一端，步进电机支撑板309另一端固定在机体支撑板408上，这样以机体支撑板408为依托，旋转分度机构的各部件连为一体，进一步地，如图14所示，在机体支撑板408背面还固定有滑台气缸311，滑台气缸杆头上固定有负极电极板312，负极电极板312右边开有两个负电极导线固定螺孔313，用于安装点焊电源608的负极导线，当点焊时滑台气缸杆带动负极电极板312下压到导电芯轴302的台面3023上，同时与张紧在张紧头310上的圆柱形金属壳体7、贴附到圆柱形金属壳体7表面的带条形金属件206，以及下压的点焊头118和正极电极板116构成导电回路，点焊电源608受到控制电路触发后放电一次，完成一次点焊，点焊一个点位后负极电极板312和点焊头118通过气缸收起，旋转分度机构3带动张紧头310上的圆柱形金属壳体7和点焊上一个点的带条形金属件206逆时针旋转分度一个角度，为下一点位的点焊做好准备。

如图10~13所示，所述张紧头310包括相互套设的柱形外壳体3101、扣合芯3104以及调节螺钉3105，所述外壳体3101的侧面周向均布有孔，外壳体3101和扣合芯3104套设连接后，在张紧头310内部形成三个呈120°均布的、容纳顶紧柱3102和弹簧Ⅱ3103的圆柱形腔体，每个腔体均与相对应的一个孔连通，该腔体是由设置在外壳体3101上的半圆柱槽Ⅰ31011和设置在扣合芯3104上的半圆柱槽Ⅱ31041对合而成的，顶紧柱3102的一端为顶紧柱头31021，可以在弹簧Ⅱ3103的弹力作用下从外壳体3101侧面的孔伸出，另一端顶在弹簧Ⅱ3103上，而且为了避免顶紧柱3102受力后从孔中被顶出，顶紧柱3102上还设有环形台面31022，在顶紧柱头31021伸出后，用来顶在孔内侧，对顶紧柱3102进行限位；

所述外壳体3101内部中心位置设有圆柱体，并在圆柱体中心开设螺纹孔31013，在圆柱体和外壳体内侧壁之间沿外壳体3101的径向设置半圆柱槽Ⅰ31011，半圆柱槽Ⅰ31011的一端和外壳体3101侧面的孔连通，另一端和所述圆柱体中的螺纹孔31013连通；所述扣合芯3104一端设有和半圆柱槽Ⅰ31011相配合的半圆柱槽Ⅱ31041，扣合芯3104的中心为套设在所述圆柱体上的柱孔，并且柱孔和圆柱体之间通过键槽31042和键体31012的配合连接，以使外壳体3101和扣合芯3104相扣合，并由半圆柱槽Ⅰ31011和半圆柱槽Ⅱ31041组成圆柱腔体，将顶紧柱3102和弹簧Ⅱ3103封闭在圆柱腔体内；

在圆柱腔体内，弹簧Ⅱ3103一端顶在顶紧柱3102上，另一端穿过所述的圆柱体伸入螺纹孔31013内，和调节螺钉3105相配合构成张紧力调整机构，所述的调节螺钉3105尖端为锥形尖端31053，调节螺钉3105上加工有螺纹的轴面为螺丝轴面Ⅱ31051，锥形尖端31053和螺丝轴面Ⅱ31051之间为环形光面31052，在扣合芯3104和外壳体3101通过键槽31042、键体31012扣合连接到一起后，顶紧柱3102和弹簧Ⅱ3103被封闭在所形成的圆柱形腔体内，然后调节螺钉3105安装在所述的螺纹孔31013中，伸入螺纹孔31013的弹簧Ⅱ3103的一端会根据调节螺钉3105旋进的深度顶在调节螺钉3105的锥形尖端31053的锥面或环形光面31052上，由于弹簧Ⅱ3103顶在调节螺钉3105不同位置时，伸入螺纹孔31013的长度也会不同，相对应的弹簧Ⅱ3103的弹力也不同，顶紧柱3102在不同弹力作用下，顶紧柱头31021伸出外壳体3101的长度也不同，也就可以给张紧头310上的物料提供不同的张紧程度，也就是说，可以通过调节螺钉3105的旋进量来控制张紧头310上物料的张紧程度；当调节螺钉3105旋进的较浅时，三个弹簧Ⅱ3103底面接触到调节螺钉3105的锥形尖端31053上靠近尖部的位置，此时弹簧Ⅱ3103受的张力小，顶紧柱3102受的力也小，顶紧柱头31021很松，可将圆柱形金属壳体7轻松套装到张紧头310上，进一步地，套上后，将调节螺钉3105向里旋深，此时调节螺钉3105的环形光面31052接触到三个弹簧Ⅱ3103底面时，弹簧Ⅱ3103受到最大的张力，顶紧柱头31021顶的很紧，将张紧头310上的圆柱形金属壳体7张的最紧，可进行下一步的点焊处理，进一步地，当点焊完成后，可将调节螺钉3105向后旋松，三个弹簧Ⅱ3103底部接触到调节螺钉3105的锥形尖端31053，弹簧Ⅱ3103受的张力变小，顶紧柱3102受的力也变小，圆柱形金属壳体7内壁受的张紧力释放，可将完成点焊的壳体取下。

如图4、5、14所示，所述的上下定位机构4包括载板Ⅱ401、左滑块固定螺钉402、左滑块403、左直线导轨404、右滑块固定螺钉405、右滑块406、右直线导轨407、机体支撑板408、右筋板409、左筋板410、底板411、伺服电机412、伺服电机支座413、联轴器Ⅱ414、丝杠前支座415、丝杠416、丝杠螺帽417、螺帽紧固块418、发信块419、丝杠后支座420、上极限行程开关421、原点开关422、下极限行程开关423、T形板块424；

焊头压紧机构1和定位引导机构2固定在上下定位机构4的载板Ⅱ401上，载板Ⅱ401左右分别通过8个左滑块固定螺钉402和8个右滑块固定螺钉405将载板Ⅱ401固定在左滑块403和右滑块406上，左滑块403和右滑块406分别和左直线导轨404和右直线导轨407配合实现载板Ⅱ401上下稳定的直线运动，左右直线导轨404、407固定在机体支撑板408上，载板Ⅱ401背部通过螺钉固定在T形板块424一端上，T形板块424另一端面通过螺钉固定在螺帽紧固块418上，螺帽紧固块418通过四个螺钉固定在丝杠螺帽417上，丝杠螺帽417与丝杠416相互配合，进一步地，伺服电机412固定在伺服电机支座413上，伺服电机支座413固定在机体支撑板408上，伺服电机412旋转轴通过联轴器Ⅱ414与丝杠416端头相连，并通过螺钉紧固，丝杠416两头通过前后丝杠支座415、420支撑固定，前后丝杠支座415、420通过螺钉固定到机体支撑板408上，这样通过伺服电机412即可带动载板Ⅱ401上下移动，即带动焊头压紧机构1和定位引导机构2上下移动，进一步地，在螺帽紧固块418上通过螺钉固定有发信块419，发信块419右边沿上下移动方向安装有上极限行程开关421、原点开关422、下极限行程开关423，通过工作台内的可编程控制器发送控制指令与发信块419和原点开关422配合，可以实现伺服电机412的精确定位，既上下定位机构4的上下精确定位，上下极限行程开关421、423可以起到硬件的极限保护，进一步地，机体支撑板408左右安装有左、右筋板409、410，左、右筋板409、410起到加固机体支撑板408的作用，机体支撑板408和左、右筋板409、410通过螺钉固定到底板411上，底板411通过螺钉固定在工作台面板601上。

如图15所示，所述的操控系统5包括显示屏控制箱501、触摸屏502、启动按钮503、点动按钮504、急停按钮505、显示屏上支撑座506、显示屏支撑管507、显示屏下支撑座508，显示屏下支撑座508通过螺钉固定于工作台面板601上，显示屏支撑管507套在显示屏下支撑座508的圆筒内，显示屏上支撑座506套在显示屏支撑管507上端，相互间通过螺钉紧固，显示屏上支撑座506上安装有显示屏控制箱501，触摸屏502镶装于显示屏控制箱501内，在显示屏控制箱501的面板上分布有启动按钮503、点动按钮504和急停按钮505，通过触摸屏502可设置产品参数并发出各种控制指令，位于工作台内的可编程控制器接收控制面板指令并控制程序执行动作。

如图16所示，所述工作台6包括型材602和角件603组合构成的机架、工作台面板601、电气安装板Ⅰ604、电气安装板Ⅱ605、支脚606、抽屉607、点焊电源608，工作台面板601安装在机架顶部，电气安装板Ⅰ604和电气安装板Ⅱ605安装在机架的侧壁上，四周的电气安装板组成了一个箱体，称为电气箱，电气箱内的电气绝缘安装板上布设有可编程控制器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器、气路板、电磁阀等电气元件，用于控制整个设备的动作，可编程控制器和伺服电机驱动器、步进电机驱动器、气路板、电磁阀等电气元件的连接属于现有技术的范畴，对此不做过多的描述；支脚606安装在机架的四肢上，用于支撑整个机台，机架左侧上边为抽屉607，用于盛放附件，下边为点焊电源608，为点焊装置提供能源，点焊电源608后侧的正、负电极引出导线分别连接到点焊装置的正负电极板块上。

本圆形电插头的点焊装置在点焊时的工作过程如下：

1、设备上电，气阀通气，各气缸复位，上下定位机构4上的载板Ⅱ401在伺服电机412的带动下通过可编程控制器发送的控制指令与发信块419和原点开关422的配合完成初始位定位；

2、手工将圆柱形金属壳体7套装在张紧头310上，顺时针旋转调节螺钉3105，使调节螺钉3105旋紧，此时由于张紧头310内部的结构配合将圆柱形金属壳体7张紧、固定，接着按启动按钮503一次，上下定位机构4上的载板Ⅱ401在伺服电机412的带动下从上端的初始位下移到点焊位，此时焊头压紧机构1的点焊头118、定位引导机构2的引导块205正好位于圆柱形金属壳体7正上方，引导块205由于上部弹簧Ⅰ2055的作用使引导头2052柔性的压到圆柱形金属壳体7表面；

3、手工将带条形金属件206的端头2061穿过引导孔2051，轻抬引导块205，使引导头2052抬起，将带条形金属件206的端头2061穿出引导孔2051后从引导头2052下方穿过，使带条形金属件206位于焊头118正下方，放下引导块205，使引导头2052压住带条形金属件206表面，使其紧贴于圆柱形金属壳体7表面，这样即完成了两个待焊接零件的配合；

4、再次按启动按钮503一次，自动点焊开始，下压气缸杆103带动焊头118稳稳的下压到带条形金属件206表面，同时旋转分度机构3上的滑台气缸311也带动负极电极板312贴合到导电芯轴302的台面3023上，由于正极电极板116和负极电极板312上分别通过导线连接到点焊电源608正负极上，同时正极电极板116、焊头118、张紧头310、导电芯轴302、负极电极板312都为铜件，具有很好的导电性，带条形金属件206与圆柱形金属壳体7也都为金属接触，所以构成放电回路，点焊电源608受可编程控制器控制触发放电一次，点焊一次，一点位点焊完成后下压气缸杆103带动焊头118升起，滑台气缸311也带动负极电极板312升起；

5、旋转分度机构3通过预先在操控系统5设置的参数以及根据可编程控制器内建立的程式计算出的数据控制步进电机307逆时针旋转一个角度，即圆柱形金属壳体7与带条形金属件206随张紧头310旋转一个角度，带条形金属件206在定位引导机构2引导块205的引导下自动梳整，沿着预定轨迹旋转，保证前后不出现位置偏差；

6、接着在可编程控制器内预设程序的控制下完成第二点位的点焊、分度，以及后续各个点位的点焊和分度，整个过程完全自动完成，无需人为干预，最终将带条形金属件206均匀、整齐的点焊到圆柱形金属壳体7的圆周表面上，完成两种零件的结合；

7、整个点焊完成后，上下定位机构4上的伺服电机412带动载板Ⅱ401上的焊头压紧机构1和定位引导机构2退回到初始位，手动逆时针旋转调节螺钉3105，使调节螺钉3105旋松，此时由于张紧头310内部的结构配合将圆柱形金属壳体7释放，取下焊接后的成品。

针对不同直径的圆形电插头，为实现该装置的通用性，可以制备对应不同直径的张紧头310，以及通过触摸屏502设置的不同产品参数可以存储在可编程控制器内，以便调用。

Claims (10)

1.一种圆形电插头的点焊装置，包括工作台（6）、设置在工作台面板（601）的功能部件以及控制功能部件中各个机构配合动作的操控系统（5），工作台（6）设有点焊电源（608）和与操控系统（5）连接的电气箱，电气箱内设有可编程控制器、电机驱动器和电磁阀，其特征在于：所述的功能部件包括焊头压紧机构（1）、定位引导机构（2）、旋转分度机构（3）和上下定位机构（4）；

所述的上下定位机构（4）通过机体支撑板（408）安装在工作台面板（601）上，用以驱动与上下定位机构（4）连接的焊头压紧机构（1）以及定位引导机构（2）上下直线运动，在焊头压紧机构（1）和定位引导机构（2）从初始位置下行的过程中，停在旋转分度机构（3）的正上方；

所述的焊头压紧机构（1）上设有正极电极板（116）、与正极电极板（116）连接的点焊头（118）以及下压气缸（101），点焊头（118）在所述下压气缸（101）的驱动下下压进行点焊；

所述的定位引导机构（2）上设有引导块（205），以安装待焊接的带条形金属件（206），并引导带条形金属件（206）贴在安装于旋转分度机构（3）上待焊接的圆柱形金属壳体（7）的表面；

所述的旋转分度机构（3）具有负极电极板（312）、导电芯轴（302）和张紧头（310），负极电极板（312）由滑台气缸（311）控制上下移动，与导电芯轴（302）接触或分离，张紧头（310）安装在导电芯轴（302）上，用以安装并张紧待点焊的圆柱形金属壳体（7），在圆柱形金属壳体（7）和带条形金属件（206）完成一个点位的点焊后，张紧头（310）由连接的步进电机（307）驱动旋转，带动圆柱形金属壳体（7）和带条形金属件（206）旋转一个角度，以进行下一个点位的点焊。

2.根据权利要求1所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的焊头压紧机构（1）还包括载板Ⅰ（108）、转接件和绝缘板（115），所述下压气缸（101）安装在所述上下定位机构（4）的载板Ⅱ（401）上，下压气缸（101）的下压气缸杆（103）和载板Ⅰ（108）连接，所述的转接件连接在载板Ⅰ（108）上，并在转接件上安装绝缘板（115）和正极电极板（116），绝缘板（115）位于正极电极板（116）和转接件之间，正极电极板（116）上连接有正极导线，所述的点焊头（118）设置在正极电极板（116）的下表面。

3.根据权利要求2所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的焊头压紧机构（1）还具有导向机构，导向机构包括一对平行于下压气缸杆（103）的导向杆、固定连接在转接件上的滑块载板（120）和滑块（121）以及与滑块（121）相配合的直线导轨（122），所述的导向杆从载板Ⅰ（108）上的孔穿过，转接件通过滑块载板（120）和滑块（121）连接。

4.根据权利要求2所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的载板Ⅰ（108）下方设有限位缓冲机构，限位缓冲机构包括和载板Ⅱ（401）固定连接的L形板块Ⅰ（111）、限位螺钉Ⅰ（112）以及缓冲器（113），限位螺钉Ⅰ（112）和缓冲器（113）均安装在L形板块Ⅰ（111）上与载板Ⅰ（108）平行的板面上，且朝向载板Ⅰ（108）的方向。

5.根据权利要求2所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述转接件包括固定在载板Ⅰ（108）上的转接块（109）以及连接在转接块（109）上的转接板（114），转接板（114）的板面与载板Ⅰ（108）平行，所述的绝缘板（115）固定在转接板（114）的下表面，正极电极板（116）连接在绝缘板（115）的下表面。

6.根据权利要求1所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的定位引导机构（2）还包括连接件和中空块（203），连接件用于和所述上下定位机构（4）的载板Ⅱ（401）连接，中空块（203）安装在连接件上，中空块（203）具有安装弹簧Ⅰ（2055）和所述引导块（205）的安装孔（2031），引导块（205）的侧面沿其轴线设置腰形孔（2053），在中空块（203）的安装孔（2031）中，弹簧Ⅰ（2055）位于引导块（205）顶端，限位螺钉Ⅱ（204）穿过中空块（203）侧面的螺孔伸入引导块（205）的腰形孔（2053）内限位，引导块（205）下端伸出中空块（203）并设有引导孔（2051）和引导头（2052）。

7.根据权利要求1所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的旋转分度机构（3）还包括安装在机体支撑板（408）上的轴承座（301），所述的导电芯轴（302）穿过轴承座（301）设置，一端和机体支撑板（408）一侧的步进电机（307）连接，另一端和机体支撑板（408）另一侧的张紧头（310）连接，所述的滑台气缸（311）的气缸杆向导电芯轴（302）方向伸出，所述的负极电极板（312）安装在气缸杆上，负极电极板（312）和负电极导线连接。

8.根据权利要求7所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的张紧头（310）包括外壳体（3101）、扣合芯（3104）和调节螺钉（3105），外壳体（3101）一端开口，内部的中心位置设有圆柱体，圆柱体中心为安装调节螺钉（3105）的螺纹孔（31013），围绕圆柱体均布三个半圆柱槽Ⅰ（31011），半圆柱槽Ⅰ（31011）的一端和螺纹孔（31013）相通，另一端和外壳体（3101）侧面的孔相通，所述的扣合芯（3104）中心为套在所述圆柱体的柱孔，在扣合芯（3104）的一端围绕柱孔设有与半圆柱槽Ⅰ（31011）相对应的半圆柱槽Ⅱ（31041），扣合芯（3104）和外壳体（3101）相对合后，半圆柱槽Ⅰ（31011）和半圆柱槽Ⅱ（31041）组成圆柱腔体，顶紧柱（3102）和弹簧Ⅱ（3103）设置于该圆柱腔体内，且弹簧Ⅱ（3103）的一端与顶紧柱（3102）底端接触，弹簧Ⅱ（3103）的另一端伸入螺纹孔（31013）中，顶在调节螺钉（3105）上，调节螺钉（3105）具有锥形尖端（31053），所述顶紧柱（3102）的顶端为顶紧柱头（31021），顶紧柱头（31021）在弹簧Ⅱ（3103）弹力作用下从外壳体（3101）侧面的孔伸出，以张紧套在张紧头（310）上的圆柱形金属壳体（7）。

9.根据权利要求2所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的上下定位机构（4）还包括一对定位滑块、一对定位直线导轨、伺服电机（412）和丝杠机构，定位直线导轨安装在机体支撑板（408）的正面，所述的载板Ⅱ（401）通过定位滑块滑动设置在定位直线导轨上，所述的伺服电机（412）和丝杠机构安装在机体支撑板（408）的背面，丝杠机构中的丝杠（416）支撑在一对丝杠支座上，丝杠（416）的一端和伺服电机（412）连接，安装在丝杠（416）上的丝杠螺帽（417）通过连接板和载板Ⅱ（401）连接，丝杠螺帽（417）连接有发信块（419），沿丝杠螺帽（417）的行程在机体支撑板（408）的背面分别设置上极限行程开关（421）、原点开关（422）和下极限行程开关（423），上极限行程开关（421）、原点开关（422）和下极限行程开关（423）与伺服电机（412）以及电气箱内的可编程控制器连接。

10.根据权利要求1所述的一种圆形电插头的点焊装置，其特征在于：所述的机体支撑板（408）的左右两侧分别安装有左筋板（410）和右筋板（409），底部通过底板（411）固定在工作台面板（601）上。

Images