CN109048025A - 新型自动电极帽更换设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型自动电极帽更换设备，包括：驱动机构以及拆卸机构，驱动机构与拆卸机构驱动连接；其中，拆卸机构包括：齿条、导条、电极帽拆卸齿轮、电极帽压块以及转轴销，齿条活动连接在导条内并与驱动机构连接，电极帽拆卸齿轮与齿条啮合连接，电极帽拆卸齿轮上开设有安装结构，电极帽压块设置于安装结构内，并通过转轴销连接在拆卸机构的壳体内；电极帽拆卸齿轮在齿条的驱动下旋转时带动电极帽压块以转轴销的轴线转动，使电极帽压块夹紧并转动待拆卸电极帽。本发明可以稳定的拆除现有电极帽而不拆除电极杆，利用小角度转动来实现对电极杆的安装锥度最小的损伤；同时可以保证电极帽在安装时的状态稳定性与可靠性。

Description

新型自动电极帽更换设备

本申请以申请日为2017年12月28日，申请号为CN 201711466186.X的中国发明专利作为要求优先权的基础。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及一种用于电阻点焊焊枪与焊钳的电极帽自动化更的设备。

背景技术

汽车车身的制造中，需要使用大量的焊接工艺。电阻点焊由于其快速性、可靠性高、适应性强以及低廉的应用成本而被广泛的应用于车身制造焊接工艺上，一辆现代化汽车车身包含3000多个电阻点焊焊点。由于电阻点焊工艺的大量应用，汽车生产过程中需要使用大量的电阻点焊焊枪，在电阻点焊焊接过程中需要使用消耗的电极帽，每把焊枪/焊钳都需要在焊接一定数量的焊点之后，需要更换一对电极帽。

目前，在汽车行业，白车身的制造均采用流水线式作业，对于产量要求较高，节拍要求高，设备的稼动率高并且故障率低。整个流水线只要一个工位停机，整线均跟随停机，造成节拍降低，生产效率降低。所以，汽车生产厂商对于停机情况十分敏感。但是，目前焊枪/焊钳均采用人工更换的方式进行电极帽的更换作业。又由于每个工位的焊点数量、焊接压力以及电流不同。所以，电极帽的消耗速度并不一致。如果，统一时间一次更换，会造成大部分电极帽的未完全使用或者电极帽的过度使用。这样会造成电极帽的浪费或者焊点质量缺陷，甚至影响设备的稳定性，对焊接设备造成损坏。如果，按照电极帽的实际消耗速度对不同工位进行更换，又会造成不同工位在不同时间更换，每次更换均需要停机停线，造成停线时间过长，影响生产效率。

为了解决不停机停线进行电极帽的更换，即需要采用电极帽的自动化更换设备—自动换帽机。自动更换电极帽的设备需要进行电极帽的拆卸与安装。该设备需要保证电极帽在拆卸的过程中，可以稳定的拆掉电极帽并且不把电极杆拆掉，安装过程中保持一个稳定的状态以便焊枪安装取出电极帽。此为，该机构的要求难点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型自动电极帽更换设备。

根据本发明提供的一种新型自动电极帽更换设备，包括：驱动机构以及拆卸机构，所述驱动机构与所述拆卸机构驱动连接；

其中，所述拆卸机构包括：齿条、导条、电极帽拆卸齿轮、电极帽压块以及转轴销，所述齿条活动连接在所述导条内并与所述驱动机构连接，所述电极帽拆卸齿轮与所述齿条啮合连接，所述电极帽拆卸齿轮上开设有安装结构，所述电极帽压块设置于所述安装结构内，并通过所述转轴销连接在所述拆卸机构的壳体内；

所述电极帽拆卸齿轮在所述齿条的驱动下旋转时带动所述电极帽压块以所述转轴销的轴线转动，使所述电极帽压块夹紧并转动待拆卸电极帽。

较佳的，所述电极帽压块的数量为两个或两个以上。

较佳的，所述拆卸机构的壳体包括：上机盖与下机盖，所述上机盖与所述下机盖上分别开设有孔位，供待拆卸电极帽伸入所述拆卸机构。

较佳的，所述壳体还包括盖板，连接在所述孔位上，防止异物进入所述拆卸机构内。

较佳的，所述拆卸机构还包括衬套，分别设置于所述电极帽拆卸齿轮与所述壳体之间。

较佳的，所述拆卸机构分为两个，一个为上电极帽拆卸机构，另一个为下电极帽拆卸机构。

较佳的，所述安装结构包括凸轮槽。

较佳的，还包括缓冲机构，所述驱动机构通过所述缓冲机构与所述拆卸机构驱动连接。

较佳的，还包括电极帽储存机构，所述电极帽储存机构与所述拆卸机构连接，所述电极帽储存机构采用卷式弹簧以及柱塞压舌存储新的电极帽。

较佳的，还包括传感器，连接在所述拆卸机构上，检测电极帽是否拆卸、安装完成。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明可以稳定的拆除现有电极帽而不拆除电极杆，利用小角度转动来实现对电极杆的安装锥度最小的损伤；设置有电极帽储存机构，该机构采用卷式弹簧以及柱塞压舌来实现新的电极帽在安装时的状态稳定性与可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的立体图；

图2为拆卸机构的透视图；

图3为拆卸机构的部分结构示意图；

图中：

1-驱动机构；2-拆卸机构；201-上机盖；202-下机盖；203-盖板；204-齿条；205- 导条；206-电极帽拆卸齿轮；207-电极帽压块；208-转轴销；209-衬套；3-缓冲机构； 4-电极帽储存机构；401-柱塞压舌；5-传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种新型自动电极帽更换设备，包括：驱动机构1、拆卸机构2、缓冲机构3、电极帽储存机构4以及传感器5。驱动机构1通过缓冲机构3 与拆卸机构2驱动连接，电极帽储存机构4连接在拆卸机构2上。在本实施例中，拆卸机构2有两个，一个作为上电极帽拆卸机构，另一个作为下电极帽拆卸机构；同理，电极帽储存机构4也为两个，靠近上电极帽拆卸机构的作为上电极帽储存机构，靠近下电极帽拆卸机构的作为下电极帽储存机构，从而可以进一步加快拆卸和安装效率，本发明对此不作限制。

如图1至图3所示，拆卸机构2包括：上机盖201、下机盖202、盖板203、齿条 204、导条205、电极帽拆卸齿轮206、电极帽压块207、转轴销208以及衬套209。

齿条204活动连接在导条205内，用于对齿条204的运动进行导向以及保护上机盖201与下机盖202不被磨损。齿条204与驱动机构1连接，提供直线动力。电极帽拆卸齿轮206与齿条204啮合连接，接收齿条204传递过来的动力，并把直线运动转换为旋转运动，电极帽拆卸齿轮206上开设有安装结构(例如凸轮槽)，电极帽压块207设置于安装结构内，并通过转轴销208连接在拆卸机构的上机盖201与下机盖202内。上机盖201与下机盖202上分别开设有孔位，供待拆卸电极帽伸入拆卸机构，盖板203连接在孔位上，防止异物进入拆卸机构内而损坏拆卸机构2。衬套209分别设置于电极帽拆卸齿轮206与上下机盖之间，用于对电极帽拆卸齿轮206进行上下位置的定位以及防止电极帽拆卸齿轮206在转动过程中的磨损，保证电极帽拆卸齿轮206在电极帽的拆卸过程中转动顺畅。电极帽拆卸齿轮206在齿条204的驱动下旋转时带动电极帽压块207以转轴销208的轴线转动，使电极帽压块207夹紧并转动待拆卸电极帽，为了更好的夹紧，电极帽压块207的数量为两个或两个以上。

电极帽储存机构4采用卷式弹簧以及柱塞压舌401存储新的电极帽，柱塞压舌401可以在开口处顶死电极帽，确保电极帽在滑道内稳定移动，开口处的电极帽状态稳定。在电极帽预装之时，无需过多操作，只需把电极帽推入即可，操作简单、方便、可靠。观察电极帽储存机构的窗盖板采用透明有机玻璃，确保可观察的同时防止杂物飞入。电极帽储存机构4采用锁定机构与拆卸机构2可拆卸连接，确保更换新的电极帽储存机构之后，位置准确并且可靠锁死，保证工作过程中不会出现松脱、掉落。锁定机构操作简单、可靠。

安装在拆卸机构2上的传感器5，检测电极帽是否拆卸、安装完成，保证第一时间反馈无电极帽状态，便于工厂管理更换储存机构时间。传感器5可以设置为多个，确保每个环节的可靠性。

本发明利用气缸与齿条、齿轮作为电极帽拆卸过程中的推送动力，保证拆卸电极帽过程中固定的转动角度以及固定的转矩，利用电极帽压块与齿轮之间的类凸轮结构，实现电极帽压块对电极帽的转动夹紧以及带动电极帽转动拆卸，采用多个压块设置。无需考虑电极帽外形的公差，并且电极帽与电极杆相对转动不到一周，减少对于电极杆锥度的磨损。固定的转矩可以确保稳定拆卸掉电极帽而不会拆卸掉电极杆。设置左右两个拆卸位置，分别对应上下电极帽的拆卸，可以确保电极帽拆卸的可视性与简单性，并且可以分别对上下电极帽进行分开拆卸。

本发明的工作原理如下：

在一个自动焊接工位上，焊枪装在机器人上并按照机器人示教轨迹配合其他设备进行焊接工作。当电极帽消耗到达使用量时，机器人程序会自动调出更换电极帽的轨迹，同时相关设备接到信号，准备电极帽的更换作业。机器人按照示教轨迹运行至本发明处，打开焊枪，将上电极运行至本发明上电极帽拆卸机构的孔位内，自动换帽机的主体部分的上电极帽拆卸孔内，提供信号控制驱动机构1(气缸)的活塞杆伸出，活塞杆带动齿条204在导条205中间进行直线运动，齿条204通过齿部与电极帽拆卸齿轮206配合，带动电极帽拆卸齿轮206进行转动，在电极帽拆卸齿轮206转动开始阶段，电极帽拆卸齿轮206内部的凸轮槽带动120度均布的三个电极帽压块207沿着转轴销208轴线进行转动，夹紧上电极帽，上电极帽夹紧之后，上电极帽与三个电极帽压块207以及电极帽拆卸齿轮206一起转动，此时驱动机构1提供的动力转换为电极帽拆卸齿轮206以及三个电极帽压块207的转矩，对上电极帽施加转矩，破坏上电极帽与电极杆锥度安装的配合力，拆卸掉上电极帽。焊枪按照示教轨迹，将电极杆锥度位置移动至传感器5处，检测上电极帽是否拆卸完成，驱动机构1回位。如果上电极帽未完成拆卸，则重复上述动作。如上电极帽完成拆卸，则机器人按照示教轨迹带动焊枪移动至电极帽储存机构4的上电极帽部分的开口处，压入安装上电极帽，从开口处上方取出电极帽，完成上电极帽的安装作业。焊枪按照示教轨迹，将电极杆锥度位置移动至传感器5处，检测上电极帽是否安装完成，如果上电极帽未完成安装，则重复上述动作。如上电极帽完成安装，则上电极帽的更换作业就此完成。

下电极帽的更换过程与上电极帽的更换过程相同，仅为操作方向相反。就此，完成上下电极帽的自动更换作业。

电极帽自动更换过程是需要在本发明的电极帽储存机构4的滑道槽内预先装入一定数量的电极帽，且电极帽储存机构4为可快速更换、准确定位的机构。完成以上工作后，复位设备，通过传感器检测是否正常安装，开始新的一轮工作。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种新型自动电极帽更换设备，其特征在于，包括：驱动机构以及拆卸机构，所述驱动机构与所述拆卸机构驱动连接；

其中，所述拆卸机构包括：齿条、导条、电极帽拆卸齿轮、电极帽压块以及转轴销，所述齿条活动连接在所述导条内并与所述驱动机构连接，所述电极帽拆卸齿轮与所述齿条啮合连接，所述电极帽拆卸齿轮上开设有安装结构，所述电极帽压块设置于所述安装结构内，并通过所述转轴销连接在所述拆卸机构的壳体内；

所述电极帽拆卸齿轮在所述齿条的驱动下旋转时带动所述电极帽压块以所述转轴销的轴线转动，使所述电极帽压块夹紧并转动待拆卸电极帽。

2.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述电极帽压块的数量为两个或两个以上。

3.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述拆卸机构的壳体包括：上机盖与下机盖，所述上机盖与所述下机盖上分别开设有孔位，供待拆卸电极帽伸入所述拆卸机构。

4.根据权利要求3所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述壳体还包括盖板，连接在所述孔位上，防止异物进入所述拆卸机构内。

5.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述拆卸机构还包括衬套，分别设置于所述电极帽拆卸齿轮与所述壳体之间。

6.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述拆卸机构分为两个，一个为上电极帽拆卸机构，另一个为下电极帽拆卸机构。

7.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，所述安装结构包括凸轮槽。

8.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，还包括缓冲机构，所述驱动机构通过所述缓冲机构与所述拆卸机构驱动连接。

9.根据权利要求1所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，还包括电极帽储存机构，所述电极帽储存机构与所述拆卸机构连接，所述电极帽储存机构采用卷式弹簧以及柱塞压舌存储新的电极帽。

10.根据权利要求9所述的新型自动电极帽更换设备，其特征在于，还包括传感器，连接在所述拆卸机构上，检测电极帽是否拆卸、安装完成。