CN109454319B - 单边手持式自加载电极修磨装置 - Google Patents

单边手持式自加载电极修磨装置 Download PDF

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Abstract

一种单边手持式自加载电极修磨装置，包括：用于定位和夹紧点焊电极的电极帽的定位夹紧机构、驱动传动机构和修磨刀具机构，其中：修磨刀具机构和驱动传动机构位于定位夹紧机构的下方，驱动传动机构分别与修磨刀具机构和定位夹紧机构相连，从而向修磨刀具机构提供周向修磨的旋转扭矩；定位夹紧机构包括：定位夹紧片、集成安装壳体、导杆和气缸。本发明结构紧凑，操作方便，解决了悬挂式手动点焊焊枪电极帽修磨困难的问题，不仅有助于提高汽车车身的焊装质量，还显著降低了人力物力成本。

Description

单边手持式自加载电极修磨装置
技术领域
本发明涉及的是一种电阻点焊电极修磨领域的技术，具体是一种单边手持式自加载电极修磨装置。
背景技术
电阻点焊是一种在电极压力作用下，对工件通以高密度电流使得工件接触面及邻近区域母材快速生热进而形成熔核的熔焊方法。目前在全钢车身制造中，电阻点焊工艺完成90％以上的焊装工作。实际点焊过程中，在高温和电极力的联合作用下，电极帽容易产生变形、氧化、烧蚀以及粘连，一方面会导致电流密度降低，另一方面也使得电流密度分布不均，从而严重影响车身焊点的质量及其稳定性。因此，在一定焊点数后对电极帽进行修磨，维持电极帽的表面质量，是保证焊点质量，降低汽车制造能耗的重要手段。
当前国内汽车焊装线上手动焊枪仍占一定比例，而手动焊枪电极修磨的方式主要有人工手动锉刀修磨和手持式电极修磨装置修磨两种方法。采用人工手动锉刀修磨时，一方面由于其修磨效果完全依赖于工人工作经验，修磨后的电极往往存在各种问题，如电极端面尺寸偏差、上下电极偏心以及接触面倾斜等，难以达到标准工艺要求，影响了焊接质量且增加了焊接能耗；另一方面，手动修磨磨削力小，电极帽平均修磨时间长，影响生产节拍。市场上现有的手持式电极修磨装置，如日本ETD-18F手提式电极修磨机、德国F-2400手持式电极修磨装置等，存在无法准确定位电极和需依靠人工提供修磨力等缺点，使得修磨质量难以保证且大大增加工人工作负荷。鉴于手动焊枪电极帽修磨所面临的上述问题，为满足大批量快节奏的车身焊装需求，汽车制造商急需能够适用于手动焊枪电极帽修磨的新型单边手持式自加载电极修磨装置。
发明内容
本发明针对现有技术体积较大，无法满足悬挂式点焊机修磨空间小的要求，且夹持位置局限性大，无法适用于悬挂式点焊机大曲度电极杆电极帽的修磨等等缺陷，提出一种单边手持式自加载电极修磨装置，通过设计定位夹紧机构，实现电极帽的径向精确定位和轴向稳定夹紧；通过设计驱动传动机构，提供修磨所需的周向转动扭矩；提高手动焊枪电极帽修磨质量的同时提升修磨效率，降低生产成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：用于定位和夹紧点焊电极的电极帽的定位夹紧机构、驱动传动机构和修磨刀具机构，其中：修磨刀具机构和驱动传动机构位于定位夹紧机构的下方，驱动传动机构分别与修磨刀具机构和定位夹紧机构相连，从而向修磨刀具机构提供周向修磨的旋转扭矩。
所述的定位夹紧机构包括：定位夹紧片、集成安装壳体、导杆和气缸，其中：定位夹紧片和集成安装壳体上下平行设置，气缸输出轴穿过集成安装壳体与定位夹紧片固定连接，导杆固定在集成安装壳体上并垂直穿过定位夹紧片设置。
所述的定位夹紧片为多边形结构，端部设有与点焊电极颈部相配合的半圆形卡口，半圆形卡口下侧设有与电极帽底部相配合的半环形平台，实现对电极帽的径向定位和轴向加压。
所述的定位夹紧片上设有与导杆相配合的导套，与导杆形成导向副。
所述的定位夹紧机构上进一步优选设有换向阀和调压阀。
所述的换向阀为两位五通换向阀，两个出气孔连接气缸的进气孔，两个排气孔上设有消声器。
所述的集成安装壳体为L形，该壳体上分别设有与电极帽相配合的电极帽定位孔以及与气缸、调压阀、换向阀相配合的定位孔。
所述的集成安装壳体与驱动传动机构固定连接。
所述的修磨刀具机构包括：相配合的刀盒与刀具，其中：刀具设置于刀盒中。
所述的刀具的内表面与电极帽的外表面相配合。
所述的刀具正对集成安装壳体上的电极帽定位孔。
所述的驱动传动机构包括：相连的动力输出单元和减速单元，其中：减速单元放大并转化动力输出单元提供的转矩方向。
优选的，所述的动力输出单元为气动马达。
所述的减速单元包括：齿轮箱、固定在齿轮箱中由圆锥齿轮副和圆柱齿轮副组成的齿轮结构，其中：圆锥齿轮副转化转矩方向，圆柱齿轮副通过变换齿比放大扭矩。
所述的圆柱齿轮副的从动轮上设有与刀盒相配合的凹槽。
技术效果
与现有技术相比，本发明通过定位夹紧机构中的定位夹紧片实现电极帽的准确定位夹紧，方便快捷稳定；通过气缸提供修磨压力，保证了修磨效率和对修磨量的精确控制；驱动传动机构采用压缩气体作为动力源，环保清洁；齿轮副结构紧凑，传动效率高，满足作业空间要求；整个修磨器实现对电极帽的夹紧、进给、修磨过程的集成操作，对使用者技术要求低，能够有效提升手动焊枪电极帽修磨质量、降低劳动强度、提高生产效率、延长电极使用寿命、降低生产成本。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为定位夹紧片结构示意图；
图3为定位夹紧片与电极帽装配示意图；
图4为集成安装壳体结构示意图；
图5为实施例修磨流程图；
图中：1驱动传动机构、2定位夹紧片、3集成安装壳体、4矩形气缸、5手控换向阀、6调压阀、7导杆、8点焊电极、9半圆形卡口、10气缸输出轴、11安装定位孔、12电极帽定位孔、13导套。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：定位夹紧机构、驱动传动机构1和修磨刀具机构，其中：定位夹紧机构实现所述点焊电极8的电极帽的定位和夹紧，修磨刀具机构和驱动传动机构1位于定位夹紧机构的下方；驱动传动机构1分别与修磨刀具机构和定位夹紧机构相连，从而向修磨刀具机构提供周向修磨的旋转扭矩。
如图2～4所示，本实施例中的定位夹紧机构包括：定位夹紧片2、集成安装壳体3、手控换向阀5、调压阀6、导杆7和矩形气缸4，其中：定位夹紧片2和集成安装壳体3上下平行设置，气缸输出轴10穿过集成安装壳体3与定位夹紧机构通过锁紧螺母固定连接；导杆7固定在集成安装壳体3上并垂直穿过定位夹紧片2设置。
所述的定位夹紧片2为多边形结构，端部设有与点焊电极8颈部相配合的半圆形卡口9，定位夹紧片2的下侧在半圆形卡口9对应位置设有与电极帽底部相配合的半环形平台，实现对电极帽的径向定位和轴向加压。
所述的半圆形卡口9的直径为13mm。
所述的半环形平台的直径为16mm。
所述的定位夹紧片2上设有与导杆7相配合的导套13，导套13与导杆7形成导向副，保证定位夹紧片2轴向运动的稳定性。
所述的定位夹紧片2随着气缸输出轴10上下进给，实现对电极帽的轴向夹紧。
所述的集成安装壳体3为L形，设有与电极帽相配合的电极帽定位孔12。
所述的电极帽定位孔12直径16mm。
所述的集成安装壳体3上设有与矩形气缸4、换向阀5和调压阀6的安装定位孔，以安装矩形气缸4、换向阀5和调压阀6，实现对气缸、换向阀和调压阀6的安装固定和合理布置。
所述的矩形气缸4、换向阀5和调压阀6的安装定位孔的直径为3mm。
所述的换向阀为两位五通换向阀，采用手动控制换向，两个出气孔通过8mm气动快插管和TPC08-03快换接头依次连接矩形气缸4的两个进气孔，通过控制手控换向阀5的状态决定矩形气缸4上下进给的动作；两个排气孔上设有BSL-02消声器，有效控制噪声和矩形气缸4的进给速率。
所述的手控换向阀5的进气口通过8mm气动快插管、TPC08-02快换接头与压缩气源的输入口相连，空气压力通常设定在5～7kg/cm2之间。
所述的换向阀固定布置于集成安装壳体3一侧，通过控制换向阀控制气缸，实现定位夹紧片2的上下运动控制。
所述的调压阀6固定布置于集成安装壳体3一侧，可调节输入气缸的气压大小，以调节修磨力。
所述的集成安装壳体3的一侧设有6mm直径的固定孔，通过螺栓与驱动传动机构1固定连接。
所述的气缸可为矩形气缸4或圆柱形气缸，其固定设置于集成安装壳体3一侧，驱动定位夹紧片2轴向运动，并提供电极帽修磨所需的修磨力。
所述的修磨刀具机构包括：相配合的刀盒与刀具，其中：刀具设置于刀盒中。
所述的刀具的内表面与电极帽的外表面相配合。
所述的刀具正对集成安装壳体3上的电极帽定位孔12。
所述的刀具为16mm全弧面电极帽修磨刀片。
所述的驱动传动机构1包括：相连的动力输出单元和减速单元，其中：减速单元放大并转化动力输出单元提供的转矩方向。
优选的，考虑到修磨器轻质可靠和动力源的采集方便，所述的动力输出单元为气动马达，气动马达通过快速接头连接压缩空气输出接口。
所述的减速单元包括：齿轮箱、固定在齿轮箱中由圆锥齿轮副和圆柱齿轮副组成的齿轮结构，其中：圆锥齿轮副转化转矩方向，圆柱齿轮副通过变换齿比放大扭矩。
所述的圆柱齿轮副的从动轮上设有与刀盒相配合的凹槽，带动刀盒和刀具转动。
所述的驱动传动机构1与修磨现场气管接头相连，无需接电，操作安全方便。空气压力通常设定在5～7kg/cm2之间，选用气管内径10/3/8mm/in，额定功率640W，通过减速单元调整额定转速至700rpm，满载输出扭矩18.5N/m。
实施例修磨流程如图5所示，判断电极需要修磨后，首先将点焊电极8杆颈部卡入定位夹紧片2上的半圆形卡口9，保证半环形平台与电极帽底部的接触；其次连通压缩气源，启动驱动传动机构1带动修磨刀具机构转动，提供修磨扭矩；然后拉动手控换向阀5的手柄，矩形气缸4进给通过气缸输出轴10带动定位夹紧片2使预修磨的电极帽与刀片紧密接触，提供修磨压力；最后保持刀具转动，拉动手控换向阀5退出定位夹紧片2，松开电极帽完成修磨。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (6)

1.一种单边手持式自加载电极修磨装置，其特征在于，包括：用于定位和夹紧点焊电极的电极帽的定位夹紧机构、驱动传动机构和修磨刀具机构，其中：修磨刀具机构和驱动传动机构位于定位夹紧机构的下方，驱动传动机构分别与修磨刀具机构和定位夹紧机构相连，从而向修磨刀具机构提供周向修磨的旋转扭矩；
所述的定位夹紧机构包括：定位夹紧片、集成安装壳体、导杆、气缸、换向阀和调压阀，其中：定位夹紧片和集成安装壳体上下平行设置，气缸的输出轴穿过集成安装壳体与定位夹紧片固定连接，导杆固定在集成安装壳体上并垂直穿过定位夹紧片设置；
所述的定位夹紧片为多边形结构，端部设有与点焊电极颈部相配合的半圆形卡口，半圆形卡口下侧设有与电极帽底部相配合的半环形平台，实现对电极帽的径向定位和轴向加压；
所述的定位夹紧片上设有与导杆相配合的导套，与导杆形成导向副；
所述的修磨是指：将点焊电极杆颈部卡入定位夹紧片上的半圆形卡口，保证半环形平台与电极帽底部的接触；连通压缩气源并启动驱动传动机构带动修磨刀具机构转动，提供修磨扭矩；拉动手控换向阀的手柄，矩形气缸进给通过气缸输出轴带动定位夹紧片使预修磨的电极帽与刀片紧密接触，提供修磨压力；最后保持刀具转动，拉动手控换向阀退出定位夹紧片，松开电极帽完成修磨。
2.根据权利要求1所述的单边手持式自加载电极修磨装置，其特征是，所述的集成安装壳体为L形，设有与电极帽相配合的电极帽定位孔以及气缸、换向阀和调压阀的安装定位孔。
3.根据权利要求1或2所述的单边手持式自加载电极修磨装置，其特征是，所述的换向阀为两位五通换向阀，两个出气孔连接气缸的进气孔，两个排气孔上设有消声器。
4.根据权利要求1所述的单边手持式自加载电极修磨装置，其特征是，所述的驱动传动机构包括：相连的动力输出单元和减速单元，其中：减速单元放大并转化动力输出单元提供的转矩方向。
5.根据权利要求4所述的单边手持式自加载电极修磨装置，其特征是，所述的减速单元包括：齿轮箱、固定在齿轮箱中由圆锥齿轮副和圆柱齿轮副组成的齿轮结构，其中：圆锥齿轮副转化转矩方向，圆柱齿轮副通过变换齿比放大扭矩。
6.根据权利要求5所述的单边手持式自加载电极修磨装置，其特征是，所述的圆柱齿轮副的从动轮上设有与刀盒相配合的凹槽。
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