CN109773319A - 具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置及电阻点焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置及电阻点焊设备，该电极轮换焊接装置具有第一电极臂与第二电极臂，第一电极臂设有一第一电极；还包含电极轮换模块，设置于第二电极臂，具有一转动单元及多个第二电极，转动单元可驱动多个第二电极使各第二电极轮换至一工作位置；第一电极臂与第二电极臂可相互靠近，使第一电极与位于工作位置的第二电极分别接触并加压于金属焊接工件组的接头的表面；电极清洁模块，具有一清洁单元，设置于该些第二电极自该工作位置转出的动作路径轨迹上；本发明可延缓电极沾粘问题的发生，使焊接过程中第二电极免受污染，从而降低电阻点焊设备停机更换或清洁电极的频率，减少操作人力成本并能大幅提高产能。

Description

具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置及电阻点焊设备

技术领域

本发明是有关于一种电阻焊接装置及电阻点焊设备，尤其是指一种具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置及电阻点焊设备。

背景技术

电阻点焊(Resistance Spot Welding, RSW)适合应用于汽车车身焊装，包括车架，地板，侧围，车门及车身总成结合等的装配焊接，在装焊生产过程中大量采用了电阻点焊工艺。据统计每辆汽车车身上，大约有3000〜4000个电阻点焊焊点。在汽车车身装焊工艺中，点焊工艺仍处于主导地位，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。

请参照图1及图2A〜图2E所示。一般金属焊件(W1、W2)组合成接头J后，通过已知电阻点焊设备1上的两个不同位置的电极(11、12)对该接头J施加压力F，利用电流通过接头J的接触面及邻近区域产生的电阻热，使接头J处的金属焊件(W1、W2)产生熔融M，进而形成焊点WN，遂行焊接的方法称为电阻焊。一般电阻焊接可加工于铝对铝、铝对钢等板材的接合，然而，铝合金是属于焊接困难较高的金属，其主因为由于铝材在某些性质上异于钢材所致，因此影响铝合金焊接性的各项性质主要有表面覆有致密氧化膜、热传导系数约为钢材的3～4倍、合金元素易熔融挥发、熔融的铝极易吸附氢气、铝合金于高温下其强度较低、比重小、热膨胀系数约为钢材的两倍。因此传统电阻点焊加工铝合金的过程中，其电阻点焊设备的电极沾粘特别明显，一但电极产生沾粘，则该机台必须停机更换电极头，这将严重影响连续生产进程，造成较大的损失。

目前有厂商针对容易沾粘的电极的表面进行处理，例如美国US 20080078749 A1专利文献，该专利对电极端面制成同心圆形脊或凹槽的造形，以进一步改良电极端面与工件的接触性，该造形设计也是一种纹理图案，可以在因电极沾粘重新修整以进行连续焊接操作时，非常快速地恢复电极表面。但此造形设计在本质上，仍是同一电极对工件连续点焊，因此虽有造形电极端面，仍只能稍稍延缓电极沾粘速度。

发明内容

本发明目的在于应用一具有电极轮换模块及电极清洁模块的电极轮换焊接装置，使多个电极在焊接过程中不断变换，同时将进行过焊接的电极予以清洁，以延长在批次连续电阻点焊过程中（即在电极沾粘至需要更换这段时间），可进行更多的焊点加工。本发明的又一目的在于提供具有电极轮换焊接、清洁装置的电阻点焊设备。

为达成上述电极轮换焊接及清洁电极的装置的目的，本发明提供的技术手段为一种具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，包含设置于第一电极臂的一第一电极；一电极轮换模块，设置于第二电极臂，其具有一转动单元及多个第二电极，该转动单元可驱动该多个第二电极而使各第二电极轮换至一工作位置；该第一电极臂与该第二电极臂可相互靠近，使该第一电极与位于该工作位置的该第二电极分别接触并加压于金属焊接工件组的接头的表面；一电极清洁模块，具有一清洁单元，其设置于该工作位置除外的该些第二电极轮转的动作路径轨迹上。

在一实施形态中，该转动单元包含一转盘，该转盘以一枢轴枢设于该第二电极臂，并以该枢轴的中心向外呈放射状设置多个用以固定该些第二电极的电极握持部。

在一实施形态中，该清洁单元是设置于该第二电极由该工作位置刚轮换出至其首次轮换停顿位置之间的动作路径轨迹上。

在一实施形态中，该电极清洁模块的该清洁单元为研磨纱布或砂轮。

在一实施形态中，该电极清洁模块还包含一支架及一个以该支架作为滑轨调整并能够锁固于该支架不同位置的调整臂，该支架是设置于该第二电极臂或电阻点焊设备的机台，该调整臂用以供该清洁单元设置。

在一实施形态中，该转盘的该些第二电极是全周均等角度分布。

为达成上述电阻点焊设备的目的，本发明提供的技术手段为一种包含前述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置的电阻点焊设备。

本发明的特点在于：本发明架构于传统电阻点焊焊接装置上，仅改变电极部位形成电极轮换模块，与目前解决轻量化金属接合的方案相比较，无论在体积与机构方面，均可提供更简便的设计，降低设备投资成本，达成功效相同的效益；本发明利用电极轮换模块，克服铝合金焊接过程中，延缓电极容易沾粘问题，使焊接过程中每一次焊点或固定周期焊点，都能保持为无污染的电极，使一次加工周期（即两次更换电极之间的加工进程）中可完成的焊点数目得以增加，有助于降低电阻点焊设备停机更换或清洁电极沾粘的频率，电阻焊接节省生产时间与成本，制程施工过程中时间平均为2〜3秒/点，接合速度快速，如配合自动化产线，可减少操作人力成本，也能大幅提高产能。

附图说明

图1为已知技术的电阻焊接设备侧面示意图；

图2A～2E为已知技术的电阻焊接流程的状态示意图；

图3为本发明一实施例的清洁单元设置于第二电极臂的电阻焊接设备的侧面示意图；

图4为本发明一实施例的清洁单元设置于电阻焊接设备机台的侧面示意图；

图5为本发明一实施例的电极轮换焊接装置的前视示意图。

附图中的符号说明：

1 已知电阻点焊设备；11、12 电极；2 电阻点焊设备；20 机台；21 电极轮换焊接装置；211 第一电极；212 电极轮换模块；2121 转动单元；21211 转盘；21212 枢轴；2122 第二电极；21221 电极端面；2123 工作位置；2124 电极握持部；213 电极清洁模块；2131 清洁单元；2132 支架；2133 调整臂；3 金属焊接工件组；A1 第一电极臂；A2 第二电极臂；E 电流；F 压力；M 熔融；J 接头；T、T1 动作路径轨迹；W1、W2 金属焊件；WN 焊点。

具体实施方式

现配合图式将本发明实施例详细说明如下，其所附图式主要为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此在该些图式中仅标示与本发明有关的组件，且所显示的组件并非以实施时的数目、形状、尺寸比例等加以绘制，其实际实施时的规格尺寸实为一种选择性的设计，且其组件布局形态有可能更为复杂。

首先请参照图3、图5所示。图3、图5的实施例中的电极轮换焊接装置21是应用于电阻点焊设备2，该电极轮换焊接装置21具有可靠近和远离待接合的金属焊接工件组3的接头J的第一电极臂A1与第二电极臂A2，该金属焊接工件组3是由至少两个金属焊件(W1、W2)组成。该电极轮换焊接装置21包含：一第一电极211、一具有多个第二电极2122的电极轮换模块212以及一电极清洁模块213。第一电极211是设置于该第一电极臂A1，并可启闭地电性耦接至一电流E；电极轮换模块212是设置于该第二电极臂A2，其具有一转动单元2121与该些第二电极2122，该转动单元2121可驱动该些第二电极2122而使各第二电极2122轮换至一工作位置2123，该第一电极臂A1与该第二电极臂A2可相互靠近，以使该第一电极211与位于该工作位置2123的该第二电极2122分别接触并加压于该接头J的表面，进而导通该第一电极211与该工作位置2123的该第二电极2122，以对该接头J进行点焊；该电极清洁模块213是具有一清洁单元2131，该清洁单元2131是设置于该工作位置2123范围除外的该些第二电极2122轮转的动作路径轨迹T上；根据上述构件，该第一电极211与该第二电极2122可分别接触并加压于该接头J的表面，继而使该第一电极211、第二电极2122与该电流E通电后，进行该接头J的焊接，并在该第二电极2122完成焊接而远离该接头J时，该转动单元2121将该工作位置2123的待清洁的第二电极2122转离该工件位置2123，并在该待清洁的第二电极2122下次轮转至该工作位置2123期间，该清洁单元2131可利用该转动单元2121逐一轮换该些第二电极2122的转动动作，逐一对该些待清洁的第二电极2122的电极端面21221进行清洁。

再请参照图3及图5所示，在一实施例中，该转动单元2121包含一转盘21211，该转盘21211以一枢轴21212枢设于该第二电极臂A2，并以该枢轴21212中心向外呈放射状设置分别可拆卸地锁固对应该些第二电极2122的多个电极握持部2124，当该转盘21211转动一特定角度（该特定角度即是该转盘21211的每两个所述第二电极2122之间的夹角角度）时，可使每个由对应的电极握持部2124锁固的第二电极2212轮流转至对应于该工作位置2123。

在一实施例中，该转盘21211的该些第二电极2122是以该转盘21211的全周均等角度分布。

当然，上述该转盘21211转动一特定角度的驱动结构，可应用诸如齿轮组及伺服马达组等本发明技术领域熟悉的机构设计，在此自不赘述。

在一实施例中，该清洁单元2131是设置于由该工作位置2123刚完成点焊作业后，由该转盘21211轮换出的该第二电极2122（更具体来说为该第二电极2122的电极端面21221）至其首次的轮换停顿位置之间的动作路径轨迹T1上（当然要以该动作路径轨迹T1的空间足以容纳清洁单元2131的区域为准），以立刻对完成点焊作业的该第二电极2122的电极端面21221进行清洁。当然，上述位置必须视该些第二电极2122的数量而调整，一旦该些第二电极2122较多，而使得彼此的夹角过小，使得由该工作位置2123与由该工作位置2123转出的该第二电极2122第一次停顿位置之间的移动轨迹不足以容纳该清洁单元2131时，则应将该清洁单元2131设置至由该工作位置2123转出的该第二电极2122的第二次停顿位置（即由该工作位置2123转出方向的该些第二电极2122第二个夹角）之间，以此类推。

在一实施例中，该电极清洁模块213的该清洁单元2131，主要是要以接触方式减除电极端面21221上的沾粘物，其材料可为研磨纱布或砂轮，甚至是上述材料的混搭状态（即一段研磨纱布一段砂轮）。

如图3及图4所示。在一实施例中，该电极清洁模块213还包含一支架2132及一以该支架2132作为滑轨调整并可锁固于该支架2132的不同位置的调整臂2133，该支架2132是设置于该第二电极臂A2（如图3所示）或机台20（如图4所示）上，该调整臂2133用以供该清洁单元2131设置。值得一提的是，该支架2132是平行于该需要清洁的该第二电极2122的中心轴，使该调整臂2133可沿着该支架2132进行高度调整，进而可调整该调整臂2133上的该清洁单元2131与该第二电极2122（或者说是与该电极端面21221）之间的距离，以确实达成清洁作用。

另外，如图3所示，本发明另一实施例为包含前述的电极轮换焊接装置21的电阻点焊设备2。

上述实施形态仅例示性说明本发明的原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为所附的申请专利范围所涵盖。因此，本发明的权利保护范围，应如申请专利范围所列。

Claims (8)

1.一种具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，具有靠近或远离金属焊接工件组的接头的第一电极臂与第二电极臂，所述第一电极臂设有一第一电极，其特征在于，所述具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置包含：

一电极轮换模块，设置于所述第二电极臂，所述电极轮换模块具有一转动单元及多个第二电极，所述转动单元驱动所述多个第二电极而使各第二电极轮换至一工作位置；所述第一电极臂与所述第二电极臂相互靠近，使所述第一电极与位于所述工作位置的所述第二电极分别接触并加压于所述接头的表面；以及

一电极清洁模块，具有一清洁单元，所述清洁单元设置于所述工作位置范围除外的所述多个第二电极轮转的动作路径轨迹上。

2.如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述转动单元包含一转盘，所述转盘以一枢轴枢设于所述第二电极臂，并以所述枢轴的中心向外呈放射状设置多个用以固定所述多个第二电极的电极握持部。

3.如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述清洁单元是设置于由所述工作位置轮换出的所述第二电极至其首次轮换停顿位置之间的动作路径轨迹上。

4.如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述电极清洁模块的所述清洁单元为研磨纱布或砂轮。

5.如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述电极清洁模块还包含一支架及一个以所述支架作为滑轨调整并能够锁固于所述支架不同位置的调整臂，所述支架是设置于所述第二电极臂，所述调整臂用以供所述清洁单元设置。

6.如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述电极清洁模块还包含一支架及一个以所述支架作为滑轨调整并能够锁固于所述支架不同位置的调整臂，所述支架是设置于电阻点焊设备的机台，所述调整臂用以供所述清洁单元设置。

7.如权利要求2所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置，其特征在于，其中，所述转盘的所述多个第二电极是全周均等角度分布。

8.一种包含如权利要求1所述的具有电极清洁功能的电极轮换焊接装置的电阻点焊设备。