CN111299788A - 基于气动驱动更换电极帽的机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于气动驱动更换电极帽的机构，包括电极帽换帽装置、电极帽存储装置以及控制装置；所述电极帽存储装置安装在电极帽换帽装置上；备用的电极帽安装在电极帽存储装置上；当焊枪上的电极帽需要更换时，所述控制装置分别控制焊枪、电极帽换帽装置运动完成拆帽动作并控制焊枪运动到电极帽存储装置上方完成装帽动作；通过气缸、传感器以及控制装置实现了电极帽的更换作业，且动作控制精准、夹紧力强、动作协调性好的良好的技术效果，拆帽效率高，大大提供了作业效率；本发明结构简单、使用方便，与现有技术相比具有整体小巧，方便维修，控制简单的优点。

Description

基于气动驱动更换电极帽的机构

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体地，涉及一种基于气动驱动更换电极帽的机构。

背景技术

目前，现代化汽车生产线普遍采用机器人对汽车白车身进行点焊焊接，机器人的智能高速动作可以满足汽车生产高产能的要求，但焊接使用的电极帽在机器人焊接期间被频繁的通断电和施加压力，电极帽表面易形成氧化层，影响电极帽的导电性，进而严重影响白车身的焊接质量，为消除电极帽氧化层对焊接的不良影响，通常的做法是在电极帽焊接一定数量焊点后对电极帽进行修磨，当被修磨的电极帽外壁厚度小于规定的允许厚度时，需更换新的电极帽。

现有的电极帽的修磨和更换时，电极帽修磨器负责对电极受损部分进行修整，去除氧化层；电极帽更换设备主要负责对电极帽的拆除和装配。在机器人焊接工位，修磨采用机器人控制的自动修磨方式进行，至于电极帽更换，现有技术中包括人工更换和自动更换，其中，自动更换时，常规自动修磨换帽一体式机构，该机构采用普通电机驱动，换帽的夹头机构通常是采用弹簧或者橡胶垫圈机构夹紧电极帽，然后电机持续转动将电极帽与电极杆之间转松动，然后机器人带着焊枪慢慢向上提升，使电极帽与电极杆脱离以达到换帽的效果，这种方式一方面夹头的弹簧产生的夹紧力不足可能导致电机在转动时电极帽与夹头之间打滑，从而不足以将电极帽与电极杆之间拧松动，机器人提升时，电极帽拆不下来，另一方面这种结构拆电极帽需要换帽机与机器人的动作要有很好的协调性，机器人提升时要确保电极帽与电极杆之间已经被换帽机拧松动，这样才能保证电极帽能够顺利的拆除下来，否则机器人提升时电极帽与电极杆会一起被拉出夹头，电极帽依然没有拆除；人工换帽时，虽然可靠性最高，但是在换帽时需要生产线停线，人工进入到线体内操作，既影响生产效率，又存在一定的安全隐患。

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基于气动驱动更换电极帽的机构。

根据本发明提供的一种基于气动驱动更换电极帽的机构，包括电极帽换帽装置1、电极帽存储装置2以及控制装置；

所述电极帽存储装置2安装在电极帽换帽装置1上；

备用的电极帽安装在电极帽存储装置2上；

当焊枪上的电极帽需要更换时，所述控制装置分别控制焊枪、电极帽换帽装置1运动完成拆帽动作并控制焊枪运动到电极帽存储装置2上方完成装帽动作。

优选地，所述电极帽换帽装置1包括拆帽单元11、外上盖12、外下盖13以及挡块14；

所述外上盖12安装在外下盖13上且形成第一容纳空间；

所述拆帽单元11安装在所述的第一容纳空间中，所述挡块14设置在拆帽单元11的侧面并设置在外上盖12和外下盖13之间。

优选地，所述拆帽单元11包括连接块22、转盘23、电极帽夹爪24、内上盖25、内下盖26以及气缸27；

所述气缸27上延伸出气缸推杆且气缸推杆沿延伸方向的一端安装有连接头21；

所述转盘23包括转盘座以及转盘力臂28，所述转盘力臂28安装在转盘座上；

所述连接块22的一端与连接头21活动配合，所述连接块22的另一端与转盘23上的转盘力臂28活动配合；

所述转盘座安装在内上盖25和内下盖26之间。

优选地，所述转盘座的中部设置有第一通孔，所述转盘座沿第一通孔的周向均匀布置有多个与第一通孔相连通的滑道，所述滑道上安装有相匹配的电极帽夹爪24；

所述电极帽夹爪24上设置有转销轴3且转销轴3的两端分别凸出于电极帽夹爪24的顶部、底部；

所述内上盖25、内下盖26上分别设置有与转销轴3相匹配的导引滑槽且内上盖25的中部设置有与第一通孔相对应的第二通孔。

优选地，所述连接头21能够在第一位置和第二位置之间运动；

当气缸27驱使气缸推杆带动连接头21从第一位置运动到第二位置时，所述连接块22驱使转盘力臂28带动转盘23、电极帽夹爪24转动，此时转销轴3在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪24沿滑道向靠近第一通孔的方向运动；

当气缸27驱使气缸推杆带动连接头21从第二位置运动到第一位置时，所述连接块22驱使转盘力臂28带动转盘23、电极帽夹爪24转动，此时转销轴3在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪24沿滑道向远离第一通孔的方向运动。

优选地，所述连接头21从第一位置运动到第二位置时所述转盘23转过的角度为0-60°，其中，当转盘23转到角度为20°时电极帽被电极帽夹爪24夹紧。

优选地，所述电极帽存储装置2包括弹夹主体31以及盖板35；

所述盖板35安装在弹夹主体31上且弹夹主体31和盖板35之间形成一端与外界相连通的电极帽槽；

所述电极帽槽内沿朝向与外界连通的方向依次设置有弹簧、推块32以及备用电极帽；

所述连接块34安装在弹夹主体31上，所述锁舌33安装在连接块34上；

所述电极帽槽开口处设置有安装位，所述锁舌33能够约束电极帽安装在安装位上，当安装位上的电极帽被取走后，所述弹簧驱使推块32推动另一个电极帽进入安装位进而被锁舌33锁住。

优选地，所述盖板35采用透明盖板。

优选地，所述外下盖13上设置有传感器，所述传感器能够检测到焊枪上是否拆帽成功并将检测信息输送给控制装置。

优选地，还包括限位开关，当连接头21运动到第一位置或第二位置时，所述限位开关能够检测到连接头21的位置信息并输送给控制装置进而控制装置控制气缸27停止缩回或伸出气缸推杆的运动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过气缸、传感器以及控制装置实现了控制精准、夹紧力强、动作协调性好的良好的技术效果，拆帽效率高，大大提供了作业效率。

2、本发明结构简单、使用方便，与现有技术相比具有整体小巧，方便维修，控制简单的特点。

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为本发明的结构示意图；

图2为电极帽换帽装置1的结构示意图；

图3为拆帽单元11的结构示意图；

图4为电极帽存储装置2的结构示意图。

图中示出：

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。

本发明提供了一种基于气动驱动更换电极帽的机构，如图1所示，包括电极帽换帽装置1、电极帽存储装置2以及控制装置；所述电极帽存储装置2安装在电极帽换帽装置1上；备用的电极帽安装在电极帽存储装置2上；当焊枪上的电极帽需要更换时，所述控制装置分别控制焊枪、电极帽换帽装置1运动完成拆帽动作并控制焊枪运动到电极帽存储装置2上方完成装帽动作。

具体地，如图1、图2所示，所述电极帽换帽装置1包括拆帽单元11、外上盖12、外下盖13以及挡块14；所述外上盖12安装在外下盖13上且形成第一容纳空间；所述拆帽单元11安装在所述的第一容纳空间中，所述挡块14设置在拆帽单元11的侧面并设置在外上盖12和外下盖13之间，其中外上盖12、外下盖13以及挡块14能够阻挡内上盖25、内下盖26在第一容纳空间中转动。

进一步地，所述外下盖13上设置有传感器，所述传感器能够检测到焊枪上是否拆帽成功并将检测信息输送给控制装置，控制装置能够根据获取的拆帽是否成功的信息控制各部件的动作。

具体地，如图2、图3所示，所述拆帽单元11包括连接块22、转盘23、电极帽夹爪24、内上盖25、内下盖26以及气缸27；所述气缸27上延伸出气缸推杆且气缸推杆沿延伸方向的一端安装有连接头21；所述转盘23包括转盘座以及转盘力臂28，所述转盘力臂28安装在转盘座上；所述连接块22的一端与连接头21活动配合，所述连接块22的另一端与转盘23上的转盘力臂28活动配合；所述转盘座安装在内上盖25和内下盖26之间。

具体地，如图1所示，所述转盘座的中部设置有第一通孔，所述转盘座沿第一通孔的周向均匀布置有多个与第一通孔相连通的滑道，所述滑道上安装有相匹配的电极帽夹爪24；所述电极帽夹爪24上设置有转销轴3且转销轴3的两端分别凸出于电极帽夹爪24的顶部、底部；所述内上盖25、内下盖26上分别设置有与转销轴3相匹配的导引滑槽且内上盖25的中部设置有与第一通孔相对应的第二通孔。

具体地，如图1、图2、图3所示，所述连接头21能够在第一位置和第二位置之间运动；当气缸27驱使气缸推杆带动连接头21从第一位置运动到第二位置时，所述连接块22驱使转盘力臂28带动转盘23、电极帽夹爪24转动，此时转销轴3在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪24沿滑道向靠近第一通孔的方向运动；当气缸27驱使气缸推杆带动连接头21从第二位置运动到第一位置时，所述连接块22驱使转盘力臂28带动转盘23、电极帽夹爪24转动，此时转销轴3在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪24沿滑道向远离第一通孔的方向运动。

具体地，如图1、图2、图3所示，在一个优选例中，所述连接头21从第一位置运动到第二位置时所述转盘23转过的角度为0-60°，其中，当转盘23转到角度为20°时电极帽被电极帽夹爪24夹紧，从20°的位置再转动40°为电极帽夹爪24夹紧电极帽转动的过程，即电极帽被拧松的过程，从而实现电极帽的拆出；本发明结构简单、使用方便，与现有技术相比，本设备具有整体小巧，方便维修，控制简单的特点。

具体地，如图1所示，所述电极帽存储装置2包括弹夹主体31以及盖板35；所述盖板35安装在弹夹主体31上且弹夹主体31和盖板35之间形成一端与外界相连通的电极帽槽；所述电极帽槽内沿朝向与外界连通的方向依次设置有弹簧、推块32以及备用电极帽；所述连接块34安装在弹夹主体31上，所述锁舌33安装在连接块34上；所述电极帽槽开口处设置有安装位，所述锁舌33能够约束电极帽安装在安装位上，当安装位上的电极帽被取走后，所述弹簧驱使推块32推动另一个电极帽进入安装位进而被锁舌33锁住，在一个优选例中，所述盖板35采用透明盖板，通过盖板35能够随时观察到内部备用电极帽的数量，当电极帽槽内的电极帽被用完或数量较少时能够随时相电极帽槽内补充新的电极帽，从而实现生产的连续性，提供工作效率。

具体地，如图1所示，还包括限位开关，当连接头21运动到第一位置或第二位置时，所述限位开关能够检测到连接头21的位置信息并输送给控制装置进而控制装置控制气缸27停止缩回或伸出气缸推杆的运动。

本发明换帽过程分为4个步骤，包括上电极换帽、上电极装帽、下电极换帽、下电极装帽，其中，上电极、下电极装帽及换帽过程一样，下面以上电极换帽、上电极装帽为例，介绍本发明的工作原理如下：

上电极换帽过程：

上电极拆帽：外上盖12、外下盖13以及挡块14限制了内上盖25、内下盖26的移动，拆帽作业开始时气缸27、转盘23都处在初始位置，即气缸推杆回缩在极限位置，当控制装置给出换帽信号后控制焊枪带动待更换的电极帽运动到拆帽单元11的上方并控制将电极帽通过第二通孔进入第一通孔中，此时传感器检测到电极帽进入第一通孔的信息并将检测信息传输给控制装置，此时控制装置控制气缸27驱使气缸推杆做伸出运动并通过连接头21和连接块22驱使转盘力臂28带动转盘座转动，转盘座转动的同时也带动电极帽夹爪24旋转，由于电极帽夹爪24上有转销轴3，且转销轴3的两端分别延伸到内上盖25、内下盖26上的导引滑槽内，导引滑槽引导转销轴3的移动，也间接导向了电极帽夹爪24的移动，使多个电极帽夹爪24逐渐向第一通孔靠拢，当转盘座转动20°时多个电极帽夹爪24夹紧待拆卸的电极帽，此时转盘座继续转动开始拧松电极帽，即电极帽夹爪24夹着电极帽再转动40°，由于焊枪电极杆为固定的，所以电极帽与电极杆发生相对位移，电极帽从电极杆上拆下；此时，传感器检测到电极帽已被拆卸并将已被拆下的信息传输给控制装置，控制装置再控制气缸27的气缸推杆做缩回运动，完成电极帽的拆卸，但电极帽还有可能因为阻尼还装在电极杆上，此时根据传感器的检测信息控制装置控制拆卸动作三至四次，保证电极帽脱落。

应该指出的是，当转盘座转动20°时多个电极帽夹爪24夹紧待拆卸的电极帽，电极帽夹爪24夹着电极帽再转动40°，为电极帽从电极杆上拧松的过程，但当仍未从电极杆上拆下电极帽时，此时，转盘座再带动多个电极帽夹爪24从60°的位置再转动到20°的位置，由于电极帽与电极杆是锥度配合，电极帽与电极杆一旦发生相对位移，电极帽会远离电极杆的方向移动，在没有外力驱使电极帽向电极杆的方向运动时，只旋转电极帽不会被重新拧紧到电极杆上，因此，在电极帽夹爪24夹紧电极帽在20°到60°的反复转动中，电极帽会被逐渐拧松并最终完成拆卸。

上电极装帽过程：上电极帽拆卸完成后，传感器检测，确认电极帽拆下后，焊枪运动到电极帽存储装置2的上电极取帽位置的正上方，使上电极杆圆心与上电极帽同心，之后控制装置控制焊枪缓慢运动，使得电极杆与电极帽慢慢配合，压紧，之后焊枪向正上方运动，将装好的电极帽取出，取出电极帽后的空位由于弹簧的作用，将下一个电极帽推出，因为锁舌33的位置限制，使电极帽到安装位等待。

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)

1.一种基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，包括电极帽换帽装置(1)、电极帽存储装置(2)以及控制装置；

所述电极帽存储装置(2)安装在电极帽换帽装置(1)上；

备用的电极帽安装在电极帽存储装置(2)上；

当焊枪上的电极帽需要更换时，所述控制装置分别控制焊枪、电极帽换帽装置(1)运动完成拆帽动作并控制焊枪运动到电极帽存储装置(2)上方完成装帽动作。

2.根据权利要求1所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述电极帽换帽装置(1)包括拆帽单元(11)、外上盖(12)、外下盖(13)以及挡块(14)；

所述外上盖(12)安装在外下盖(13)上且形成第一容纳空间；

所述拆帽单元(11)安装在所述的第一容纳空间中，所述挡块(14)设置在拆帽单元(11)的侧面并设置在外上盖(12)和外下盖(13)之间。

3.根据权利要求2所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述拆帽单元(11)包括连接块(22)、转盘(23)、电极帽夹爪(24)、内上盖(25)、内下盖(26)以及气缸(27)；

所述气缸(27)上延伸出气缸推杆且气缸推杆沿延伸方向的一端安装有连接头(21)；

所述转盘(23)包括转盘座以及转盘力臂(28)，所述转盘力臂(28)安装在转盘座上；

所述连接块(22)的一端与连接头(21)活动配合，所述连接块(22)的另一端与转盘(23)上的转盘力臂(28)活动配合；

所述转盘座安装在内上盖(25)和内下盖(26)之间。

4.根据权利要求3所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述转盘座的中部设置有第一通孔，所述转盘座沿第一通孔的周向均匀布置有多个与第一通孔相连通的滑道，所述滑道上安装有相匹配的电极帽夹爪(24)；

所述电极帽夹爪(24)上设置有转销轴(3)且转销轴(3)的两端分别凸出于电极帽夹爪(24)的顶部、底部；

所述内上盖(25)、内下盖(26)上分别设置有与转销轴(3)相匹配的导引滑槽且内上盖(25)的中部设置有与第一通孔相对应的第二通孔。

5.根据权利要求4所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述连接头(21)能够在第一位置和第二位置之间运动；

当气缸(27)驱使气缸推杆带动连接头(21)从第一位置运动到第二位置时，所述连接块(22)驱使转盘力臂(28)带动转盘(23)、电极帽夹爪(24)转动，此时转销轴(3)在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪(24)沿滑道向靠近第一通孔的方向运动；

当气缸(27)驱使气缸推杆带动连接头(21)从第二位置运动到第一位置时，所述连接块(22)驱使转盘力臂(28)带动转盘(23)、电极帽夹爪(24)转动，此时转销轴(3)在导引滑槽的引导下驱使电极帽夹爪(24)沿滑道向远离第一通孔的方向运动。

6.根据权利要求5所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述连接头(21)从第一位置运动到第二位置时所述转盘(23)转过的角度为0-60°，其中，当转盘(23)转到角度为20°时电极帽被电极帽夹爪(24)夹紧。

7.根据权利要求1所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述电极帽存储装置(2)包括弹夹主体(31)以及盖板(35)；

所述盖板(35)安装在弹夹主体(31)上且弹夹主体(31)和盖板(35)之间形成一端与外界相连通的电极帽槽；

所述电极帽槽内沿朝向与外界连通的方向依次设置有弹簧、推块(32)以及备用电极帽；

所述连接块(34)安装在弹夹主体(31)上，所述锁舌(33)安装在连接块(34)上；

所述电极帽槽开口处设置有安装位，所述锁舌(33)能够约束电极帽安装在安装位上，当安装位上的电极帽被取走后，所述弹簧驱使推块(32)推动另一个电极帽进入安装位进而被锁舌(33)锁住。

8.根据权利要求7所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述盖板(35)采用透明盖板。

9.根据权利要求1所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，所述外下盖(13)上设置有传感器，所述传感器能够检测到焊枪上是否拆帽成功并将检测信息输送给控制装置。

10.根据权利要求5所述的基于气动驱动更换电极帽的机构，其特征在于，还包括限位开关，当连接头(21)运动到第一位置或第二位置时，所述限位开关能够检测到连接头(21)的位置信息并输送给控制装置进而控制装置控制气缸(27)停止缩回或伸出气缸推杆的运动。

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