CN111702309B - 一种自动弯焊一体机的焊机结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动弯焊一体机的焊机结构，包括夹持装置、可上下运动的上电极和可前后滑动的下电极，夹持装置包括分别位于上电极两侧的夹手，夹手包括固定基板，固定基板上可自由竖向滑动设有具有对爪的滑动板，固定基板上设有定位部，滑动板上设有导杆，导杆向上活动穿过定位部，定位部以上的导杆上套有压簧且压簧被压缩在定位部和导杆上端的卡圈之间以使滑动板处于浮动平衡状态；两对爪在竖向上具有高度差以使所夹持箍筋两端也呈相应高度差；上电极上设有联动板，联动板上具有在向下运动过程中可带动对应侧对爪向下运动的压接部以通过带动的先后来调节箍筋两端高度差。本焊机结构可使箍筋两端竖向间距受控，上下重叠姿态稳固，提高焊接品质。

Description

一种自动弯焊一体机的焊机结构

技术领域

本发明属于机床设备中焊接技术领域，具体涉及一种自动弯焊一体机的焊机结构。

背景技术

电阻焊焊机的使用已非常普遍，在很多场合都有较好的应用，常见的结构是通过其变压器的两输出端分别连接到两个电极板，电极板上分别导电连接有电极（也称电极夹头、电极压头），电极与电极板通常为可拆卸连接，相对固定时方便焊接使用，电极消耗之后方便取下换新或取下重新加工压接面后再次安装使用，如CN109079064A、CN202438832U、CN107497965A、CN207629082U中都有所涉及。

在焊接箍筋的应用中，两个电极板通常分别设置在焊机的上、下连接悬臂上以便对箍筋的两个自由端头夹持施焊，上连接悬臂上设置有气缸，气缸的伸缩杆向下延伸并连接上电极，以带动上电极上下运动从而远离或靠近下电极。弯形后的箍筋可参见附图1，其两个自由端101相对，处于错开的状态，错开的高度差不定，焊接时，需要先通过上下电极压接箍筋100两个自由端101至两端头上下重叠，再通电焊接相连，最好是使箍筋100两个自由端101熔融相连到一条直线上。但是，压接施焊的过程中，通过电极直接接触并传力带动箍筋的自由端，箍筋100两个自由端101很难一直保持标准的上下重叠姿态并直至熔融相连，焊接的品质不高，焊接后箍筋的焊接质量一致性差。

另外，电极与电极板之间的连接，目前有采用导轨、导轨槽滑合连接的形式，也有在电极板上开设夹槽并通过弹性变形夹住电极的方式；最常见的电极还是圆柱体形式，通过在电极板上开设沉头孔，其直径与圆柱体电极相适配（对应），将圆柱体电极的一端配合放入沉头孔内即实现连接，为了防止使用时位于上方的电极板上的电极掉落，通常在上方的电极板上沉头孔的横向侧设置有紧固螺钉，用于对插入沉头孔的电极进行紧固以便使用，松开紧固螺钉可方便拆卸。从影响电阻焊效果的技术参数来说，电极压力、电流、通电时间、压接面形貌等都影响着最终的焊接质量，电流小了，发热量不足，如果电极与电极板之间的接触面积过小，局部导通，又会导致电流密度过大，产生飞溅和表面烧损。前述的导轨、夹槽连接方式，加工制造比较复杂，成本高，电极与电极板之间的接触面、接触位置也不稳定，圆柱体电极和对应的电极板制造相对简单，圆柱体电极的底平面与电极板导电接触（侧面随机接触），如果平面度不高，同样存在相互间接触面、接触位置不稳定的问题，而电阻焊焊机的电流通常是通过自带的焊接控制器控制，针对不同直径的箍筋，输出相应的恒定大小的电流（人工按被焊箍筋的直径对应点选），而如果电极与电极板之间的接触位置、接触面积不稳定，势必就会影响同批焊接零件焊接质量的一致性，现有技术中也如CN206562469 U公开的两个零件之间为了提高通用性、连接稳定性而采用的夹接槽连接形式，但针对电阻焊焊机来说，还需要针对性的开发或改进优化更适于使用的电极结构。从电极压力角度来说，气缸提供的力是一定的，但在施焊的过程中箍筋会变软、熔融，整个焊接过程中，其受力、反作用于电极的力（电极受力）就是一个波动的、不确定、不受控的状态，而压力越大（夹住箍筋时），电路中电阻越小，焊接发热量就会降低，影响着焊接质量，现有技术中也有一些控制手段，如CN101323046A中涉及的，通过控制电极运动和夹住箍筋时的速度，来缩短焊接周期时间和提高焊接品质的方法，但其实施较复杂。可以考虑从均衡控制施焊过程中电极受到的压力（即电极传递给箍筋的压力）的角度，来保证电极压力的受控，进而使电阻趋于稳定，在恒定电流的基础上，保证焊接发热量的稳定性，从而保障焊接的品质。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种自动弯焊一体机的焊机结构，避免由电极直接接触并传力带动箍筋的自由端带来的箍筋焊接一致性较差的问题，取得通过有效控制焊接过程中箍筋两自由端间距同时改变力的传递方式来提高焊接品质的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自动弯焊一体机的焊机结构，包括电阻焊机和夹持装置，所述电阻焊机包括基架体，所述基架体上连接有凸出于其前端面的上电极和下电极，所述上电极和下电极呈上下相对设置以便可通过相向运动夹住箍筋并施焊；基架体的前端面的上部凸起设有连接支臂并通过所述连接支臂连接竖向驱动单元，竖向驱动单元的输出端向下驱动连接所述上电极以带动上电极上下运动从而远离或靠近下电极；所述夹持装置包括分别位于上电极的两侧的两夹手单元以用于对应夹持箍筋的两个自由端，所述夹手单元包括竖向的固定基板，所述固定基板上可竖向滑动连接有滑动板，滑动板上连接有用于夹持箍筋的自由端的对爪，所述固定基板上设有横向凸出的定位部，所述滑动板上连接有竖直向上延伸的导杆，导杆向上活动穿过所述定位部且穿过定位部的导杆段上套设有螺旋压簧，所述螺旋压簧被压缩在定位部和导杆上端的卡圈之间以通过螺旋压簧承载滑动板的重量并使滑动板处于浮动平衡状态；两夹手单元的对爪在竖向上均位于上电极和下电极之间且具有高度差以使所夹持箍筋的两个自由端也呈对应的高度差并待焊；竖向驱动单元的输出端通过联动板连接上电极，联动板的两侧分别具有在联动板向下运动的过程中可带动对应侧的对爪向下运动的压接部以通过带动的先后来调节箍筋的两个自由端的高度差；所述下电极可前后滑动连接于基架体上以在朝向基架体的后端滑动后可为基架体的前端让出作业空间。

进一步完善上述技术方案，滑动板的一侧面上设有滑槽，固定基板的一侧面上设有与所述滑槽相适配的滑轨，滑动板通过滑槽连接于所述滑轨上，滑动板的另一侧面连接有驱动对爪的夹持动作的缸体并通过所述缸体驱动连接所述对爪；两夹手单元的缸体分别位于上电极的两侧并位于对应侧的压接部的下方以在联动板向下运动的过程中通过压接部压住缸体来带动对爪向下运动；所述导杆连接于滑动板的上表面，滑动板至定位部之间的导杆段上套设有辅助压簧，辅助压簧被压缩于滑动板的上表面与定位部的下表面之间。

进一步地，联动板上连接有可调节竖向高度的压杆；联动板上开设有贯穿的内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有竖向的螺栓，所述螺栓形成为所述压杆，螺栓的螺杆端朝下且螺杆端的端面形成为所述压接部。

进一步地，所述基架体上设有可将下电极固定于上电极的正下方以使上电极和下电极保持上下相对状态的定位机构。

进一步地，所述基架体包括底座板，所述底座板上呈竖向设有两平行正对的侧立板，下电极可前后滑动连接于所述底座板上并位于两侧立板之间；两侧立板的上部之间连接有安装部，所述安装部的一端面与两侧立板的对应端面平齐并共同形成为所述前端面，连接支臂连接于所述安装部上；下电极通过连接板可前后滑动连接于所述底座板上，下电极连接于所述连接板的上表面并位于连接板的一端，连接板的另一端的下表面与底座板之间设有滑轨机构且该端端面连接驱动缸体，所述驱动缸体设于底座板上并通过其驱动杆与连接板驱动相连。

进一步地，所述定位机构包括开设于连接板的侧面上的定位孔，侧立板上设有与所述定位孔对应的定位气缸，定位气缸的伸缩杆朝向定位孔并与之对应以在伸出时插入定位孔来实现定位；连接板的两侧面上均开设有定位孔，两侧立板上也分别对应设有定位气缸；定位气缸连接于侧立板的外侧面，定位气缸的伸缩杆穿过侧立板与同侧的定位孔配合。

进一步地，所述下电极包括用于夹住箍筋的电极夹头，所述电极夹头可拆卸连接在电极板上以便更换；所述电极夹头包括用于夹住箍筋的压接工作端和用于与电极板连接的功能连接端，所述电极板上开设有与所述功能连接端相适配的腔形且所述功能连接端配合放入所述腔形以使电极夹头与电极板相连；所述功能连接端为圆台，电极板上的腔形为与所述圆台相适配的锥孔凹腔，圆台的小端为自由端且圆台的小端朝向电极板并配合放入所述锥孔凹腔；圆台的侧面与锥孔凹腔的侧壁楔紧相贴以实现电极夹头与电极板的可拆卸连接。

进一步地，所述锥孔凹腔贯穿所述电极板，圆台的小端位于所述锥孔凹腔内；所述压接工作端为长方体，所述圆台垂直凸起设于长方体的一面上且该面与电极板之间具有间隙以避免干涉；长方体上与圆台所在的面相对的一面形成为压接工作面，所述压接工作面上开设有凹槽，所述凹槽的开设长度方向垂直于所述圆台的轴线，所述凹槽的两端呈贯穿开设以便在焊接时容置并定位箍筋的自由端头；所述压接工作面上开设的凹槽的数量为两条，两凹槽的截面均为半圆形，其中一凹槽的截面半圆形的直径大于另一凹槽的截面半圆形的直径；两凹槽以所述圆台的轴线呈中心对称。

进一步地，所述竖向驱动单元为伺服电机，伺服电机的输出轴向下延伸并连接联动板和上电极，通过伺服控制器控制连接所述伺服电机以便控制对联动板和上电极的驱动；还包括用于检测上电极所受的压力的传感器，所述传感器与伺服控制器信号连接以便通过伺服控制器将施焊过程中上电极所受的压力控制在设定范围内，所述伺服控制器信号连接PLC控制器，所述PLC控制器信号连接焊接控制器。

进一步地，两夹手单元通过固定基板连接在可移动并定位的输送架上以便随输送架的移动通过两对爪去夹持箍筋，并随输送架的移动将两夹手单元定位于所需的与电阻焊机的相对位置上。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的焊机结构，借助刻意设计的两夹手单元的对爪的高度差来将所夹持箍筋的两个自由端的竖向间距也控制在相应的高度差值范围内，并在上电极和联动板向下运动的过程中，通过一压接部先带动较高的那个对爪下行，缩小箍筋两自由端的高度差，此时上电极也正好接触到箍筋；箍筋的两自由端呈上下重叠接触时，另一压接部同时也带动另一个对爪下行，此时开始，也就整体呈箍筋的两自由端上下重叠接触的稳定状态下行；接触下电极之后，电流导通实施焊接，箍筋端头变软、熔融并焊接在一条直线上；熔融的过程中，上电极和联动板还要下行一定距离（箍筋的直径），这个过程中，位于下方的箍筋自由端由于已经抵接于下电极上，不能再下行，其需要发生一定弹性变形，以满足上电极和联动板下行使箍筋两端熔融并焊接连接于一条直线上的需求；使用时，对箍筋的两个自由端的压接通过压接部在实施并使之逐渐靠拢呈上下重叠，压接部可以接触于滑动板等位置，没有直接接触箍筋来传力，在整个压接施焊的过程中，箍筋的两个自由端的竖向间距也一直处于受控状态，上下重叠的姿态也通过对爪夹持得到稳固，压焊过程中不会前后错开，焊接出来的箍筋的焊接一致性很好，可有效提高焊接品质。

2、本发明的焊机结构，连接上电极的连接支臂为固定连接于基架体上，上电极仅保留了可上下移动的基本功能设计，相对上电极及其连接部分都需要运动的设计形式来说，使用稳定性更高，结构设计也更简单清晰；下电极设计为可滑动让位的形式，整体来说，可运动部位较少，可提高稳定性和焊接质量。增设了对可滑动的下电极定位的定位机构，以使其可以稳定地处于待焊接状态（位置），进一步保证上电极下压后，配合夹住箍筋、压力焊接过程的稳定性，有效保障焊接质量。

3、本发明的焊机结构，电极夹头的压接工作端用于在使用时传递压力和接触箍筋，功能连接端采用了圆台形式，其与电极板上与圆台对应的锥孔凹腔适配连接，圆台的侧面与锥孔凹腔的侧壁楔紧相贴，有效保证了电极夹头与电极板之间接触面积、接触位置的稳定性，并且是随着使用过程，不断提高接触的稳定性，因为每次施焊过程也是在对电极夹头和电极板施压，结合压力，会提升楔紧度，更好地保持面接触，从而进一步地保证了焊接的品质；电极夹头与电极板连接稳定，可以方便地实施装配和拆卸。

4、本发明的焊机结构，通过PLC控制器进行操作控制，根据所要焊接的箍筋的直径，可对应选择，焊接控制器可对应确定恒定的焊接电流、电流值大小、以及焊接作用的通电时长，与箍筋的直径对应的设定压力范围值，已写入控制器，通过实时检测上电极在施焊过程中所受到的压力大小的传感器，将压力反馈给伺服控制器，就可以通过伺服控制器控制输出，接合焊接过程中箍筋的变软、熔融等状态，补偿调节控制输出，使焊接过程中上电极所受的压力始终保持在设定的压力值范围内，进而使电阻趋于稳定，在恒定电流的基础上，保证焊接发热量的稳定性，保障焊接的品质。

附图说明

图1为背景技术中提及的作为压焊对象的箍筋的示意图；

图2为具体实施例的一种自动弯焊一体机的焊机结构的示意图（为便于示意，隐去了输送架）；

图3为以图2为基础单独示意电阻焊机的示意图（隐去了夹持装置、压接用的螺栓）；

图4为具体实施例中的夹持装置的单独示意图；

图5为图2的侧视图；

图6为具体实施例中的下电极及其驱动和定位连接的示意图；

图7为图6的侧视图（为便于示意嵌套隐去了对应侧的定位气缸）；

图8为具体实施例中的定位气缸的伸缩杆和嵌套相适配的示意图（放大）；

图9为具体实施例中焊机的压力控制部分的结构框图；

图10为具体实施例中下电极的结构示意图；

图11为具体实施例中下电极的电极夹头的结构示意图；

图12为具体实施例中上、下电极配合的示意图；

其中，基架体1，底座板11，侧立板12，安装部13，连接支臂131，前端面14，上电极2，下电极3，连接板31，定位孔311，嵌套32，直孔321，锥孔322，滑轨机构33，驱动缸体34，驱动杆341，联动板4，螺栓41，压接部42，夹手单元5，固定基板51，定位部511，滑动板52，导杆521，卡圈522，缸体53，对爪54，螺旋压簧55，辅助压簧56，输送架57，定位气缸6，伸缩杆61，锥形611，竖向驱动单元7，输出端71，电极板8，腔形81，锥孔凹腔82，电极夹头9，压接工作端91，长方体92，压接工作面921，凹槽922，功能连接端93，圆台94，箍筋100，自由端101。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参见图2-5，具体实施例的一种自动弯焊一体机的焊机结构，包括电阻焊机和夹持装置，所述电阻焊机包括基架体1，所述基架体1上连接有凸出于其前端面14的上电极2和下电极3以避免基架体1与要焊接的箍筋干涉，所述上电极2和下电极3呈上下相对设置以便可通过相向运动（相对的）夹住箍筋并施焊；基架体1的前端面14的上部凸起设有连接支臂131并通过所述连接支臂131连接竖向驱动单元7，竖向驱动单元7的输出端71向下驱动连接所述上电极2以带动上电极2上下运动从而调节与下电极3之间的距离；所述夹持装置包括分别位于上电极2的左、右两侧的两夹手单元5以分别用于对应夹持弯形后箍筋的两个相向的自由端，所述夹手单元5包括竖向的固定基板51，所述固定基板51上可自由竖向滑动连接有滑动板52，所述的可自由竖向滑动，即相对滑动摩擦阻力很小，呈自由落体滑动连接，滑动板52上连接有用于夹持箍筋的自由端的对爪54，所述固定基板51的上部设有横向凸出的定位部511，所述定位部511位于滑动板52的上方，所述滑动板52上连接有竖直向上延伸的导杆521，导杆521向上活动穿过所述定位部511且穿过定位部511的导杆段上套设有螺旋压簧55，所述螺旋压簧55被压缩在定位部511和设于导杆521上端的卡圈522之间，因为滑动板52呈可自由竖向滑动连接在固定基板51上，这样，就通过螺旋压簧55的回弹力来承载滑动板52的重量，达到一种平衡，使滑动板52处于浮动平衡状态，此时，通过外力仍可以使滑动板52沿竖向上、下滑动，对应的，螺旋压簧55就伸展或进一步被压缩。

请参见图4、图5，在滑动板52的这种浮动平衡状态下，两夹手单元5的对爪54在竖向上具有高度差以便可使所夹持箍筋的两个自由端也呈对应的高度差，两夹手单元5的对爪54也均位于上电极2和下电极3之间以使所夹持箍筋的两个自由端处于待焊位置。

上电极2上连接有与之同步运动的联动板4，具体为竖向驱动单元7的输出端71向下依次连接所述联动板4和上电极2，联动板4的两侧分别具有在联动板4向下运动的过程中可带动对应侧的对爪54向下运动的压接部42以通过带动的先后来进一步调节箍筋的两个自由端的高度差，实施时，可以是在联动板4向下运动的过程中压住并带动对应侧的滑动板52，进而带动对爪54。

实施例的焊机结构，借助刻意设计的两夹手单元5的对爪54的高度差来将所夹持箍筋的两个自由端的竖向间距也控制在相应的高度差值范围内，并在上电极2和联动板4向下运动的过程中、走了一定行程后，通过一压接部42先带动所夹持箍筋自由端较高的那个对爪54下行，缩小箍筋的两自由端的高度差，可以理解的，此时应使上电极2的下表面也正好接触到箍筋自由端（较高的一个）的上表面，箍筋的两自由端呈上下重叠接触时，另一压接部42同时也带动另一个对爪54下行，此时就整体呈箍筋的两自由端上下重叠接触的稳定状态下行，接触下电极3之后，导通电流实施焊接，箍筋端头变软、熔融并焊接呈一条直线，也就是在熔融的过程中，上电极2和联动板4还要下行一定距离（箍筋的直径），这个过程中，位于下方的箍筋自由端发生一定弹性变形，以满足上电极2和联动板4下行使箍筋两端熔融并焊接连接于一条直线上的需求。

这样，对箍筋的两个自由端的压接通过压接部42在实施并逐渐靠拢呈上下重叠，压接部42可以接触于滑动板52等位置，没有直接接触箍筋来传力，在整个压接施焊的过程中，箍筋的两个自由端的竖向间距一直处于受控状态，上下重叠的姿态也通过对爪54夹持得到稳固，焊接出来的箍筋的焊接一致性很好，有效提高了焊接品质。

实施时，也可以使较低的那个对爪54所夹持箍筋自由端就位于下电极3的上方，正好接触下电极3的上表面，那么在上电极2和联动板4向下运动的过程中，就只需一侧压接部42工作，即压接部42带动所夹持箍筋自由端较高的那个对爪54下行，缩小箍筋的两自由端的高度差，箍筋的两自由端呈上下重叠接触时，也就开始导通电流焊接，上电极2和联动板4最后再下行一个箍筋直径的行程，使箍筋两端熔融并焊接连接于一条直线上，这种使用方法下，上电极2和联动板4最后再下行一个箍筋直径的行程中，位于下方的箍筋自由端就不需要发生弹性变形，但从控制上来说不容易实现，因为电极一直在消耗，较低的那个对爪54所夹持箍筋自由端不会一直保持正好接触下电极3上表面的状态。

请参见图4，使夹手单元5夹持箍筋的过程，可以是手动的，即两夹手单元5（固定基板51）相对电阻焊机的位置是固定的，手动将箍筋夹持上去；为了更加的自动化，并进一步有效运用浮动状态的夹手单元5，可以使夹手单元5的固定基板51连接在可移动并定位的输送架57上以便随输送架57的移动通过两对爪54去夹持箍筋，夹持箍筋后，再随输送架57的移动将两夹手单元5定位于所需的与电阻焊机的相对位置上，即前文所述的位置。如果下电极3是固定的，则需要输送架57先远离电阻焊机（后退）再下行夹持箍筋，然后返回，可以将输送板理解为现有的机械臂；本实施例中，为了使输送架57的控制更简单，下电极3为可前后滑动连接于基架体1上，以在朝向基架体1的后端滑动后可为基架体1的前端让出作业空间，下电极3朝向基架体1的后端滑动后，输送架57无需再远离电阻焊机（后退），只需要下行夹持箍筋，然后上行复位即可，下电极3滑出并位于上电极2下方，可实施后续压接施焊过程。

同时，连接上电极2的连接支臂131为固定连接于基架体1上，上电极2仅保留了可上下移动的基本功能设计，相对上电极2及其连接部分都需要运动的设计形式来说，使用稳定性更高；下电极3设计为可滑动让位的形式，整体来说，电阻焊机上的可运动部位较少，可提高稳定性和焊接质量。实施时，通过上电极2的上移和下电极3朝向基架体1后端的后移，可以为基架体1的前端让出必要的作业空间，非常适合与水平折弯形式的弯箍设备（对竖向上的作业空间要求低）结合使用，也适合与向下竖向折弯形式的弯箍设备（下电极3滑动让位让出了下部作业空间）结合使用；而向上竖向折弯的形式则需要上方有更多的空间，通常采用焊机整体后移的结构形式。

其中，滑动板52的一侧面上设有滑槽，固定基板51的一侧面上设有与所述滑槽相适配的滑轨，滑动板52通过滑槽连接于所述滑轨上，滑动板52的另一侧面连接有驱动对爪54的夹持动作的缸体53并通过所述缸体53驱动连接所述对爪54，所述对爪54包括平行相对的两爪板，爪板位于缸体53的下方并向下延伸，为了使每次夹持的箍筋在对爪54上的夹持位置始终保持一致，两爪板相对的面上开设有槽，可以是V形槽以便箍筋落入从而保持夹持位置的一致；两夹手单元5的缸体53分别位于上电极2的左、右两侧并位于对应侧的压接部42的下方。

这样，结构紧凑，在联动板4向下运动的过程中通过压接部42压住缸体53来带动对爪54向下运动。

其中，所述导杆521连接于滑动板52的上表面，滑动板52至定位部511之间的导杆段上套设有辅助压簧56，辅助压簧56被压缩于滑动板52的上表面与定位部511的下表面之间。

这样，有利于使两夹手单元5的对爪54所夹持箍筋的两个自由端的高度差与两对爪54的设计高度差相对应。增加了辅助压簧56，两压簧均处于预压工作状态，同时夹手单元5也处于浮动平衡状态，夹手单元5的浮动平衡状态就含有更大的可保持其对爪54设计高度差的势能，夹持箍筋时，可以更好地克服箍筋的弹性（未设置辅助压簧56时，完全是依靠夹手单元5的滑动部分的重量），使且两个自由端的间距缩小至两对爪54的设计高度差。

其中，联动板4上连接有可调节竖向高度的压杆并通过所述压杆形成为所述压接部42。

这样，在电极消耗等情况下，可通过调节压接部42的高度来始终保持前述的受控压接施焊过程；方便保证压接部42带动所夹持箍筋自由端较高的那个对爪54下行时，上电极2的下表面也正好接触到箍筋自由端的上表面。

其中，联动板4上开设有贯穿的内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有竖向的螺栓41，所述螺栓41形成为所述压杆，螺栓41的螺杆端朝下且螺杆端的端面形成为所述压接部42。联动板4至螺栓41的头部之间的螺杆段上套设有螺母（图中未示出）以用于螺栓41转动调节竖向高度调节之后的紧固定位。

这样，实施简单，并方便定位。

请参见图3、图6，其中，所述基架体1上设有可将下电极3固定于上电极2的正下方以使上电极2和下电极3保持上下相对状态的定位机构。

这样，通过定位固定，可以在使用时使上电极2处于稳定的待焊接状态，并进一步可保证上电极2下压后，夹住箍筋、压力焊接过程的稳定性。

其中，所述基架体1包括底座板11，所述底座板11上呈竖向设有两平行正对的侧立板12，下电极3可前后滑动连接于所述底座板11上并位于两侧立板12之间；下电极3前后滑动的方向与侧立板12平行，所述连接支臂131连接于两侧立板12的上部。具体地，两侧立板12的上部之间连接有安装部13，所述安装部13的一端面与两侧立板12的对应端面平齐并共同形成为所述前端面14，连接支臂131通过若干螺栓可拆卸连接于所述安装部13上。

这样，提供了一种可采用的基架体1的简单结构形式，稳定，方便实施。实施时，安装部13可以使用三块板并呈“U形”连接形式，“U形”的开口朝向基架体1的后端，连接支臂131就连接于呈竖向的一块板上，其它两块板呈上下水平连接于两侧立板12的上部之间，可以提高侧立板12的连接稳定性。

其中，下电极3通过连接板31可前后滑动连接于所述底座板11上，下电极3连接于所述连接板31的上表面并位于连接板31的一端，具体为前端，连接板31的另一端的下表面与底座板11的上表面之间设有滑轨机构33且该端端面连接驱动缸体34，所述驱动缸体34设于底座板11上（具体可通过支架连接）并通过其驱动杆341与连接板31驱动相连；滑轨机构33及驱动缸体34的做功方向均与侧立板12平行。

这样，方便下电极3的滑动连接，下电极3位于连接板31的前端，而连接板31与底座板11的滑动连接布置于连接板31的后端，就可以将下电极3悬伸出基架体1的前端面14，从而便于施焊。

实施时，滑轨机构33可选择常见的滑轨和滑槽（分别连接在连接板31和底座板11上），截面为燕尾形或T形形式的，以保障连接和滑动的稳定形，防止倾覆和相互脱开，从结构设计上来说悬伸的下电极3在施焊时也需要承受压力。底座板11的前端可以与所述前端面14平齐，也可以适当伸出，底座板11因为要设置滑轨（或滑槽），根据基架体1前端所需的弯箍作业空间的大小，合理设置底座板11（滑轨）延伸出前端面14的长度，进而增长滑轨机构33的配合段长度，可以提高承受压力焊接时，下电极3的稳定性。

其中，连接板31的两侧面平行于侧立板12，所述定位机构包括开设于连接板31的侧面上的定位孔311，侧立板12上设有与所述定位孔311对应（配合使用）的定位气缸6，定位气缸6的伸缩杆61朝向定位孔311并与之对应以在伸出时插入定位孔311来实现定位。

这样，提供了一种可采用的下电极3定位结构形式，稳定，方便实施；定位气缸6可以设于侧立板12的内侧面，也可以设于侧立板12的外侧面。

请参见图6-8，其中，连接板31的两侧面上均开设有定位孔311，两侧立板12上也分别对应设有定位气缸6；所述定位气缸6连接于侧立板12的外侧面，定位气缸6的伸缩杆61穿过侧立板12与同侧的定位孔311配合。

这样，双侧定位更可靠；考虑到定位气缸6设于侧立板12的内侧面将增大基架体1的体积，本实施例中，将定位气缸6通过支架固定连接于侧立板12的外侧面，伸缩杆61穿过侧立板12，保证了定位功能，基架体1的体积更小，结构紧凑。另外伸缩杆61滑动穿过侧立板12上对应的通孔，侧立板12上对应的通孔也对伸缩杆61起到导引和支撑的作用，定位、使用的稳定性都大大提升。

其中，所述伸缩杆61的自由端为锥形611，定位孔311内设有与伸缩杆61的自由端对应的嵌套32，所述嵌套32为圆环形，嵌套32的内孔由一段直孔321和一段锥孔322构成以与伸缩杆61的自由端相适配。

考虑到孔轴（定位孔311和伸缩杆61）之间的滑动配合不可避免的存在间隙，所以将伸缩杆61的自由端设计为锥形611，在与嵌套32的内孔插入配合的过程中，可以起到定心的作用，消除孔轴间隙带来的连接板31可能存在的定位不稳定性。嵌套32的内孔由相连续的一段直孔321和一段锥孔322构成，保留了一定的直孔321段，使伸缩杆61插入时也有一定的直段进入嵌套32的内孔，保障定位的可靠性。嵌套32为略过盈配合压入定位孔311的形式，可更换（取出更换或是破坏更换），避免了连接板31于该受力位置容易破损的问题，降低维护成本。

请参见图9，所述竖向驱动单元7为伺服电机，其输出端71向下延伸并连接联动板4和上电极2，通过伺服控制器控制连接所述伺服电机以便控制对上电极2的驱动；还包括用于实时检测上电极2在施焊过程中所受到的压力大小的传感器，所述传感器与伺服控制器信号连接以便通过伺服控制器将施焊过程中上电极2所受的压力控制在设定范围内，所述伺服控制器信号连接PLC控制器，所述PLC控制器信号连接焊接控制器。

这样，通过PLC控制器进行操作控制，根据所要焊接的箍筋的直径，可对应选择，焊接控制器可对应确定恒定的焊接电流、电流值大小、以及焊接作用的通电时长，与箍筋的直径对应的设定压力范围值，写入了PLC控制器或伺服控制器，通过实时检测上电极2在施焊过程中所受到的压力大小的传感器，就可以将压力反馈给伺服控制器，伺服控制器控制输出，可接合焊接过程中箍筋的变软、熔融等状态，补偿调节控制输出，控制电动机的电流，使焊接过程中上电极2所受的压力始终保持在设定的压力值范围内，进而使电阻趋于稳定，在恒定电流的基础上，保证焊接发热量的稳定性，从而保障焊接的品质。

实施时，传感器可以选择伺服电机的扭矩，也可以是直接检测压力，也可以是通过检测电动机的电流值来检测上电极2实际的加压力，都可以达到效果。

本实施例选择将所述传感器检测连接伺服电机，这样，集成性更好，传感器可以是伺服系统的伺服控制器带有的电流传感器，通过电动机电流的检测值来监视上、下电极3焊接过程中的的实际加压力。

请参见图10，除了焊接过程中压力的均衡，从影响焊接品质的角度出发，还需要进一步结合压力，稳定电流值，可取得更好的焊接效果。本实施例中，

下电极3包括用于压力接触箍筋的电极夹头9，所述电极夹头9可拆卸连接在电极板8上以便更换；所述电极夹头9包括用于接触箍筋的压接工作端91和用于与电极板8连接的功能连接端93，所述电极板8上开设有与所述功能连接端93相适配的腔形81且所述功能连接端93配合放入所述腔形81以使电极夹头9与电极板8相连。本实施例中，所述功能连接端93为圆台94，电极板8上的腔形81为与所述圆台94相适配的锥孔凹腔82，圆台94的小端为自由端且圆台94的小端朝向电极板8并配合放入所述锥孔凹腔82；圆台94的侧面与锥孔凹腔82的侧壁楔紧相贴以实现电极夹头9与电极板8的可拆卸连接。

这样，电极夹头9的压接工作端91用于在使用时传递压力和接触箍筋，功能连接端93采用了圆台94形式，其与电极板8上与圆台94对应的锥孔凹腔82适配连接，圆台94的侧面与锥孔凹腔82的侧壁楔紧相贴，有效保证了电极夹头9与电极板8之间接触面积、接触位置的稳定性，并且是随着使用过程，不断提高接触的稳定性，因为每次施焊过程也是在对电极夹头9和电极板8施压，会提升楔紧度，更好地保持面接触，从而间接地保证了焊接质量的一致性。圆台94的侧面与锥孔凹腔82的侧壁之间保持楔紧，从相关结构布置方面来说，可以理解的，一方面圆台94的大端、小端均不能与电极板8有抵接，以避免干涉，影响其侧面与锥孔凹腔82侧壁的楔紧相贴，另一方，圆台94的侧面和锥孔凹腔82的侧壁的锥度应合理选择，保持自锁（连接稳固，施加外力可拆卸），比如经典的莫氏锥度，当然，各种材质的自锁摩擦角度不同，设计时对应合理选择即可；这样，装拆都很方便，拆卸时，优选对电极夹头9施加扭力，在楔紧向外的分力作用下，电极夹头9即与电极板8脱开自锁，可轻松地将电极夹头9取下、换新。

请参见图12，其中，所述锥孔凹腔82贯穿所述电极板8。

这样，方便电极板8的锥孔凹腔82的加工，相对不贯穿的盲孔形式，贯穿的锥孔凹腔82更好加工，无需专用刀具，并且，贯穿的锥孔凹腔82，也便于保持清洁，避免腔内积攒杂物而影响电极夹头9与电极板8的连接。

对应的，实施时，圆台94的小端优选不要穿出电极板8，圆台94的小端就位于所述锥孔凹腔82内，避免凸出而接触其它导电物，影响焊接质量。

请继续参见图10，其中，所述压接工作端91为长方体92，所述圆台94垂直凸起设于长方体92的一面上。

这样，方便拆卸电极夹头9时的扭力的施加，通过普通的扳手就可以夹住长方体92的侧面而施拧。可以理解的，长方体92上与圆台94所在的面与电极板8之间应具有间隙，以避免干涉，保障楔紧；长方体92与圆台94通常也采用一体结构形式。

其中，长方体92上与圆台94所在的面相对的一面形成为压接工作面921，所述压接工作面921上开设有凹槽922，所述凹槽922的开设长度方向垂直于所述圆台94的轴线，也即平行于电极板8，所述凹槽922的两端呈贯穿开设以便在焊接时容置并定位箍筋的自由端头。

这样，通过凹槽922方便在焊接时容置并定位箍筋。使用时，上、下电极配合相对施压作业，上、下的箍筋分别被定位在凹槽922内，可保持需要的上、下重叠焊接姿态，避免错开，保障焊接质量。

本实施例中，所述压接工作面921上开设的凹槽922的数量为两条，两凹槽922的截面均为半圆形，即半圆形凹槽，加工时，单件可以通过球头铣刀在压接工作面921上加工而成，双件可以通过在一个整体件上钻孔后对半分开而得到。两凹槽922中，其中一凹槽922的截面半圆形的直径大于另一凹槽922的截面半圆形的直径。

这样，半圆形的凹槽922可以与被焊钢筋保持更优的接触面积从而保证通过电流的稳定性，实施时，也可以小于半圆，劣弧形式（槽深度更浅）也是可以的，不宜大于半圆呈优弧或呈U形以避免上下配合使用时槽深过深；两凹槽922的设计可以提高适用性，不同的直径的凹槽922，比如一凹槽的截面半圆形直径为十二毫米，另一凹槽的截面半圆形直径为八毫米，十二毫米的凹槽922可适用于十二毫米、十毫米的钢筋焊接使用，八毫米的凹槽922可适用于八毫米、六毫米的钢筋焊接使用，分等级保障接触面积的稳定。

请参见图11，其中，两凹槽922以所述圆台94的轴线呈中心对称，即两凹槽922相互平行且自身轴线至圆台94的轴线的垂直距离相等。

这样，可以降低相配合设备的智能化程度，降低整体成本。箍筋通常由机械手夹持，放到电极夹头9上来时，只需要放到一个指定位置（凹槽922）的机械手肯定更简单；如果有两个凹槽922，需要机械手完成对应放到两个指定位置的动作，则在结构和程控上相对更复杂；电极夹头9设计时，将两凹槽922以所述圆台94的轴线呈中心对称，就可以在更换不同直径钢筋的批次待焊时，人工将电极夹头9松开并以圆台94为回转中心旋转180°，两凹槽922的位置就实现了互换，本实施例的夹手单元只需将箍筋放到同一个指定位置（前后），实现了简化，降成本。

请再参见图12，使用时，上电极2采用与下电极3相同的结构，上电极2和下电极3的电极板8相互平行，分别连接到电阻焊焊机上，实施时，下电极3的电极板8就通过连接板31与底座板11滑动相连，伺服电机向下延伸的输出端71依次连接联动板4和上电极2的电极板8，可以理解的，下电极3的电极板8与连接板31之间、联动板4和上电极2的电极板8之间均有必要的绝缘连接处理，两电极板8也要与变压器（图中未示出）的两输出端分别电连接，变压器连接焊接控制器；上电极2和下电极3的电极夹头9的压接工作端91相对以便相向运动时对箍筋施压，两电极夹头9上的凹槽922相对应，具体来说，若电极夹头9上为一条凹槽922，两电极夹头9上的凹槽922相对应，若两电极夹头9上分别有两条凹槽922，则使截面半圆形直径相等的凹槽922相对应。

关于输送架57下行并通过两对爪54去夹持箍筋的过程，如何使夹持后箍筋的两个自由端的高度差与两对爪54的设计高度差相对应，作简单文字说明。可在输送架57下方的台面上设置一凸起部，使弯形后的箍筋两个自由端，一个位于台面上（通常是较低的留尾端），另一个位于台面上凸起部上（通常是较高的抽头端），输送架57下行，两夹手单元5的对爪54的下表面分别抵接于台面和凸起部的上表面，辅助压簧56均被进一步压缩，螺旋压簧55适度伸展但仍处于受压状态，浮动平衡状态时设计的相对较高的那个对爪54应与凸起部相配合、对应抵接，因为抵接于凸起部上，其辅助压簧56被压缩的量也更大。两对爪54分别夹持住箍筋的自由端（落入爪板的V形槽），输送架57上行，两夹手单元5的对爪54在滑动部分的自重、辅助压簧56的作用下，要恢复到原来的浮动平衡状态，从而带动被夹持的箍筋的两自由端之间的间距也被控制调节至所设计的两对爪54的高度差。

为便于理解，进一步以本实施例并辅以数据举例说明，下电极朝向基架体的后端滑动，为基架体的前端让出作业空间；夹持目标箍筋的直径为10mm；浮动平衡状态时，两夹手单元的对爪的设计高度差为15mm；凸起部高于台面40mm，箍筋的两个自由端分别置于凸起部和台面上之后，即错开40mm（中心距），这样可使不同的箍筋的两个自由端错开高度差都可以保持一致；输送架下行，两夹手单元的对爪的下表面分别抵接于台面和凸起部的上表面，抵接于凸起部上的夹手单元的辅助压簧相较有25mm的更多的压缩量，两对爪分别夹持住箍筋的自由端，输送架上行，两夹手单元的对爪恢复到原来的高度差15mm，箍筋的两自由端的竖向间距也为15mm（中心距），除掉箍筋直径的10mm，箍筋的两自由端的最小距离为5mm；下电极滑出并位于上电极下方；联动板和上电极压下，较高对爪所对应的压接部先接触其缸体（同时，上电极接触该对爪夹持的箍筋自由端），该对爪随之下行，箍筋的两自由端的间距减小，减小至上下重叠接触时，另一侧压接部接触该侧缸体，然后整体呈箍筋的两自由端上下重叠接触的稳定状态下行，接触下电极之后，导通电流实施焊接，箍筋端头变软、熔融并直至焊接相连于一条直线上。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自动弯焊一体机的焊机结构，包括电阻焊机和夹持装置，所述电阻焊机包括基架体，所述基架体上连接有凸出于其前端面的上电极和下电极，所述上电极和下电极呈上下相对设置以便可通过相向运动夹住箍筋并施焊；基架体的前端面的上部凸起设有连接支臂并通过所述连接支臂连接竖向驱动单元，竖向驱动单元的输出端向下驱动连接所述上电极以带动上电极上下运动从而远离或靠近下电极；其特征在于：所述夹持装置包括分别位于上电极的两侧的两夹手单元以用于对应夹持箍筋的两个自由端，所述夹手单元包括竖向的固定基板，所述固定基板上可竖向滑动连接有滑动板，滑动板上连接有用于夹持箍筋的自由端的对爪，所述固定基板上设有横向凸出的定位部，所述滑动板上连接有竖直向上延伸的导杆，导杆向上活动穿过所述定位部且穿过定位部的导杆段上套设有螺旋压簧，所述螺旋压簧被压缩在定位部和导杆上端的卡圈之间以通过螺旋压簧承载滑动板的重量并使滑动板处于浮动平衡状态；两夹手单元的对爪在竖向上均位于上电极和下电极之间且具有高度差以使所夹持箍筋的两个自由端也呈对应的高度差并待焊；竖向驱动单元的输出端通过联动板连接上电极，联动板的两侧分别具有在联动板向下运动的过程中可带动对应侧的对爪向下运动的压接部以通过带动的先后来调节箍筋的两个自由端的高度差；

所述下电极可前后滑动连接于基架体上以在朝向基架体的后端滑动后可为基架体的前端让出作业空间。

2.根据权利要求1所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：滑动板的一侧面上设有滑槽，固定基板的一侧面上设有与所述滑槽相适配的滑轨，滑动板通过滑槽连接于所述滑轨上，滑动板的另一侧面连接有驱动对爪的夹持动作的缸体并通过所述缸体驱动连接所述对爪；两夹手单元的缸体分别位于上电极的两侧并位于对应侧的压接部的下方以在联动板向下运动的过程中通过压接部压住缸体来带动对爪向下运动；所述导杆连接于滑动板的上表面，滑动板至定位部之间的导杆段上套设有辅助压簧，辅助压簧被压缩于滑动板的上表面与定位部的下表面之间。

3.根据权利要求1所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：联动板上连接有可调节竖向高度的压杆；联动板上开设有贯穿的内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有竖向的螺栓，所述螺栓形成为所述压杆，螺栓的螺杆端朝下且螺杆端的端面形成为所述压接部。

4.根据权利要求1所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述基架体上设有可将下电极固定于上电极的正下方以使上电极和下电极保持上下相对状态的定位机构。

5.根据权利要求4所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述基架体包括底座板，所述底座板上呈竖向设有两平行正对的侧立板，下电极可前后滑动连接于所述底座板上并位于两侧立板之间；两侧立板的上部之间连接有安装部，所述安装部的一端面与两侧立板的对应端面平齐并共同形成为所述前端面，连接支臂连接于所述安装部上；下电极通过连接板可前后滑动连接于所述底座板上，下电极连接于所述连接板的上表面并位于连接板的一端，连接板的另一端的下表面与底座板之间设有滑轨机构且该端端面连接驱动缸体，所述驱动缸体设于底座板上并通过其驱动杆与连接板驱动相连。

6.根据权利要求5所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述定位机构包括开设于连接板的侧面上的定位孔，侧立板上设有与所述定位孔对应的定位气缸，定位气缸的伸缩杆朝向定位孔并与之对应以在伸出时插入定位孔来实现定位；

连接板的两侧面上均开设有定位孔，两侧立板上也分别对应设有定位气缸；定位气缸连接于侧立板的外侧面，定位气缸的伸缩杆穿过侧立板与同侧的定位孔配合。

7.根据权利要求1所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述下电极包括用于夹住箍筋的电极夹头，所述电极夹头可拆卸连接在电极板上以便更换；所述电极夹头包括用于夹住箍筋的压接工作端和用于与电极板连接的功能连接端，所述电极板上开设有与所述功能连接端相适配的腔形且所述功能连接端配合放入所述腔形以使电极夹头与电极板相连；所述功能连接端为圆台，电极板上的腔形为与所述圆台相适配的锥孔凹腔，圆台的小端为自由端且圆台的小端朝向电极板并配合放入所述锥孔凹腔；圆台的侧面与锥孔凹腔的侧壁楔紧相贴以实现电极夹头与电极板的可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述锥孔凹腔贯穿所述电极板，圆台的小端位于所述锥孔凹腔内；所述压接工作端为长方体，所述圆台垂直凸起设于长方体的一面上且该面与电极板之间具有间隙以避免干涉；长方体上与圆台所在的面相对的一面形成为压接工作面，所述压接工作面上开设有凹槽，所述凹槽的开设长度方向垂直于所述圆台的轴线，所述凹槽的两端呈贯穿开设以便在焊接时容置并定位箍筋的自由端头；所述压接工作面上开设的凹槽的数量为两条，两凹槽的截面均为半圆形，其中一凹槽的截面半圆形的直径大于另一凹槽的截面半圆形的直径；两凹槽以所述圆台的轴线呈中心对称。

9.根据权利要求1所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：所述竖向驱动单元为伺服电机，伺服电机的输出轴向下延伸并连接联动板和上电极，通过伺服控制器控制连接所述伺服电机以便控制对联动板和上电极的驱动；还包括用于检测上电极所受的压力的传感器，所述传感器与伺服控制器信号连接以便通过伺服控制器将施焊过程中上电极所受的压力控制在设定范围内，所述伺服控制器信号连接PLC控制器，所述PLC控制器信号连接焊接控制器。

10.根据权利要求1-9任一项所述一种自动弯焊一体机的焊机结构，其特征在于：两夹手单元通过固定基板连接在可移动并定位的输送架上以便随输送架的移动通过两对爪去夹持箍筋，并随输送架的移动将两夹手单元定位于所需的与电阻焊机的相对位置上。

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