CN1364105A - 盖螺母的焊接方法及焊接装置 - Google Patents
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Abstract
一个电极(6)设置有一个用于容纳和卡紧顶帽(13)的凹槽(16),而另一电极(8)设置有一个用于容纳和卡紧螺母(10)的凹槽(36)。这样,被卡紧的顶帽(13)和螺母(10)通过电极(6)的移动相互抵靠在一起,然后通以电流,完成焊接操作。此外,为将部件运送到两个电极上的凹槽(16)和(36)内,安装有分别执行正方形运动的一个顶帽进送机构(19)和一个螺母进送机构(38),而顶帽进送机构(19)和螺母进送机构(38)内又分别设置有适合于卡紧顶帽(13)和螺母(10)的进送部件(18)和(37)。
Description
技术领域
盖螺母通常被用作固定到汽车车轮上的螺母，目的是防止进水、进泥等，或者改善其外观效果。这种螺母设置有一碗形的顶帽，该顶帽被焊接到螺母上。本发明的技术领域涉及到这种螺母的焊接。
背景技术
在现有技术中，将顶帽和螺母抵靠在一起，而且在该状态下通过一卡盘将其固定，同时该顶帽和螺母被整体固定在两个电极之间的轴线上，接着电极移动，以挤压顶帽和螺母，而且通过一个焊接电流来完成焊接操作。具体而言，电阻焊是通过用一个卡盘将一螺母固定在固定电极的平面状端面上，然后也用一个卡盘将一顶帽固定在螺母上，接着将活动电极移动到上述的位置上。这种装置已在日本未审结专利公开文件Hei 9-85464的图3中公开。
在上述的现有技术中，由于未被焊接到一起的顶帽和螺母被卡盘卡紧，因此从某处进入到卡盘的拉伸钳内的铁屑将使顶帽和螺母之间的相对位置不同心，从而在偏离状态下将两个部分焊接到一起。由于被卡盘卡紧的顶帽和螺母保持在待机状态，而电极朝向顶帽和螺母移动，因此即使两个电极之间的相对位置存在最微小的偏移，都将使被电极正确卡紧的顶帽和螺母损坏，这样就会使顶帽和螺母不对心地焊接在一起，或者当顶帽抵靠在螺母上时，使该顶帽被顶出。另外，由于使用了卡盘装置，因此就需要在很大程度上提高卡盘机构的精确度，这就要求很高的安装精度。当被卡盘机构卡紧的部件数量增多时，活动部件例如卡爪和轴将会磨损，这样就会降低存在精度。
发明内容
根据本发明的实施例提供一种盖式螺母的焊接方法，其特征在于：一个电极设置有一个用于安装和夹持碗形顶帽的凹槽，另一电极设置有一个用于容纳和夹持螺母的凹槽，其设置方式如下所述：分别被各个电极卡紧的顶帽的开口端和螺母的端面通过电极的移动而相互挤压，接着通以焊接电流，将帽和螺母焊接在一起。由于顶帽和螺母分别被夹持在电极的凹槽内，而且当位于同一轴线上的两个电极相互接近，以将顶帽和螺母相互抵靠在一起时，顶帽和螺母处于正确的相对位置上，因此就可以实现焊接精确度较好的盖螺母。由于顶帽和螺母被容纳在电极的凹槽内，因此电极和夹持在电极和部件之间的相对位置可被精确设定，这样就能够得到上述高精度的焊接部件。另外，由于顶帽和螺母直接被电极卡紧，因此不需要采用现有技术所用的卡盘机构，这样操作人员就不会遇到采用卡盘所出现的上述问题。
当顶帽和螺母的轴线与电极的轴线同轴时，顶帽和螺母可沿电极的轴向移动，接着顶帽和螺母将被容纳和卡紧在电极的凹槽内。就是说，当顶帽和螺母与电极的轴线同轴时，其轨迹可移动到电极的凹槽内，这样就使顶帽和螺母的轨迹最简单；因此将其固定在电极内的工序可被简单、可靠地执行，从而确保实现可靠的操作。
当顶帽和螺母分别被沿正方形轨迹移动的进送部件夹持时，其可以到达电极的凹槽内。当其被进送部件卡紧后，顶帽和螺母就可到达电极的凹槽内，在这种情况下，进送部件的轨迹为正方形，从而更容易实现可靠的操作，所述操作包括当这两个部件定位于电极的轴线上后其朝向电极凹槽的移动。就是说，要求进送部件能够提供一个返回部件安装位置的轨迹和当部件被安装后移向准备前移的位置的轨迹。这些要求可通过正方形的移动路线得以可靠实现。
可将一个适合于装配到螺母上的螺纹孔内的导向销安装到夹持螺母电极的凹槽内。就通过电极卡紧螺母而已，安装这种导向销能够防止螺母在焊接过程中受到挤压时出现不正常的倾斜，从而确保螺母正确抵靠在顶帽上。对于顶帽而已，如果顶帽是碗形的，那么该顶帽就会通过其整个开口端的均一性在以类似于一个小球在电极凹槽内自由滚动的方式抵压在螺母上的过程中紧压在螺母的端面上。即，该顶帽具有相对螺母自动对中的功能。
根据本发明的另一实施例提供一种盖式螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和夹紧碗形顶帽的凹槽，另一电极设置有一个用于容纳和夹紧螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，该焊接装置包括一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，该顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极凹槽内，而螺母进送机构用于在将螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极凹槽内。由于顶帽和螺母分别被卡在电极的凹槽内，因此当位于同一轴线上的两个电极彼此接近，以相互抵靠时，这两个部件将位于正确的相对位置上；这样，就能够得到满意的焊接精度。由于顶帽和螺母分别容纳在电极的凹槽内，因此电极和容纳在电极内的部件之间的相对位置可被精确设定，从而得到上述以高精确度焊接在一起的部件。此外，由于顶帽和螺母直接被电极卡紧，因此无需采用现有技术中所用的卡盘机构，这样操作人员就不会遇到采用卡盘时所出现的上述问题。
还可接合一个传动装置，以使顶帽进送机构和螺母进送机构的进送部件能够沿一正方形的轨迹移动。当两个部件被进送部件卡紧时，这两个部件到达电极的凹槽内，在这种情况下，进送部件的轨迹就是正方形，从而更容易实现可靠的操作，所述操作包括这两个部件在定位于电极轴线上后朝向电极凹槽的移动。即，要求进送部件提供一个用于返回部件安装位置的轨迹和一个用于在部件安装后移动到待移位置上的轨迹。这些要求可由正方形的移动路线来满足。
可将一个适合于装配到螺母上的螺纹孔内的导向销安装到尽快螺母电极的凹槽内，该导向销设置有一个用于在焊接后允许盖螺母从电极凹槽内排出的装置。对于通过电极卡紧螺母而言，安装这种导向销能够防止螺母在焊接过程中受到挤压时产生不正常的倾斜，从而确保螺母正确抵靠在顶帽上。导向销设置有一排出装置，例如压缩空气喷嘴或推杆，以允许最终的盖螺母从电极内脱出。具体而言，由于排出力作用于顶帽的内部，因此排出所需的力就可被可靠地传递给盖螺母，而且提高了排出操作本身的可靠性。对于顶帽而言，如果顶帽是碗形的，那么该顶帽就会通过其整个开口端的均一性在以类似于一个小球在电极凹槽内自由滚动的方式抵压在螺母上的过程中紧压在螺母的端面上。即，该顶帽具有相对螺母自动对中的功能。
根据本发明的又一实施例提供一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和夹紧碗形顶帽的凹槽，另一电极设置有一个用于容纳和夹紧螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，该焊接装置包括一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，该顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极凹槽内，而螺母进送机构用于通过一个相对电极的轴线沿倾斜方向移动的进送杆将螺母运送到电极凹槽内。由于顶帽和螺母分别被卡在电极的凹槽内，因此当位于同一轴线上的两个电极彼此接近，以相互抵靠时，这两个部件将位于正确的相对位置上；这样，就能够得到满意的焊接精度。由于顶帽和螺母分别容纳在电极的凹槽内，因此电极和容纳在电极内部件之间的相对位置可被精确设定，从而得到上述以高精确度焊接在一起的部件。此外，由于顶帽和螺母直接被电极卡紧，因此无需采用现有技术中所用的卡盘机构，这样操作人员就不会遇到采用卡盘时所出现的上述问题。再者，由于螺母是通过那个沿倾斜方向移动的进送杆被输送到电极凹槽内的，因此就可能从远处将螺母移向电极，这样当环绕电极的空间有限时，就会很方便。
根据本发明的再一实施例提供一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和夹紧碗形顶帽的凹槽，另一电极设置有一个用于容纳和夹紧螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，该焊接装置包括一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，该顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极凹槽内，而螺母进送机构用于在将螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极凹槽内，用于卡紧顶帽的顶帽进送机构的进送部件和用于卡紧螺母的螺母进送机构的进送部件具有下述位置关系：当两个进送部件前移时，使其不相互干涉。由于顶帽和螺母分别被卡在电极的凹槽内，因此当位于同一轴线上的两个电极彼此接近，以相互抵靠时，这两个部件将位于正确的相对位置上；这样，就能够得到满意的焊接精度。由于顶帽和螺母分别容纳在电极的凹槽内，因此电极和容纳在电极内部件之间的相对位置可被精确设定，从而得到上述以高精确度焊接在一起的部件。此外，由于顶帽和螺母直接被电极卡紧，因此无需采用现有技术中所用的卡盘机构，这样操作人员就不会遇到采用卡盘时所出现的上述问题。对于卡盘机构而言，如果铁屑或类似物存在于卡爪和部件之间，那么部件将被卡在倾斜的位置上，这样，有时很难实现正确的焊接。另外，顶帽进送机构的进送部件和螺母进送机构的进送部件之间具有下述的位置关系：当其移动时，不会相互干涉。这就使顶帽进送机构和螺母进送机构集中在一个尽可能靠近电极轴线的区域内，因为这两个进送部件均能够在两个电极之间移动，这一点对最小化整个焊接装置的空间极为有利。此外，由于两个进送部件能够同时在电极之间移动，因此可在短时间内将顶帽和螺母有效地固定在电极之间。
当沿电极的方向观察时，顶帽进送机构的进送部件的移动和缩回方向及螺母进送机构的进送部件的移动和缩回方向沿一条直线彼此相对，或与电极的方向交叉。这样就允许两个进送部件在不相互干涉的前提下按照上述方式前移和缩回，从而有可能缩小空间并实现短时间的输送。另外，当两个进送部件的前移和缩回轴线相互交叉时，如上所述，顶帽的进送机构和螺母的进送机构就能够位于相互靠近和集中的位置上，从而更加有利于节省空间。
作为一种替换，一种盖螺母的焊接装置其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和夹紧碗形顶帽的凹槽，另一电极设置有一个用于容纳和夹紧螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，该焊接装置包括一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，该顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极凹槽内，而螺母进送机构用于在将螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极凹槽内，用于卡紧顶帽的顶帽进送机构的进送部件和用于卡紧螺母的螺母进送机构的进送部件具有下述位置关系：当两个进送部件前移时，使其不相互干涉。当沿电极的方向观察时，顶帽进送机构的进送部件的移动和缩回方向及螺母进送机构的进送部件的移动和缩回方向沿一条直线彼此相对，或与电极的方向相交叉。
根据本发明的另一实施例提供一种盖螺母焊接装置，其特征在于：其包括一个活动电极和一个固定电极，这两个电极相对一垂直轴线同轴设置，所述固定电极设置有一用于夹紧螺母的凹槽；一个进送部件，该进送部件适合于沿基本垂直所述轴线的方向移动和缩回，而且还用于夹紧顶帽，该进送部件被构造成能够沿所述轴线垂直移动的结构形式，其设置方式如下所述：当一个顶帽被安装在由固定电极卡紧的螺母上时，活动电极下降，以执行挤压操作并使电流通过。
当被进送部件卡紧的顶帽轴线与电极的轴线重合时，进送部件的移动停止，集中进送部件沿电极的轴线移动，而且顶帽的可靠端被安装到螺母的端面上。接下来，活动电极移动，以将顶帽抵压在螺母上并通以电流完成焊接操作。完成操作后，将盖螺母从固定电极的凹槽内取出。此外，进送部件做正方形移动，这种正方形移动包括：朝向电极轴线的移动，沿电极轴线向下的移动，缩回移动和向上的移动。这样，就不会通过采用一个精确度易变的装置(例如卡盘)而是通过一种简单的动作来提供精确耐用的装置，这种简单的动作包括进送部件的前移和缩回及沿电极轴线方向的位移组合。固定电极设置有一个凹槽，卡在该凹槽内的螺母以良好的稳定性处于待处理状态。由于该装置能够将顶帽安装在待处理的螺母上，因此顶帽不会出现位置发生偏移的情况。另外，由于传递给顶帽的动作很简单，如上所述，因此简化了所用的机构，而且还节省了安装空间。
当顶帽的进送部件设置有一个顶帽容纳腔时，顶帽将被卡在该容纳腔内并以上述方式可靠移动。此外，由于顶帽的移动是在将顶帽放置在容纳腔内后进行的，因此即使在移动过程中出现与相邻部件的干涉，顶帽仍然保持在受保护的状态下，绝对不会意外脱落。
容纳腔可开在下侧，而且可设置有一个与顶帽进送槽相对并联通的入口和一个允许顶帽离开容纳腔的出口，该容纳腔内安装有一个用于卡住顶帽的吸引装置。由于以上述方式设置了用于顶帽进出容纳腔的入口和出口，而且由于容纳腔的下侧设置有开口，因此就能够可靠地将顶帽安装到螺母内并使进送部件缩回，同时将顶帽保持在容纳腔内。
顶帽的开口端可装配在螺母端面上的环形槽内。安装在沟槽内的结构确保顶帽高稳定性地安装在螺母的端面上。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的焊接装置的正视图；
图2为顶帽进送机构的平面视图；
图3为沿图2剖面线III-III的剖视图；
图4为螺母进送机构的平面视图；
图5为沿图4剖面线V-V的剖视图；
图6为固定电极的纵向剖视图；
图7为导向销的变形结构的平面视图；
图8为活动电极的纵向剖视图；
图9为活动电极的变形结构的纵向剖视图；
图10为控制板的正视图；
图11A为盖螺母的局部侧面剖视图；
图11B为盖螺母的局部放大视图；
图12为变形后的导向销的局部纵向剖视图；
图13为排出装置变形结构的纵向剖视图；
图14为使用进送杆变形结构的侧视图；
图15为图1所示装置的平面图，图中示出了进送部件的相对位置关系；
图16为本发明另一实施例的盖螺母焊接装置的正视图；
图17为图16所示的焊接装置的局部平面图；
图18为顶帽和螺母装配到一起后的剖视图；
图19为固定电极的纵向剖视图；
图20是一个与图16相似的视图，但该图示出了一种变形结构；
图21为图20所示的装置的局部平面图；
图22为顶帽进送机构的变形结构的侧视图；
图23为(焊接装置)应用于转台上的平面图；
图24为图23所示的装置的局部纵向剖视图；
图25A为盖螺母的侧视图；
图25B为图25A所示的盖螺母的局部放大视图。
具体实施方式
首先参照图1所示的实施例，该实施例安装有从焊接装置的主体或支承柱1上伸出的支臂2和3，一个支臂2设置有一活动电极6，该活动电极通过一个气缸4和一个连接件5连接到支臂2上。在图1中，气缸4和连接件5以相当小的比例被示意性地表示出来。另一支臂3设置有一固定电极8，该固定电极8通过一个连接件7可靠固定在支臂3上。两个电极6和8的截面均为圆形，而且均由铜合金制成，并同轴设置。附图标记O表示其轴线。
现参照图11对盖螺母的形状加以说明。盖螺母9是一种用于固定汽车轮胎的轮毂螺母。这种螺母的主体10由一个六边形并非11和一个截面为环形的锥状部分12构成，该锥形部分12被压入车轮上的孔内，从而确定车轮的连接位置。形成盖状部分的顶帽13是通过将一钢板挤压成碗状而被制成的。顶帽13的开口端14适合以滑动配合装配到形成于螺母10端面上的环形沟槽15内。
现参照图1作进一步的说明。以环状锥形孔形式存在的凹槽16形成于活动电极6的下端面上，顶帽13插入到该凹槽16内，从而容纳并卡紧顶帽13，同时使顶帽13的开口端14朝下。此外，嵌装在凹槽16内部区域中的是一个用于通过吸引力卡住顶帽13的磁铁(永久磁铁)。
顶帽13被进送部件18卡紧并被移动到凹槽16内。因此，至少要在顶帽13与电极的轴线O同轴定位后，才能朝向电极的轴线O移动进送部件18。为此，安装了一个顶帽进送机构19，该机构能够使进送部件18沿一正方形的轨迹移动。如图2和3所示，该机构19设置有一沿水平方向安装的底板20，进送部件18安装在该底板20上，以前移和缩回，其前移和缩回方向垂直于轴线O。安装一个驱动装置21，用于执行前移和缩回操作。该驱动装置21可以是电驱动式的装置，例如直流伺服电动机，但在本发明中，该驱动装置是一个固定到底板20上的气缸22，活塞杆23与进送部件18相连接。另外，进送部件18由无磁性的厚不锈钢板制成，如图所示。
如图2所示，进送部件18设置有一平面状的导向表面25，该表面的高度低于该部件上的表面24的高度，其高度差形成了一个导向壁26。顶帽13从图2的上部区域移动，并移出该图的左侧。顶帽13通过导向壁26定位，在该状态下，顶帽13被临时锁紧；因此，就形成了一个与顶帽13相一致的弓形部分27，一磁铁(永久磁铁)被嵌装在进送部件18内，以将顶帽13吸到弓形部分27内。
为使顶帽13滑动到导向表面25上，一斜槽29被连接到底板20上。该斜槽29的截面为四边形，为使斜槽的底面30与导向表面25连续，一个支座部件31被固定到底板20上，而斜槽29固定到该支座部件31上。尽管在图中未被示出，但斜槽29可通过一根进送软管与部件的进送装置相连接。当一些部件在导向表面25上与顶帽13相接触时，为防止顶帽13产生偏移，斜槽29的一部分象遮光板一样延伸，以形成一个保护板29a。
为了能够沿轴线O移动顶帽13，将一驱动装置32连接到一个固定部件34上。驱动装置32可以是电驱动型的装置，例如可以是一个直流伺服电动机，但在本发明中，该驱动装置是一个固定到固定部件34上的气缸，气缸的活塞杆35与底板20相连接。由于本发明所使用的气缸33是串联式的，因此活塞杆35分别从两个封装的缸体内分别伸出。
用于将螺母10运送到固定电极8内的机构与上述的螺母进送机构19基本相同。固定电极8的上端面设置有一个以环状锥形孔形式存在的凹槽36，螺母10的锥形部分12被插入到该凹槽36内，以容纳和卡紧螺母10。
螺母10被进送部件37卡紧并被运送到凹槽36内；因此，至少要在螺母10与电极轴线O同轴定位后，进送部件37才能沿电极的轴线O移动。为此，安装了一个螺母进送机构38，以使进送部件37沿一正方形的轨迹移动。该机构38如图4和5所示，其中一个底板39安装在一水平位置上，而进送部件37以使其能够前移和缩回的方式安装在该底板39上，其前移和缩回方向垂直于轴线O。安装一个驱动装置40，以实现这种移动和缩回。驱动装置40可以是电驱动型的装置，但在本发明中，它是一个固定到底板39上的气缸，其活塞杆42与进送部件37相连接。此外，进送部件37以一种由无磁性的不锈钢制成的滑块部件的形式存在，如图所示。
如图1、4和5所示，进送部件37设置有一个螺母容纳腔43。该容纳腔43设置有一个与斜槽44的通道45对准的入口部分46和允许螺母10离开容纳腔43的一个出口部分47。一磁铁(永久磁铁)48嵌装在进送部件37内，用于将螺母吸引并临时锁定在该容纳腔43内。以使螺母10与导向表面49和50相接触的方式设定其位置，从而使其定位。即，如图4和5所示，靠近导向表面49和50相互交叉的位置。
斜槽44被连接到底板39上，以将螺母10平滑移动到容纳腔43内。斜槽44的截面为四边形并与底板39相连接，从而使其底面51与底板52的表面52保持连续。尽管在图中未被示出，但斜槽44可通过一进送软管与一个部件进送装置相连接。
为防止螺母10沿轴线O移动，一个驱动装置53被连接到固定部件34上。为防止螺母10沿轴线O移动，一个驱动装置53被连接到固定部件34上。驱动装置53可以是电驱动型的装置，例如可以是一个直流电动机，但在本发明中，它是一个固定在静止部件34上的气缸54，其活塞杆55与底板39相连接。由于在本发明中所用的气缸54是串联式的，因此活塞杆55分别从两个封装的缸体内伸出。
图6为固定电极8的具体结构的剖视图，其中导向销56被绝缘体57和58所支承。电极8包括一个设置有一凹槽36的上部部件59、一个设置有活塞腔60的中间部件61和一个也设置有活塞腔62的下部部件63，这三个部件在螺纹部分64和66处成为一个整体。绝缘体57安装在上部部件59上，绝缘体58安装于中间部件61上。导向销56包括一个销轴部分66和一个活塞部分67。销轴部分66在绝缘体57上滑动，活塞部分67在绝缘体58上滑动。一绝缘体68也安装在活塞腔62的底部，一个压缩盘簧69安装在绝缘体68和活塞部分67之间。导向销56在中心处形成有一空气通道70，而下部部件63设置有一空气孔71，目的是通过空气软管72输送压缩空气。
形成于导向销56上的空气通道70是一种允许盖螺母9在完成焊接操作后从电极8的凹槽36内脱出。也可以在销轴部分66的外圆周表面上设置空气沟槽73，如图7所示，用它来代替以通孔形式存在的空气通道70。对于这种排出装置而言，可采用一个如图13所示的凸杆74。该凸杆74通过导向销56的中心滑动伸出，而且还设置有一滑动装配在凸杆74下端的杯形活塞75和一个朝向压缩空气开口的通道76。当压缩空气被导入时，活塞75有力地移动，以使杆74向上推动顶帽13的内部，从而将盖螺母9推出凹槽36。
现参照图8对活动电极6加以说明。电极6包括三个部件：设置有一凹槽16的下部部件77、一个设置有一活塞腔78的中间部件79和一个与电线80、81相连接的上部部件82，所述的三个部件在螺纹部分83和84处汇合成为一个整体。活塞85以一个容器87的形式存在，该容器87内容纳有一个磁铁(永久磁铁)86，一个与所述容器87相接触的导电销88与容器87一体制成。该容器87由无磁性的不锈钢制成，而导电销88由铁材制成，而铁材又是一种磁性材料。导电销88穿过一个安装于下部部件77上的绝缘体89延伸，活塞85可滑动地插装在圆筒形绝缘体90内，而圆筒形绝缘体90安装在中间部件79的内部。
一绝缘体91安装于上部部件82的内部，一导电板92被连接到绝缘体91的最里面的区域上。一个压缩盘簧93设置于导电板92和活塞85之间。电线80在其绝缘状态下被连接到导电板92上，而另一导线81被连接到上部部件82的外表面上。因此，当顶帽13进入凹槽16时，磁铁86的吸引力通过导电销88作用于顶帽13上，以将顶帽13固定在凹槽16内。此时，如果顶帽13和导电销88及凹槽16的内表面相接触，那么电流就会在导线80、81之间流动，以作为一个信号传输顶帽13的存在。即，电流流过导电板92、压缩盘簧93、活塞85、导电销88、顶帽13、下部部件77、中间部件79、上部部件82和导线81。
现对上述实施例的操作加以说明。图1示出了进送部件18和37卡住顶帽13和螺母10的状态。当气缸22和41在该状态下启动时，进送部件18和37就会朝向轴线O移动，直到顶帽13和螺母10与轴线O同轴，于是进送部件18和37的移动停止。接着，当气缸33和54启动时，顶帽13沿轴线O向上移动，而螺母10沿轴线O向下移动。这种轴向移动的结果就是使顶帽13容纳在凹槽16内并受到磁铁17的吸引力(或导电销88的吸引力)，另一方面，螺母10的锥形部分12进入凹槽36内，同时导向销56相对移动到螺母10上的螺纹孔内。
在上述的状态下，当气缸22和41缩回，从而使进送部件18和37缩回时，顶帽13和螺母10仍然保持在凹槽16和36内。而且活动电极6将前移，以将顶帽13焊接到螺母10上。此后或此前，气缸33收缩，同时气缸54伸长，以返回到在图1中由实线表示的位置上。一系列这样的动作将正方形轨迹传递给进送部件18和37。此外，用于实现所述系列动作的控制装置可以容易地由常用的装置来提供，其中常用的装置包括电动式空气切换阀和时序电路。
即使两个电极、顶帽进送机构和螺母进送机构等分别相互交换垂直位置，上述的实施例仍然能够实现。而且，即使轴线O是水平的，上述实施例也能够实现。
图12示出了导向销56的前端部被斜切，以确保盖螺母9沿箭头94所示的固定方向被抛掷，而不是被分散抛掷，这是一种有利于将盖螺母容纳在一个安装盒内的方便的设置方式。
图9示出了一个用于替代由图1和8所示的磁铁产生的顶帽吸引力的真空抽气作用。一空气通道95通向凹槽16并通过一个空气软管96与一个探测器97相连接。当顶帽13装配在凹槽16内时，如图9所示，真空度将达到使探测器97发出一个表示正常的信号的程度。如果顶帽13未被卡在凹槽16内，那么真空度就很低，探测装置97检测后，将发出一个不正常的信号，以避免活动电极6出现无效行程。
图10示出了防止顶帽被焊接电流在两个电极之间流动时所产生的磁场所吸引的措施。这种现象可能会根据周围环境的不同而发生。因此，要安装一个能够防止顶帽13移动的控制板98，用于在进送部件18和前移的活动电极6之间伸出和缩回。一托架99被固定到底板20上，一个气缸100被连接到托架99上，控制板98被固定在活塞杆101上。当焊接电流流动时，控制板98升高到在图10中由双点划线表示的位置上，以防止顶帽13移动。
图14示出了另一实施例，在该实施例中，螺母进送机构38由一个适合于相对轴线O沿倾斜方向伸出和缩回的进送杆12构成。进送杆102的导杆103象长矛一样穿过螺母10上的螺纹孔，以与导向销56相交。沿导杆103向下滑动的螺母10从导杆103的前端运送到导向销56的前端。
这种设置方式可在下述情况中采用：在顶帽和螺母中，进送部件可滑动地安装在底板上，而且当底板沿电极的轴线推进和缩回时，进送部件也推进和缩回。这种设置方式能够确保顶帽和螺母分别沿正方形轨迹运行，从而可靠地将部件运送到各个电极内。此外，顶帽进送机构和螺母进送机构不会相互叠置。这两个机构可以彼此相对，如图1所示，或者使两个进送部件的推进和缩回方向彼此交叉，例如以90度相互交叉。这样就能够使两个电极之间的间隔决定于进送部件推进和缩回所需的距离，从而使整个装置占用的空间尽可能地小。同时，也可以使电极的行程最短。将两个进送部件设置在尽可能靠近轴线O的位置上也能够使进送部件的行程最小，从而缩短了操作周期。
附图标记56表示一个设置在固定电极8中心处的导向销，从而当螺母10容纳在凹槽36内，而且相对进入螺纹孔内时，有利于容纳螺母。尽管在图中未示出，但导向销56适合于被一个设置于活动电极8上的压缩盘簧所顶压。
顶帽进送机构19的进送部件10和螺母进送机构38的进送部件37具有如下的相对位置关系：当其朝向电极的轴线O推进时，不会产生干涉，例如接触或撞击。就是说，设定一个间隔H(图1)，以使进送部件18前端的下部和进送部件37前端的上部不互相干涉。另外，如图15所示，当沿电极的轴线O观看时，顶帽进送机构19的进送部件18的推进和缩回方向及螺母进送机构38的进送部件37的推进和缩回方向沿一直线彼此相对或相互交叉。即，当沿平面观察时，图1的整个装置如图15所示。在图15中由实线表示的状态下，进送部件18和37的推进和缩回方向沿一直线彼此相对，当顶帽进送机构19设置于一个旋转90度的位置上时，如图中的虚线所示，其推进和缩回方向相互交叉。其交叉角可根据情况而定，例如可以是45或60度。因此，也就意味着两个进送部件18和37的推进和缩回轴线也相互交叉。
参照图16，在焊接装置的主体(未示出)中，一个固定电极1被固定到一个不动的部件2上，而活动电极3与电极1同轴设置。电极2和3设置在同一个沿垂直方向延伸的轴线O1上。
现参照25A和25B对盖螺母的形状加以说明。螺母的主体205由一个六边形部分206和一个截面为环状的锥形部分207构成，锥形部分207被压入车轮孔内，从而确定车轮的连接位置。形成外盖部分的顶帽208是通过将一钢板挤压成碗形而制成的。顶帽208的开口端适合于以滑动配合装配到形成于螺母205端面上的环形沟槽210内。此外，为更好地理解，在附图中放大示出了沟槽的宽度。
现参照图16进一步加以说明。固定电极201设置有一个用于夹持螺母205的凹槽211。因为凹槽211容纳锥形部分207，因此该凹槽也被制造成一个锥形孔的形式。此外，固定电极201上安装有一个穿过螺母205上的螺纹孔延伸的导向销212。可以采用各种不同的方法将螺母205运送到凹槽211内。例如，可以采用通过一个用于以长矛的形式穿过螺母上的螺纹孔的进送杆来运送螺母的方法，还可以采用通过一个安装在进送杆上用于吸引螺母从而完成进送操作的方法。
端面208被进送部件213所夹紧并被运送到螺母205的上端面214上，进送部件213至少要在端面208的轴线O2定位在与电极轴线O1同轴的位置上之后沿电极的轴线O1移动。为此，安装了一个端面进送机构215，用于使进送部件213沿一正方形的轨迹移动。如图17和18所示，该机构215设置有一沿水平方向安装的底板216，在该底板上安装有一个用于推进和缩回的进送部件213，其推进和缩回方向垂直于轴线O1。安装一个用于执行推进和缩回动作的驱动装置217。该驱动装置217可以是电驱动型的装置，例如可以是一个直流伺服电动机，但在本发明中，它是一个固定在底板216上的气缸218，其活塞杆219被连接到进送部件213上。此外，进送部件213由一种无磁性的不锈钢制成的块状部件，如图所示。
如图16、17和18所示，进送部件213设置有一螺母容纳腔220。一端面进送槽221设置于该容纳腔220附近，而且还设置有一入口223，该入口与通道222相对并与其联通。另外，还设置有一个出口224，该出口用于使顶帽208相对离开该容纳腔220。为将顶帽208卡在容纳腔220内，安装了一个吸引装置。在本说明书中，该吸引装置是一个磁铁(永久磁铁)225，该磁铁的安装位置以下述方式设定：令顶帽208接触容纳腔220的内壁226、227和228，以使顶帽定位。即，如图所示，其被安装在邻近容纳腔220的拐角处。另外，可用真空替代磁铁。
为使顶帽208能够沿轴线O1移动，可将一驱动装置229邻近到固定部件202上。该驱动装置229可以是一种电驱动型的装置，例如可以是一个直流电动机，但在本说明书中，它是一个固定到固定部件202上的气缸230，而且其活塞杆231与底板216相连接。由于在本发明中所用的气缸为串联式的，因此活塞杆231分别从两个封装的缸体内伸出。
当螺母205容纳在凹槽211内，而且螺母相对进入到螺纹孔内时，一个设置于固定电极201拐角处的导向销212帮助螺母的安装。该导向销212具有图19所示的结构，而且适合于推进和缩回。固定电极201的内部设置有一缸体腔室232，一个与导向销212一体制成的活塞233滑动插装在该腔室内。一个设置于缸体腔232内的压缩盘簧234沿伸出方向对导向销212施加一个力。该导向销212形成有一气孔235，压缩空气喷嘴可通过该气孔取出焊接好的盖螺母204。附图标记236和237分别表示缸体腔232上的气孔和与该气孔相连接的空气软管。
从图16和18中可以看到，顶帽208的开口端突出到进送部件213的下表面之外。这样，当进送部件213沿轴线O1下降时，就可以防止进送部件213的下表面与螺母的上部产生干涉，如图18所示。
现对上述实施例的操作加以说明。图16伸出了被进送部件213卡紧的顶帽208。当气缸218在该状态下被驱动时，进送部件213朝向轴线O1移动，直到顶帽208的轴线O2与电极轴线O1重合，此时进送部件213的推进停止。在该状态下，进送部件218和237不可能相互干涉。接下来，当气缸230被驱动时，顶帽208沿轴线O1向下移动。这种轴向移动的结果就是使顶帽208安装在处于待机状态的螺母205的上端面214上。此时，端面208的开口端209滑动装配在环形沟槽210内。就是说，形成了图18所示的状态。
在上述的状态下，当气缸218缩回时，进送部件213也缩回，同时将顶帽208留在螺母的上端面上。接着，活动电极203推进，以通过电阻将顶帽208焊接到螺母205上。此前或此后，气缸230伸出，以返回在图16中由实线所示的位置上。一系列这样的动作使进送部件213沿正方形的轨迹移动。此外，用于实现所述系列动作的控制装置可以容易地由常用的装置来提供，其中常用的装置包括电动式空气切换阀和时序电路。
图20伸出了底板216是静止不动的实施例。底板216被固定到一个静止部件202上，位于容纳腔220内的顶帽208在平面状底板216的表面238上滑动。此时为使其定位，底板216上嵌装有多个磁铁(永久磁铁)239。磁铁239的安装位置如下所述：使顶帽208能够被吸在内壁226和227上，如图21所示。螺母205的上端面以下述方式被设定：使其略微低于底板的表面238，该高度差由附图标记H表示。
当进送部件213从图20所示的位置向右移动时，顶帽208在表面238上滑动，同时还被吸附在磁铁239上。当进送部件213进一步移动时，作用于顶帽208上的磁铁239的吸引力消失，顶帽208被运送到位于下部位置上的螺母的上端面214上。接着，顶帽的开口端装配在沟槽210内。此后，进送部件213返回，而活动电极推进，从而完成焊接操作。
图22示出了顶帽208的进送机构的一种变形结构。一卡套241被焊接到操作臂240上，卡套241的下端设置有一个卡槽242。卡套241内滑动安装有一控制轴243，一磁铁(永久磁铁)244嵌装在控制轴243的下端内。操作臂240上焊接有一托架245，一轴246被固定到托架245上，该轴246上连接有一操作杆247。杆247在其左端通过一轴248与控制轴243相连接，而且适合于接受位于右端的气缸249的输出。为此，气缸249的活塞杆250通过一轴251与操作杆247的右端相连接。
图22示出了顶帽208的上部装配在卡槽242内并被磁铁244所吸引的状态。当气缸249的活塞杆250缩回气缸内时，操作杆247围绕轴246回转，以拉起控制轴243。接着，由于磁铁244沿远离顶帽208的方向移动，因此作用于顶帽208上的吸引力消失，而顶帽208被安装到螺母205上。通过上下移动操作臂240和沿水平方向的转动可将顶帽208装配到螺母205上。
现对图23和24所示的实施例加以说明。在该实施例中，本发明被应用到一个转盘252上，该转盘上安装有一个顶帽进送机构215、一个焊接装置253和一个除去装置254。一绝缘套管255安装在转盘252上，一中间电极256滑动装配在该套管内，一个压缩盘簧258设置在电极256上的凸缘257和绝缘套管255之间。中间电极256设置有一个用于卡紧螺母205的凹槽259。
当活动电极203从图24所示的位置下降并撞击顶帽208时，压缩盘簧258被压缩，直到中间电极256挤压固定电极201，然后通入一个电流，以焊接螺母和顶帽。此外，在图23中，附图标记260表示一个顶帽的部件进送装置，而261表示一个用于容纳已焊接好的盖螺母的容器。
Claims (15)
1.一种盖螺母的焊接方法，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和卡紧一碗状顶帽的凹槽，而另一电极设置有一个用于容纳和卡紧一螺母的凹槽，其设置方式如下所述：使分别被各个电极卡紧的顶帽的开口端和螺母的端面通过电极的推进而相互抵靠在一起，接着通以焊接电流，将顶帽和螺母焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的盖螺母焊接方法，其特征在于：当所述顶帽和螺母的轴线相对电极的轴线同轴定位后，将沿电极的轴线移动，接着顶帽和螺母被容纳并卡在电极的凹槽内。
3.根据权利要求1或2所述的盖螺母焊接方法，其特征在于：当所述顶帽和螺母分别被沿正方形轨迹移动的进送部件卡紧时，将到达电极的凹槽内。
4.根据权利要求1、2或3所述的盖螺母焊接方法，其特征在于：一个适合于装配到螺母上的螺纹孔内的导向销被安装在螺母卡紧电极的凹槽内。
5.一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和卡紧一碗状顶帽的凹槽，而另一电极设置有一个用于容纳和卡紧一螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，所述装置设置有一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，其中顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极的凹槽内，而螺母进送机构用于在螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极的凹槽内。
6.根据权利要求5所述的盖螺母焊接方法，其特征在于：所述顶帽进送机构的进送部件和螺母进送机构的进送部件沿正方形轨迹执行进送操作。
7.根据权利要求5或6所述的盖螺母焊接方法，其特征在于：一个适合于装配到螺母上的螺纹孔内的导向销被安装在螺母卡紧电极的凹槽内，所述导向销设置有一完成焊接后允许盖螺母从电极凹槽内脱出的装置。
8.一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和卡紧一碗状顶帽的凹槽，而另一电极设置有一个用于容纳和卡紧一螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，所述装置设置有一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，其中顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极的凹槽内，而螺母进送机构用于在螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后，通过一个相对电极的轴线沿倾斜方向移动的进送杆将螺母运送到电极的凹槽内。
9.一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和卡紧一碗状顶帽的凹槽，而另一电极设置有一个用于容纳和卡紧一螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，所述装置设置有一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，其中顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极的凹槽内，而螺母进送机构用于在螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极的凹槽内，用于卡紧顶帽的顶帽进送机构的进送部件和用于卡紧螺母的螺母进送机构的进送部件具有下述位置关系：当上述两个进送部件推进时，不会互相干涉。
10.根据权利要求1所述的盖螺母焊接装置，其特征在于：当沿电极轴线的方向观察时，顶帽进送机构的进送部件的推进和缩回方向及螺母进送机构的进送部件的推进和缩回方向在一条直线上彼此相对或相互交叉。
11.一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：一个电极设置有一个用于容纳和卡紧一碗状顶帽的凹槽，而另一电极设置有一个用于容纳和卡紧一螺母的凹槽，两个电极均设置于同一轴线上，所述装置设置有一个顶帽进送机构和一个螺母进送机构，其中顶帽进送机构用于在顶帽定位在与电极轴线同轴的位置上后将顶帽运送到电极的凹槽内，而螺母进送机构用于在螺母定位在与电极轴线同轴的位置上后将螺母运送到电极的凹槽内，用于卡紧顶帽的顶帽进送机构的进送部件和用于卡紧螺母的螺母进送机构的进送部件具有下述位置关系：当上述两个进送部件推进时不会互相干涉，当沿电极轴线的方向观察时，顶帽进送机构的进送部件的推进和缩回方向及螺母进送机构的进送部件的推进和缩回方向在一条直线上彼此相对或相互交叉。
12.一种盖螺母的焊接装置，其特征在于：其包括与一垂直轴线同轴设置的一活动电极和一固定电极，所述固定电极设置有一个用于卡紧螺母的凹槽，一个进送部件适合于相对所述轴线大体沿90度的方向推进和缩回，同时卡紧顶帽，所述进送部件可被构造成能够相对所述轴线沿垂直方向移动的结构形式，其设置方式如下：将一顶帽安装在由固定电极卡紧的螺母上，活动电极下降，以执行挤压操作并通以电流。
13.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述顶帽的进送部件设置有一个顶帽容纳腔。
14.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于：所述容纳腔朝向下侧开口，而且还设置有一个与顶帽进送槽相对并与该进送槽联通的入口和一个出口，顶帽能够通过该出口离开容纳腔，所述容纳腔被安装在一个用于卡紧顶帽的吸引装置内。
15.根据权利要求1、2和3中任何一项所述的焊接装置，其特征在于：顶帽的开口端装配在螺母端面上的环形槽内。
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