CN1509218A - 马达驱动电阻点焊枪 - Google Patents

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Abstract

一种马达驱动焊枪，该焊枪具有一个伺服马达(34)，用于使可移动电极头(30)朝向或远离固定电极头(32)运动。伺服马达(34)具有设置了铜管(72)的马达壳体(38)，该铜管是在铸造马达壳体(38)时插入马达壳体的。铜管(72)在马达壳体(38)内提供了一个冷却液通道(70)，用于通过该通道供给冷却液。当对冷却液通道(70)供以冷却液时，马达壳体(38)受到强制冷却，降低了伺服马达(34)所产生的热量。

Description

马达驱动电阻点焊枪
技术领域
本发明涉及一种马达驱动焊枪，该焊枪具有一对电极头和一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接，用于驱动一个电极头朝向或远离另一个电极头运动。
技术背景
点焊枪用于焊接，例如焊接搭接的金属板。通常，这种点焊枪包括空气操纵或马达驱动的伺服焊枪，该焊枪能简化一对电极头之间的开度控制。
一般地，作为马达驱动伺服焊枪的马达驱动焊枪包括：一个伺服马达；一对电极头；一种进给螺旋装置，与伺服马达连接，用于驱动电极头之一，相对于另一个电极头运动。准备彼此焊接在一起的工件，被夹放在电极头之间。在电极头被伺服马达操纵的电极头加压的过程中，电流流经工件，以将工件彼此焊接在一起。马达驱动焊枪能够如此容易地焊接工件，即使将具有不同厚度的工件，或者数量不同的工件，以搭接关系放在一起的情况下也是如此。
为了提高被焊接工件的强度，希望增加工件的厚度，并以复杂的布局搭接工件。还希望降低工件被加压时所产生的应力。为满足这些要求，就需要增加马达驱动焊枪所产生的力矩。
为了降低焊接产品的制造成本，需要使马达驱动焊枪提高使用率，从而提高设备利用率，以获得更高的生产率。
但是，当马达驱动焊枪的力矩和利用率提高时，伺服马达所产生的热量也增加。因此，伺服马达需要增加壁厚，加大尺寸，需要在伺服马达上添加冷却装置，结果，相当大地提高了马达驱动焊枪的制造成本。
试图提高马达驱动焊枪的力矩，导致伺服马达径向尺寸相当大的增加，这使得伺服马达变重。大而重的伺服马达，容易降低操纵马达驱动焊枪的效率。如果伺服马达的转子具有更大的直径和重量，于是，当转子旋转时，伺服马达产生更大的离心力，这会降低电极头彼此相向和彼此离开的运动速度，结果，点焊工序的效率降低。
为了加快焊接操作，希望提高使马达驱动焊枪运动的容易度。这一要求可以通过降低马达驱动焊枪的尺寸和重量来实现。
进给螺旋装置具有一个进给螺旋，该进给螺旋与伺服马达连接以随之旋转。作用在转子与进给螺旋之间的表面压力需要保持在某一水平或更高，以便提高伺服马达的力矩，减小伺服马达的尺寸，并避免转子与进给螺旋在其连接处打滑。
为满足上述要求和避免上述缺点，已知一种在马达驱动焊枪中设置马达联合驱动装置(motor-combined drive unit)，例如日本已公开专利文献No.2000-343231所公开的。根据所公开的马达联合驱动装置，在滚珠螺旋与马达轴之间，设置了一种功率锁定装置(power lockmechanism)，该装置是基于内环与外环之间的楔入作用(wedgingaction)。滚珠螺旋是通过功率锁定装置固定在马达轴上的。
但是，使用功率锁定装置，使得马达联合驱动装置的组成零件数目增加。因此，马达驱动焊枪的结构复杂，制造成本显著提高。
当工件由马达驱动焊枪点焊时，由于大电流在电极头之间流过，焊枪组件和电极头需要强制冷却。焊枪组件和电极头用流经冷却水通道的冷却水进行冷却，该冷却水通道设置在焊枪组件和电极头之中。
上述冷却装置在更换电极头时，或者由于设置在焊枪组件冷却水进水口处的密封装置老化，往往使水泄漏到伺服马达中。当冷却水泄漏时，冷却水会进入伺服马达的绕组，或进入与伺服马达连接的编码器，结果导致绝缘失效、电气短路、或者锈蚀引起导致接触失效(rust-caused contact failure)，这使得伺服马达难于或不可能达到所希望的性能。
由于马达驱动焊枪的电极头是由伺服马达控制其开启与闭合或者控制其开度，如果伺服马达不能正常地执行其控制功能，于是，电极头就可能不能正常地开启与闭合。特别地，如果电极头不能正常地开启与闭合，设置在电极头之一上的螺母撞击转子，施加冲击力于转子与进给螺旋之间的连接部。因此，在连接处彼此贴靠的转子与进给螺旋打滑，且趋于损坏。
发明概述
本发明总的目的在于提供一种马达驱动焊枪，该焊枪能产生大扭矩，具有高的利用率，且容易减小其尺寸。
本发明的一个主要目的在于提供一种马达驱动焊枪，该焊枪能产生大扭矩，并以高效率运行。
本发明的另一个主要目的在于提供一种马达驱动焊枪，该焊枪结构简单，费用低廉，且能够产生大扭矩，容易减小其尺寸。
本发明的又一个主要目的在于提供一种马达驱动焊枪，该焊枪结构简单，并能够可靠地防止水进入其伺服马达。
本发明的还有一个主要目的在于提供一种马达驱动焊枪，该焊枪在电极头开启和闭合时不会产生撞击，可以可靠地进行稳定的焊接操作，且结构简单。
根据本发明，马达驱动焊枪具有：一对电极头；一个伺服马达；一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接并随之旋转，用于驱动电极头之一，朝向另一个电极头或远离另一个电极头运动，伺服马达具有马达壳体，马达壳体具有冷却液通道，用于通过此通道供给冷却液。
由于伺服马达被冷却液有效地冷却，如果马达驱动焊枪设计成产生大扭矩，并以高利用率使用，伺服马达不会发出大热量，可以减小尺寸和重量，且不需要添加任何冷却装置，结果，降低了马达驱动焊枪的设备成本。当马达驱动焊枪以高的设备利用率使用时，马达驱动焊枪的装备可以减少，从而减小所占用的空间。
根据本发明，另一种马达驱动焊枪具有：一对电极头；一个伺服马达；一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接并随之旋转，用于驱动电极头之一，朝向另一个电极头或远离另一个电极头运动，伺服马达具有一个空心转子和一种固定在空心转子上的磁铁，该空心转子可旋转地安装在马达壳体内，该磁铁具有恒定的半径尺寸和恒定的厚度，与伺服马达输出功率的大小无关，磁铁具有沿空心转子轴线方向的轴向尺寸，此轴向尺寸本质上正比于伺服马达的输出功率的大小。伺服马达还有一个定子，该定子包括具有轴向尺寸的绕组，其轴向尺寸与磁铁的轴向尺寸成适当比例，磁铁设置成与绕组成面对的关系。
如果伺服马达设计用于输出大扭矩，伺服马达的径向尺寸并不增大，在伺服马达旋转时产生的离心力，可以保持在与伺服马达产生一般扭矩时本质上相同的水平，即，与一般点焊所用的伺服马达相同的水平。因此，伺服马达可以以更高的速度旋转以输出更大的功率，允许电极头以更高的速度彼此相向和相离运动。于是，马达驱动焊枪点焊操作的循环时间可以有效地缩短。
根据本发明，还有另外一种马达驱动焊枪，该焊枪具有：一对电极头；一个伺服马达；一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接并随之旋转，用于驱动电极头之一，朝向另一个电极头或远离另一个电极头运动，伺服马达具有一个空心转子，进给螺旋装置具有一个进给螺旋，空心转子与进给螺旋通过相互配合紧固装置(interfitting fastening structure)彼此连接成一体。
由于空心转子与进给螺旋彼此牢固地连接，当伺服马达设计成用于输出大扭矩时，在空心转子与进给螺旋之间不会产生打滑。于是伺服马达可以简单而紧凑的结构容易地设计成用于输出大扭矩。
根据本发明，还有另外一种马达驱动焊枪，该焊枪具有：一对电极头；一个伺服马达；一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接并随之旋转，用于驱动电极头之一，朝向另一个电极头或远离另一个电极头运动，伺服马达具有马达壳体和一个空心转子，该空心转子可旋转地安装在马达壳体内，一种密封元件，夹放在马达壳体与空心转子之间，设置在面向电极头的开口端。
当电极头用新的电极头更换时，借助于密封元件，可以有效地防止冷却水，从马达壳体与空心转子之间的区域，进入马达壳体。由于通过简单的结构，防止了冷却水进入伺服马达的绕组和编码器，伺服马达可以可靠地实现其所希望的性能。
根据本发明，还有另外一种马达驱动焊枪，该焊枪具有：一对电极头；一个伺服马达；一个进给螺旋装置，该进给螺旋装置与伺服马达连接并随之旋转，用于驱动电极头之一，朝向另一个电极头或远离另一个电极头运动，伺服马达具有一个空心转子，进给螺旋装置具有一个螺母和一个减振元件，该减振元件设置在空心转子与螺母的接触区，用于吸收当电极头之一从另一个电极头离开时，在螺母与空心转子之间产生的冲击。
当螺母朝向空心转子运动，以使电极头之一离开另一个电极头时，减振元件吸收施加在螺母与空心转子之间的冲击，于是，避免了施加在进给螺旋与空心转子之间连接部的冲击载荷。于是，可以用简单的结构，可靠地避免进给螺旋与空心转子之间的连接部打滑和损坏。
本发明的上述目的及其它目的、特征和优点，从结合附图所作的下述说明中，将变得一目了然，在附图中，本发明的推荐实施例以图解举例的方式示出。
对附图的简要说明
图1是根据本发明第一实施例的马达驱动焊枪的侧视图，部分作了省略，该焊枪安装在机器人手臂的远端；
图2是马达驱动焊枪的剖视图；
图3是马达驱动焊枪的伺服马达内部的剖视图的放大图；
图4是马达驱动焊枪的油封装置的剖切透视图；
图5是马达驱动焊枪的马达壳体内部的透视图；
图6是马达驱动焊枪的紧固装置的分解透视图；
图7是马达驱动焊枪的空心杆、螺母和减振元件的分解透视图；
图8减振元件的正视图；
图9是剖视图，示出了减振元件起作用的方式；
图10是根据本发明第二实施例的马达驱动焊枪紧固装置的分解透视图；
图11是根据本发明第三实施例的马达驱动焊枪压入配合部的分解透视图；
图12是根据本发明第四实施例的马达驱动焊枪紧固装置的剖视图。
实施本发明的最佳方式
图1示出了是根据本发明第一实施例的马达驱动焊枪紧固装置的侧视图，其中部分从图解说明中省略，该焊枪被安装在机器人手臂12的远端。马达驱动焊枪10设置成C形焊枪，该焊枪具有可移动电极头30，该电极头可以朝向固定电极头32或从固定电极头离开作直线运动。不过，马达驱动焊枪10并不限于这种C形焊枪，而可以设置成X形焊枪，这种焊枪具有一可移动电极头，该电极头可以相对于固定电极头摆动。
马达驱动焊枪10包括焊枪支架14和焊枪组件16。焊枪支架14安装在机器人手臂12的远端，并支撑焊枪组件16。焊枪支架14具有焊枪支架框18，该支架框具有上嵌板18a和下嵌板18b，该下嵌板与上嵌板18a相距一段距离，并平行于上嵌板延伸。导杆20连接上嵌板18a与下嵌板18b，并在两者之间延伸。
平板22安装在导杆20上，沿平行于上嵌板18a和下嵌板18b延伸，用于沿导杆轴向滑动。支承盒24安装在平板22的上表面，接近机器人手臂12。第一螺旋弹簧26环绕导杆20，设置在上嵌板18a和支承盒24之间，第二螺旋弹簧28环绕导杆20，设置在下嵌板18b与平板22之间。
焊枪组件16具有外套29，该外套固定在平板22的下表面，远离机器人手臂12。如图1和2所示，焊枪组件16，还具有：一对电极头，包括可移动电极头30和固定电极头32；进给螺旋装置36，与伺服马达34连接，并随伺服马达旋转，用于使可移动电极头30朝向固定电极头32和从固定电极头远离，作直线运动。
伺服马达34包括：马达壳体38，固定在外套29上；定子46，固定地安装在马达壳体38上；转子46，可旋转地设置在马达壳体38内，并具有由其所限定的中空空间44；和马达壳体盖50，安装在马达壳体38上，接近转子46的端部48。
如图3所示，环形永久磁铁42固定地安装在转子46的外圆周表面，无论伺服马达34的输出功率的量值，环形磁铁42具有恒定的内直径D和恒定的厚度t，且在箭头A所示方向，沿转子46的轴向具有轴向尺寸S，轴向尺寸S本质上正比于伺服马达34输出功率的量值。
伺服马达34的输出功率设置成这样的值，该值是一般点焊应用的伺服马达输出功率(此后即称为“标准伺服马达”)的两倍。环形磁铁42的轴向尺寸S的值，设置成标准伺服马达的磁铁(此后即称为“标准磁铁42a”)的轴向长度S1的两倍。根据第一实施例，环形磁铁42由两个标准磁铁42a组成，设置成沿轴向排列。环形磁铁42可以由具有轴向尺寸S的单个环形磁铁替换。
定子40包括绕组40a，在马达壳体38内成环形设置，沿箭头A所示方向，具有与环形磁铁42的轴向尺寸S成适当比例(commensurate)的轴向尺寸，环形磁铁设置成与绕组40a成面对的关系。
筒形元件52沿轴向固定在马达壳体38的一端部，马达壳体盖50，设置在筒形元件52上。第一和第二轴承54、56设置在筒形元件52的内圆周表面和转子46端部48的外圆周表面之间。第三轴承60设置在转子46另一个端部58的外圆周表面和马达壳体38的内圆周表面之间。
转子46的端部58从第三轴承60的端面轴向突出一段距离L，马达壳体38具有环形端部62，设置成环绕转子46的端部58。环形端部62、第三轴承60和转子46的端部58一起共同限定了一个环形开口部64，油封66用压配合安装在其中。如图4所示，油封66具有由合成树脂制成的唇边66a，借助于与唇边66a接合的弹簧68的作用，该唇边贴压在转子46端部58的外表面。形状为L形的增强金属板，镶嵌在油封66内。
如图2和5所示，马达壳体38本质上是一种空心圆柱体形状，例如用铝制成。冷却液通道70设置在马达壳体38内，用于供给冷却液，例如冷却水或类似的物质。冷却液通道70由螺旋形环绕的铜管72所限定，该铜管是在铸造马达壳体38时插入马达壳体38内的。
螺旋形环绕的铜管72，具有一个进口端74和一个出口端76，该进口端和出口端分别支撑铜制筒形夹持器78、80，该夹持器是在马达壳体38铸造、将螺旋形环绕的铜管72插入之前，通过铜焊之类的方法分别与进口端74和出口端76固定。夹持器78、80具有预定的壁厚，在铸造马达壳体时插入马达壳体38，分别与进口端74和出口端76形成覆盖关系。
如图2所示，转子46的端部48具有开口部82，该开口部在其上端部限定一种凹入部，花键孔62在凹入部中心沿轴向设置，并与开口部82的内端面连通。薄板86固定在端部48的上表面，将开口部82封闭。紧固螺母88，拧入转子46端部48上部的螺纹，以预加负载于第一轴承54，避免转子46产生轴向位移。
进给螺旋装置36包括：进给螺旋90，具有一个端部，该端部安装在转子46的端部48；螺母92，拧入进给螺旋90的螺纹；和，空心杆94，固定在螺母92上，并将进给螺旋90包围。如图6所示，进给螺旋90包括：花键轴96，与设置在转子46端部48的花键孔84配合；螺纹部98，其设置在花键轴96的端部。通过将螺母100拧入螺纹部98，进给螺旋90固定在转子46上。花键孔84和花键轴96接合，构成一种装置101，该装置使转子46与进给螺旋90彼此连接成一体。
如图2所示，减振元件104固定在螺母92的端面102，该端面面向转子46的端部48。如图7和8所示，减振元件104本质上是一种空心圆柱体，用弹性材料制成，例如用尿烷树脂或类似材料制成。
减振元件104具有设置在中心部的孔106，进给螺旋90穿过该孔延伸。减振元件104还具有数个(例如三个)第一凹入部108a，以相等的角度间距，设置在减振元件的外圆周边缘。第一凹入部108a，现从减振元件104的接触表面104a，沿轴向延伸至某一深度，从而具有相应的底面109，该底面具有由其所限定的相应的孔109a。
在第一凹入部108a之间，设置了数个第二凹入部108b，在减振元件1 04的外圆周边缘，每一对第一凹入部108a之间设置了三个第二凹入部。第二凹入部108b从减振元件104的接触表面104a，沿轴向一直延伸至其相反的表面。减振元件104的接触表面104a，用于与转子46的端部48接触，并在第一和第二凹入部108a、108b之间延伸，一直延伸至减振元件104的外圆周边缘。
减振元件104、螺母92和空心杆94通过第一螺栓110紧固在一起，该第一螺栓具有可以设置在第一凹入部108a内的相应的螺栓头，并穿过孔109a延伸，而螺母92与空心杆94，由第二螺栓112紧固在一起，该第二螺栓具有可以设置在第二凹入部内的相应螺栓头。如图7所示，螺母92在其上端部具有大直径的凸缘92a，凸缘上具有数个孔111a，该孔设置成具有相等的角度间距，用于作为第一螺栓110和第二螺栓112穿过的通道。空心杆94具有端面94a，端面上具有数个螺纹孔113，设置成具有相等的角度间距，并在轴向对准相应的孔110a。第一螺栓110和第二螺栓112，分别拧入螺纹孔113。金属套115被插入设置在减振元件104上相应的孔109a，用于在减振元件被第一紧固螺栓110紧固在螺母92和空心杆94上时，避免减振元件104被压坏。
如图2所示，空心杆94在箭头A所示方向是细长的，并沿轴向穿过转子46的空心空间44延伸。空心杆94具有花键外圆周表面114，插入设置在外套29上的花键孔116，用于防止空心杆94和螺母92旋转。可移动电极头30，通过夹头118，可移动地安装在空心杆94的远端。冷却液通道119，设置在夹头118和可移动电极头30内，用于供给冷却液例如冷却水。
如图1所示，一对C形轭架120a、120b固定在外套29上，并从外套向下延伸，固定电极头32，由夹持器122可更换地夹持，该夹持器设置在轭架120a、120b上，处于两个轭架之间。
端盖130安装在筒形元件52上，处于马达壳体盖50上方(见图2)。端盖130内安装了编码器132，该编码器用于检测转子46的旋转角度。编码器132包括：编码装置134；输入轴136，该输入轴从编码装置134向下突出。编码装置134由圆柱形支承套138支持，该支承套牢固地安装在马达壳体盖50上。输入轴136，穿过本质上位于马达壳体盖50中央的孔140延伸，并与薄板86连接。
如图1所示，本质上为L形的第一和第二电源连接器148、150，安装在端盖130的侧板上。第一和第二电源连接器148、150，分别与从伺服枪控制器142延伸的电源线144、146连接，该控制器是作为操纵伺服马达34和编码器132的驱动装置。
对于具有这种结构的马达驱动焊枪10的操作，说明如下。
当伺服枪控制器142向伺服马达34供给电源时，绕组40a被通电，在定子40和面对定子设置的环形永久磁铁42相互作用下产生磁场。伺服马达34的转子46，在磁场作用下旋转。
当转子46旋转时，进给螺旋装置36的进给螺旋90旋转，使与进给螺旋90螺纹接合的螺母92沿进给螺旋90的轴线方向运动，即沿图中箭头A1所示方向运动，该进给螺旋与空心杆94完全协调。这是因为空心杆94的花键形外圆周表面114，穿入设置在外套29的花键孔116中，避免了空心杆94相对于螺母92旋转。
由固定在空心杆94远端的夹头118夹持的可移动电极头30，沿箭头A1所示方向运动，在固定电极头32与可移动电极头30之间，以压力夹住工件W。然后，在可移动电极头与固定电极头32之间供给大电流，对工件W进行点焊。
在第一实施例中，伺服马达34的定子40和永久磁铁42沿箭头A所示轴向方向细长，允许伺服马达34产生大扭矩。因此，伺服马达34趋于发出巨大的热量。
根据第一实施例，对由螺旋形环绕的铜管72所限定的冷却液通道70供给冷却液，例如供给冷却水，该铜管是铸造在伺服马达34的马达壳体38内的。由于伺服马达34由流经马达壳体38内的螺旋形冷却液通道70的冷却液强制冷却，如果马达驱动焊枪10设置成产生大扭矩，由伺服马达34发出的热量不会增加。
由于冷却液通道70与伺服马达34设置成一体，伺服马达34的尺寸和重量减小。不需要在伺服马达34上添加冷却结构，于是马达驱动焊枪10的设备成本可以大为降低。由于马达驱动焊枪10的设施减少，马达驱动焊枪10的尺寸也减小，在环绕马达驱动焊枪的工作空间内的自由度有效地增加。
当为了提高生产率而增加马达驱动焊枪10的使用率时，由伺服马达34所产生的热量也得到有效地抑制。与马达驱动焊枪10的运行有关的生产率，于是可以提高，这就可以使产品(被焊接的工件)的制造成本大为降低。
根据第一实施例，当铸造马达壳体38时，将(螺旋形环绕的)铜管72插入马达壳体38，从而将冷却液通道70设置在马达壳体38内。因此，伺服马达34的冷却效果得到提高，从而得以经济地制造伺服马达，而不显著地增加其制造成本。
铜管夹持器78、80分别固定在螺旋形环绕的铜管70的进口端和出口端74、76，例如用焊接固定，马达壳体38铸造时就将夹持器79、80插入。这样，铜管70的进口端和出口端74、76并不与用铝制成的马达壳体直接接触，使其可靠地避免了电解腐蚀。
在第一实施例中，环行永久磁铁42被固定在转子46上。无论伺服马达34的输出功率多大，环行磁铁42具有恒定的内直径D和恒定的厚度t，而在箭头A所示方向，沿转子的轴线的长度尺寸S，本质上正比于伺服马达34输出功率的量值。
特别地，伺服马达34的输出功率，设置为标准伺服马达输出功率的两倍，永久磁铁42的轴向尺寸S的数值，设置成标准伺服马达的永久磁铁轴向长度S1的两倍。即使在伺服马达34被要求输出大扭矩的情况下，由于伺服马达34的径向尺寸没有增加，伺服马达34被通电时所产生的离心力本质上仍保持与标准伺服马达所产生的离心力相同。
这样，伺服马达34可以更高的速度旋转，以增加输出功率，允许可移动电极头30，以更高的速度，朝向或远离固定电极头32运动。因此，马达驱动焊枪10的点焊操作的循环周期时间，可以有效地缩短，用简单的设置就提高了其生产效率。
根据第一实施例，环形磁铁42由两个标准磁铁42a组成，设置成沿轴向排列。如果使用能输出不同输出功率的不同伺服马达34，就不必要求使用具有不同长度或不同轴向尺寸的自己特定的环形磁铁42，而可以共享标准环形磁铁42a。因此，那些不同的伺服马达34可以以高的经济性制造。
此外，如图2和6所示，紧固装置101，用于使转子46与进给螺旋90连接成一体，设置在转子46的端部48和进给螺旋90之间。紧固装置101由下列部分组成：花键孔84，其设置在转子46的端部；花键轴96，其设置在进给螺旋90的端部，花键轴96装入花键孔84。
因此，转子46与进给螺旋90可以彼此牢固地紧固。即使伺服马达是为输出大扭矩而设计，转子46和进给螺旋90，通过花键孔84与花键轴96，可以避免彼此打滑。组成紧固装置101的零件数，少于组成传统的功率锁定装置的零件数，从而允许马达驱动焊枪10的结构简单紧凑，制造经济。于是，大扭矩小尺寸的伺服马达34，可以容易地设计和制造。
由于紧固装置101具有花键孔84和花键轴96，结构很简单，并允许转子46和进给螺旋90减小径向尺寸。因此，可以避免伺服马达34的径向尺寸增加，成为紧凑结构，可以容易地设置成产生更大扭矩。
在工件W已经被固定电极头32和可移动电极头30点焊后，伺服马达34反向旋转，使转子46和进给螺旋90反向旋转。与进给螺旋90螺旋结合的螺母92，沿箭头A2所示的相反方向(见图9)，作轴向运动，使可移动电极头30，从固定电极头32离开。此时，根据传统的马达驱动焊枪，螺母92朝向转子46的端部48移动时，可能移动至超出给定的退回位置，并可能由于伺服马达34的控制失效而撞击转子46的端部48。
根据第一实施例，减振元件104被固定在螺母94的端面102上，该减振元件用弹性材料制成，例如用尿烷树脂制成。因此，避免了螺母92直接撞击转子46的端部48，而是使紧固在螺母92上的减振元件104，贴靠转子46的端部48。
在螺母92与端部48之间产生的冲击被减振元件104吸收，于是，避免冲击载荷施加到进给螺旋90与转子46的连接部，即避免施加到花键轴96和花键孔84。于是，可以用简单的结构设置避免花键轴96和花键孔84之间的螺纹接头(threaded joint)打滑，并避免损坏花键轴96和花键孔84。
减振元件104的接触表面104与转子46的端部48接触，该接触表面在第一和第二凹入部108a、108b之间延伸一直延伸至减振元件104的外圆周边缘。因此，接触表面104a的接触面积足够大，以避免减振元件104的变形大于所希望的值，并允许减振元件104保持其所希望的减振能力。
第一凹入部108a在减振元件104中沿轴向延伸至某一深度，而第一螺栓110连同环绕螺栓的金属套115被插入孔109a，该孔设置在第一凹入部108a的底部。第一螺栓110将减振元件104牢固地紧固在螺母92和空心杆94上。由于某些用于将空心杆94与螺母92紧固在一起的螺栓(第一和第二螺栓110、112)，用作将减振元件104紧固在螺母92上的螺栓(第一螺栓)，整个结构较为简化。
当工件W被点焊，可移动电极头30和固定电极头32被损坏时，偶尔需要更换新电极头。当可移动电极头30从夹头118卸下时，冷却液往往会从冷却液通道119泄漏，该冷却液通道设置在可移动电极头30和夹头118内。
根据第一实施例，油封66(见图4)用压入配合设置在开口部64内，该开口部被马达壳体38的环形端部62、第三轴承60和转子46的端部58联合限定，并面向电极头30、32。因此，即使当冷却液从冷却液通道119泄漏，可以可靠地避免冷却液经过开口部64进入马达壳体38。
因冷却液进入绕组40a和编码器132而引发的诸多问题，如绝缘失效、电气短路或锈蚀引起的接触失效等均不会发生，伺服马达34可以实现所希望的功能。只用油封66，于是可以提供高精度的密封能力，结构上很简单，而允许马达驱动焊枪10经济地执行高质量的有效焊接操作。
在第一实施例中，油封66用于设置在开口部64内。不过，任何各种其它的密封元件可以用于设置在开口部64内而不用油封66，例如用密封垫、O型圈等等。
图10示出了根据本发明第二实施例的马达驱动焊枪10的紧固结构160的分解透视图。在紧固结构160中，那些与根据第一实施例的马达驱动焊枪10相同的部分，均用相同的字符表示，下面就不再说明。在下面将要谈及的根据其它实施例的马达驱动焊枪中，那些与根据第一实施例的马达驱动焊枪10中相同的部分，也用相同的字符表示，下面也将不予详细说明。
如图10所示，进给螺旋90具有与之制成一体的轴162，该轴上具有沿轴向延伸的突出部(ridge)164，设置在轴的外圆周表面。转子46具有孔166，该孔设置了使轴162可以从其中穿过的通道。转子46还具有槽168，该槽设置成与孔166连通，对准轴上的突出部164。
在第二实施例中，进给螺旋90的轴162与转子46的孔166配合，而作为紧固装置160的突出部164，与配入槽168。因此，进给螺旋90与转子46彼此牢固地紧固，即使转子46在大扭矩作用下旋转，也不会发生相对滑动。因此，像第一实施例那样，具有紧凑简单结构的伺服马达，能够容易地产生大扭矩，并可容易地减小尺寸。
在第二实施例中，尽管所示的轴162具有单个突出部164，轴162可以具有数个突出部164，转子46可以具有数个用于分别容纳突出部164的槽168。
图11示出了根据本发明第三实施例的马达驱动焊枪的压入配合装置170的分解透视图。如图11所示，压入配合装置170具有：轴172，该轴设置在进给螺旋90上；孔174，设置在转子46上。轴172具有直径D1，该直径大于孔的直径D2(D1＞D2)。
进给螺旋90的轴172与转子46的孔174压入配合，从而使转子46与进给螺旋90牢固地紧固。因此像第一实施例那样，具有简单紧凑结构的伺服马达，能够容易地产生大扭矩，可以容易地减小尺寸。
图12示出了根据本发明第四实施例的马达驱动焊枪180的剖视图。
如图12所示，马达驱动焊枪180具有伺服马达182，该伺服马达具有：马达壳体184，固定在平板22上；定子40，固定地安装在马达壳体184内；转子46，可旋转地设置在马达壳体184内，并具有由其所限定的中央空心空间44。没有冷却管72插入马达壳体184。
焊枪筒186固定在下嵌板18b上，空心杆94的花键表面114，插入在焊枪筒186内设置的花键孔116中。
根据第四实施例，这样构成的马达驱动焊枪180，提供了与根据第一至第三实施例的马达驱动焊枪所具有的同样优点。
根据第四实施例的马达驱动焊枪180，示出为引入了紧固装置101。不过，马达驱动焊枪180，也可以引入紧固装置160或压入配合装置170。
在第一和第四实施例中，环形磁铁42的轴向尺寸S被设置成标准环形磁铁轴向长度S1的两倍。不过，此轴向尺寸S可以设置成轴向长度S1的三倍，环形磁铁42可以用三个标准环形磁铁沿轴向排列而组成。
在工业上的可应用性
利用本发明的马达驱动焊枪，伺服马达的马达壳体，具有冷却液通道，供给冷却液以有效冷却伺服马达。马达驱动焊枪于是可以产生更大扭矩，可以以更高的使用率使用。这样冷却的伺服马达，并不发出增多的热量，可以减小其尺寸和重量，且不需要任何添加的冷却装置，结果，降低了马达驱动焊枪的设备成本。马达驱动焊枪整个设备所占据的空间减小，可以经济地执行高质量的焊接操作。
此外，固定在伺服马达空心转子上的环形磁铁，无论伺服马达的输出功率的量值，均具有恒定的内直径和恒定的厚度，而环形磁铁沿空心转子轴线方向的轴向长度，本质上正比于伺服马达输出功率的量值。因此，如果伺服马达是为输出大扭矩而设计，伺服马达的径向尺寸并不增大，在伺服马达旋转时所产生的离心力，可以有效地防止其增加。因此，伺服马达可以以更高的速度旋转，以提高输出功率，从而允许可移动电极头，可以以更高的速度，朝向或远离固定电极头运动。这样，马达驱动焊枪的点焊操作的循环周期，可以有效地缩短。
此外，伺服马达的空心转子，与进给螺旋装置的进给螺旋，通过中间配合紧固装置，彼此牢固地连接。在空心转子与进给螺旋之间不产生打滑，伺服马达可以容易地设计并制造成能够输出大扭矩，而伺服马达具有较小尺寸，结构简单紧凑。马达驱动焊枪由较少数量的零件组成，可以不增加成本地制造。
此外，密封元件是夹放在伺服马达的马达壳体与空心转子之间，该空心转子可旋转地安装在马达壳体内，设置在面向电极头的开口端部。密封元件有效地避免了水从马达壳体与空心转子之间的区域进入马达壳体。于是，伺服马达能够以简单的装置实现所希望的功能。
此外，减振元件设置在伺服马达的空心转子与进给螺旋装置的螺母之间的接触区域。当螺母朝向空心转子运动，以便使电极头之一远离另一个电极头，减振元件吸收施加在螺母与空心转子之间的冲击，于是，避免了冲击载荷施加在进给螺旋与空心转子之间的连接部。于是，利用简单的装置，可靠地避免了进给螺旋与空心转子连接部的打滑与损坏。
尽管本发明的某些实施例已经示出并进行了详细说明，应当理解，在不超出所附权利要求范围的情况下，可以进行各种改变和修改。

Claims (12)

1.一种马达驱动焊枪，其包括：
一对电极头(30，32)；
一伺服马达(34)；和
一进给螺旋装置(36)，其与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)具有马达壳体(38)，该马达壳体具有冷却液
通道(70)，其设置在马达壳体内，用于通过该通道供给冷却液。
2.如权利要求1所述的马达驱动焊枪，其中，所述冷却液通道(70)由一铜制管(72)所限定，该管在马达壳体(38)铸造时插入所述马达壳体(38)内。
3.如权利要求2所述的马达驱动焊枪，其中，所述管(72)是一种螺旋形环绕结构，还包括：
筒形夹持器(78，80)，其用铜制成，分别与所述管(72)的进口端和出口端连接，并在铸造马达壳体(38)时插入所述马达壳体(38)内。
4.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一个伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；和
磁铁(42)，其固定在所述空心转子(46)上；
所述磁铁(42)具有恒定的径向尺寸和恒定的厚度，与所述伺服马达(34)的输出功率的量值无关；
所述磁铁(42)具有沿所述空心转子(46)轴线方向的轴向尺寸，该轴向尺寸本质上正比于所述伺服马达(34)输出功率的量值；
所述定子(40)包括绕组(40a)，该绕组的轴向尺寸与所述磁铁的轴向尺寸成适当比例，所述磁铁设置成与所述绕组(40a)成面对的关系。
5.如权利要求4所述的马达驱动焊枪，其中，所述磁铁(42)包括数个磁铁，每一个磁铁具有预定的轴向长度，根据所述伺服马达(34)的输出功率设置成沿轴向排列。
6.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；和
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；
所述进给螺旋装置(36)包括：
进给螺旋(90)，其与所述空心转子(46)连接，并可以随空心转子旋转；和
螺母(92)，其与所述进给螺旋(90)螺纹连接，以根据所述进给螺旋(90)的旋转，使所述电极头之一的所述电极头(30)朝向另一个电极头(32)运动，或从该另一个电极头离开；
所述空心转子(46)和所述进给螺旋(90)通过相互配合紧固装置(101)彼此连接。
7.如权利要求6所述的马达驱动焊枪，其中，所述相互配合紧固装置(101)包括花键元件(84，96)。
8.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；和
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；
所述进给螺旋装置(36)包括：
进给螺旋(90)，其与所述空心转子(46)连接，并可以随空心转子旋转；和
螺母(92)，其与所述进给螺旋(90)螺纹连接，以根据所述进给螺旋(90)的旋转，使所述电极头之一的所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述空心转子(46)和所述进给螺旋(90)通过压入配合装置(1 70)彼此连接。
9.  一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；和
一密封元件，其夹放在所述马达壳体(38)与所述空心转子(46)之间，并设置在面向所述电极头的开口端部。
10.如权利要求9所述的马达驱动焊枪，其中，所述密封元件包括：
轴承(60)，所述空心转子(46)借助于该轴承可旋转地支承在所述马达壳体(38)内；和
油封(66)，其设置在开口端部(64)，该开口端部被限定在所述空心转子(46)的外圆周表面与所述马达壳体(38)的内圆周表面之间。
11.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；和
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；
所述进给螺旋装置(36)包括：
进给螺旋(90)，其与所述空心转子(46)连接，并可以随空心转子旋转；和
螺母(92)，其与所述进给螺旋(90)螺纹连接，以根据所述进给螺旋(90)的旋转，使所述电极头之一的所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；和
减振元件(104)，其设置在所述空心转子(46)与所述螺母(92)之间的接触区，以在所述一个电极头(30)从所述另一个电极头(32)离开时，吸收在所述螺母(92)与所述空心转子(46)之间产生的冲击。
12.如权利要求11所述的马达驱动焊枪，其中，所述减振元件(104)本质上是一种空心圆柱体形状，所述减振元件(104)具有凹入部(108a，108b)，该凹入部容纳相应的螺栓(110，112)的头部，螺栓(110)将所述减振元件(104)紧固在所述螺母(92)上，而螺栓(112)将空心杆(94)紧固在螺母(92)上，该空心杆夹持所述电极头之一的所述电极头(30)，所述减振元件(104)具有接触表面(104a)，其与所述空心转子(46)接触，并在凹入部(108a，108b)之间延伸，一直延伸至所述减振元件(104)的外圆周边缘。
按PCT条约19条修改后的权利要求书
国际局于2002年12月19日收到，原权利要求1、4和6修改；原权利要求2、3、5、7和8删除，其余权利要求未变。
1.(修改)一种马达驱动焊枪，其包括：
一对电极头(30，32)；
一伺服马达(34)；和
一进给螺旋装置(36)，其与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使一个所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)具有马达壳体(38)，该马达壳体具有冷却液通道(70)，其设置在马达壳体内，用于通过该通道供给冷却液，所述冷却液通道(70)由一铜制管(72)所限定，该管在马达壳体(38)铸造时，插入所述马达壳体(38)内；
所述管(72)是一螺旋形环绕的结构，其包括铜质筒形夹持器(78，80)，分别与所述管(72)的进口端和出口端连接，并在铸造马达壳体(38)时插入所述马达壳体(38)内。
2.(删除)
3.(删除)
4.(修改)一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使一个所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；和
数个磁铁(42)，其固定在所述空心转子(46)上；
每一个所述磁铁(42)具有恒定的径向尺寸和恒定的厚度；
所述磁铁(42)根据所述伺服马达的输出功率沿所述空心转子(46)的轴线排列，于是，所有所述磁铁(42)具有一轴向尺寸，该轴向尺寸本质上正比于所述伺服马达(34)输出功率的量值；
所述定子(40)包括绕组(40a)，该绕组的轴向尺寸与所述磁铁的轴向尺寸成适当比例，所述磁铁设置成与所述绕组(40a)成面对的关系。
5.(删除)
6.(修改)一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使一个所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；和
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；
所述进给螺旋装置(36)包括：
进给螺旋(90)，其与所述空心转子(46)连接，并可以随空心转子旋转；和
螺母(92)，其与所述进给螺旋(90)螺纹连接，以根据所述进给螺旋(90)的旋转使所述一个电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述空心转子(46)和所述进给螺旋(90)通过相互配合紧固结构(101)或通过压入配合结构(170)彼此连接，所述相互配合紧固结构(101)包括花键元件(84，96)。
7.(删除)
8.(删除)
9.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；和
一密封元件，其夹放在所述马达壳体(38)与所述空心转子(46)之间，并设置在面向所述电极头的开口端部。
10.如权利要求9所述的马达驱动焊枪，其中，所述密封元件包括：
轴承(60)，所述空心转子(46)借助于该轴承可旋转地支承在所述马达壳体(38)内；和
油封(66)，其设置在开口端部(64)，该开口端部被限定在所述空心转子(46)的外圆周表面与所述马达壳体(38)的内圆周表面之间。
11.一种马达驱动焊枪，其包括：
焊枪组件(16)，该焊枪组件包括：一对电极头(30，32)；一伺服马达(34)；和一进给螺旋装置(36)，该进给螺旋装置与所述伺服马达(34)连接，并可以随之旋转，以使所述电极头之一的电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；
所述伺服马达(34)包括：
马达壳体(38)，其安装在所述焊枪组件(16)上；
定子(40)，其牢固地安装在所述马达壳体(38)内；和
空心转子(46)，其可旋转地安装在所述马达壳体(38)内；
所述进给螺旋装置(36)包括：
进给螺旋(90)，其与所述空心转子(46)连接，并可以随空心转子旋转；和
螺母(92)，其与所述进给螺旋(90)螺纹连接，以根据所述进给螺旋(90)的旋转，使所述电极头之一的所述电极头(30)朝向或远离另一个电极头(32)运动；和
减振元件(104)，其设置在所述空心转子(46)与所述螺母(92)之间的接触区，以在所述一个电极头(30)从所述另一个电极头(32)离开时，吸收在所述螺母(92)与所述空心转子(46)之间产生的冲击。
12.如权利要求11所述的马达驱动焊枪，其中，所述减振元件(104)本质上是一种空心圆柱体形状，所述减振元件(104)具有凹入部(108a，108b)，该凹入部容纳相应的螺栓(110，112)的头部，螺栓(110)将所述减振元件(104)紧固在所述螺母(92)上，而螺栓(112)将空心杆(94)紧固在螺母(92)上，该空心杆夹持所述电极头之一的所述电极头(30)，所述减振元件(104)具有接触表面(104a)，其与所述空心转子(46)接触，并在凹入部(108a，108b)之间延伸，一直延伸至所述减振元件(104)的外圆周边缘。
根据条约19(1)的声明
权利要求2和3并入权利要求1。权利要求5并入权利要求4。权利要求7和8并入权利要求6。
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