CN1819890A - 改进型电阻焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种改进型电阻焊接装置。本发明装置包含一个能在由一个弹簧，一个气缸或一个伸缩元件辅助的支撑柱上移动的电极。这样，当被压迫时，电极的运动能使得焊接时间足够长以便有效焊接而不改变安装电极的压制机的运动循环。上述的支柱包含一个或多个圆柱，并且所述滑动电极被所述的圆柱之一支撑着。另外，电极杆被容纳在一个定位器中，此定位器可以轴向移动并且能通过一个管道来接收被焊接的这个小零件。所述定位器是由绝缘材料制成的，优选的是陶瓷材料，并且包含有夹子来支撑所述零件直到它被电极杆推进下窗口内以进行焊接。

Description

改进型电阻焊接装置
技术领域
本发明的对象是一种改进型的利用电阻进行焊接的装置，与现有设备和装置相比，本发明在电阻焊接小金属零件与类似物体方面包含了重要的创新与优势。
更具体的是，本新发明涉及这样一种设备，它有一个电极用于在自动机器或旋转压床(rotating press)等应用类型中焊接小零件与类似物体。所述装置包含一个能在由一个气缸、弹簧或压缩元件辅助的支撑件内移动的电极，这允许了焊接时间可以延迟足够长以便有效焊接而不改变安装电极的压制机的运动循环。此装置被一个快速作用的夹具保持在适当位置，并与被安排在下模具或模型中的传统的电极配合工作。所述装置也可以用于机器人或其它机器中的多功能夹具。
背景技术
利用电阻进行小金属零件的焊接被应用于许多不同的工业中。它适用于零件的表面连接以及要结合在一起的板状元件的焊接。
传统的焊接操作是由以下步骤组成的：将两个零件置于两个电极之间，在两个电极之间通过特定时间的限定的电流，并在此时将特定的压力施加于电极之上。与两个零件相接触的表面之间存在相当大的电阻和通过这儿的高电流产生了很高的融化周围材料的热量，并因此完成了焊接。
在许多情况下是两个不同尺寸的零件被焊接在一起，比如将一个螺母焊接到一定尺寸的片材的表面上。大的零件通常被置于下面而小的零件用手，通过传送装置或活塞，装载到大的零件上，之后使用电极将压力施加到两个零件上并进行焊接。
在这种焊接方法下，电流循环的时间参数与电极施加到要被焊接的零件上的压力都是很重要的。
进而，如果想在一个连续加工压制机或传送站中引入一个焊接步骤，必须要在工艺的末端执行而不是在一个中间位置，这可能是最合逻辑的。这是因为在加压循环期间，面对面的一对电极并没有处于这样一个能够在有恰当压力的时间内实现所述的电阻的位置。这个问题通常是通过将要连接的零件用铆钉或类似物体固定到一起来解决的。铆接操作能有效地适合于连续压制机中模具的升起与下降循环；然而，铆钉对于牵引来说具有低电阻，对于扭转来说具有零电阻。
发明内容
所述利用电阻，即本发明的目的，进行焊接的改进型装置的特征在于，它包括一个两部件电极组件，此组件形成了一个夹具并允许它在连续压制机或自动冲压机(transfer stamping machine)或自动牵引机中作为中间焊接步骤进行工作。然而，这并不排除上述装置在机器人的夹具中或其它适合使用的机器中的应用。
所述装置主要寻求获得两个优点，使得以下两者相一致，即在确切的时间获得充分的焊接压力而不会使加压循环因执行所述焊接所产生的中断而改变，并且要被焊接的零件被自动放置在被加压或被深拉的片材或板上。
事实上，所述装置与另一个电极形成一个焊接组件，从而保持要被焊接的零件，并且允许焊接电流通过其进行循环。每个电极都被固定到一个模具或模具保持件中，所述模具或模具保持件在压制机中彼此面对。
所述装置由一个固定到模具或模具保持件的基部主体组成，即使原则上在上面的情况下有两根支柱，但所述主体可以有一个或几个并行的支柱，所述电极被可移动的置于所述支柱之一上，而定位装置的中间连接元件被置于另一个支柱上。所述电极是通过一个后部伸缩元件来施压的，比如一个弹簧或气缸。电极的尖端被容纳在浮动地支撑在另一根支柱上的陶瓷定位主体内。在此主体的末端有一个要被焊接的小零件(例如一个螺栓)被保持在适当位置以便焊接并且面对着一个下窗口。当机器降下时，所述定位装置与下零件(例如螺母在其上被装配的片材)接触并压迫它紧靠着下电极。上述定位装置将所述窗放置到恰当位置，通过此窗，所述螺母或要被焊接的零件会直接退出到下零件的表面上。压迫的持续使得电极的尖端前进经过保持着所述螺母的主体，向此螺母接近并支撑在规定的后部伸缩元件中。当压制机的前进压迫电极紧靠螺母或要被焊接的零件时，它会将零件从其位置移开并紧靠着下部的片材，并且所述伸缩元件会在要被焊接的零件之间施加足够的压力以使得通过电流时进行焊接。当压力撤消时，所述电极被首先退出，然后是所述定位装置，两个零件(片材和螺母)被恰当地焊接与连接。
此装置被设计得能使焊接在很短的时间周期内完成；相应地，根据后部伸缩元件的测量，所述电极被以足够大的压力压迫到所述零件上。为此，它已经被安排成使焊接电流供应元件能在高强度与高频率下工作。
所述电极在其被安置的支柱上具有一个带有直通开口的基部。在用于电极导引的开口或套与支柱之间，有一个滑动绝缘护罩，例如由陶瓷材料或是类似的材料制成的。上述电极在其后端有相应的连接电缆并且在前面有一个杆对应于该连接电缆的内部，它与要被焊接的零件和后部伸缩元件相接触。所述电极主体通过一个内部通道用水冷却。另一方面，所述轴向杆优选地是通过可以进行强迫通风循环的一些开口或凹槽用空气冷却，例如，为了避免液体泄漏到模具上。在电极中产生了大量热量的极端应用的事例中，也提供了所有的冷却都是用液体实施的方法，可以使用水或是合适的冷却液体。所述杆以永久的方式或是可移动的方式，以莫斯锥度、圆柱固定或以其它类似的装配方法，连接到电极主体。
所述定位装置要执行两个基本方案，它必须将所述小零件定位到合适的位置以便进行焊接，并且它必须能容纳所述滑动电极杆。考虑到上述电极会明显地发热，因此所述定位装置要以耐高温的并且围绕着电极电绝缘的材料制成，比如陶瓷材料或类似的材料。在所述定位装置的底部有一个用于要被焊接的小零件的出口窗，并且它必须有恰当的尺寸。在一侧有一个连接到一个管道的窗，所述零件通过此管道自动进料，所述窗有一个前传感器来测定何时所述零件已经被置于其合适位置以便启动焊接程序或降下所述压制机。所述零件一直被保持着直到所述电极杆通过一些横向夹具或是类似系统将它推向远端窗。
在支柱上移动的所述定位装置在该支柱上的连接是通过一个中间连接部件来实现的。所述部件也用于在零件供应管道入口处的支撑和进入的自动调整。在此连接部件与支柱之间有一个伸缩元件来分别测定分离上部主体时的压力。所述支柱具有一个中空的内部，其中有一个弹簧或在所述连接部件的核心处有一个相对的伸缩缸。另一方面，所述连接部件具有一个枢轴，或限定行程的支撑件，被容纳进支柱的一个侧槽内以阻止翻转或限定最大行程。在所述支柱与连接部件之间已经提供了一个外壳或绝缘并且防摩擦的元件。
整个组件通过一个快速连接系统被固定到模具上，比如用一些夹具或类似的容易拆除的装置。
因为设想此装置是以全自动方式使用的而不需要辅助，所以它可以有多个传感器，比如用于测定要被焊接到定位装置内侧的小零件是否存在的确定传感器(stated sensor)，或用于在管道的入口处供应所述零件的自动装置等等。
为了完成下面要做的描述并且为了使这些特性更容易理解，此文件后附了一组图，其中以图示性的而非限定性的方式描述了本发明的最重要的细节。
附图说明
图1所示是本装置的部分截面正视图。
图2所示是所述电极支撑柱的正视图。
图3所示是支撑所述中间连接部件的支柱的部分截面正视图。
图4所示是所述中间连接部件的下部视图。
图5所示是所述中间连接部件的截面正视图。
图6所示是所述中间连接部件的横截面正视图。
图7所示是所述电极主体的俯视图。
图8所示是所述电极主体的截面正视图。
图9所示是所述定位装置的截面正视图。
图10所示是所述定位装置的横截面正视图。
图11所示是所述电极杆的正视图。
图12所示是所述电极杆的截面正视图，显示了用于空气通过的通道。
图13所示是所述电极杆的横截面正视图，显示了用于空气通过的通道。
图14所示是要被焊接的零件正被所述杆压到被焊接的片材上进行焊接细节的部分截面视图，所述零件处于稍微靠前的位置。
具体实施方式
考虑到上面评论的附图，并且根据所采用的标号，在所述附图中可以看到根据本发明的一个非限定性的优选实施例。该实施例是由一个带有两个并行支柱(3和4)的支撑主体(1)构成的，在两支柱之间有一个并行安置的伸缩元件(11)。此主体(1)在其后部有一个接收板(2)，并且在两侧具有一些倾斜以便通过夹具(24)或类似装置进行固定。在支柱(3)上有一个电极(5与6)，所述电极是由一个设有带可移动绝缘外壳(10)的固定开口的主体(5)构成的。所述电极的主体(5)在连接到与电焊接能量供应源(未示出)连接的连接电缆的一端有一个锚固件(9)，在另一端有一个通过压力压低的杆(6)。在所述电极主体(5)的内侧有一个用于冷却液体流通的并带有相应入口(8)和出口的回路(7)。另一方面，所述杆(6)具有一系列用于冷却空气流通的开口与凹槽(29)。上述杆(6)被安排成与所述支撑主体(1)中的伸缩元件(11)是同轴的，并且被部分容纳进所述定位装置(12)的内部轴向开口(13)中。在另一个支柱(4)上有一个中间连接部件(19)。在上述支柱(4)的一端有一个盲开口(30)，盲开口中有一个压迫着上述连接部件(19)的弹簧(25)或一个伸缩元件。另一方面，在所述支柱(4)的侧面有一个凹槽(26)，用于使所述连接部件(19)上的一个枢轴(27)在其中移动，所述凹槽适合设置与所述枢轴相互的移动极限。此移动部件(19)在其套内的螺栓供应管道(18)一侧有一个快速固定销(23)并且在前面有一个用于所述定位装置(12)的容纳空间。另一方面，上述定位装置(12)是通过第二销(22)固定的。所述连接部件(19)有一个用于固定到所述支柱(14)的可移动外壳(20)。
所述定位元件(12)有一个内部轴向开口(13)，在此开口中容纳有所述电极杆(6)，并且在其中要被焊接的小零件(31)从一个侧窗(15)被接收，所述侧窗被插入到所述管道(18)的通道(17)中。在所述定位装置(12)的轴向开口(13)的两侧，以及在管道(18)的窗(15)的入口处，其中有一些窗，在所述窗中有两个固定夹具(16)，当所述小零件(31)从上述管道(18)进入时，所述固定夹具(16)会从小零件(31)中突出。所述轴向开口(13)在其下端有一个用于要被焊接的小零件(31)的出口窗(14)，所述小零件被所述电极杆(6)以及下电极(28)推得紧靠着要被接合的片材(32)。在所述定位零件(12)的一侧，所述连接部件(19)装配有一个关联传感器(21)用于检测零件(31)的存在以实现自动化。

Claims (11)

1.一种改进型的电阻焊接装置，能自动工作，并且可以连接到连续模压机或自动模压机等的模具或模具保持装置，其特征在于，所述改进型电阻焊接装置有一个主体基部(1)，从该主体基部可以升起一个或几个并行的支柱(3和4)，在至少一个支柱(3)上有一个电极(5与6)，该电极的一极连接到一个焊接电流发生器(未示出)，并且在至少一个支柱(4)上有一个定位装置(12)用于要被焊接的小零件(31)，在上述定位装置(12)中引入的电极(5与6)用于将上述要被焊接的零件(31)压到靠着一个第二电极(28)要被焊接的片材(32)或下零件上；并且所述改进型电阻焊接装置在所述电极杆(6)的后部位置包括一个弹簧或伸缩元件(11)，所述弹簧或伸缩元件与该电极杆的运动轴线是同轴的，这样在操作上适合在焊接中施加压力；并且所述改进型电阻焊接装置在所述定位装置(12)与所述支柱(4)之间包括一个中间连接部件(19)。
2.根据权利要求1所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述电极包括一个带有通孔或支柱(3)的滑动套导引件的主体(5)；并且所述主体(5)有一个内部通道对应于冷却液体回路(7)，该内部通道带有相应的入口与出口(8)；并且所述电极主体(5)有一个部分引入到定位装置(12)中的杆(6)，所述杆(6)与所述伸缩元件(11)同轴设置，这样在操作上更适合穿过。
3.根据权利要求1和2所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述电极杆(6)有一些用于空气冷却的开口或凹槽(29)。
4.根据权利要求1和2所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，在一种可选择性的实施例中是通过液体来冷却所述杆的。
5.根据权利要求1和2所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述定位装置(12)由：一个用于让杆(6)通过的轴向开口(13)构成，该开口(13)具有一个用于放置要被焊接的零件(31)的下窗口(14)和一个用于使要被焊接的零件(31)进入的侧窗(15)，所述侧窗(15)连通自动供料通道(18)的入口(17)；并且所述定位装置(12)在轴向开口(13)的两侧各自有通过弹簧或类似装置用于固定要被焊接的零件(31)的固定夹具(16)；并且所述定位装置(12)有一个靠近其一面壁的传感器(21)，以检测要被焊接的零件(31)是否处于轴向开口(13)内的恰当位置。
6.根据权利要求5所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述用于通行的轴向开口(13)有一个用来引导所述杆(6)的运动的引导装置(未示出)。
7.根据权利要求1和5所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述定位装置(12)是由与电流绝缘的材料制成的，并且耐热。
8.根据权利要求1和5所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述中间连接部件(19)在支柱(4)中有一个套或开口，该中间连接部件通过该套或开口可移动；并且所述支柱(4)在其自由端有一个内部盲开口(30)，所述盲开口内部有一个伸缩元件(25)，比如面对着连接部件(19)的一个弹簧或气缸，用于连接部件(19)的分离；并且所述支柱(4)在其外形的一侧有一个特定长度的纵向凹槽(26)，该纵向凹槽(26)中有一个来自于中间连接部件(19)适合于确定移动的最大行程的限位枢轴滑块(27)；并且所述中间连接部件(19)在所述支柱(4)周围有一个移动外壳(20)。
9.根据权利要求1，5和8所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述中间连接部件(19)具有一个套用于在所述定位装置(12)内侧焊接的小零件(31)的供料的管道(18)；并且所述管道的入口(17)面对着定位装置轴向开口(13)的侧窗(15)；并且所述中间连接部件(19)具有一个用于所述管道的固定销(23)或类似固定装置。
10.根据权利要求1，5和8所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述中间连接部件(19)具有一个销(22)或类似的快速固定装置应用于所述定位装置(12)，使定位装置(12)能快速移走。
11.根据权利要求1所述的改进型电阻焊接装置，其特征在于，所述主体(1)具有一个连接器或具有适合于通过一些快速装置如夹具(24)而被固定到模具或模具保持装置或所述装置被安装的工具上的基部主体的形状；并且所述主体(1)基部在其后部有一个加固片材(2)接触到它被连接的表面，这样在操作上适合于在焊接期间施加压力。
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