CN1886227A - 用于对工件进行电阻焊的点焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对工件(1a)进行电阻焊的点焊枪(1)，包括基座体(2)和支架(3)，支架中布置有电极夹(6)，电极(7)又布置在电极夹中，至少一个电极夹(6)被固定到驱动装置(5)上，使电极夹(6)与电极(7)一起朝着另一电极(7)纵向移动。为保护电极(7)，安装有包括带(8)的卷绕装置(9)，该带(8)可移动地布置在电极(7)和与电极(7)相对的工件(1a)的接触面之间。分配给可移动电极(7)的卷绕装置(9)连接到可移动电极(7)上，当电极(7)纵向移动时，其与电极(7)同时移动。为提供可及性未削弱的点焊枪，电极夹(6)和电极(7)具有可引导带(8)从卷绕装置(9)轴向地沿着电极夹(6)朝着电极(7)的方向，再轴向地沿着电极夹(6)回到卷绕装置的装置。

Description

用于对工件进行电阻焊的点焊枪

技术领域

本发明涉及用于对工件进行电阻焊的点焊枪，包括基座体和安装有夹持电极的电极夹的支架，其中至少一个电极夹固定到驱动装置上，通过该驱动装置，其上连接的电极夹与所述电极之一一起在纵向上移动到另一个所述电极，其中包括带的卷绕装置每个都用来保护电极，该带布置成可相对于电极在电极和工件的接触面之间移动，并且其中与可移动电极相关联的卷绕装置与可移动电极相连接，以便跟随所述电极的纵向运动。

所述点焊枪尤其适合于在对工件尤其是金属板进行电阻焊的机器人应用中。

背景技术

目前，金属板或者其它的工件由铝合金和镁以及镀锌的或者镀层金属板制成，它们部分地具有很高的强度，用在要求增高的场合，例如用在车身制造工业中。除了例如重量轻和耐腐蚀性好的优点之外，这些材料或者它们的涂层在通过电阻点焊进行接合的时候，会产生问题。首先，所使用的点焊电极的工具使用寿命和品质与光亮的金属板相比大大地减少了，具有不利的后果。由于对电极接触面的频繁二次加工和由此引起的频繁电极更换，使电极具有较高磨损，因而成本增大，而且，特别是在这种电极二次加工或者电极更换之前，会使焊接质量降低。

现有技术中已知有各式各样的点焊枪，尤其是所谓的“C枪”，其中点焊枪部件具有C形结构，但是其不具有保护电极不受污染的循环带。

DE 10221905 A1中公开了一种包括枪补偿的焊枪以及用于补偿焊枪的方法。气动或者液压驱动，包括齿轮以至可控电磁体的伺服传动系统用于焊枪补偿。

如引言中所述，这种点焊枪的缺点在于，在点焊期间，电极与工件或者待焊金属板直接接触，因此受到高磨损。因此，需要频繁的二次加工或者更换电极，所以必须考虑点焊枪频繁的生产中断。

为了保护电极不被污染或者不被待焊材料所涂覆，已知的是在电极和工件之间插入带形的金属箔。为了确保安全的带料进给，必须防止带被粘附到电极的接触面上。

从DE 19754546 C1中知道，已知一种点焊工具，其包括卷绕装置，用于卷起和放开横向地与点焊电极的电极端接触的箔带。该点焊工具装备有用于退卷箔带的环形放卷圈和用于卷起箔带的环形卷起圈，并且包括用于使卷起圈旋转的环形驱动装置。放卷圈、卷起圈和驱动装置环绕点焊电极的电极轴或者电极夹彼此相邻地同轴安装。第一设置辊与电极轴倾斜地安装，与放卷圈有径向的距离，使箔带从放卷圈朝着电极端的方向偏转，并且将其放在横向位置。此外，第二设置辊与电极轴倾斜地安装，与卷起圈有径向的距离，使箔带从电极端朝着卷起圈的方向偏转，并且将其放在横向位置，其中这两个设置辊与电极轴呈横向相对的关系布置。

在JP 05192774 A中已知有同样的结构，其中卷起圈和放卷圈也分别布置在电极轴或者电极夹上。

根据DE 19754546 C1和JP 05192774 A先前提到的结构，具有点焊工具的可及性受到很大限制的缺陷，因为卷起圈和放卷圈布置在电极轴或者电极夹的区域，因此要求在点焊枪的末端区域，并且尤其是在焊接区有很大的扩张。因此，就使这样配置的C枪具有更大的设计尺寸，其需要在重量上有更大的增加，从而需要利用更大尺寸的机械手。因此，通过使用这种类型的点焊工具，尤其是当使用C枪时，只有容易靠近的工件才可以被点焊。

从JP 10 029 071 A、JP 08 118 037 A、JP 04 322 886 A或者JP 05192774 A中，也可以已知在点焊过程中用于保护电极的带的应用。在这些点焊工具中，通过卷绕装置提供和带走的带被设置在电极上面，同样作为防止电极与工件或者结构件相接触的保护措施，因此在点焊过程期间，带将开始平放于工件或者结构件上。在这种情况下，卷起圈和放卷圈独立于点焊工具而安装和固定。

这就包括缺点，即需要许多空间从而仅对平面工件的直接应用是可行的。在自动领域中，使用C枪尤其是使用机械手是不可能的。

GB 571 401 A涉及用于点焊枪的电极组件，使用薄的铜保护带来保护电极，其可移动地布置在电极和工件的接触面之间。卷绕装置与电极保护带一起被布置在可动电极夹上，以便与电极一起进行纵向运动。根据GB 571 401 A的结构，具有对电极的横向带引导会占用很大空间的缺点，使得焊接设备仅仅可能应用在平面工件上。可及性受到电极保护带的很大影响。此外，用于引导带的元件具有相对复杂的结构。

JP 55141387 A公开了一种点焊枪，其中用于电极保护带的卷绕装置也安装在电极夹上。在该结构中，带引导也需要相对大的空间，其也对可及性有不利的影响。因此，利用这样的点焊枪用于焊接具有复杂的几何形状的工件是不可能的。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种点焊枪，尤其是C枪，用于对工件进行电阻焊的机械手应用，其可及性没有被削弱并且具有包括电极保护带的很简单的和紧凑的结构。

这个目的可以通过提供一种电极夹和电极来实现，其包括一种装置，该装置用于引导带从卷绕装置轴向地沿着电极夹到达电极，并且再次轴向地沿着电极夹回到卷绕装置。相对于市场上买得到的没有带的点焊枪来说，这种特殊配置以及对带的引导可使点焊枪具有紧凑结构，同时也不限制包括有带的点焊枪的可及性。

这样，就确保了具有以下优点，通过将卷绕装置布置在基座体以至支架和驱动元件上，大大地简化了卷绕装置的更换以及带的穿入和穿出。此外，通过使用带来保护电极，可以使用市场上买得到的电极而不减少焊点的数目。相对于市场上买得到的没有带的C枪来说，通过特殊布置以及对带的引导，获得了紧凑结构的C枪，而不限制包括带的C枪的可及性。

另一个有利的结构如权利要求2-6中所限定的，提供了简单的和成本经济的卷绕装置实施例。

根据权利要求7-13的结构也是优选的，因为卷绕装置因此会跟随电极相对于工件或者金属板进行纵向运动或者纵向位移。这样，不必放松带去跟随电极朝着工件的方向移动，当电极离开工件时带也不必绷紧或者卷起。由于卷绕装置也跟随电极朝着工件的方向移动，并且这样防止了带被卡滞或者徘徊松弛，所以保证了带始终被保持拉紧状态。

根据权利要求14-20的结构也是优选的，因为安装在点焊枪的基座体上的支架能够朝着工件或者金属板的方向进行补偿移动，设在支架上的卷绕装置也进行所述的补偿移动。因此点焊枪，尤其是设计用于机器人的应用，很容易精确地定位。

附图说明

通过附图将对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明C形点焊枪在打开状态时的透视图；

图1a是本发明C形点焊枪点焊时的透视图；

图2是本发明点焊枪的驱动元件的透视图；

图3是在其上布置有卷绕装置的优选L形支架的透视图；

图4是本发明点焊枪优选的L形支架的另一透视图；

图5是本发明焊枪支架的又一透视图；

图6是本发明点焊枪支架的又一透视图；以及

图7是点焊枪又一实施例的示意性透视图。

具体实施方式

图1至6表示用于对工件1a，尤其是金属板进行电阻焊的机器人应用的点焊枪1的透视图。这就是所谓的“C枪”，用于例如汽车工业上的机器人应用。

图1中的点焊枪1包括基座体2、支架3、主体元件4和固定在主体元件4上的驱动元件5，该点焊枪优选为C形的结构。电极夹6和电极7布置在支架3和驱动元件5上。为了保护电极7，每个电极都提供了带8，其布置在电极7和工件1a或者金属板的接触面之间，可相对于电极7移动。带8从卷绕装置9中导出，该卷绕装置包括放卷辊10和收卷辊11，用于使带8到达电极7或者电极帽，并且再回到该卷绕装置9。卷绕装置9优选是分别布置在驱动元件5和支架3上。当然，卷绕装置9也可不布置在支架3上，而更可能是布置在基座体2之上或之内。放卷辊10和/或收卷辊11和驱动装置12，特别是可控电机相结合。

如图1所示，点焊枪1的两个相对地设置的电极7与工件1a，特别是金属板间隔一定距离，而在图1a中，点焊枪1的电极7已经朝着工件1a，特别是金属板的方向移动了需要的距离，来对工件1a进行点焊。在这种情况下，布置在驱动装置5上的电极7相对于布置在支架3上的相对的电极7进行纵向运动或者纵向位移，因此两个电极7开始紧靠着工件1a。卷绕装置9也随着安装在驱动装置5上的电极7的纵向移动路径而线性移动。由于卷绕装置9的全程位移和电极7一起进行，并且卷绕装置9或者放卷辊和收卷辊10，11与电极7或者电极帽之间的距离因此总是保持恒定，所以保证了保护电极7的带8保持在拉紧状态。

作为电极7，最好采用适合于使用带8的组件。然而，当然也可以使用现有技术中的任何其他电极7。在电极7的末端布置有隔片7a和压力元件7b，压力元件与电极7连接从而使得在纵向上一起移动，所述的压力元件7b将力作用于隔片7a上。隔片7a和压力元件7b包括带8的导向件，其中带8与隔片7a和压力元件7b上方的电极7间隔一定距离设置，同时点焊枪1没有靠拢。结果是，由于压力元件7b施加的压力，在点焊枪1开口期间或者之后，隔片7a拉伸电极表面或者电极帽上的带8，而在焊接进行期间，隔片7a逆着压力元件7b被推回，即点焊枪靠近，因此电极7或者电极帽接触带8。在这种情况下，由于压力元件7b的存在，除了点焊枪1施加的压力之外，隔片7a也施加压力在工件1a上，以便防止例如金属板或结构件的工艺固有弯曲或者偏转。当使用这种电极7或者电极组件时，保证伴随着点焊枪1打开时，带8不和电极帽直接接触，以便防止带8在位移时和电极7产生摩擦，因此大大地增加了电极7的使用寿命。

为了能够使带8被从卷绕装置9移动到电极7或者电极组件，使带8导向和偏转的装置(特别是偏转滑轮和滑面)布置在支架3和/或主体元件4和/或电极夹6上。

如图2中所示，带8的制动装置13可以布置在放卷辊10和/或收卷辊11的区域中，制动装置由控制装置14来控制。因此带8被拉紧，以便防止带8受到卡滞或者松弛地悬挂在孔或者导向槽之内。制动装置13优选是和卷绕装置9成一体。这里没有进行详细的说明，因为可以有很多的设计。制动装置13可以是，例如由两个相关地可移动的压力元件形成，带8在这两个压力元件中间被导向，并且当启动制动装置13时该压力元件移到带8上，从而固定带8。因此制动装置13的任务是在进一步移动带8之后固定带8，以便保持带8始终拉紧。该卷绕装置9设计成能够简单地交换或者替换放卷辊10和收卷辊11，或者带8。

放卷辊10和收卷辊11的配置的另一个积极效果在于，由于带8从后面被导向，即从基座体2和/或支架3以及从主体元件4或者驱动元件5，分别地到达电极7，并且没有干扰的元件或者部件存在，因此，即使具有难以加入的工件1a，也能几乎没有问题地实现点焊，因为相对于没有带8的焊枪来说，其没有可及性的限制。这种结构还能够使点焊枪1的结构尺寸保持小型化，因此也减少了重量。

驱动装置5包括液压的、气动的或者电动的可控驱动器，例如缸体15。缸体15最好包括缸套16和活塞17，活塞杆18在活塞中穿过。穿过整个缸体15的活塞杆18牢固地与活塞17相连接，即活塞杆18从缸体15的每侧伸出，使得为了使活塞杆18的移动过程传给某元件，该元件可以附接到活塞杆18的两个伸出侧面上。活塞17以沿着缸体15的纵轴被导向的方式安装在缸体15之内，来限定点焊枪1用于定位待焊金属板的冲程量。用于电极7的电极夹6布置在活塞杆18上，电极夹6和电极7此外还包括一种装置，特别是用于导向带8的滑移面。电极7和电极夹6分别被布置在缸体15的一侧，该侧与工件1a或者安装在支架3上的另一电极7分别相关联。而且，卷绕装置9直接地或者经由在缸体侧面与电极7相对地设置的导向元件固定于活塞杆18上。从而，卷绕装置9可以与放卷辊和收卷辊10、11一起由驱动装置5的活塞杆18来调节。因而，卷绕装置9跟随驱动元件5的冲程量，使带8有多余的偏转或者拉紧。

此外，活塞杆18具有贯穿活塞杆18轴向地延伸的孔19。孔19构成通过活塞杆18对带8的导向。因此，用于保护电极7的带8从放卷辊10轴向地伸出，穿过活塞杆18上的孔19到达电极7或者电极帽，并且在相对侧，再次轴向地穿过活塞杆18上的孔19回到收卷辊11。由于卷绕装置9被特别地固定，因此在进行冲程期间，放卷辊和收卷辊10、11相对于电极7或者电极帽的距离或者位置将总是保持不变，并且带8将总是被拉紧以及从不松弛地被导向。

此外，另一卷绕装置9布置在支架3上用于保护另一电极7。例如从图3中可以看出，其紧固地固定在支架3的外侧上，或者支架3上的与电极相对的侧面上。支架3还包括与电极7呈轴向关系布置的导向件或者孔20，带8穿过其中被导向到电极7。因此，用于保护电极7的带8，从卷绕装置9中的放卷辊10中伸出，轴向地穿过支架3上的孔20到达电极7或者电极帽，并且在另一侧，再次轴向地穿过孔20回到收卷辊11。

当然，还可以例如在支架3上安装另一驱动装置5。这使得点焊枪特别是C枪能够相对于工件1a进行补偿移动，如图4中所示。在这种情况下，驱动元件5包括缸体15、活塞17以及牢固地与活塞相连接且布置在缸体15内的活塞杆18。还可以由液压或者气压的缸体15或者电动驱动器组成驱动元件5。在这种情况下，用于支架3的驱动装置5的结构或者设计可以与用于主体元件4的驱动装置5的结构或者设计一样。在机器人通过机械手用来预先放好点焊枪1特别是C枪的应用中，涉及到到支架3或者安装在其上的电极7的补偿移动，因此支架3朝着工件1a进行补偿移动，并且设在驱动元件5上的相对的电极7接着也通过纵向运动定位在工件1a上。

此外，用于支架3的点焊枪1还可以整个支架3被移动的方式来实现补偿移动，使得图3先前所描述的支架3上的驱动装置5可以被省略。为此，通过布置在基座体2中的驱动装置21，支架3被安装成可移动，如图5中所示。该实施例中的卷绕装置9在相对于电极7的轴向平面中固定地布置在支架3上。因此卷绕装置9随着支架3的补偿移动自动地移动，在结构上大大地简化了。

图6描述了一个示范性实施例，其中卷绕装置9布置在基座体2中支架3上，使得卷绕装置9能再次随着支架3进行补偿移动。为此，在支架3上设置有开槽或者导轨22，在其中带8从布置在卷绕装置9上的放卷辊10中伸出，沿着支架3到达电极夹6和电极7，并且再次回到收卷辊11。

图7显示了根据本发明的C枪的另一个示范性实施例。在这种情况下C枪包括基座体2，在其中安装有导向元件23，在基座体上安装有优选的C形支架3。支架3的补偿移动现在可以通过未示出的驱动装置5来进行，借此支架3沿着导向元件23移动。在示范性实施例中表示的卷绕装置9布置在基座体2的区域中，位于与电极7相对的支架侧，因此在支架3补偿移动期间随着支架3移动。在这种情况下，如前述的附图所已经详述的，带8通过开槽或者导轨22沿着支架3被导引到电极7。

此外，固定有另一电极7以及电极夹6的主体元件4被紧固并通过另一导向元件24可移动地安装在基座体2上。为了能够产生工件1a上的点焊工序所需要的位移或者限定的接触压力，另一驱动元件5安装在基座体2中，如虚线所示。在这种情况下，驱动元件5被设计成例如曲柄传动25，主体元件4通过连杆26被移动。如实施例中所示，卷绕装置9，特别是放卷辊和收卷辊10、11布置在盖27上。盖27直接安装在主体元件4上，因此随着主体元件4移动。可以将盖27固定在导向元件24的前面或者后面，其中任何情况下都设置有合适的带导向。例如，主体元件4包括轴向的孔28和与孔28相通的开口29，其功能是引导带8通过开口29和孔28，以带8和卷绕装置9跟随主体元件4的位移而移动的方式穿过导向件24。因此带8穿过导向件24到达卷绕装置9。

在该实施例中所示，主体元件4设计成活塞杆18，导向元件24设计成缸体15。因此，可以说该实施例中表示的功能的模式与前述实施例中的一致，意思是，由于带8在主体元件4中的孔28中的引导，卷绕装置9将再次相对于导向元件24与主体元件4同时移动，并仍然使带8始终保持拉紧的状态。采用这样的点焊枪1，卷绕装置9跟随可移动的导向元件的位移路径同时移动是必要的。因此保证电极7或者电极帽7a和卷绕装置9之间的距离将始终保持恒定，没有任何过剩的带8形成。以简化的方式，使得带8可以在即使有轴承、导向装置、缸体设计等等时也可穿过导轨或者槽在中间轴向地延伸。

在本发明中将涉及到，例如点焊枪1通过机器人被定位在工件1a上。随着机械手的定位，点焊枪1将通过支架3朝着工件1a的方向进行补偿移动，支架3可移动地安装在基座体2内。该移动由未示出的控制装置14触发和控制。当安装在支架3上的电极夹6中的电极7和工件1a接触之后，点焊过程开始进行。为此，安装与主体元件4一起移动的电极夹6与安装在其中的电极7一起，朝着工件1a的方向移动，直到接触到工件1a。由于该点焊工艺构成了现有技术的焊接过程，随后的工序没有详细地描写。

Claims (20)

1.一种用于对工件(1a)进行电阻焊的点焊枪(1)，包括基座体(2)和支架(3)，支架上布置有夹持电极(7)的电极夹(6)，其中至少一个电极夹(6)固定于驱动装置(5)上，通过该驱动装置(5)，固定在该驱动装置上的电极夹(6)在纵向上可以与所述电极(7)之一一起移动到所述电极(7)中的另一个，其中包括带(8)的卷绕装置(9)每个都用来保护电极(7)，带(8)布置成可相对于电极(7)在电极(7)和工件(1a)的接触面之间移动，并且其中与可移动电极(7)相关联的卷绕装置(9)与可移动电极(7)连接，以便跟随所述电极(7)的纵向运动，其特征在于，电极夹(6)和电极(7)包括引导带(8)从卷绕装置(9)轴向地沿着电极夹(6)到达电极(7)并且再次轴向地沿着电极夹(6)回到卷绕装置(9)的装置。

2.根据权利要求1所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述卷绕装置(9)包括放卷辊(10)和收卷辊(11)，用于引导带(8)到达电极(7)并且再次回到卷绕装置(9)。

3.根据权利要求2所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述放卷辊(10)和/或收卷辊(11)和驱动装置(12)相连。

4.根据权利要求3所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述驱动装置(12)包括可电子控制的电机。

5.根据权利要求2-4中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，具有用于所述带(8)的制动装置(13)，用于保持带(8)处于拉紧状态。

6.根据权利要求5所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述制动装置(13)可通过控制装置(14)进行控制。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，一个卷绕装置(9)布置在安装于基座体(2)上的支架(3)上，一个卷绕装置(9)布置在驱动装置(5)上。

8.根据权利要求7所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述支架(3)具有C形结构。

9.根据权利要求1-8中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述驱动装置(5)包括液压、气压或者电动的可控驱动器，例如缸体(15)。

10.根据权利要求9所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述缸体(15)包括缸套(16)、活塞(17)和贯穿其中的活塞杆(18)，其中卷绕装置(9)与带(8)一起分别可以通过活塞(17)和贯穿的活塞杆(18)来调节。

11.根据权利要求10所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述活塞杆(18)包括导向件或者孔(19)，其轴向地设在活塞杆(18)上用于引导带(8)。

12.根据权利要求10或者11所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述卷绕装置(9)在与电极(7)相对的一侧上布置在活塞杆(18)上。

13.根据权利要求11或者12所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述用于保护电极(7)的带(8)从放卷辊(10)中伸出，轴向地穿过设置在活塞杆(18)中的孔(19)到达电极(7)，并且在相对侧，再次轴向地穿过设置在活塞杆(18)上的孔(19)，回到收卷辊(11)。

14.根据权利要求1-13中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，一个卷绕装置(9)刚性地布置在支架(3)上。

15.根据权利要求14所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述支架(3)包括轴向地设在电极(7)上的孔(20)，用于引导带(8)。

16.根据权利要求14或者15所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述卷绕装置(9)在与电极(7)相对的一侧上布置在支架(3)上。

17.根据权利要求15或者16所述的点焊枪(1)，其特征在于，用于保护电极(7)的所述带(8)从放卷辊(10)中伸出，轴向地穿过设置在支架(3)中的孔(20)到达电极(7)，并且在相对侧，再次轴向地穿过设置在支架(3)中的孔(20)，回到收卷辊(11)。

18.根据权利要求14-17中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述支架(3)上布置有另一驱动元件(5)，通过该驱动元件，固定于该驱动元件上的电极夹(6)与电极(7)可一起在纵向上移动到另一电极(7)。

19.根据权利要求18所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述驱动元件(5)包括缸体(15)和活塞(17)，以及安装在缸体(15)之内的牢固地与活塞连接的活塞杆(18)。

20.根据权利要求14-17中任何一项所述的点焊枪(1)，其特征在于，所述支架(3)布置成可通过布置在基座体(2)上的驱动装置(21)而移动。

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