CN208628699U - 一种重力送帽式自动更换电极帽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重力送帽式自动更换电极帽装置，包括连续供帽机构单元和电极帽分离机构单元，所述连续供帽机构单元的底端通过连接板固定连接有装帽导向机构，所述法兰盘的右侧设置有气缸，所述气缸的右侧设置有浮动连接块，所述浮动连接块的右侧固定连接有U型叉，所述浮动连接块的下方固定连接有滑槽，本实用新型涉及汽车厂机器人焊接技术领域。该一种重力送帽式自动更换电极帽装置，达到机器人自动完成电极帽的拆装，自动化程度高，不需要操作人员进入围栏，节省装焊车间焊接机器人停机时间，节省机器人停机时间，把流水线节拍的影响降低到最低，U型叉特殊的叉爪结构，降低分离电极帽时对电极杆的损伤小，提高电极帽使用寿命的目的。

Description

一种重力送帽式自动更换电极帽装置

技术领域

本实用新型涉及汽车厂机器人焊接技术领域，具体为一种重力送帽式自动更换电极帽装置。

背景技术

在汽车制造行业，白车身是指车身结构及覆盖件焊接总成，包括前翼板、车门、发动机罩、行李车厢盖不包括附件及装饰的未涂装漆的车身。焊接工作是将各种钣金冲压件通过电阻压力焊接的方式装配成合格的白车身总成。焊接的方式有点焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、激光焊等。

在汽车工业的自动化生产中进行车身制造，为了连接金属钣金经常使用点焊，使车身板材彼此连接，通常使用焊接机器人，焊接机器人配备焊钳，焊钳有静、动臂端头配备电极帽。在汽车装焊白车身的生产中应用最广。点焊属于电阻压力焊，就是将工件组合后，通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。焊钳是焊接机器人的执行机构，电极帽通过锥度配合安装在焊钳电极杆的电极座上。电极帽与电极杆的安装锥度一般为1/9.6或1/10，利用摩擦力使电极帽和电极杆连接，同时又方便拆卸。电极帽被引向彼此焊接已定位的板材处，对待焊接板材的精度靠机器人等自动化计算机辅助系统实现。焊接生产过程中节拍不间断的运行。电极帽受到特别严重的磨损，因为电极帽与板材接触的面出现不规则的变化。电极帽焊接后在电极帽的头部烧损凸起或凹坑影响焊接质量。为保证焊接电流与压力符合标准参数，需对焊接一定点数的电极帽进行刮削成型修磨。此时焊接点数比较大，修磨次数达到一定次数后，电极帽的损耗就严重影响到焊接质量无法继续使用，必须更换新电极帽在一定焊接条件下保证焊接质量合格。

目前汽车厂电极帽的更换，多是工作人员手动操作的。当电极帽焊接次数一定，损耗严重无法焊接，需机器人停止作业，关停循环冷却水。操作人员使用电极帽拆卸工具(一种端头为锲型的叉子撬杠)，叉子叉到电极帽端面和电极杆台阶端面的缝隙中，把电极帽撬下来。如果电极帽和电极杆结合的比较紧，还需要用锤子敲打撬杠，才能把电极帽拆卸下来。

这种方法的缺点：1、费时：需要让机器人停止作业，操作人员进入全封闭机器人岛的围栏内进行操作；2、费力：需要操作人员用力撬下电极帽，遇到连接得特别紧的情况，还需要用锤子敲打；3、对电极杆损伤大：因为是人工操作，有时会误伤到电极杆，进而降低电极杆的使用寿命。4、危险：换帽工作人员换帽时不应处在机器人激活的活动范围内，有些特殊工位空间又比较狭小，有时旧电极帽有掉落地面，收集废旧电极帽的回收利用。电极帽拆卸完成后，新电极帽安装也要由人工来完成。操作人员把新的电极帽装到电极杆上，为防止其脱落，把装配的电极帽要用锤子敲紧，确保电极帽可靠安装。

另外一种拆卸电极帽的方法是手动旋拧拆卸。该方法所述的拆帽工具具有夹紧机构，把电极帽夹紧，然后用力扳动工具，使电极帽和电极杆相对旋转一定角度。此时，电极帽松动，再沿电极杆轴线把电极帽拉出。

这种旋拧拆帽的方法，最大的缺点是对电极杆的损伤比较大。电极帽旋转的的瞬间，破坏了电极杆锥面上的粗糙度。当这种破坏积累一定程度后，电极杆就无法可靠地安装新电极帽了或安装新电极帽后容易漏水。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种重力送帽式自动更换电极帽装置，解决了需要让机器人停止作业，操作人员进入全封闭机器人岛的围栏内进行操作，需要操作人员用力撬下电极帽，遇到连接得特别紧的情况，还需要用锤子敲打，因为是人工操作，有时会误伤到电极杆，进而降低电极杆的使用寿命，换帽工作人员换帽时不应处在机器人激活的活动范围内，有些特殊工位空间又比较狭小，有时旧电极帽有掉落地面，收集废旧电极帽的回收利用的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种重力送帽式自动更换电极帽装置，包括连续供帽机构单元和电极帽分离机构单元，所述连续供帽机构单元的底端通过连接板固定连接有装帽导向机构；

所述连续供帽机构单元包括弹匣，所述弹匣的左侧固定连接有传感器，所述弹匣的两侧均设置有PVC板；

所述装帽导向机构包括固定板，所述固定板与连接板固定连接，所述固定板的一侧固定连接有轴承套，所述导向轴承套的内部左右两端均贯穿有导向轴，所述导向轴靠近导向轴承套的左右两端均套设有弹簧，所述导向轴上远离弹簧的两端通过挡圈固定安装在导向盒，所述导向盒的左右两侧均通过安装孔与导向轴固定连接；

所述电极帽分离机构单元包括法兰盘，所述法兰盘的右侧设置有气缸，所述气缸的右侧设置有浮动连接块，所述浮动连接块的右侧固定连接有U型叉，所述气缸的右侧固定连接有滑槽，所述滑槽的上方固定连接有滑槽盖板，所述滑槽内部平滑滑动连接有U型叉，所述滑槽的底部固定有支撑片，所述滑槽右侧底部的位置安装有收集盒。

优选的，所述支撑片上方的左右两侧均设置有电极杆，所述电极杆的右端设置有电极帽。

优选的，所述弹匣内部的两侧均设置有贮帽槽。

优选的，所述弹匣靠近底端的一侧设置有取帽槽。

优选的，所述U型叉的外形设置为长方形。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种重力送帽式自动更换电极帽装置。具备以下有益效果：

(1)、该重力送帽式自动更换电极帽装置，通过连续供帽机构单元放置在装帽导向机构单元上平面上的连接板上，连接板与固定板连接。固定板与导向轴承套固定。导向轴承在双边弹簧的弹力下自由悬浮在导向轴的中间。机器人执行焊钳装新电极帽时需要夹紧，在一定夹紧力状态下弹匣随焊钳电极帽的轨迹小范围的微动，在弹簧的作用下弹匣与分离机构之间有柔性减震作用处于浮动状态。降低了弹匣与固定座的刚性，这种刚性会使机器人安装电极帽成功率降低。电极帽拆装自动装置中装帽导向机构的柔性浮动连接充分有力适用电极帽的稳定安装。增加了机器人焊钳在装帽过程中的稳定，达到机器人自动完成电极帽的拆装，自动化程度高，不需要操作人员进入围栏，节省装焊车间焊接机器人停机时间的目的。

(2)、该重力送帽式自动更换电极帽装置，通过每次更换电极帽，电极杆运到装电极帽处压人电极帽内锥后取走一个新电极帽后，其余电极帽在自重推力下，贮帽槽内的电极帽整体向下移动，最下面端头的电极帽移动至贮帽槽圆弧顶端取帽位置，等待下次取帽。当电极帽取出一定数量后触发缺帽报警接近开关提示需要装帽报警，弹匣两侧安装有机玻璃盖板，用于观察电极帽的贮存及送帽的情况，电极帽从贮帽槽的开口处手动压入，在开口处因曲线设计防止电极帽安装错误，压入电极帽时必须让电极帽与贮槽的球头接合，连续压入电极帽靠自身重力紧密排列在贮槽内，电极帽依靠自重力自由滑落到装帽位置。电极帽在自重下可以顺利向下移动，在重力作用下，向取帽出口方向移动，进而确保可靠挡住电极帽，续供帽机构单元采用固定式或安装在装帽导向机构。每一台电极帽自动拆装可配备快速装帽工具。弹匣贮槽内电极帽用尽时用装帽工具将新电极帽快速装入弹匣，达到了节省机器人停机时间，把流水线节拍的影响降低到最低的目的。

(3)、该重力送帽式自动更换电极帽装置，通过气缸通过浮动连接块与U型叉通过T型槽连接，接到指令后，电磁阀换向，在压缩空气的作用下，活塞杆伸出。滑槽上开有U型槽，与滑槽盖板共同形成口字型滑槽。U型叉外形为长方型，在口字型滑槽中移动，为降低气缸活塞杆和滑槽的不同轴对U型叉运动造成的影响，气缸与U型叉采用了浮动连接的方式。浮动连接块为“工”型，一端为短“T”，另一端为长“工”。“工”内有螺孔，和气缸的活塞杆螺纹连接并用锁母锁紧浮动连接块；U型叉为“T”形连接座，插入U形叉的“T”型槽内。U形叉的T”型槽与浮动连接块的“工”型块连接座之间各方向均留有足够的间隙，用以抵消气缸活塞杆与滑槽不同轴的误差。机器人驱动焊钳动、静臂装有电极帽的电极杆/电极臂运动至滑槽开口处，支撑片顶在电极杆与旧电极帽之间的间隙上、支撑片的圆弧与电极杆锥面的贴合。当U型叉的叉爪受到气缸的的推理移动至电极杆处时，叉爪前端的叉刃插入电极帽端和电极杆台阶端面形成的缝隙中。随着叉爪的继续运动，叉爪的斜面顶在电极帽的端面上。作用在电极帽上一个法向于叉爪内表面的力。该力在电极帽上可分解为沿电极杆轴向和法向的两个分力。在沿电极杆轴向的分力的作用下，电极帽与电极杆的锥度锥面配合松开，驱使电极帽脱落电极杆。从电极杆上脱落的电极帽，在重力和电极帽轴向力的作用掉入到收集盒中。当收集盒中的废电极帽被装满或在一定时间内由操作人员清空，达到了U型叉特殊的叉爪结构，降低分离电极帽时对电极杆的损伤小，提高电极帽使用寿命的目的。

附图说明

图1为本实用新型电极帽拆装自动装置结构示意图；

图2为本实用新型连续供帽机构单元结构示意图；

图3为本实用新型装帽位置结构示意图；

图4为本实用新型取帽位置结构示意图；

图5为本实用新型装帽导向机构结构示意图；

图6为本实用新型装帽导向机构安装结构示意图；

图7为本实用新型电极帽分离机构单元结构示意图；

图8为本实用新型浮动连接结构示意图；

图9为本实用新型电极帽分离动作结构示意图。

图中：1连续供帽机构单元、101弹匣、102传感器、103PVC板、104贮帽槽、105取帽槽、2电极帽分离机构单元、201法兰盘、202气缸、203浮动连接块、204U型叉、205滑槽、206滑槽盖板、207支撑片、208收集盒、209电极杆、210电极帽、3装帽导向机构、301固定板、302导向轴、303弹簧、304导向轴承套、305导向盒、306挡圈、4连接板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-9，本实用新型提供一种技术方案：一种重力送帽式自动更换电极帽装置，包括连续供帽机构单元1和电极帽分离机构单元2，连续供帽机构单元1的底端通过连接板4固定连接有装帽导向机构3；

连续供帽机构单元1包括弹匣101，弹匣101的左侧固定连接有传感器102，弹匣101的两侧均设置有PVC板103；

装帽导向机构3包括固定板301，固定板301与连接板4固定连接，固定板301的一侧固定连接有轴承套304，导向轴承套304的内部左右两端均贯穿有导向轴302，导向轴302靠近导向轴承套304的左右两端均套设有弹簧303，导向轴302上远离弹簧303的两端通过挡圈306固定安装在导向盒305，导向盒305的左右两侧均通过安装孔与导向轴302固定连接；

电极帽分离机构单元2包括法兰盘201，法兰盘201的右侧设置有气缸202，气缸202的右侧设置有浮动连接块203，浮动连接块203的右侧固定连接有U型叉204，气缸202的右侧固定连接有滑槽205，滑槽205的上方固定连接有滑槽盖板206，滑槽205内部平滑滑动连接有U型叉204，滑槽205的底部固定有支撑片207，滑槽205右侧底部的位置安装有收集盒208。

支撑片207上方的左右两侧均设置有电极杆209，电极杆209的右端设置有电极帽210。弹匣101内部的两侧均设置有贮帽槽104。弹匣101靠近底端的一侧设置有取帽槽105。U型叉204的外形设置为长方形。

使用时，通过连续供帽机构单元放置在装帽导向机构单元上平面上的连接板上，连接板与固定板连接。固定板与导向轴承套固定。导向轴承在双边弹簧的弹力下自由悬浮在导向轴的中间。机器人执行焊钳装新电极帽时需要夹紧，在一定夹紧力状态下弹匣随焊钳电极帽的轨迹小范围的微动，在弹簧的作用下弹匣与分离机构之间有柔性减震作用处于浮动状态。降低了弹匣与固定座的刚性，这种刚性会使机器人安装电极帽成功率降低。电极帽拆装自动装置中装帽导向机构的柔性浮动连接充分有力适用电极帽的稳定安装。增加了机器人焊钳在装帽过程中的稳定，达到机器人自动完成电极帽的拆装，自动化程度高，不需要操作人员进入围栏，节省装焊车间焊接机器人停机时间的目的。通过每次更换电极帽，电极杆运到装电极帽处压人电极帽内锥后取走一个新电极帽后，其余电极帽在自重推力下，贮帽槽内的电极帽整体向下移动，最下面端头的电极帽移动至贮帽槽圆弧顶端取帽位置，等待下次取帽。当电极帽取出一定数量后触发缺帽报警接近开关提示需要装帽报警，弹匣两侧安装有机玻璃盖板，用于观察电极帽的贮存及送帽的情况，电极帽从贮帽槽的开口处手动压入，在开口处因曲线设计防止电极帽安装错误，压入电极帽时必须让电极帽与贮槽的球头接合，连续压入电极帽靠自身重力紧密排列在贮槽内，电极帽依靠自重力自由滑落到装帽位置。电极帽在自重下可以顺利向下移动，在重力作用下，向取帽出口方向移动，进而确保可靠挡住电极帽，续供帽机构单元采用固定式或安装在装帽导向机构。每一台电极帽自动拆装可配备快速装帽工具。等工作中的电极帽用尽时用装帽工具快速装入弹匣，达到了节省机器人停机时间，把流水线节拍的影响降低到最低的目的。通过气缸通过浮动连接块与U型叉通过T型槽连接，接到指令后，电磁阀换向，在压缩空气的作用下，活塞杆伸出。滑槽上开有U型槽，与滑槽盖板共同形成口字型滑槽。U型叉外形为长方型，在口字型滑槽中移动，为降低气缸活塞杆和滑槽的不同轴对U型叉运动造成的影响，气缸与U型叉采用了浮动连接的方式。浮动连接块为“工”型，一端为短“T”，另一端为长“工”。短“T”内有螺孔，和气缸的活塞杆螺纹连接并用锁母锁紧浮动连接块；U型叉的“T”形连接座，插入U形叉的“T”型槽内。U形叉的T”型槽与浮动连接块的“工”型块连接座之间各方向均留有足够的间隙，用以抵消气缸活塞杆与滑槽不同轴的误差。机器人驱动焊钳动、静臂装有电极帽的电极杆/电极臂运动至滑槽开口处，支撑片顶在电极杆与旧电极帽之间的间隙上、支撑片的圆弧与电极杆锥面的贴合。当U型叉的叉爪受到气缸的的推理移动至电极杆处时，叉爪前端的叉刃插入电极帽端和电极杆台阶端面形成的缝隙中。随着叉爪的继续运动，叉爪的斜面顶在电极帽的端面上。作用在电极帽上一个法向于叉爪内表面的力。该力在电极帽上可分解为沿电极杆轴向和法向的两个分力。在沿电极杆轴向的分力的作用下，电极帽与电极杆的锥度锥面配合松开，驱使电极帽脱落电极杆。从电极杆上脱落的电极帽，在重力和电极帽轴向力的作用掉入到收集盒中。当收集盒中的废电极帽被装满或在一定时间内由操作人员清空，达到了U型叉特殊的叉爪结构，降低分离电极帽时对电极杆的损伤小，提高电极帽使用寿命的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种重力送帽式自动更换电极帽装置，包括连续供帽机构单元(1)和电极帽分离机构单元(2)，其特征在于：所述连续供帽机构单元(1)的底端通过连接板(4)固定连接有装帽导向机构(3)；

所述连续供帽机构单元(1)包括PVC板(101)，所述PVC板(101)的左侧固定连接有传感器(103)，所述PVC板(101)底端的两侧均设置有弹匣(102)；

所述装帽导向机构(3)包括固定板(301)，所述固定板(301)与连接板(4)固定连接，所述固定板(301)的一侧固定连接有导向盒(305)，所述导向盒(305)的左右两侧均设置有导向轴承套(304)，所述导向轴承套(304)的内部左右两端均贯穿有导向轴(302)，所述导向轴(302)靠近导向轴承套(304)的一端套设有弹簧(303)，所述导向轴(302)上远离弹簧(303)的一端设置有挡圈(306)；

所述电极帽分离机构单元(2)包括法兰盘(201)，所述法兰盘(201)的右侧设置有气缸(202)，所述气缸(202)的右侧设置有浮动连接块(203)，所述浮动连接块(203)的右侧固定连接有U型叉(204)，所述浮动连接块(203)的下方固定连接有滑槽(205)，所述浮动连接块(203)的上方固定连接有滑槽盖板(206)，所述滑槽(205)的右侧通过支撑片(207)固定连接有收集盒(208)。

2.根据权利要求1所述的一种重力送帽式自动更换电极帽装置，其特征在于：所述支撑片(207)上方的左侧设置有电极杆(209)，所述电极杆(209)的右端设置有电极帽(210)。

3.根据权利要求1所述的一种重力送帽式自动更换电极帽装置，其特征在于：所述弹匣(102)内部的两侧均设置有贮帽槽(104)。

4.根据权利要求1所述的一种重力送帽式自动更换电极帽装置，其特征在于：所述弹匣(102)靠近底端的一侧设置有取帽槽(105)。

5.根据权利要求1所述的一种重力送帽式自动更换电极帽装置，其特征在于：所述U型叉(204)的外形设置为长方形。