CN217859298U - 一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，包括活动臂组件、活动支撑组件、固定组件和伸缩件，所述活动臂组件与活动支撑组件固定连接，所述活动支撑组件与固定组件铰接，伸缩件与活动支撑组件为活动连接，本实用新型所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，整体采用模块化设计，活动支撑左侧板及右侧板为系列化尺寸，可满足铝合金汽车车身不同部位零件对不同喉宽及喉深焊臂的尺寸需求；焊钳模块化的结构以及活动支撑系列化的尺寸设计可以大大提高机器人焊钳在前期模拟选型时的工作效率，缩短选型时间，加快焊钳零件投产速度，提前实现车型量产，创造更大的经济效益。

Description

一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳

技术领域

本实用新型属于电阻焊设备领域，尤其是涉及一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳。

背景技术

电阻焊设备是焊接领域实现焊接自动化的重要设备。随着各国政府对节能减排的要求，越来越多的汽车白车身使用铝合金材料以实现整车的轻量化。在铝合金材料的各种连接方法中，电阻点焊与自冲铆接、热熔自攻铆接、激光焊等其它铝合金连接方式相比，存在设备投资小、无连接零件等辅材消耗、适应板厚灵活、连接后无高于板材表面的突出部分等优势。与此同时，铝合金点焊相比钢板点焊在焊接工艺上要求更大的压力及更高的焊接电流，目前的钢点焊机器人焊钳由于性能限制无法用来焊接铝合金板材料。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，该焊钳采用模块化设计，可满足不同喉宽及喉深焊臂尺寸需求，能够输出高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力，以满足铝合金点焊工艺参数要求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，包括活动臂组件、活动支撑组件、固定组件和伸缩件，所述活动臂组件与活动支撑组件为转动连接，所述活动支撑组件与固定组件铰接，伸缩件与活动支撑组件为活动连接，所述活动支撑组件包括左侧板、右侧板、连接块，左侧板、右侧板分别设置在连接块两侧，所述活动臂组件设置在左侧板、右侧板之间，连接块与主轴铰接。并采用系列化设计，可实现焊臂间距200mm、300mm及400mm不同开口。当焊接工件需要不同喉宽尺寸的焊臂开口时，只需更改左侧板、右侧板长短即可，当焊臂间距200mm时，对应的两个侧板的这两个孔距是260mm，焊臂间距300mm时，对应的侧板的这两个孔距是360mm，焊臂间距400mm时，对应的侧板的这两个孔距是460mm，侧板的这两个孔距比焊臂间距的长度长60mm，无需改变焊钳其它零件，可快速实现不同结构尺寸焊钳的设计、加工及装配，达到模块化目的。模块化铝合金点焊用机器人焊钳所使用电机为中空行星滚柱丝杠一体式直线伺服电机，此电机为现有技术，型号为GSX系列伺服电机，即在电机内部通过行星滚柱丝杠组件将旋转运动转化为电机轴的直线往复运动输出。

进一步的，所述伸缩件包括拉杆组件、伺服电机，伺服电机的电机轴通过拉杆组件与活动支撑组件连接。在伺服电机工作时，电机轴通过拉杆组件带动活动支撑组件与活动臂组件绕主轴进行转运，从而给焊接工件施加焊接压力。

进一步的，所述固定组件包括次级活动导电组件、耳轴、大功率中频变压器、机器人连接支架、次级固定导电组件、焊钳支架、固定臂组件，固定臂组件与焊钳支架固定连接，伺服电机通过两个耳轴与焊钳支架活动连接，大功率中频变压器分别与与次级活动导电组件和次级固定导电组件固定连接，大功率中频变压器设置在机器人连接支架两侧板之间。大功率250kVA中频变压器次级两个输出端分别通过次级活动导电组件、次级固定导电组件，在焊接时为工件提供焊接电流。焊钳在工作时，电机轴带动拉杆组件作直线往复运动，与拉杆组件连接的杆端关节轴承围绕拉杆轴转动，带动活动支撑组件与活动臂组件绕主轴进行转动，同时，电机组件绕耳轴进行转动，从而给焊接工件施加焊接压力。

进一步的，所述大功率中频变压器的下方设有分水器，大功率中频变压器的一侧设有接线盒。使用大功率中频变压器，使用的为大功率250kVA中频变压器，能够输出高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力，以满足铝合金点焊工艺参数要求，分水器对大功率中频变压器起到降温作用，防止仪器温度过热。

进一步的，所述活动臂组件包括电极杆、焊臂分水块、快插接头、电极臂，所述电极杆安装在电极臂上的安装孔中，并通过3个M10内六角螺钉拧紧，焊臂分水块上安装有两个快插接头，两个快插接头分别连接焊臂冷却水进水与回水管，焊臂分水块通过O型密封圈与电极杆固定连接，为电极杆电极杆提供冷却水。

进一步的，所述次级活动导电组件由第一焊臂导电板、活动导电带、活动导电板组成，活动导电带安装在第一焊臂导电板、活动导电板之间，第一焊臂导电板与活动导电带的一侧固定连接，活动导电板与活动导电带的另一侧固定连接，第一焊臂导电板与电极臂固定连接，活动导电板与大功率中频变压器固定连接。

进一步的，所述次级固定导电组件由第二焊臂导电板、固定导电带、固定导电板组成，固定导电带安装在第二焊臂导电板、固定导电板之间，第一焊臂导电板与固定导电带的一侧固定连接，固定导电板与固定导电带的另一侧固定连接，第一焊臂导电板与固定臂组件固定连接，固定导电板与大功率中频变压器固定连接。

进一步的，所述活动导电带由片状铜箔叠合，活动导电带成呈U字形。所述活动导电带为软连接，能够减少焊钳在工作时的震动，传统的硬连接在高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力时，能够将螺母震动松，无法工作，因此使用软连接不仅能够实现焊钳的正常工作，还能减少震动。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，整体采用模块化设计，活动支撑左侧板及右侧板为系列化尺寸，可满足铝合金汽车车身不同部位零件对不同喉宽及喉深焊臂的尺寸需求；焊钳模块化的结构以及活动支撑系列化的尺寸设计可以大大提高机器人焊钳在前期模拟选型时的工作效率，缩短选型时间，加快焊钳零件投产速度，提前实现车型量产，创造更大的经济效益。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳整体示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳的活动臂组件示意图。

图3为本实用新型实施例所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳的次级活动导电组件和次级固定导电组件示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳的活动支撑组件示意图；

图5为本实用新型实施例所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳的示意图。

附图标记说明：

1-活动臂组件；1-1-电极杆；1-2-焊臂分水块；1-3-快插接头；1-4-电极臂；2-活动支撑组件；2-1-左侧板；2-2-右侧板；2-3-连接块；3-拉杆组件；3-1-杆端关节轴承；3-2-拉杆轴；4-次级活动导电组件；4-1-第一焊臂导电板；4-2-活动导电带；4-3-活动导电板；5-耳轴；6-伺服电机；7-接线盒；8-大功率中频变压器；9-分水器；10-机器人连接支架；11-次级固定导电组件；11-1-第二焊臂导电板；11-2-固定导电带；11-3-固定导电板；12-焊钳支架；13-主轴；14-固定臂组件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，包括活动臂组件1、活动支撑组件2、固定组件和伸缩件，所述活动臂组件1与活动支撑组件2固定连接，所述活动支撑组件2与固定组件铰接，伸缩件与活动支撑组件2为活动连接。所述活动支撑组件2包括左侧板2-1、右侧板2-2、连接块2-3，左侧板2-1、右侧板2-2分别设置在连接块2-3两侧，所述活动臂组件1设置在左侧板2-1、右侧板2-2之间，连接块2-3与主轴13铰接。并采用系列化设计，可实现焊臂间距200mm、300mm及400mm不同开口。当焊接工件需要不同喉宽尺寸的焊臂开口时，只需更改左侧板2-1、右侧板2-2长短即可，当焊臂间距200mm时，对应的两个侧板的这两个孔距是260mm，焊臂间距300mm时，对应的侧板的这两个孔距是360mm，焊臂间距400mm时，对应的侧板的这两个孔距是460mm，侧板的这两个孔距比焊臂间距的长度长60mm，无需改变焊钳其它零件，可快速实现不同结构尺寸焊钳的设计、加工及装配，达到模块化目的。焊钳在工作时，电机轴带动拉杆组件作直线往复运动，与拉杆组件连接的杆端关节轴承围绕拉杆轴转动，带动活动支撑组件与活动臂组件绕主轴进行转动，同时，电机组件绕耳轴进行转动，从而给焊接工件施加焊接压力。

所述伸缩件包括拉杆组件3、伺服电机6，伺服电机6的电机轴通过拉杆组件3与活动支撑组件2连接。在伺服电机6工作时，电机轴通过拉杆组件3带动活动支撑组件2与活动臂组件1绕主轴13进行转运，从而给焊接工件施加焊接压力。

所述固定组件包括次级活动导电组件4、耳轴5、大功率中频变压器8、机器人连接支架10、次级固定导电组件11、焊钳支架12、固定臂组件14，固定臂组件14与焊钳支架12固定连接，伺服电机6通过两个耳轴5与焊钳支架12活动连接，大功率中频变压器8分别与与次级活动导电组件4和次级固定导电组件11固定连接，大功率中频变压器8设置在机器人连接支架10两侧板之间。大功率变压器8次级两个输出端分别通过次级活动导电组件4、次级固定导电组件11，在焊接时为工件提供焊接电流。

所述大功率中频变压器8的下方设有分水器9，大功率中频变压器8的一侧设有接线盒7。使用大功率中频变压器8为大功率250kVA中频变压器，能够输出高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力，以满足铝合金点焊工艺参数要求，分水器9对大功率中频变压器8起到降温作用，防止仪器温度过热。

所述活动臂组件1包括电极杆1-1、焊臂分水块1-2、快插接头1-3、电极臂1-4，所述电极杆1-1安装在电极臂1-4上的安装孔中，并通过3个M10内六角螺钉拧紧，焊臂分水块1-2上安装有两个快插接头1-3，两个快插接头1-3分别连接焊臂冷却水进水与回水管，焊臂分水块1-2通过O型密封圈与电极杆1-1固定连接，为电极杆1-1提供冷却水，并且O型密封圈能够起到密封作用。

所述次级活动导电组件4由第一焊臂导电板4-1、活动导电带4-2、活动导电板4-3组成，活动导电带4-2安装在第一焊臂导电板4-1、活动导电板4-3之间，第一焊臂导电板4-1与活动导电带4-2的一侧固定连接，活动导电板4-3与活动导电带4-2的另一侧固定连接，第一焊臂导电板4-1与电极臂1-4固定连接，活动导电板4-3与大功率中频变压器8固定连接。

所述次级固定导电组件11由第二焊臂导电板11-1、固定导电带11-2、固定导电板11-3组成，固定导电带11-2安装在第二焊臂导电板11-1、固定导电板11-3之间，第一焊臂导电板11-1与固定导电带11-2的一侧固定连接，固定导电板11-3与固定导电带11-2的另一侧固定连接，第一焊臂导电板11-1与固定臂组件14固定连接，固定导电板11-3与大功率中频变压器8固定连接。

所述活动导电带4-2由片状铜箔叠合两端焊接，活动导电带4-2呈U字形。所述活动导电带4-2为软连接，能够减少焊钳在工作时的震动，传统的硬连接在高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力时，能够将螺母震动松，无法工作，因此使用软连接不仅能够实现焊钳的正常工作，还能减少震动。

在具体实用中，根据需要所需焊臂的长度，使用不同尺寸的活动臂组件1和固定臂组件14，更改活动支撑组件2的长度，侧板的这两个孔距比焊臂间距的长度长60mm，无需改变焊钳其它零件，可快速实现不同结构尺寸焊钳的设计、加工及装配，达到模块化目的。焊钳在工作时，电机轴带动拉杆组件3作直线往复运动，与拉杆组件3连接的杆端关节轴承3.1围绕拉杆轴3.2转动，带动活动支撑组件2与活动臂组件1绕主轴13进行转动，同时，电机组件绕耳轴5进行转动，从而给焊接工件施加焊接压力。

大功率变压器8次级两个输出端分别通过次级活动导电组件4、次级固定导电组件11，在焊接时为工件提供焊接电流，在伺服电机6工作时，电机轴通过拉杆组件3带动活动支撑组件2与活动臂组件1绕主轴13进行转运，从而给焊接工件施加焊接压力。活动导电带4-2由片状铜箔叠合两端焊接，活动导电带4-2呈U字形。活动导电带4-2为软连接，能够减少焊钳在工作时的震动，传统的硬连接在高达55kA的焊接电流以及8000N的焊接压力时，能够将螺母震动松，无法工作，因此使用软连接不仅能够实现焊钳的正常工作，还能减少震动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：包括活动臂组件(1)、活动支撑组件(2)、固定组件和伸缩件，所述活动臂组件(1)与活动支撑组件(2)固定连接，所述活动支撑组件(2)与固定组件铰接，伸缩件与活动支撑组件(2)为活动连接，所述活动支撑组件(2)包括左侧板(2-1)、右侧板(2-2)、连接块(2-3)，左侧板(2-1)、右侧板(2-2)分别设置在连接块(2-3)两侧，所述活动臂组件(1)设置在左侧板(2-1)、右侧板(2-2)之间，连接块(2-3)与主轴(13)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述伸缩件包括拉杆组件(3)、伺服电机(6)，伺服电机(6)的电机轴通过拉杆组件(3)与活动支撑组件(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述固定组件包括次级活动导电组件(4)、耳轴(5)、大功率中频变压器(8)、机器人连接支架(10)、次级固定导电组件(11)、焊钳支架(12)、固定臂组件(14)，固定臂组件(14)与焊钳支架(12)固定连接，伺服电机(6)通过两个耳轴(5)与焊钳支架(12)活动连接，大功率中频变压器(8)分别与次级活动导电组件(4)和次级固定导电组件(11)固定连接，大功率中频变压器(8)设置在机器人连接支架(10)两侧板之间。

4.根据权利要求3所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述大功率中频变压器(8)的下方设有分水器(9)，大功率中频变压器(8)的一侧设有接线盒(7)。

5.根据权利要求1所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述活动臂组件(1)包括电极杆(1-1)、焊臂分水块(1-2)、快插接头(1-3)、电极臂(1-4)，所述电极杆(1-1)与电极臂(1-4)可拆卸连接，焊臂分水块(1-2)与快插接头(1-3)可拆卸连接，焊臂分水块(1-2)与快插接头(1-3)设置在电极臂(1-4)内部。

6.根据权利要求5所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述焊臂分水块(1-2)通过O型密封圈与电极杆(1-1)固定连接。

7.根据权利要求3所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述次级活动导电组件(4)由第一焊臂导电板(4-1)、活动导电带(4-2)、活动导电板(4-3)组成，活动导电带(4-2)安装在第一焊臂导电板(4-1)、活动导电板(4-3)之间，第一焊臂导电板(4-1)与活动导电带(4-2)的一侧固定连接，活动导电板(4-3)与活动导电带(4-2)的另一侧固定连接，第一焊臂导电板(4-1)与电极臂(1-4)固定连接，活动导电板(4-3)与大功率中频变压器(8)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述活动导电带(4-2)由片状铜箔叠合而成，活动导电带(4-2)呈U字形。

9.根据权利要求3所述的一种模块化铝合金点焊用机器人焊钳，其特征在于：所述次级固定导电组件(11)由第二焊臂导电板(11-1)、固定导电带(11-2)、固定导电板(11-3)组成，固定导电带(11-2)安装在第二焊臂导电板(11-1)、固定导电板(11-3)之间，第二焊臂导电板(11-1)与固定导电带(11-2)的一侧固定连接，固定导电板(11-3)与固定导电带(11-2)的另一侧固定连接，第二焊臂导电板(11-1)与固定臂组件(14)固定连接，固定导电板(11-3)与大功率中频变压器(8)固定连接。

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