CN219443814U - 一种电极帽自动更换装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及焊接设备技术领域，尤其是涉及一种电极帽自动更换装置，其包括安装架、安装板、卸帽机构、更换机构和控制器；卸帽机构包括用于夹持住电极帽的第一伸缩组件和用于带动第一伸缩组件竖直移动的升降组件；更换机构包括第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、支架、转动板、抓取件、第二伸缩组件和与第三驱动件连接的旋转编码器，第一驱动件用于带动第二驱动件和抓取件水平移动，第二驱动件用于带动抓取件竖直移动，第三驱动件带动转动板转动，旋转编码器、第三驱动件与控制器电连接，第二伸缩组件用于夹持储帽盘。本申请具有能够实现自动更换储帽盘，以替代人工操作，从而提高便捷性的效果。

Description

一种电极帽自动更换装置

技术领域

本申请涉及焊接设备技术的领域，尤其是涉及一种电极帽自动更换装置。

背景技术

目前，现代化汽车生产线普遍采用机器人对汽车白车身进行点焊焊接，机器人的智能高速动作可以满足汽车生产的高产能要求，但焊接使用的电极在机器人焊接期间被频繁的通断电和施加压力，电极磨损较快，电极表面易形成氧化层，使电极受损，受损的电极将严重影响白车身的焊接质量，为消除电极的磨损和电极氧化层对焊接的不良影响，通常的做法是在电极使用一定次数后对电极的电极帽进行修磨，当被修磨的电极帽外壁厚度小于规定的允许厚度时，需更换新的电极帽。

根据中国专利CN209190016U中记载的独立式电极帽自动更换设备，包括支架、电极帽拆卸组件和储帽盘；电极帽拆卸组件包括升降机构、固定夹块、伸缩机构和活动夹块，升降机构设置在支架上，固定夹块设置在升降机构上，伸缩机构设置在固定夹块上，活动夹块设置在伸缩机构上，活动夹块通过伸缩机构靠近和远离固定夹块；储帽盘上设有多个电极帽插孔。这样便达到缩短时间，从而提升生产效率的目的。

但是，储帽盘能够储存的电极帽数量有限，当储帽盘上的电极帽用完后，还需要人工进行更换，这就带来不便性，而且会增加劳动强度。一旦人工更换储帽盘不及时，电极上的电极帽可能无法进行更换，将会影响后续操作。

实用新型内容

为了能够实现自动更换储帽盘，以替代人工操作，从而提高便捷性，本申请提供一种电极帽自动更换装置。

本申请提供的一种电极帽自动更换装置采用如下的技术方案：

一种电极帽自动更换装置，包括安装架、安装板、卸帽机构、更换机构和控制器；

所述卸帽机构和所述更换机构均安装在所述安装板上；

所述卸帽机构包括用于夹持住电极帽的第一伸缩组件和用于带动所述第一伸缩组件沿电极帽的轴线方向移动的升降组件，所述安装板安装在所述升降组件上；

所述更换机构包括第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、支架、转动板、第二伸缩组件、储帽盘、抓取件和旋转编码器，所述第一驱动件安装在所述安装板上，所述第二驱动件安装在所述第一驱动件上，所述抓取件安装在所述第二驱动件上，所述第一驱动件用于带动所述第二驱动件和所述抓取件水平移动，第二驱动件用于带动所述抓取件竖直移动，所述第三驱动件通过所述支架与所述安装板连接，所述第三驱动件的输出轴与所述转动板固接，所述旋转编码器与所述第三驱动件连接，所述旋转编码器、所述第三驱动件与所述控制器电连接，所述第二伸缩组件设置在所述转动板上，所述第二伸缩组件用于夹持所述储帽盘。

通过采用上述技术方案，使用时，机器人带动焊枪上的电极帽到达指定位置后，第一伸缩组件将电极帽夹持住，然后升降组件带动第一伸缩组件下降，电极帽便实现了脱离；此时机器人带动焊枪移动至储帽盘上方的指定位置并下降套取新的电极帽；在旋转编码器的作用下，第三驱动件转动指定角度，直至第三驱动件的输出轴转动一周后，旋转编码器向控制器发送信号，以表明储帽盘无电极帽，控制器控制第二伸缩组件松开，同时控制抓取件运行将储帽盘抓取移走，然后将新的储帽盘抓取置入，同时第二伸缩组件将储帽盘夹持。这样，便能够实现自动更换储帽盘的目的，从而替代人工操作，从而提高便捷性，同时可以提高储帽盘的准确性。

可选的，所述第二伸缩组件包括设置在所述转动板上的伸缩驱动件和挡板，所述挡板固接在所述伸缩驱动件的伸缩杆的端部。

通过采用上述技术方案，当储帽盘需要移出时，伸缩驱动件带动挡板移动，挡板与伸缩驱动件之间的距离变大；当储帽盘需要夹紧时，挡板的运动状态相反。

可选的，所述第二伸缩组件还包括限位板、滑动板和导杆，所述限位板固定在所述转动板上，所述导杆的一端与所述限位板固接，所述导杆穿设在所述滑动板上且与所述滑动板滑动连接，所述伸缩驱动件安装在所述限位板上，所述挡板与所述滑动板固接，所述限位板和所述滑动板相靠近的一侧均成型有与所述储帽盘外形契合的凹槽。

通过采用上述技术方案，伸缩驱动件带动挡板移动时，滑动板也随之移动，在限位板和滑动板的作用下，储帽盘固定得更加稳定和牢固，降低脱落的可能性。

可选的，所述导杆设置有两个，两个所述导杆平行对称布设。

通过采用上述技术方案，两个导杆平行对称布设能够保证滑动板移动过程中的稳定性，降低移动偏差。

可选的，各所述导杆远离所述限位板的一端均设置有堵块，所述堵块用于阻挡所述滑动板从所述导杆上滑出。

通过采用上述技术方案，堵块用于阻挡滑动板从导杆上滑出，降低意外发生的可能性。

可选的，所述安装架包括安装底板和与所述安装底板固接的支撑柱，所述安装底板与所述支撑柱垂直设置，所述升降组件设置在所述支撑柱上。

通过采用上述技术方案，安装底板和支撑柱形成了整体的支撑结构，安装底板能够增加接触面积，从而提高稳定性。

可选的，所述升降组件包括丝杠、驱动电机、两个滑杆、滑块和两个固定板，两个所述固定板上下平行设置，两个所述固定板通过两个所述滑杆连接，所述丝杠与两个所述固定板均转动连接，所述驱动电机固定在上端的所述固定板上，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠固接，所述滑块与所述丝杠螺纹连接，所述安装板安装在所述滑块上。

通过采用上述技术方案，在丝杠、驱动电机、两个滑杆和滑块的作用下，安装板实现了升降，从而便于将电极帽从焊枪上褪下，从而也可以根据实际情况，调整安装板的位置，以满足不同高度的工位的需求。

可选的，所述支撑柱上安装有用于收集电极帽的收集盘。

通过采用上述技术方案，收集盘便于对褪下的电极帽进行收集。

可选的，所述收集盘与所述支撑柱可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，当收集盘与支撑柱可拆卸连接时，便于收集盘拆卸，当收集盘集满时，将收集盘拆卸，快速完成所有电极帽的收集。

可选的，所述第一伸缩组件上安装有用于检测电极帽的感应装置。

通过采用上述技术方案，感应装置可以提高第一伸缩组件的灵敏度，当感应装置检测到电极帽后，第一伸缩组件自动将电极帽夹紧。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中设置有第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、支架、转动板、第二伸缩组件、抓取件、储帽盘和旋转编码器，第一驱动件用于带动第二驱动件和抓取件水平移动，第二驱动件用于带动抓取件竖直移动，第三驱动件的输出轴与转动板固接，旋转编码器与第三驱动件连接，旋转编码器、第三驱动件与控制器电连接，第二伸缩组件用于夹持储帽盘。第三驱动件的输出轴转动一周后，旋转编码器向控制器发送信号，控制器控制第二伸缩组件松开，同时控制抓取件运行将储帽盘抓取移走，并将新的储帽盘抓取置入，同时第二伸缩组件将储帽盘夹持。这样，便能够实现自动更换储帽盘的目的，从而替代人工操作，从而提高便捷性，同时可以提高储帽盘的准确性。

2.本申请中还设置有升降组件和第一伸缩组件，第一伸缩组件可以将焊枪上的电极帽夹紧，升降组件将电极帽从焊枪上褪下，从而实现卸帽的目的，同时根据实际情况，升降组件可以调整第一伸缩组件的位置，以满足不同高度的工位的需求，大大提高实用性。

3.本申请中还设置有感应装置，以提高本装置的自动化程度以及操作时的准确性，从而提高换帽效率。

附图说明

图1是本申请中的电极帽自动更换装置的结构示意图；

图2是本申请中的电极帽自动更换装置的俯视图；

图3是本申请中的电极帽自动更换装置的正视图；

图4是本申请中的第二伸缩组件的结构示意图。

附图标记说明：1、安装架；11、安装底板；12、支撑柱；2、安装板；3、卸帽机构；31、第一伸缩组件；32、升降组件；321、丝杠；322、驱动电机；323、滑杆；324、滑块；325、固定板；4、更换机构；41、储帽盘；42、第一驱动件；43、第二驱动件；44、第三驱动件；45、支架；46、转动板；47、第二伸缩组件；471、伸缩驱动件；472、挡板；473、限位板；474、滑动板；475、导杆；48、抓取件；5、堵块；6、感应装置；61、红外发射器；62、红外接收器；7、收集盘；8、凹槽；9、传送带。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请做进一步详细说明。

本申请实施例公开一种电极帽自动更换装置，参照图1和图2，电极帽自动更换装置包括安装架1、安装板2、卸帽机构3、更换机构4和控制器（图中未示出），卸帽机构3和更换机构4均安装在安装板2上，安装板2安装在安装架1上。其中，更换机构4包括用于放置新的电极帽的储帽盘41。

卸帽机构3用于将电极帽从焊枪上卸下，更换机构4用于给焊枪套设上新的电极帽，同时，当储帽盘41上没有电极帽时，能够自动更换储帽盘41。使用时，焊枪移动至指定位置，在卸帽机构3的作用下，快速将旧电极帽卸下，然后焊枪移动至储帽盘41的上方，套设新的电极帽。这样，在更换机构4的作用下，便能够实现自动更换储帽盘41的目的，从而替代人工操作，从而提高便捷性。

具体的，参照图1和图3，更换机构4还包括第一驱动件42、第二驱动件43、第三驱动件44、支架45、转动板46、第二伸缩组件47、抓取件48和旋转编码器（图中未示出）。第一驱动件42安装在安装板2上，第二驱动件43安装在第一驱动件42上，抓取件48安装在第二驱动件43上，第一驱动件42用于带动第二驱动件43和抓取件48水平移动，第二驱动件43用于带动抓取件48竖直移动，第三驱动件44通过支架45与安装板2连接，第三驱动件44的输出轴与转动板46固接，旋转编码器与第三驱动件44连接，旋转编码器、第三驱动件44与控制器电连接，第二伸缩组件47设置在转动板46上。

根据储帽盘41上的电极帽个数，在旋转编码器和控制器的作用下，控制第三驱动件44的输出轴转过的角度，从而带动转动板46及储帽盘41转动，以保证焊枪能够准确套设上新的电极帽。第二伸缩组件47用于夹持储帽盘41，当第三驱动件44的输出轴转动一周后，旋转编码器向控制器发送信号，以表明储帽盘41无电极帽，控制器控制第二伸缩组件47松开，同时控制第一驱动件42和第二驱动件43带着抓取件48运行将储帽盘41抓取移走并将新的储帽盘41抓取置入，同时第二伸缩组件47将储帽盘41夹紧。这样，便能够实现自动更换储帽盘41的目的，从而替代人工操作，从而提高便捷性。

本实施例中，第三驱动件44采用的是电机，第一驱动件42和第二驱动件43均采用的是直线电机，当然，第一驱动件42、第二驱动件43和第三驱动件44均可以采用满足要求的其他机构，不再做具体说明。

抓取件48采用的是吸盘，可以理解的是，吸盘需配合相应的气动装置一起使用，本实施例中，不再做具体说明。当然，抓取件48也可以采用机械爪。本实施例中，以新的储帽盘41通过传送带9的形式进行输送为例进行说明，当然，也可以采用满足要求的其他形式。

进一步地，参照图3和图4，第二伸缩组件47包括设置在转动板46上的伸缩驱动件471和挡板472，挡板472固接在伸缩驱动件471的伸缩杆的端部。当储帽盘41需要移出或者夹紧时，伸缩驱动件471带动挡板472移动，挡板472与伸缩驱动件471之间的距离变大或者变小。伸缩驱动件471可以采用电动推杆、气缸等，本实施例中，对伸缩驱动件471不做限定。

参照图3和图4，第二伸缩组件47还包括限位板473、滑动板474和导杆475，限位板473固定在转动板46上，导杆475的一端与限位板473固接，导杆475穿设在滑动板474上且与滑动板474滑动连接，伸缩驱动件471安装在限位板473上，挡板472与滑动板474固接，限位板473和滑动板474相靠近的一侧均成型有与储帽盘41外形契合的凹槽8。这样，当伸缩驱动件471带动挡板472移动时，滑动板474随之移动，在滑动板474和限位板473的作用下，储帽盘41固定得更加稳定和牢固，降低储帽盘41从转动板46上脱落的可能性。

为了提高滑动板474移动过程中的稳定性，导杆475设置有两个，两个导杆475平行对称布设。这样，能够保证滑动板474在移动过程中受力均匀，从而实现更加稳定地滑动。各导杆475远离限位板473的一端均设置有堵块5，堵块5用于阻挡滑动板474从导杆475上滑出，从而提高安全性。

参照图1，安装架1包括安装底板11和与安装底板11固接的支撑柱12，安装底板11与支撑柱12垂直设置，升降组件32设置在支撑柱12上。安装底板11能够增加接触面积，在安装底板11和支撑柱12的作用下，形成了稳定的支撑结构。

参照图1，卸帽机构3包括用于夹持住电极帽的第一伸缩组件31和用于带动第一伸缩组件31沿电极帽的轴线方向移动的升降组件32，升降组件32安装在支撑柱12上，安装板2安装在升降组件32上。其中，第一伸缩组件31和第二伸缩组件47的结构相同，本实施例中，不再做具体说明。

使用时，当焊枪移动至指定位置后，第一伸缩组件31中的伸缩驱动件471带动第一伸缩组件31中的滑动板474滑动直至夹紧电极帽，此时，升降机构带动安装板2下降，这样便可以将焊枪上的电极帽卸下，同时第一伸缩组件31中的伸缩驱动件471反向移动，电极帽便可以掉落，然后升降组件32带动安装板2复位，以实现下一个卸帽操作。

具体的，参照图1，升降组件32包括丝杠321、驱动电机322、两个滑杆323、滑块324和两个固定板325，两个固定板325上下平行设置，两个固定板325通过两个滑杆323连接，丝杠321与两个固定板325均转动连接，驱动电机322固定在上端的固定板325上，驱动电机322的输出轴与丝杠321固接，滑块324与丝杠321螺纹连接，安装板2安装在滑块324上。在丝杠321、驱动电机322、两个滑杆323和滑块324的作用下，安装板2实现了升降，从而便于将电极帽从焊枪上褪下，从而也可以根据实际情况，调整安装板2的位置，以满足不同高度的工位的需求。

参照图1和图2，第一伸缩组件31上安装有用于检测电极帽的感应装置6，感应装置6可以提高第一伸缩组件31的灵敏度，当感应装置6检测到电极帽后，第一伸缩组件31自动将电极帽夹紧。感应装置6包括安装在第一伸缩组件31中的限位板473上的红外发射器61和安装在第一伸缩组件31中的滑动板474上的红外接收器62。当电极帽位于红外发射器61和红外接收器62之间时，红外接收器62无法接收到信号，此时控制器自动控制第一伸缩组件31运行夹紧。当然，感应装置6也可以采用满足要求的其他元器件。

参照图1，支撑柱12上安装有用于收集电极帽的收集盘7，收集盘7便于对卸下的电极帽进行收集。收集盘7与支撑柱12可拆卸连接，当收集盘7集满时，将收集盘7拆卸，快速完成所有电极帽的收集。本实施例中，对可拆卸连接的方式不做限定。

本申请实施例一种电极帽自动更换装置的实施原理为：使用时，机器人带动焊枪上的电极帽到达指定位置后，在感应装置6的作用下，控制器控制第一伸缩组件31将电极帽夹紧，然后升降组件32带动第一伸缩组件31下降，电极帽便实现了与焊枪脱离；此时机器人带动焊枪移动至储帽盘41上方的指定位置并下降套取新的电极帽；在旋转编码器的作用下，第三驱动件44可以转动指定角度，直至第三驱动件44的输出轴转动一周后，旋转编码器向控制器发送需要更换的信号，控制器控制第二伸缩组件47松开，同时控制第一驱动件42和第二驱动件43带动抓取件48运动将储帽盘41移走，并将新的储帽盘41抓取置入，同时第二伸缩组件47将储帽盘41夹持。这样，便能够实现自动更换储帽盘41的目的，从而替代人工操作，从而提高便捷性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极帽自动更换装置，其特征在于：包括安装架(1)、安装板(2)、卸帽机构(3)、更换机构(4)和控制器；

所述卸帽机构(3)和所述更换机构(4)均安装在所述安装板(2)上；

所述卸帽机构(3)包括用于夹持住电极帽的第一伸缩组件(31)和用于带动所述第一伸缩组件(31)沿电极帽的轴线方向移动的升降组件(32)，所述安装板(2)安装在所述升降组件(32)上；

所述更换机构(4)包括第一驱动件(42)、第二驱动件(43)、第三驱动件(44)、支架(45)、转动板(46)、第二伸缩组件(47)、储帽盘(41)、抓取件(48)和旋转编码器，所述第一驱动件(42)安装在所述安装板(2)上，所述第二驱动件(43)安装在所述第一驱动件(42)上，所述抓取件(48)安装在所述第二驱动件(43)上，所述第一驱动件(42)用于带动所述第二驱动件(43)和所述抓取件(48)水平移动，第二驱动件(43)用于带动所述抓取件(48)竖直移动，所述第三驱动件(44)通过所述支架(45)与所述安装板(2)连接，所述第三驱动件(44)的输出轴与所述转动板(46)固接，所述旋转编码器与所述第三驱动件(44)连接，所述旋转编码器、所述第三驱动件(44)与所述控制器电连接，所述第二伸缩组件(47)设置在所述转动板(46)上，所述第二伸缩组件(47)用于夹持所述储帽盘(41)。

2.根据权利要求1所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述第二伸缩组件(47)包括设置在所述转动板(46)上的伸缩驱动件(471)和挡板(472)，所述挡板(472)固接在所述伸缩驱动件(471)的伸缩杆的端部。

3.根据权利要求2所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述第二伸缩组件(47)还包括限位板(473)、滑动板(474)和导杆(475)，所述限位板(473)固定在所述转动板(46)上，所述导杆(475)的一端与所述限位板(473)固接，所述导杆(475)穿设在所述滑动板(474)上且与所述滑动板(474)滑动连接，所述伸缩驱动件(471)安装在所述限位板(473)上，所述挡板(472)与所述滑动板(474)固接，所述限位板(473)和所述滑动板(474)相靠近的一侧均成型有与所述储帽盘(41)外形契合的凹槽(8)。

4.根据权利要求3所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述导杆(475)设置有两个，两个所述导杆(475)平行对称布设。

5.根据权利要求3所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：各所述导杆(475)远离所述限位板(473)的一端均设置有堵块(5)，所述堵块(5)用于阻挡所述滑动板(474)从所述导杆(475)上滑出。

6.根据权利要求1所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述安装架(1)包括安装底板(11)和与所述安装底板(11)固接的支撑柱(12)，所述安装底板(11)与所述支撑柱(12)垂直设置，所述升降组件(32)设置在所述支撑柱(12)上。

7.根据权利要求6所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述升降组件(32)包括丝杠(321)、驱动电机(322)、两个滑杆(323)、滑块(324)和两个固定板(325)，两个所述固定板(325)上下平行设置，两个所述固定板(325)通过两个所述滑杆(323)连接，所述丝杠(321)与两个所述固定板(325)均转动连接，所述驱动电机(322)固定在上端的所述固定板(325)上，所述驱动电机(322)的输出轴与所述丝杠(321)固接，所述滑块(324)与所述丝杠(321)螺纹连接，所述安装板(2)安装在所述滑块(324)上。

8.根据权利要求6所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述支撑柱(12)上安装有用于收集电极帽的收集盘(7)。

9.根据权利要求8所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述收集盘(7)与所述支撑柱(12)可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的电极帽自动更换装置，其特征在于：所述第一伸缩组件(31)上安装有用于检测电极帽的感应装置(6)。