TWI723364B - 焊接電極之電極帽匣填充位置檢測之系統及其用途 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種焊接電極之電極帽匣填充位置檢測，包括一電極帽匣，該電極帽匣包括至少一電極帽通道(5)，其中，至少配置有一可線性移動之傳送裝置，較佳為施加彈力之電極帽傳送裝置(6)，該傳送裝置容納包含在電極帽通道(5)中之電極帽(3)，該電極帽向一焊槍進入之接收開口之方向移動，其機械連接元件作為測量表面(8)並在其附著表面及/或固定側配置一感測器(7)用於測量距離，在測量表面(8)上投射用於測量感測器(7)及測量表面(8)之間距離之測量光束，並且通過由感測器(7)所測量之路徑距離評估，確定在電極帽匣中所包含之電極帽(3)之準確數量。

Description

焊接電極之電極帽匣填充位置檢測之系統及其用途
本發明涉及一種焊接電極之電極帽匣填充位置檢測。
尤其在汽車工業中，點焊通常用於車身製造中，用於連接金屬板及條帶狀材料之自動化生產線。
通常，通過使用焊接機器人進行點焊而連接車體板件。該焊接機器人配備有焊槍，其鉗口均各配備有一點焊電極，即所謂之電極帽。
此焊槍被導引至待焊接之板面上。該焊槍至待焊接之板面之精確定位及板面之相互配置係通過自動化及電腦輔助進行。在此自動化生產線中，焊接之過程盡可能以最快時間進行而且不間斷。
由此，尤其係該電極帽因而易受高磨損，因為電極帽之接觸表面分別與待焊接之車體板件發生接合。
在焊接過程中，電流在電極之間流過待焊接且彼此相鄰接之車體板件以進行焊接。
在此情況下，該電極帽在焊接區之接觸表面處因而發生變化。
通常，在接觸表面之邊緣上形成腐蝕珠，其通過接觸表面之擴大而引起焊接條件之變化。
為避免藉由不符經濟效益之電流強度抵消此變化，電極帽必須定期根據其負載狀況並通過銑削由使用過程產生之磨損進行重製。
一焊槍之電極因頻繁配合亦遭受相同或相似程度之磨損，因 此必須同時通過定期銑削而進行重製。
經過多次重製處理後，從電極帽上所移除之材料量已達到必須重新更換電極帽之程度。
因此需從焊接電極軸上移出磨損之電極帽。
通常在簡單之實施例中使用電極帽匣將全新未使用之電極帽裝備至焊接電極軸上。此類電極帽匣通過下列之方式進行配置：焊槍通過閉合在一特定之位置而接收新電極帽，並通過焊槍桿之相互擠壓而將該電極帽固定在焊接電極軸上之位置。由於必須將電極帽匣配置在接近焊槍之特定位置而使焊槍與電極帽可順利接合，因此必須將此電極帽匣放置在其定位中並在現場以手動方式進行重新填充。
然而，基於安全條件而無法在操作期間進行再填充，通常需要中斷運作過程，因為不允許操作人員在工作機器人之活動區域中移動。
為克服此缺點因而對此電極帽匣進行改良。
例如根據專利公告編號DE 199 05 477中所述一種用於焊接電極之電極帽匣，尤其係用於焊接機器人之焊槍。該解決方案提出將前述之電極帽儲存在一排匣體中，其輪廓與所使用之電極帽引導件形狀相對應，該電極帽引導件之形狀平行於電極帽匣之縱向軸線且移到接收開口執行時，亦保持相同之定位。
在此情況下，接收開口在焊槍之進入方向上均保持敞開，在各種情況下，焊接帽配置在導入開口方向上並在導入過程中保持待接合狀態。
此外，例如在專利公告編號DE102009058937中已揭露之解決方案，其具有一用於確保過程中固定定位之電極帽匣頭，其中電極帽替換匣被鎖定。
先前已知之解決方案缺點在於，僅可通過一引發器監控電極 帽之填充位置狀態，而無法檢測或監測電極帽匣之完全排空狀態。
根據專利公告編號EP2072170“用於一機器人或固定焊接裝置之點焊接帽更換裝置之匣體單元”，使用一電感式感測裝置，其可檢測金屬銷，然而無法精確測量填充位置狀態。
根據專利公告編號DE20000270之發明“一排、兩排及多排匣體之填充位置指示裝置”揭露一種機械式計數裝置。
根據專利公告編號DE19905477之發明“用於為焊接機之焊接電極提供電極帽之裝置”提供一解決方案，其在低於最小填充量時發出一訊號。即使使用此解決方案，亦無法精確測量填充位置狀態。
因此，在已知之解決方案中，無法單獨計劃可重新填充或更換焊接電極之電極帽匣之時間。
本發明之目的係提出一種解決方案，利用該解決方案盡可能避免先前已知解決方案之困難，並可以精確檢測電極帽匣之填充位置。
根據本發明之目的通過根據申請專利範圍第1項至第3項之裝置實現，下列該系統將參照第1圖至第4圖及下列實施例進行詳細解釋。
該實施例藉由由匣頭1及一替換匣2組成之電極帽匣示例展示本發明之解決方案。
然而，如同已知之現有技術，亦可根據本發明之解決方案應用在一單件式電極帽匣中。
1:匣頭
2:替換匣
3:電極帽
4:拉緊裝置
4a:夾緊鉤扣
5:電極帽通道
6:電極帽傳送裝置
7:感測器
8:測量表面
9:測量通道
第1圖所示為一具有根據本發明之填充位置檢測之電極帽匣之詳細視圖，其處於與感測器7及測量表面8之分離狀態，第2圖所示為一雙通道匣頭1，其具有用於各電極帽通道5之感測器7，第3圖所示為在一 具有填充位置檢測之電極帽匣中，從感測器7到測量表面8之測量光束之詳細視圖。第4圖所示為在接合狀態下，一具有根據本發明之填充位置檢測之電極帽匣。
根據本發明之電極帽匣由一匣頭1及一替換匣2組成。
配置一快速拉緊裝置：拉緊裝置4及夾緊鉤扣4a，用於連接替換匣2與匣頭1，其中，匣頭1配置拉緊裝置4且替換匣2配置夾緊鉤扣4a。此配置在技術層面之意義為，因替換匣2在待致動之拉緊裝置4之施力方向上，並在此作用位置之方向上受力。
在連接此兩組件時，配置至少一引導裝置用於確保匣頭1及替換匣2之一特定位置。
該引導裝置較佳為根據其形狀及尺寸公差設計而成，使其可輕易進行接合，且同時確保匣頭1及替換匣2彼此之一特定位置。
電極帽3儲存在替換匣2及匣頭1中，其中替換匣2及匣頭1根據實施例及圖示配備有兩電極帽通道5，其平行於替換匣2之縱向軸線，並且在匣頭1中執行時，亦保持相同之定位。
在此情況下，電極帽通道5在替換匣2及匣頭1中呈對角偏移配置，使電極帽與其接觸表面相互面對且呈對角偏移。
然而，本發明之構思亦包括技術之設計，其僅具有一個或多個電極帽通道5或僅具有一個或多個電極帽引導件。
藉由在替換匣2及匣頭1中之電極帽3之配置以及電極帽3向外部之開口，使用於接收電極帽3之焊槍及其電極帽3之電極軸可在接收開口中進行接合。
當使用多個電極帽通道時，此通道在替換匣2及相對於匣頭 1之橫截面中呈對角偏移配置。選用此電極帽通道5之配置，以實現一單元之最小裝置尺寸，而裝置高度因此小於兩個相對電極帽之高度加上電極帽引導件中隔板之壁厚。
根據現有技術，電極帽通道5被設計成可使電極帽3通過較小之施力進行傳送，而且在電極帽通道5中，尤其係替換匣2及匣頭1之間接合處防止電極帽3之傾斜。此方法可通過將電極帽通道5設計成電極帽3之形式加上相應之公差而實現。
在專利公告編號DE 102009058937中描述一用於精確裝配匣頭1及替換匣2之技術方法。
在各電極帽通道5中配置有至少一可線性移動配置之傳送裝置，較佳配置為施加彈力之電極帽傳送裝置6，其可使包含在電極帽通道5中之電極帽3沿匣頭1之方向移動。
電極帽傳送裝置6在電極帽通道5中之位置取決於替換匣2及匣頭1中電極帽3之數量。
在匣頭1中，配置至少一感測器7用於測量距離。該感測器7投射到替換匣2之測量通道9中所含之至少一測量表面8上，例如一反射表面，一用於測量感測器7及測量表面8之間距離之測量光束。
可使用例如一反射光感測器作為感測器7，其可反射到反射表面上，該反射表面在此作為測量表面8。
一測量表面8與電極帽傳送裝置6機械式相連接，使得在平行於電極帽通道5配置之測量通道9中實現測量，因而可視為電極帽通道5中之電極帽3數量與測量通道9中之測量表面8位置之間之直接關聯性。
由於電極帽之移除，而導致替換匣2及匣頭1中所包含之電極帽3數量產生變化，進而引起感測器所測量之路徑距離之變化。
通過由感測器所測量之路徑距離進行評估，可確定在匣頭 1及替換匣2中所包含之電極帽3準確數量。
因此，其優勢為可單獨計算再次填充電極帽3之時間，因為根據本發明不僅可實現一填充位置狀態之測量，並且可檢測電極帽3之準確數量。
1:匣頭
2:替換匣
3:電極帽
5:電極帽通道
6:電極帽傳送裝置
7:感測器
8:測量表面
9:測量通道

Claims (3)

  1. 一種焊接電極之電極帽匣填充位置檢測之系統，包括一電極帽匣，該電極帽匣由一匣頭(1)及一替換匣(2)所組成，由一用於連接替換匣(2)與匣頭(1)之拉緊裝置(4)和夾緊鉤扣(4a)，以及在連接此兩組件時，配置至少一引導裝置用於確保匣頭(1)及替換匣(2)之一特定位置，而所述替換匣(2)具有至少一電極帽通道(5)，其中，至少配置有一可線性移動之傳送裝置，較佳為施加彈力之電極帽傳送裝置(6)，該傳送裝置適合容納包含在電極帽通道(5)中之電極帽(3)，該電極帽向一焊槍進入之接收開口之方向移動，其特徵為，其具有一機械連接元件適合作為測量表面(8)並在其固定側配置一感測器(7)用於測量距離，適合於在測量表面(8)上投射用於測量感測器(7)及測量表面(8)之間距離之一測量光束，因此通過由感測器(7)所測量之路徑距離評估，確定在電極帽匣中所包含之電極帽(3)之準確數量。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之填充位置檢測之系統，其中，該系統進一步具有一平行於該電極帽通道(5)配置之測量通道(9)，於其中包含該測量表面(8)，其與電極帽傳送裝置(6)機械式相連接，使得可在一平行於電極帽通道(5)配置之測量通道(9)中實現測量。
  3. 一種根據申請專利範圍第1項所述之焊接電極之電極帽匣填充位置檢測之系統之用途，其中，該電極帽匣由一匣頭(1)及一替換匣(2)所組成，由一用於連接替換匣(2)與匣頭(1)之拉緊裝置(4)和夾緊鉤扣(4a)，以及在連接此兩組件時，配置至少一引導裝置用於確保匣頭(1)及替換匣(2)之一特定位置，而所述替換匣(2)具有至少一電極帽通道(5)，其中至少配置有一可線性移動之傳送裝置，較佳為施加彈力之電極帽傳送裝置(6)，該傳送裝置可使包含在電極帽通道(5)中之電極 帽(3)沿匣頭(1)之方向移動，其機械連接元件作為測量表面(8)並在其固定側配置一感測器(7)用於測量距離，在測量表面(8)上投射用於測量感測器(7)及測量表面(8)之間距離之一測量光束，並且通過由感測器(7)所測量之路徑距離評估，確定在電極帽匣中所包含之電極帽(3)之準確數量。
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