改進型電阻焊接裝置的製作方法

2023-10-09 11:31:24 1

專利名稱：改進型電阻焊接裝置的製作方法
技術領域：
本發明的對象是一種改進型的利用電阻進行焊接的裝置，與現有設備和裝置相比，本發明在電阻焊接小金屬零件與類似物體方面包含了重要的創新與優勢。
更具體的是，本新發明涉及這樣一種設備，它有一個電極用於在自動機器或旋轉壓床(rotating press)等應用類型中焊接小零件與類似物體。所述裝置包含一個能在由一個氣缸、彈簧或壓縮元件輔助的支撐件內移動的電極，這允許了焊接時間可以延遲足夠長以便有效焊接而不改變安裝電極的壓製機的運動循環。此裝置被一個快速作用的夾具保持在適當位置，並與被安排在下模具或模型中的傳統的電極配合工作。所述裝置也可以用於機器人或其它機器中的多功能夾具。
背景技術：
利用電阻進行小金屬零件的焊接被應用於許多不同的工業中。它適用於零件的表面連接以及要結合在一起的板狀元件的焊接。
傳統的焊接操作是由以下步驟組成的將兩個零件置於兩個電極之間，在兩個電極之間通過特定時間的限定的電流，並在此時將特定的壓力施加於電極之上。與兩個零件相接觸的表面之間存在相當大的電阻和通過這兒的高電流產生了很高的融化周圍材料的熱量，並因此完成了焊接。
在許多情況下是兩個不同尺寸的零件被焊接在一起，比如將一個螺母焊接到一定尺寸的片材的表面上。大的零件通常被置於下面而小的零件用手，通過傳送裝置或活塞，裝載到大的零件上，之後使用電極將壓力施加到兩個零件上並進行焊接。
在這種焊接方法下，電流循環的時間參數與電極施加到要被焊接的零件上的壓力都是很重要的。
進而，如果想在一個連續加工壓製機或傳送站中引入一個焊接步驟，必須要在工藝的末端執行而不是在一個中間位置，這可能是最合邏輯的。這是因為在加壓循環期間，面對面的一對電極並沒有處於這樣一個能夠在有恰當壓力的時間內實現所述的電阻的位置。這個問題通常是通過將要連接的零件用鉚釘或類似物體固定到一起來解決的。鉚接操作能有效地適合於連續壓製機中模具的升起與下降循環；然而，鉚釘對於牽引來說具有低電阻，對於扭轉來說具有零電阻。

發明內容
所述利用電阻，即本發明的目的，進行焊接的改進型裝置的特徵在於，它包括一個兩部件電極組件，此組件形成了一個夾具並允許它在連續壓製機或自動衝壓機(transfer stamping machine)或自動牽引機中作為中間焊接步驟進行工作。然而，這並不排除上述裝置在機器人的夾具中或其它適合使用的機器中的應用。
所述裝置主要尋求獲得兩個優點，使得以下兩者相一致，即在確切的時間獲得充分的焊接壓力而不會使加壓循環因執行所述焊接所產生的中斷而改變，並且要被焊接的零件被自動放置在被加壓或被深拉的片材或板上。
事實上，所述裝置與另一個電極形成一個焊接組件，從而保持要被焊接的零件，並且允許焊接電流通過其進行循環。每個電極都被固定到一個模具或模具保持件中，所述模具或模具保持件在壓製機中彼此面對。
所述裝置由一個固定到模具或模具保持件的基部主體組成，即使原則上在上面的情況下有兩根支柱，但所述主體可以有一個或幾個並行的支柱，所述電極被可移動的置於所述支柱之一上，而定位裝置的中間連接元件被置於另一個支柱上。所述電極是通過一個後部伸縮元件來施壓的，比如一個彈簧或氣缸。電極的尖端被容納在浮動地支撐在另一根支柱上的陶瓷定位主體內。在此主體的末端有一個要被焊接的小零件(例如一個螺栓)被保持在適當位置以便焊接並且面對著一個下窗口。當機器降下時，所述定位裝置與下零件(例如螺母在其上被裝配的片材)接觸並壓迫它緊靠著下電極。上述定位裝置將所述窗放置到恰當位置，通過此窗，所述螺母或要被焊接的零件會直接退出到下零件的表面上。壓迫的持續使得電極的尖端前進經過保持著所述螺母的主體，向此螺母接近並支撐在規定的後部伸縮元件中。當壓製機的前進壓迫電極緊靠螺母或要被焊接的零件時，它會將零件從其位置移開並緊靠著下部的片材，並且所述伸縮元件會在要被焊接的零件之間施加足夠的壓力以使得通過電流時進行焊接。當壓力撤消時，所述電極被首先退出，然後是所述定位裝置，兩個零件(片材和螺母)被恰當地焊接與連接。
此裝置被設計得能使焊接在很短的時間周期內完成；相應地，根據後部伸縮元件的測量，所述電極被以足夠大的壓力壓迫到所述零件上。為此，它已經被安排成使焊接電流供應元件能在高強度與高頻率下工作。
所述電極在其被安置的支柱上具有一個帶有直通開口的基部。在用於電極導引的開口或套與支柱之間，有一個滑動絕緣護罩，例如由陶瓷材料或是類似的材料製成的。上述電極在其後端有相應的連接電纜並且在前面有一個杆對應於該連接電纜的內部，它與要被焊接的零件和後部伸縮元件相接觸。所述電極主體通過一個內部通道用水冷卻。另一方面，所述軸向杆優選地是通過可以進行強迫通風循環的一些開口或凹槽用空氣冷卻，例如，為了避免液體洩漏到模具上。在電極中產生了大量熱量的極端應用的事例中，也提供了所有的冷卻都是用液體實施的方法，可以使用水或是合適的冷卻液體。所述杆以永久的方式或是可移動的方式，以莫斯錐度、圓柱固定或以其它類似的裝配方法，連接到電極主體。
所述定位裝置要執行兩個基本方案，它必須將所述小零件定位到合適的位置以便進行焊接，並且它必須能容納所述滑動電極杆。考慮到上述電極會明顯地發熱，因此所述定位裝置要以耐高溫的並且圍繞著電極電絕緣的材料製成，比如陶瓷材料或類似的材料。在所述定位裝置的底部有一個用於要被焊接的小零件的出口窗，並且它必須有恰當的尺寸。在一側有一個連接到一個管道的窗，所述零件通過此管道自動進料，所述窗有一個前傳感器來測定何時所述零件已經被置於其合適位置以便啟動焊接程序或降下所述壓製機。所述零件一直被保持著直到所述電極杆通過一些橫向夾具或是類似系統將它推向遠端窗。
在支柱上移動的所述定位裝置在該支柱上的連接是通過一個中間連接部件來實現的。所述部件也用於在零件供應管道入口處的支撐和進入的自動調整。在此連接部件與支柱之間有一個伸縮元件來分別測定分離上部主體時的壓力。所述支柱具有一個中空的內部，其中有一個彈簧或在所述連接部件的核心處有一個相對的伸縮缸。另一方面，所述連接部件具有一個樞軸，或限定行程的支撐件，被容納進支柱的一個側槽內以阻止翻轉或限定最大行程。在所述支柱與連接部件之間已經提供了一個外殼或絕緣並且防摩擦的元件。
整個組件通過一個快速連接系統被固定到模具上，比如用一些夾具或類似的容易拆除的裝置。
因為設想此裝置是以全自動方式使用的而不需要輔助，所以它可以有多個傳感器，比如用於測定要被焊接到定位裝置內側的小零件是否存在的確定傳感器(stated sensor)，或用於在管道的入口處供應所述零件的自動裝置等等。
為了完成下面要做的描述並且為了使這些特性更容易理解，此文件後附了一組圖，其中以圖示性的而非限定性的方式描述了本發明的最重要的細節。


圖1所示是本裝置的部分截面正視圖。
圖2所示是所述電極支撐柱的正視圖。
圖3所示是支撐所述中間連接部件的支柱的部分截面正視圖。
圖4所示是所述中間連接部件的下部視圖。
圖5所示是所述中間連接部件的截面正視圖。
圖6所示是所述中間連接部件的橫截面正視圖。
圖7所示是所述電極主體的俯視圖。
圖8所示是所述電極主體的截面正視圖。
圖9所示是所述定位裝置的截面正視圖。
圖10所示是所述定位裝置的橫截面正視圖。
圖11所示是所述電極杆的正視圖。
圖12所示是所述電極杆的截面正視圖，顯示了用於空氣通過的通道。
圖13所示是所述電極杆的橫截面正視圖，顯示了用於空氣通過的通道。
圖14所示是要被焊接的零件正被所述杆壓到被焊接的片材上進行焊接細節的部分截面視圖，所述零件處於稍微靠前的位置。
具體實施例方式
考慮到上面評論的附圖，並且根據所採用的標號，在所述附圖中可以看到根據本發明的一個非限定性的優選實施例。該實施例是由一個帶有兩個並行支柱(3和4)的支撐主體(1)構成的，在兩支柱之間有一個並行安置的伸縮元件(11)。此主體(1)在其後部有一個接收板(2)，並且在兩側具有一些傾斜以便通過夾具(24)或類似裝置進行固定。在支柱(3)上有一個電極(5與6)，所述電極是由一個設有帶可移動絕緣外殼(10)的固定開口的主體(5)構成的。所述電極的主體(5)在連接到與電焊接能量供應源(未示出)連接的連接電纜的一端有一個錨固件(9)，在另一端有一個通過壓力壓低的杆(6)。在所述電極主體(5)的內側有一個用於冷卻液體流通的並帶有相應入口(8)和出口的迴路(7)。另一方面，所述杆(6)具有一系列用於冷卻空氣流通的開口與凹槽(29)。上述杆(6)被安排成與所述支撐主體(1)中的伸縮元件(11)是同軸的，並且被部分容納進所述定位裝置(12)的內部軸向開口(13)中。在另一個支柱(4)上有一個中間連接部件(19)。在上述支柱(4)的一端有一個盲開口(30)，盲開口中有一個壓迫著上述連接部件(19)的彈簧(25)或一個伸縮元件。另一方面，在所述支柱(4)的側面有一個凹槽(26)，用於使所述連接部件(19)上的一個樞軸(27)在其中移動，所述凹槽適合設置與所述樞軸相互的移動極限。此移動部件(19)在其套內的螺栓供應管道(18)一側有一個快速固定銷(23)並且在前面有一個用於所述定位裝置(12)的容納空間。另一方面，上述定位裝置(12)是通過第二銷(22)固定的。所述連接部件(19)有一個用於固定到所述支柱(14)的可移動外殼(20)。
所述定位元件(12)有一個內部軸向開口(13)，在此開口中容納有所述電極杆(6)，並且在其中要被焊接的小零件(31)從一個側窗(15)被接收，所述側窗被插入到所述管道(18)的通道(17)中。在所述定位裝置(12)的軸向開口(13)的兩側，以及在管道(18)的窗(15)的入口處，其中有一些窗，在所述窗中有兩個固定夾具(16)，當所述小零件(31)從上述管道(18)進入時，所述固定夾具(16)會從小零件(31)中突出。所述軸向開口(13)在其下端有一個用於要被焊接的小零件(31)的出口窗(14)，所述小零件被所述電極杆(6)以及下電極(28)推得緊靠著要被接合的片材(32)。在所述定位零件(12)的一側，所述連接部件(19)裝配有一個關聯傳感器(21)用於檢測零件(31)的存在以實現自動化。
權利要求
1.一種改進型的電阻焊接裝置，能自動工作，並且可以連接到連續模壓機或自動模壓機等的模具或模具保持裝置，其特徵在於，所述改進型電阻焊接裝置有一個主體基部(1)，從該主體基部可以升起一個或幾個並行的支柱(3和4)，在至少一個支柱(3)上有一個電極(5與6)，該電極的一極連接到一個焊接電流發生器(未示出)，並且在至少一個支柱(4)上有一個定位裝置(12)用於要被焊接的小零件(31)，在上述定位裝置(12)中引入的電極(5與6)用於將上述要被焊接的零件(31)壓到靠著一個第二電極(28)要被焊接的片材(32)或下零件上；並且所述改進型電阻焊接裝置在所述電極杆(6)的後部位置包括一個彈簧或伸縮元件(11)，所述彈簧或伸縮元件與該電極杆的運動軸線是同軸的，這樣在操作上適合在焊接中施加壓力；並且所述改進型電阻焊接裝置在所述定位裝置(12)與所述支柱(4)之間包括一個中間連接部件(19)。
2.根據權利要求1所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述電極包括一個帶有通孔或支柱(3)的滑動套導引件的主體(5)；並且所述主體(5)有一個內部通道對應於冷卻液體迴路(7)，該內部通道帶有相應的入口與出口(8)；並且所述電極主體(5)有一個部分引入到定位裝置(12)中的杆(6)，所述杆(6)與所述伸縮元件(11)同軸設置，這樣在操作上更適合穿過。
3.根據權利要求1和2所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述電極杆(6)有一些用於空氣冷卻的開口或凹槽(29)。
4.根據權利要求1和2所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，在一種可選擇性的實施例中是通過液體來冷卻所述杆的。
5.根據權利要求1和2所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述定位裝置(12)由一個用於讓杆(6)通過的軸向開口(13)構成，該開口(13)具有一個用於放置要被焊接的零件(31)的下窗口(14)和一個用於使要被焊接的零件(31)進入的側窗(15)，所述側窗(15)連通自動供料通道(18)的入口(17)；並且所述定位裝置(12)在軸向開口(13)的兩側各自有通過彈簧或類似裝置用於固定要被焊接的零件(31)的固定夾具(16)；並且所述定位裝置(12)有一個靠近其一面壁的傳感器(21)，以檢測要被焊接的零件(31)是否處於軸向開口(13)內的恰當位置。
6.根據權利要求5所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述用於通行的軸向開口(13)有一個用來引導所述杆(6)的運動的引導裝置(未示出)。
7.根據權利要求1和5所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述定位裝置(12)是由與電流絕緣的材料製成的，並且耐熱。
8.根據權利要求1和5所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述中間連接部件(19)在支柱(4)中有一個套或開口，該中間連接部件通過該套或開口可移動；並且所述支柱(4)在其自由端有一個內部盲開口(30)，所述盲開口內部有一個伸縮元件(25)，比如面對著連接部件(19)的一個彈簧或氣缸，用於連接部件(19)的分離；並且所述支柱(4)在其外形的一側有一個特定長度的縱向凹槽(26)，該縱向凹槽(26)中有一個來自於中間連接部件(19)適合於確定移動的最大行程的限位樞軸滑塊(27)；並且所述中間連接部件(19)在所述支柱(4)周圍有一個移動外殼(20)。
9.根據權利要求1，5和8所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述中間連接部件(19)具有一個套用於在所述定位裝置(12)內側焊接的小零件(31)的供料的管道(18)；並且所述管道的入口(17)面對著定位裝置軸向開口(13)的側窗(15)；並且所述中間連接部件(19)具有一個用於所述管道的固定銷(23)或類似固定裝置。
10.根據權利要求1，5和8所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述中間連接部件(19)具有一個銷(22)或類似的快速固定裝置應用於所述定位裝置(12)，使定位裝置(12)能快速移走。
11.根據權利要求1所述的改進型電阻焊接裝置，其特徵在於，所述主體(1)具有一個連接器或具有適合於通過一些快速裝置如夾具(24)而被固定到模具或模具保持裝置或所述裝置被安裝的工具上的基部主體的形狀；並且所述主體(1)基部在其後部有一個加固片材(2)接觸到它被連接的表面，這樣在操作上適合於在焊接期間施加壓力。
全文摘要
本發明涉及的是一種改進型電阻焊接裝置。本發明裝置包含一個能在由一個彈簧，一個氣缸或一個伸縮元件輔助的支撐柱上移動的電極。這樣，當被壓迫時，電極的運動能使得焊接時間足夠長以便有效焊接而不改變安裝電極的壓製機的運動循環。上述的支柱包含一個或多個圓柱，並且所述滑動電極被所述的圓柱之一支撐著。另外，電極杆被容納在一個定位器中，此定位器可以軸向移動並且能通過一個管道來接收被焊接的這個小零件。所述定位器是由絕緣材料製成的，優選的是陶瓷材料，並且包含有夾子來支撐所述零件直到它被電極杆推進下窗口內以進行焊接。
文檔編號B23K11/00GK1819890SQ200380106387
公開日2006年8月16日 申請日期2003年10月29日 優先權日2002年11月4日
發明者I·馬丁岡薩雷斯 申請人:奧康工業計劃公司