一種伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法
2023-07-07 13:24:16 1
一種伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法
【專利摘要】本發明公開了一種伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法，包括裝有機器人安裝法蘭的安裝架以及由所述安裝架並行伸出的主動電極和被動電極，所述安裝架上設有滑軌，滑軌上裝有滑塊，所述主動電極通過夾持件固定安裝在所述滑塊上，所述安裝架上設有驅動所述主動電極沿滑軌伸出或收回的動力件。本發明在工件不運動、在有夾具固定、保證精度的情況下，利用機器人的精確控制，準確找到焊點位置，完成方便、直接、可控、完整的電阻點焊過程。保證開合件的美觀、強度和精度的要求。通過採用單邊點焊代替大尺寸件現有的生產方式，即可有效的減小焊槍尺寸，使更多的能量用於焊接，降低能耗、改善環境。
【專利說明】一種伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法
【技術領域】
[0001]本發明用於汽車生產自動化製造領域，特別是涉及一種伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法。
【背景技術】
[0002]在汽車白車身焊裝過程，單邊點焊的應用非常重要。汽車白車身中有很多零部件是由內外板組成，內板需要保持強度，外板需要保持美觀。這樣就需要即要在內外板開合金內側形成焊點焊核，又要保證外側外板保證平整美觀、不形成焊點焊核。另外，在白車身地板中通道的焊接生產過程中，由於地板尺寸較大，從而造成電阻點焊焊槍尺寸也同樣很大。這種情況就會造成焊接時的感抗與阻抗變的很大，從而造成焊接能量的損失加大，增加焊接所需的耗電量。焊槍尺寸過大也會使焊槍的重量增大很多，需要更大負載的機器人來安裝焊槍。綜合上述2種情況，普通電阻點焊焊槍不是實現不了產品生產要求就是會增加能耗以及成本消耗。
[0003]目前，白車身生產製造過程中的開合件的生產主要使用包邊或滾邊之後，由機器人抓手夾持進行工件運動的固定單邊點焊，機器人伺服單邊點焊系統應用寥寥無幾。固定單邊點焊，這種生產方式會導致工件運動過程中內外板之間產生相對位移，從而造成精度偏差以及焊接強度下降、美觀性下降等問題。在大尺寸焊接件上目前更是無法避免的使用大尺寸普通焊槍。
[0004]分析白車身開合件現有的生產方式，主要存在的問題點是如何使工件不運動的情況下、在有夾具固定的情況下、保證精度情況下完成方便、直接、可控、完整的電阻點焊過程。保證開合件的美觀、強度和精度的要求。大尺寸件現有的生產方式如果可以由單邊點焊實現替代，即可有效的減小焊槍尺寸，減少能耗，降低成本與投入。
[0005]經過對現有的生產方式以及現有的固定單邊點焊分析，可知。機器人伺服單邊點焊系統的應用，可以解決以上出現的問題。
【發明內容】
[0006]為解決上述問題，本發明提供一種保持工件靜止，避免工件精度變化，同時降低能耗改善環境的伺服單邊點焊裝置和單邊點焊方法。
[0007]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種伺服單邊點焊裝置，包括裝有機器人安裝法蘭的安裝架以及由所述安裝架並行伸出的主動電極和被動電極，所述安裝架上設有滑軌，滑軌上裝有滑塊，所述主動電極通過夾持件固定安裝在所述滑塊上，所述安裝架上設有驅動所述主動電極沿滑軌伸出或收回的動力件。
[0008]進一步作為本發明技術方案的改進，所述被動電極通過彈性連接座與所述安裝架連接，所述彈性連接座包括與安裝架固定連接的安裝板、彼此正對且分隔設置在所述安裝板上的上支撐塊和下支撐塊以及裝所述被動電極的頂部且平行於所述滑軌穿過所述上支撐塊和下支撐塊的導向軸，所述導向軸在所述下支撐塊的上方裝有夾緊塊，所述上支撐塊和夾緊塊間裝有壓縮彈性件。
[0009]進一步作為本發明技術方案的改進，所述導向軸設置並行的兩根，所述壓縮彈性件為套裝在兩所述導向軸上的壓縮彈簧。
[0010]進一步作為本發明技術方案的改進，所述上支撐塊與壓縮彈簧之間設有套裝在兩所述導向軸上的彈簧壓塊，所述上支撐塊上裝有下端抵住所述彈簧壓塊的調節螺栓，轉動所述調節螺栓可以調節所述彈簧壓塊與上支撐塊的距離。
[0011 ] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述被動電極包括電極座和由所述電極座向下伸出的電極杆，所述導向軸裝在所述電極座上，所述電極杆的底端裝有銅編織墊。
[0012]進一步作為本發明技術方案的改進，所述安裝架上還設有變壓器，所述被動電極和主動電極分別通過軟連接件與變壓器的正極和負極連通，所述動力件為伺服電機。
[0013]一種單邊點焊方法，包括以下步驟:將上述伺服單邊點焊裝置通過機器人安裝法蘭板與機器人連接，機器人控制伺服單邊點焊裝置使被動電極首先與工件接觸，在機器人的作用力下，被動電極進一步緊密接觸工件，到達指定位置；到達指定位置後，通過伺服電機驅動主動電極，接觸工件後，伺服電機進行加力操作，分離的工件被壓緊；壓緊之後，變壓器輸出電流，在焊接力與電阻熱效應的作用下，工件在與主動電極接觸處形成熔核，原本分離的工件被焊合在一起；焊接完成後，電流停止，伺服電機驅動主動電極退回，伺服單邊點焊裝置隨機器人運動到工件下一處焊點。
[0014]本發明的有益效果:可以利用機器人的精確控制，準確找到焊點位置，並且不需要移動工件，從而避免了工件的精度變化，機器人控制也可以方便的增加不同車型與焊點，同時，焊槍尺寸很小，這樣形成的迴路阻抗和感抗很小，使更多的能量用於焊接，降低能耗、改善環境。
[0015]本發明在工件不運動、在有夾具固定、保證精度的情況下，完成方便、直接、可控、完整的電阻點焊過程。保證開合件的美觀、強度和精度的要求。通過採用單邊點焊代替大尺寸件現有的生產方式，即可有效的減小焊槍尺寸，減少能耗，降低成本與投入。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
圖1是本發明實施例軸測圖；
圖2是本發明實施例主視圖；
圖3是本發明被動電極結構示意圖；
圖4是本發明電流流向迴路圖。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1至圖4，本發明提供了一種伺服單邊點焊裝置，包括裝有機器人安裝法蘭11的安裝架I以及由所述安裝架I並行伸出的主動電極2和被動電極3，所述安裝架I上還設有變壓器4，所述被動電極3和主動電極2分別通過軟連接件41與變壓器4的正極和負極連通，所述安裝架I上設有滑軌12，滑軌12上裝有滑塊13，所述主動電極2通過夾持件14固定安裝在所述滑塊13上，所述安裝架I上設有驅動所述主動電極2沿滑軌12伸出或收回的動力件5 (伺服電機)。
[0018]其中，所述被動電極3通過彈性連接座6與所述安裝架I連接，彈性連接座6為可調式壓力壓緊機構，用於使被動電極3底端與焊接工件嚴密接觸，產生良好的導電效果，防止發生放電與焊接(此處僅需要導電，不能產生放電或焊接)。所述彈性連接座6包括與安裝架I固定連接的安裝板61、彼此正對且分隔設置在所述安裝板61上的上支撐塊62和下支撐塊63以及裝所述被動電極3的頂部且平行於所述滑軌12穿過所述上支撐塊62和下支撐塊63的兩根導向軸64，導向軸64在受力壓縮時實現導向功能，所述導向軸64在所述下支撐塊63的上方裝有夾緊塊65，夾緊塊65用於固定兩根導向軸64使其能同時運動，避免因不同步而出現卡死現象。所述上支撐塊62和夾緊塊65間裝有壓縮彈性件。所述壓縮彈性件為套裝在兩所述導向軸上的壓縮彈簧66。所述被動電極3包括電極座31和由所述電極座31向下伸出的電極杆32，所述導向軸64裝在所述電極座31上，電極杆32長度可根據要求設計成不同長度，滿足不同工件，不同焊點的要求。所述電極杆32的底端裝有銅編織墊33，銅編織墊33通過螺栓緊密貼合在電極杆32上，在焊接過程中，銅編織墊33的柔性可以保證與工件的緊密接觸，並減少在接觸過程中的運動衝擊。所述上支撐塊62與壓縮彈簧66之間設有套裝在兩所述導向軸64上的彈簧壓塊67，所述上支撐塊62上裝有下端抵住所述彈簧壓塊67的調節螺栓68，轉動所述調節螺栓68可以調節所述彈簧壓塊67與上支撐塊62的距離。實現被動電極3預壓功能，通過調節螺栓68的擰入深度不同來提供不同的預緊力，滿足不同焊接工況的要求和實現較好的焊接質量。若工件出現位置誤差或者在不同焊點時需下壓深度不一致時，在預緊力的作用下，本彈性連接座6能實現在一定程度的補償作用，大大減小因位置誤差導致焊點質量不一致的缺陷。另外，本彈性連接座6採用的雙導向軸64雙彈簧結構導向精度高，並可使得在受力壓縮過程，保證運動平衡，避免被動電極杆因側向力的作用產生旋轉，造成工件的刮傷，損壞工件表面。
[0019]在焊接工位上，將上述伺服單邊點焊裝置通過機器人安裝法蘭板11與機器人連接，機器人控制伺服單邊點焊裝置使被動電極3首先與工件7接觸，在機器人的作用力下，被動電極3進一步緊密接觸工件7，到達指定位置；到達指定位置後，通過伺服電機驅動主動電極2，接觸工件7後，伺服電機進行加力操作，分離的工件7被壓緊；壓緊之後，變壓器4輸出電流，電流通過變壓器正極流到軟連接件41、被動電極3、流經工件7、再通過主動電極2、夾持件14、軟連接件41，流回變壓器負極，在焊接力與電阻熱效應的作用下，工件7在與主動電極2接觸處形成熔核，原本分離的工件7被焊合在一起；焊接完成後，電流停止，伺服電機驅動主動電極2退回，伺服單邊點焊裝置隨機器人運動到工件下一處焊點。
[0020]當然，本發明創造並不局限於上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
【權利要求】
1.一種伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:包括裝有機器人安裝法蘭的安裝架以及由所述安裝架並行伸出的主動電極和被動電極，所述安裝架上設有滑軌，滑軌上裝有滑塊，所述主動電極通過夾持件固定安裝在所述滑塊上，所述安裝架上設有驅動所述主動電極沿滑軌伸出或收回的動力件。
2.根據權利要求1所述的伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:所述被動電極通過彈性連接座與所述安裝架連接，所述彈性連接座包括與安裝架固定連接的安裝板、彼此正對且分隔設置在所述安裝板上的上支撐塊和下支撐塊以及裝所述被動電極的頂部且平行於所述滑軌穿過所述上支撐塊和下支撐塊的導向軸，所述導向軸在所述下支撐塊的上方裝有夾緊塊，所述上支撐塊和夾緊塊間裝有壓縮彈性件。
3.根據權利要求2所述的伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:所述導向軸設置並行的兩根，所述壓縮彈性件為套裝在兩所述導向軸上的壓縮彈簧。
4.根據權利要求3所述的伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:所述上支撐塊與壓縮彈簧之間設有套裝在兩所述導向軸上的彈簧壓塊，所述上支撐塊上裝有下端抵住所述彈簧壓塊的調節螺栓，轉動所述調節螺栓可以調節所述彈簧壓塊與上支撐塊的距離。
5.根據權利要求2?4任一項所述的伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:所述被動電極包括電極座和由所述電極座向下伸出的電極杆，所述導向軸裝在所述電極座上，所述電極杆的底端裝有銅編織墊。
6.根據權利要求1?4任一項所述的伺服單邊點焊裝置，其特徵在於:所述安裝架上還設有變壓器，所述被動電極和主動電極分別通過軟連接件與變壓器的正極和負極連通，所述動力件為伺服電機。
7.—種單邊點焊方法，其特徵在於，包括以下步驟:將權利要求6所述的伺服單邊點焊裝置通過機器人安裝法蘭板與機器人連接，機器人控制伺服單邊點焊裝置使被動電極首先與工件接觸，在機器人的作用力下，被動電極進一步緊密接觸工件，到達指定位置；到達指定位置後，通過伺服電機驅動主動電極，接觸工件後，伺服電機進行加力操作，分離的工件被壓緊；壓緊之後，變壓器輸出電流，在焊接力與電阻熱效應的作用下，工件在與主動電極接觸處形成熔核，原本分離的工件被焊合在一起；焊接完成後，電流停止，伺服電機驅動主動電極退回，伺服單邊點焊裝置隨機器人運動到工件下一處焊點。
【文檔編號】B23K11/11GK104475955SQ201410720400
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】姚維兵, 孫志成, 武富強, 胡錫雄, 馮耀強, 張強, 房希凡, 陳世超 申請人:森德萊焊接技術（廣州）有限公司