電極頭整形裝置以及電極頭整形工具的製作方法
2023-04-28 15:01:36
專利名稱：電極頭整形裝置以及電極頭整形工具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種點焊(電阻焊)中的電極頭整形裝置以及電極頭整形工具。
背景技術：
在點焊機中，通電時電極頭前端在較高的壓力下暴露於高溫中。因此，在點焊機中，電極頭前端在每次通電時崩壞，該電極頭前端的平坦部的直徑遞增。並且，在點焊(電阻焊)中，在焊接電流等焊接條件固定的狀態下，電極頭前端的平坦部的直徑增大時，向工件的被接合部通電的焊接電流的電流密度減少，難以形成良好的熔核，接合強度以及產品的可靠性降低。因此，對於點焊(電阻焊)機，一般使用具有如下功能的點焊機在每次向電極頭通電時使焊接電流遞增，使向工件的被接合部通電的焊接電流的電流密度保持一定，由此可以持續得到良好的熔核。
然而，在點焊(電阻焊)中，在工件上實施鍍鋅等表面處理的情況很多，在對表面處理後的工件連續地進行點焊的情況下，由於通電時的發熱而熔融的鋅等表面處理材料附著在電極頭前端，可能使該工件與電極頭前端焊接在一起。因此，在點焊(電阻焊)中，通過定期地、例如每進行50個點的焊接則對電極前端進行整形(修整)，從而防止該電極頭前端和工件之間的焊接。一般在具有點焊槍的焊接機器人中，每進行規定次數的焊接後，將焊槍定位於電極頭整形位置處，通過電極頭整形裝置對電極頭前端進行整形。這種電極頭前端的整形，通過電動馬達旋轉驅動電極頭整形裝置的整形工具(例如參照專利文獻1)，使一對電極頭前端壓於該電極頭整形工具上，通過整形工具對該電極頭前端進行切削加工。
然而，在電極頭整形裝置中，為了對電極頭前端進行良好的切削加工，需要至少0.2mm的切削餘量。而且，在點焊(電阻焊)中為了確保焊接質量，希望對應每一個工件對電極頭前端進行整形(切削)。因此，為了確保焊接質量，在將電極頭前端的切削餘量設為8mm的情況下，每40個工件需要更換一次電極頭，生產率顯著下降，並且運行成本增大。因此，如圖9所示，以往存在一種電極頭整形裝置1，其從由切削進行整形的類型變化成由塑性變形進行整形的類型。在該電極頭整形裝置1中，在電極頭前端與整形工具2接觸的狀態下，通過使該整形工具2繞電極頭的軸心旋轉，使電極頭前端發生塑性變形，整形為規定的形狀。
然而，在這種電極頭整形裝置1中，即使電極頭前端和各整形工具2的整形部4的接觸面壓力相同，由於整形部4在整形工具2的旋轉中心側和外側的圓周速度不同，整形部4在整形工具2的旋轉中心側和外側相對電極頭前端的相對移動速度不同，因而由整形工具2做的整形功量，從整形工具2的旋轉中心至外側都不一樣。因此，在現有的電極頭整形裝置1中，在從整形工具2的旋轉中心至外側的整形部4上產生整形功量剩餘的部位，整形工具2的旋轉驅動力增大。由此，對於整形工具2的驅動需要更大能力的電動馬達，整形裝置1變得大型化。
專利文獻1 特開平11-77331號公報發明內容本發明是鑑於上述情況而提出的，其第一目的在於，提供一種電極頭整形裝置，可以減輕整形工具的旋轉驅動力，使裝置小型化。
此外，第二目的在於，提供一種電極頭整形裝置用電極頭整形工具，可以減輕整形工具的旋轉驅動力，使整形裝置小型化。
為了達成上述目的，本發明中的第一發明是一種電極頭整形裝置，將電極頭前端壓於放射狀配置的整形工具上，在該狀態下使整形工具繞著電極頭的軸心旋轉，使電極頭前端和整形工具的整形部相對移動，由此使電極頭前端發生塑性變形而整形為規定形狀，其特徵在於，配置整形工具的整形部，使整形工具對電極頭前端所做的整形功量在從整形工具的旋轉中心至外側的整個區域上相同。
第二發明在第一發明的電極頭整形裝置中，其特徵在於，整形部形成為相同形狀的整形工具繞該整形工具的旋轉中心均勻配置，調節整形部與電極頭前端的接觸寬度，使由整形工具對電極頭前端所做的整形功量在從整形工具的旋轉中心至外側的整形部的整個區域上相同。
第三發明在第一發明的電極頭整形裝置中，其特徵在於，設有主整形工具，從電極頭的中心至外側對電極頭前端進行整形；和校正整形工具，配置成消除由該主整形工具所做的整形功量的偏差。
為了達成上述目的，本發明中的第四發明是一種電極頭整形工具，放射狀設置在電極頭整形裝置上，在將電極頭前端壓於整形部上的狀態下，繞著電極頭的軸心旋轉，使電極頭前端和整形部相對移動，由此使電極頭前端發生塑性變形而整形為規定形狀，其特徵在於，調節整形部與電極頭前端的接觸寬度，使對電極頭前端所做的整形功量在從整形工具的旋轉中心至外側的整形部的整個區域上相同。
因此，在第一發明中，整形時的剩餘整形功量減少，整形工具保持架的旋轉驅動力降低。
在第二發明中，由整形工具所做的整形功量在整形部整個區域上相同，整形時的剩餘整形功量減少，整形工具的旋轉驅動力降低。
在第三發明中，通過根據需要設定校正整形工具的形狀(長度以及整形部與電極頭前端的接觸寬度)，由整形工具所做的整形功量在整形部整個區域上相同，整形時的剩餘整形功量減少，整形工具的旋轉驅動力降低。
在第四發明中，由整形工具所做的整形功量在整形部整個區域上相同，整形時的剩餘整形功量減少，整形工具的旋轉驅動力降低。
發明效果本發明可以提供整形工具的旋轉驅動力降低且裝置小型化的電極頭整形裝置以及電極頭整形工具。
圖1是本電極頭整形裝置的說明圖，是表示設置於整形床上的整形工具的配置的圖。
圖2是本電極頭整形裝置的透視圖。
圖3是本電極頭整形裝置的說明圖，是表示整形時的狀態的圖。
圖4是本電極頭整形裝置的說明圖，(a)是表示圖1中A-A截面的放大圖，(b)是表示圖1中B-B截面的放大圖。
圖5是本電極頭整形裝置的說明圖，是表示本電極頭整形裝置以及現有的電極頭整形裝置中的、距整形工具的旋轉中心的距離與整形功量的關係的圖。
圖6是其他實施方式的電極頭整形裝置的說明圖，是表示設置於整形床上的整形工具的配置的圖。
圖7是其他實施方式的電極頭整形裝置的說明圖，(a)是表示圖6中E-E截面的放大圖，(b)是表示圖6中F-F截面的放大圖，(c)是表示圖6中G-G截面的放大圖。
圖8是其他實施方式的電極頭整形裝置的說明圖，是表示設置於整形床上的整形工具的配置的圖。
圖9是現有的電極頭整形裝置的說明圖，是表示設置於整形床上的整形工具的配置的圖。
圖10是現有的電極頭整形裝置的說明圖，(a)是表示圖9中C-C截面的放大圖，(b)是表示圖9中D-D截面的放大圖。
標號說明1電極頭整形裝置2整形工具4整形部5電極頭前端6電極頭具體實施方式
根據圖1～圖5說明本發明的一個實施方式。如圖1所示，本電極頭整形裝置1具有放射狀地配置有多個(在本實施方式中為4個)整形工具2的整形工具保持架3，在使電極頭前端5接觸各整形工具2的整形部4的狀態下，上述整形工具保持架3繞電極頭6的軸心旋轉驅動，使電極頭前端5和各整形工具2的整形部4相對移動，由此使電極頭前端5發生塑性變形而整形為規定形狀。如圖2所示，本電極頭整形裝置1，具有形成大致E字狀的框架7，在該框架7的相對的板8、9之間設置相互平行配置的一對導軌10。本電極頭整形裝置1通過上述一對導軌10，向圖2中紙面視角的上下方向引導整形床11，在上述整形床11的前端部可旋轉地安裝上述整形工具保持架3。
此外，本電極頭整形裝置1，在上述整形床11上具有整形工具驅動用馬達12，通過該整形工具驅動用馬達12經由減速結構對上述整形工具保持架3進行旋轉驅動，從而使各整形工具2旋轉。本電極頭整形裝置1，在上述整形床11和各板之間的一對導軌10上安裝壓縮螺旋彈簧13，通過由一對導軌10引導上述整形床11移動，各壓縮螺旋彈簧13伸縮，吸收電極頭前端5抵接於各整形工具2時的衝擊。如圖3所示，上述整形工具保持架3形成大致圓柱形，在兩端面設置與該整形工具保持架3同一軸心的擂缽狀的孔14(參照圖1)。此外，如圖1所示，在上述整形工具保持架3上，在繞軸心的多個位置(在本實施方式中為4處)均勻配置收容有整形工具2的整形工具收容部15。
此外，在本電極頭整形裝置1中，上述整形工具2由硬質的耐磨損材料形成，如圖1所示，通過將各整形工具2安裝在整形工具保持架3的各整形工具收容部15中，與電極頭前端5接觸的整形部4從整形工具保持架3的中心(整形工具2的旋轉中心)向外側延伸而配置成放射狀。而且如圖4所示，在本電極頭整形裝置1中，上述整形工具2的整形部4形成為凸狀的曲面，通過調節該整形部4的曲率半徑R1、R2(R1＞R2)，從電極頭6的中心至外側調節該整形部4與電極頭前端5的接觸寬度，使由整形工具2所做的整形功量在整形部4的整個區域相同。
如圖5所示，在整形部4的接觸寬度從電極頭6的中心至外側為一定(整形部4的曲率半徑R從整形工具2的旋轉中心至外側為一定)的現有整形工具2(參照圖9和圖10)中，整形部4的整形功量的峰值P1處於整形工具2的旋轉中心至外側的大致中央。因此在本電極頭整形裝置1中，以現有的電極頭整形裝置1中整形部4的整形功量達到峰值的距離L1為中心，使前後部分的曲率半徑R2形成得較小，縮窄整形部4與電極頭前端5的接觸寬度，從而使由整形工具2所做的整形功量從整形工具2的旋轉中心至外側在整形部4的整個區域上相同。
接著對本電極頭整形裝置1的作用進行說明。首先，通過點焊(電阻焊)的加壓力，將電極頭前端5推壓在安裝於整形床11的整形工具保持架3上的各整形工具2上。在該狀態下，通過使各整形工具2繞著電極頭6的軸心旋轉，使該電極頭前端5與各整形工具2的整形部4相對移動，此時在電極頭前端5和各整形工具2的整形部4之間產生的摩擦的能量(整形工具2對電極頭前端5所做的整形功量)使電極頭前端5發生塑性變形而整形為規定形狀。在本電極頭整形裝置1中，調節各整形工具2的整形部4的曲率半徑以調節電極頭前端5與各整形工具2的整形部4之間的接觸寬度。由此，如圖5所示，由各整形工具2所做的整形功量在從整形工具2的旋轉中心至外側的整形部4的整個區域上相同，可以削減剩餘的整形功量(整形工具2對電極頭前端5所做的功)，通過所需最小限度的整形功量使電極頭前端5發生塑性變形，整形成規定形狀。
該實施方式可以得到如下的效果。
在本電極頭整形裝置1中，調節整形工具2的整形部4的曲率半徑，以從該整形工具2的旋轉中心至外側對電極頭前端5與整形工具2的整形部4之間的接觸寬度進行調節，由此使由整形工具2所做的整形功量在從整形工具2的旋轉中心至外側的整形部4的整個區域上相同。
因此，在本電極頭整形裝置1中，由做剩餘整形功量導致的損失消失，可以以所需最小限度的整形功量對電極頭前端5進行整形。由此，可以減小整形工具2的旋轉驅動力，可以使整形工具驅動用馬達12以及該電極頭整形裝置1實現省力化、小型化。
本發明的實施方式不限於上述內容，例如也可以構成如下。
在現有的電極頭整形裝置1(參照圖9以及圖10)的整形工具2所做的整形功量，從整形工具2的旋轉中心至外側以大致一定的傾斜度增大的情況下，也可以如圖6所示地形成整形工具2(在圖7中R5＞R6＞R7)，使整形部4的曲率半徑從整形工具2的旋轉中心至外側遞減，放射狀配置該整形工具2而構成電極頭整形裝置1。
此時，在整形時由整形工具2所做的整形功量在從整形工具2的旋轉中心至外側的整形部4的整個區域上相同。與現有的電極頭整形裝置1相比，由做剩餘整形功量導致的損失遞減，可以由所需最小限度的整形功量對電極頭前端5進行整形。由此，可以降低整形工具2的旋轉驅動力，可以使整形工具驅動用馬達12以及該電極頭整形裝置1實現省力化、小型化。
由現有的電極頭整形裝置1(參照圖9和圖10)的整形工具2所做的整形功量偏向整形工具2的旋轉中心側的情況下，如圖8所示，可以配置從電極頭前端5的中心至外側對該電極頭前端5進行整形的主整形工具2a、以及偏向整形工具2的旋轉中心側設置，以消除該主整形工具2a所做的整形功量的偏差的校正整形工具2b，放射狀地配置該整形工具2以構成電極頭整形裝置1。
此時，主整形工具2a的整形部4的整形功量的偏差由校正整形工具2b校正，在整形時由整形工具2所做的整形功量在從整形工具2的旋轉中心至外側的整形部4的整個區域上相同，與現有的電極頭整形裝置1相比，由做剩餘整形功量導致的損失遞減，可以由所需最小限度的整形功量對電極頭前端5進行整形。由此，可以降低整形工具2的旋轉驅動力，可以使整形工具驅動用馬達12以及該電極頭整形裝置1實現省力化、小型化。
權利要求
1.一種電極頭整形裝置，將電極頭前端壓於放射狀配置的整形工具上，在該狀態下使所述整形工具繞著電極頭的軸心旋轉，使所述電極頭前端和所述整形工具的整形部相對移動，由此使所述電極頭前端發生塑性變形而整形為規定形狀，其特徵在於，配置所述整形工具的整形部，使所述整形工具對所述電極頭前端所做的整形功量在從所述整形工具的旋轉中心至外側的整個區域上相同。
2.如權利要求1所述的電極頭整形裝置，其特徵在於，所述整形部形成為相同形狀的所述整形工具繞該整形工具的旋轉中心均勻配置，調節所述整形部與所述電極頭前端的接觸寬度，使由所述整形工具對所述電極頭前端所做的整形功量在從所述整形工具的旋轉中心至外側的所述整形部的整個區域上相同。
3.如權利要求1所述的電極頭整形裝置，其特徵在於，設有主整形工具，從所述電極頭的中心至外側對所述電極頭前端進行整形；和校正整形工具，配置成消除由該主整形工具所做的整形功量的偏差。
4.一種電極頭整形工具，放射狀配置在電極頭整形裝置上，在將電極頭前端壓於整形部上的狀態下，繞著電極頭的軸心旋轉，使所述電極頭前端和所述整形部相對移動，由此使所述電極頭前端發生塑性變形而整形為規定形狀，其特徵在於，調節所述整形部與所述電極頭前端的接觸寬度，使對所述電極頭前端所做的整形功量在從所述整形工具的旋轉中心至外側的所述整形部的整個區域上相同。
全文摘要
本發明提供一種可以降低整形工具的旋轉驅動力且裝置小型化的電阻焊機用電極頭整形裝置以及電極頭整形工具。調節整形工具(2)的整形部(4)的曲率半徑，以從該整形工具(2)的旋轉中心至外側對電極頭前端(5)與整形工具(2)的整形部(4)之間的接觸寬度進行調節，由此使由整形工具(2)所做的整形功量在從整形工具(2)的旋轉中心至外側的整形部(4)的整個區域上相同。因此，由做剩餘整形功量導致的損失消失，可以以所需最小限度的整形功量對電極頭前端(5)進行整形。由此，可以減小整形工具(2)的旋轉驅動力，可以使電極頭整形裝置(1)實現省力化、小型化。
文檔編號B23K11/30GK101052492SQ200680001119
公開日2007年10月10日 申請日期2006年2月28日 優先權日2005年3月1日
發明者小倉修平, 野村浩二, 鈴木幹治, 土井祐基, 清水孝恭, 寺田真二, 新木精, 木村秀哉, 田中義則 申請人:豐田自動車株式會社