專利名稱：夾緊焊機機頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及焊接設備，尤其涉及一種對小金屬物件進行多點夾緊焊接的電阻夾緊 焊機機頭。
背景技術：
本申請的申請人在之前就針對現(xiàn)有電阻焊接設備存在的焊接質量不穩(wěn)定的狀況 提供一種高性能電阻焊設備，并申請實用新型專利，獲得授權(公開號CK201446354U)。該 專利通過采用高精度壓力傳感器、高精度位移傳感器及跟蹤系統(tǒng)，收集壓力信號和位移信 號，通過可編程控制器程序控制，對金屬類工件進行全過程焊接監(jiān)控，從而保證焊接質量穩(wěn) 定。但該焊接設備在結構設計上還存在有待完善的部分，下面就其不足部分作出一些分 析請參見附圖4，該焊接設備的輔機架22安裝在垂直安裝的主直線導軌4上，能沿主 直線導軌4上下運動，在運動到一工作位置時就會固定于該位置上。此時該輔機架22的兩 端成為一懸臂梁，整體剛性差。而左端伸出長度要比右端長得多，其端部又固定有氣缸等部 件，如再受到外力作用很容易產生彎曲變形，左右直線導軌20也會隨之變形，這樣一方面 會造成活動的左電極與固定的右電極不匹配對應，不能形成共同的夾緊點和焊接點。另有 一方面，導軌20在電極18受到壓力的情況下會產生扭矩，使導柱20不能順暢地在左右直 線軸承21中滑動，甚至卡死，致使夾緊氣缸16工作時，調節(jié)壓力彈簧23不起作用，壓力傳 感器顯示的壓力失真，導致汽缸的夾緊力未加在焊點上，而且此機構壓力傳感器不能等同 感知兩電極的夾緊壓力，使焊機不能施以適當的夾緊焊接。此外還存在電極與焊接件相對位置調整問題，當焊接件夾緊定位后，焊機機頭隨 輔機架22向下運動到工作位置，此方案電極18是動電極，可水平方向夾緊移動，電極19為 定電極固定在機架22上。如焊接件在兩電極之間的位置偏于一側，不對中，其調整有時就 會受到限制。如焊接件0偏于左側電極18，使右電極19與焊接件0之間的右側間隙較大， 而左電極18與焊接件0之間的左側間隙較小，請參見圖5中a圖，在夾緊焊點的過程中左電 極18勢必要帶動被焊接件向右移動，而焊接件的位置是固定的，因此會導致右電極19與被 焊接件的接觸電阻增大導致焊接不良，致使生產過程工藝失控。最佳工作狀態(tài)(如b圖)， 電極19與被焊接件之間縫隙應該越小越好趨向于0為最佳，但由于右電極19是固定的， 很難保證在在向下的移動中始終保持最小間隙，如稍向內側偏移很可能與被焊接件發(fā)生碰 撞，產生運動干涉，如c圖，就會打掉該處焊點，形成對焊接件的破壞。且此干澀牽涉到的縫 隙沒有可控性，導致更換電極或產品后，焊接點接觸電阻的大小不一致，直接影響到焊接效 果的穩(wěn)定性，增加不確定因數。

發(fā)明內容
本方面的目的在于設計一種剛性好，傳動穩(wěn)定，且不需要作電極與焊接件之間間 隙調整的一種夾緊焊機機頭，上述目的通過下述技術方案來實現(xiàn)
所述夾緊焊機機頭，安裝在對應電阻焊接機的垂直導軌上，包括氣缸、壓緊彈簧、 壓力傳感器、位移傳感器、兩電極和水平置放的夾緊機架，還包括拉桿、反饋板、兩平衡彈 簧、兩支架和兩滑塊，所述夾緊機架上設有導軌，兩滑塊分別滑接在該導軌上，兩支架分別 連接在對應的滑塊上，每一支架由平衡彈簧與夾緊機架的對應端部連接，兩電極分別固定 和活動連接在對應支架上，反饋板和位移傳感器分別連接在一支架上，兩支架有相互位移 時，移傳感器產生位移信號，壓力傳感器安裝在活動連接電極的支架上或對應的電極上，壓 力傳感器的壓觸桿安裝在活動連接于支架的電極上或對應的支架上，氣缸固定在一支架 上，拉桿穿套在另一支架上，氣缸的活塞桿端部與拉桿內測端同軸線連接，在活塞桿收縮或 伸展時，帶動兩支架作相互靠攏或遠離的運動。所述夾緊焊機機頭進一步的設計在于，所述夾緊機架上設有兩垂直分布且間隔一 定距離的導軌或導軌槽，用于與對應電阻焊接機機架上的對應導軌槽或導軌滑接。所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述電極安裝在電極架上，電極通過電 極架與支架連接；所述活動連接于支架的電極所對應的電極架或支架上設有滑動銷，與該 電極架所對應的支架上或與該支架所對應的電極架上設有與所述滑動銷配合的滑動孔，滑 動銷穿套在滑動孔中，電極及電極架通過滑銷相對滑動孔運動而相對支架移動。所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述壓力傳感器活動連接電極的上或對 應的電極架上，壓力傳感器的壓觸桿安裝在活動連接于支架的電極架上或對應的支架上，所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述夾緊機架上設有與所述導軌平行的 第一滑軌和第二滑軌，所述支架穿套在該兩滑軌上。所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述拉桿的內測端的圓周側面上設有螺 紋，所述氣缸的活塞桿端部設有對應螺孔，兩者通過螺旋連接。所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述夾緊機架的兩端分別設有安裝耳， 平衡彈簧的一端固定在該安裝版上，另一端固定在對應支架的外側端。所述夾緊焊機機頭更進一步的設計在于，所述反饋板通過一桿件與對應支架連 接。本發(fā)明通過設置兩平衡彈簧將支兩架分別與夾緊機架的一端連接，使兩支架在平 衡彈簧的作用下有向夾緊支架兩端運動的傾向，同時該兩支架在氣缸、與氣缸連接的拉桿 及壓緊彈簧的作用下，又使兩支架具有向夾緊機架中心運動的傾向，這樣在氣缸活塞桿的 伸縮作用下使兩支架帶動電機作向中心靠攏或遠離的運動，使得為提高焊接質量提供了保 證。此外本發(fā)明通過水平方向的一導軌和第一、第二滑軌及豎直方向的兩導軌和導槽的滑 接，使本發(fā)明的焊機機頭的整體剛性大大提高，且壓力傳感器與位移傳感器直接作用與夾 緊部分大大提高反饋數據的穩(wěn)定性和真實性，由此焊接的穩(wěn)定性大大提高，從而使焊接設 備的加工質量大為提高。


圖1是本發(fā)明的焊機機頭安裝在焊接機中的結構示意圖。圖2是圖1所示焊接機的左視圖。圖3是本發(fā)明的焊機機頭的結構示意圖。圖4是公開號CK201446354U專利所述焊接機的結構示意圖。
圖5是圖4所示焊接機頭在微調電極相對焊接件位置時，會打掉被焊接件的情況 示意圖。圖中，2主機架，3垂直氣缸或，4主直線導軌，15調節(jié)壓力彈簧，16夾緊汽缸，17壓 力傳感器，18左電極，19右電極、20左右直線導軌、左右直線軸承21，輔機架22，100焊機機 頭，101夾緊機架，102導軌，103安裝耳，104平衡彈簧，105滑塊，106第一滑軌，107第二滑 軌，110支架，111氣缸，112桿件，113絕緣墊，114電極架，115電極，116反饋板，121拉桿， 122壓緊彈簧，123位移傳感器，124壓力傳感器，125滑動銷，126壓觸桿，127滑動孔，200電 阻焊接機機架，201垂直導軌，202氣缸，300定位工裝。
具體實施例方式對照圖1，本發(fā)明的焊機機頭100主要由夾緊機架101、導軌102、兩支架110、兩平 衡彈簧103、兩電極115、氣缸111 (或伺服馬達)、拉桿121、反饋板116、位移傳感器123、壓 緊彈簧122和壓力傳感器124組成。該機頭100通過夾緊機架101后側面上的兩垂直分布 且間隔一定距離的滑塊108與電阻焊接機機架200上的垂直導軌201滑動連接，使夾緊機 架101水平置放。固定在焊接機機架200上的氣缸202的活塞桿與夾緊機架101的上端連 接，通過伸縮運動推動焊機機頭100沿垂直導軌201上下運動。夾緊機架101上端板的下側設有導軌102，兩滑塊105分別滑接在該導軌上，每一 滑塊105與一支架110連接，支架110對稱放置，其外側與平衡彈簧104的一端連接，平衡 彈簧104的另一端與連接在夾緊機架101對應端的安裝耳103連，使兩一支架110在對應 平衡彈簧104作用下被分別拉向夾緊機架101的左右兩端。每側支架110的內側安裝有電 極115，電極115通過電極架114安裝在支架110上。兩側的電極安裝形式不一樣，其中左 側的電極115及電極架114是固定在支架110上的。而右側的電極115及電極架114是活 動地安裝在支架110上的。電極架114上設置有兩根平行放置的滑動銷125，對應位置的上 設有與滑動銷125相配合的滑動孔127，滑動銷125穿套在該滑動孔127中。當然也可反過 來設計，將滑動銷125設置在支架110上，滑動孔127設置在電極加114上，這樣電極115 及電極架114通過滑動銷125和滑動孔127的相對運動而產生相對于支架的移動?；瑒愉N 125端部設軸肩或旋接螺母，以使電極及電極架在沿滑動孔移動時能受到移位限定。壓力傳 感器126安裝在右側的支架110上，壓力傳感器的壓觸桿126安裝在電極架114上。在兩 電極夾緊焊接時，電極架114與支架110相互靠攏并壓緊在焊接件上，壓觸桿126與壓力傳 感器123也相互靠攏并抵觸在一起，產生壓力信號。所以也可將位移傳感器123安裝在電 極架114上，壓觸桿126安裝在支架110上。左側支架110的外側安裝有氣缸111，右側支架110上穿套一拉桿121。左側支架 110上的氣缸111的活塞桿與右側支架110上拉桿121處于同軸線位置并相互連接。本實 施例是這樣連接的拉桿121的內測端的圓周側面上設有螺紋，氣缸111的活塞桿端部設有 對應螺孔，兩者通過螺旋連接，這樣連接后的長度可以調節(jié)。壓緊彈簧122穿套在拉桿121 上，該壓緊彈簧的一端抵靠在拉桿121外側端的軸肩上，一端抵靠在支架上，在壓緊彈簧的 作用下使兩支架110向相互靠攏方向運動。兩支架的相對位移量由位移傳感器123測得， 位移傳感器123置于右側的支架110上，對應的反饋板116通過桿件112連接在左側的支 架110上。當然傳感器123與反饋板116也可反過來安裝，即反饋板116通過桿件112連接在右側的支架Iio上，傳感器123安裝在左側支架110上。本實施例的夾緊機架上還設有與導軌102平行的第一滑軌106和第二滑軌107，支 架110穿套在該兩滑軌上，使焊機機頭的剛性更好，橫向移動時精度更高。上述焊機機頭工作時，焊接件被固定在處于對應位置的定位工裝300上，在氣缸 202的活塞桿推動用下，焊機機頭100沿垂直導軌201向下滑動至對應工作位置。此時氣缸 111工作，該氣缸111的活塞桿向內收縮，壓緊彈簧122被壓縮，其產生的內應力作用于右側 的支架110，使該支架向位于中心處的焊接件方向運動，這樣左右兩側的平衡彈簧104不平 衡，在平衡彈簧104作用下，左側支架也向位于中心處的焊接件方向運動，帶動安裝在其上 的電極115、氣缸111、桿件112及反饋板116運動，直至左、右側的電極115分別抵觸在該 焊接件的左、右側。氣缸111的活塞桿繼續(xù)向內收縮，右側的支架110相對右側的電極115 產生相對移動，使兩者相互靠緊，壓觸桿126壓在壓力傳感器124上，產生一個初始的壓力 信號。左右兩側的支架都向中心處的焊接件方向移動時，兩電極向相互靠攏方向移動，不會 碰觸外側已焊接好的焊點、且在下降時不會撞擊被焊接件，保證左右兩側與被焊接件良好 接觸。在兩支架都向中心處移動的同時，分別受到對應平衡彈簧104更大的向外拉力。反 饋板116與位移傳感器123相對距離的變化被傳感器測得并傳輸到焊接設備的控制機構。 活塞桿再繼續(xù)向內收縮，左側的電極115抵觸到焊接件的左側并對焊接件施予夾緊力，該 夾緊力由壓力傳感器124測得并向焊接設備的控制機構傳輸，當壓力和位移量達到一預定 值時，控制系統(tǒng)使氣缸111停止工作并開始對焊接件實施焊接，電極115開始工作。一焊點 的焊接完成后，氣缸111又開始工作，其活塞桿向外伸展，在平衡彈簧104的作用下左、右支 架110向兩端移動，即向相互遠離的方向移動，兩電極松開對焊接件的夾緊。接著焊機機頭 100向上運動，完成了一個焊點的焊接工作。其他焊點的焊接重復上述過程，不再贅述。
權利要求
夾緊焊機機頭，安裝在對應電阻焊接機的垂直導軌上，包括氣缸、壓緊彈簧、壓力傳感器、位移傳感器、兩電極和水平置放的夾緊機架，其特征在于還包括拉桿、反饋板、兩平衡彈簧、兩支架和兩滑塊，所述夾緊機架上設有導軌，兩滑塊分別滑接在該導軌上，兩支架分別連接在對應的滑塊上，每一支架由平衡彈簧與夾緊機架的對應端部連接，兩電極分別固定和活動連接在對應支架上，反饋板和位移傳感器分別連接在一支架上，兩支架有相互位移時，移傳感器產生位移信號，壓力傳感器安裝在活動連接電極的支架上或對應的電極上，壓力傳感器的壓觸桿安裝在活動連接于支架的電極上或對應的支架上，氣缸固定在一支架上，拉桿穿套在另一支架上，氣缸的活塞桿端部與拉桿內側端同軸線連接，在活塞桿收縮或伸展時，帶動兩支架作相互靠攏或遠離的運動。
2.根據權利要求1所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述夾緊機架上設有兩垂直分 布且間隔一定距離的導軌或導軌槽，用于與對應電阻焊接機機架上的對應導軌槽或導軌滑 接。
3.根據權利要求2所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述電極安裝在電極架上，電極 通過電極架與支架連接；所述活動連接于支架的電極所對應的電極架或支架上設有滑動 銷，與該電極架所對應的支架上或與該支架所對應的電極架上設有與所述滑動銷配合的滑 動孔，滑動銷穿套在滑動孔中，電極及電極架通過滑銷相對滑動孔運動而相對支架移動。
4.根據權利要求3所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述壓力傳感器活動連接電極的 上或對應的電極架上，壓力傳感器的壓觸桿安裝在活動連接于支架的電極架上或對應的支1 ο
5.根據權利要求3所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述夾緊機架上設有與所述導 軌平行的第一滑軌和第二滑軌，所述支架穿套在該兩滑軌上。
6.根據權利要求4所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述拉桿的內測端的圓周側面上 設有螺紋，所述氣缸的活塞桿端部設有對應螺孔，兩者通過螺旋連接。
7.根據權利要求5所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述夾緊機架的兩端分別設有安 裝耳，平衡彈簧的一端固定在該安裝版上，另一端固定在對應支架的外側端。
8.根據權利要求6所述的夾緊焊機機頭，其特征在于所述反饋板通過一桿件與對應支 架連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及夾緊焊機機頭。包括氣缸、壓緊彈簧、壓力傳感器、位移傳感器、兩電極和水平置放的夾緊機架，還包括拉桿、反饋板、兩平衡彈簧、兩支架和兩滑塊，夾緊機架上設有導軌，兩滑塊分別滑接在該導軌上，兩支架分別連接在對應的滑塊上，每一支架由平衡彈簧與夾緊機架的對應端部連接，兩電極分別固定和活動連接在對應支架上，反饋板和位移傳感器分別連接在一支架上，壓力傳感器的壓觸桿安裝在活動連接于支架的電極上或對應的支架上，氣缸固定在一支架上，拉桿穿套在另一支架上，氣缸的活塞桿端部與拉桿內測端同軸線連接，在活塞桿收縮或伸展時，帶動兩支架作向相互靠攏或遠離的運動。優(yōu)點是剛性好，電極與焊件間的位置調整方便快捷，焊接質量好。
文檔編號B23K11/36GK101941118SQ201010255308
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月17日
發(fā)明者張榮成 申請人:鎮(zhèn)江泛沃汽車零部件有限公司