专利名称：夹紧焊机机头的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接设备，尤其涉及一种对小金属物件进行多点夹紧焊接的电阻夹紧 焊机机头。
背景技术：
本申请的申请人在之前就针对现有电阻焊接设备存在的焊接质量不稳定的状况 提供一种高性能电阻焊设备，并申请实用新型专利，获得授权(公开号CK201446354U)。该 专利通过采用高精度压力传感器、高精度位移传感器及跟踪系统，收集压力信号和位移信 号，通过可编程控制器程序控制，对金属类工件进行全过程焊接监控，从而保证焊接质量稳 定。但该焊接设备在结构设计上还存在有待完善的部分，下面就其不足部分作出一些分 析请参见附图4，该焊接设备的辅机架22安装在垂直安装的主直线导轨4上，能沿主 直线导轨4上下运动，在运动到一工作位置时就会固定于该位置上。此时该辅机架22的两 端成为一悬臂梁，整体刚性差。而左端伸出长度要比右端长得多，其端部又固定有气缸等部 件，如再受到外力作用很容易产生弯曲变形，左右直线导轨20也会随之变形，这样一方面 会造成活动的左电极与固定的右电极不匹配对应，不能形成共同的夹紧点和焊接点。另有 一方面，导轨20在电极18受到压力的情况下会产生扭矩，使导柱20不能顺畅地在左右直 线轴承21中滑动，甚至卡死，致使夹紧气缸16工作时，调节压力弹簧23不起作用，压力传 感器显示的压力失真，导致汽缸的夹紧力未加在焊点上，而且此机构压力传感器不能等同 感知两电极的夹紧压力，使焊机不能施以适当的夹紧焊接。此外还存在电极与焊接件相对位置调整问题，当焊接件夹紧定位后，焊机机头随 辅机架22向下运动到工作位置，此方案电极18是动电极，可水平方向夹紧移动，电极19为 定电极固定在机架22上。如焊接件在两电极之间的位置偏于一侧，不对中，其调整有时就 会受到限制。如焊接件0偏于左侧电极18，使右电极19与焊接件0之间的右侧间隙较大， 而左电极18与焊接件0之间的左侧间隙较小，请参见图5中a图，在夹紧焊点的过程中左电 极18势必要带动被焊接件向右移动，而焊接件的位置是固定的，因此会导致右电极19与被 焊接件的接触电阻增大导致焊接不良，致使生产过程工艺失控。最佳工作状态(如b图)， 电极19与被焊接件之间缝隙应该越小越好趋向于0为最佳，但由于右电极19是固定的， 很难保证在在向下的移动中始终保持最小间隙，如稍向内侧偏移很可能与被焊接件发生碰 撞，产生运动干涉，如c图，就会打掉该处焊点，形成对焊接件的破坏。且此干涩牵涉到的缝 隙没有可控性，导致更换电极或产品后，焊接点接触电阻的大小不一致，直接影响到焊接效 果的稳定性，增加不确定因数。
发明内容
本方面的目的在于设计一种刚性好，传动稳定，且不需要作电极与焊接件之间间 隙调整的一种夹紧焊机机头，上述目的通过下述技术方案来实现
所述夹紧焊机机头，安装在对应电阻焊接机的垂直导轨上，包括气缸、压紧弹簧、 压力传感器、位移传感器、两电极和水平置放的夹紧机架，还包括拉杆、反馈板、两平衡弹 簧、两支架和两滑块，所述夹紧机架上设有导轨，两滑块分别滑接在该导轨上，两支架分别 连接在对应的滑块上，每一支架由平衡弹簧与夹紧机架的对应端部连接，两电极分别固定 和活动连接在对应支架上，反馈板和位移传感器分别连接在一支架上，两支架有相互位移 时，移传感器产生位移信号，压力传感器安装在活动连接电极的支架上或对应的电极上，压 力传感器的压触杆安装在活动连接于支架的电极上或对应的支架上，气缸固定在一支架 上，拉杆穿套在另一支架上，气缸的活塞杆端部与拉杆内测端同轴线连接，在活塞杆收缩或 伸展时，带动两支架作相互靠拢或远离的运动。所述夹紧焊机机头进一步的设计在于，所述夹紧机架上设有两垂直分布且间隔一 定距离的导轨或导轨槽，用于与对应电阻焊接机机架上的对应导轨槽或导轨滑接。所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述电极安装在电极架上，电极通过电 极架与支架连接；所述活动连接于支架的电极所对应的电极架或支架上设有滑动销，与该 电极架所对应的支架上或与该支架所对应的电极架上设有与所述滑动销配合的滑动孔，滑 动销穿套在滑动孔中，电极及电极架通过滑销相对滑动孔运动而相对支架移动。所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述压力传感器活动连接电极的上或对 应的电极架上，压力传感器的压触杆安装在活动连接于支架的电极架上或对应的支架上，所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述夹紧机架上设有与所述导轨平行的 第一滑轨和第二滑轨，所述支架穿套在该两滑轨上。所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述拉杆的内测端的圆周侧面上设有螺 纹，所述气缸的活塞杆端部设有对应螺孔，两者通过螺旋连接。所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述夹紧机架的两端分别设有安装耳， 平衡弹簧的一端固定在该安装版上，另一端固定在对应支架的外侧端。所述夹紧焊机机头更进一步的设计在于，所述反馈板通过一杆件与对应支架连 接。本发明通过设置两平衡弹簧将支两架分别与夹紧机架的一端连接，使两支架在平 衡弹簧的作用下有向夹紧支架两端运动的倾向，同时该两支架在气缸、与气缸连接的拉杆 及压紧弹簧的作用下，又使两支架具有向夹紧机架中心运动的倾向，这样在气缸活塞杆的 伸缩作用下使两支架带动电机作向中心靠拢或远离的运动，使得为提高焊接质量提供了保 证。此外本发明通过水平方向的一导轨和第一、第二滑轨及竖直方向的两导轨和导槽的滑 接，使本发明的焊机机头的整体刚性大大提高，且压力传感器与位移传感器直接作用与夹 紧部分大大提高反馈数据的稳定性和真实性，由此焊接的稳定性大大提高，从而使焊接设 备的加工质量大为提高。
图1是本发明的焊机机头安装在焊接机中的结构示意图。图2是图1所示焊接机的左视图。图3是本发明的焊机机头的结构示意图。图4是公开号CK201446354U专利所述焊接机的结构示意图。
图5是图4所示焊接机头在微调电极相对焊接件位置时，会打掉被焊接件的情况 示意图。图中，2主机架，3垂直气缸或，4主直线导轨，15调节压力弹簧，16夹紧汽缸，17压 力传感器，18左电极，19右电极、20左右直线导轨、左右直线轴承21，辅机架22，100焊机机 头，101夹紧机架，102导轨，103安装耳，104平衡弹簧，105滑块，106第一滑轨，107第二滑 轨，110支架，111气缸，112杆件，113绝缘垫，114电极架，115电极，116反馈板，121拉杆， 122压紧弹簧，123位移传感器，124压力传感器，125滑动销，126压触杆，127滑动孔，200电 阻焊接机机架，201垂直导轨，202气缸，300定位工装。
具体实施例方式对照图1，本发明的焊机机头100主要由夹紧机架101、导轨102、两支架110、两平 衡弹簧103、两电极115、气缸111 (或伺服马达)、拉杆121、反馈板116、位移传感器123、压 紧弹簧122和压力传感器124组成。该机头100通过夹紧机架101后侧面上的两垂直分布 且间隔一定距离的滑块108与电阻焊接机机架200上的垂直导轨201滑动连接，使夹紧机 架101水平置放。固定在焊接机机架200上的气缸202的活塞杆与夹紧机架101的上端连 接，通过伸缩运动推动焊机机头100沿垂直导轨201上下运动。夹紧机架101上端板的下侧设有导轨102，两滑块105分别滑接在该导轨上，每一 滑块105与一支架110连接，支架110对称放置，其外侧与平衡弹簧104的一端连接，平衡 弹簧104的另一端与连接在夹紧机架101对应端的安装耳103连，使两一支架110在对应 平衡弹簧104作用下被分别拉向夹紧机架101的左右两端。每侧支架110的内侧安装有电 极115，电极115通过电极架114安装在支架110上。两侧的电极安装形式不一样，其中左 侧的电极115及电极架114是固定在支架110上的。而右侧的电极115及电极架114是活 动地安装在支架110上的。电极架114上设置有两根平行放置的滑动销125，对应位置的上 设有与滑动销125相配合的滑动孔127，滑动销125穿套在该滑动孔127中。当然也可反过 来设计，将滑动销125设置在支架110上，滑动孔127设置在电极加114上，这样电极115 及电极架114通过滑动销125和滑动孔127的相对运动而产生相对于支架的移动。滑动销 125端部设轴肩或旋接螺母，以使电极及电极架在沿滑动孔移动时能受到移位限定。压力传 感器126安装在右侧的支架110上，压力传感器的压触杆126安装在电极架114上。在两 电极夹紧焊接时，电极架114与支架110相互靠拢并压紧在焊接件上，压触杆126与压力传 感器123也相互靠拢并抵触在一起，产生压力信号。所以也可将位移传感器123安装在电 极架114上，压触杆126安装在支架110上。左侧支架110的外侧安装有气缸111，右侧支架110上穿套一拉杆121。左侧支架 110上的气缸111的活塞杆与右侧支架110上拉杆121处于同轴线位置并相互连接。本实 施例是这样连接的拉杆121的内测端的圆周侧面上设有螺纹，气缸111的活塞杆端部设有 对应螺孔，两者通过螺旋连接，这样连接后的长度可以调节。压紧弹簧122穿套在拉杆121 上，该压紧弹簧的一端抵靠在拉杆121外侧端的轴肩上，一端抵靠在支架上，在压紧弹簧的 作用下使两支架110向相互靠拢方向运动。两支架的相对位移量由位移传感器123测得， 位移传感器123置于右侧的支架110上，对应的反馈板116通过杆件112连接在左侧的支 架110上。当然传感器123与反馈板116也可反过来安装，即反馈板116通过杆件112连接在右侧的支架Iio上，传感器123安装在左侧支架110上。本实施例的夹紧机架上还设有与导轨102平行的第一滑轨106和第二滑轨107，支 架110穿套在该两滑轨上，使焊机机头的刚性更好，横向移动时精度更高。上述焊机机头工作时，焊接件被固定在处于对应位置的定位工装300上，在气缸 202的活塞杆推动用下，焊机机头100沿垂直导轨201向下滑动至对应工作位置。此时气缸 111工作，该气缸111的活塞杆向内收缩，压紧弹簧122被压缩，其产生的内应力作用于右侧 的支架110，使该支架向位于中心处的焊接件方向运动，这样左右两侧的平衡弹簧104不平 衡，在平衡弹簧104作用下，左侧支架也向位于中心处的焊接件方向运动，带动安装在其上 的电极115、气缸111、杆件112及反馈板116运动，直至左、右侧的电极115分别抵触在该 焊接件的左、右侧。气缸111的活塞杆继续向内收缩，右侧的支架110相对右侧的电极115 产生相对移动，使两者相互靠紧，压触杆126压在压力传感器124上，产生一个初始的压力 信号。左右两侧的支架都向中心处的焊接件方向移动时，两电极向相互靠拢方向移动，不会 碰触外侧已焊接好的焊点、且在下降时不会撞击被焊接件，保证左右两侧与被焊接件良好 接触。在两支架都向中心处移动的同时，分别受到对应平衡弹簧104更大的向外拉力。反 馈板116与位移传感器123相对距离的变化被传感器测得并传输到焊接设备的控制机构。 活塞杆再继续向内收缩，左侧的电极115抵触到焊接件的左侧并对焊接件施予夹紧力，该 夹紧力由压力传感器124测得并向焊接设备的控制机构传输，当压力和位移量达到一预定 值时，控制系统使气缸111停止工作并开始对焊接件实施焊接，电极115开始工作。一焊点 的焊接完成后，气缸111又开始工作，其活塞杆向外伸展，在平衡弹簧104的作用下左、右支 架110向两端移动，即向相互远离的方向移动，两电极松开对焊接件的夹紧。接着焊机机头 100向上运动，完成了一个焊点的焊接工作。其他焊点的焊接重复上述过程，不再赘述。
权利要求
夹紧焊机机头，安装在对应电阻焊接机的垂直导轨上，包括气缸、压紧弹簧、压力传感器、位移传感器、两电极和水平置放的夹紧机架，其特征在于还包括拉杆、反馈板、两平衡弹簧、两支架和两滑块，所述夹紧机架上设有导轨，两滑块分别滑接在该导轨上，两支架分别连接在对应的滑块上，每一支架由平衡弹簧与夹紧机架的对应端部连接，两电极分别固定和活动连接在对应支架上，反馈板和位移传感器分别连接在一支架上，两支架有相互位移时，移传感器产生位移信号，压力传感器安装在活动连接电极的支架上或对应的电极上，压力传感器的压触杆安装在活动连接于支架的电极上或对应的支架上，气缸固定在一支架上，拉杆穿套在另一支架上，气缸的活塞杆端部与拉杆内侧端同轴线连接，在活塞杆收缩或伸展时，带动两支架作相互靠拢或远离的运动。
2.根据权利要求1所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述夹紧机架上设有两垂直分 布且间隔一定距离的导轨或导轨槽，用于与对应电阻焊接机机架上的对应导轨槽或导轨滑 接。
3.根据权利要求2所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述电极安装在电极架上，电极 通过电极架与支架连接；所述活动连接于支架的电极所对应的电极架或支架上设有滑动 销，与该电极架所对应的支架上或与该支架所对应的电极架上设有与所述滑动销配合的滑 动孔，滑动销穿套在滑动孔中，电极及电极架通过滑销相对滑动孔运动而相对支架移动。
4.根据权利要求3所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述压力传感器活动连接电极的 上或对应的电极架上，压力传感器的压触杆安装在活动连接于支架的电极架上或对应的支1 ο
5.根据权利要求3所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述夹紧机架上设有与所述导 轨平行的第一滑轨和第二滑轨，所述支架穿套在该两滑轨上。
6.根据权利要求4所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述拉杆的内测端的圆周侧面上 设有螺纹，所述气缸的活塞杆端部设有对应螺孔，两者通过螺旋连接。
7.根据权利要求5所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述夹紧机架的两端分别设有安 装耳，平衡弹簧的一端固定在该安装版上，另一端固定在对应支架的外侧端。
8.根据权利要求6所述的夹紧焊机机头，其特征在于所述反馈板通过一杆件与对应支 架连接。
全文摘要
本发明涉及夹紧焊机机头。包括气缸、压紧弹簧、压力传感器、位移传感器、两电极和水平置放的夹紧机架，还包括拉杆、反馈板、两平衡弹簧、两支架和两滑块，夹紧机架上设有导轨，两滑块分别滑接在该导轨上，两支架分别连接在对应的滑块上，每一支架由平衡弹簧与夹紧机架的对应端部连接，两电极分别固定和活动连接在对应支架上，反馈板和位移传感器分别连接在一支架上，压力传感器的压触杆安装在活动连接于支架的电极上或对应的支架上，气缸固定在一支架上，拉杆穿套在另一支架上，气缸的活塞杆端部与拉杆内测端同轴线连接，在活塞杆收缩或伸展时，带动两支架作向相互靠拢或远离的运动。优点是刚性好，电极与焊件间的位置调整方便快捷，焊接质量好。
文档编号B23K11/36GK101941118SQ201010255308
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者张荣成 申请人:镇江泛沃汽车零部件有限公司