焊头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种焊头，所述焊头用于将两个或更多个部件点焊在一起。该焊头包括第一和第二电极组件以及用于驱动第一电极组件到期望的位置并施加期望的夹紧力的线性致动电动机。该焊头可以包括被设置为测量电动机的温度的传感器以及被设置为监控所述温度并调节供给到电动机的电流以保持所述期望的夹紧力的控制器。该焊头可以包括用于测量线性致动电动机的位置的线性编码器以及将所述电动机的位置与所述电动机的力常数关联在一起的算法。根据电动机的位置以及电动机的相应的力常数，控制器被设置为调节供给到电动机的电流以保持所述期望的夹紧力。
【专利说明】
焊头
【背景技术】
[0001]焊头通常用于将两个或两个以上的金属部件，例如两个重叠的金属片部件，点焊在一起。焊头通常包括被设置为提供压力以将所述部件夹紧在一起并提供穿过部件的电流的一对对置电极。可选地，焊头可以包括被设置为提供穿过部件的电流的一对并排的电极。当电流通过电极时，部件提供的电阻趋于环绕电极的接触点或者在部件的配合面处对所述部件局部加热，从而将金属部件局部熔化在一起以形成点焊。
[0002]另外，传统的焊头被设置为支持电极的各种不同配置。可以根据期望的点焊尺寸和待焊接的金属部件的结构选择不同的电极配置。然而，在传统焊头上移除和更换电极会较为繁琐且耗时。此外，由于电极必须现场安装，所以在传统焊头中很难准确对准电极。而且，一些传统焊头易受温度变化的影响，温度变化可能对电极的力输出以及从而对由此得到的点焊的质量产生不利影响。进一步地，传统焊头包含线性致动器电动机以调节电极的位置。因为线性致动器电动机中的磁体的强度沿着电动机的冲程变化，这种传统焊头易受决定于线性致动器电动机的位置的夹紧力变化的影响。另外，当传统焊头断电后，电极趋向于相互撞击，这可能损害或过早磨损电极。
【发明内容】
[0003]本公开涉及一种设置用于将两个或更多个部件点焊在一起的焊头。在一个实施例中，该焊头包括被设置为提供通过所述部件的焊接电流的第一电极组件和第二电极组件。该焊头还包括被设置为驱动第一电极组件到期望的位置并向部件施加期望的夹紧力的线性致动电动机。在一个实施例中，该焊头包括将线性致动电动机连接到上电极组件的致动臂。该焊头还包括连接到线性致动电动机的温度传感器，并且该温度传感器被设置为测量容纳在线性致动电动机内的磁体的温度。该焊头还包括被设置为监控温度传感器测量的温度的控制器。根据所测量的温度，该控制器被设置为调节供给到线性致动电动机的电流/电压以保持所期望的夹紧力。在一个实施例中，该温度传感器为热敏电阻。在一个实施例中，第一电极组件包括上适配器以及可拆卸地连接到上适配器的下适配器。下适配器被设置为可拆卸地接收电极。在一个实施例中，该焊头还包括被设置为在接合位置与脱离位置之间移动的制动器。在接合位置处，第一电极组件被锁定。在脱离位置处，线性致动电动机自由地驱动第一电极组件的位置。在一个实施例中，该制动器被设置为当向该制动器供电时移动到脱离位置，并且该制动器被设置为当该制动器断电或者用户向控制器发起提供到该制动器的输入命令时移动到接合位置。在一个实施例中，该制动器包括被设置为接合和脱离致动臂中的多个沟槽的弹簧加载的制动器以及被设置为驱动该弹簧加载的制动器的螺线管。
[0004]本公开还涉及一种包括被设置为提供通过部件的焊接电流的第一电极组件和第二电极组件的焊头。该焊头还包括容纳有一系列磁体的线性致动电动机。该线性致动电动机被设置为驱动第一电极组件到期望的位置并向所述部件施加期望的夹紧力。该焊头还包括连接到线性致动电动机的线性编码器。所述线性编码器被设置为测量线性致动电动机的位置。该焊头还包括被设置为监控由线性编码器测量的线性致动电动机的位置的控制器。该焊头还包括在控制器上编写的算法，该算法将线性致动电动机的位置与线性致动电动机的力常数相关联。根据线性致动电动机的位置与线性致动电动机的相对应的力常数，该控制器被设置为调节提供到线性致动电动机的电流以保持期望的夹紧力。在一个实施例中，所述算法为预计算的查表。在一个实施例中，线性编码器包括光学传感器。在一个实施例中，第一电极组件包括上适配器以及可拆卸地连接到上适配器的下适配器，其中下适配器被设置为可拆卸地接收电极。在一个实施例中，该焊头还包括被设置为在接合位置与脱离位置之间移动的制动器，其中第一电极组件在所述接合位置处被锁定，线性致动电动机在所述脱离位置处自由地驱动第一电极组件的位置。
[0005]本发明还涉及一种焊头，该焊头包括被设置为提供通过部件的焊接电流的第一电极组件和第二电极组件、被设置为驱动第一电极组件到期望的位置并向所述部件施加期望的夹紧力的线性致动电动机、将线性致动电动机连接到第一电极组件的致动臂以及被设置为在接合位置与脱离位置之间移动的制动组件，其中所述第一电极组件的位置在所述接合位置处被锁定，所述线性致动电动机在所述脱离位置处自由地驱动第一电极组件的位置。在一个实施例中，该制动组件被设置为当向线性致动电动机供电时移动到脱离位置，而当线性致动电动机断电时移动到接合位置。在一个实施例中，制动器被设置为当用户向控制器发起命令时移动到接合位置。在一个实施例中，制动组件包括具有被设置为接合并脱离致动臂中的多个沟槽的多个齿状部的制动器、被设置为驱动制动器到脱离位置的线性螺线管以及被设置为偏压制动器到接合位置的弹簧。在一个实施例中，该焊头还包括具有连接到制动器的第一端部和连接到线性螺线管的第二端部的轴组件。
[0006]本
【发明内容】
部分被提供用于说明概念的选择，这将在下文的【具体实施方式】中作进一步说明。本
【发明内容】
不意在确定所要求的主题的关键或主要特征，也不用于限定所要求的主题的保护范围。
【附图说明】
[0007]根据本公开的焊头的实施例将参照以下附图进行说明。在全部附图中用相同的附图标记表示相同的特征或部件。附图不必按照比例绘制。
[0008]图1为根据本公开的一个实施例的包括壳体和一对上电极组件和下电极组件的焊头的立体图；
[0009]图2为图1中的焊头的立体图，其中将壳体的一部分省略以显示容纳在壳体内的线性致动电动机和制动器；
[0010]图3为图1中的上电极组件的分解立体图；和
[0011]图4A和4B分别为图2中的制动器的立体图和分解立体图。
【具体实施方式】
[0012]本公开涉及一种焊头的多个实施例，该焊头被设置为通过压在部件的相对侧上的一对对置电极或者压在部件中的一个或多个的表面上的一对并排电极提供电流将两个或更多个部件点焊在一起。此外，本公开的焊头的实施例被构造为补偿被设置为推动一个或两个电极的位置的线性致动电动机内的操作温度变化或波动。此外，该焊头的实施例被构造为补偿容纳在线性致动电动机中的磁体的磁场强度变化。本公开的焊头的实施例还包括被设置为当焊头断电时锁定电极的位置的制动器，从而防止电极相互撞击，否则可能损害或过早磨损电极。
[0013]现在参考图1中示出的实施例，焊头10包括被设置为容纳多个部件的壳体11以及分别设置在壳体11外部的上电极组件12和下电极组件13。如图2所示，壳体11容纳有被设置为推动上电极组件12的位置的永磁线性致动电动机14以及被设置为当焊头10断电后锁定上电极组件12的位置的制动组件15。线性致动电动机14被设置为将上电极组件12与下电极组件13隔开，使得具有多种不同尺寸和形状的部件可以被插入到上电极组件12和下电极组件13之间，从而点焊在一起。线性致动电动机14还被设置为推动上电极组件12的位置，以在焊接操作期间提供将部件保持在一起的期望的夹紧力F。
[0014]在一个实施例中，永磁线性致动电动机14包括支撑第一组和第二组磁体的U形磁体轨道16。第一组和第二组磁体彼此相面对并且间隔开一定间隙。第一组和第二组中的每一组的磁体被布置为磁极交错。U形磁体轨道16可以设置为用于支撑任意期望数量的磁体，例如，举例来说，20个或者更多个磁体。此外，线性致动电动机14包括具有多个绕组或线圈的定子或动子(forCer)17。动子17设置在第一组和第二组磁体之间的间隙中，并且被设置为沿着磁体轨道16向上和向下滑动最大的预定距离(S卩，线性致动电动机的冲程)。根据适应焊头10的部件的形状和尺寸，线性致动电动机14可以具有任意期望的冲程，例如，举例来说，大约I英寸。动子17可以通过任何合适的方法，例如，举例来说，轴承或者轨道系统沿U形磁体轨道受到支撑。尽管在一个实施例中线性致动电动机14为U形通道式线性电动机，但在一个或多个可选的实施例中，焊头10可以包括任意其它适当类型的线性致动电动机，例如，举例来说，圆柱形移动磁体型线性电动机或者扁平型线性电动机。
[0015]焊头1还包括从壳体11向外突出的致动臂18。致动臂18的上端19连接到动子17，致动臂18的下端20连接到上电极组件12。因此，线性致动电动机14被设置为用于根据待焊接部件的形状和尺寸以及所需的夹紧力F推动致动臂18的位置，从而推动上电极组件12的位置(即，线性致动电动机14被设置为上下移动致动臂18和上电极组件12)。
[0016]继续参照图2，焊头10还包括连接到线性致动电动机14并被设置为测量容纳在线性致动电动机14中的磁体的温度的温度传感器21，例如，举例来说，热敏电阻或热电偶。线性致动电动机14内的磁体的温度影响线性致动电动机14的夹紧力输出F (即，线性致动电动机14提供的夹紧力F是线性致动电动机14中的磁体的温度的函数)。通常，线性致动电动机14中的磁体的温度越高，线性致动电动机14的夹紧力输出F越小。焊头10还包括控制器，所述控制器被设置为用于监控温度传感器21测量的温度的，并且根据线性致动电动机14中的磁体的温度调节供给到线性致动电动机14的电流，以便维持期望的线性致动电动机14的夹紧力输出F(即，该控制器被设置为通过调节供给到线性致动电动机14的电流补偿线性致动电动机14中的磁体的温度变化和波动)。
[0017]继续参照图2，焊头10还包括容纳在壳体11中的线性编码器23。线性编码器23包括传感器和标度。该传感器被设置为测量动子17关于标度的位置。线性传感器23可以包括任何合适类型的传感器，例如，举例来说，光学传感器、磁性传感器或者涡流传感器。另外，该控制器被设置为补偿作为动子17在其冲程上的位置的函数的线性致动电动机14中的磁体的磁场强度的变化。线性致动电动机14中的磁体强度的微小变化影响线性致动电动机14的夹紧力输出F。通常，相对较高强度的磁体比相对较低强度的磁体产生更大的夹紧力F。在一个实施例中，该控制器使用一种算法(例如，预计算查表)编程，该算法将线性致动电动机14的力常数与动子17在其冲程上的位置相关联。该查表可以通过在动子17在其冲程上的一系列尚散位置处测量动子17的输出力生成。可以执行线性内插法以为动子17的没有直接测量的位置确定线性致动电动机14的力常数。因此，该控制器被设置为监控线性编码器23测量的动子17的位置，并且参考在该控制器上编程的算法(例如，预计算的查表)以确定动子17当前位置处的线性致动电动机14的力常数。根据动子17的位置和在该位置处的相应的线性致动电动机14的力常数(通过参考在该控制器上编程的所述算法(例如，预计算的查表)确定)，该控制器被设置为调节供给到线性致动电动机14的电流以保持期望的线性致动电动机14的夹紧力F(即，该控制器被设置为通过调节供给到线性致动电动机14的电流补偿线性致动电动机14中的磁体的磁场强度变化，以保持焊头10的恒定的、期望的夹紧力F)。否则，线性致动电动机14的夹紧力输出F将沿着线性致动电动机14的冲程变化。
[0018]现在参照图3，上电极组件12包括上安装台或适配器24以及可拆卸地连接到上适配器24的下安装台或适配器25。下适配器25被设置为接收并支撑根据要点焊到一起的部件的结构而具有不同配置的各种电极26。例如，下适配器25可以被设置为接收具有尖的、平的、半球形的和/或偏移的电极头的电极26。在常规操作中，上适配器24被设置为保持连接到致动臂18的下端20(参照图2)，下适配器25被设置为与上适配器24脱离。将下适配器25从上适配器24脱离辅助在受控环境(例如，工作台)中电极26的移除和更换。否则，原地(S卩，不移除下适配器25)移除并更换电极26可能会很麻烦并且可能导致电极与下适配器25之间不能对准，这会缠身较差的点焊质量并且可能引起电极26的过早磨损。一旦期望的电极26已经安装到下适配器25上，下适配器25可以容易地重新连接到上适配器24。
[0019]在图3所示的实施例中，上适配器24为具有一对在纵向方向上延伸的较长侧27和28以及一对在横向于所述较长侧27和28的方向上延伸的较短侧29和30的矩形块。上适配器24还包括内表面31以及与内表面31相对的外表面32。在一个或多个可选的实施例中，上适配器24可以具有任何其它的适合形状，例如，举例来说，方形块。上适配器24还包括在较长侧27和28之间延伸的开口 33，例如平滑膛孔。开口 33被设置为用于接收被设置为将上适配器24与致动臂18电绝缘的套筒34(参照图2)。套筒34可以由适于将上电极组件12与致动臂18电绝缘的任意材料构成，例如，举例来说，塑料、硬质阳极氧化铝或者陶瓷。在所述的实施例中，套筒34包括圆柱形柄部35和位于柄部35的上端上的环形头部36。套筒34还限定中央开口 37和沿中央开口 37的长度延伸的狭槽38。套筒34上的圆柱形柄部35被设置为被容纳在上适配器24中的开口33中，套筒34上的环形头部36被设置为安置在上适配器24的较长侧27上。套筒34中的中央开口 37被设置为接收致动臂18的下端20上的突起(图中未示出)，以将上适配器24连接到致动臂18。
[0020]如图3所示，上适配器24还包括在开口33与较短侧30之间延伸的狭槽39。狭槽39限定一对相对的腿部40和41。腿部40和41被设置为在未压缩位置与压缩位置之间移动，其中腿部40和41在所述未压缩位置处彼此分开，腿部40和41在所述压缩位置处彼此邻接。因为腿部40和41在未压缩位置与压缩位置之间移动，并且在所述压缩位置与所述未压缩位置之间移动，上适配器24中的开口 33被设置为关于套筒34的圆柱形柄部35分别沿圆周收缩和扩张。上适配器24还包括穿过腿部40、41延伸的开口 42。开口 42被配置为接收紧固件43，例如，举例来说凹头螺钉。拧紧紧固件43被设置为将腿部40和41拉到一起，从而环绕套筒34沿圆周收缩开口 33。当上适配器24中的开口 33环绕套筒34沿圆周收缩时，套筒34被设置为环绕致动臂18的下端20上的突起沿圆周收缩，以将上适配器24连接到致动臂18的下端20。相反，松开紧固件43被设置为将腿部40、41拉开，从而环绕套筒34沿圆周扩张开口 33，从而允许将上适配器24从套筒34和致动臂18的下端20上拆卸下来。从致动器18上拆卸上适配器24能够帮助更换或者维修上电极组件12。
[0021]继续参照图3，上适配器24还包括从下部较长侧28向上延伸的一对光滑盲孔44、45。光滑盲孔中的一个44被设置为接收薄壁圆柱形衬套46，另一个光滑盲孔45被设置为接收圆柱形固定销48的上端47，这两个技术方案的重要性将在下文中说明。薄壁衬套46和固定销48可以通过任何合适的方法，例如，举例来说螺纹连接、粘合或压配合(S卩，摩擦配合)连接，分别容纳在盲孔44和45中。
[0022]在图3所示的实施例中，下适配器25为具有在纵向方向上延伸的一对较长侧49、50以及在横向于较长侧49、50的方向上延伸的一对较短侧51、52的块状件。下适配器25还包括内表面53和与内表面53相对的外表面54。在一个或多个可选的实施例中，下适配器25可以具有任何其它合适的形状，例如，举例来说方形块。下适配器25还包括从上部较长侧49向下延伸的一对开口 55、56。在所述的实施例中，一个开口 55为光滑盲孔，另一个开口 56是在下适配器25的较长侧49、50之间延伸的通孔。一个开口 55被设置为接收定位销57，另一个开口56被设置为接收固定销48的下端58。在所述的实施例中，定位销57包括圆柱形柄部59和钻石形头部60。圆柱形柄部59被设置为容纳在下适配器25中的开口55中，钻石形头部60被设置为容纳在上适配器24中的薄壁衬套46中。在一个实施例中，圆柱形柄部59被压配合到下适配器25中的开口 55中，钻石形头部60被松配合或光干涉配合到上适配器24中的衬套46中。同时，定位销57和固定销48被设置为在上适配器24和下适配器25连接到一起时保证它们之间的同轴度。如下文将详细说明的，固定销48还被设置为将电极电流从上适配器24传送到由下适配器25支撑的电极26。
[0023]继续参照图3，下适配器25还包括在开口 56和较短侧52之间延伸的狭槽61。狭槽61限定一对腿部62、63，所述一对腿部被设置为在未压缩位置与压缩位置之间移动，其中腿部62、63在所述未压缩位置处彼此分开，腿部62、63在所述压缩位置处彼此邻接。由于腿部62、63在未压缩位置和压缩位置之间移动，并且在压缩位置与未压缩位置之间移动，开口56被设置为关于固定销48的下端58分别沿圆周收缩和扩张。下适配器25还包括延伸穿过腿部62、63的开口 64，例如通孔。开口 64被设置为接收紧固件65，例如，举例来说凹头螺钉。拧紧紧固件65被设置为将腿部62、63拉到一起，从而环绕固定销48的下端58沿圆周收缩。在沿圆周收缩的位置处，下适配器25可拆分地连接到固定销48和上适配器24。相反，松开紧固件65被设置为将腿部62、63分开并沿圆周扩张开口 56，从而通过向下滑动下适配器25直到固定销48从开口 56脱落允许将下适配器25从上适配器24拆卸下来。将下适配器25从上适配器24拆卸下来使得用户能够在受控环境(例如工作台)中移除并更换由下适配器25支撑的电极26，这允许用户轻松地确保电极26与下适配器25正确地对准。
[0024]下适配器25还包括开口66，例如，举例来说在较长侧49和50之间延伸的通孔。开口66被设置为根据待焊接的部件的结构和期望的点焊尺寸选择性地接收具有期望配置的电极26。另外，下适配器25包括在下适配器25的较短侧51与开口 66之间延伸的狭槽67。狭槽67限定被设置为在未压缩位置与压缩位置之间移动的一对腿部68、69，其中腿部68、69在所述未压缩位置处彼此分开，腿部68、69在所述压缩位置处彼此邻接。因为腿部68、69在未压缩位置与压缩位置之间移动，并且在压缩位置与未压缩位置之间移动，开口 66被设置为关于电极26分别沿圆周收缩和扩张，以分别允许电极26被安装和移除。下适配器25还包括穿过腿部68、69延伸的开口 70，例如通孔。开口 70被设置为接收紧固件71，例如，举例来说凹头螺钉。拧紧紧固件71被设置为将腿部68、69拉到一起，从而环绕电极26沿圆周收缩开口 66以将电极26固定到下适配器25。相反地，松开紧固件71被设置为将腿部68、69拉开并沿圆周扩张开口 66，从而通过将电极26滑动出开口 66允许将电极26从下适配器25上拆卸下来。另外，在所述的实施例中，下适配器25包括限定电极26延伸穿过的凸起或突出部73的在较长侧50中的凹口 72。凹口 72和突出部73被设置为帮助具有多种形状和结构的部件的点焊。在一个或多个可选的实施例中，下适配器25可以不设置有凹口72和突出部73。
[0025]尽管上文中仅对上电极组件12做了详细说明，但应当理解的是下电极组件13可以具有与上电极组件12相同或相似的结构，因此不再说明下电极组件12以避免重复。
[0026]现在参考图2和3中说明的实施例，焊头10包括电连接到上电极组件12的输入电缆74以及电连接到下电极组件13的输出电缆75。同时，电缆74、75被设置为向上电极组件12和下电极组件13中的电极26提供焊接电流。焊头10还包括将输入电缆74电连接到上适配器24的条带76。在所述的实施例中，条带76连接到上适配器24的较短侧30。焊接电流可以是取决于待焊接部件的尺寸和厚度以及点焊的期望尺寸的任意合适的电流，例如，举例来说约5Amps到约4000Amps。固定销48被设置为将焊接电流从上适配器24传送到下适配器25，然后传送到电极26。固定销48可以由任何导电材料构成，例如，举例来说铝。另外，如上文所述，套筒34被设置为将上适配器24与致动臂18电绝缘，使得焊接电流不能流动到致动臂18中。因此，焊接电流从上电极组件12中的电极26穿过待焊接组部件然后流动到下电极组件13中的电极26。当电流通过部件时，所述部件提供的电阻趋向于围绕电极26的接触点局部加热部件，从而局部熔化金属部件以形成将部件连结在一起的点焊。
[0027]现在参照图4A和4B所示的实施例，对制动组件15进行详细说明。制动组件15被设置为当从线性致动电动机14切断电力时防止上电极组件12撞击下电极组件13，例如以下的点焊操作的完成。制动组件15还可以通过用户向控制器发起命令而被致动。否则，上电极组件12和下电极组件13之间的接触可能损坏或过早磨损电极26(8卩，在不存在制动组件15的情况下，由于线性致动电动机14与电极组件12、13被垂直定向，所以从线性致动电动机14切断电力时，上电极组件12将会向下掉落并撞击下电极组件13)。在所述的实施例中，制动组件15包括被设置为将制动组件15安装到壳体11的内部的安装支架85，如图2所示。制动组件15还包括线性螺线管86和轴组件87，两者都连接到安装支架85。制动组件15还包括弹簧加载的制动器88。如下文将详细说明的，弹簧加载的制动器88被设置为在点焊操作期间电力被供应到焊头10时的脱离位置与在点焊操作完成之后焊头10断电时的接合位置之间移动。在所述脱离位置处，线性致动电动机14在点焊操作期间自由地驱动上电极组件12的位置。在所述接合位置处，制动组件15被设置为锁定上电极组件12的位置并防止所述上电极组件撞击下电极组件13。
[0028]在图4A和4B所示的实施例中，安装支架85包括基板89、从基板89突出的一对支撑臂90和91以及凸缘92，所述凸缘从支撑臂90和91的外端部延伸，使得凸缘92与基板89之间分隔开。在所述的实施例中，凸缘92基本上平行于基板89。同时，基板89、支撑臂90和91以及凸缘92限定大致呈U形的安装支架85。基板89包括被设置为接收将安装支架85固定到焊头10的壳体11的紧固件的多个开口93，例如，举例来说四个开口，如图2所示。安装支架85的基板89还包括被设置为接收将线性螺线管86固定到安装支架85的紧固件的一对开口 94。类似地，安装支架85的凸缘92包括被设置为接收将轴组件87固定到安装支架85的紧固件96的多个开口 95，例如，举例来说两个开口。凸缘92还包括被设置为接收轴组件87的一部分的开口97，如下文做的详细说明。
[0029]继续参照图4A和4B，线性螺线管86包括容纳柱塞99和缠绕在柱塞99上的线圈100的圆柱形外壳98。柱塞99被设置为在伸出位置与缩回位置之间滑动(箭头117)。当向线圈100供应电流时，产生的电磁场趋向于将柱塞99滑入圆柱形外壳98内的缩回位置。当切断线性螺线管86的电流时，柱塞99被设置为返回到从圆柱形外壳98向外突出的伸出位置。
[0030]继续参照图4A和4B，轴组件87包括安装板101和被设置为在伸出位置与缩回位置之间滑动(箭头118)的轴102。安装板101包括一对开口 103，用以接收将轴组件87固定到安装支架85的凸缘92的紧固件96。当轴组件87连接到安装支架85时，轴102延伸通过凸缘92中的开口 97。轴102包括被设置为连接到线性螺线管86上的柱塞99的外端105的内端部104以及被设置为连接到弹簧加载的制动器88的与内端部104相对的外端部106。轴102的内端部104可以通过任何合适的方式连接到柱塞99的外端部105。在所述的实施例中，轴环107被设置为将轴102连接到柱塞99。轴环107为薄壁圆柱形管，所述薄壁圆柱形管被配置为分别滑过轴的内端部104和外端部105以及柱塞102和99。轴环107还包括多个径向开口 108，多个径向开口 108被设置为接收将轴环107连接到柱塞99和轴102的紧固件109，例如固定螺钉。[0031 ] 如图4A和4B所示，制动器88是具有外表面110和与外表面110相对的内表面111的矩形块。制动器88包括被设置为接收将制动器88连接到轴102的外端部106的紧固件113(例如，固定螺钉)的多个开口 112，例如，举例来说两个开口。制动器88的外表面110包括多个脊状部或齿状部114。尽管在所述的实施例中，制动器88包括两个齿状部114，但是在一个或多个可选实施例中，制动器88可以具有任意其它合适数量的齿状部114，例如，举例来说从I到10个齿114。如下文所述，制动器88上的齿状部114被设置为与致动臂18上相对应的沟槽115相啮合，如图2所示，从而在线性致动电动机14断电时防止上电极组件112上的电极26撞击下电极组件13上的电极。制动组件15还包括设置在制动器88的内表面111与轴组件87上的安装板101之间的弹簧116，设置弹簧116的意义将在下文中说明。
[0032]在操作中，制动器88被设置为在接合位置与脱离位置之间移动(箭头119)。当电流被供应到线性螺线管86时，柱塞99被设置为移动(箭头117)到缩回位置。此外，由于柱塞99通过轴环107连接到轴102，柱塞99的缩回被设置为将轴102拉动到缩回位置(S卩，轴102滑动(箭头118)到缩回位置)。另外，柱塞99的缩回被设置为提供足够大的力以克服弹簧116的偏压力，使得制动器88滑动(箭头119)到脱离位置并压缩弹簧116(即，柱塞99和轴102的缩回被设置为驱动制动器88进入脱离位置)。在脱离位置处，制动器88上的齿状部114与致动臂18中相对应的沟槽115脱离(参见图2)，使得线性致动电动机14自由地将致动臂18和上电极组件12驱动到期望的位置。因此，制动器88在点焊操作期间位于脱离位置。
[0033]当从线性螺线管86切断电力时，例如点焊操作结束之后，将柱塞99和轴102拉到它们的缩回位置的电磁力被消除，因此弹簧116的偏压力被设置为将制动器88返回到接合位置(即，当线性螺线管86断电时，弹簧116被设置为将制动器88偏压到接合位置)。在接合位置处，制动器88上的齿状部114与致动臂18中的沟槽115之间的接合被设置为锁定致动臂18和上电极组件12的位置，从而防止上电极组件12掉落并撞击下电极组件13，如图2所示。此夕卜，弹簧116被设置为将轴102与柱塞99返回到它们初始的伸出位置(S卩，当线性螺线管86断电时，通过压缩的弹簧116提供的偏压力迫使柱塞99和轴102分别滑动117和118返回到它们的伸出位置)。因此，轴102和柱塞99随后可以被驱动回到它们的缩回位置以通过向线性螺线管86提供电力而脱离制动器88，使得线性致动电动机14可以在随后的点焊操作期间自由地推动上电极组件12的位置。
[0034]尽管参考上述示例性实施例对本发明做了详细说明，但是在此所述的示例性实施例并不意在穷举或将本发明的范围限制在所公开的准确形式。本发明所属领域和技术的技术人员将会理解在不背离如以下权利要求所述的本发明的原理、精神和保护范围的情况下，可以对所描述的结构以及组装和操作的方法做出改变和变更。尽管在此已经使用相关的术语，例如“外”、“内”、“上”、“下”、“下方”和“上方”以及相似术语来说明一个元件与另一个元件的空间关系，但是应当理解的是这些术语旨在涵盖装置的各种元件和部件的除了附图中所示的方位之外的不同方位。此外，在此所使用的术语“基本上”、“大致”以及类似术语被用作近似术语而非程度术语，并且用于说明本领域技术人员可以理解的测量或计算值中的固有偏差。
【主权项】
1.一种焊头，所述焊头被设置用于将两个或更多个部件点焊在一起，所述焊头包括: 第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件和所述第二电极组件被设置为提供通过所述部件的焊接电流； 线性致动电动机，所述线性致动电动机被设置为驱动所述第一电极组件到期望的位置并向所述部件施加期望的夹紧力； 温度传感器，所述温度传感器连接所述线性致动电动机并被设置为测量所述线性致动电动机的温度;和 控制器，所述控制器被设置为监控由所述温度传感器测量的所述温度，并且所述控制器根据所述温度调节供给到所述线性致动电动机的电流以保持所述期望的夹紧力。2.根据权利要求1所述的焊头，其中，所述温度传感器为热敏电阻。3.根据权利要求1所述的焊头，其中，所述第一电极组件包括: 上适配器;和 下适配器，所述下适配器能够拆卸地连接到所述上适配器，其中所述下适配器被设置为能够拆卸地接收电极。4.根据权利要求1所述的焊头，还包括: 制动器，所述制动器被设置为在接合位置与脱离位置之间移动，其中所述第一电极组件的位置在所述接合位置处被锁定，所述线性致动电动机在所述脱离位置处自由地驱动所述第一电极组件的位置。5.根据权利要求4所述的焊头，其中: 所述制动器被设置为当向所述制动器供电时移动到所述脱离位置；以及 所述制动器被设置为当所述制动器断电时移动到所述接合位置。6.根据权利要求5所述的焊头，还包括: 致动臂，所述致动臂将所述线性致动电动机连接到所述第一电极组件。7.根据权利要求6所述的焊头，其中，所述制动器包括: 弹簧加载的制动器，所述弹簧加载的制动器被设置为接合和脱离所述致动臂中的多个沟槽;和 螺线管，所述螺线管被设置为驱动所述弹簧加载的制动器。8.一种焊头，所述焊头被设置用于将两个或更多个部件点焊在一起，所述焊头包括: 第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件和所述第二电极组件被设置为提供通过所述部件的焊接电流； 线性致动电动机，所述线性致动电动机容纳有多个磁体，其中所述线性致动电动机被设置为驱动所述第一电极组件到期望的位置并向所述部件施加期望的夹紧力； 线性编码器，所述线性编码器连接到所述线性致动电动机，并且被设置为测量所述线性致动电动机的位置； 控制器，所述控制器被设置为监控由所述线性编码器测量的所述线性致动电动机的所述位置； 在所述控制器上编程的算法，所述算法将所述线性致动电动机的位置与所述线性致动电动机的力常数相关联，其中 根据所述线性致动电动机的所述位置和所述线性致动电动机的相应的力常数，所述控制器被设置为调节供给到所述线性致动电动机的电流以保持所述期望的夹紧力。9.根据权利要求8所述的焊头，其中，所述算法为预计算的查表。10.根据权利要求8所述的焊头，其中，所述线性编码器包括光学传感器。11.根据权利要求8所述的焊头，其中，所述第一电极组件包括: 上适配器;和 下适配器，所述下适配器能够拆卸地连接到所述上适配器，其中所述下适配器被设置为能够拆卸地接收电极。12.根据权利要求8所述的焊头，还包括: 制动器，所述制动器被设置为在接合位置与脱离位置之间移动，其中所述第一电极组件的位置在所述接合位置处被锁定，所述线性致动电动机在所述脱离位置处自由地驱动所述第一电极组件的位置。13.根据权利要求12所述的焊头，其中: 所述制动器被设置为当向所述制动器供电时移动到所述脱离位置；以及 所述制动器被设置为当所述制动器断电时移动到所述接合位置。14.根据权利要求13所述的焊头，还包括: 致动臂，所述致动臂将所述线性致动电动机连接到所述第一电极组件。15.根据权利要求14所述的焊头，其中，所述制动器包括: 弹簧加载的制动器，所述弹簧加载的制动器被设置为接合和脱离所述致动臂中的多个沟槽;和 螺线管，所述螺线管被设置为驱动所述弹簧加载的制动器。16.一种焊头，所述焊头被设置用于将两个或更多个部件点焊在一起，所述焊头包括: 第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件和所述第二电极组件被设置为提供通过所述部件的焊接电流； 线性致动电动机，所述线性致动电动机被设置为驱动所述第一电极组件到期望的位置并向所述部件施加期望的夹紧力； 致动臂，所述致动臂将所述线性致动电动机连接到所述第一电极组件;和制动组件，所述制动组件被设置为在接合位置与脱离位置之间移动，其中，所述第一电极组件的位置在所述接合位置处被锁定，所述线性致动电动机在所述脱离位置处自由地驱动所述第一电极组件的位置。17.根据权利要求16所述的焊头，其中: 所述制动组件被设置为当向所述线性致动电动机供电时移动到所述脱离位置；以及 所述制动组件被设置为当所述线性致动电动机断电时移动到所述接合位置。18.根据权利要求16所述的焊头，其中，所述制动器被设置为当用户向控制器发起命令时移动到所述接合位置。19.根据权利要求16所述的焊头，其中，所述制动组件包括: 制动器，所述制动器具有多个齿状部，所述多个齿状部被设置为接合和脱离所述致动臂中的多个沟槽； 线性螺线管，所述线性螺线管被设置为驱动所述制动器到所述脱离位置;和 弹簧，所述弹簧被设置为偏压所述制动器到所述接合位置。20.根据权利要求19所述的焊头，还包括: 轴组件，所述轴组件具有连接到所述制动器的第一端部和连接到所述线性螺线管的第二端部。
【文档编号】B23K11/11GK105934305SQ201480060934
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年9月5日
【发明人】D·西林斯基, M·罗迪吉耶罗, M·A·格林
【申请人】美国阿玛达米亚基有限责任公司