专利名称：单侧点焊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种点焊装置。更特别地，本发明涉及一种可以对具有高导电性的焊接金属基体例如铝形成高的热输入并且从单侧焊接在一起的单侧点焊装置。
现有技术典型的点焊广泛地用于连接各种金属板，并且点焊需要电流来熔化将被连接的材料，并且在应用焊接电流形成电阻以生成焊接热期间需要施加压力来使焊接点处的零件保持接触。为了实现点焊，要使用点焊装置，并且点焊装置通常被分成包括固定电极和压住基体金属的移动电极的两侧点焊装置或包括单个焊接电极的一侧焊接装置(单侧焊接装置)。在对铝进行点焊的情况下，铝具有相对高的导电性并且它很难生成足够的电阻。 这样，将被焊接的部件在焊接点的熔融不充分。因此，焊接点的抗拉强度相对较弱并且由于电极的污染而需要频繁的清理。同时，对于铝板的点焊，提供大于25kA的电流，并且在这种情形下，由于高热量， 可能会发生焊接点的变形，并且可能生成大量的焊渣。也可以应用用于铝的机械连接方法例如自穿孔铆接或铆固，但是焊接区域的连接性相对较弱。此外，自穿孔铆接方法需要重型装置和昂贵的铆钉。公开在本背景技术中的上述信息仅用于增强对发明背景的理解，并且因此可以包含不形成在该国对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供一种单侧点焊装置，它具有通过使用在焊接过程中供给的涂敷金属带(coated metal band)生成接触电阻以形成高热输入从而增强焊接区域的连接性。而且，本发明通过将接地电极连同焊接电极一起装配到枪主体部分从而在焊接区域附近稳定接地而不需要通常的地线。根据本发明的示例性实施例的单侧点焊装置可以包括枪主体部分，包括设置在自动机的臂的一端的上主体和设置在上主体的下部的中空下主体；设置在下主体内的电源部分；焊接电极部分i)设置在下主体的下侧，ii)从电源部分供给焊接电力，并且iii)配置成通过电阻焊接将焊接基底金属焊接在一起；将涂敷金属带供给到焊接基底金属和焊接电极之间的涂敷金属带供给部分；和接地电极部分，电连接至电源部分并且设置在下主体的另一个下侧用于与焊接基底金属接触。
焊接电极部分可以包括安装在下主体的一侧并且电连接至电源部分以被供给焊接功率的柄；和设置在柄的一端的焊接电极。焊接电极可以包括氧化铝弥散分布强化的铜。涂敷金属带供给部分可以包括设置到上主体的一侧的带供给电动机；设置到上主体的另一侧的带卷取电动机；连接至带供给电动机并且供给涂敷金属带的供带轮；连接至带卷取电动机并且卷取从供带轮释放的涂敷金属带的带卷取轮；和带导向装置，设置在下主体和焊接电极部分处以将涂敷金属带导弓I至焊接电极的端部。带导向装置可以包括形成到下主体和焊接电极部分的侧面以导引涂敷金属带的导向托架；和设置到焊接电极以将涂敷金属带导引至焊接电极的端部的导向盖。带供给电动机和带卷取电动机可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机。涂敷金属带可以是涂覆有镍层或铜层的钢带。接地电极部分可以包括设置到下主体的另一侧的旋转托架；设置到旋转托架一侧的旋转电动机；通过旋转块连接至旋转电动机的轴的压力控制装置；和设置在压力控制装置的一端并且与焊接基底金属接触的接地电极。旋转电动机可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机。压力控制装置可以包括通过旋转块连接至旋转电动机的轴的增压外壳；螺杆电动机，连接至螺杆，设置在增压外壳内并且根据从控制器接收的控制信号旋转或反向旋转； 与螺杆相接合的移动块；载荷传感器(load cell)，设置在移动块下，检测接地电极对焊接基底金属的压力并且向控制器输出压力信号；连杆，设置在增压外壳内并且通过增压外壳连接至接地电极；和增压弹簧，设置在增压外壳内向载荷传感器和连杆提供弹力。螺杆电动机可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机。载荷传感器可以由压电元件形成。控制器可以包括控制逻辑，该控制逻辑通过根据载荷传感器的检测信号控制螺杆电动机旋转或反向旋转来恒定地保持接地电极对焊接基底金属的压力。枪主体部分的上主体的上部可以通过自动机托架连接至自动机的臂的端部并且下主体的上部可以连接至上主体的下部。根据本发明，单侧点焊装置可以通过插入涂敷金属带来生成附加的电阻以形成高的热输入来焊接。因此，可以增强焊接区域的连接性。此外，接地电极可以靠近焊接电极装配并且稳定的接地是可能的而无需地线。根据本发明，单侧点焊装置对于具有高导电性的焊接材料例如铝不需要大于25kA 的大电流，可以减少电极的污染，并且可以使由高热量和大量焊渣导致的焊接点的变形减小到最低。
图1是装配有根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的焊接自动机系统的透视图。图2是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的上透视图。图3是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的下透视图。图4是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的剖面侧视图。
图5是沿着图4的线A-A的剖视图。
图6是沿着图4的线B-B的剖视图。
图7是应用于根据本发明的一 个示例性实施例 放大剖视图-O
图8和图9是显示根据本发明的一个示例性实施附图。
〈符号的说明〉
1 单侧点焊装置；3 自动机；
5 臂；10枪主体部分；
20电源部分；30焊接电极部分；
40涂敷金属带供给部分；50接地电极部分；
11上主体；13下主体；
7 自动机托架；31焊接电极；
33柄；B 涂敷金属带；
MI带供给电动机；M2带卷取电动机；
PI供带轮；P2带卷取轮；
61导向托架；63导向盖;
Bl钢带；B2镍涂敷层；
B3铜涂敷层；51接地电极；
53旋转托架；M3旋转电动机；
55旋转块；71增压外壳；
M4螺杆电动机；80控制器；
73移动块；75载荷传感器；
77连杆；79增压弹簧；和
91,93 铝板。
具体实施例方式下文中将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。图1是装配有根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的焊接自动机系统的透视图并且图2是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的上透视图。图 3是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的下透视图并且图4是根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置的剖面侧视图。如图1中所示，设置在焊接自动机3的臂5的一端的根据本发明的一个示例性实施例的单侧点焊装置1从单侧应用于具有高导电性的焊接材料，例如铝。单侧点焊装置1，如图2到图4所示，包括枪主体部分10、电源部分20、焊接电极部分30、涂敷金属带供给部分40和接地电极部分50。枪主体部分10包括设置于自动机3的臂5的一端的上主体11和设置在上主体11 的下部的中空下主体13。上主体11的上部经由自动机托架7连接至自动机3的臂5的端部并且在上主体11的内部形成空间S。如图4所示，下主体13是中空的并且电源部分20设置在下主体13内。焊接电极部分30装配至下主体13的下部的一侧并且接收来自电源部分20的焊接电力用于由焊接电极31电阻焊接焊接基底金属例如铝板的。如图5所示，焊接电极部分30包括装配至下主体13的下部的一侧的柄33并且柄 33电连接至电源部分20以接收焊接电力。焊接电极31设置到柄33的端部上并且焊接电极31可以由氧化铝弥散分布的强化铜(Al2O3-Cu)电极形成但是并不限于此。涂敷金属带供给部分40设置在上主体11和下主体13之间用于在焊接电极31和焊接基底金属之间供给涂敷金属带B，例如铝板。如图5所示，涂敷金属带供给部分40包括设置在上主体11的一侧的带供给电动机Ml和设置在上主体11的相反侧的带卷取电动机M2。带供给电动机Ml和带卷取电动机M2可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机但是并不限于此。涂敷金属带供给部分40还包括供给到焊接电极31和焊接基底金属之间的涂敷金属带B，例如铝板。涂敷金属带B盘绕供带轮Pl并且供带轮Pl连接至上主体11的空间S内的带供给电动机Ml的轴Si。带卷取轮P2连接至上主体11的空间S内的带卷取电动机M2的轴S2，并且带卷取轮P2卷取从供带轮Pl释放的涂敷金属带B。为下主体13和焊接电极部分30配置带导向装置用于将涂敷金属带B导引至焊接电极31的端部。带导向装置包括形成到下主体13和焊接电极部分30的侧边以导引涂敷金属带B 的导向托架61，和设置到焊接电极31以将涂敷金属带B导引至焊接电极31的端部的导向盖63 ο如图所示7，涂敷金属带B可以是涂敷了镍层B2或铜层B3的钢带B，但并不限于此。接地电极部分50设置到下主体13的另一侧，电连接至电源部分20并且通过接地电极51使焊接基底金属例如铝板接地。如图3和图6所示，接地电极部分50包括设置在下主体13下方的旋转托架53和设置到旋转托架53的一侧的旋转电动机M3。旋转电动机M3可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机但是并不限于此。接地电极部分50还包括通过旋转块55连接至旋转电动机M3的轴S3的压力控制装置70和设置在压力控制装置70的一端并且与焊接基底金属接触的接地电极51。压力控制装置70包括通过旋转块55连接至旋转电动机M3的轴S3的增压外壳 71。螺杆电动机M4设置在增压外壳71内并且连接至螺杆S4。螺杆电动机M4根据从控制器80接收的控制信号旋转或反向旋转，并且可以是可用于控制转速和旋转方向的伺服电动机，但是并不限于此。在增压外壳71中，移动块73与螺杆S4接合并且载荷传感器75设置在移动块73 的下方，载荷传感器75检测接地电极51对焊接基底金属的压力并且向控制器80输出压力信号。压力控制装置70还包括设置在增压外壳71内并且通过增压外壳71连接至接地电极51的连杆77和设置在增压外壳71内向载荷传感器75和连杆77提供弹力的增压弹簧79。载荷传感器75可以是压电元件。控制器80包括控制逻辑，控制逻辑通过控制螺杆电动机M4根据载荷传感器75的检测信号旋转或反向旋转来恒定地保持接地电极51对焊接基底金属的压力。在根据本发明的示例性实施例的单侧点焊装置1的点焊中，如图8所示，自动机3 被控制来使接地电极51接触下铝板91的一侧。在接地电极51接触到下铝板91之后，焊接电极31推动上铝板93并且从电源部分20向焊接电极31供给焊接电力。在焊接电极31和上铝板93之间供给的涂敷金属带B生成附加的接触电阻来在将被焊接的上和下铝板93和91的部分上生成高的输入热。为了准备下一个点焊，在点焊之后，带供给电动机Ml和带卷取电动机M2被同时操作以移动对应于焊接电极31形成焊接熔核的涂敷金属带B。在图9中，描述了当下铝板91的接地面Fl倾斜时的接地电极部分50的操作。当接地面Fl倾斜压在焊接表面F2上时，操作旋转电动机M3以旋转角度θ用于使接地电极51与接地面Fl垂直地接触。操作自动机3 (移动和定位)以使接地电极51接触下铝板91，焊接电极31按压上铝板93并且焊接电力从电源部分20供给焊接电极31用于将上和下铝板93和91焊接在一起。接地电极51通过压力控制装置70的操作用恒定压力压住下铝板91的接地面 (ground face) Fl。S卩，螺杆电动机M4根据由载荷传感器75检测的压力变化旋转或反向旋转以控制移动块73的位置。并且因此，移动块73控制增压弹簧79的压缩量以保持连接至连杆77的接地电极 51对接地面Fl的压力。虽然已经结合当前被认为是实际示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于公开的实施例。与此相反，预期它覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效配置。
权利要求
1.一种单侧点焊装置，包括枪主体部分，包括设置在自动机的臂的一端的上主体和设置在所述上主体的下部的中空下主体；电源部分，设置在所述下主体内；焊接电极部分，设置在所述下主体的下侧，从所述电源部分供给焊接电力，并且被配置成通过电阻焊接将焊接基底金属焊接在一起；涂敷金属带供给部分，在所述焊接基底金属和所述焊接电极之间供给涂敷金属带；和接地电极部分，电连接至所述电源部分并且被设置在所述下主体的另一个下侧用于与所述焊接基底金属接触。
2.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述焊接电极部分包括 柄，安装在所述下主体的一侧并且电连接至所述电源部分以被供给焊接电力；和焊接电极，设置在所述柄的一端。
3.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述焊接电极包括氧化铝弥散强化的铜。
4.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述涂敷金属带供给部分包括 带供给电动机，设置到所述上主体的一侧；带卷取电动机，设置到所述上主体的另一侧； 供带轮，连接至所述带供给电动机并且供给涂敷金属带；带卷取轮，连接至所述带卷取电动机且卷取从所述供带轮释放的所述涂敷金属带；和带导向装置，设置在所述下主体和所述焊接电极部分处以将所述涂敷金属带导引至所述焊接电极的端部。
5.如权利要求4所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述带导向装置包括导向托架，形成在所述下主体和所述焊接电极部分的侧面以导引所述涂敷金属带；和导向盖，设置到所述焊接电极以将所述涂敷金属带导引至所述焊接电极的端部。
6.如权利要求4所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述带供给电动机和所述带卷取电动机是被配置成控制转速和旋转方向的伺服电动机。
7.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述涂敷金属带是涂覆有镍层或铜层中的一种的钢带。
8.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述接地电极部分包括 旋转托架，设置到所述下主体的另一侧；旋转电动机，设置到所述旋转托架一侧；压力控制装置，通过旋转块连接至所述旋转电动机的轴；和接地电极，设置在所述压力控制装置的一端并且与所述焊接基底金属接触。
9.如权利要求8所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述旋转电动机是被配置成控制转速和旋转方向的伺服电动机。
10.如权利要求8所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述压力控制装置包括 增压外壳，通过所述旋转块连接至所述旋转电动机的所述轴；螺杆电动机，连接至螺杆，设置在所述增压外壳内并且根据从控制器接收的控制信号旋转或反向旋转；与所述螺杆相结合的移动块；载荷传感器，设置在所述移动块下方，检测所述接地电极对所述焊接基底金属的压力并且向所述控制器输出压力信号；连杆，设置在所述增压外壳内并且通过所述增压外壳连接至所述接地电极；和增压弹簧，设置在所述增压外壳内向所述载荷传感器和所述连杆提供弹力。
11.如权利要求10所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述螺杆电动机是被配置成控制转速和旋转方向的伺服电动机。
12.如权利要求10所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述载荷传感器由压电元件形成。
13.如权利要求10所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述控制器包括控制逻辑，该控制逻辑通过根据所述载荷传感器的检测信号控制所述螺杆电动机旋转或反向旋转来恒定地保持所述接地电极对所述焊接基底金属的压力。
14.如权利要求1所述的单侧点焊装置，其特征在于，所述枪主体部分的所述上主体的上部通过自动机托架连接至所述自动机的臂的所述端并且所述下主体的上部连接至所述上主体的下部。
15.一种单侧点焊方法，包括将焊接电极定位到第一焊接基底金属的一侧上的焊接区域； 将涂敷金属带插入所述焊接基底金属和所述焊接电极之间；从相同侧使第二焊接基底金属与电连接至电源的接地电极接触，且第二焊接基底金属与所述第一焊接基底金属在所述焊接区域接触；并且由所述电源向焊接电极供给焊接电力以通过在所述焊接区域的电阻焊接将所述第一焊接基底金属和所述第二焊接基底金属焊接在一起。
全文摘要
本发明的单侧点焊装置包括枪主体部分，该枪主体部分包括设置在自动机的臂的一端的上主体和设置在上主体的下部的中空下主体；设置在下主体内的电源部分；焊接电极部分i)设置在下主体的下侧，ii)从电源部分供给焊接电力，并且iii)配置成通过电阻焊接将焊接基底金属焊接在一起；将涂敷金属带供给到焊接基底金属和焊接电极之间的涂敷金属带供给部分；和接地电极部分，电连接至电源部分并且设置在下主体的另一个下侧用于与焊接基底金属接触。
文档编号B23K11/30GK102398109SQ20111023503
公开日2012年4月4日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年9月16日
发明者李炤煐 申请人:现代自动车株式会社