專利名稱：凸頭螺栓的焊接方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是凸頭螺栓的焊接方法以及裝置。
上述所說(shuō)的現(xiàn)有技術(shù)，作為使凸頭螺栓移動(dòng)、使其軸部插入電極的承接孔中的裝置，發(fā)揮了所需要的作用。但是，由于不能精確地控制該軸部的插入長(zhǎng)度，會(huì)出現(xiàn)如果插入長(zhǎng)度不充分插入用桿件就返回原位置，或者如果插入過(guò)多，保持凸頭螺栓的部件妨礙電極的前面部分。在前者的情形下，由于插入不充分會(huì)引起螺栓從承接孔中掉出，在后者的情形下，會(huì)損傷電極的前部和保持螺栓的部件。發(fā)生這樣的問(wèn)題是因?yàn)槭褂昧讼髿飧走@樣利用流體壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)插入用桿件。特別是，必須對(duì)包括如何進(jìn)行凸頭螺栓軸部與電極承接孔這兩者之間相對(duì)位置的改變、對(duì)電極以及桿件類的操作進(jìn)行設(shè)定。
上述所說(shuō)的現(xiàn)有技術(shù)，作為將凸頭螺栓插入電極的承接孔中的裝置，發(fā)揮了所需要的作用。但是，對(duì)于提高焊接工序的生產(chǎn)效率沒(méi)有進(jìn)行特別的考慮。而且，在最小限度內(nèi)對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的簡(jiǎn)化以及降低設(shè)備費(fèi)用這些方面，滿足不了要求。特別是在小件的鋼板制的焊件上焊接凸頭螺栓時(shí)，這樣的要求就變得非常重要。而且必須要考慮當(dāng)焊件進(jìn)入到兩電極間時(shí)，焊件的操作不會(huì)礙事。另一方面，在焊件被設(shè)置在兩電極之間的情況下，螺栓的軸部不可能插入電極的承接孔。
本發(fā)明所述的另一個(gè)實(shí)施例的凸頭螺栓的焊接裝置是為了實(shí)施上述焊接方法而設(shè)計(jì)的。即用于將由軸部，法蘭以及在與軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接在板狀的焊件上的凸頭螺栓焊接裝置，包括下述部件設(shè)置了通過(guò)各支撐臂件設(shè)置的可動(dòng)電極和固定電極的焊接機(jī)；具有用于移動(dòng)可動(dòng)電極而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的變換裝置的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；設(shè)置在可動(dòng)電極上的、收入凸頭螺栓的軸部的承接孔；以及具有能夠在凸頭螺栓的軸部突出的狀態(tài)下保持凸頭螺栓的保持頭的進(jìn)退式供給桿件。
作為電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，AC飼動(dòng)電動(dòng)機(jī)具有代表性，在它上面設(shè)置了能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的變換裝置。變換裝置一般來(lái)說(shuō)使螺紋軸貫穿陰螺紋塊體，其基本原理是通過(guò)使該塊體旋轉(zhuǎn)使螺紋軸發(fā)生進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，為了減少機(jī)械抵抗采用滾珠螺桿方式。通過(guò)采用上述的變換裝置，通過(guò)根據(jù)控制裝置發(fā)出的指令精確地設(shè)定AC飼動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)，就能夠精確控制進(jìn)退運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)長(zhǎng)度。
上述所述的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，是能夠設(shè)定可動(dòng)電極的停止位置在指定的范圍內(nèi)，因此，可動(dòng)電極向準(zhǔn)備的軸部前進(jìn)，當(dāng)軸部只進(jìn)入了指定長(zhǎng)度時(shí)，馬上停止可動(dòng)電極的前進(jìn)。在停止期間使保持頭退讓，然后可動(dòng)電極在保持凸頭螺栓的狀態(tài)下再次前進(jìn)，將焊著用突起與焊件壓接通電，完成焊接。
這些操作，因?yàn)檫m當(dāng)而準(zhǔn)確地設(shè)定了將電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)的裝置和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，所以能夠準(zhǔn)確地決定可動(dòng)電極的停止位置。這樣，軸部進(jìn)入承接孔的長(zhǎng)度如果不大于指定長(zhǎng)度，保持頭就不會(huì)退讓。即如果進(jìn)入長(zhǎng)度過(guò)短，保持頭在其與電極軸線直交方向上退讓時(shí)，軸部在承接孔內(nèi)呈異常的傾斜，不能順利地插入承接孔內(nèi)。或者，如果可動(dòng)電極前進(jìn)到與保持頭太過(guò)接近的程度，保持頭與可動(dòng)電極之間產(chǎn)生干擾，對(duì)兩者都會(huì)帶來(lái)?yè)p傷。
最應(yīng)該注意的是，采用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于可動(dòng)電極的控制是非常合是的。換句話說(shuō)，被控制的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出，能夠充分滿足可動(dòng)電極所要求的運(yùn)動(dòng)特性。而如果使用像現(xiàn)有技術(shù)那樣，使用氣缸對(duì)可動(dòng)電極的前進(jìn)的量進(jìn)行控制，使它在必要的停止范圍內(nèi)暫時(shí)停止，再前進(jìn)就會(huì)變得非常困難。必須通過(guò)在氣缸中形成特殊的兩段式氣缸等方法進(jìn)行控制。另外，對(duì)應(yīng)于焊件和凸頭螺栓的變更改變可動(dòng)電極的前進(jìn)的量時(shí)，如果使用本發(fā)明，只要改變電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制存儲(chǔ)器就能簡(jiǎn)單地應(yīng)用，而不必象現(xiàn)有技術(shù)一樣更換氣缸，對(duì)于節(jié)省設(shè)備開(kāi)支也是非常有效的。
供給桿件安裝在凸頭螺栓供給裝置上，凸頭螺栓供給裝置能夠安裝在焊接機(jī)的一部分上。因此，凸頭螺栓供給裝置可以附加安裝在已有的焊接機(jī)上，所以，只對(duì)焊接機(jī)進(jìn)行很少的改造就可以，從節(jié)省設(shè)備開(kāi)支的觀點(diǎn)來(lái)看非常合適。
支撐臂件的長(zhǎng)度方向看，凸頭螺栓供給裝置設(shè)置在電極后方較好。這樣當(dāng)焊件進(jìn)入兩電極之間時(shí)，凸頭螺栓供給裝置不會(huì)礙事。由于支撐臂件的最前端部分設(shè)置了兩電極，焊件首先會(huì)被導(dǎo)向兩電極之間，能夠在與其他部件互不干擾的情況下進(jìn)行順利的焊接。
設(shè)置用于使保持頭從可動(dòng)電極的進(jìn)退軸線上退讓的驅(qū)動(dòng)裝置較好。一旦可動(dòng)電極前進(jìn)、軸部進(jìn)入承接孔到指定長(zhǎng)度，可動(dòng)電極在該位置停止前進(jìn)，于是通過(guò)上述驅(qū)動(dòng)裝置、使保持頭從可動(dòng)電極的進(jìn)退軸線上退讓。這樣由于精確地控制可動(dòng)電極的前進(jìn)的量、停止后使保持頭退讓，所以可動(dòng)電極的承接孔可靠的保持螺栓后，才使保持頭退讓，因此，可動(dòng)電極的前進(jìn)和保持頭的后退都能精確地進(jìn)行，其工作具有很高的可靠性。
供給桿件使支撐臂件向兩個(gè)方向傾斜，這樣保持頭中被保持的軸部在與承接孔為同軸時(shí)的位置時(shí)能夠停止。這樣通過(guò)使其朝兩個(gè)方向傾斜，供給桿件呈與支撐臂件斜向交叉的狀態(tài)。因此，在保持頭中支持的軸部能夠以直線的移動(dòng)軌跡進(jìn)入到與固定電極的軸線為同軸的部位。
通過(guò)本發(fā)明的其它實(shí)施例，凸頭螺栓的焊接裝置是將由軸部、法蘭、在與軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接到板狀的焊件上的裝置，在固定式焊接機(jī)上設(shè)置的多對(duì)支撐臂件上分別設(shè)置可動(dòng)電極和固定電極，在兩電極的任意一方上形成插入上述軸部的承接孔，固定式焊接機(jī)的靜止部件上安裝凸頭螺栓供給裝置，另一方面，使焊件保持在機(jī)械手裝置中并向上述兩電極之間移動(dòng)。
從安裝在固定式焊接機(jī)的靜止部件上的凸頭螺栓供給裝置將上述電極插入各個(gè)承接孔，在該狀態(tài)下，一旦通過(guò)機(jī)械手裝置焊件進(jìn)入兩電極之間，可動(dòng)電極便開(kāi)始工作，焊著用突起與焊件壓接并通電進(jìn)行焊接。由于兩電極以及凸頭螺栓供給裝置設(shè)置了多對(duì)，所以對(duì)于一個(gè)焊件能夠進(jìn)行多點(diǎn)的螺栓焊接，有效地提高了生產(chǎn)效率。特別是電極以及螺栓供給裝置是以多對(duì)的狀態(tài)設(shè)置的，對(duì)焊件的多個(gè)部位能夠同時(shí)或交替進(jìn)行焊接，而且，由于設(shè)置了多對(duì)的關(guān)系，由機(jī)械手裝置控制的焊件的移動(dòng)距離變短，因此，在較短的焊接時(shí)間中能夠焊接多個(gè)凸頭螺栓，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率是非常有利的。
將固定式焊接機(jī)的焊接單元部分改造為多個(gè)，也可以與其對(duì)應(yīng)地設(shè)置螺栓供給裝置，這樣就能夠靈活利用原有設(shè)備，降低設(shè)備的費(fèi)用以及簡(jiǎn)化設(shè)備。由于可以象這樣將固定式焊接機(jī)的靜止部件和凸頭螺栓供給裝置進(jìn)行單元化設(shè)計(jì)，所以能夠一邊供給電極螺栓，一邊可以在進(jìn)入的焊件的所需部位上完成凸頭螺栓的焊接。因此，只要對(duì)已有的固定式焊接機(jī)進(jìn)行安裝凸頭螺栓供給裝置的改造就可以。另外，對(duì)于機(jī)械手裝置使用原有的就可以，在這點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題。
將凸頭螺栓供給裝置安裝在從支撐臂件的長(zhǎng)度方向上看到的、比電極還要靠后的位置處。這樣，當(dāng)焊件進(jìn)入到兩電極之間時(shí)，凸頭螺栓供給裝置就不會(huì)礙事。這是因?yàn)橹伪奂淖钋岸瞬糠痔幵O(shè)置了電極，所以焊件首先被導(dǎo)入兩電極之間，與其他部件互不干涉地、順利地進(jìn)行焊接。當(dāng)焊件是復(fù)雜的彎曲形狀時(shí)，這一點(diǎn)對(duì)于避免相互干擾是非常重要的。
凸頭螺栓供給裝置可以由安裝在進(jìn)退式供給桿件上的保持頭和將凸頭螺栓的軸部插入到承接孔中的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。進(jìn)退式供給桿件由于可以向兩電極伸出、后退，被保持頭卡止的凸頭螺栓能夠被整個(gè)的運(yùn)送到兩電極之間。特別是，通過(guò)在軸部與承接孔為同軸時(shí)的位置處停止供給桿件的前進(jìn)，軸部被可靠地移動(dòng)到承接孔。由于通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置的輸出將軸部插入到承接孔中，在上述供給桿件前進(jìn)后，繼續(xù)進(jìn)行可靠的供給。
驅(qū)動(dòng)裝置被固定在固定式焊接機(jī)的靜止部件，該驅(qū)動(dòng)裝置的輸出部件上固定了供給桿件的進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置，供給桿件使支撐臂件朝兩個(gè)方向傾斜，因此在保持頭中保持的凸頭螺栓的軸部在它與承接孔為同軸時(shí)停止，并且，也可以從該停止位置將軸部插入到承接孔中。由于設(shè)置了驅(qū)動(dòng)供給桿件的進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置和將軸部導(dǎo)入到承接孔的驅(qū)動(dòng)裝置，可靠地使螺栓向兩電極間移動(dòng)，而且，將軸部插入到承接孔中。這個(gè)操作特別是通過(guò)將進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置固定到驅(qū)動(dòng)裝置的輸出裝置上來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且，由于供給桿件相對(duì)于支撐臂件朝兩個(gè)方向傾斜，能夠使凸頭螺栓從電極的后方向兩電極間移動(dòng)，就容易進(jìn)行凸頭螺栓供給裝置在相對(duì)于定式焊接機(jī)的靜止部件的單元化。
能夠?qū)⒍鄬?duì)的可動(dòng)電極、固定電極以及凸頭螺栓供給裝置在焊件的中心線兩側(cè)分成兩部分設(shè)置。這樣由于在焊件的中心線的兩側(cè)多對(duì)焊接單元是相互對(duì)應(yīng)的，各個(gè)焊件單元能夠同時(shí)或交替地進(jìn)行螺栓焊接，而且，由于機(jī)械手裝置縮短了焊件的移動(dòng)距離，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多個(gè)螺栓焊接。
進(jìn)而根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將由軸部、法蘭以及與在軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接到板狀的焊件上的凸頭螺栓焊件裝置包括以下部分通過(guò)各支撐臂件設(shè)置了可動(dòng)電極和固定電極的固定式焊接機(jī)；在上述兩電極的任意一方上形成的、用于收入凸頭螺栓的軸部的承接孔；安裝在固定式焊接機(jī)的靜止部件上的凸頭螺栓供給裝置；使焊件與上述任意一方的電極之間保持一定間隔，在焊件插入上述兩電極間的狀態(tài)下、能夠允許通過(guò)凸頭螺栓供給裝置將軸部插入上述承接孔；以及，將焊件保持在兩電極之間并將它移動(dòng)向上述兩電極之間以及從上述兩電極之間移走的機(jī)械手裝置。因此，通過(guò)使焊件與設(shè)置由承接孔遠(yuǎn)的電極接觸，就能夠使焊件保持位于兩電極之間的位置而螺栓的軸部能夠插入承接孔。不必一次次移動(dòng)大的焊件就能供給螺栓。提高的焊接效率。
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖2是

圖1所示裝置的正視圖。
圖3A～3D是表示工作順序的工作圖。
圖4是表示保持頭與承接孔關(guān)系的縱斷面圖。
圖5是圖4所示保持頭的縱斷面圖。
圖6是表示保持頭與承接孔關(guān)系的縱斷面。
圖7是表示變換裝置的控制系統(tǒng)圖。
圖8是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的凸頭螺栓焊接裝置的平面圖。
圖9是圖8所示裝置的正視圖。
圖10是表示保持頭與承接孔關(guān)系的縱斷面圖。
圖11是凸頭螺栓的側(cè)面圖。
在圖1及圖2中，用參照數(shù)字5概括地表示固定式焊接機(jī)，支撐臂件8、9與從地面6立起的支柱7結(jié)合在一起。支撐臂件8、9上分別設(shè)置了可動(dòng)電極10和固定電極11，可動(dòng)電極10由安裝在支撐臂件8上的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)。在兩個(gè)電極10、11中的任意一個(gè)上用于收放入凸頭螺栓1的軸部2的承接孔13。在這里，如圖2和圖4所示，將承接孔13設(shè)置在可動(dòng)電極10上。
參照數(shù)字14指的是焊接螺栓供給裝置，在支撐臂件8的長(zhǎng)度方向看，它設(shè)置在比電極還要靠后位置處。即可動(dòng)電極10被安裝在支撐臂件8的前端部，而供給裝置14被設(shè)置在它的后方，也就是說(shuō)，設(shè)置在圖1或圖2的右方。再換句話說(shuō)，焊件進(jìn)入到固定式焊接裝置5中時(shí)，最初進(jìn)入兩電極10、11之間，這時(shí)供給裝置14對(duì)于焊件沒(méi)有妨礙。
支柱7的上部安裝了驅(qū)動(dòng)裝置15，該裝置15的輸出是以進(jìn)退運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的。其輸出方向是在與可動(dòng)電極10的進(jìn)退方向直交的方向。驅(qū)動(dòng)裝置15在這里由氣缸構(gòu)成，在它的活塞桿16上結(jié)合了托架17。該托架17上固定了供給桿件18的進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置19。該裝置19由氣缸構(gòu)成，活塞桿16與氣缸19通過(guò)上述托架17形成為一體。用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)代替氣缸15、19也可以。這時(shí)，借助于能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)變換為直線運(yùn)動(dòng)的裝置。因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置15被安裝在固定式焊接機(jī)的靜止部件上，這里，支柱的側(cè)面相當(dāng)于該靜止部件。
使供給桿件18使向橫向伸出的支撐臂件8向兩個(gè)方向傾斜，將從圖1的方向看到的該傾斜的角度設(shè)定為θ1，從圖2的方向看到的該傾斜的角度設(shè)定為θ2。即供給桿件18與支撐臂件8是呈斜向交叉狀態(tài)。在供給桿件18的前端結(jié)合了保持頭20，其結(jié)構(gòu)是在保持頭20進(jìn)出時(shí)，保持在其中的凸頭螺栓的軸部2與承接孔13的軸線為同軸。
保持頭20的軸線，相對(duì)于供給桿件18的軸線呈銳角交叉。頭的主體21在單側(cè)是打開(kāi)的，即圖4左邊形成開(kāi)放的收容槽22，其中收入了法蘭3。由于法蘭3與焊著用突起4形成為一體，如圖5所示，為了將它也都收入，收容槽22形成收入法蘭3的大寬部22a和收入焊著用突起4的小寬部22b。在收容槽下側(cè)埋設(shè)磁石(永久磁石)23，它吸引進(jìn)入收容槽22的法蘭3，使凸頭螺栓1保持為安定狀態(tài)，這時(shí)的狀態(tài)，如圖5所示，使法蘭的外周部與收容槽22的階梯部平面貼緊。
圖6是用凹部24代替收容槽22的變形例。形成用于收入法蘭3與焊著突起4的大徑部24a和小徑部24b，在頭的主體21的中央部打通空氣通路25，在小徑部24b的底面開(kāi)口。符號(hào)26是與空氣通路25連接的空氣管，符號(hào)27是設(shè)置在承接孔13深處的磁石(永久磁石)，為了可靠地吸引并保持移動(dòng)到承接孔13內(nèi)的螺栓。設(shè)置磁石27與圖4相同。即使圖4、圖6的上下呈顛倒?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于磁石27的作用螺栓也能安定地被保持。
桿件18后退時(shí)，必須使法蘭已進(jìn)入收容槽22或凹部24。為此將支撐片28固定在氣缸19，再與零件供給管29結(jié)合，使它的端部與返回的保持頭20(圖2中的雙劃線所示)吻合。零件供給管29與零件供給裝置30連接，用空氣管31發(fā)出的壓縮空氣將凸頭螺栓1運(yùn)送到保持頭20。
機(jī)械手裝置33是通常被廣泛使用的機(jī)械手裝置，是軸6類型的。關(guān)節(jié)連接件34與氣缸35結(jié)合，在其前端安裝了夾緊裝置36。鋼板制的焊件37被夾緊裝置37緊緊地夾住。機(jī)械手裝置33中保持的焊件37，如圖2所示位于距具有承接孔13的電極10還有段距離的位置，即焊件37不愉固定電極11接觸或者使其進(jìn)入的位置與同電極11之間僅保持極小空隙。使焊件37進(jìn)入這樣的位置的理由是在焊件37插入兩電極11、10之間的狀態(tài)下，能夠通過(guò)凸頭螺栓供給裝置14能夠使軸部2插入上述承接孔13中。因此，要設(shè)定焊件37與任何一方電極的間隔都能允許上述軸部2插入。
使用AC飼動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12使用是適合的。如圖7所示，由于從電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出軸38輸出的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以設(shè)置了改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為進(jìn)退運(yùn)動(dòng)的變換裝置39。雖然作為該裝置可以采用各種方式，這里使被固定在輸出軸38上的驅(qū)動(dòng)齒輪40咬合被動(dòng)齒輪41，在被動(dòng)齒輪41上形成的筒部42的內(nèi)側(cè)設(shè)置螺旋槽，插入多個(gè)鋼球43，旋轉(zhuǎn)軸44由鋼球43支撐。即滾珠螺桿單元方式。
然后，旋轉(zhuǎn)軸44內(nèi)藏控制器，即能夠設(shè)定電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)數(shù)與可動(dòng)電極10的進(jìn)退長(zhǎng)度之間關(guān)系的控制電路。因此，使其記住固定電極10的第1沖程的長(zhǎng)度，再記住固定電極10的第2次沖程的長(zhǎng)度，控制器45記憶的第1沖程的長(zhǎng)度如果不在在圖4的停止范圍L以內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致上述所述的凸頭螺栓的保持上的不良，所以控制停止在這個(gè)范圍內(nèi)是非常重要的。相對(duì)于這一要求，用控制器45控制AC飼動(dòng)電動(dòng)機(jī)對(duì)于焊接電極的進(jìn)退沖程的控制是極為有利的。
第1沖程指的是前進(jìn)到圖4的位置、在停止范圍L內(nèi)停止的階段。在該狀態(tài)下，一旦氣缸15進(jìn)行工作、保持頭20向右方移動(dòng)，軸部2留在承接孔13內(nèi)，由于磁石27的吸引力軸部2完全進(jìn)入承接孔13，法蘭3與固定電極10的端面貼緊。然后，在第2沖程中再使固定電極10前進(jìn)，焊著用突起4被焊件37壓接、通電，完成焊接。然后一旦可動(dòng)電極10回復(fù)到原來(lái)位置，凸頭螺栓1被焊接到焊件37上，用機(jī)械手裝置33運(yùn)送到下一道工序。
下面對(duì)于上面的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在保持體20位于圖2中雙劃線表示的位置時(shí)，從零件供給裝置30凸頭螺栓1被送入。于是螺栓的法蘭3、焊著用突起4被收入到收容槽22或凹部24中，軸部2處于從保持體20向上方突出來(lái)的狀態(tài)。然后使供給桿件18前進(jìn)，在軸部2與承接孔13為同軸的位置，停止桿件18的前進(jìn)。然后，通過(guò)上述電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的控制，可動(dòng)電極10前進(jìn)到作為第1沖程即停止范圍L處停止。其后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置15的驅(qū)動(dòng)保持頭20向圖4正橫向即右方移動(dòng)，法蘭3在收容槽22內(nèi)相對(duì)滑動(dòng)，而軸部2留在承接孔13內(nèi)。
然后，可動(dòng)電極10再次作第2沖程的前進(jìn)，焊著用突起4與焊件37進(jìn)行焊接。在這個(gè)焊接時(shí)期，焊件37雖然已經(jīng)通過(guò)機(jī)械手33插入到兩電極之間，其插入位置是焊件37與固定電極11接觸的位置。上述的一連串的工作順序在圖3中進(jìn)行階段性的表示。
如圖6一樣如果是形成象凹進(jìn)去的孔的凹部24時(shí)，使壓縮空氣從空氣通路25噴出，使軸部2和法蘭3完全移動(dòng)到承接孔13內(nèi)，再使保持頭20退避。
圖7中的參照數(shù)字46指的是能夠檢測(cè)出可動(dòng)電極10前進(jìn)的傳感器。該傳感器46是被付加設(shè)置的，對(duì)于提高工作精度有效。將從傳感器46發(fā)出的信號(hào)輸入到控制器45，這樣使電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12停止。停止時(shí)，如果使用這里沒(méi)有圖示的制動(dòng)裝置進(jìn)行工作的話，能夠控制停止在更加精確的位置。
下面，參照?qǐng)D8、9時(shí)，用參照數(shù)字5概括地表示固定式焊接機(jī)。支撐臂件8、9與從底面6立起的支柱7結(jié)合在一起。支撐臂件8、9上分別設(shè)置可動(dòng)電極10和固定電解11?？蓜?dòng)電極10由安裝在臂件8上的氣缸12驅(qū)動(dòng)。在兩個(gè)電極10、11中的任意一個(gè)中形成收入螺栓1的軸部2的承接孔13。這里，正如圖10所示的，表示了在可動(dòng)電極10上形成承接孔13的情形。可以用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)代替氣缸12，這時(shí)要一起使用將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)的裝置。
凸頭螺栓供給裝置用參照數(shù)字14概括地表示。從支撐臂件8的長(zhǎng)度方向看該供給裝置14被設(shè)置在比電極還要靠后的位置。即支撐臂件8的前端部安裝了可動(dòng)電極10，在它后方，即圖1的右方設(shè)置了供給裝置14。換句話說(shuō)，焊件進(jìn)入固定式焊接機(jī)5時(shí)，首先焊件進(jìn)入兩電極10、11之間，這時(shí)，供給裝置14對(duì)于焊件沒(méi)有妨礙。
可動(dòng)電極10、固定電極11、凸頭螺栓供給裝置14這三者形成一個(gè)組，可將由它們組成的多組設(shè)置在固定式焊接機(jī)5中。圖8表示的是兩組的情形。因此，支柱上設(shè)置多個(gè)臂件8、9，分別設(shè)置可動(dòng)電極10和固定電極11，相對(duì)于個(gè)電極的承接孔13設(shè)置多個(gè)凸頭螺栓供給裝置14。
支柱7的側(cè)面固定托架15，在上面安裝驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)氣缸16。在相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)裝置輸出部件的活塞桿17上固定供給桿件18的進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置19。該裝置19在這里由氣缸構(gòu)成，活塞桿17與氣缸19通過(guò)氣缸19上安裝的結(jié)合托架20形成為一體。采用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)代替氣缸16、19也可以。采用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，要借助于能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)變換為直線運(yùn)動(dòng)的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置16安裝在固定式焊接機(jī)的靜止部件上，這里支柱的側(cè)面相當(dāng)于這個(gè)靜止部件。
供給桿件18，使向橫向伸出的支撐臂件8朝兩個(gè)方向傾斜。將從圖8看到的傾斜角設(shè)定為θ1，從圖9看到的傾斜角設(shè)定為θ2。即供給桿件18與支撐臂件8為斜向交叉狀態(tài)。供給桿件18的前端結(jié)合了保持頭21，這里當(dāng)保持頭21前進(jìn)時(shí)，被保持的凸頭螺栓的軸部2被設(shè)置為與承接孔13的軸線為同軸。
保持頭21的軸線相對(duì)于供給桿件18的軸線為銳角交叉。頭的主體22上形成了向上打開(kāi)的圓形凹部24(圖10)，該凹部24中收入了凸頭螺栓1的法蘭3。法蘭3上因?yàn)橐惑w形成了焊著用突起4，為了也能將它收入，在凹部24上形成了收入法蘭3的大徑部24a和收入焊著用突起4的小徑部24b。凹部24深處埋置了磁石(永久磁石)23，吸引進(jìn)入凹部24的法蘭3保持凸頭螺栓1為安定狀態(tài)。這時(shí)，的狀態(tài)如圖0所示，法蘭3的外周部與大徑部24a的底面貼緊。
空氣通路25在頭的主體22的中央部形成，它開(kāi)口在小徑部24b的底面。從空氣通路25進(jìn)入的壓縮空氣抵抗磁石23的吸引力，強(qiáng)制使法蘭3從凹部24脫離，使軸部2完全向承接孔13移動(dòng)。壓縮空氣所供給的時(shí)機(jī)，是當(dāng)軸部2的一部分進(jìn)入承接孔13中時(shí)。參照數(shù)字26指的是與空氣通路25連接的空氣軟管，承接孔13深處設(shè)置的磁石27可靠地吸引向承接孔13內(nèi)移動(dòng)的螺栓1。即使顛倒圖10中的上下方向，通過(guò)磁石27也能安定地保持螺栓。
供給桿件18后退時(shí)，必須使法蘭3已進(jìn)入凹部24。因此，通過(guò)支持片28使零件供給管29與托架20結(jié)合，如圖9的雙點(diǎn)劃線所示，使零件供給管29的端部與還原的保持頭21相吻合。零件供給管29與零件供給裝置30連接，通過(guò)的空氣管31供給的壓縮空氣，凸頭螺栓被運(yùn)送到保持頭21。
機(jī)械手裝置33是通常廣泛使用的機(jī)械手，是6軸類型的。關(guān)節(jié)連接件34與氣缸35集合。在其前端安裝了夾緊裝置36。鋼板制焊件37被夾緊裝置36緊緊夾住。機(jī)械手裝置33保持的焊件37如圖9所示，位于與具有承接孔13的電極10相距一定距離的位置，即焊件與固定電極11接觸，或者進(jìn)入到與該電極之間僅有極小空隙的位置。使焊件37進(jìn)入到這樣的位置的理由是在焊件37進(jìn)入兩電極10、11之間的位置時(shí)能夠通過(guò)凸頭螺栓供給裝置14將軸部2插入到承接口13中。換句話說(shuō)，設(shè)定焊件37與任意一方的電極的間隔設(shè)定為能夠允許上述軸部2插入。
下面，對(duì)上述實(shí)施例的運(yùn)工作進(jìn)行說(shuō)明。保持頭21位于圖9的雙劃線所示位置時(shí)，從零件供給裝置30送來(lái)凸頭螺栓1。于是，螺栓的法蘭3以及焊著用突起4被收入到凹部24中，軸部2處于從保持頭21向上方突出的狀態(tài)。然后使供給桿件18前進(jìn)，到軸部2與承接孔13為同軸的位置時(shí)桿件18停止前進(jìn)。然后，一旦通過(guò)氣缸16的作用使桿件18整體移動(dòng)，軸部2進(jìn)入承接孔13，通過(guò)來(lái)自空氣通路25的壓縮空氣軸部2即凸頭螺栓1完全進(jìn)入承接孔13，被磁石27吸引并被保持。然后保持頭21經(jīng)過(guò)與上述相反的軌跡回到原來(lái)位置。
位于距固定式焊接機(jī)5一定距離位置的焊件37被夾緊裝置36夾緊，通過(guò)氣缸35等的作用進(jìn)入兩電極10、11之間。這時(shí)如圖9的雙劃線所示，焊件37停止在與固定電極11接觸的位置。然后，可動(dòng)電極10前進(jìn)使焊著用突起4與焊件37壓接并通電，使凸頭螺栓1焊接在焊件37上。通過(guò)多組，這里為兩組單元在焊件37的中心線0的兩側(cè)同時(shí)或者交替進(jìn)行這樣的焊接。另外，其后，一旦將下面的凸頭螺栓1的軸部2插入各個(gè)承接孔13、移動(dòng)機(jī)械手，移動(dòng)焊件37的位置，使其他的焊接部位與電極相對(duì)應(yīng)，再進(jìn)行螺栓的焊接。這樣完成預(yù)定的多個(gè)螺栓的焊接后，通過(guò)機(jī)械手裝置33運(yùn)行使焊件37從兩電極10、11之間后退，完成對(duì)于該焊件的螺栓焊接。然后，將焊件37整個(gè)運(yùn)送到下一道工序。
焊件37如圖9所示一旦與固定電極11接觸，螺栓焊接完了，通過(guò)使可動(dòng)電極10向上方后退，保持頭21保持著螺栓1再次進(jìn)入，使軸部2插入承接孔13，被可動(dòng)電極10保持。即確保焊件37與可動(dòng)電極10之間的間隔，就能通過(guò)保持頭21插入軸部。
對(duì)圖示的實(shí)施例，即使將圖中的上下關(guān)系顛倒，也是成立的。另外，作為固定式焊接機(jī)的靜止部件包括支撐臂件，在同一臂件的側(cè)面也可以安裝凸頭螺栓供給裝置。
權(quán)利要求
1.將由軸部、法蘭以及在與軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接在板狀的焊件上的焊接方法，其特征是包括以下步驟使設(shè)置在進(jìn)退式供給桿件上的保持頭，在軸部從保持頭突出的狀態(tài)下支撐凸頭螺栓；使供給桿件移動(dòng)、使凸頭螺栓位于可動(dòng)電極的進(jìn)退軸線上；使設(shè)有收入凸頭螺栓軸部的承接孔的可動(dòng)電極前進(jìn)，軸部進(jìn)入承接孔時(shí)停止可動(dòng)電極的前進(jìn)；在可動(dòng)電極停止期間，使保持頭從可動(dòng)電極的進(jìn)退軸線上退避；然后，再次使可動(dòng)電極前進(jìn)，將凸頭螺栓焊接到焊件上。
2.用于將由軸部，法蘭以及在與軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接在板狀的焊件上的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是包括下述部件分別通過(guò)各個(gè)支撐臂件設(shè)置了可動(dòng)電極和固定電極的焊接機(jī)；具有為了移動(dòng)可動(dòng)電極而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的變換裝置的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；在可動(dòng)電極上形成的、用于收入凸頭螺栓的軸部的承接孔；具有能夠在凸頭螺栓的軸部突出的狀態(tài)下保持凸頭螺栓的保持頭的進(jìn)退式供給桿件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是包括安裝在焊接機(jī)的一部分上的凸頭螺栓供給裝置，供給桿件被設(shè)置在凸頭螺栓供給裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是從上述支撐臂件的長(zhǎng)度方向看、凸頭螺栓供給裝置設(shè)置在電極后面的位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是具有使保持頭從可動(dòng)電極的進(jìn)退軸線上退避的驅(qū)動(dòng)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5的任意一項(xiàng)所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是供給桿件使支撐臂件向兩個(gè)方向傾斜，通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)使保持頭中被保持的軸部能在與承接孔為同軸時(shí)的位置處停止。
7.用于將由軸部，法蘭以及在與軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接在板狀的焊件上的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是包括下述部件具有通過(guò)各支撐臂件在固定式焊接機(jī)上設(shè)置的多對(duì)可動(dòng)電極和固定電極的固定式焊接機(jī)；在上述電極的任意一方上形成的用于收入上述凸頭螺栓軸部的承接孔；在固定式焊接機(jī)的靜止部件上安裝的凸頭螺栓供給裝置；以及，使焊件保持在兩電極之間并從上述兩電極移出的機(jī)械手裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是從上述支撐臂件的長(zhǎng)度方向看，上述凸頭螺栓供給裝置設(shè)置在電極后面的位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是上述凸頭螺栓供給裝置由安裝在具有進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置的進(jìn)退式供給桿件上的保持頭和將凸頭螺栓軸部插入上述承接孔的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是上述驅(qū)動(dòng)裝置被固定在上述固定式焊接機(jī)的靜止部件上，該驅(qū)動(dòng)裝置的輸出部件上固定了供給桿件的進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置，上述供給桿件使上述支撐臂件朝兩個(gè)方向傾斜，使保持頭中保持的凸頭螺栓的軸部在與承接孔為同軸時(shí)的位置處停止，并且，從該停止位置將軸部插入到承接孔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求7～10的任意一項(xiàng)所述的的凸頭螺栓焊接裝置，其特征是將多組的可動(dòng)電極、固定電極以及凸頭螺栓供給裝置分成兩部分設(shè)置在焊件的中心線兩側(cè)。
12.用于將由軸部、法蘭以及與在軸部相反的法蘭面上形成的焊著用突起構(gòu)成的凸頭螺栓焊接到板狀的焊件上的凸頭螺栓焊件裝置，其特征是包括以下部分分別通過(guò)各個(gè)支撐臂件設(shè)置了可動(dòng)電極和固定電極的固定式焊接機(jī)；在上述兩電極的任意一方上形成的、用于收入凸頭螺栓的軸部的承接孔；安裝在固定式焊接機(jī)的靜止部件上的凸頭螺栓供給裝置；使焊件與上述任意一方的電極之間保持一定間隔，能夠在焊件插入上述兩電極間的狀態(tài)下、允許通過(guò)凸頭螺栓供給裝置將軸部插入上述承接孔；以及，為了將焊件保持在上述兩電極之間、以及從上述兩電極之間移走焊件的機(jī)械手裝置。
全文摘要
在固定式焊接機(jī)(5)的支撐臂件(8、9)上分別安裝可動(dòng)電極(10)和固定電極(11)，在兩電極中的任意一方形成用于收入凸頭螺栓(1)軸部(2)的承接孔(13)。將凸頭螺栓供給裝置(14)安裝在固定式焊接機(jī)(5)上。凸頭螺栓(1)在它的軸部(2)與承接孔(13)為同軸的位置處停止，然后，將軸部(2)插入承接孔(13)。通過(guò)機(jī)械手裝置(33)焊件(37)被移送到兩電極間，完成凸頭螺栓(1)與焊件(37)的焊接。
文檔編號(hào)B23K11/14GK1446141SQ01811013
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2001年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月28日
發(fā)明者青山好高, 青山省司 申請(qǐng)人:青山好高