專利名稱：工件電阻焊的機器人應用點焊鉗的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗，該類點焊鉗包括鉗臂，每個鉗臂均可樞轉地安裝在基體上，并通過操作裝置可調整，焊條的焊條夾固定到鉗臂上，并且該點焊鉗進一步包括卷繞裝置，該裝置包括用于卷開和卷起條帶的卷開輥和卷起輥，該條帶用于保護至少一個焊條?？蓸修D地安裝在基體上的鉗臂相對于彼此樞轉以形成點焊，并在完成所述點焊之后再次樞轉互相遠離。
本發(fā)明進一步涉及工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗，該類點焊鉗包括鉗臂，每個鉗臂均可樞轉地安裝在基體上，并通過驅動裝置可調整，焊條的焊條夾固定到鉗臂上。
從DE 197 54 546 C1中可知一種點焊工具，其包括繞組設備，用于卷起和卷開橫向接觸點焊焊條的焊條端的薄膜條帶。該點焊工具配備有用于卷開薄膜條帶的環(huán)形卷開帶卷以及用于卷起薄膜條帶的環(huán)形卷起帶卷，并包括用于定時旋轉卷起帶卷的環(huán)形驅動裝置。卷開帶卷、卷起帶卷和驅動裝置相鄰布置，彼此同軸，環(huán)繞點焊焊條的焊條軸或焊條夾。第一定形輥相對于焊條軸傾斜布置，并在距卷開帶卷的徑向距離處，以將薄膜條帶從卷開帶卷偏轉向焊條端并將其放置在橫向位置。此外，第二定形輥相對于焊條軸傾斜布置，并在距卷起帶卷的徑向距離處，以將薄膜條帶從焊條端偏轉向卷起帶卷并將其放置在橫向位置，其中，兩個定形輥在焊條軸側面以相對關系布置。
類似的構造還可從JP 05 192 274中獲知，其中，卷起和卷開帶卷同樣分別布置在焊條軸或焊條夾上。
前述設計涉及到的缺陷是，由于卷起和卷開帶卷在焊條軸或焊條夾區(qū)域內的布置，點焊工具的可接近性受到強烈限制，要求在端部區(qū)域特別是在焊接區(qū)內大大增大點焊鉗。因此，只有易于存取的工件可被該類點焊工具點焊。
包括用于保護焊條的條帶的點焊設備的其它構造可從JP 10 029071 A、JP 08 118 037 A、JP 04 332 886 A或JP 05 192 774 A中獲知。在那些點焊工具中，通過繞組設備供應分配的條帶置于焊條上方，又用作防止焊條接觸工件或結構件的保護件，以使在點焊過程中，該條帶將接觸工件或結構件。這樣做時，卷起和卷開帶卷獨立于點焊工具而布置并固定。
US 5 961 854 A公開了包括用于卷起和卷開焊條保護條帶的繞組設備的點焊鉗，但并未涉及到繞組設備的布置細節(jié)以及焊條保護條帶的路線。點焊鉗體積較大，由此影響工件的可接近性。
US 4 481 401 A公開了包括用于卷起和卷開焊條保護條帶的卷繞裝置的點焊鉗，在焊條的上游布置有環(huán)以引導焊條保護條帶。然而，該條帶以相對于鉗臂的一個角度從該環(huán)延伸至繞組設備，為此又需要較大的空間。
SU 1 206 038 A公開了點焊鉗，其中，焊條保護條帶的卷繞裝置固定到鉗臂上，并以與焊條大約成45°的角度承載。該布置需要特別大的空間，為此那些點焊鉗僅適用于焊接平的工件。它們在自動化部門特別是焊接機器人上的使用只在受限的范圍內可行。
GB 571 401 A和JP 55141387 A也示出了包括用于焊條保護條帶的卷繞裝置的點焊鉗，其占據(jù)較大的空間，為此焊接機器人的應用實際上是不可能的。
最后，DE 199 48 043 A1示出了根據(jù)本申請類型的機器人焊接鉗，然而未公開任何用于卷起和卷開保護至少一個焊條的條帶的卷繞裝置。
在此，不利的是，需要非常大的空間以致直接應用僅對平的工件可行。所以，自動化使用特別是利用機器人不是可能的。
另外，上述現(xiàn)有設備非常重要的缺點在于，該條帶在運送中被拉過焊條，由于焊條和條帶之間產生的摩擦力，由此引起焊條加劇磨損。
所以，本發(fā)明的目的在于提供工件電阻焊的機器人應用點焊鉗，其可接近性實質上未受到影響，并且包括焊條保護條帶的非常簡單緊湊的點焊鉗設計是可行的。另外，該條帶的更換盡可能簡單、快速。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，鉗臂的結構盡可能輕型、緊湊。
本發(fā)明的第一目的實現(xiàn)了卷繞裝置的卷開輥和卷起輥布置在基體或鉗臂上，并且至少一個導向槽設置在鉗臂和/或焊條夾上，用于沿鉗臂引導條帶。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，其提供有，用于引導并偏轉條帶的裝置，具體為偏轉輪和滑移面，設置在鉗臂和/或焊條夾上。
卷繞裝置的卷開輥和/或卷起輥與驅動裝置連接，具體為與電子激勵電機連接。
若鉗臂由基段形成并且側板布置在基段的兩側并伸出基段，并且由此形成的凹陷被設計為條帶的導向槽，則鉗臂的制造將會簡單。
若至少一個蓋板布置在側板的端側上以蓋住形成在側板之間的導向槽，該導向槽將免于外來物或可能的損壞而受到保護。
將導向槽并入基段內由基段形成鉗臂也是可行的。在該情況下，導向槽加工進基段內，例如通過銑削實現(xiàn)。
現(xiàn)有點焊鉗的改型不需大花費是可行的，因為，導向槽通過額外的導向元件形成，該導向元件例如滑動或螺紋設置在鉗臂和/或焊條夾上。
一個特別簡單變形的實施例為，鉗臂由幾個單個元件組成，元件互相連接，使得在鉗臂的中心形成空腔用于引導條帶。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，設有制動器以固定并拉伸條帶，所述制動器優(yōu)選布置在卷開或卷起輥的區(qū)域內，以防止焊條保護條帶堵塞、松弛。
若制動器與控制單元連接，制動器的適當控制是可行的。
本發(fā)明進一步的目的通過上述點焊鉗實現(xiàn)，其中，每個鉗臂均由主元件組成，主元件通過至少一個拖動桿或牽引繩施加預應力。因此，由于卷繞裝置在基體內甚或在鉗臂上的布置，有利地保證卷繞裝置以及條帶的實質上簡化的交換將是可行的。另一優(yōu)點在于，實質上增強了對于復雜工件或金屬板的焊條夾和焊條的可接近性，事實上，由于焊條夾和焊條的細長設計，后者即金屬板更易于達到。在該情況下，有利的是，鉗臂的主元件的尺寸可實質上變小，因為作用在鉗臂上的大部分力將被預應力拖動桿或牽引繩吸收。
進一步的構造公開在從屬權利要求12至18中。所產生的優(yōu)點可從描述中得出。
下面將以參考附圖的方式更詳細地解釋本發(fā)明。
其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的鉗臂的透視圖3是鉗臂沿圖2的剖面線III-III的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的鉗臂的另一透視圖；圖5再次是圖4中所示的鉗臂沿圖4的剖面線V-V的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的鉗臂的另一透視圖；圖7是鉗臂沿圖6的剖面線VII-VII的剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的鉗臂的另一透視圖；圖9再次是沿圖8的剖面線IX-IX的剖視圖；圖10和11是根據(jù)本發(fā)明的點焊鉗的透視圖。
圖1描繪了工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗1的透視圖，為簡化只示出了點焊鉗的一半。
點焊鉗1包括基體2和鉗臂3，鉗臂3上布置有焊條夾4和焊條5，循環(huán)條帶6環(huán)繞鉗臂3運行以保護焊條5。條帶6從卷繞裝置7上卷開，該卷繞裝置7優(yōu)選布置在基體2上，也可位于鉗臂3上。條帶6沿鉗臂的幾何形狀引導越過鉗臂3、焊條夾4和焊條5、并在相反側再次回到卷繞裝置7。
考慮到使用條帶6，焊條5被特別配置。然而，當然，還可能使用任何現(xiàn)有技術中已知的焊條5。在位于組件內部的焊條5上，襯墊5a和壓力元件5b布置在電極帽的區(qū)域內，以在同一縱向方向上與焊條5活動連接，所述壓力元件5b對襯墊5a施加力。襯墊5a和壓力元件5b均包括用于條帶6的導向件，以使條帶6與焊條5保持距離。在打開點焊鉗1的過程中或之后，襯墊5a將條帶6提升離開焊條表面或電極帽，而襯墊5a在焊接過程中被向后推，即，點焊鉗1關閉，以使焊條5或電極帽接觸條帶6。這樣做時，由于壓力元件5b，壓力或力被額外施加在工件或金屬板上，以防止例如金屬板或結構件的加工固有的彎曲或偏轉。當使用該焊條5或該類焊條組件時，在點焊鉗1打開時保證條帶6不直接接觸電極帽，以防止條帶6在其移位過程中在焊條5上產生摩擦力，由此實質上延長了焊條5的使用壽命。
為使條帶6靠近焊條5，裝置具體為偏轉輪和滑移面9布置在鉗臂3和/或焊條夾4上，以引導并偏轉條帶6。這樣做時，條帶6從安裝在卷繞裝置7內的卷開輥10伸出，經過導向槽8或溝槽以及焊條夾4到達焊條5，并在此又經過焊條夾4和導向槽8或溝槽，到達也布置在卷繞裝置7內的卷起輥11。卷開輥10和/或卷起輥11與驅動裝置12具體為電子激勵電機連接，以使條帶6通過所述驅動裝置12的激勵進行選擇性移位。
考慮到使輥或條帶6進行簡單不復雜的交換或替換而設計卷開輥10和卷起輥11。為此，卷開輥10和卷起輥11安裝在基體2內，或鉗臂3內，以備交換，由此通過使用卷開輥10和/或卷起輥11實現(xiàn)到驅動裝置12的自動連接。通過在基體2甚至在鉗臂3上布置卷開輥10和卷起輥11以及驅動裝置12，將保證更易于接近帶卷，由此使得卷開輥10和卷起輥11的交換實質上更容易、更簡單。卷開輥10和卷起輥11的該布置的另一積極效果在于，若條帶6從后面引導，即從基體2引導到焊條5，將不會出現(xiàn)任何干涉元件或零件，由此使得即使在難以接近的工件上也能幾乎無問題地實現(xiàn)點焊，因為相對于無條帶6的焊鉗而言沒有接近上的限制。該構造進一步使得點焊鉗1的結構尺寸小。
為了完整性(completeness)起見，應指出，鉗臂3被可調整地安裝，并由操作裝置13調整，該操作裝置13例如由伺服電機或汽缸14組成。
圖2以透視以及簡單示意性的視圖描繪了點焊鉗1的鉗臂3，以及圖3是鉗臂3沿圖2的剖面線III-III的剖視圖。卷繞裝置7的卷開輥10和卷起輥11布置在基體2內(未示出)，鉗臂3固定到基體2上。
在該實施例中，點焊鉗1的鉗臂3由基段15制成，側板16布置在基段15兩側，并伸出基段15以形成用作條帶6的導向槽8的凹陷。側板16可為鋁，由此大大減輕了重量。當然，側板16可由任何其它合適的材料制成。導向槽8被設計為條帶6沿其運行的表面用作滑移面9。
在側板16的端側17，蓋板18被優(yōu)選布置成用以蓋住形成在側板16之間的導向槽8。因此，條帶6不僅被較好地引導，而且條帶6和導向槽8以及滑移面9也免于任何類型的污染而受保護，因為條帶6只從焊條5的區(qū)域延伸“在外面”。
在圖4和圖5中，圖示了點焊鉗1的鉗臂3的進一步的實施例。卷繞裝置7的卷開輥10和卷起輥11在該情況下被整合在鉗臂3內。此外，導向槽8并入鉗臂3的基段15內，從鉗臂3的開始處即從卷開輥10或卷起輥11的位置延伸，直至焊條5。導向槽8優(yōu)選通過在基段上銑出。這樣做時，導向槽可再次被蓋板18覆蓋。利用該結構，鉗臂3僅由少量零件構成。
另一典型實施例從圖6和7中看出。在此，導向槽8由額外的導向元件19形成，該導向元件19在鉗臂3和/或焊條夾4上滑動或螺紋設置。因此，導向元件19被設計為附件并固定到基段15上。這使得商業(yè)上現(xiàn)存的點焊鉗1轉換為帶系統(tǒng)，而不需交換或加工鉗臂3和/或焊條夾4。導向元件19可由合成材料制成，也可用任何其它的材料制成。
卷繞裝置7，卷開輥10和卷起輥11可同樣被設計為附件，并隨后以簡單的方式安裝到基體2或鉗臂3上(未示出)。
如圖8和9所示，鉗臂3還可由幾個組件20構成，幾個組件20連接起來以在鉗臂3的中心形成空腔21，供條帶6穿過。組件20可螺紋連接或插接在一起。當然，鉗臂3還可由異型管形成，在其上，一體的導向槽8可布置在異型管的內側和外側。
在優(yōu)選方式中，條帶6的制動器22設置在卷開輥10和/或卷起輥11的區(qū)域內，該制動器22由控制單元23激勵使條帶6拉緊。由此防止條帶6在空腔21或導向槽8內堵塞，或四處松弛。制動器22同樣可用在前面描述的實施例中，并優(yōu)選整合在卷繞裝置7內。由于該設計可多種多樣，故省略了詳細的圖示。制動器22可由兩個相對活動的壓力元件形成，在兩個壓力元件之間，條帶6被引導，當制動器22被驅動時，壓力元件移動到條帶6上，由此固定條帶6。制動器22的功能由此在于在連續(xù)的相同運動之后固定條帶6，以使條帶6始終保持拉緊。
圖10透視性地示出了工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗1?？蓸修D地安裝的鉗臂3包括用于夾持焊條5的焊條夾4，鉗臂3再次固定到基體2上。鉗臂3利用操作裝置13(比較圖1)可調。操作裝置13可由伺服電機或汽缸14或任何其它可能的激勵選項組成。
在這些點焊鉗1中，主元件24通過至少一個拖動桿或牽引繩25施加預應力。鉗臂3，例如，可包括主元件24以及至少一個固定到主元件24上的擋板26。主元件24優(yōu)選具有圓形截面。拖動桿或牽引繩25固定到擋板26的一個或幾個點上并與主元件24連接。拖動桿，或牽引繩25固定到主元件24上焊條夾4延伸的那側。此外，可在拖動桿或牽引繩25的另一側上布置保持桿或保持繩27。
鉗臂3與基體2連接，具體為通過擋板26與接收元件28連接。當然，還可不使用擋板26，將主元件24以及牽引繩25或任選保持繩27直接與接收元件28連接。這樣做時，重點是牽引繩25和保持繩27以與主元件24間隔開的關系布置在主元件24的一側，并且牽引繩25和保持繩27都與主元件24或布置在主元件上的固定元件(未示出)連接。因此，通過牽引繩25和/或保持繩27保證在鉗臂3的主元件24上建立適當?shù)臓恳捅３至?。為此，拖動桿或牽引繩25、和/或保持桿或保持繩27優(yōu)選以相對于主元件24成10°和30°之間的角度布置，這意味著它們以相對于主元件24表面的角度延伸至少越過局部區(qū)域。事實上，牽引繩25和/或保持繩27可越過局部區(qū)域被引導與主元件24的表面平行，然而在連接區(qū)內成角度延伸，例如如圖11所示。
鉗臂3的這種構造使主元件24具有非常小的橫截面，因為點焊鉗1的壓力通過牽引繩25和/或保持繩27吸收。同樣點焊鉗1的重量將由此被大大減小。
圖11描繪了另一包括該含有繩或桿的鉗臂系統(tǒng)的典型實施例。這里，鉗臂3的主元件24伸出點焊鉗1的基體2，由此該鉗臂活動地安裝在基體2內，并且兩個基體2被安裝成可以相對于彼此活動。鉗臂3在與固定有焊條夾4的一側相反的另一側也伸出基體2，并可活動地安裝在基體2內形成杠桿。伸出基體2的鉗臂部與操作元件13連接。操作元件13可由汽缸14組成。通過移動汽缸14，鉗臂被移動使得兩個焊條5分別互相擠壓以及互相遠離。
在圖11所示的典型實施例中，幾個擋板26以間隔的方式布置在鉗臂3上，具體為布置在主元件24上，以引導牽引繩25和保持桿，或保持繩27。牽引繩25利用接收元件28固定到基體2和鉗臂3上，而保持繩27與焊條夾4伸出鉗臂3的端部區(qū)域至基體2的相反一側，在此與鉗臂3連接。這對于牽引繩25也是可行的。
該點焊鉗1的重點在于，在點焊鉗1強行合在一起的過程中作用的力應通過牽引繩25和保持繩27吸收，以使主元件24的尺寸大大變小。因此，以簡單的方式實現(xiàn)了重量的大大減小。
為將條帶6用于保護焊條，擋板26包括適當?shù)拈_口，同時用作導向槽8或溝槽。卷開輥10和卷起輥11可整合在基體2內(參見圖1)。
權利要求
1.工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗(1)，該類點焊鉗包括鉗臂(3)，每個鉗臂均可樞轉地安裝在基體(2)上，并通過操作裝置(13)可調整，用于焊條(5)的焊條夾(4)固定到鉗臂上，并且該點焊鉗進一步包括卷繞裝置(7)，該卷繞裝置包括用于卷開和卷起條帶(6)的卷開輥(10)和卷起輥(11)，該條帶用于保護至少一個焊條(5)，其特征在于，卷繞裝置(7)的卷開輥(10)和卷起輥(11)布置在基體(2)或鉗臂(3)上，并且至少一個導向槽(8)設置在鉗臂(3)和/或焊條夾(4)上，用于沿鉗臂(3)引導條帶(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的點焊鉗，其特征在于，用于引導并偏轉條帶(6)的裝置，具體為偏轉輪和滑移面(9)，設置在鉗臂(3)和/或焊條夾(4)上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的點焊鉗，其特征在于，卷開輥(10)和/或卷起輥(11)與驅動裝置(12)連接，具體為與電子激勵電機連接。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，鉗臂(3)由基段(15)形成，并且側板(16)布置在基段(15)的每一側并伸出基段(15)，并且由此形成的凹陷被設計為條帶(6)的導向槽(8)。
5.根據(jù)權利要求4所述的點焊鉗，其特征在于，至少一個蓋板(18)布置在側板(16)的端側(17)上，以蓋住形成在側板(16)之間的導向槽(8)。
6.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，鉗臂(3)由基段形成，導向槽(8)并入該基段(15)內。
7.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，導向槽(8)通過額外的導向元件(19)形成，該導向元件例如滑動或螺紋設置在鉗臂(3)和/或焊條夾(4)上。
8.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，鉗臂(3)包括幾個單個元件(29)，所述元件互相連接，使得在鉗臂(3)的中心形成空腔(21)用于引導條帶(6)。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，設有制動器(22)以固定并拉伸條帶(6)。
10.根據(jù)權利要求9所述的點焊鉗，其特征在于，制動器(22)與控制單元(23)連接。
11.工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗(1)，該類點焊鉗包括鉗臂(3)，每個鉗臂均可樞轉地安裝在基體(2)上，并通過操作裝置可調整，用于焊條(5)的焊條夾(4)固定到鉗臂上，其特征在于，每個鉗臂(3)均包括主元件(24)，主元件通過至少一個拖動桿或牽引繩(25)施加預應力。
12.根據(jù)權利要求11所述的點焊鉗，其特征在于，至少一個擋板(26)布置在鉗臂(3)的主元件(24)上，該至少一個拖動桿或牽引繩(25)通過該擋板相對于主元件(24)以間隔開的關系被引導。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的點焊鉗，其特征在于，主元件(24)由圓形截面形成。
14.根據(jù)權利要求11-13中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，該至少一個拖動桿或牽引繩(25)布置在主元件(24)上焊條夾(4)延伸的那一側。
15.根據(jù)權利要求11-14中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，除了該至少一個拖動桿或牽引繩(25)，還分別設置保持桿或保持繩(27)。
16.根據(jù)權利要求11-15中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，該至少一個拖動桿或牽引繩(25)、和/或保持桿或保持繩(27)以相對于鉗臂(3)的主元件(24)成10°和30°之間的角度布置。
17.根據(jù)權利要求11-16中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，該拖動桿或牽引繩(25)，和任選保持桿或保持繩(27)在主元件(24)上從主元件(24)的安裝有焊條夾(4)的那一側延伸，直至基體(2)的相反一側。
18.根據(jù)權利要求11-17中任一項所述的點焊鉗，其特征在于，導向槽(8)形成在鉗臂(3)上，以根據(jù)權利要求1-10使每個導向槽接收用于保護焊條(5)的條帶(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及工件特別是金屬板電阻焊的機器人應用點焊鉗(1)，其包括鉗臂(3)，鉗臂可樞轉地安裝在基體(2)上，鉗臂可使用操作裝置(13)調整，焊條(5)的焊條夾(4)固定到鉗臂上，該點焊鉗還包括卷繞裝置(7)，該裝置包括用于卷開和卷起條帶(6)以保護至少一個焊條(5)的卷開輥(10)和卷起輥(11)。根據(jù)本發(fā)明，該點焊鉗(1)的生產不會嚴重影響可接近性，并具有非常簡單緊湊的結構，由此卷繞裝置(7)的卷開輥(10)和卷起輥(11)布置在基體(2)或鉗臂(3)上，并且至少一個用于引導條帶(6)的導向槽(8)布置在鉗臂(3)和/或焊條夾(4)上。
文檔編號B23K11/30GK1816411SQ200480018538
公開日2006年8月9日 申請日期2004年5月4日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者沃爾特·施蒂格爾鮑爾, 京特·魏格斯托費爾 申請人:弗羅紐斯國際有限公司