專利名稱：凸焊用焊槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凸焊裝置，特別涉及尤其適用于凸卷邊焊的改進(jìn)的焊槍。
背景技術(shù)：
凸焊是一種允許兩個(gè)重疊金屬薄板間以焊接形式固定的已知技術(shù)。在凸焊中，薄板之一具有一從其上橫向伸出的小凸出，凸出的尖端與另一個(gè)重疊的薄板保持接觸。焊槍的電極被壓至與另一個(gè)薄板接觸，通常與凸出對齊，力和電流的組合作用在電極上以在由凸出限定的接觸區(qū)域把兩塊薄板焊接在一起，并使凸出坍陷以產(chǎn)生用于把重疊的薄板固定在一起的焊點(diǎn)。
在已知的凸焊技術(shù)中，在單凸出焊接操作過程中，傳統(tǒng)的方法是在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)向接觸電極施加交流電，由此向電極施加幾個(gè)周期的交流電以允許完成單凸出焊接。該長的電流作用時(shí)間，獲得希望的接觸力的困難及被加熱的電極的破壞常常導(dǎo)致不利因素，使凸焊不能達(dá)到用于薄金屬板的要求。例如，困難常常會(huì)出現(xiàn)在薄板表面出現(xiàn)痕跡或給薄板表面去色方面，如果薄板是有涂層的，則常常會(huì)對涂層造成破壞。由于這些原因和其它原因，凸焊以前沒有被高度接受用于薄金屬板方面，盡管最近獲得了較大的接受。
在這方面，如由本申請的受讓人擁有的美國專利No.4 417 122涉及一種改進(jìn)的凸焊裝置，其中提供了用于與兩個(gè)重疊輕型金屬薄板接觸并在其間進(jìn)行凸焊的低慣性快響應(yīng)焊槍。通過前述專利的裝置，不但提供了具有低慣性從而快響應(yīng)電極的焊槍，而且更重要的是電流在電極上僅作用極短的持續(xù)時(shí)間，該持續(xù)時(shí)間僅為通常交流電波周期一半的一部分。這樣，時(shí)間非常短的能量非常高的電流脈沖傳送到移動(dòng)的焊頭上，并且作用在重疊薄板間的凸出接觸區(qū)域上以將薄板快速有效地焊接在一起。該’122專利的系統(tǒng)能夠在重疊薄板間提供理想的焊點(diǎn)，而不會(huì)造成任何明顯的熱影響區(qū)域，并且不會(huì)造成薄板的過度去色和出現(xiàn)痕跡。從而，該前述專利的裝置在最近幾年更加被接受用于凸焊，特別用于如傳統(tǒng)上用于固定如與汽車和類似物相關(guān)的薄板的卷邊形式凸焊。
參見

圖1-3，其中展示了一種用于產(chǎn)生凸卷邊焊的已知裝置，該裝置中結(jié)合了的改進(jìn)的凸焊裝置，特別是結(jié)合了前述’122專利的改進(jìn)的焊頭。該焊接裝置10特別適用于重疊布置的薄板形金屬構(gòu)件的凸焊，典型的輕型金屬薄板通常厚度在0.020到0.050英寸范圍內(nèi)。要被焊接的薄工件或薄板表示為11和12，薄板具有如圖1中所示的直接重疊的部分，在卷邊焊過程中薄板之一11還具有折邊或卷邊部分13，該部分被向上彎曲以重疊在另一塊薄板12的遠(yuǎn)側(cè)，從而使薄板12被夾在薄板11和其卷邊部分13之間。中間的薄板12還具有一個(gè)在其上形成的焊珠或凸出14，該凸出14從板12上橫向伸出以使凸出的尖端與卷邊部分13的內(nèi)表面(即下表面)接觸。在該卷邊形式的裝置中，在薄板12和卷邊部分13間的凸出14周圍直接產(chǎn)生凸焊。
在該已知凸焊裝置10中，重疊的薄板(即工件)通常放在一個(gè)支撐物或支撐模具15上，可移動(dòng)的焊頭組件17位于模具15附近以與重疊的薄板合作以允許產(chǎn)生凸焊?？梢苿?dòng)的焊頭組件17包括一中空外殼或主體18，電極19可移動(dòng)地支撐在主體18中并向外伸出以在凸出附近與重疊的薄板接觸，彈簧21(通常是螺旋彈簧)封閉在外殼中并頂在電極19的內(nèi)表面上以把電極19向外推向伸出的位置，在該伸出的位置電極貼靠在在外殼上形成的內(nèi)擋塊表面上?？梢苿?dòng)的焊頭組件17電連接在固定的變壓器22上。變壓器22的電力供應(yīng)，從而供應(yīng)給焊頭組件的焊接電流又由適當(dāng)?shù)目刂茊卧?3控制。變壓器22具有連接到適當(dāng)?shù)碾娨€或?qū)Ь€25和26上的初級線圈24，連接在該導(dǎo)線上的電力供應(yīng)通常為傳統(tǒng)的460伏、單相、60赫茲。變壓器的次級線圈27又連接在適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線28和29上，導(dǎo)線之一連接在焊頭組件17上，另一個(gè)連接夾在中間的工件的下游側(cè)，如通過或者連接在模具15上或者如圖1中所示在卷邊焊過程中連接在電接觸槍31上。該接觸槍31包括例如象傳統(tǒng)雙活塞雙作用壓力缸，通常為空氣氣缸的支撐32，傳統(tǒng)的電極33可移動(dòng)地支撐在支撐32上，電極定位在與中間薄板12的部分34接合，與電極33接合的部分34與薄板的重疊部分或夾住的部分間隔開并且還與薄板11間隔開。導(dǎo)線28和29的結(jié)構(gòu)通常為傳統(tǒng)的可彎曲的迭片結(jié)構(gòu)以允許焊頭組件17和接觸頭組件31相對變壓器22移動(dòng)。
該焊接裝置還包括一用于使焊頭組件17產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置36。該驅(qū)動(dòng)裝置通常構(gòu)成一氣壓缸，氣壓缸具有通常固定安裝的外殼37，并且備有可伸出和縮回的活塞桿38，活塞桿38又連接在焊頭組件17的外殼18上，以在要進(jìn)行凸焊操作時(shí)，控制組件17移動(dòng)到與薄板接合。
在典型的焊接操作中，驅(qū)動(dòng)36被接通并且向下移動(dòng)頭組件17以使電極19在凸出附近或大體與凸出對齊處與薄板件13接合，該向下運(yùn)動(dòng)足以向內(nèi)壓下電極19，從而壓縮彈簧21。然后控制單元23向電極19供應(yīng)持續(xù)時(shí)間非常短的、單極的、高能電流脈沖，該電流脈沖加熱凸出14和緊靠凸出附近的薄板13。這與彈簧21施加在電極上的壓力相結(jié)合，使被加熱的凸出坍陷，以大體如圖3中所示在薄板件12和13間產(chǎn)生焊珠或焊核35。
進(jìn)行卷邊焊操作時(shí)通常用于把外汽車體薄板11點(diǎn)焊到內(nèi)支撐薄板12上，薄板11和12的重疊邊緣部分通常具有在其間提供的粘合劑，但在經(jīng)受如在漆烘干爐中經(jīng)歷的高溫前該粘合劑不能有效地把薄板11和12牢固地固定在一起。從而，提供了凸焊以至少臨時(shí)把薄板11和12牢固地連接在一起，以在隨后的處理和操作過程中保持空間穩(wěn)定性，當(dāng)完成的汽車零件最終上漆并放到熱烘干爐中時(shí)，粘合劑39被活化以將薄板11和12牢固地固定在一起。
對于凸焊的產(chǎn)生并參見圖4，在很多已知的凸焊技術(shù)中，作用在電極上的焊接電流構(gòu)成如圖4中41處所示的正弦交流電波形，并且最典型的是幾個(gè)周期的電流波形作用在電極上以產(chǎn)生單凸出焊接。然而，在使用如前述’122專利中公開的和如圖1所描繪的改進(jìn)的焊頭和凸焊裝置中，電極僅經(jīng)受持續(xù)時(shí)間非常短的、單極的、高強(qiáng)度電流脈沖42以進(jìn)行凸焊操作。而且，控制單元23最好包括適當(dāng)?shù)拈_關(guān)電路或開關(guān)軟件以使隨后的焊接操作是極性相反的，例如第一焊接為如圖4中所示的單極脈沖42，下一個(gè)或第二焊接為如42’處指示的相似但具有相反極性的脈沖。用于每個(gè)凸焊的焊接脈沖的持續(xù)時(shí)間只發(fā)生在交流電波形的單個(gè)半周期內(nèi)，電流脈沖如脈沖42的持續(xù)時(shí)間少于半個(gè)波形的持續(xù)時(shí)間。
如上簡要總結(jié)的焊接裝置10的結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)較詳細(xì)地描述在前述’122專利中，這里不必對其進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
盡管利用前述形式的脈沖形焊頭的凸焊特別是卷邊型凸焊被證明是相當(dāng)成功的并且獲得了商業(yè)上的承認(rèn)，但是發(fā)現(xiàn)這種裝置仍未達(dá)到最佳性能。例如，通過這種型式的焊頭，當(dāng)電極完全伸出時(shí)偏壓電極的彈簧通常處于或者未壓縮或者最小壓縮狀態(tài)，從而由于這種彈簧中彈簧剛度特性的明顯變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)受到預(yù)定量的向內(nèi)電極壓入和彈簧壓縮時(shí)，每個(gè)焊頭導(dǎo)致明顯變化的彈簧力，這又不利地影響了被制造的凸焊的可重復(fù)性和可靠性。而且，通過這種裝置，電極通常必須被壓入很大的距離，通常在四分之三英寸量級內(nèi)，從而造成相應(yīng)的大循環(huán)沖程或大彈簧壓縮，這又降低了彈簧的壽命。在某些情況下，當(dāng)不存在金屬薄板時(shí)，還發(fā)現(xiàn)這種長沖程導(dǎo)致電極被彈簧向外推出以接觸并損壞銅支撐板，這又可能要求修理或更換銅支撐板。還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)際開始加熱和壓縮操作以進(jìn)行焊接前，在正常載荷或壓縮條件下，彈簧壓縮力的可變性也不利地影響正在形成的焊點(diǎn)的質(zhì)量，因?yàn)樽罴训暮更c(diǎn)是通過結(jié)合由彈簧施加在電極上的壓縮力控制和調(diào)整電流峰值的大小形成的，所有這些又是結(jié)合金屬薄板的厚度和凸出的大小確定的，這樣以最佳地加熱、壓縮和使凸出坍陷以產(chǎn)生希望的焊點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種焊接裝置，特別是提供一種卷邊形式的焊接裝置，該卷邊形式的焊接裝置中結(jié)合了改進(jìn)的焊頭，該焊頭被認(rèn)為是代表了對先前裝置的改進(jìn)，特別是對上述不便之處和不規(guī)則性的改進(jìn)。
更具體說，在本發(fā)明的改進(jìn)的焊接裝置中，特別是對于改進(jìn)的焊頭，偏壓電極的彈簧最開始預(yù)加載荷以始終向電極施加較大的偏壓力，以維持其頂在擋塊上以限定電極的正常完全伸出的位置。此外，焊頭的彈簧最開始被預(yù)校準(zhǔn)使得當(dāng)電極被向內(nèi)壓入以通過預(yù)定距離壓縮彈簧時(shí)，向電極施加精確的預(yù)定偏壓力，該預(yù)定距離通常非常小以使彈簧的磨損最小并使電極移動(dòng)的反應(yīng)性最佳。這樣，當(dāng)焊頭與重疊的薄板結(jié)合，使得電極與凸出對齊地與薄板接合時(shí)，電極被壓入預(yù)定的距離，從而均勻的預(yù)定偏壓力始終作用在電極上，從而作用在凸焊區(qū)域。
為獲得如上簡要總結(jié)的本發(fā)明的改進(jìn)焊槍，電極最開始被壓入所述預(yù)定距離以壓縮彈簧并被維持在該預(yù)定壓縮狀態(tài)上。然后沿焊槍軸向調(diào)整與彈簧一端接合的擋塊或支撐的表面以或者增加或者減少彈簧壓縮的大小，直到作用在被壓入電極上的彈簧壓縮力等于預(yù)定值為止。然后把可調(diào)整的支撐表面固定在該位置上，從而只要電極被壓入所述預(yù)定距離時(shí)，焊槍就會(huì)在具有所述預(yù)定力的彈簧中重復(fù)地產(chǎn)生電極偏壓力。這樣，可簡單地校準(zhǔn)多個(gè)焊槍以提供相同的凸焊。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的凸焊過程，該過程的步驟包括預(yù)校準(zhǔn)焊槍的彈簧力，以當(dāng)電極被壓入預(yù)定距離時(shí)始終提供作用在電極上的預(yù)定力，然后把焊槍整體向薄板之一移動(dòng)以使電極大體與第二薄板上形成的凸出對齊地開始接觸薄板，繼續(xù)使焊頭向金屬薄板移動(dòng)以使電極被壓入預(yù)定距離，該壓縮由合作的擋塊限制，一個(gè)擋塊固定不動(dòng)，另一個(gè)與焊頭外殼相連并與之一起移動(dòng)。這樣，在凸出處預(yù)校準(zhǔn)的相同的力始終作用在重疊的薄板上，在剛開始向電極作用電流前電極始終被大體壓入所述預(yù)定距離。
通過閱讀下面的說明書并觀察附圖，本發(fā)明的其它目標(biāo)和目的對于熟悉該一般形式的結(jié)構(gòu)和過程的人將變得更明顯。
附圖簡單描述圖1簡要地表示了先前技術(shù)的凸焊裝置，特別是卷邊型式的焊接裝置。
圖2放大地表示了產(chǎn)生凸焊前的已知卷邊型式凸焊裝置。
圖3是與圖2相應(yīng)的視圖，但其所示為產(chǎn)生凸焊后的裝置。
圖4表示的是與傳統(tǒng)低能多周期焊接脈沖相比較的典型高能焊接脈沖，二者都是已知的。
圖5是一透視圖，其表示了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的焊槍或焊頭，該焊槍特別適合于向凸焊結(jié)構(gòu)，如圖2中所示的結(jié)構(gòu)，作用持續(xù)時(shí)間短、高能、單極焊接脈沖。
圖6是本發(fā)明的改進(jìn)焊槍的縱向剖面視圖，該焊槍的電極處于其完全伸出的位置。
圖7是與圖6相應(yīng)的視圖，但其所示電極處于被壓入預(yù)定距離的位置，電極被預(yù)先校準(zhǔn)，使得只要電極被壓入所述預(yù)定距離，就在彈簧中產(chǎn)生預(yù)定力。
圖8是放大的局部視圖，其表示了如圖6中所示的在焊槍上端提供的指示器結(jié)構(gòu)。
圖9簡要地表示了當(dāng)焊槍中所用形式的彈簧被壓入預(yù)定距離時(shí)通常存在的力的變化，并且特別表示了在本發(fā)明的焊槍中如何控制該變化以使電極被壓入預(yù)定距離時(shí)，彈簧在電極上施加預(yù)定相同的力。
圖10示意地表示了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置和焊槍裝置，并且逐步地表示了凸焊過程中與其零件相關(guān)的位置關(guān)系，通過標(biāo)記為A到D的位置簡要順序地表示了這些各種過程位置關(guān)系。
圖11是與圖1裝置相關(guān)的接觸槍的放大前正視圖。
圖12是圖11中所示接觸槍的側(cè)面正視圖。
圖13是大體沿圖12中線13-13獲取的放大局部剖視圖。
下面描述中將使用的某些術(shù)語僅僅是為了標(biāo)記的方便，而不是限制性的。例如，詞“向上”、“向下”、“向右”和“向左”是指附圖中標(biāo)記所指的方向。詞“向內(nèi)”和“向外”分別指接近或遠(yuǎn)離裝置和指定零件的幾何中心的方向。所述術(shù)語包括特別提及的詞及其派生詞和意義相同的詞。詳細(xì)描述參見圖5-8，其中表示了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的焊頭組件17’。該焊頭組件17’包括可移動(dòng)地支撐在外殼18’上的電極組件19’，該焊頭組件特別適用于在兩個(gè)重疊金屬薄板間產(chǎn)生凸焊，尤其適用于與如圖1中所示的焊接裝置10結(jié)合使用，以允許產(chǎn)生圖2和3所示形式的凸焊，焊頭組件特別適用于施加持續(xù)時(shí)間非常短的單極電流脈沖，電流脈沖的產(chǎn)生大體如上所述并詳細(xì)描述在前述’122專利中。
更特別的是，本發(fā)明的并且如圖6-7中所示的改進(jìn)的焊頭組件17具有中空外殼18’，該外殼由整體細(xì)長的套筒或套管51限定，如52處所示，該套筒或套管最好外面開有螺紋?？谆蜷_口53在套筒51的整個(gè)長度上延伸，沿套筒縱向中心軸62大體同軸布置。套筒51的孔53在其上端在54處內(nèi)部同軸開有螺紋以允許可調(diào)整的擋塊或端塊元件56用螺紋接合在其中。該端塊元件56外端備有一驅(qū)動(dòng)凸緣57，凸緣57向上與套筒51的端部間隔開，最好在其上限定一整體平面的端部表面58，該表面58與縱軸線62垂直。端塊元件56還具有在其整個(gè)長度上同軸延伸的整體圓柱形開口59，一套筒狀環(huán)形襯套61位于端塊元件56的該開口中。
套筒孔或開口53的下端在63處也內(nèi)部開有螺紋，其中安裝了一下?lián)鯄K或端塊元件64，該元件與下部螺紋63嚙合。該下端塊元件64在其外端具有端部凸緣66，其徑向向外伸出并在其上限定了一內(nèi)表面或上表面67，該表面67適于固定貼靠在限定在套筒51下端的端部表面68上，以允許把下端塊元件64固定在套筒51中相對套筒51的預(yù)定位置上。
下端塊元件64也具有在其長度上同軸延伸的圓柱形開口69，套筒形襯套71也固定地位于該開口69中，從而下襯套71與上襯套61同軸。下端塊元件64在其上還限定了一整體平面的上止動(dòng)表面72，該表面整體位于中空套筒51的內(nèi)部。
電極組件19’包括一在中空外殼51中同軸布置的細(xì)長桿或軸73，軸的相對端部可滑動(dòng)地支撐在襯套61和71上。該軸73在這里稱為電極支撐軸，其下部桿件74定位為從外殼51的一端軸向向外伸出，即伸到下端塊元件64的外面。在該伸出的桿件74上固定地安裝了一導(dǎo)電連接裝置塊76，該塊通過傳統(tǒng)的中間絕緣材料與軸73適當(dāng)?shù)仉娊^緣。該連接裝置塊75又具有一從其上向下伸出的同軸開口，一細(xì)長桿狀電極76的上部位于該開口中并牢固地固定，如通過可拆螺栓。電極76由堅(jiān)固但導(dǎo)電性好的材料制成，如常用的銅或銅合金。電極76終止在下端77，下端77為電極的接觸表面。連接裝置塊75固定地位于包圍之的導(dǎo)電對開夾78中，對開夾78又與可彎曲導(dǎo)電迭片結(jié)構(gòu)28B的一端連接，迭片結(jié)構(gòu)28B在其另一端與安裝在滑塊93上的導(dǎo)電元件28A連接，元件28A與滑塊93電絕緣。該導(dǎo)電元件28A又與導(dǎo)線28連接，導(dǎo)線28連接在變壓器的次級線圈上。這樣，電脈沖如供應(yīng)給電極76的電脈沖通過夾子和連接裝置塊直接供應(yīng)到電極上，焊頭組件的外殼51與供應(yīng)給電極的電流絕緣開。
止動(dòng)環(huán)80在電極支撐軸73兩端之間的位置包圍電極支撐軸73并牢固地固定在軸上，止動(dòng)環(huán)80以任何適當(dāng)?shù)姆绞讲豢尚D(zhuǎn)地并且牢固地固定在軸上，如通過橫向伸出的固定銷81。該銷81又徑向向外伸出以限制于在套筒51壁上形成的軸向細(xì)長凹槽82中，以防止電極組件19’相對套筒51旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許電極組件19’相對套筒進(jìn)行有限的軸向移動(dòng)。止動(dòng)環(huán)80位于套筒或外殼的下端附近，使得止動(dòng)環(huán)80的下表面或底表面適合于貼靠地接觸在下端塊元件64上限定的上止動(dòng)表面72，如圖6中所示。
彈簧21，特別是螺旋彈簧，位于套筒51的內(nèi)部，大體與電極支撐軸73同軸并且包圍該軸，彈簧21的下端位于由止動(dòng)環(huán)80上表面限定的接合表面83上。彈簧21的另一端或上端位于另一個(gè)接合表面84上，接合表面84限定在適當(dāng)?shù)陌鼑姌O軸73的支承板或支承墊圈85的下側(cè)。支承墊圈85又被推向與上端塊元件56的下表面接觸。當(dāng)電極76沒有受到要將其壓入或使其向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的外力時(shí)，彈簧21通常把電極組件19’維持在大體如圖6所示的完全伸出的位置。
本發(fā)明的和如圖6和7中所示的焊頭組件17’還具有與其遠(yuǎn)離電極的端部相連的可視指示器裝置，以提供電極位置即圖6的非操作伸出位置，或圖7的縮回的操作位置的可視指示。如圖8中所詳細(xì)表示的，該指示器包括一可視指示器元件86，其大體由細(xì)長桿構(gòu)成并且同軸地用螺紋擰到電極支撐軸73上端形成的合適的帶螺紋開口中。指示器桿86的大小做成能向上伸出到軸73的外面，最好向上至少超過可調(diào)整擋塊元件或端塊元件56的上平面58一定距離。指示器桿86上具有多個(gè)可視標(biāo)記89，在所示實(shí)施例中可視標(biāo)記為多個(gè)整體平行的線，平行線沿焊頭的軸線間隔布置以使這些線可整體與平端面58共面，以提供電極組件相對外殼的軸向位置的可視指示?？梢曋甘酒鳁U86的位置還可在最開始根據(jù)需要調(diào)整，為此提供了鎖緊螺母88，鎖緊螺母88用螺紋接合在帶螺紋的指示器元件下部87上。下部帶螺紋部分87可擰入軸73上的帶螺紋的開口或從中擰出以允許指示器根據(jù)需要軸向定位，然后把鎖緊螺母88向下擰到下部帶螺紋的桿部分87上以貼靠在軸73的上端，從而把指示器牢固地固定在需要的位置上。
如圖6和7及在圖5中所示的焊頭組件17可移動(dòng)地支撐在適當(dāng)?shù)墓潭ǖ闹Ъ?1上，壓力缸36的外殼37又安裝在支架91上。適當(dāng)?shù)念^部元件或滑動(dòng)元件93又可滑動(dòng)地支撐該支架91上，滑動(dòng)元件93連接在與驅(qū)動(dòng)裝置36相連的可伸出并可縮回的活塞桿38上，圖5中所示的活塞桿38被封閉在適當(dāng)?shù)目蓮澢y管中。支撐板94又安裝在該可滑動(dòng)頭部93上，支撐板94具有開口95，開口95大體與活塞桿38運(yùn)動(dòng)方向平行地穿過支撐板94。如圖6中所示，焊頭組件17’的外殼或套筒51容納在該開口95中。在套筒51上最好安裝一對鎖緊螺母96和97，鎖緊螺母用螺紋與套筒51的外螺紋接合，并且位于板94的相對側(cè)上。這樣焊頭組件17的套筒51的位置可容易地相對板94垂直調(diào)整，然后通過沿套筒擰鎖緊螺母96和97以使其緊緊夾住板94的兩側(cè)來將其相對板固定。
如圖5所示的焊頭裝置和驅(qū)動(dòng)裝置還提供用于控制焊頭組件運(yùn)動(dòng)的協(xié)作擋塊。為此，第一擋塊101固定在可移動(dòng)的頭部93上，另一個(gè)擋塊102相對支架91固定定位，但擋塊102的位置可根據(jù)需要調(diào)整，如通過任何傳統(tǒng)調(diào)整結(jié)構(gòu)，如薄墊片103。如圖5所示的擋塊101和102，特別是其接合的位置在后面有更詳細(xì)的描述。
現(xiàn)在考慮接觸頭組件31的細(xì)節(jié)并特別參見如圖11-13中所示的其改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，該接觸頭組件包括一固定在桿狀件(即一活塞桿)下端的細(xì)長桿狀電極111，桿狀件可滑動(dòng)地支撐在傳統(tǒng)液壓缸，如雙活塞雙作用氣動(dòng)缸的外殼32上并從其向外伸出。電極件或電極桿111下部自由端具有一固定在其上的軟墊元件或彈性元件112。該軟墊元件112包括一支撐板113，彈性材料或橡膠材料塊114固定在支撐板113的下側(cè)。該彈性材料或橡膠材料塊114最好是有點(diǎn)硬但可屈服的彈性體，如聚亞胺酯。如115處所指示的，塊的下部平行邊角最好圓化。
軟墊元件112通過螺紋緊固零件，如螺釘116固定在電極件111的下端，螺釘116位于沿電極桿件向下垂直伸出的階梯孔117中。該螺釘116的下端用螺紋嚙合在支撐板113上形成的合適的螺紋開口中，以把軟墊元件牢固地固定在電極桿上。
除導(dǎo)電桿件111外，電極組件還包括導(dǎo)電可彎曲襯帶121，如由編織網(wǎng)或金屬網(wǎng)構(gòu)成的襯帶，最好是銅編織的網(wǎng)。如圖13中所示，該可彎曲襯帶121被延長到環(huán)繞彈性元件112的底部和相對側(cè)并與之緊密接合，襯帶的上部還靠在電極桿件111的相對側(cè)面122上并與之接合。在其自由端附近，襯帶121的上部通過合適的夾板123固定在側(cè)面122上，一個(gè)或多個(gè)合適的緊固零件，如螺栓124，牢固地但可拆除地把電極襯帶121固定在電極件111上，提供了合適的彈性元件112以允許由襯帶121和電極桿件111限定的底部接觸區(qū)域間的彈性軟墊。
圖11-13的改進(jìn)的電接觸頭裝置是同時(shí)提交的共同未決的專利申請的主題。
現(xiàn)在將結(jié)合圖9和10來進(jìn)行解釋當(dāng)結(jié)合如圖6-8所示本發(fā)明改進(jìn)焊頭組件時(shí)用于允許凸焊的焊接裝置的操作，以及與預(yù)校準(zhǔn)焊頭組件相關(guān)的過程和凸焊技術(shù)的完成。
為提供具有希望的特性的凸焊并且允許本發(fā)明的焊頭組件，特別是在一裝置上提供多個(gè)這種焊頭以允許同時(shí)完成多個(gè)凸焊時(shí)，為提供可重復(fù)的并且均勻的凸焊，希望能夠更精確地控制和預(yù)定焊接循環(huán)開始時(shí)作用在凸焊上的力。與先前焊頭相比，本發(fā)明的焊頭能夠獲得該極度想要的特性。
如圖1和6所示，當(dāng)本發(fā)明的焊頭組件處于完全裝配完但非操作位置時(shí)(即電極完全伸出時(shí))，彈簧21維持在壓縮狀態(tài)下，由于彈簧被限制在支撐表面83和84之間，所以彈簧保持相當(dāng)大的預(yù)載力F1(圖6)，由于止動(dòng)環(huán)80貼靠在內(nèi)止動(dòng)表面72上，該預(yù)載力F1把電極組件19’維持在完全伸出的位置。然而，由于螺旋彈簧中存在的明顯的變化，既有尺寸變化也有彈簧剛度隨之產(chǎn)生的變化，盡管在所有這種組件中表面83和84間存在相同的間距關(guān)系和尺寸關(guān)系，但從焊頭組件到焊頭組件，力F1的大小將會(huì)變化。該預(yù)載力F1的變化數(shù)量可能很大，其示意性地表示在圖9中。
除如上所述任何預(yù)載力F1中的變化外，當(dāng)電極被壓入預(yù)定距離進(jìn)入外殼中時(shí)，彈簧剛度的變化也會(huì)使彈簧力(在圖6中標(biāo)記為F2)在正常條件下發(fā)生變化，圖7中該預(yù)定距離標(biāo)記為D。在正常條件下，預(yù)載力F1和壓縮力F2都會(huì)發(fā)生明顯的變化，并且在各種焊頭組件中不易重復(fù)，這樣就在由不同焊頭裝置產(chǎn)生的凸焊中帶入了不希望的變化。
然而，在本發(fā)明的改進(jìn)的焊頭組件中，上端塊元件56可相對外殼51適宜地調(diào)整使得允許調(diào)整彈簧力，事實(shí)上它以一種方式調(diào)整以允許相當(dāng)精確地設(shè)定力F2，而與整體公差和變化無關(guān)，并且更特別的是與彈簧的公差和變化無關(guān)。在本發(fā)明的焊頭裝置中，彈簧21最開始受到上端塊元件和下端塊元件之間的預(yù)壓縮，然后電極組件19’被向外殼內(nèi)移動(dòng)預(yù)定距離D。如圖7所示，電極組件被維持在該預(yù)定向內(nèi)移動(dòng)的狀態(tài)，然后通過將上端塊元件56擰入或擰出套筒51來適宜地調(diào)整上端塊元件56以改變作用在彈簧21上的壓縮力，直到作用在彈簧21上的壓縮力等于預(yù)定的并且希望的大小F2為止。為此，該預(yù)校準(zhǔn)是在適合于檢測作用在彈簧上的壓縮力的設(shè)備上進(jìn)行的。在端塊元件56被調(diào)整到希望的位置以代表希望的彈簧力F2后，如果希望，可在端塊元件56和套筒51間重疊的螺紋區(qū)域上加上適當(dāng)?shù)闹甘狙b置，如漆條或類似物，以指示其合適的位置。指示器86還可用螺紋調(diào)整到需要的位置，如通過把線89中的一條(例如從頂面數(shù)第三條線)與表面58對齊，因?yàn)檫@樣就會(huì)提供電極組件被向內(nèi)移動(dòng)預(yù)定距離D的可視表示。然后從電極上移去外部載荷，彈簧21使電極組件返回到如圖6中所示的完全伸出位置，在該位置上彈簧力下降到數(shù)值F1，由于彈簧特性該數(shù)值本身是可變的，該變化反映在圖9中。然而，如圖7中所示，當(dāng)電極被壓縮所述預(yù)定距離D時(shí)，關(guān)鍵的并且可重復(fù)的力是力F2，因?yàn)楫?dāng)電流作用在焊接凸出區(qū)域時(shí)存在的是后面的情況。
現(xiàn)在參見圖10，位置A表示的是凸焊順序開始前的設(shè)置。在位置(A)，焊頭布置為電極76完全伸出，但向上與重疊薄板間隔開。在該布置中，運(yùn)動(dòng)擋塊101也向上與固定擋塊102間隔開。
為啟動(dòng)凸焊順序，接通驅(qū)動(dòng)裝置36，使活塞桿38伸出并從而使焊頭組件17’整體向下移動(dòng)，直到到達(dá)位置(B)，在該位置上電極76的下部自由端接觸上面的薄板13，薄板13與凸出14接合。然而，在最開始接觸時(shí)，電極76還沒有受到任何明顯的移動(dòng)或壓縮，運(yùn)動(dòng)擋塊101更靠近固定擋塊102但仍與其有間隔。
然后驅(qū)動(dòng)裝置36繼續(xù)使活塞38向下伸出，這使焊頭組件17’的外殼18’向下移動(dòng)所述距離D，此時(shí)擋塊101接觸擋塊102并防止焊頭組件外殼18’進(jìn)一步向下移動(dòng)。然而，在向下移動(dòng)該距離D的過程中，電極76已經(jīng)靜止地與工件薄板接合，從而不能移動(dòng)，這樣就被有效地向上向焊頭外殼18’中收縮或壓縮距離D。如圖10的位置(C)所示，焊頭組件的位置大體與圖7中所示相同，即電極組件向外殼內(nèi)伸入距離D，這樣電極76在重疊的工件，及凸出上作用預(yù)校準(zhǔn)的而且預(yù)定的力F2。
達(dá)到圖10中所示的位置(C)后，通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅魇箍刂茊卧?3啟動(dòng)，這樣焊接電流，如單個(gè)持續(xù)時(shí)間短單極焊接脈沖(如圖4中的脈沖42)供應(yīng)給電極76，于是電流通過上薄板13傳遞到凸出14。因?yàn)樵诰磉吅附硬僮髦?，如圖1中所示，接觸槍31與薄板12的部分34接合，所述電流及產(chǎn)生的熱可有效地與下薄板11隔絕。電流脈沖特別立即局部加熱凸出14，并且與預(yù)定力F2結(jié)合，使凸出14立即坍陷以在零件13和12間產(chǎn)生焊點(diǎn)。在凸出的坍陷過程中，彈簧21和作用在電極76上的較高的力F2使電極立即響應(yīng)并跟隨凸出的坍陷以使電極的端部接觸表面與薄板13保持接觸，這樣在坍陷的凸出14附近將薄板12和13壓在一起。當(dāng)電極向外伸出時(shí)，超過預(yù)載荷F1的相當(dāng)高的壓縮力仍作用在電極上，這輔助了電極的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)以壓縮凸出，特別是因?yàn)樵诤芏嗲闆r下不一定需要完全壓縮凸出，所以作用在電極上的彈簧力維持在坍陷的凸出區(qū)域，直到焊頭組件被再次收縮回如圖10中所示的位置(A)。
通過本發(fā)明的改進(jìn)的裝置，最好在半個(gè)波形交流電周期的一部分，約半個(gè)波形的40％到60％內(nèi)施加電流脈沖，這樣電流脈沖將通常具有約三毫秒到六毫秒間的短持續(xù)時(shí)間。
盡管本發(fā)明的焊頭裝置特別適合于與凸焊結(jié)合使用，該凸焊使用源于半個(gè)交流電波形的持續(xù)時(shí)間短單極電流脈沖，但應(yīng)理解為，本發(fā)明的焊頭組件還被認(rèn)為高度適合于應(yīng)用在這些情況，其中焊接電流可能包括使用兩個(gè)或多個(gè)持續(xù)時(shí)間短的焊接脈沖，該焊接脈沖可能是極性相反的。而且，該改進(jìn)的焊頭組件還被認(rèn)為高度適合于應(yīng)用在這樣一種凸焊中，其中焊接電流可能包括在較長時(shí)間內(nèi)使用交流電，如超過單個(gè)波形的時(shí)間內(nèi)使用電流。
通過如上所總結(jié)的改進(jìn)的裝置和過程，將適宜地調(diào)整固定擋塊102的位置以使其定位在大體如圖10位置(C)所示，當(dāng)電極被向焊頭外殼內(nèi)壓入或移入所述預(yù)定距離D時(shí)，與運(yùn)動(dòng)擋塊101接合，從而保證在開始實(shí)際焊接操作時(shí)(即施加電焊接脈沖時(shí))始終存在預(yù)校準(zhǔn)或預(yù)設(shè)置的力F2，并從而允許預(yù)校準(zhǔn)多個(gè)焊頭組件以獲得可高度重復(fù)并且可靠的凸焊。而且，通過該改進(jìn)的裝置，與傳統(tǒng)的凸焊頭相比，該壓縮距離D本身可做得非常小，事實(shí)上距離D最好在1/8到3/16英寸范圍內(nèi)(與很多焊頭組件中通常的3/4英寸沖程相比)。
該從其完全伸出位置測量的非常短的電極位移從而明顯改進(jìn)了實(shí)際的凸出坍陷中電極的快速響應(yīng)，通過不僅允許預(yù)校準(zhǔn)預(yù)定的開始焊接力F2，而且還保證在整個(gè)電極的向外伸出過程中焊接力保持在相對高的水平或大小，因?yàn)樵摵附恿^不會(huì)變得小于也是非常大的開始預(yù)載力F1，該位移本身提供了更均勻的凸焊。事實(shí)上，可取的是該預(yù)壓縮力或預(yù)載力F1通常至少為預(yù)校準(zhǔn)的焊接力F2的50％，最好至少是預(yù)校準(zhǔn)的焊接力F2的70％到80％。
盡管為描述目的詳細(xì)公開了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，該公開裝置的變型或改變，包括零件的重組，都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與工件相對、用于焊接支撐在工件支架上的工件的焊槍組件，包括一主體；一可移動(dòng)地安裝在所述主體上的由彈簧推動(dòng)的電極組件，其具有伸出到所述主體外面并且終止于電極接觸部分的部分，該電極接觸部分位于工件對面并與其相鄰，用于與工件接觸接合；一電控制裝置，當(dāng)所述電極接觸部分接觸工件時(shí)，該裝置向焊槍組件供應(yīng)電能以進(jìn)行單個(gè)焊接操作；一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述焊槍組件在非操作位置和操作位置間移動(dòng)，當(dāng)所述焊槍組件處于所述非操作位置時(shí)，所述電極組件從所述主體完全伸出但保持與工件間隔開并且不與其接合，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述電極接觸部分與工件接觸接合；所述焊槍組件包括一螺旋彈簧，其相對端部分別與第一和第二支撐表面接合以保持所述彈簧在其間壓縮接合，一個(gè)所述支撐表面安裝在所述電極組件上，使得所述彈簧通常將所述電極組件推向完全伸出的位置，在該位置所述電極組件貼靠在所述主體上的止動(dòng)表面上，另一個(gè)所述支撐表面安裝在所述主體上，所述第一和第二支撐表面間隔開一定距離以當(dāng)所述電極組件處于所述完全伸出位置時(shí)，預(yù)壓縮所述彈簧，所述焊槍組件還包括調(diào)整裝置，用于調(diào)整所述支撐表面之一相對所述主體的軸向位置以改變所述彈簧的壓縮，調(diào)整所述調(diào)整裝置到校準(zhǔn)位置以當(dāng)所述電極組件被向內(nèi)壓入到所述主體內(nèi)的預(yù)定壓入位置時(shí)，向所述彈簧施加預(yù)定的壓縮力，在該預(yù)定壓入位置上該電極組件被從所述完全伸出位置向內(nèi)壓入所述預(yù)定距離。
2.在一用于在第一和第二重疊金屬薄板間產(chǎn)生凸焊的凸焊裝置中，其特征在于，所述第一薄板具有整體平面的第一薄板部分，該部分與如在所述第二薄板上限定的整體平面的第二薄板部分相鄰并重疊，所述第二薄板部分上具有一凸出，該凸出橫向伸向所述第一薄板部分以與其接觸，所述裝置包括一工件支架，用于與所述重疊的第一和第二薄板部分之一的一側(cè)支撐接合；一焊槍組件，其位于所述工件支架對面，用于在所述重疊的第一和第二薄板部分間的所述凸出處產(chǎn)生凸焊，所述焊槍組件包括一主體和一彈簧推動(dòng)的可移動(dòng)地安裝在所述主體上的電極組件，該電極組件具有伸出到所述主體外面并終止于電極接觸部分的部分，該電極接觸部分與所述重疊薄板件的外側(cè)相對且相鄰，該電極接觸部分位于所述工件支架對面用于與所述薄板件之一接觸接合，所述電極接觸部分通常與所述凸出對齊；一電力變壓器，其具有協(xié)作的初級線圈和次級線圈，第一電導(dǎo)線裝置用于把所述初級線圈連接到高壓交流電能源上，第二電導(dǎo)線裝置連接在所述次級線圈和所述焊槍組件之間，用于把電能傳送給所述焊槍組件的電極接觸部分；插入到所述第一和第二導(dǎo)線裝置之一中的控制裝置，用于允許把電能供應(yīng)給焊槍組件以進(jìn)行單個(gè)凸焊操作；一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述焊槍組件在非操作位置和操作位置間移動(dòng)，當(dāng)所述焊槍組件處于所述非操作位置時(shí)，所述電極組件從所述主體完全伸出但保持與所述工件間隔開并且不與其接合，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述電極接觸部分與所述薄板件之一接觸接合；改進(jìn)包括所述焊槍組件包括一螺旋彈簧，其相對端部分別與第一和第二支撐表面接合以保持所述彈簧在其間壓縮接合，一個(gè)所述支撐表面安裝在所述電極組件上，使得所述彈簧通常將所述電極組件推向完全伸出的位置，在該位置所述電極組件貼靠在所述主體上的止動(dòng)表面上，另一個(gè)所述支撐表面安裝在所述主體上，所述第一和第二支撐表面間隔開一定距離以當(dāng)所述電極組件處于所述完全伸出位置時(shí)，預(yù)壓縮所述彈簧，所述焊槍組件還包括調(diào)整裝置，用于調(diào)整所述支撐表面之一相對所述主體的軸向位置以改變所述彈簧的壓縮，調(diào)整所述調(diào)整裝置到校準(zhǔn)位置以當(dāng)所述電極組件被向內(nèi)壓入到所述主體內(nèi)的預(yù)定壓入位置時(shí)，向所述彈簧施加預(yù)定的壓縮力，在該預(yù)定壓入位置上該電極組件被從所述完全伸出位置向內(nèi)壓入所述預(yù)定距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整裝置由支撐元件限定，支撐元件用螺紋支撐在所述主體上以繞主體縱軸線旋轉(zhuǎn)，使得可沿所述主體縱向改變支撐元件的位置，所述支撐元件上限定所述一個(gè)支撐表面，調(diào)整到所述校準(zhǔn)位置后所述支撐元件相對所述主體保持固定，當(dāng)處于所述校準(zhǔn)位置時(shí)，即使電極組件處于所述完全伸出的位置，所述支撐元件也與另一個(gè)支撐表面合作以把彈簧維持在部分壓縮的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，包括擋塊裝置，用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的所述焊槍組件從所述非操作位置向所述操作的位置移動(dòng)，所述擋塊裝置包括相對所述工件支架固定定位的第一擋塊和相對所述主體固定定位并與其共同移動(dòng)的第二擋塊，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述第二擋塊接觸所述第一擋塊，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述電極組件與所述薄板件之一接合并維持在所述預(yù)定壓縮位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述焊槍組件的主體可相對所述驅(qū)動(dòng)單元沿縱向調(diào)整定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，包括在所述焊槍組件上提供的可視指示器裝置，用于指示所述電極組件的完全伸出位置和預(yù)定壓入的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述主體限定其一端附近的所述擋塊表面，所述電極組件具有一縱向可移動(dòng)地支撐在所述主體上的內(nèi)部零件，當(dāng)所述電極組件處于所述完全伸出的位置時(shí)，所述內(nèi)部零件定位與所述擋塊表面接觸，所述電極組件的接觸部分縱向延長并從所述主體的所述端向外伸出，所述電極組件的所述內(nèi)部零件在其上限定了所述第一支撐表面，該第一支撐表面與如限定在所述主體另一端附近的所述第二支撐表面縱向間隔開并相對，使得所述彈簧與所述第一和第二支撐表面間的縱軸線同軸或大體同軸并沿其縱向延伸，所述包括一支撐元件的調(diào)整裝置用螺紋接合在所述主體所述另一端以相對所述主體縱向可調(diào)整地移動(dòng)所述支撐元件，所述調(diào)整裝置還包括與所述支撐元件相連并在其上限定所述第二支撐表面的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述主體包括一端塊零件，其位于所述主體的所述一端并在其上限定所述擋塊表面，所述端塊零件和所述支撐元件具有沿所述縱軸線從中穿過的同軸開口，用于與所述電極組件可滑動(dòng)地支撐接合，所述電極組件的自由端部分可滑動(dòng)地支撐在所述支撐元件中，一可視指示器可調(diào)整地定位地所述電極組件的自由端部分并通過在所述支撐元件中限定的開口向外伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)裝置包括一液壓缸和一連接在所述活塞桿上并由其可滑動(dòng)地移動(dòng)的可滑動(dòng)頭部，所述液壓缸具有固定安裝的外殼和可移動(dòng)地支撐在其上以大體沿所述縱軸線運(yùn)動(dòng)的活塞桿，所述焊頭組件的主體縱向可調(diào)整地安裝在所述可滑動(dòng)頭部上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)?shù)谝恢卧灰苿?dòng)到所述校準(zhǔn)位置并且焊槍組件處于所述非操作位置時(shí)，彈簧被維持在第一預(yù)壓縮力，其特征還在于當(dāng)焊槍組件被維持在所述操作位置時(shí)彈簧被維持在第二預(yù)壓縮力，在該操作位置所述電極組件被壓入到所述預(yù)定壓入位置，所述第一力的大小至少為約所述第二力大小的50％。
11.在用于在重疊的第一和第二金屬薄板間產(chǎn)生凸焊的卷邊凸焊裝置中，其特征在于，所述第一薄板具有整體第一平面薄板部分和折疊回的卷邊部分，所述第二薄板具有整體第二平面薄板部分，該部分位于所述第一平面薄板部分和所述卷邊部分之間，所述第二平面薄板部分上具有一凸出，該凸出橫向伸向所述卷邊部分以與其接觸，所述裝置包括一用于與所述第一平面薄板部分外側(cè)支撐接合的工件支架，該第一平面薄板部分位于所述第二平面薄板部分對面；一位于所述工件支架對面的焊槍組件，其包括一中空主體和一彈簧推動(dòng)的可移動(dòng)地安裝在所述中空主體中的電極組件，該電極組件具有伸到所述主體外部并且終止在接觸表面的電極部分，該接觸表面與所述卷邊部分外側(cè)的相對并相鄰以與其接觸接合，所述電極部分大體與所述凸出對齊；一接觸槍組件，其具有一電極，該電極定位為在與所述凸出間隔開的位置與所述第二薄板接觸接合；一變壓器，其具有協(xié)作的初級線圈和次級線圈；第一導(dǎo)線裝置，其用于把所述變壓器的初級線圈連接到交流電能的傳統(tǒng)電力線源上；第二導(dǎo)線裝置，包括第一和第二導(dǎo)線其分別連接在所述變壓器次級線圈和所述焊槍組件及所述變壓器次級線圈和所述接觸槍組件間；插入到所述第一導(dǎo)線裝置中的控制裝置，用于允許電能脈沖通過其供應(yīng)到所述變壓器的初級線圈，以最終供應(yīng)到所述焊槍組件的電極部分，所述電極脈沖的持續(xù)時(shí)間少于所述交流電源的一個(gè)周期；一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述焊槍組件在非操作位置和操作位置間移動(dòng)，當(dāng)所述焊槍組件處于所述非操作位置時(shí)，所述電極組件從所述主體完全伸出但保持與所述卷邊部分間隔開并且不與其接合，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述電極部分與所述卷邊部分接合；改進(jìn)包括所述焊槍組件包括一螺旋彈簧，其相對端部分別與第一和第二支撐表面接合以保持所述彈簧在其間壓縮接合，一個(gè)所述支撐表面安裝在所述電極組件上，使得所述彈簧通常將所述電極組件推向完全伸出的位置，在該位置所述電極組件貼靠在所述主體上的止動(dòng)表面上，另一個(gè)所述支撐表面安裝在所述主體上，所述第一和第二支撐表面間隔開一定距離以當(dāng)所述電極組件處于所述完全伸出位置時(shí)，預(yù)壓縮所述彈簧，所述焊槍組件還包括調(diào)整裝置，用于調(diào)整所述支撐表面之一相對所述主體的軸向位置以改變所述彈簧的壓縮，調(diào)整所述調(diào)整裝置到校準(zhǔn)位置以當(dāng)所述電極組件被從所述完全伸出位置向所述主體內(nèi)壓入預(yù)定距離時(shí)，向所述彈簧施加預(yù)定的壓縮力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整裝置由支撐元件限定，該支撐元件用螺紋支撐在所述主體上以繞主體縱軸線旋轉(zhuǎn)，使得可沿所述主體縱向改變支撐元件的位置，所述支撐元件上限定所述一個(gè)支撐表面，調(diào)整到所述校準(zhǔn)位置后所述支撐元件相對所述主體保持固定，當(dāng)處于所述校準(zhǔn)位置時(shí)，即使電極組件處于所述完全伸出的位置，所述支撐元件也與另一個(gè)支撐表面合作以把彈簧維持在部分壓縮的狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，包括控制所述驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的所述焊槍組件從所述非操作位置向所述操作位置移動(dòng)的擋塊裝置，所述擋塊裝置包括相對所述工件支架固定定位的第一擋塊和相對所述主體固定定位并與其共同移動(dòng)的第二擋塊，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述第二擋塊接觸所述第一擋塊，當(dāng)所述焊槍組件處于所述操作位置時(shí)，所述電極部分與所述薄板件之一接合并維持在所述預(yù)定壓縮位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，當(dāng)?shù)谝恢卧灰苿?dòng)到所述校準(zhǔn)位置并且焊槍組件位于所述非操作位置時(shí)，彈簧被維持在第一預(yù)壓縮力，其特征還在于當(dāng)焊槍組件被維持在所述操作位置時(shí)彈簧被維持在第二預(yù)壓縮力，在該操作位置所述電極組件處于所述預(yù)定壓入位置，所述第一力的大小至少為約所述第二力大小的50％。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述主體在其一端附近限定所述擋塊表面，所述電極組件具有一縱向可移動(dòng)地支撐在所述主體上的內(nèi)部零件，當(dāng)所述電極處于所述完全伸出的位置時(shí)，所述內(nèi)部零件定位與所述擋塊表面接觸，所述電極組件的接觸部分縱向延長并從所述主體的所述一端向外伸出，所述電極組件的所述內(nèi)部零件在其上限定了所述第一支撐表面，該第一支撐表面與如限定在所述主體另一端附近的所述第二支撐表面縱向間隔開并相對，使得所述彈簧與所述第一和第二支撐表面間的縱軸線同軸或大體同軸并沿其縱向延伸，所述包括一支撐元件的調(diào)整裝置用螺紋接合在所述主體所述另一端以相對所述主體縱向可調(diào)整地移動(dòng)所述支撐元件，所述調(diào)整裝置還包括與所述支撐元件相連并在其上限定所述第二支撐表面的裝置。
16.用于校準(zhǔn)并移動(dòng)焊槍的過程，該焊槍用于凸焊重疊的第一和第二金屬薄板件，所述第二薄板件上具有一小凸出，該小凸出橫向伸向所述第一薄板件并與其接觸，所述焊槍包括一主體，該主體包括一電極組件和一彈簧，該電極組件可移動(dòng)地支撐在主體上，該彈簧作用在所述電極組件上并向外推動(dòng)所述電極組件，使得當(dāng)所述電極組件被彈簧偏壓到完全伸出的位置時(shí)，所述電極組件的伸出部分伸到所述主體外面，該過程包括如下步驟(1)通過下述方法預(yù)校準(zhǔn)所述焊槍，即(a)把所述彈簧軸向封閉在第一和第二支撐表面間，所述第一支撐表面安裝在所述電極組件和所述主體之一上，所述第二支撐表面安裝在所述電極組件和所述主體的另一個(gè)上，(b)使所述第一支撐表面向所述第二支撐表面移動(dòng)一小預(yù)定距離以壓縮所述彈簧，該預(yù)定距離大體相應(yīng)于希望的凸焊沖程，(c)可調(diào)整地把所述支撐表面之一移向或移離另一個(gè)支撐表面，直到作用在所述彈簧上的壓縮力等于預(yù)定大小為止，(d)相對另一個(gè)支撐表面把所述一個(gè)支撐表面固定在適當(dāng)位置上以使所述彈簧的壓縮維持在所述預(yù)定大小，(e)然后把所述第一支撐表面從所述第二支撐表面移開所述預(yù)定距離以允許所述彈簧至少部分地膨脹；(2)把所述焊槍定位在與工件支架相對的第一位置上，使得電極組件處于其完全伸出的位置，并且所述電極組件的凸出部分與所述工件支架間隔開選定的距離，該距離大于所述預(yù)定距離；(3)把所述第一和第二薄板件至少部分重疊地放置在所述工件支架上，使得重疊的薄板件與電極組件的凸出部分間隔開，但凸出大體與所述電極組件的所述凸出部分對齊；(4)把所述焊槍移向所述工件支架，直到所述電極組件的凸出部分大體與所述凸出對齊地與所述重疊薄板件中的鄰近一個(gè)接觸為止，所述第二薄板件上的凸出與所述第一薄板件接觸；(5)繼續(xù)把所述焊槍的主體移向工件支架，直到達(dá)到操作位置為止，在該位置上電極組件的凸出部分被向主體內(nèi)壓入所述預(yù)定距離，使得電極組件在所述一個(gè)薄板件上施加大體所述預(yù)定大小的力；(6)然后向所述電極組件的所述凸出部分施加電流，并把該電流傳到所述薄板和所述凸出上以將其局部加熱；(7)在前述局部加熱過程中，保持所述電極組件向所述一個(gè)薄板件施加所述預(yù)定大小的力；(8)在彈簧的推動(dòng)下，使電極組件向外伸向所述工件支架以使凸出至少部分坍陷，以在重疊薄板件間的凸出部分產(chǎn)生凸焊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過程，包括如下步驟提供相對所述焊槍主體固定的第一擋塊和相對所述工件支架固定的第二擋塊，當(dāng)所述焊槍處于所述非操作位置時(shí)，所述第一擋塊和第二擋塊間隔開；當(dāng)所述焊槍的主體移向所述操作位置時(shí)，把所述第一擋塊移到與所述第二擋塊接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過程，其特征在于，作用在電極部分的電流是一脈沖，其持續(xù)時(shí)間少于從標(biāo)準(zhǔn)交流電電源供應(yīng)的交流電波周期的一半。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過程，包括在所述第一薄板上形成一薄板狀折邊部分，該部分向回折疊大體蓋在所述第一薄板狀零件上并與之間隔開，把所述第一薄板放置在所述工件支架上，使得所述第一薄板狀零件直接支撐地與所述工件支架接合并且所述折邊部分與工件支架間隔開，把所述第二薄板狀零件放置成大體夾在所述第一薄板零件和所述折邊部分之間，使得所述凸出橫向伸向所述折邊部分以與其接觸，然后把所述焊槍移向所述工件支架，使其凸出的電極部分移至與所述折邊部分直接接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過程，其特征在于，預(yù)校準(zhǔn)步驟還包括這樣的步驟，即當(dāng)一個(gè)支撐表面處于所述預(yù)校準(zhǔn)位置并且所述電極組件處于所述完全伸出位置時(shí)，把彈簧保持在預(yù)定值的壓縮力，所述預(yù)定值的所述壓縮力至少約為所述預(yù)定大小壓縮力的50％。
全文摘要
凸焊用焊頭,其中偏壓電極的彈簧開始時(shí)預(yù)先加載以在電極上施加明顯的偏壓力,以保持電極靠在擋塊上,以限定電極的正常完全伸出的位置。焊頭的彈簧還預(yù)先校準(zhǔn),以在電極被向內(nèi)壓下以通過預(yù)定距離產(chǎn)生彈簧壓縮時(shí)向電極施加精確的預(yù)定偏壓力,該預(yù)定距離非常小。焊頭與重疊的薄板接合,使得電極與薄板接合并與薄板上的凸出對齊,電極被壓入所述預(yù)定距離,使得相同的預(yù)定偏壓力作用在電極上,從而作用在凸焊區(qū)域上。
文檔編號(hào)B23K11/14GK1241153SQ97180881
公開日2000年1月12日 申請日期1997年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月20日
發(fā)明者T·J·蓋爾曼, R·A·德多夫斯基, R·E·史密斯 申請人:紐科爾有限公司