工件电阻焊的机器人应用点焊钳

摘要

本发明涉及工件特别是金属板电阻焊的机器人应用点焊钳(1)，其包括钳臂(3)，钳臂可枢转地安装在基体(2)上，钳臂可使用操作装置(13)调整，焊条(5)的焊条夹(4)固定到钳臂上，该点焊钳还包括卷绕装置(7)，该装置包括用于卷开和卷起条带(6)以保护至少一个焊条(5)的卷开辊(10)和卷起辊(11)。根据本发明，该点焊钳(1)的生产不会严重影响可接近性，并具有非常简单紧凑的结构，由此卷绕装置(7)的卷开辊(10)和卷起辊(11)布置在基体(2)或钳臂(3)上，并且至少一个用于引导条带(6)的导向槽(8)布置在钳臂(3)和/或焊条夹(4)上。

说明书

本发明涉及工件特别是金属板电阻焊的机器人应用点焊钳，该类点焊钳包括钳臂，每个钳臂均可枢转地安装在基体上，并通过操作装置可调整，焊条的焊条夹固定到钳臂上，并且该点焊钳进一步包括卷绕装置，该装置包括用于卷开和卷起条带的卷开辊和卷起辊，该条带用于保护至少一个焊条。可枢转地安装在基体上的钳臂相对于彼此枢转以形成点焊，并在完成所述点焊之后再次枢转互相远离。

本发明进一步涉及工件特别是金属板电阻焊的机器人应用点焊钳，该类点焊钳包括钳臂，每个钳臂均可枢转地安装在基体上，并通过驱动装置可调整，焊条的焊条夹固定到钳臂上。

从DE 197 54 546 C1中可知一种点焊工具，其包括绕组设备，用于卷起和卷开横向接触点焊焊条的焊条端的薄膜条带。该点焊工具配备有用于卷开薄膜条带的环形卷开带卷以及用于卷起薄膜条带的环形卷起带卷，并包括用于定时旋转卷起带卷的环形驱动装置。卷开带卷、卷起带卷和驱动装置相邻布置，彼此同轴，环绕点焊焊条的焊条轴或焊条夹。第一定形辊相对于焊条轴倾斜布置，并在距卷开带卷的径向距离处，以将薄膜条带从卷开带卷偏转向焊条端并将其放置在横向位置。此外，第二定形辊相对于焊条轴倾斜布置，并在距卷起带卷的径向距离处，以将薄膜条带从焊条端偏转向卷起带卷并将其放置在横向位置，其中，两个定形辊在焊条轴侧面以相对关系布置。

类似的构造还可从JP 05 192 274中获知，其中，卷起和卷开带卷同样分别布置在焊条轴或焊条夹上。

前述设计涉及到的缺陷是，由于卷起和卷开带卷在焊条轴或焊条夹区域内的布置，点焊工具的可接近性受到强烈限制，要求在端部区域特别是在焊接区内大大增大点焊钳。因此，只有易于存取的工件可被该类点焊工具点焊。

包括用于保护焊条的条带的点焊设备的其它构造可从JP 10 029071 A、JP 08 118 037 A、JP 04 332 886 A或JP 05 192 774 A中获知。在那些点焊工具中，通过绕组设备供应分配的条带置于焊条上方，又用作防止焊条接触工件或结构件的保护件，以使在点焊过程中，该条带将接触工件或结构件。这样做时，卷起和卷开带卷独立于点焊工具而布置并固定。

US 5 961 854 A公开了包括用于卷起和卷开焊条保护条带的绕组设备的点焊钳，但并未涉及到绕组设备的布置细节以及焊条保护条带的路线。点焊钳体积较大，由此影响工件的可接近性。

US 4 481 401 A公开了包括用于卷起和卷开焊条保护条带的卷绕装置的点焊钳，在焊条的上游布置有环以引导焊条保护条带。然而，该条带以相对于钳臂的一个角度从该环延伸至绕组设备，为此又需要较大的空间。

SU 1 206 038 A公开了点焊钳，其中，焊条保护条带的卷绕装置固定到钳臂上，并以与焊条大约成45°的角度承载。该布置需要特别大的空间，为此那些点焊钳仅适用于焊接平的工件。它们在自动化部门特别是焊接机器人上的使用只在受限的范围内可行。

GB 571 401 A和JP 55141387 A也示出了包括用于焊条保护条带的卷绕装置的点焊钳，其占据较大的空间，为此焊接机器人的应用实际上是不可能的。

最后，DE 199 48 043 A1示出了根据本申请类型的机器人焊接钳，然而未公开任何用于卷起和卷开保护至少一个焊条的条带的卷绕装置。

在此，不利的是，需要非常大的空间以致直接应用仅对平的工件可行。所以，自动化使用特别是利用机器人不是可能的。

另外，上述现有设备非常重要的缺点在于，该条带在运送中被拉过焊条，由于焊条和条带之间产生的摩擦力，由此引起焊条加剧磨损。

所以，本发明的目的在于提供工件电阻焊的机器人应用点焊钳，其可接近性实质上未受到影响，并且包括焊条保护条带的非常简单紧凑的点焊钳设计是可行的。另外，该条带的更换尽可能简单、快速。

根据本发明的另一目的，钳臂的结构尽可能轻型、紧凑。

本发明的第一目的实现了：卷绕装置的卷开辊和卷起辊布置在基体或钳臂上，并且至少一个导向槽设置在钳臂和/或焊条夹上，用于沿钳臂引导条带。

根据本发明的另一特性，其提供有，用于引导并偏转条带的装置，具体为偏转轮和滑移面，设置在钳臂和/或焊条夹上。

卷绕装置的卷开辊和/或卷起辊与驱动装置连接，具体为与电子激励电机连接。

若钳臂由基段形成并且侧板布置在基段的两侧并伸出基段，并且由此形成的凹陷被设计为条带的导向槽，则钳臂的制造将会简单。

若至少一个盖板布置在侧板的端侧上以盖住形成在侧板之间的导向槽，该导向槽将免于外来物或可能的损坏而受到保护。

将导向槽并入基段内由基段形成钳臂也是可行的。在该情况下，导向槽加工进基段内，例如通过铣削实现。

现有点焊钳的改型不需大花费是可行的，因为，导向槽通过额外的导向元件形成，该导向元件例如滑动或螺纹设置在钳臂和/或焊条夹上。

一个特别简单变形的实施例为，钳臂由几个单个元件组成，元件互相连接，使得在钳臂的中心形成空腔用于引导条带。

根据本发明的另一特性，设有制动器以固定并拉伸条带，所述制动器优选布置在卷开或卷起辊的区域内，以防止焊条保护条带堵塞、松弛。

若制动器与控制单元连接，制动器的适当控制是可行的。

本发明进一步的目的通过上述点焊钳实现，其中，每个钳臂均由主元件组成，主元件通过至少一个拖动杆或牵引绳施加预应力。因此，由于卷绕装置在基体内甚或在钳臂上的布置，有利地保证卷绕装置以及条带的实质上简化的交换将是可行的。另一优点在于，实质上增强了对于复杂工件或金属板的焊条夹和焊条的可接近性，事实上，由于焊条夹和焊条的细长设计，后者即金属板更易于达到。在该情况下，有利的是，钳臂的主元件的尺寸可实质上变小，因为作用在钳臂上的大部分力将被预应力拖动杆或牵引绳吸收。

进一步的构造公开在从属权利要求12至18中。所产生的优点可从描述中得出。

下面将以参考附图的方式更详细地解释本发明。

其中：

图1是根据本发明的点焊钳的透视图；

图2是根据本发明的点焊钳的钳臂的透视图；

图3是钳臂沿图2的剖面线III-III的剖视图；

图4是根据本发明的点焊钳的钳臂的另一透视图；

图5再次是图4中所示的钳臂沿图4的剖面线V-V的剖视图；

图6是根据本发明的点焊钳的钳臂的另一透视图；

图7是钳臂沿图6的剖面线VII-VII的剖视图；

图8是根据本发明的点焊钳的钳臂的另一透视图；

图9再次是沿图8的剖面线IX-IX的剖视图；

图10和11是根据本发明的点焊钳的透视图。

图1描绘了工件特别是金属板电阻焊的机器人应用点焊钳1的透视图，为简化只示出了点焊钳的一半。

点焊钳1包括基体2和钳臂3，钳臂3上布置有焊条夹4和焊条5，循环条带6环绕钳臂3运行以保护焊条5。条带6从卷绕装置7上卷开，该卷绕装置7优选布置在基体2上，也可位于钳臂3上。条带6沿钳臂的几何形状引导越过钳臂3、焊条夹4和焊条5、并在相反侧再次回到卷绕装置7。

考虑到使用条带6，焊条5被特别配置。然而，当然，还可能使用任何现有技术中已知的焊条5。在位于组件内部的焊条5上，衬垫5a和压力元件5b布置在电极帽的区域内，以在同一纵向方向上与焊条5活动连接，所述压力元件5b对衬垫5a施加力。衬垫5a和压力元件5b均包括用于条带6的导向件，以使条带6与焊条5保持距离。在打开点焊钳1的过程中或之后，衬垫5a将条带6提升离开焊条表面或电极帽，而衬垫5a在焊接过程中被向后推，即，点焊钳1关闭，以使焊条5或电极帽接触条带6。这样做时，由于压力元件5b，压力或力被额外施加在工件或金属板上，以防止例如金属板或结构件的加工固有的弯曲或偏转。当使用该焊条5或该类焊条组件时，在点焊钳1打开时保证条带6不直接接触电极帽，以防止条带6在其移位过程中在焊条5上产生摩擦力，由此实质上延长了焊条5的使用寿命。

为使条带6靠近焊条5，装置具体为偏转轮和滑移面9布置在钳臂3和/或焊条夹4上，以引导并偏转条带6。这样做时，条带6从安装在卷绕装置7内的卷开辊10伸出，经过导向槽8或沟槽以及焊条夹4到达焊条5，并在此又经过焊条夹4和导向槽8或沟槽，到达也布置在卷绕装置7内的卷起辊11。卷开辊10和/或卷起辊11与驱动装置12具体为电子激励电机连接，以使条带6通过所述驱动装置12的激励进行选择性移位。

考虑到使辊或条带6进行简单不复杂的交换或替换而设计卷开辊10和卷起辊11。为此，卷开辊10和卷起辊11安装在基体2内，或钳臂3内，以备交换，由此通过使用卷开辊10和/或卷起辊11实现到驱动装置12的自动连接。通过在基体2甚至在钳臂3上布置卷开辊10和卷起辊11以及驱动装置12，将保证更易于接近带卷，由此使得卷开辊10和卷起辊11的交换实质上更容易、更简单。卷开辊10和卷起辊11的该布置的另一积极效果在于，若条带6从后面引导，即从基体2引导到焊条5，将不会出现任何干涉元件或零件，由此使得即使在难以接近的工件上也能几乎无问题地实现点焊，因为相对于无条带6的焊钳而言没有接近上的限制。该构造进一步使得点焊钳1的结构尺寸小。

为了完整性(completeness)起见，应指出，钳臂3被可调整地安装，并由操作装置13调整，该操作装置13例如由伺服电机或汽缸14组成。

图2以透视以及简单示意性的视图描绘了点焊钳1的钳臂3，以及图3是钳臂3沿图2的剖面线III-III的剖视图。卷绕装置7的卷开辊10和卷起辊11布置在基体2内(未示出)，钳臂3固定到基体2上。

在该实施例中，点焊钳1的钳臂3由基段15制成，侧板16布置在基段15两侧，并伸出基段15以形成用作条带6的导向槽8的凹陷。侧板16可为铝，由此大大减轻了重量。当然，侧板16可由任何其它合适的材料制成。导向槽8被设计为：条带6沿其运行的表面用作滑移面9。

在侧板16的端侧17，盖板18被优选布置成用以盖住形成在侧板16之间的导向槽8。因此，条带6不仅被较好地引导，而且条带6和导向槽8以及滑移面9也免于任何类型的污染而受保护，因为条带6只从焊条5的区域延伸“在外面”。

在图4和图5中，图示了点焊钳1的钳臂3的进一步的实施例。卷绕装置7的卷开辊10和卷起辊11在该情况下被整合在钳臂3内。此外，导向槽8并入钳臂3的基段15内，从钳臂3的开始处即从卷开辊10或卷起辊11的位置延伸，直至焊条5。导向槽8优选通过在基段上铣出。这样做时，导向槽可再次被盖板18覆盖。利用该结构，钳臂3仅由少量零件构成。

另一典型实施例从图6和7中看出。在此，导向槽8由额外的导向元件19形成，该导向元件19在钳臂3和/或焊条夹4上滑动或螺纹设置。因此，导向元件19被设计为附件并固定到基段15上。这使得商业上现存的点焊钳1转换为带系统，而不需交换或加工钳臂3和/或焊条夹4。导向元件19可由合成材料制成，也可用任何其它的材料制成。

卷绕装置7，卷开辊10和卷起辊11可同样被设计为附件，并随后以简单的方式安装到基体2或钳臂3上(未示出)。

如图8和9所示，钳臂3还可由几个组件20构成，几个组件20连接起来以在钳臂3的中心形成空腔21，供条带6穿过。组件20可螺纹连接或插接在一起。当然，钳臂3还可由异型管形成，在其上，一体的导向槽8可布置在异型管的内侧和外侧。

在优选方式中，条带6的制动器22设置在卷开辊10和/或卷起辊11的区域内，该制动器22由控制单元23激励使条带6拉紧。由此防止条带6在空腔21或导向槽8内堵塞，或四处松弛。制动器22同样可用在前面描述的实施例中，并优选整合在卷绕装置7内。由于该设计可多种多样，故省略了详细的图示。制动器22可由两个相对活动的压力元件形成，在两个压力元件之间，条带6被引导，当制动器22被驱动时，压力元件移动到条带6上，由此固定条带6。制动器22的功能由此在于在连续的相同运动之后固定条带6，以使条带6始终保持拉紧。

图10透视性地示出了工件特别是金属板电阻焊的机器人应用点焊钳1。可枢转地安装的钳臂3包括用于夹持焊条5的焊条夹4，钳臂3再次固定到基体2上。钳臂3利用操作装置13(比较图1)可调。操作装置13可由伺服电机或汽缸14或任何其它可能的激励选项组成。

在这些点焊钳1中，主元件24通过至少一个拖动杆或牵引绳25施加预应力。钳臂3，例如，可包括主元件24以及至少一个固定到主元件24上的挡板26。主元件24优选具有圆形截面。拖动杆或牵引绳25固定到挡板26的一个或几个点上并与主元件24连接。拖动杆，或牵引绳25固定到主元件24上焊条夹4延伸的那侧。此外，可在拖动杆或牵引绳25的另一侧上布置保持杆或保持绳27。

钳臂3与基体2连接，具体为通过挡板26与接收元件28连接。当然，还可不使用挡板26，将主元件24以及牵引绳25或任选保持绳27直接与接收元件28连接。这样做时，重点是牵引绳25和保持绳27以与主元件24间隔开的关系布置在主元件24的一侧，并且牵引绳25和保持绳27都与主元件24或布置在主元件上的固定元件(未示出)连接。因此，通过牵引绳25和/或保持绳27保证在钳臂3的主元件24上建立适当的牵引和保持力。为此，拖动杆或牵引绳25、和/或保持杆或保持绳27优选以相对于主元件24成10°和30°之间的角度布置，这意味着它们以相对于主元件24表面的角度延伸至少越过局部区域。事实上，牵引绳25和/或保持绳27可越过局部区域被引导与主元件24的表面平行，然而在连接区内成角度延伸，例如如图11所示。

钳臂3的这种构造使主元件24具有非常小的横截面，因为点焊钳1的压力通过牵引绳25和/或保持绳27吸收。同样点焊钳1的重量将由此被大大减小。

图11描绘了另一包括该含有绳或杆的钳臂系统的典型实施例。这里，钳臂3的主元件24伸出点焊钳1的基体2，由此该钳臂活动地安装在基体2内，并且两个基体2被安装成可以相对于彼此活动。钳臂3在与固定有焊条夹4的一侧相反的另一侧也伸出基体2，并可活动地安装在基体2内形成杠杆。伸出基体2的钳臂部与操作元件13连接。操作元件13可由汽缸14组成。通过移动汽缸14，钳臂被移动使得两个焊条5分别互相挤压以及互相远离。

在图11所示的典型实施例中，几个挡板26以间隔的方式布置在钳臂3上，具体为布置在主元件24上，以引导牵引绳25和保持杆，或保持绳27。牵引绳25利用接收元件28固定到基体2和钳臂3上，而保持绳27与焊条夹4伸出钳臂3的端部区域至基体2的相反一侧，在此与钳臂3连接。这对于牵引绳25也是可行的。

该点焊钳1的重点在于，在点焊钳1强行合在一起的过程中作用的力应通过牵引绳25和保持绳27吸收，以使主元件24的尺寸大大变小。因此，以简单的方式实现了重量的大大减小。

为将条带6用于保护焊条，挡板26包括适当的开口，同时用作导向槽8或沟槽。卷开辊10和卷起辊11可整合在基体2内(参见图1)。