[发明专利]电极头夹具、焊接方法及电极头调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于固定在电焊过程中使用的电极头的电极头夹具、利用电极头的焊接方法和用于调整、更换电极头的电极头调整装置。

背景技术

车辆生产厂家，例如，使用具有电极头夹具的工业机器人使大多数的焊接操作自动化，以便在外部车辆板和车辆框架上有效地实施点焊操作。

安装在电极头夹具上的电极头，在用于焊接工件时，由于放电等不可避免地被损耗。通常的做法是在适当的时间间隔打磨每个电极头并当其严重磨损时使用新的电极头进行替换。当机器人停止时，严重磨损的电极头可以手动替换。由于操作者到操作者所需更换的时间不同，手动更换效率低，因此期望能够在短时间内自动更换磨损的电极头。同时也期望更换磨损电极头的频率能够较少，因为在更换电极头的过程中焊接操作被打断。

为了自动更换电极头，已经提议引入电极头移动板与电极头的末端相接合，用夹具装置将电极头安稳地夹紧在适当位置，并控制机器人将电极头从握杆中抽出(例如，参见日本专利JP3347436)。根据所提议的方法，新的电极头随后固定在电极头所处的位置上。

在焊接过程中，电极头被加热到相当高的温度，并因此需要适当的冷却介质来冷却以避免它们被损坏和用来提高焊接效率。例如，在日本专利公布No.2001-9575中公开的点焊电极，从握杆向固定在握杆末端的电极头提供冷却剂。日本专利公布No.8-11305公开的电阻焊电极具有与电极头接触固定的电极夹具用于给电极头通电。所公开的电极夹具被提供冷却剂用于间接冷却电极头。

日本专利No.3347436公开的为电极头更换装置提供的电极头，在摩擦力的作用下与握杆相固定，所述摩擦力由锥形的紧密接合产生。因此，电极头更换装置不能更换除具有所公开形状以外的其他形状的电极头。由于电极头通过紧密的摩擦配合固定在适当位置，电极头需要被相当强力地推进到所述位置。电极头和电极握杆的工作寿命由于所施加的大载荷而缩短。提供的用于将电极头推进的力不得不被细致地调整。如果电极头在过强的压力下被推进，则电极头将无法从握杆中拉出。如果电极头在过弱的压力下被推进，则电极头在焊接过程中会意外的从握杆中脱落。

作为易耗对象，电极头价格应合乎需求而低廉。如果电极头如日本专利No.3347436所公开的被提供冷却剂，则因为不泄漏液体密封需要通过锥形表面的对接配合而提供，从而需要精密加工锥形面，因此导致成本提高。事实上，锥形面的实际配合由于单独的锥形面缺少精度，因而必须提供适当的不透液体的结构。在电极头被更换时，握杆暴露，导致其锥形面容易受到破坏。如果握杆被破坏，也不得不更换握杆。

日本专利公布No.2001-9575中公开的电极头是固定在握杆末端的小尺寸电极头。由于电极头需具有握杆连接器和冷却剂通道孔，因而其作为电极而有效使用的部分限制为在其末端的小面积。因此，由于它的电极头磨损较快，需要频繁地更换电极头。此外，由于握杆连接器不能用作电极因此浪费了许多电极头材料。

日本专利公布No.8-11305公开的电极头包括多种不作为电极的部分，其中包括用于连接电极夹具的热管、环、刚性球和弹性体。因此，当电极头报废时，浪费很多材料。此外，由于电极头在摩擦力的作用下固定，当工件在强相互作用下被夹紧时，电极头容易被拉出或翘起。

发明内容

本发明的目的是提供一种电极头夹具和一种焊接方法，其在延长的时间间隔或在较短的时间内更换电极头，以提高整个焊接过程的效率。

本发明的另一个目的是提供一种电极头调节装置，其在延长的时间间隔或在较短的时间内更换电极头，以提高整个焊接过程的效率。

根据本发明，提供一种电极头夹具，包括卡盘，所述卡盘具有由锥形内圆周表面限定的内孔，所述锥形内圆周表面的直径向其远端逐渐增大，所述卡盘具有螺纹部分、与卡盘的螺纹部分螺纹配合的锁紧螺母和用于夹紧其中的杆状电极头的套筒，套筒固定在所述内孔中且具有限定在其中的狭缝，其中当锁紧螺母与卡盘的螺纹部分螺纹配合时，套筒被轴向推进使狭缝弹性变形，从而套筒径向收缩以固定其中的杆状电极头，套筒具有锥形外圆周表面用于与锥形内圆周表面相对接接合，锥形外表面具有限定在其中的凹槽，卡盘冷却剂供应口用于将冷却剂输送进凹槽，冷却剂供应口在锥形内圆周表面中面对凹槽的位置开口，和用于从凹槽中收回冷却剂的冷却剂回收口，冷却剂回收口在锥形内圆周表面中面对凹槽的位置开口。