專利名稱：帶有包括彎曲連接元件的補償單元的點焊鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有鉗補償件的點焊鉗，包括鉗基體、兩條鉗臂和補償單元， 該補償單元活動連接其中一條鉗臂與鉗基體并設(shè)計成將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線 性運動，其中所述補償單元包括驅(qū)動單元和連接元件，且所述連接元件偏心 地活動緊固到偏心盤上，而該偏心盤緊固到所述驅(qū)動單元。
背景技術(shù)：
這種類型的點焊鉗例如從WO02/078892A1中已知，其中經(jīng)由驅(qū)動單元所述驅(qū)動單元經(jīng)由偏心推桿與連接元件連接。從DE10344056A1中也可以獲知帶有補償單元的點焊鉗，其中補償驅(qū)動 件經(jīng)由偏心驅(qū)動件與焊鉗的鉸接杠桿連接。通過以簡單機械裝置取代補償驅(qū) 動件，該點焊鉗還設(shè)計成可以省略單獨的補償驅(qū)動件?，F(xiàn)有技術(shù)中已知存在通過螺紋將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動的補償單元。 從DE20214970U1中，例如已知存在包括補償設(shè)備的機器人焊鉗，其中用電 動馬達驅(qū)動心軸，且由此而來的線性運動用于焊鉗鉗臂的平衡運動。由于在 這種情況下心軸自鎖，所以補償單元設(shè)計成包括類似彈簧的彈性元件，從而 能中止該補償運動。但是，不利的是，補償單元的這種設(shè)計要求額外的彈性元件來中止補償 運動。這樣帶來結(jié)構(gòu)費用和維護費用升高。而且，這種心軸驅(qū)動件引起許多 熱量問題，這些問題是由心軸驅(qū)動件導(dǎo)致的高度摩擦損耗引起的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供帶有鉗補償件的點焊鉗，其中所述補償單元以簡 單的方式將電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為鉗臂的線性運動，即補償運動。這樣 將避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，或者至少緩解這些缺陷。本發(fā)明的目的這樣實現(xiàn)連接元件設(shè)計成在端部區(qū)域彎曲。補償單元連優(yōu)勢在于，通過曲柄構(gòu)造實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動向線性運動轉(zhuǎn)換。另一優(yōu)勢在于，以 簡單且不復(fù)雜的方式實現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)，因此容易維護。以具有優(yōu)勢的方式，如權(quán)利要求2至6所限定的本發(fā)明補償單元的配置 防止補償單元自鎖動作，使得不再需要帶有彈性作用的額外元件。以有利的方式將驅(qū)動單元布置在鉗基體或其中一條鉗臂上的方案提供 了驅(qū)動單元或補償單元分別靈活布置的可能性。以具有優(yōu)勢的方式，設(shè)置在連接元件上的測量元件保證實現(xiàn)了精確的、 與力有關(guān)的控制用于精確限定的補償力。


借助附圖，將更為詳細地解釋本發(fā)明。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明包括補償單元的點焊鉗處于起始位置時的簡化示意圖；圖2是圖1所示點焊鉗定位在工件處；圖3示出了圖1所示的點焊鉗的鉗臂接觸工件；圖4示出了圖1所示的點焊鉗處于執(zhí)行電阻焊接過程中；圖5示意性地圖示了本發(fā)明補償單元的結(jié)構(gòu)；圖6描繪了圖5所示補償單元位于補償運動中的一個位置；和圖7描繪了圖5所示補償單元位于補償運動中的另一個位置。
具體實施方式
圖1描繪了用于工件2電阻焊接的點焊鉗1，其中點焊鉗l優(yōu)選由機器 人操縱。經(jīng)由機器人法蘭盤3來實現(xiàn)該點焊鉗的固定，所述機器人法蘭盤連 接到鉗基體4端部。鉗基體4另 一端配置成讓銷軸5形成整個點焊鉗1的旋 轉(zhuǎn)軸，鉗臂6和另 一條鉗臂7分別經(jīng)由樞轉(zhuǎn)臂8和9圍繞該軸旋轉(zhuǎn)安裝在銷 軸5上。鉗臂6、 7經(jīng)由主驅(qū)動件10彼此連接在銷軸5和機器人法蘭盤3之 間。因此，形成所謂X點焊鉗1。在鉗臂6、 7前部區(qū)域，特別是在它們前 端，電極保持件ll、 12各自布置成分別保持電極13、 14。在焊接過程中，待焊接工件2定位在電極13與電極14之間，所述工件 例如由部件15和部件16構(gòu)成。為實施焊接程序，點焊鉗l必須首先由機器 人定位。為此，點焊鉗1位于如圖1的張開狀態(tài)，即在起始位置或原始位置。 在圖2至4中，圖示了點焊鉗1直到實現(xiàn)電阻焊操作為止的各個操作步驟。在機器人能將點焊鉗1定位在預(yù)固定部件15、 16處的焊接位置之前， 鉗臂6、 7必須充分張開。這通過主驅(qū)動件10來進行，該主驅(qū)動件以基本上 徑向相對的方式移動鉗臂6、 7。在張開鉗臂6、 7的同時考慮部件15、 16 形狀、部件15、 16的公差以及機器人的定位精度。在張開過程中，同樣要考慮機器人需要起始點或參考點以便于鉗臂6、 7 以非接觸方式進入工件2的焊接位置。參考點例如限定在電極14與部件16 接觸的平面上。為了讓電極14的接觸平面實際上包括參考點，則其上安裝 電極14的鉗臂7經(jīng)由補償單元17與鉗基體4連接。通過適當(dāng)激活補償單元 17,這通過點焊鉗1的控制器來進行，鉗臂7或電極14的接觸表面被保持 在參考點上。從而保證點焊鉗1在任何可能的焊接位置將保持在相同的地方。因此，特別是在機器人定位程序過程中，補償單元17導(dǎo)致點焊鉗1或 鉗臂6、 7恒定地保持在相同位置。因此，機器人容易地，特別是非接觸地 將點焊鉗1和鉗臂6、 7定位在部件15、 16希望焊接的位置。在定位程序中，參考點或電極14的接觸表面定位在部件15、 16焊接位 置以下限定的距離處，例如2cm處，如從圖2所顯見。在焊接的地方，電極 13、 14以這種方式定位，從而基本上正交于待焊接部件15、 16延伸。定位 完成后，機器人向鉗控制器發(fā)送信息，接著允許進行電阻焊接。為在部件15、 16的焊接地點處實施電阻焊接操作，鉗臂6、 7彼此相向移動。于是，對于 控制補償單元17存在各種選擇。根據(jù)圖3,電阻焊接例如這樣實施補償單元17將鉗臂7和電極14向 部件16移動，直到電極14以預(yù)定力接觸部件16為止，所述力經(jīng)由力傳感 器確定或通過估算補償單元17的馬達電流來確定。通過適當(dāng)控制補償單元 17,鉗臂7保持在該位置，直到焊接程序結(jié)束。此后，主驅(qū)動件10向部件 15移動鉗臂6和電極13,直到在電極13、 14之間的部件15、 16上施加必 要的預(yù)定壓力為止，如從圖4所顯見。接著，從焊接裝置供應(yīng)的限定電流經(jīng) 由電極13、 14傳導(dǎo)，用來實施部件15、 16的電阻焊接。同樣可以讓電阻焊接操作以這樣的方式進行由主驅(qū)動件10將鉗臂6 移向部件15,直至基本上相應(yīng)于電極14和部件16之間的距離，即例如2cm。 接著，優(yōu)選在點焊鉗1預(yù)定閉合角度使補償單元17不起作用或者例如切換 成無電流。因而鉗臂6、 7居中于工件2上，使主驅(qū)動件IO施加必要的預(yù)定 壓力來實施電阻焊接。借助這種移動，通過補償單元17的間隙，可以實現(xiàn) 被補償單元17嚙合的鉗臂6或7自由移動，從而保證電極13、 14自動靠接 在部件15、 16上。在執(zhí)行電阻焊接的進一步變型方案中，以這樣的方式控制補償單元17， 以使例如補償單元由預(yù)定電流提供動力。該電流水平經(jīng)過選擇，以使點焊鉗 l保持在其位置上，同時可以在受限范圍內(nèi)移動。這樣能讓補償運動中止， 從而防止工件2或者部件15、 16的任何變形。如上所述，鉗臂6、 7仍然居 中于工件2上，主驅(qū)動件IO施加必要的預(yù)定壓力來執(zhí)行電阻焊接。完成電阻焊接操作之后，點焊鉗1或鉗臂6、 7返回到其起始位置，如 圖2所示。還可以將點焊鉗1返回到其原始位置，如圖1所示。而且，在返 回到如圖1或2所示的位置之后，點焊鉗1可以移動到部件15、 16的下一 個焊接位置。根據(jù)本發(fā)明，用來執(zhí)行所述電阻焊接的變型方案中的補償單元17設(shè)計 成使得補償單元17包括驅(qū)動單元18和偏心布置在驅(qū)動單元18上的連接元 件19。連接元件19因此致使驅(qū)動單元18的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為鉗臂6、 7的線 性運動。通過適當(dāng)控制驅(qū)動單元18，使補償單元17的補償運動實現(xiàn)必要的 中止。因此提供了結(jié)構(gòu)簡單的補償單元17，使得維護費用最少。根據(jù)本發(fā)明的補償單元17的配置顯見于圖5。圖6和7描繪了用于補償 運動的補償單元17處于不同位置。補償單元17的驅(qū)動單元18基本上包括電動馬達20和齒輪21，優(yōu)選為 行星齒輪。驅(qū)動單元18特別是電動馬達20經(jīng)由軸22進行旋轉(zhuǎn)運動，該旋 轉(zhuǎn)運動經(jīng)由連接元件19轉(zhuǎn)換為線性運動。為此，偏心盤23緊固安裝到軸22 上，偏心盤23經(jīng)由設(shè)置于其中部的凹部24借助例如由螺絲和盤形成的緊固 裝置25以旋轉(zhuǎn)固緊的方式緊固到軸22上。偏心盤23因此相應(yīng)于軸22旋轉(zhuǎn)。 而且，杠桿26布置在偏心盤23上，該杠桿包括用來緊固連接元件19的孔 27?？?7偏心布置在偏心盤23上，致使偏心盤23的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)由緊固到孔27中的連接元件19轉(zhuǎn)換為線性運動，即補償運動。如圖6和7中顯見，偏心盤23在旋轉(zhuǎn)范圍28，例如90°的旋轉(zhuǎn)范圍的 旋轉(zhuǎn)以及杠桿26將基本上進行這種補償運動。在優(yōu)選方式中，旋轉(zhuǎn)范圍28 位于杠桿26的270°位置和杠桿26的360°度位置之間，所述270°位置即 垂直位于凹部24以下的下端位置29，而所述360°度位置即凹部24水平方 向的上端位置30。為了能讓連接元件19將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動，連接 元件相應(yīng)進行塑形。因此，連接元件19包括兩個形狀。緊固到杠桿26的端 部區(qū)域彎曲成基本上相應(yīng)于偏心盤23，其上設(shè)置孔31。所述孔31經(jīng)由銷32 將連接元件19旋轉(zhuǎn)緊固到杠桿26的孔27中。為此，連接元件19彎曲的端 部區(qū)域包括凹部，該凹部相應(yīng)于杠桿26配置。因此，連接元件19彎曲的端 部區(qū)域包圍桿26。在連接元件19上與該彎曲的端部區(qū)域相對的端部區(qū)域設(shè) 計成腹板33。腹板33例如用來活動連接到鉗基體4。在優(yōu)選方式中，借助 有眼螺栓或例如通過螺紋可拆卸地連接到腹板33的連桿來實現(xiàn)腹板33的活 動連接。利用所述螺紋，還易于進行距離調(diào)節(jié)。為了將有眼螺栓34緊固到 腹板33，后者包括內(nèi)螺紋，其中另外采用螺母35用作所謂埋頭螺母固定。 補償單元17的這種配置允許將驅(qū)動單元18以及緊固到軸22的偏心盤23的 旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)由旋轉(zhuǎn)安裝并緊固到杠桿26的連接元件19而轉(zhuǎn)換為線性運動。 為此，驅(qū)動單元18例如安裝到鉗臂7,并且與連接元件19的腹板33相連接 的有眼螺栓34緊固到鉗基體4。同樣，驅(qū)動單元18可以緊固到鉗臂6，或 者有眼螺栓34可以緊固到其中一條鉗臂6、 7，而驅(qū)動單元18以相應(yīng)方式緊 固到鉗基體4。這樣將保證所需補償運動與補償單元17的布置無關(guān)。通過提升或降低驅(qū)動單元18來進行鉗臂7的補償運動，該驅(qū)動單元安 裝在鉗臂7的縱向軸線上。因此，有眼螺栓34構(gòu)成用于補償單元17的靜止 但是可旋轉(zhuǎn)的樞軸。為使電動馬達20以盡可能低的力輸出通過補償單元17來提升和降低鉗 臂6、 7,需要對補償單元17進行調(diào)節(jié)。基本上在旋轉(zhuǎn)范圍28內(nèi)提供電動馬 達20的最小力輸出。因此，具有優(yōu)勢的是電動馬達20和杠桿26用于補償 運動的旋轉(zhuǎn)運動，即從參考點直到接觸部件16的運動，發(fā)生于旋轉(zhuǎn)范圍28 內(nèi)。機器人需要參考點來定位點焊鉗1，所述參考點已知例如構(gòu)成電極14的接觸平面。從參考點獲得鉗臂7的位置，驅(qū)動單元18經(jīng)由角撐架36緊固 到該位置，該角撐架包括幾個部件。由此獲得連接元件19的長度，該長度 分別經(jīng)由有眼螺栓34和設(shè)置于腹板33中的內(nèi)螺紋調(diào)節(jié)。在連接元件19彎 曲的端部區(qū)域可以緊固到杠桿26上，位于杠桿26上端位置30區(qū)域中的時 候，已經(jīng)調(diào)節(jié)好正確的長度。為了將孔31緊固到孔27，偏心盤23相應(yīng)固定 到軸22，或通過適當(dāng)控制電動馬達20來定位。對于參考點來說，杠桿26 的位置例如靠近上端位置30，正如圖6所顯見。對于參考點來說，同樣可以 讓杠桿26的位置位于旋轉(zhuǎn)范圍28的中部區(qū)域。補償運動完成之后，即電極14的接觸表面接觸部件16時，因此實現(xiàn)了 杠桿26的位置處于旋轉(zhuǎn)范圍28的中部區(qū)域，如圖7所示。對于參考點來說， 作為杠桿26的位置的函數(shù)，補償運動之后，還可能導(dǎo)致杠桿26的位置靠近 旋轉(zhuǎn)范圍28的下端位置29。調(diào)節(jié)補償單元17之后，即杠桿26在旋轉(zhuǎn)范圍28內(nèi)移動時，可以進行 電阻焊接。借助這種調(diào)節(jié)，也可以限定參考點并使之為機器人控制器所知。 機器人控制器依次與點焊鉗1和補償單元17的控制器(即鉗控制器)以及 焊接裝置的控制器相關(guān)聯(lián)。因此，該機器人可以將點焊鉗1定位在電阻焊接部件15、 16的焊接位 置。此后，開始控制驅(qū)動單元18和電動馬達20,使得其杠桿26在旋轉(zhuǎn)范圍 28內(nèi)向著下端位置29方向移動，如圖7所顯見，從而進行所述補償運動。 因此將鉗臂7和電極14移動到部件16,正如參照圖3所述，原因在于連接 元件19的腹板33經(jīng)由有眼螺栓34靜止緊固連接到鉗基體4而驅(qū)動單元18 安裝到鉗臂7。如圖3所示的補償運動還可以這樣進行在部件16處向鉗臂 7施加預(yù)定的力。為此，力測量傳感器或者應(yīng)變計例如設(shè)置在腹板33區(qū)域中。 然后， 一旦達到預(yù)定的力，它將向鉗控制器發(fā)射信號。還可以以這樣的方式 執(zhí)行這種補償運動連接元件19彎曲的端部區(qū)域靠接偏心盤23。這是通過 在補償運動過程中連接元件19向偏心盤23移動來實現(xiàn)的。為了讓連接元件 19靠接偏心盤23的情況以限定的方式發(fā)生，例如螺4丁設(shè)置在杠桿26上，或 者相應(yīng)設(shè)置在連接元件19上。轉(zhuǎn)動該螺釘將允許調(diào)節(jié)這種靠接，因此允許 調(diào)節(jié)電極14的位置。因此，可以由閉合鉗臂6、 7的主驅(qū)動件10以預(yù)定焊 接力實施電阻焊接。部件15、 16的電阻焊接操作完成之后，正如借助圖4所述，由主驅(qū)動件10打開鉗臂7。此后，通過適當(dāng)控制驅(qū)動單元18，將杠 桿26以及電極14的接觸表面再次定位并保持在參考點上。因此該機器人可 以將點焊鉗1定位在下一個焊接位置處，從而實施各個電阻焊接操作。補償單元17的這種配置及其在點焊鉗1上的定位或調(diào)節(jié)致使在旋轉(zhuǎn)范 圍28內(nèi)較短的距離用于補償運動。因此，驅(qū)動單元18力輸出最小。通過使用齒輪21,另外可以使電動馬達20的力輸出最小。在這種情況 下，驅(qū)動單元18配置成使得電動馬達20的旋轉(zhuǎn)運動相應(yīng)地由齒輪21傳遞， 而偏心盤23將^皮齒4侖21相應(yīng)地i走轉(zhuǎn)。而且，減小用來執(zhí)行補償運動的電動馬達20的力輸出還保證了電動馬 達20上的熱載荷最小。因此，也延長了電動馬達20以及整個驅(qū)動單元18 的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明用于點焊鉗1的補償單元17可以與任何配置的點焊鉗1 一 起使用。因此，例如也用于C形點焊鉗1或C點焊鉗。為了讓補償單元17 能與不同點焊鉗實施例一起使用，可以相應(yīng)適配連接元件19的形狀。例如 連接元件19為腹板形，且偏心盤23的形狀相應(yīng)適配。
權(quán)利要求
1.一種帶有鉗補償件的點焊鉗(1)，包括鉗基體(4)、兩條鉗臂(6、7)和補償單元(17)，該補償單元活動連接其中一條鉗臂(6、7)和所述鉗基體(4)并設(shè)計成將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動，其中所述補償單元(17)包括驅(qū)動單元(1 8)和連接元件(19)，且所述連接元件(19)偏心地活動緊固到偏心盤(23)，而該偏心盤緊固到所述驅(qū)動單元(18)，其特征在于，所述連接元件(19)設(shè)計成在端部區(qū)域彎曲。
2. 如權(quán)利要求1所述點焊鉗(1),其特征在于，所述偏心盤(23)包 括凹部(24)，該凹部設(shè)置在該偏心盤中部，用來旋轉(zhuǎn)緊固地固定到所述驅(qū) 動單元(18)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述偏心盤(23) 的一部分設(shè)計成杠桿(26)，該杠桿包括用于固定所述連接元件(19)的孔(27 )。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的點焊鉗(1 ),其特征在于，所述連并包括用于靜止固定和活動固定的緊固元件。
5. 如權(quán)利要求4所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述緊固元件設(shè)計 成有眼螺栓(34)。
6. 如權(quán)利要求5所述點焊鉗(1),其特征在于，所述有眼螺栓(34) 可拆卸地緊固到所述連接元件(19)。
7. 如權(quán)利要求1至6任一項所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述驅(qū) 動單元(18)布置在所述鉗基體(4)上。
8. 如權(quán)利要求1至6任一項所述的點焊鉗(1 )，其特征在于，所述驅(qū) 動單元(18)布置在其中一條鉗臂(6、 7)上。
9. 如權(quán)利要求1至8任一項所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述驅(qū) 動單元(18)包括電動馬達(20)。
10. 如權(quán)利要求1至8任一項所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述驅(qū) 動單元(18)包括電動馬達(20)和齒輪(21 )。
11. 如權(quán)利要求1至8任一項所述的點焊鉗(1)，其特征在于，所述驅(qū)動單元(18)與控制單元連接。
12. 如權(quán)利要求11所述的點焊鉗(l)，其特征在于，所述控制單元集 成成在用于點焊鉗(1)的控制器中。
13. 如權(quán)利要求1至12任一項所述的點焊鉗(1)，其特征在于，測量 元件布置在所述連接元件(19)上，位于腹板(33)區(qū)域中并與所述控制單 元連才妄。
14. 如權(quán)利要求13所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述測量元件由 力測量傳感器構(gòu)成。
15. 如權(quán)利要求13所述的點焊鉗(1),其特征在于，所述測量元件由 應(yīng)變計構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有鉗補償件的點焊鉗(1)，包括鉗基體(4)、兩條鉗臂(6、7)和補償單元(17)，所述補償單元活動連接其中一條鉗臂(6、7)和所述鉗基體(4)，設(shè)計成將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動。所述補償單元(17)包括驅(qū)動單元(18)和連接元件(19)，且所述連接元件(19)具有偏心件，其活動固定到偏心盤(23)，該偏心盤固定到所述驅(qū)動單元(18)。根據(jù)本發(fā)明，這種帶有補償單元(17)的焊鉗(1)，為了簡單地將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動，可以通過將所述連接元件(19)設(shè)計成帶有彎曲的端部區(qū)域來實現(xiàn)。
文檔編號B23K11/31GK101247918SQ200680030692
公開日2008年8月20日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者沃爾夫·克羅奈格爾, 沃爾特·施蒂格爾鮑爾, 羅伯特·席費爾米勒 申請人:弗羅紐斯國際有限公司