本发明涉及一种用于提高点焊电极寿命的装置 ， 尤其涉及一种点焊电极保护装置。 背景技术

目前， 在现代航空、 汽车和家电等行业中， 防锈能力较好、 使用寿命高的镀锌钢 板和铝合金板的应用日益增多。 由于大量采用薄板结构， 焊接时一般采用点焊工艺来 获得良好的焊接质量。

在点焊过程中， 点焊电极的主要功能是传输电流、 加压和散热， 点焊时的焊接电 流可高达数千至数万安， 电极压力可达几百兆帕， 电极头部直径将随电极使用时间的 增加而增加， 从而会导致点焊时电流密度下降而使形成的焊 点直径减小、 强度下降， 如在大量使用电阻点焊的汽车行业， 一般情况下汽车车身需焊接 5000-6000 点， 但现 有的点焊电极一次只能焊 500点左右， 频繁的整修和更换电极降低了生产效率， 提高 了生产成本， 因此， 电极寿命成为衡量其点焊质量和焊接性的重要 指标。 所以迫切需 要进行关于延长电极寿命方面的研究。

人们主要从以下三方面提高点焊电极的寿命。 一是研究新型的点焊电极材料； 二 是选择焊接性好的焊接材料； 三是改进点焊工艺和设备。 目前对电极的研究都是从电 极本身着手， 都是提高电极材料本身的寿命， 并未从根本上解决电极损耗的问题。

公开号为 CN101081456,其公开日为 2007年 12月 5日的中国发明专利中公开了一 种电阻点焊电极延寿装置，如图 1-1、图 1-2和图 1-3所示，该装置包括上移动支架 6， 上支架 5， 上移动支架 6与上支架 5之间为活动连接； 下支架 16和下移动支架 12， 它 们之间也为活动连接； 上主轴 3和下主轴 18， 分别装在上、 下主轴 3、 18与上、 下支 架 5、 16之间的弹簧； 弧形上飞轮 9和下飞轮 19; 上棘轮机构 1和下棘轮机构 13; 分 别位于上、 下飞轮 9、 19上的铜片； 上连杆机构和下连杆机构； 上挂钩机构和下挂钩 机构。 上述电阻点焊电极延寿装置存在结构复杂、 体积大， 细部设计不尽合理， 例如: 步进计数装置不精确， 由此造成无法将其安装到相应的设备中。

另外， 现有技术中， 不能解决持续为本装置供料的问题。 现有技术中的送料通常 需要工人在点焊工艺进行中更换金属片， 往往导致工作时间不必要的增加， 从而提高 了成本。 还有， 由于工人的个体差异及操作水平不同， 可导致装夹不合理的问题从而 造成装置功能不能顺利实现。 发明内容

针对上述现有技术， 本发明提供一种具有自动送料机构的点焊电极 保护装置， 可 以减少电极合金化、 磨损， 坑蚀和热疲劳等， 提高电极寿命， 从而实现保护电极的目 的。

为了解决上述技术问题， 本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装置 予以实现 的技术方案是： 该具有自动送料机构的点焊电极保护装置由两 组结构相同且分别固定 上、 下电极的保护单元构成， 所述保护单元包括支架体， 所述支架体的一端设置有一 与电极固定连接的且可上下移动的移动支架； 所述支架体的下部为 "门"字框架， 所 述 "门"字框架内设置有可上下移动的内支架， 所述 "门"字框架的底部设置底座， 所述底座的底面涂覆有绝缘涂层； 所述内支架内设有一横轴， 所述横轴上固连有一对 齿轮， 有可更换的金属片， 其两侧均为与所述一对齿轮配合的齿条； 所述一对齿轮上 设有棘轮棘爪机构， 所述棘轮棘爪机构中的棘爪通过拉簧与所述支 架体连接， 拉簧的 拉力使棘爪时刻压在棘轮的轮齿上； 所述棘轮棘爪机构带动两个齿轮转动， 所述两个 齿轮带动金属片移动； 在所述金属板移动方向上的前后两段分别设有 向上和向下弯折 的弯折板， 前后两端弯折板的角度吻合； 所述主轴上固定有一送料盒， 所述送料盒侧 壁的底部设有送料口， 所述送料口的宽窄与金属片的宽窄对应， 所述送料口的高度与 所述金属片的工作高度一致， 当上述一对齿轮带动金属片移动时， 由于金属片前后两 端弯折板的作用， 前面一片金属片带动后面一片金属片移动， 使金属片从送料盒中依 次被拉出。

本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装置 ， 其中， 所述支架体的上方为叉架 结构， 所述移动支架上设有通孔， 使其插装到所述支架体上， 所述移动支架的上下移 动是通过设置在支架体上部中间的主轴及套装 在所述主轴上的压力弹簧和设置在所述 主轴上的限位结构来实现的； 所述移动支架上设有用来固定电极的装夹结构 。

本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装置 ， 其中， 所述棘轮棘爪机构包括具 有三级调整功能的棘轮组， 所述棘轮组包括三个棘轮及分别与三个棘轮对 应的三个棘 爪， 将该棘轮组中的二级棘轮设为是可调换的二级 棘轮， 从而形成不同的组配， 则可 实现在点焊过程中电极在金属片同一位置处打 点数的任意可调。 具有三级调整功能的 棘轮组采用三级棘轮， 一级棘轮齿数为 10， 其中包括一个齿形较深的轮齿； 二级棘轮 的齿数为 8或 10， 其中包括两个对称分布的齿形较深的轮齿； 三级棘轮的齿数为 10; 当一级棘爪伸入到一级棘轮上齿形较深的轮齿 ， 与此同时， 二级棘爪才与二级棘轮接 触， 拨动二级棘轮转动； 当二级棘爪伸入到二级棘轮上齿形较深的轮齿 时， 三级棘爪 才与三级棘轮接触拨动三级棘轮转动， 由于三级棘轮与所述一对齿轮之间为固连， 三 级棘轮带动一对齿轮同步转动， 进而带动金属片移动一个步长。 所述金属片为紫铜片， 所述紫铜片厚度为 0. 5-1. 2毫米。

与现有技术相比， 本发明的有益效果是：

由于本发明具有自动送料机构的点焊电极保护 装置中， 在电极与工件之间加入一 片金属片， 以金属片的消耗来代替电极的损耗。 经实验表明， 电极头除了对铜片有少 许物理摩擦时产生的划痕和实验最后阶段铜片 被焊穿时电极粘上了少许的铝以外， 电 极几乎没有损坏的情况， 尤以采用紫铜的焊接质量比较好， 且不与电极反应， 因此， 能使电极几乎完全不受损耗， 电极零损耗， 从而解决了保护电极的技术问题。 本发明 装置的结构简单， 体积小， 易实施。 另外， 针对现有技术中存在的送料问题， 提供了 自动送料装置， 可使点焊工艺持续进行而无需人工换料， 从而降低了操作难度， 减少 了工艺时间， 使工作成本进一步降低。 附图说明

图 1-1是现有技术中一种电极延寿装置与上电极相 连部分的装配示意图； 图 1-2是从图 1-1后部看到的装置与上电极相连部分的装配示 意图；

图 1-3是图 1-1中所示装置与下电极相连部分的装配示意图 ；

图 2-1 是本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装 置中一保护单元的主视剖视 图；

图 2-2是图 1-1所示保护单元的俯视图；

图 2-3是图 1-1所示保护单元的左视图；

图 2-4是图 1-1所示保护单元上移动支架位于低点时的右视 图；

图 2-5是图 1-1所示保护单元、 上电极、 金属片及送料盒相连的装配示意图； 图 3-1是本发明中棘轮组中一级棘轮的轮廓示意图 ；

图 3-2是本发明中棘轮组中一种二级棘轮的廓示意 图；

图 3-3是本发明中棘轮组中另一种二级棘轮的轮廓 示意图；

图 3-4是本发明中棘轮组中三级棘轮的轮廓示意图 。 图中主要附图标记的说明:

101—移动支架 102- -压力弹簧 103——支架体

104——棘爪 105- -框架 106——防倒棘爪

107——一对齿轮 108- -弹簧片 109——主轴

191——限位结构 110- -夹圈 111——拉簧

112——紧固螺栓 114- -底座 141——一级棘轮

142——二级棘轮 143- -三级棘轮 120——金属片

130——上、 下电极 140- -送料盒 具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一 步详细地描述。

本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装置 ， 由两组结构相同且分别固定上、 下电极的保护单元构成。 下面以其中一个保护单元为例进行详细说明。

如图 2-3和图 2-4所示，所述保护单元包括支架体 103，所述支架体 103的上方为 叉架结构， 所述支架体 103的一端设置有一与电极 130固定连接的且可上下移动的移 动支架 101 ; 所述支架体 103的下部为 "门"字框架 105， 所述 "门"字框架 105内设 置有可上下移动的内支架 113， 所述 "门"字框架 105的底部设置底座 114， 所述底座 114的底面涂覆有绝缘涂层； 所述内支架 113内设有一横轴 116， 如图 2-1所示， 所述 移动支架 101上设有通孔， 使其插装到所述支架体 103上， 所述移动支架 101的上下 移动是通过设置在支架体 103上部中间的主轴 109及套装在所述主轴 109上的压力弹 簧 102和设置在所述主轴 109上的限位结构 191来实现的， 限位结构限定了移动支架 101上极限位置， 如图 2-1和图 2-2所示， 所述移动支架 101上设有用来固定电极 103 的装夹结构， 该装夹结构包括移动支架 101上的带有开口的夹圈 110和用来紧固该夹 圈的紧固螺栓部件 112。

如图 2-4所示， 在所述支架体 103下部的所述 "门"字框架 103内设置有一横轴

113， 所述横轴 113上固连有一对齿轮 107， 并在一对齿轮 107之间设有可更换的金属 片 120， 所述金属片 120为紫铜片， 所述紫铜片厚度为 0. 5-1. 2毫米。 沿该金属片 120 长度的两侧上为带有与上述齿轮齿形一致的齿 条， 在金属片 120移动方向上的两端部 分别设有向上及向下 45度角的弯折， 即在金属板 120移动方向上的前端设有向上的弯 折板， 在金属板 120移动方向上的后端设有向下的弯折板； 金属片 120存放于送料盒 140中，所述送料盒为金属盒，固定于主轴 109上，送料盒 140侧壁的底部设有送料口， 送料口的宽窄与金属片的宽窄对应， 由于， 每片金属片 120 的前后端分别设有向上和 向下， 且角度吻合的弯折板， 因此， 在具有自动送料机构的点焊电极保护装置工作 过 程中， 当送出一金属片 120 时， 前面一片的弯折板恰好勾住后面一片的弯折板 ， 当上 述一对齿轮 107带动金属片 120移动时， 可以使得金属片 120从送料盒中依次被拉出， 为了防止齿轮倒转设置有防倒棘爪 106和弹片 108， 如图 2-1所示； 为了控制金属片 120的移动特征，在其中一齿轮的外侧设有棘轮 棘爪机构，所述棘轮棘爪机构中的棘爪 104通过拉簧 111与所述支架体 103连接， 拉簧 111 的拉力使棘爪时刻压在棘轮 141 的轮齿上； 所述棘轮棘爪机构带动所述一对齿轮 107转动， 所述一对齿轮再带动金属 片 120移动。 所述棘轮棘爪机构包括具有三级调整功能的棘 轮组， 所述棘轮组包括三 个棘轮 141、 142、 143及分别与三个棘轮对应的三个棘爪， 将该棘轮组设为具有可调 换的二级棘轮， 从而形成不同的组配， 则可实现在点焊过程中电极在金属片同一位置 处打点数的任意可调。

具有三级调整功能的棘轮组采用三级棘轮， 如图 3-1、 图 3-2、 图 3-3和图 3-4所 示， 一级棘轮 141齿数为 10， 包括一个齿形较深的轮齿； 二级棘轮 142的齿数为 8 (图 3-2 ) 或 10 (图 3-3)， 其中包括两个对称分布的齿形较深的轮齿； 三级棘轮 143的齿 数为 10; 当一级棘爪伸入到一级棘轮 141上齿形较深的轮齿， 与此同时， 二级棘爪才 与二级棘轮 142接触， 拨动二级棘轮 142转动； 当二级棘爪伸入到二级棘轮 142上齿 形较深的轮齿时， 三级棘爪才与三级棘轮 143接触拨动三级棘轮 143转动， 由于三级 棘轮 143与所述一对齿轮 107之间为固连， 三级棘轮 143带动一对齿轮 107同步转动， 进而带动金属片 120移动一个步长。 当金属片 120移动时， 由于金属片前后两端弯折 板的作用， 会带动下一个金属片的移动。

本发明具有自动送料机构的点焊电极保护装置 中保护单元的运动过程是： 将两个保护单元呈上下对称布置， 并将上、 下电极分别固定与各自的夹圈 110 中 夹紧， 并保证上、 下电极的中心轴线重合及两个保护单元中的主 轴中心线重合， 分别 在两保护单元中插入金属片。

首先结合图 2-4和图 2-5， 并以上电极运动为例进行描述： 当上电极 130向下运动 时， 带动移动支架 101向下运动， 这时主轴 109上的的压力弹簧 102处于压缩状态， 并推动内支架 113向下运动。 内支架 113带动其上的棘轮组向下运动， 迫使一级棘爪 从原始随机插入的轮齿中移出。 当主轴 109 的向下运动停止时 （即当内支架底部与底 座 114接触时）， 此时， 一级棘爪正好移动到一级棘轮的下一个齿轮的 缝隙里， 而当电 极打完点后回收时， 上主轴 109由压力弹簧 102的弹力向上运动， 上棘轮机构也向上 运动， 一级棘爪正好卡在一级棘轮 141 的下一个轮齿缝隙里， 所以一级棘爪将推动一 级棘轮 141 沿圆周方向转动一个轮齿所对应的角度， 此时， 无论是内支架还是棘轮组 均回到原始高度。

同理， 下电极部分在运动时和上电极部分相似， 只是这时下电极是不动的， 下主 轴做先向下而后向上的运动， 其向下的力是由上电极向下运动时带来的， 当上电极与 上部保护单元中的金属片接触， 使上保护单元的底座接触到工件后并继续推动 工件向 下运动； 下保护单元的支架体受力后会带动下主轴向下 运动， 进而带动下保护单元中 的棘轮棘爪机构运动， 而向上运动时和上保护单元中的移动支架的运 动相同。 运动过 程中棘轮棘爪机构的运动和上保护单元中的相 同， 不再赘述。

在上面的棘轮棘爪机构中已明确了可以打若干 种不同的点数， 这里以 50点为例， 如图 3-1、 图 3-3、 图 3-4所示， 棘轮组由三级棘轮构成，

一级棘轮和二级棘轮上均有较深的轮齿， 只有当一级棘爪中较长的爪遇到深齿时， 二级棘爪中较短的齿才能伸进二级棘轮的轮齿 中， 并带动二级棘轮沿圆周运动， 而当 二级棘爪中较短的爪伸进二级棘轮较深的齿间 隙中时， 最短的三级棘爪才能伸进三级 棘轮的轮齿中， 并带动所述的一对齿轮 107转动， 也就是说棘轮组中不同的一级棘轮 与二级棘轮及三级棘轮配合会变化出不同的打 点数。

当图 3-1和图 3-3所示的一级棘轮、 二级棘轮与图 3-4所示的三级棘轮组合时， 当一级棘轮每转动一周时， 带动二级棘轮转动一个齿， 而当二级棘轮每转动 5次才能 带动三级棘轮转动一个齿， 因此， 在电极打点时体现为电极每打 50点与一对齿轮 107 啮合的金属片才移动一个较小的距离； 由图 3-1、图 3-2和图 3-4所示的三个棘轮构成 的棘轮组， 当 0—级棘轮每转动一周时带动二级棘轮转动一� �齿， 而当二级棘轮每转 动 4次才能带动三级棘轮转动一个齿， 因此， 在电极打点时体现为电极每打 40点， 与 所述的一对齿轮啮合的金属片才移动一个较小 的距离。

尽管上面结合图对本发明进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员在本 发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨的情况下， 还可以作出很多变形， 这些均属于本 发明的保护之内。