修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器制造技术

本发明专利技术公开了一种修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，包括由左、右壳体组成的闭合壳体，电极切削修磨、切削位移控制和修磨角度调整等功能机构的主体部分均置于其内。电极切削修磨机构通过齿轮与齿圈等不同的组合形式，驱动组合刃具以公转+自转形式工作；切削位移控制机构利用正反螺纹轴，将步进电机的旋转动力转为切削位移的微距直线运动；修磨角度调整机构用以补偿焊钳机臂焊接挠曲变形等致电极工作表面的偏转。本发明专利技术多刃组合刃具及其公转+自转的修磨原理、不借助外力的定位移修磨方式、修磨角度调整等功能特性，在提高刃具使用寿命、减小电极非必要切削、提高焊点质量和减小点焊工艺成本等方面均可取得显著积极效果。得显著积极效果。得显著积极效果。

【技术实现步骤摘要】
修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器


[0001]本专利技术属于电极自动修磨
，涉及电阻点焊过程中点焊电极修磨的工艺装备，更具体地说，本专利技术是关于电阻点焊工艺过程中可对各类自动焊钳或固定式点焊机的电极工作端部进行自动修磨的专用工艺装备，尤其涉及一种修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器。

技术介绍

[0002]连续点焊工艺过程中，受高温和高压等苛刻工作负荷的循环作用，电极工作表面的直径与成分、与工件表面之间的接触面积、接触电阻和接触热阻等均随焊点序数递增而不断改变，一系列变化动态改变着焊点接头之间的总电阻值和沿板厚方向的电阻分配比例关系，接头各部位之间的电阻析出热也随其间的电阻分配比例关系改变不断重新进行热量再分配，并视热量再分配比例的关系不同，对焊点质量和点焊工艺成本等产生不同程度的影响。为了减小因电极表面状态变化过大对焊点质量和点焊工艺成本等产生过多不利影响，生产上均采取定期修磨电极工作端部的方式，以通过将电极工作端表面尺寸与形状均限定在一定波动范围内的防范措施，达到将焊点质量离散度约束在允许范围内的目的。
[0003]电极修磨器主要拟实现以下作用：
⑴
将已增大的电极工作表面直径恢复至其初始设定值，即将电极的馈电表面直径或馈电面积限定在两次电极修磨期内波动，为保证焊接熔核形成过程中馈电与导热截面面积的相对均衡创造必要条件；
⑵
去除电极工作表面在点焊过程中形成的各类非电极原始材料，包括合金层与附着物层等，并同时将两电极工作表面修整至与点焊时的工件表面平行，以提高电极工作表面与工件表面的有效接触面积，并减小电极工作表面与工件表面之间的接触电阻和对焊点质量与点焊工艺成本可能产生的负面影响。
[0004]电极修磨器分手动修磨器和自动修磨器两类；因产品类型不同，价格差异悬殊。手动修磨器需凭借操作人员的经验，保证修磨时处于空间位置的两电极工作表面，在工作状态下分别与两侧工件表面的平行关系，是具有相当操作难度的工作；同时，这类修磨方式难以把握对点焊过程中必然形成的附加变形实施补偿，故工艺保证效果不仅十分有限，甚至对焊点质量和点焊工艺成本可能构成负面影响。
[0005]已知技术的电极自动修磨器主要存在以下不足：
[0006]1.已知技术电极自动修磨器的修磨原理均相仿，并具有以下共同属性：
⑴
切削刃具均为两侧带有刃口的一体式刀片，由一片刀片上两侧呈镜像关系的刃口同步修磨两侧待修电极的工作端表面；刃具加工电极平面部分的刃口为圆弧，加工后的两电极工作表面实际为与该处刃口曲率半径相等的球面；电极修磨后，电极工作表面与工件表面之间的接触方式理论上为点接触，极大提高了电极工作表面点焊时的电流过载程度、烧蚀速度和恶化速度。
⑵
电极修磨时，电极压力始终垂直作用于刃具两侧刃口之上，排除了刃具刃口采用具有前倾角设计的可能性，刃具中互为镜像关系的两侧刃口对电极表面修磨的本质分别为正刃刮削和反刃刮削，而非切削；任何情况下，总有一侧刃具刃口处于反刃刮削状态，刃具两
侧刃口的磨损速度差异极大；从刃具刃口外缘到刃具回转中心，刃口刮削线速度存在着由V＝Vmax到V＝0的变化，即电极外径部位刃口的刮削线速度最大；距电极轴心一定半径范围内，因刮削线速度小于临界刮削速度，该区域内待刮削电极材料与电极表面之间的剥离是刃口旋转撕裂与旋转碾压叠加作用的综合结果，修磨过程对刃具刃口的损伤作用较强。
⑶
考虑机器人重复定位精度的影响，为了去除电极轴心部位的待刮削金属，刃口长度设计上必须穿越刃具的回转中心，超出回转中心部分的刃口在刮削过程中承受硬性挤压等恶劣工况，易造成该处刃口迅速变钝或崩刃。
⑷
点焊时，电极握杆在电极压力作用下，必然产生一定的挠曲变形，并使电极工作表面随挠曲变形产生一角度偏转，延长了电极工作表面与工件表面在不良接触状态下进行点焊作业的持续时间，对电极使用寿命和焊点质量等均形成负面影响；已知技术的电极自动修磨器均不具备相应的修磨角度补偿能力。
[0007]2.刃具刃口对电极修磨的刮削力由电极压力和刃具旋转扭矩共同建立，名义上是以刃口转速、电极修磨时的电极压力和修磨时间等三参数共同决定电极每次刮削修磨量，但实际上又与刃口变钝情况直接关联；刃具刮削工作原理决定了其刃口变钝速度较快，相同的工艺参数设置条件下，电极每次修磨时的吃刀量随刃口磨损程度加大而逐渐增大，非必要刮削的电极消耗量所占比例随刃口变钝程度加大而增大，非必要切削的平均占比可达电极修磨总消耗量的50％以上。
[0008]3.严格意义上讲，已知技术电极自动修磨器的修磨原理只适用于直线运动型固定点焊机上的电极修磨。

技术实现思路

[0009]本专利技术克服了现有技术的不足，提供可以实现对各类电阻点焊自动焊钳或固定点焊机上的电极进行自动修磨的一种修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器。
[0010]本专利技术的电极自动修磨器具有以下特点：采用具有前倾角的多刃口组合刃具以公转+自转形式对电极待修端部进行切削修磨；刃具刃口对电极工作端面修磨时的切削力与电极压力无关；除可在微吃刀量条件下对电极工作端面进行定位移修磨外，还可针对不同电极握杆在点焊过程中产生的挠曲变形和其它可致电极工作平面产生的偏转进行角位移补偿，切实保证电极修磨后的工作表面与工件表面之间，在点焊过程中形成良好的贴合关系。上述特点共同决定了刃具使用寿命长、可极度压缩电极修磨时的非必要切削量、电极材料利用率高和修磨后的电极工作表面与工件表面在点焊作业时接触状态好等优点，为降低刃具和电极材料消耗、降低点焊工艺能耗和焊点质量保证等均创造了良好的基础保证条件。
[0011]具体改进如下：
[0012]一种修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：包括由镜像结构的左、右壳体(32)组成的闭合壳体，设备各功能机构的机械部分或全部、或主体部分均置于其内；所述设备的功能机构包括电极切削修磨机构、切削位移控制机构和电极修磨角度调整机构；
[0013]所述功能机构中的电极切削修磨机构为两套且分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作，每套电极切削修磨机构内均设置有一套组合刃具；
[0014]两套电极切削修磨机构由一台固定安装在一侧壳体(32)表面的动力电机(37)提供旋转动力输入；将动力输入轴(26)的轴端插入固定安装在壳体上的回转轴承(21)的内孔；在动力电机(37)安装座(28)的轴孔内，通过轴套(29)和键(27)使动力电机(37)轴与机构的动力输入轴(26)之间建立接合关系；动力输入轴(26)的两端各装入一组球笼(25)与球笼齿轮(24)的组合件，并利用两个卡簧(22)分别对其两端进行轴向限位；球笼齿轮(24)通过与其啮合的动力过渡齿轮(19)将动力电机(37)输入的旋转动力分别传递给分置于壳体内两侧的两个公转齿轮(14)，并由两个公转齿轮(14)分别将旋转动力传递给两套相同的电极切削修磨机构；所述动力电机(37)系用4个动力电机固定螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：包括由镜像结构的左、右壳体(32)组成的闭合壳体，设备各功能机构的机械部分或全部、或主体部分均置于其内；所述设备的功能机构包括电极切削修磨机构、切削位移控制机构和电极修磨角度调整机构；所述电极切削修磨机构为两套且分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作，在每套电极切削修磨机构内均设置有一套组合刃具；两套电极切削修磨机构由一台固定安装在一侧壳体(32)表面的动力电机(37)提供旋转动力输入；在动力电机(37)安装的轴孔内，通过轴套(29)和键(27)使动力电机(37)轴与机构的动力输入轴(26)之间建立接合关系；动力输入轴(26)的两端各装入一组球笼(25)与球笼齿轮(24)的组合件，并利用两个卡簧(22)分别对其两端进行轴向限位；球笼齿轮(24)通过与其啮合的动力过渡齿轮(19)将动力电机(37)输入的旋转动力分别传递给分置于壳体内两侧的两个公转齿轮(14)，并由两个公转齿轮(14)分别将旋转动力传递给两套相同的电极切削修磨机构；公转齿轮轴承(30)的内环紧配合装在公转齿轮(14)对应的环台位置；在公转齿轮(14)外侧盘面上的轴心外侧开具一圆形沉台(76)，在该圆形沉台(76)内紧配合装入自转齿轮(4)的自转轴承(3)，自转齿轮(4)的轴端紧配合装入其自转轴承(3)的内孔；在固定齿圈(1)外侧端面上的沉台内嵌装隔屑板(12)，固定齿圈(1)的外圆紧配合装入摆动体(2)的内孔，公转齿轮轴承(30)的外环紧配合装入固定齿圈(1)的沉槽内；用紧固螺钉(31)固定摆动体、固定齿圈(1)以及公转齿轮轴承(30)三者之间的位置关系；在罩盖(11)内侧表面沉台位置紧配合装入一个滑动轴承(6)，罩盖(11)间隙配合装入摆动体(2)外侧表面沉台内，滑动轴承(6)的大端嵌入圆弧刃具(10)或圆台刃具(52)外侧的沉台内，用固定螺栓(8)固定罩盖(11)与刀轴(9)之间的位置；固定螺栓(15)穿过罩盖(11)、隔屑板(12)后将罩盖(11)与公转齿轮(14)之间固定连接。2.根据权利要求1所述的修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：所述切削位移控制机构为以分置于壳体32两侧的两套限位机构为标志，并由一台步进电机及其直连的减速机(49)提供动力；步进电机减速机(49)的输出轴在壳体(32)内通过键(66)与位移动力输入齿轮(62)相接，通过位移过渡齿轮(36)将步进电机(49)输入的旋转动力传递给位移传递齿圈(34)；位移传递齿圈(34)两侧镜像各设置一个与其啮合的齿轮轴(42)；两齿轮轴(42)两侧的轴分别为正反螺纹，在每个螺纹轴上各旋装一个螺纹旋向与其旋入轴螺纹旋向相同的正反螺纹套(41)；在同侧两螺纹套(41)之上各装入一套切削位移控制机构；所述切削位移控制机构包括两个基准套(38)、一个限位板(13)和两个顶丝(7)；限位板(13)两侧铰接的铰接销(47)的另一端分别各铰接插入一个基准套(38)上对应的轴孔内，将上述组合中两基准套(38)的内孔套装在两螺纹套(41)的上部，并使基准套(38)的底面与螺纹套(41)的上表面贴实，之后用顶丝(7)锁定各基准套(38)与对应的螺纹套(41)之间的相对位置。3.根据权利要求1所述的修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：
所述电极修磨角度调整机构为两套且分别承担分置于所述闭合壳体(32)内的两套电极切削修磨机构进行修磨角度调整的工作；所述电极修磨角度调整机构包括摆角调整旋钮(20)、转轴(67)和斜面垫片(68)，摆角调整旋钮(20)外露出壳体(32)表面，并镜像布置在壳体(32)同侧外表面，转轴(67)和斜面垫片(68)均设置在壳体(32)之内；两摆角调整旋扭(20)分别承担两套电极切削修磨机构的修磨角位移调整工作。4.根据权利要求1或2或3所述的修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：还包括一套负压吸屑系统，该负压吸屑系统利用负压原理将电极修磨过程中产生的切屑即时吸出修磨器体外；所述负压吸屑系统包括负压发生器、负压管路和分置于壳体(32)两侧的两个负压吸咀(16)；负压发生器经柔性管路与负压吸咀(16)相连接；两个负压吸咀(16)分别固定安装在两侧摆动体(2)表面的负压吸口位置，其内孔与由隔屑板(12)、固定齿圈(1)内壁、摆动体(2)和罩盖(11)下表面封闭而成的腔室相通；经负压即时吸出的切屑经负压吸咀(16)、负压管路和负压发生器后，再通过负压发生器后端的导引管引至用户指定的集屑袋内。5.根据权利要求1或2或3所述的修磨位移可控、修磨角度可调的对称式电极自动修磨器，其特征在于：每套电极切削修磨机构内设置的组合刃具包括刀轴(9)，所述刀轴(9)的轴端装配有自转齿轮(4)；所述刀轴(9)的一端带有凸缘(65)，所述刀轴(9)的另一端轴心开具一螺纹孔(81)；在所述自转齿轮(4)轴端沿轴线开具一圆形沉台(59)，所述圆形沉台(59)的底面作为刀轴(9)插入自转齿轮(4)轴孔后凸缘(65)部位的定位基面；在所述自转齿轮(4)另一侧盘面上，开具一中心对称圆形沉台(83)，利用两个固定销(50)在所述圆形沉台(83)内固定安装第一刃具(5)，使二者成为一个组合件；所述第一刃具(5)上中心对称的圆形沉台(80)内同轴嵌装第二刃具(10)或(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾寅，顾扬，陈林，刘为民，吕元亮，邵东辉，顾啸，孟少颖，戴淮波，李耀，吴洪超，
申请(专利权)人：扬帆研华天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：