修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种修磨位移可控、修磨角度可调的非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动力输入齿轮、公转齿轮、固定齿圈和自转齿轮等将动力电机的动力输入转为组合刃具的旋转动力；切削位移控制机构通过正反螺纹轴，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。本实用新型专利技术中，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、减小非必要电极切削、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。均可取得显著积极效果。均可取得显著积极效果。

【技术实现步骤摘要】
修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器


[0001]本技术是属于电极自动修磨
，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，尤其是一种修磨位移可控、修磨角度可调的非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作业时的工件表面平行，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、恶化速度和烧蚀速度。
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，延长了通过点焊时对电极的烧蚀和塑性变形等逐渐增大与工件表面实际接触面积的时间，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中随刃口变钝程度加大而增大，非必要切削的比例平均可占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]本技术克服了现有技术的不足，提供了一种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修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器。
[0010]本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+ 自转方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、点焊工艺能耗和提高焊点质量等均创造了良好的基础保证条件。
[0011]具体改进如下：
[0012]1.将已知技术修磨器中的一个单刃口一体式刃具改变为分别由多刃口的平面刃具与弧面形刃具或圆台形刃具组合而成的两套组合刃具。
[0013]2.将已知技术中刃具的直刃刃口型式改变为具有前倾角的刃口型式，将对电极工作端部的修磨由刮削修磨原理改变为切削修磨原理。
[0014]3.将已知电极修磨技术中，由电极压力、刃具转速和修磨时间等三参数共同决定电极每次修磨量的控制方式，改变为由修磨位移控制系统决定电极每次修磨量的控制方
式，且电极修磨过程与电极压力无关。
[0015]4.将已知电极修磨技术中，对电极修磨角度的无补偿修磨方式改变为有补偿修磨方式。
[0016]一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，包括由左、右壳体(42) 和(39)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；
[0017]所述电极切削修磨机构为两套且分别中心对称、镜像布置在所述闭合壳体内，所述电极切削修磨机构中均设有组合刃具，该两套电极切削修磨机构分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作；两套电极切削修磨机构由一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，其特征在于：包括由左壳体(42)和右壳体(39)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中心对称、镜像布置在所述闭合壳体内，所述电极切削修磨机构中均设有组合刃具，该两套电极切削修磨机构分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作；两套电极切削修磨机构由一台动力电机(16)提供旋转动力；所述动力电机(16)安装在所述右壳体(39)的表面；两个第一锁套(38)夹持一个动力输入齿轮(41)，三者与动力电机(16)输入轴通过第二键(43)的连接；所述动力输入齿轮(41)同时与同轴装配在动力过渡轴(44)上的两个过渡齿轮(33)啮合，所述过渡齿轮(33)的动力过渡轴(44)两端的轴颈部位各紧配合安装有止推轴承(35)，其中，处于右壳体(39)内的所述止推轴承(35)内侧的轴颈部位装有一个限位隔套(36)，该限位隔套(36)用作该侧止推轴承(35)的内环轴向约束；所述过渡齿轮(33)分别将输入的旋转动力传递给分置于左壳体(42)和右壳体(39)内且呈镜像布置的两个公转齿轮(23)；所述公转齿轮(23)的轴端分别与其公转齿轮轴承(21)的内环紧配合装配；公转齿轮(23)的一侧盘面上均开具一非中心对称的圆形沉台，该圆形沉台用于安装组合刃具自转齿轮(30)的回转轴承(32)；将公转齿轮轴承(21)的外环紧配合装入固定齿圈(22)的环形沉槽内；将固定盘(14)的外侧沉台嵌装入固定齿圈(22)，用4个固定螺丝(10)或紧固螺丝(50)将二者固定连接，并将密封板(26)嵌装入固定齿圈(22)的沉台内；在罩盖(13)内侧表面、处于锥孔(80)外侧的通孔沉台内固定装配一滚动轴承(27)；在将所述滚动轴承(27)套装在组合刃具的刀轴(12)悬出端的同时，使所述罩盖(13)整体间隙配合嵌装在所述固定盘(14)外表面的沉台内，用3个沉头螺栓(25)实现罩盖(13)与所述公转齿轮(23)之间固定连接；在左壳体(42)和右壳体(39)两侧的预留销孔中各插入一对铰接销(58)，两对铰接销(58)分别与两个固定齿圈(22)的铰接连接，建立起电极切削修磨机构与所述左壳体(42)和右壳体(39)之间的铰接连接关系。2.根据权利要求1所述的修磨位移可控、修磨角度可调的非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由一台步进电机及其直连的减速机(1)提供动力，除步进电机及其直连的减速机(1)同轴固定安装在所述左壳体(42)的外表面和两侧限位机构外露出闭合壳体两侧表面外，其它机构组成零件均置于所述闭合的左壳体(42)和右壳体(39)之内；利用4个紧固螺栓(2)、将所述步进电机及其减速机(1)同轴固定在右壳体(39)的外表面上，利用第三键(75)和锁套(62)实现减速机动力输出轴与置于闭合壳体内的位移动力齿轮(46)之间接合；所述位移动力齿轮(46)经位移过渡齿轮(49)，将旋转动力传递给位移传递齿圈(20)；所述位移传递齿圈(20)同时与其两侧呈镜像布置的两个正反螺纹轴(53)中的齿轮(55)啮合；所述螺纹轴(53)两侧的悬出轴分别为正反螺纹；装配时，使伸出左壳体(42)和右壳体(39)同侧表面的轴端的螺纹旋向相同；在每个螺纹轴端各旋装入一个螺纹旋向并与之相配的正反螺纹套(52)；所述同侧两螺纹套(52)顶部各安装一套限位机构；所述每套限位机构中各包括两个基准套(5)、一个限位板(4)和两个顶丝(7)；所述限位机构装配在两组
螺纹套(52)上之前，先将所述限位板(4)两侧的悬出轴分别间隙配合插入两基准套(5)的对应内孔中，然后携限位板(4)将两基准套(5)的基准孔套装在所述两螺纹套(52)上，并使基准套(5)中基准孔的底面与所对应的螺纹套(52)上表面贴实，之后，各用两个顶丝(7)分别固定各基准套(5)与所对应的螺纹套(52)之间的相对位置。3.根据权利要求2所述的修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，其特征在于：所述左壳体(42)和右壳体(39)内侧前端的中部均开具贯通的矩形沉槽(81)，在两个矩形沉槽(81)内各装入一套电极修磨角度调整机构，该两套电极修磨角度调整机构分别承担两侧电极切削修磨机构修磨角度的调整工作；所述电极修磨角度调整机构包括两个轴套(64)、一根摆角调整杆(31)、两个摆角调整螺栓(63)和一个拌销(65)；将两根摆角调整杆(31)的两端分别插入两个轴套(64)的内孔后，分别整体装入左壳体(42)和右壳体(39)上开具的矩形沉槽(81)内，并分别嵌入两固定齿圈(22)前端开具的凹槽(82)内...

【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：新型
国别省市：