电阻焊接紧固件的电极以及电阻焊接紧固件的方法技术

提供了一种焊接组合件，用于将紧固件焊接至诸如车辆主体面板的物体上。组合件包括焊枪，焊枪具有第一和第二电极，它们可在张开位置与闭合位置之间相互相对运动。第一电极包括壳体组合件。插头安装在壳体组合件中，并在所述闭合位置上时，能在要求的螺母位置、上下颠倒的螺母位置，和没有螺母位置之间移动。光学探测器具有与插头隔开并将光线引导于其上的终端端部。探测器的终端端部接受来自插头的反射光线。探测器控制系统将反射光线处理成与要求的螺母位置、上下颠倒的螺母位置和没有螺母位置之一相对应的信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种焊枪，用于将紧固件电阻焊接至金属物体上，更具体地讲，本专利技术涉及紧固件检测探测器。焊枪组合件用于将紧固件电阻焊接至金属物体上，诸如车辆主体的面板上。诸如焊接柱螺栓或螺母的紧固件被装载在电极之一上。电极与致动器一起运动，致动器将紧固件置于在压力下与面板相啮合。十分强的电流施加至电极，它们将紧固件焊至面板上。应用焊枪通常是一个自动化过程，其中，紧固件被装载在焊枪组合件中。有时，紧固件不合适地装载在焊枪中，或者紧固件完全没有装载在焊枪中。在这些情况下，重要的是检测紧固件的问题，以便紧固件能适当地焊接至面板上。为此目的，应用了探测器致力于确定紧固件在焊枪中的存在和定向。通常，将线性可变位移传感器与电极臂连接用以测量臂的运动。如果没有螺母存在，则臂移动的量要大于紧固件存在并位于适当定向时的量。如果紧固件不是位于适当的定向，则电极臂移动的量要略小于紧固件位于适当定向时的量。这样，就可检测到紧固件的存在和定向。但是，由于以下若干原因很难精确地检测到紧固件的适当定向。首先，电极臂的位置不是总与紧固件是否处于适当定向相对应。也即，由于紧固件的公差堆积和变化，位置探测器的定位不能精确地检测紧固件的定向。其次，强大的电极电流将不精确度引入位置探测器的信号中。即使应用磁屏蔽电缆，电极电流也会引入足够的干扰，以致给出虚假的紧固件读数。因此，需要有这样的探测器，它能更精确地检测紧固件在焊枪组合件中的定向和存在。专利技术的内容及优越性本专利技术提出一种焊接组合件，用于将紧固件焊接至诸如车辆主体面板的物体上。组合件包括焊枪，焊枪具有第一和第二电极，它们可在张开位置与闭合位置之间相互相对运动。第一电极包括壳体组合件。插头安放在壳体组合件中，并在所述闭合位置上时，能在要求的螺母位置上下颠倒的螺母位置和没有螺母位置之间移动。光学探测器具有与插头隔开并将光线引导于其上的终端端部。探测器的终端端部接受来自插头的反射光线。探测器控制系统将反射光线处理成与要求的螺母位置、上下颠倒的螺母位置和没有螺母位置之一相对应的信号。在运行中，插头插入于面板的孔中。紧固件装载至插头上，电极则相互相对面板移动至闭合位置。当电极移动至与面板相啮合时，插头位移。进入光学探测器的反射光线量随插头的位移而改变。光线由探测器送入至光学放大器，在此处它被转换成模拟或数字信号。然后对信号加以处理，以确定紧固件是位于要求的、上下颠倒的或是没有紧固件的位置。因此，本专利技术提出一种探测器，它能更精确地检测紧固件在焊枪组合件中的定向和存在。附图概述结合附图，并参考以下的详细说明，可了解本专利技术的其它优点，附图中附图说明图1是焊枪组合件的示意图；图2是本专利技术的电极和探测器的局部横截面分解图；图3是图2中电极主体部分的顶视图；图4是图2中探测器支架的顶视图；图5说明电极处于闭合位置，所具有的螺母位于要求的定向；图6说明电极处于闭合位置，所具有的螺母位于上下颠倒的位置；而图7说明电极处于闭合位置，且没有螺母存在。较优实施例的详细说明图1是焊枪组合件10的高度示意的视图。焊枪组合件10包括下固定臂12，它支承着下电极13。上移动臂14连接至下臂12。上臂14包括上电极15。致动器16将上臂14从张开位置(如图所示)移动至闭合位置，在此闭合位置电极13和15啮合欲焊接的物体18，诸如车辆主体的面板。诸如焊接柱螺栓或螺母的紧固件被装载在电极13和15之一上，并被加压与物体18进行啮合。现有技术通常通过应用诸如LVDT的位移传感器检测上臂14的位置来检测紧固件在焊枪组合件内的存在和定向。本专利技术则应用在下电极13中的位置探测器20从物体18的下方检测紧固件的位置和定向。来自探测器的信息被送至探测器控制系统22，它可包括放大器24和控制器26，控制器26将信息处理成可用于控制失误的信号。在对臂和电极的称谓加以“上”和“下”时，还应看到，焊枪组合件10及其部件的定向可不同于所述的定向，并仍在本专利技术的范围之内。下电极13在图2中表明得更为详细。电极13包括壳体组合件30，它具有主体32。主体32具有端部34，它适用于安放在下臂12中。焊头36在与端部34的相对处连接至主体32，用于向物体18施加电流。壳体组合件30还可包括围绕主体32的壳38。主体32包括中心孔40(示于图3中)，而焊头36包括孔42，用于安放插头44。插头44的主体安装在中心孔40内，而插头的第一端46通过孔42而伸出。第一端46成锥形，用以安放诸如螺母的紧固件。但是，应明白，插头44的几何形状可加以改变以安放一个焊接柱螺栓。插头44包括与第一端46相对的第二端48，它具有法兰48，用于阻止插头44脱离主体32。恢复弹簧50将插头44压向上电极15。通过中心孔40的加压空气也可用于偏压插头44。探测器支架52布置在中心孔40内，并紧固至主体32上。探测器支架52包括中心孔54，用于安放和定位弹簧50，如图4所示。光缆58的直径最好为3mm，它被进给至壳体组合件30中，并安放在探测器支架52的孔56内。光缆58的终端端部60布置在插头44的第二端48的邻近。光缆58可通过经改变后用以安装空气连接件63的空气通道62进给至主体中。这样，电极13可略加改变以安放本专利技术的探测器58。但是应认识到，终端端部60也可布置在插头44的其它部分的邻近。另外，终端端部60也可布置在其它焊枪部件的邻近，只要此焊枪部件是与插头44的运动相关联的。也即，终端端部60不必一定位于插头的邻近，然而终端端部60跟踪插头44的运动。在运行中，电极13和15相互隔开地位于张开位置，用以安放物体18，在此物体18上将焊接紧固件。插头44被布置在物体18的孔64中。诸如螺母66的紧固件放置在插头44的第一端46上。紧固件66包含一个焊接面68，它啮合物体18。焊接面68可包含导向环70，用于将螺母66定位在孔64内。焊接面68还包含凸出物72，在焊接过程期间，凸出物72熔融，从而将螺母66焊接至物体18上。螺母66中的孔74可包含一些特征，它们与端部46配合以便更好地相对物体18定位螺母66。在焊接面68上的诸如导向环70和凸出物72的特征限制在十分紧的公差内。位置测量通常在电极13和15闭合于物体18左右时进行。测量期间施加至物体18上的力可小于焊接力，并可在焊接前后进行以便使过程有效。通过测量插头44在啮合螺母66的焊接面一侧时的位置，插头位置将与螺母定向更精确地相关。上述另一方法中，诸如螺母厚度的螺母66的特征的公差不紧或没有加以控制。结果，从上电极一侧探测螺母66的定向，诸如像在现有技术中通过探测上臂位置那样，由于公差较大，可能会不精确地对应螺母的定向。纤维光缆58传播的光线从终端端部60指向第二端48。从第二端48反射回来的光线进入光缆58。反射光线被光学放大器24所接收，产生模拟和/或数字信号。信号被送至控制器26，它处理信号以确定螺母66的存在和定向。探测器20检测的插头44的距离变化可细微至2μm。电极13和15相对物体18和螺母66一起运动至闭合位置。对螺母66和物体18施加压力，并施加电流流过电极。凸出物72在强电流存在下熔融，并将螺母66焊接至物体18。图5、6和7分别说明螺母66处于要求的位置、螺母上下颠倒的位置和没有螺母时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接组合件，用于将紧固件焊接至一件物体上，组合件包括：焊枪，该焊枪具有第一和第二电极，它们可在张开位置与闭合位置之间相互相对运动，所述第一电极包括壳体组合件；插头，它安放在所述壳体组合件中，并在所述闭合位置上时，能在要求 的紧固件位置、上下颠倒的紧固件位置和没有紧固件位置之间移动；光学探测器，它具有与所述插头隔开并将光线引导于其上的终端端部，所述终端端部接受来自所述插头的反射光线；以及探测器控制系统，它将所述反射光线处理成与所述要求的紧固件位 置、上下颠倒紧固件位置和没有紧固件位置之一相对应的信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔M卡巴纳，
申请(专利权)人：多宾有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]