焊接电极原位修磨装置及方法

技术领域

本发明涉及焊接电极修整技术领域，具体是涉及一种焊接电极原位修磨装置及方法。

背景技术

电阻点焊是将两层或多层搭接的工件通过电极接触施加压力和电流，利用工件之间的电阻产热熔化材料实现连接的方法。该方法在目前汽车生产钢制车身制造中占据主要的制造工序。

而电极帽是点焊系统中重要的组成部分，用作电阻点焊设备的焊接零件，如固定式点焊机、悬挂式点焊机及机械手点焊机等，因为其套在电极连杆上，故而称作电极帽；电极帽焊接一定次数后，由于磨损而需要修磨或更换，属于焊接消耗品。

目前常用的电极帽其端部结构主要有平头、球头、锥头等，这些电极帽端面形状均为对称结构，可进行机械化在线修磨。随着轻量化技术的发展，铝合金在车身应用的增多，端面形状为双螺旋凸起式的电极帽可以提高能量密度，击碎铝表面氧化膜，实现钢铝材料之间的点焊连接。

但是这种结构的电极帽端面形状为非对称结构，目前无法通过已有的技术方式进行在线修磨，需要人工将电极帽拆卸后进行修磨。对于这种结构的电极帽，若采用在线原位修磨的方式，一枚电极头可在不拆卸的情况下修磨200次左右后拆卸更换，而目前可实现的人工拆后修磨的方式，每次修磨均需要拆卸电极帽。其存在以下缺陷：(1)在线原位修磨的耗时在20秒左右，拆卸后修磨的方式耗时达到5分钟，严重影响产线电阻点焊的生产效率；(2)频繁拆卸极易导致电极帽和电极杆之间的连接失效，影响整体使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接电极原位修磨装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对双螺旋凸起电极帽的原位修磨，提高效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种焊接电极原位修磨装置，包括固定座、驱动机构和刀具组件，所述刀具组件的上端和下端均设有刀头，位于不同侧的所述刀头分别用于修磨不同的所述电极帽，所述驱动机构与各所述刀头传动连接，并用于带动各所述刀头转动，所述刀具组件包括两个刀盘和四个所述刀头，各刀盘的上端和下端均安装有一所述刀头，位于同一所述刀盘上的两个所述刀头分别用于修磨各所述电极帽，一个所述刀盘上的所述刀头为第一刀头，另一所述刀盘上的所述刀头为第二刀头，所述第一刀头用于修磨所述电极帽的中心槽和外环槽，所述第二刀头用于修磨经所述第一刀头修磨后的所述电极帽的上端双螺旋凸起。

优选的，所述刀具组件还包括安装箱，所述刀盘安装于所述安装箱内。

优选的，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构安装于所述固定座上端面，并用于驱动各所述第一刀头和所述第二刀头转动，所述第二驱动机构安装于所述安装箱内，并用于驱动各所述第二刀头升降。

优选的，所述第一驱动机构为两个，且一个所述第一驱动机构对应驱动一个刀盘转动，所述第一驱动机构为往复旋转电机。

优选的，所述第二驱动机构的输出端与其中一个所述第一驱动机构连接，并能够带动所述第一驱动机构和所述第二刀头升降，所述第二驱动机构为往复直线电机。

优选的，所述固定座的一侧安装有电箱，所述电箱与所述驱动机构电连接，并用于为所述驱动机构供电。

本发明还提供了一种焊接电极原位修磨方法，使用上述技术方案中的焊接电极原位修磨装置，包括以下步骤：

S1，调整焊接机器人控制电极帽移动，并使第一刀头位于电极帽的待切削起始位置，且对电极帽产生压紧力；

S2，通过第一驱动机构带动第一刀头转动，并使第一刀头切削电极帽的中心槽和外环槽；

S3，调整焊接机器人控制电极帽移动，并使第二刀头位于电极帽的待切削起始位置，且对电极帽产生压紧力；

S4，通过第二驱动机构带动第二刀头升降，同时通过第一驱动机构带动第二刀头转动，以及配合焊接机器人控制电极帽移动，并使第二刀头切削电极帽顶部的双螺旋凸起。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的焊接电极原位修磨装置及方法，刀具组件的上端和下端均设有刀头，位于不同侧的刀头分别用于修磨不同的电极帽，驱动机构与各刀头传动连接，并用于带动各刀头转动，通过将刀具组件设置于上下两个电极之间，即设置于相对的两个电极帽之间，位于上端的刀头对位于上方的电极帽修磨，位于下端的刀头对位于下方的电极帽修磨，进而不需要取下端面结构非对称的电极帽，能够实现原位修磨，提高修磨效率，同时，能够避免多次拆卸导致的电极帽和电极杆之间的连接失效，刀具组件包括两个刀盘和四个刀头，各刀盘的上端和下端均安装有一刀头，进而通过驱动机构带动刀盘转动，能够实现上下排列的两个刀头的同时转动，位于同一刀盘上的两个刀头分别用于修磨各电极帽，一个刀盘上的刀头为第一刀头，另一刀盘上的刀头为第二刀头，第一刀头用于修磨电极帽的中心槽和外环槽，第二刀头用于修磨经第一刀头修磨后的电极帽上端的双螺旋凸起，进而实现双螺旋凸起电极帽的修磨。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一中焊接电极原位修磨装置的结构示意图；

图2是实施例一中第一刀头修磨电极帽时的剖视图；

图3是实施例一中刀盘和第一刀头的安装示意图；

图4是实施例一中第一刀头的结构示意图；

图5是实施例二中S2完成后电极帽的示意图；

图6是实施例二中S4完成后电极帽的示意图；

图中：1-固定座，2-电箱，3-第一驱动机构，4-第二驱动机构，5-第一刀头，6-第二刀头，7-安装箱，8-电极帽，9-刀盘，10-外环槽，11-双螺旋凸起，12-中心槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种焊接电极原位修磨装置及方法，以解决现有的双螺旋凸起电极需要将电极帽取下修整，效率低、影响整体寿命的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图6所示，本实施例提供一种焊接电极原位修磨装置，包括固定座1、驱动机构和刀具组件，刀具组件位于两个待修磨电极帽8之间，且刀具组件的上端和下端均设有刀头，位于不同侧的刀头分别用于修磨不同的电极帽8，驱动机构与各刀头传动连接，并用于带动各刀头转动，通过将刀具组件设置于上下两个电极之间，即设置于相对的两个电极帽8之间，位于上端的刀头对位于上方的电极帽8修磨，位于下端的刀头对位于下方的电极帽8修磨，进而不需要取下端面结构非对称的电极帽8，能够实现原位修磨，提高修磨效率，同时，能够避免多次拆卸导致的电极帽8和电极杆之间的连接失效；具组件包括两个刀盘9和四个刀头，各刀盘9的上端和下端均安装有一刀头，进而通过驱动机构带动刀盘9转动，能够实现上下排列的两个刀头的同时转动，位于同一刀盘9上的两个刀头分别用于修磨各电极帽8，且位于不同刀盘9上的刀头分别用于修磨电极帽8的不同部位，进而能够实现对各种凸起形状的电极帽8的修磨；一个刀盘9上的刀头为第一刀头5，另一刀盘9上的刀头为第二刀头6，第一刀头5用于修磨电极帽8的中心槽12和外环槽10，第二刀头6用于修磨电极帽8的上端双螺旋凸起11，能够实现具有双螺旋凸起11的电极帽8的修磨。

具体地，刀具组件还包括安装箱7，刀盘9安装于安装箱7内，安装箱7起到安装和防护功能。

驱动机构包括第一驱动机构3和第二驱动机构4，第一驱动机构3安装于固定座1上端面，并用于驱动各第一刀头5和第二刀头6转动，以通过转动修磨电极帽8的中心槽12和外环槽10，以及配合焊接机器人带动电极帽8位移，实现通过转动修磨电极帽8上端的双螺旋凸起11，第二驱动机构4安装于安装箱7内，并用于驱动各第二刀头6升降，以适应电极帽8上端面的弧形曲面结构。

第一驱动机构3为两个，且一个第一驱动机构3对应驱动一个刀盘9转动，第一驱动机构3为往复旋转电机，进而使得两个刀盘9的旋转互不影响。

第二驱动机构4的输出端与其中一个第一驱动机构3连接，并能够带动第一驱动机构3和第二刀头6升降，第二驱动机构4为往复直线电机，进而使得第二刀头6的转动和升降互不影响，保证切削效果。作为一更优的选择，对于第二刀头6处，可以设置两个往复旋转电机，即，一个往复旋转电机对应驱动一个第二刀头6，且设置两个往复直线电机，使得两个刀头的升降、旋转均不影响，进而实现两个电极帽8上双螺旋凸起11的单独切削。

固定座1的一侧安装有电箱2，电箱2与驱动机构电连接，并用于为驱动机构供电。

实施例二

本实施例提供一种焊接电极原位修磨方法，使用实施例一中的焊接电极原位修磨装置，包括以下步骤：

S1，调整焊接机器人控制电极帽8移动，并使第一刀头5位于电极帽8的待切削起始位置，且对电极帽8产生压紧力，以保证开启第一驱动机构3时，第一刀头5能够对电极帽8切削；

S2，通过第一驱动机构3带动第一刀头5转动，并使第一刀头5切削电极帽8的中心槽12和外环槽10，如图5所示；

S3，调整焊接机器人控制电极帽8移动，并使第二刀头6位于电极帽8的待切削起始位置，且对电极帽8产生压紧力，以保证开启第一驱动机构3时，第二刀头6能够对电极帽8切削；

S4，通过第二驱动机构4带动第二刀头6升降，同时通过第一驱动机构3带动第二刀头6转动，以及配合焊接机器人控制电极帽8移动，并使第二刀头6切削电极帽8顶部的双螺旋凸起11，如图6所示。

将焊接电极原位修磨装置固定于焊接产线工位上，控制焊接机器人带动电极帽8移动至焊接电极原位修磨装置处，并通过各刀头配合焊接机器人对电极帽8的微小位移，能够实现电极帽8的原位修磨，提高修磨效率，同时避免修磨时间过长，影响正常工作，以及，避免多次拆装电极帽8造成的连接失效。

在实际使用过程中，本领域技术人员可以根据实际需要对各刀头的形状、运动轨迹作适应性更改，以满足不同种电极帽8的修磨。

具体应用实施例

在实际修磨过程中，控制第一刀头5转速为400转/分钟-600转/分钟，修磨时间为20秒-30秒；第二刀头6转速为8000转/分钟-10000转/分钟，电极帽8移动速率(第二刀头6相对进给速率)为100毫米/分钟-200毫米/分钟，根据电极帽8顶部端面的曲率半径，第二刀头6的上升速度为0.02毫米/秒-0.05毫米/秒。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。