電極夾制造技術(shù)

一個電子點焊裝置或系統(tǒng)有至少一個具有電極夾元件的電子電極夾。為了電極力的檢測和測量，電極夾上固定有一個光電傳感器元件，所述傳感器元件對電子電路（１１）提供一個光信號，所述信號是對應(yīng)于電極力的夾元件的彈性形變的函數(shù)。（*該技術(shù)在2013年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種電極夾，特別是一種點焊電極夾。其中，電極夾至少有一個電極臂、一個電極臂夾或類似的東西、一個電極夾元件。電極夾元件具有焊接電極，并能被執(zhí)行裝置25壓緊。執(zhí)行裝置25上的電極26靠電極力壓在正在被焊接的材料18、19上。電極夾至少還有一個連接在電子電路11上的傳感器，電子電路11裝在電極夾元件上，電極夾元件至少帶有傳感器元件4、4′、4″的一個零件5、5′、5″、6，以便檢測或測量電極力。其特征還在于傳感器元件4、4′、4″如此固定在電極夾元件21、21′上，使傳感器元件的零件5、5′、5″、6跟隨著對應(yīng)于電極力的彈性變形，最好讓電極夾元件21′彎曲;還使所述的元件5、5′、5″、6上設(shè)有光通路，光通路通過光導(dǎo)裝置8、9連接到光電裝置11上。使來自光電裝置11的至少一個光源的光通過光導(dǎo)裝置8、9饋送給光通路;還使通過光導(dǎo)裝置到開關(guān)電路送回的光量或在光通路中吸收的光量是具有光通路的傳感器元件4、4′、4″的所述零件5、5′、5″、6變形的函數(shù)。點焊電極夾廣泛地應(yīng)用在工業(yè)中，特別是汽車工業(yè)中的車體制造等，具體地還用作焊接機(jī)器人的電極夾。利用具有執(zhí)行元件如氣缸或液壓缸(包括水壓缸)的執(zhí)行裝置，這種電極夾的電極相互之間即在起始位置和焊接位置之間能夠靠近和遠(yuǎn)離，在起始位置電極相互之間較遠(yuǎn)，在焊接位置(電極夾靠緊)電極被壓在要焊接的材料上，被焊接的材料一般由金屬板形成，施加在金屬板上的力也被稱為“電極力”。在這種連接中，電極布置在電極夾元件上，即，一般說來布置在所謂的電極臂的一端，比如極端。電極臂相互之間可以相對移動或擺動，通常這些電極臂裝在電極臂夾的一端。兩個電極臂夾相互之間被鉸接軸承連接。點焊中焊點的質(zhì)量由三個焊接參數(shù)確定，就是焊接電流，焊接時間和電極力。但是，傳統(tǒng)的裝置只能夠控制和/或檢測焊接電流以及焊接時間。用現(xiàn)在已知的點焊電極夾，既不能在焊接過程中指示實際的電極力，特別是在電極夾夾緊后至其重新打開的時間，也不能把焊接過程作為測得的電極力的函數(shù)進(jìn)行控制，特別是根據(jù)實際存在的電極力受所述電極夾機(jī)構(gòu)中許多缺陷的影響這一事實進(jìn)行控制，比如有缺陷的電極臂夾，失效的電極臂、有缺陷的電極臂夾軸承和有缺陷的執(zhí)行裝置等。如果在實際焊接期間電極力太大(與焊接電流有關(guān))，就會產(chǎn)生焊接材料本身被迫進(jìn)入該焊接材料間的縫隙中這一結(jié)果，因而導(dǎo)致焊點太小而縫隙寬度太大。所述焊點的強(qiáng)度不夠。電極使焊接材料不適當(dāng)?shù)刈冃危⑶译姌O發(fā)生強(qiáng)烈磨損。如果焊接力不夠大，會發(fā)生液化焊接材料的內(nèi)部飛濺，即熔化的焊接材料在高壓下濺入焊接材料之間縫隙中。該焊接熔核本身與想要的圓形不同。焊接材料和電極被熔合，焊接材料被脫色，并且焊接電流已不按照想要的方式集中在焊接熔核上而是沿旁路流動。總之，用太小的焊接力也導(dǎo)致焊接熔核的質(zhì)量缺陷以及電極的強(qiáng)烈磨損。盡管幾十年來以上條件已為該
的專業(yè)人員所知曉，但直到現(xiàn)在還沒有這種可以檢測在焊接過程中的電極力和變化的電極夾，比如產(chǎn)生的焊接熔核的質(zhì)量控制和/或焊接過程的控制。已知的電極夾(聯(lián)邦德國OS3833287)具有一個鉗狀的夾緊裝置，該裝置由兩個夾緊臂組成，兩個夾緊臂可轉(zhuǎn)動地相互連接并借助于執(zhí)行裝置能夠相對另一個擺動，夾緊臂還有兩個電極臂，每一個電極臂支撐一個電極，兩個電極臂以相同的擺動軸相互之間象鉗子的那樣可擺動地連接。在每個夾緊臂和電極臂之間裝有壓縮彈簧，因此當(dāng)焊接或執(zhí)行裝置使電極夾夾緊時，兩個夾緊臂首先夾緊它們之間的焊接材料，于是一個力使電極貼緊焊接材料，這個力由壓縮彈簧確定，壓縮彈簧作用在電極臂的端部，電極臂遠(yuǎn)離電極并且相互之間可轉(zhuǎn)動地連接。想要的電極力最好是常數(shù)，在電極夾緊和使夾緊臂貼緊焊接材料后，電極力僅由壓縮彈簧確定而與執(zhí)行裝置無關(guān)。壓縮彈簧的沖擊點位于電極臂的端部，電極臂相互之間被可轉(zhuǎn)動地連接并遠(yuǎn)離電極，因此遠(yuǎn)離電極和所述的焊接點。在壓縮彈簧的沖擊點處裝有壓電壓力表，利用壓電壓力表確定彈簧產(chǎn)生的力，此力在焊接過程中基本上是常數(shù)。用這種已知的電極夾，正如不能按照測得數(shù)值的函數(shù)來控制電極力那樣，電極力的精確確定，更具體地說就是在焊接過程中確定電極力隨時間的變化，是不可能的。也有已知的、用于電阻點焊的焊接裝置(聯(lián)邦德國專利3241897)，在該裝置中，裝有焊接電極的電極夾持裝置由下部固定的電極夾和上部可移動的電極夾組成，電極連在電極夾的一端。為了產(chǎn)生電極力，外部執(zhí)行裝置的壓頭通過壓縮彈簧作用在上部可移動的電極夾上。在彈簧和壓頭之間有一個線應(yīng)變儀負(fù)荷傳感器，利用該傳感器確定彈簧力和施加在焊接材料上的力。最后，還知道一種用于電阻點焊的焊接裝置，在該裝置中，空隙中固定的下部電極夾被牢固地連接到夾具架上，而上部的電極夾裝在支承臂上，柔性梁把支承臂連接到夾具架上。這些已知的焊接裝置有缺點首先，電極夾是固定在機(jī)架上，只有一個電極夾相對于另一個電極夾可以在豎直平面內(nèi)運動。因此這些焊接裝置不能象要求的那樣用作焊接機(jī)器人，特別是在汽車工業(yè)和車體制造中。所有已知的電極夾和焊接裝置具有這樣的缺點壓電傳感器、壓力傳感器或線應(yīng)變儀必須布置的離焊接的地方相當(dāng)遠(yuǎn)，還必須與焊接電流的電流通路隔開一段距離，以免所述的傳感器受電磁場的影響。把所述的傳感器布置在遠(yuǎn)離焊接的地方，會產(chǎn)生相當(dāng)大的測量誤差。特別是不能指示焊接力的動態(tài)變化，比如在焊接過程中發(fā)生的動態(tài)變化。最后，所有已知的電極夾和焊接裝置還具有這樣的缺點以壓縮彈簧或柔性梁的形式附加彈性是必要的，彈性，特別是與現(xiàn)有的質(zhì)量相結(jié)合時，意味著損害了測量結(jié)果并增加了結(jié)構(gòu)費用。在目前已知的點焊電極夾中，由于焊接電流的一部分沿旁路流動，因此接觸的地方還有電旁路的危險。這樣，焊接點也不能被適當(dāng)?shù)睾附樱⑶液附狱c的強(qiáng)度降低，這可能導(dǎo)致危及整個車輛的質(zhì)量，并可能進(jìn)一步在車輛中導(dǎo)致破裂噪聲，這種噪聲在后來已不能再消除。本專利技術(shù)的目的就是提供一種電極夾，利用這種電極夾，能夠在焊接期間內(nèi)任一時刻，精確地，不受干擾地探測電極上存在的實際電極力，特別是在實際的焊接期間或焊接時刻。為了達(dá)到這一目的，開發(fā)了一種電極夾。在本專利技術(shù)的電極夾，在焊接過程的任意時刻能夠精確測量存在的電極力，并根據(jù)這一測量結(jié)果能夠檢測和/或控制焊接過程。另外，根據(jù)測得的電極力，能夠評估所述的焊點和/或其質(zhì)量，并根據(jù)這一評估，決定另一個可能的相鄰焊點是否有必要，和/或先前的一個或多個焊點能否省去等。根據(jù)所測電極力評估焊點的質(zhì)量，這種評估和由這一評估產(chǎn)生的進(jìn)一步?jīng)Q策或控制最好在電子控制裝置中按照預(yù)定的程序進(jìn)行。另外，對每一個焊點還能記錄電極力的過程以便以后評估，確認(rèn)等。為了探測電極力采用了光傳感器，光傳感器的工作基于這一事實，傳感器元件中通過光通路傳送的光量是傳感器元件或所述具有光通路的傳感器元件的零件的機(jī)械變化或變形的函數(shù)。由于以上事實，傳感器或傳感器元件和與傳感器隔有一定距離布置的光電裝置之間的連接只在至少兩個光導(dǎo)上發(fā)生。盡管測量精度和靈敏度高，即有可能探測到很小機(jī)械變形，盡管有高的截止頻率，但傳感器元件對外部干擾并不敏感，具體地說就是對電壓、磁場、電磁場或電磁波及高溫等不敏感。此外，傳感器元件能具有機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，因而甚至在嚴(yán)重的碰撞或沖擊的情況下都不被損壞。具體地說，不僅在沒有焊接電流或通過周期變化焊接電流的零點的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種至少具有一個電極臂、電極臂夾或類似元件的電子電極夾，電極夾元件具有焊接電極，并能由執(zhí)行裝置（２５）利用電極力把電極（２６）貼著被焊接的材料（１８、１９）壓緊。電子電極夾至少還有一個連接到光電裝置（１１）的傳感器，光電裝置（１１）設(shè)置在至少裝有傳感器元件（４、４′、４″）的一個零件（５、５″、６）的電極夾元件上以便探測或測量電極力。其特征在于：傳感器元件（４、４′、４″）如此固定在電極夾元件（２１、２１′）上，使傳感器元件的零件（５、５′、５″、６）隨著對應(yīng)于電極力的彈性形變，最好是讓電極夾元件（２１′）彎曲，還使所述的零件（５、５′、５″、６）上裝有光通路。光通路通過光導(dǎo)裝置（８、９）連接到光電裝置（１１）上，使來自光電裝置（１１）中至少一個光源的光通過光導(dǎo)裝置（８、９）饋送給光通路，并且使通過光導(dǎo)裝置送回給光電裝置的光量或吸收的光量是具有光通路的傳感器元件（４、４′、４″）的所述零件（５、５′、５″、６）變形的函數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：威爾納什拉特爾，恩斯特普勞辛格，
申請(專利權(quán))人：巴伐利亞技術(shù)公司，威爾納什拉特爾，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]