本發(fā)明涉及機器人焊接系統(tǒng)維護設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)。該工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)可快速集成于自動焊接生產(chǎn)線的工業(yè)機器人上，根據(jù)需要對生產(chǎn)線中的各處固定焊鉗的電極帽進行快速銑削修整和更換的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車的白車身主要材料為鍍鋅鋼板，其通過點焊方式實現(xiàn)鋼板之間或者鋼板與鋼構(gòu)架之間的固定連接。

使用固定焊鉗在點焊過程中，電阻長時間工作釋放大量的熱能，熱能會加快電極帽表層氧化速度，由于電極帽采用黃銅材料制成，其表面生成的銅鋅氧化膜會影響點焊作業(yè)，從而降低車身的焊接質(zhì)量。所以根據(jù)實踐經(jīng)驗和技術(shù)標準，一般要求焊接200焊點就必須通過銑削方法對電極帽進行修模，修模4-6次后需要更換新的電極帽。

然而，隨著我國工業(yè)制造業(yè)為應對國際市場的大規(guī)模生產(chǎn)要求和國家2025工業(yè)自動化的目標，各廠商都在努力將汽車的白車身焊接工作升級為由工業(yè)機器人組成的自動化焊接線來完成。其中，環(huán)島式布局的焊裝線占整個自動化生產(chǎn)線的主體，約為70％以上。電極帽的修模和更換壽命相對于高效率的自動化焊接生產(chǎn)線來說相對短暫，傳統(tǒng)人工銑削修模和更換電極帽需要頻繁的停臺，極大影響了生產(chǎn)效率。而相關(guān)的自動化的修模和更換一體電極帽設(shè)備，例如搖臂式修磨器等，依然具有以下幾個缺點：

1.由于具有固定的臺式機械結(jié)構(gòu)，所占空間往往較大，無法適應環(huán)島式的緊湊布局，設(shè)備通用性不強；

2.由于具有自主的電控單元和獨立程序模組，較難與自動焊接線實現(xiàn)集成同步；

3.部分設(shè)備操作依然需要人工調(diào)試和操作，工作精度較低，影響自動線的生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)技術(shù)問題

綜上所述，如何提供一種用于實現(xiàn)電極帽自動銑削、更換的機械設(shè)備，用以提高電極帽維護的工作效率，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供的工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)是一種可以快速集成于焊接自動線中工業(yè)機器人上的電極帽銑削、更換裝置，該裝置結(jié)合機器人的動作可以對電極帽進行自動銑削修正以及更換。

在本發(fā)明中，該工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)，具體包括：

主體構(gòu)架，所述主體構(gòu)架包括有定位法蘭，于所述定位法蘭的一側(cè)設(shè)置有與同平面設(shè)置的定位板，于所述定位法蘭的前端、并位于所述定位法蘭的下側(cè)設(shè)置有支撐外殼，于所述支撐外殼上朝向所述定位板的方向設(shè)置有支撐型材；

快速切換裝置，所述快速切換裝置包括有用于實現(xiàn)工具切換的工具側(cè)快速切換裝置以及用于與機器人實現(xiàn)快速連接的機器人側(cè)快速切換裝置，所述工具側(cè)快速切換裝置設(shè)置于所述定位欄上，所述機器人側(cè)快速切換裝置設(shè)置于所述工具側(cè)快速切換裝置的上側(cè)，于所述工具側(cè)快速切換裝置的外圍設(shè)置有水汽快插組件；

動力組件，所述動力組件包括有設(shè)置于所述定位法蘭下方的電機、與所述電機動力連接的連接軸、設(shè)置于所述連接軸末端的主動齒輪，所述主動齒輪通過第一滾動球軸承可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述主體構(gòu)架上；

浮動減振裝置，所述浮動減振裝置包括有固定設(shè)置于所述主體構(gòu)架上的導向套，于所述導向套內(nèi)設(shè)置有導柱，于所述導向套的前端設(shè)置有上減振彈簧，于所述導向套的后端設(shè)置有下減振彈簧，所述上減振彈簧以及所述下減振彈簧均套設(shè)于所述導柱上；

電極帽銑削修模功和拆卸能模組，所述的電極帽銑削修模功能模組設(shè)置在支撐保護殼體內(nèi)，包括有與所述傳動齒輪嚙合的銑削傳動系以及拆卸傳動系，所述銑削傳動系包括有依次嚙合的銑削傳動一級齒輪、銑削傳動二級齒輪、銑削傳動三級齒輪，于所述銑削傳動三級齒輪上設(shè)置有刀座，通過所述刀座設(shè)置有銑刀；

所述拆卸傳動系包括有依次嚙合的電極帽拆卸傳動一級齒輪、電極帽拆卸傳動二級齒輪、電極帽拆卸傳動三級齒輪、電極帽拆卸傳動四級齒輪、負電極帽拆卸傳動齒輪以及正電極帽拆卸傳動齒輪，所述負電極帽拆卸傳動齒輪與所述正電極帽拆卸傳動齒輪并排設(shè)置、并嚙合傳動，于所述負電極帽拆卸傳動齒輪以及正電極帽拆卸傳動齒輪的內(nèi)圈設(shè)置有多個結(jié)構(gòu)相同的凸輪槽，全部的所述凸輪槽等間隔設(shè)置，于所述凸輪槽內(nèi)設(shè)置有卡盤，所述電極帽拆卸功能模組和電極帽銑削修模功能模組設(shè)置于所述上支撐保護殼內(nèi)和下支撐保護殼內(nèi)組成的保護殼內(nèi)；

電極帽存儲安裝裝置，所述電極帽存儲安裝裝置采用雙排彈夾式結(jié)構(gòu)，所述電極帽存儲安裝裝置設(shè)置于所述支撐型材上，所述電極帽存儲安裝裝置包括用于裝載備用電極帽的電極帽存儲供給機構(gòu)、鎖緊安裝機構(gòu)、復位彈簧、壓力彈簧，電極帽存儲供給機構(gòu)與所述鎖緊安裝機構(gòu)可拆卸連接，于所述電極帽存儲供給機構(gòu)上開設(shè)有滑槽，于所述滑槽內(nèi)設(shè)置有壓力彈簧，于所述電極帽存儲供給機構(gòu)的底部開設(shè)有可自動張開與閉合的電極帽安裝口，于所述正負電極帽安裝口的張開與閉合式通過側(cè)面設(shè)置的復位彈簧完成；

控制模組，所述控制模組包括有控制器以及與所述控制器信號連接的電極帽校核檢測裝置、電極帽切削檢測器以及旋轉(zhuǎn)檢測裝置，所述控制器設(shè)置于所述電控箱內(nèi)，所述電控箱設(shè)置于所述定位板上，所述的電極帽校核檢測裝置又包括正電極帽檢測器與負電極帽檢測器、電極帽形狀檢測器和電極帽數(shù)量檢測器，所述正電極帽檢測器與所述負電極帽檢測器設(shè)置于所述上支撐保護殼內(nèi)、并分別朝向所述正電極帽拆卸傳動齒輪以及所述負電極帽拆卸傳動齒輪設(shè)置，所述電極帽數(shù)量檢測器設(shè)置于所述電極帽存儲供給機構(gòu)上、并朝向所述電極帽安裝口設(shè)置，所述的電極帽檢測形狀檢測器是電極帽檢測模板和拉壓傳感器組成，布置在主體架構(gòu)的支撐型材上，所述電極帽切削檢測器設(shè)置于所述上支撐保護殼內(nèi)、并朝向所述銑削傳動三級齒輪設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)檢測裝置包括有旋轉(zhuǎn)編碼器以及與所述旋轉(zhuǎn)編碼器配合的旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器，所述旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器設(shè)置于所述主動齒輪上，所述旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置于所述主體構(gòu)架上、并可與所述旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器相對設(shè)置。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有碎屑收集模組，所述碎屑收集模組具體包括有封閉銅屑收集器，所述銑削傳動三級齒輪外側(cè)設(shè)置有具有封閉功能的上銑削隔塵罩和下銑削隔塵罩，于所述下銑削隔塵罩上設(shè)置有清屑送氣管口，送氣管口通過軟管與水氣快插組件中的氣源口相連接，于所述的下銑削隔塵罩罩與封閉銅屑收集器通過硬管進行連接。

優(yōu)選地，所述電極帽校核檢測裝置包括有電極帽檢測板以及拉壓傳感器，所述電極帽檢測板設(shè)置于所述支撐型材上，所述拉壓傳感器設(shè)置于所述電極帽檢測板與所述支撐型材之間，所述拉壓傳感器與所述控制器信號連接。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有電極帽數(shù)量檢測器，所述電極帽數(shù)量檢測器設(shè)置于所述支撐型材上、并分設(shè)于所述電極帽存儲安裝裝置的兩側(cè)，所述電極帽數(shù)量檢測器與所述控制器信號連接。

優(yōu)選地，所述銑削傳動系與所述拆卸傳動系呈人字形分設(shè)成兩條傳動支路。

優(yōu)選地，所述主體構(gòu)架為鋼質(zhì)和鋁合金主體構(gòu)架，所述主體構(gòu)架為可移動一體式結(jié)構(gòu)。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明提供的工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)是由工具側(cè)快速切換裝置、機器人側(cè)快速切換裝置、銑削修模及電極帽更換裝置和氣動與電氣控制模組組成。采用可夾持式移動結(jié)構(gòu)，其整體緊湊輕便，作為換裝工具備份在自動生產(chǎn)線的工具庫中，應用時可隨時自動安裝在工業(yè)機器人前段執(zhí)行相關(guān)作業(yè)；

2.在本發(fā)明中，由工具側(cè)快速切換裝置、機器人側(cè)快速切換裝置組成的快速切換裝置采用工業(yè)機器人換槍盤結(jié)構(gòu)，可以快速將系統(tǒng)與機器人前段快速鎖緊，具有通用性強、響應速度快、安裝動作簡單、可靠性高等優(yōu)點，其能夠滿足焊接自動線中的快速切換要求。

3.銑削修模及電極帽更換裝置分為電極帽銑削修整模組和電極帽更換模組。根據(jù)固定焊鉗中正負電極空間布局形式及其電極帽螺柱與支撐螺柱的反螺紋安裝結(jié)構(gòu)特點，電極帽更換模組將分別設(shè)置有正向拆卸機構(gòu)，負向拆卸機構(gòu)和安裝機構(gòu)。保證工業(yè)機器人以最簡單的運動路徑完成固定焊鉗正負電極帽的更換，大大提高了工作效率，簡化了編程工作量。

4.銑削修模及電極帽更換裝置中的電極帽銑削修整模組配有封閉的銅屑收集器，可直接吸收銑削修整產(chǎn)生的銅屑，防止飛濺漂浮的銅屑對現(xiàn)場人員和精密設(shè)備造成傷害。

5.快速切換裝置中快速切換裝置由氣動驅(qū)動，而銑削修模及電極帽更換裝置則由電機驅(qū)動，控制系統(tǒng)中配有總線通信模組，可完成其控制程序與工業(yè)機器人的相關(guān)控制程序相集成，保證其工作與維護保養(yǎng)時不造成生產(chǎn)線的停臺，降低停臺率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)軸測投影圖；

圖2為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的主體支架結(jié)構(gòu)的軸測投影圖；

圖3為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的右視圖；

圖4為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)右視圖的局部剖視圖；

圖5為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主視圖的局部剖視圖；

圖6為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)后視圖的局部剖視圖；

圖7為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的電極帽修模和拆卸工作流程示意圖。

在圖1至圖6中，附圖編號與部件名稱之間的對應關(guān)系為：

1.電極帽銑削修模和更換裝置；2.工具側(cè)快速切換裝置；3.機器人側(cè)快速切換裝置；4.水氣快插組件；5.電極帽存儲安裝裝置；6.吹屑電磁閥；7.旋轉(zhuǎn)編碼器；8.懸浮支架；9.支撐連接柱；10.清屑送氣管口；11.電機控制電箱；12.上支撐保護殼；13.支撐型材；14.定位板；15.定位法蘭；16.支撐外殼；17.驅(qū)動連接軸；18.定位銷；19.電機；20.下減振彈簧；21.導柱；22.壓力傳感器；23.導向套；24.上減振彈簧；25.第一滾動球軸承；26.定位鍵；27.上軸承定位法蘭盤；28.旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器；29.主動齒輪；30.下支撐保護殼；31.下軸承定位法蘭盤；32.封閉銅屑收集器；33.下銑削隔塵罩；34.上銑削隔塵罩；35.旋轉(zhuǎn)鎖緊開關(guān)；36.電極帽切削檢測器；37.銑削傳動一級齒輪；38.銑削傳動二級齒輪；39.銑削傳動三級齒輪；40.刀具安裝座；41.第二滾動球軸承；42.銑刀；43.電極帽拆卸傳動三級齒輪；44.正電極帽檢測器；45.電極帽更換模組傳動中轉(zhuǎn)齒輪；46.正電極帽卸載卡盤；47.負電極帽卸載卡盤；48.負電極帽檢測器；49.電極帽拆卸傳動一級齒輪；50.電極帽拆卸傳動四級齒輪；51.負電極帽拆卸傳動齒輪；52.電極帽拆卸傳動二級齒輪；53.正電極帽拆卸傳動齒輪；54.電極帽存儲供給機構(gòu)；55.備用電極帽；56.閉鎖機構(gòu)；57.復位彈簧；58.壓力彈簧；59.電極帽數(shù)量檢測器；60.電極帽檢測板；61.拉壓傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

請參考圖1至圖7，其中，圖1為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)軸測投影圖；圖2為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的主體支架結(jié)構(gòu)的軸測投影圖；圖3為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的右視圖；圖4為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)右視圖的局部剖視圖；圖5為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主視圖的局部剖視圖；圖6為本發(fā)明實施例中基于工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)后視圖的局部剖視圖；圖7為本發(fā)明實施例中工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)的電極帽修模和拆卸工作流程示意圖。

本發(fā)明提供的工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)由電極帽銑削修模及電極帽更換裝置、工具側(cè)快速切換裝置2、機器人側(cè)快速切換裝置3、電氣動控制模組以及其他輔助零配件組成，其采用可夾持式移動結(jié)構(gòu)，具有自動化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊輕便等優(yōu)點。

為了使得系統(tǒng)可以快速安裝于不同六軸工業(yè)機器人的前端，本發(fā)明采用了市場上通用的機器人換槍盤結(jié)構(gòu)作為系統(tǒng)的快速切換裝置。系統(tǒng)的主體支架上設(shè)計有定位法蘭15，定位法蘭15的尺寸設(shè)計可根據(jù)市場上通用的滾珠鎖緊滾動換槍盤、凸輪鎖緊滾動換槍盤和圓柱鎖緊滾動換槍盤等安裝尺寸做相應的調(diào)整。換槍盤的主動鎖緊側(cè)安裝于工業(yè)機器人前端，被動側(cè)安裝在系統(tǒng)的定位法蘭15上，氣源由水氣快插組件4與外部工業(yè)機器人的水氣供給系統(tǒng)連接提供。

工業(yè)機器人固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)中的電極帽銑削修模和更換裝置1分為電極帽銑削修模功能模組、電極帽拆卸功能模組和電極帽安裝功能模組。在上述的三個模組中，其分別安裝在由支撐型材13、定位板14、定位法蘭15和支撐外殼16組成的主體支架上。其中電極帽安裝功能模組通過螺栓直接安裝在支撐型材13上，電極帽安裝功能模組可在支撐型材13上沿型材上的t型槽方向進行位置調(diào)節(jié)。電極帽銑削修模功能模組和電極帽拆卸功能模組的整體結(jié)構(gòu)則是通過兩點式布局的浮動減振裝置與支撐外殼16相連接。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點在：可以起到減振和自動調(diào)整功能，消除不同尺寸電極帽與系統(tǒng)安裝時產(chǎn)生的誤差和偏移，確保刀具和傳動系統(tǒng)的可靠性與安全性。

浮動減振裝置采用二級減振原理，具體結(jié)構(gòu)為：在懸浮支架8與支撐外殼16之間設(shè)置有導柱21和螺旋彈簧。懸浮支架8通過支撐連接柱9與上支撐保護殼12連接固定，使電極帽銑削修模功能模組和電極帽拆卸功能模組連接成一體，從而達到衰減它們工作產(chǎn)生的振動與位移的功能。懸浮支架8和支撐外殼16之間的導柱21上所設(shè)置的上減振彈簧24為浮動式減振裝置的一級減振結(jié)構(gòu)，支撐外殼16在導柱21的通孔處加工為階梯孔，階梯孔內(nèi)與上減振彈簧24之間設(shè)置導向套23，用來阻止上減振彈簧24的周向旋轉(zhuǎn)。支撐外殼16與導柱21另外一側(cè)設(shè)置的下減振彈簧20為二級減振結(jié)構(gòu)，主要作用于支撐型材13上的電極帽存儲安裝裝置5、電機19和電極帽檢測裝置的振動與位置調(diào)整，同時也對電極帽銑削修模功能模組和電極帽拆卸功能模組進行輔助調(diào)整。

本發(fā)明中電極帽銑削修模功能模組采用三級齒輪傳動原理，達到減速以及增大扭矩的作用。電極帽銑削修模功能模組與電極帽拆卸功能模組和具有二級減振功能的浮動減振裝置相互連接且融為一體，主體結(jié)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)編碼器7、上支撐保護殼12、驅(qū)動連接軸17、定位銷18、電機19、第一滾動球軸承25、定位鍵26、上軸承定位法蘭盤27、旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器28、電機主動齒輪29、下支撐保護殼30、下軸承定位法蘭盤31、電極帽切削檢測器36、銑削傳動一級齒輪37、銑削傳動二級齒輪38、銑削傳動三級齒輪39、刀具安裝座40、滾動球軸承41和銑刀42組成。

本發(fā)明中，電極帽銑削修模功能模組采用三級齒輪傳動原理，達到減速以及增大扭矩的作用。電極帽銑削修模功能模組與電極帽拆卸功能模組和具有二級減振功能的浮動減振裝置相互連接。

電極帽銑削修模功能模組中的電機19安裝于支撐外殼16的一側(cè)，電機19的驅(qū)動軸與主動齒輪29之間由驅(qū)動連接軸17相連，其中驅(qū)動連接軸17與電機19軸是由錐形的定位銷18連接，與電機19主動齒輪29則是由定位鍵26完成固定。電機19主動齒輪29安裝在第一滾動球軸承25與上軸承定位法蘭15盤和下軸承定位法蘭15盤之間，并通過與位于上支撐保護殼12和下支撐保護殼30內(nèi)的電極帽銑削修模功能模組的齒輪系相配合，將電機19的驅(qū)動力和速度傳遞到銑削傳動一級齒輪37，經(jīng)過銑削傳動二級齒輪38和銑削傳動三級齒輪39的減速傳動，使安裝在銑削傳動三級齒輪39內(nèi)圈刀具安裝座40上的銑刀42具有合適的切削速度和力度來完成切削工作。

為控制電極帽準確進入系統(tǒng)銑刀42的切削位置、銑刀42的切削速度、削壓力和進給量。分別在銑削傳動三級齒輪39和刀具安裝座40的側(cè)面安裝接近開快，組成了電極帽切削檢測器36；在電機19主動齒輪29上側(cè)安裝旋轉(zhuǎn)編碼器7，其原理結(jié)構(gòu)是由接近開關(guān)和與電機19主動齒輪29同軸安裝的半圓形金屬旋轉(zhuǎn)信號發(fā)射器28構(gòu)成，結(jié)合齒輪系的傳動比準確計算得到銑刀42的切削速度。導向套23與支撐外殼16的階梯孔之間設(shè)置有壓力傳感器22，壓力傳感器22形狀是圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，套在導柱21上，其作用是更精確的控制浮動減振裝置，為電極帽銑削修模功能模組的恒力切削、檢測電極帽的安裝提供控制反饋信號。

電極帽拆卸功能模組同樣采用四級齒輪減速傳動結(jié)構(gòu)來增大傳動扭矩，達到提高夾緊力的作用。電極帽拆卸功能模組的齒輪系同樣安裝在電極帽拆卸模組上支撐保護殼12和下支撐保護殼30之間。整個齒輪系同樣由電機19驅(qū)動。銑削傳動一級齒輪37與拆卸傳動一級齒輪49，以及電極帽拆卸傳動二級齒輪52和電極帽拆卸傳動三級齒輪43同為雙層齒輪，其中銑削傳動一級齒輪37和電極帽拆卸傳動二級齒輪52為雙層之輪中的大齒輪，而拆卸傳動一級齒輪49和電極帽拆卸傳動三級齒輪43為小齒輪。拆卸傳動一級齒輪49與拆卸傳動二級齒輪52相嚙合，另一層為與其同軸設(shè)置的電極帽拆卸傳動三級齒輪43作為電極帽更換模組傳動中轉(zhuǎn)傳動齒輪與具有同樣功能的電極帽拆卸傳動四級齒輪50相嚙合，同時電極帽拆卸傳動四級齒輪50將速度和力矩傳遞給與之嚙合的正電極帽拆卸傳動齒輪53上。正電極帽拆卸傳動齒輪53和負電極帽拆卸傳動齒輪51外嚙合，達到兩個齒輪轉(zhuǎn)動方向相反的目的。

在正電極帽拆卸傳動齒輪53和負電極帽拆卸傳動齒輪51中，兩個齒輪內(nèi)圈均勻加工有個相同的凸輪槽，相互圍繞齒輪幾何圓心呈120°分布，在凸輪槽內(nèi)分別沿逆時針和順時針安裝呈鋸齒狀的凸輪，凸輪由銷軸定位，組成正電極帽卸載卡盤46和負電極帽卸載卡盤47。

為檢測工作過程中電極帽是否進入到正電極帽卸載卡盤46和負電極帽卸載卡盤47的指定位置，在上支撐保護殼內(nèi)電極帽拆卸傳動齒輪53以及負電極帽拆卸傳動齒輪51側(cè)設(shè)置有正電極帽檢測器44和負電極帽檢測器48，主體結(jié)構(gòu)是由接近開關(guān)，在接近開關(guān)后側(cè)設(shè)置彈簧用以衰減外部振動。

電極帽銑削修模功能模組設(shè)置有封閉式碎屑收集模組，在銑削傳動三級齒輪39、刀具安裝座40和銑刀42上下安裝有上銑削隔塵罩34和下銑削隔塵罩33，該封閉式吸塵結(jié)構(gòu)能夠有效防止銑削產(chǎn)生的銅屑飛濺出來。隔塵罩側(cè)面安裝清屑送氣管口10，送氣管口10通過軟管(膠管)與水氣快插組件中的氣源口相連接，管口的送氣控制是由在封閉銅屑收集器32上側(cè)設(shè)置有吹屑電磁閥6和系統(tǒng)的控制器完成。圓筒形狀的封閉銅屑收集器32由金屬管完成與下隔塵罩接近銑刀42處相連接，整個裝置由水氣快插組件4提供0.6mpa的氣壓，通過送氣管口10放出的氣體作為動力，將修模產(chǎn)生的銅屑吹到封閉式的銅屑收集器32。密封桶頂端設(shè)置有開口通過透明的塑料薄膜封閉，便于觀察內(nèi)部銅屑容量。

在本發(fā)明中，電極帽安裝功能模組是指獨立安裝在支撐型材13上的電極帽存儲安裝裝置5，在采用彈夾式雙排正反兩側(cè)供給結(jié)構(gòu)原理，此設(shè)計優(yōu)點與電極帽拆卸功能模組相同，可優(yōu)化機器人的運動，提高工作效率。電極帽存儲安裝裝置5的主體結(jié)構(gòu)包括：電極帽存儲供給機構(gòu)54、備用電極帽55、鎖緊安裝機構(gòu)、復位彈簧57、壓力彈簧58、電極帽數(shù)量檢測器59和旋轉(zhuǎn)鎖緊開關(guān)35等。電極帽存儲供給機構(gòu)54可通過側(cè)面滑槽與鎖緊安裝機構(gòu)相連和拆卸，并由旋轉(zhuǎn)鎖緊開關(guān)35鎖緊。備用電極帽55受壓力彈簧58作用沿電極帽存儲供給機構(gòu)54中的滑槽壓入鎖緊安裝機構(gòu)內(nèi)，鎖緊安裝機構(gòu)內(nèi)可儲備多個電極帽。當系統(tǒng)將電極帽安裝在焊鉗上時，工業(yè)機器人沿直線方向脫離，鎖緊安裝機構(gòu)中的鎖緊掛鉤受力張開使電極帽脫離。當電極帽徹底脫離后，反側(cè)壓縮復位彈簧57的彈力使鎖緊開關(guān)重新鎖緊，同時備用電極帽55受壓力彈簧58沿滑槽自動落位。電極帽存儲安裝裝置5兩側(cè)設(shè)置的備用電極帽55分別設(shè)置電極帽數(shù)量檢測器59，從而完成電極帽數(shù)量儲備的記錄與監(jiān)控。

本發(fā)明將電極帽檢測形狀檢測器布置在支撐型材13上，其主要由電極帽檢測模板60和拉壓傳感器61組成，其作用是檢測系統(tǒng)對固定焊鉗上更換的新電極帽是否合格。電極帽檢測模板60的主體結(jié)構(gòu)是在金屬板前后分別加工有電極帽形狀的對應凹槽，同時在與型材的連接處布置有拉壓力傳感器61。當系統(tǒng)更換完固定焊鉗上的電極帽后，工業(yè)機器人則將電極帽檢測模板60和拉壓傳感器61組成移動到固定焊鉗上電極帽相對應的位置，將對應凹槽與電極帽相配合安裝，通過事先標定的額定壓力來確定安裝后的電極帽是否合格。電極帽檢測模板60和拉壓傳感器61組成不僅可以單獨檢測固定焊鉗上正負電極帽，還可以通過相對稱的凹槽檢測固定焊鉗正負電極帽的閉合壓力，具體檢測方法在下面系統(tǒng)控制原理與方法中論述。

在本發(fā)明中，控制模組主要作用是通過旋轉(zhuǎn)編碼器7、壓力傳感器22、電極帽切削檢測器36、正電極帽夾緊檢測器、負電極帽夾緊檢測器、電極帽數(shù)量檢測器59和拉壓力傳感器61完成對系統(tǒng)實時工作的狀態(tài)的檢測、修正和調(diào)整，與工業(yè)機器人相配合自動化的完成系統(tǒng)工作任務，并修正工作中產(chǎn)生的誤差，其具體步驟分為如下：

1.系統(tǒng)在工業(yè)機器人上的快速切換；

當固定焊鉗焊接200個焊點后，機器人控制柜組中的焊接控制器向工業(yè)機器人發(fā)出需要銑削電極帽請求，工業(yè)機器人移動到工具停放支架處，通過快速切換裝置將抓具放到抓具?？恐Ъ苌?，通過快速切換裝置中的電磁閥控制鎖緊結(jié)構(gòu)開鎖。當開鎖完成后，機器人按照編程軌跡移動到固定焊鉗自動修磨與電極帽更換系統(tǒng)?？康闹Ъ苌戏?。然后，通過將機器人側(cè)快速切換裝置3與系統(tǒng)工具側(cè)快速切換裝置2相配合，啟動裝置的電磁閥控制鎖緊機構(gòu)鎖緊。這時機器人側(cè)的供電模組、供氣模組、i/o模組與工具側(cè)的供電模組、供氣模組、i/o模組連通。

2.修磨；

工業(yè)機器人帶著固定電阻點焊鉗電極帽銑削與更換系統(tǒng)移動到固定焊鉗電極帽需要修模位置，使固定焊鉗上電極帽套入刀具安裝座40與銑刀42的內(nèi)圈，整個過程由電極帽切削檢測器36進行測試。當電極帽進入準確進入修模工位時，電極帽切削檢測器36啟動，由24芯控制線將信號通過通信模組(ip6-7)傳遞到工業(yè)機器人控制柜組。此時，控制柜組啟動計數(shù)器，并通過i/o模組向通信模組(ip6-7)發(fā)出一路24v，500ma的電流，控制電箱中的正轉(zhuǎn)接觸器吸合，將380v動力電通過接觸器連接到電機19控制電箱11中的斷路器上，啟動電機19帶動電極帽銑削修模功能模組中的齒輪系和銑刀42旋轉(zhuǎn)。同時工業(yè)機器人控制柜組向固定焊鉗發(fā)出指令，控制其閉合加壓到3kn，壓力值由系統(tǒng)中懸浮裝置中的壓力傳感器22檢測。當各項指標達到預定要求，系統(tǒng)開始銑削，整個過程保持1.5-2秒時間，通過旋轉(zhuǎn)編碼器7控制銑刀42的切削速度，通過壓力傳感器22控制恒定的銑削進給量。修磨完畢后，通過工業(yè)機器人控制柜組將固定焊鉗打開，同時銑削旋轉(zhuǎn)檢測器發(fā)出信號給通信模組，由通信模組通過總線傳輸給工業(yè)機器人控制柜組，控制通信模組終止供給電機19控制電箱11中的接觸器24v、500ma的電流，電機19控制電箱11中的正轉(zhuǎn)接觸器斷開，電機19的380v動力電被關(guān)閉，停止修磨。最后，機器人按照編程軌跡帶動固定焊鉗自動修磨與電極帽更換系統(tǒng)離開固定焊鉗修磨位置，移動到固定焊鉗自動修磨與電極帽更換裝置?？恐Ъ苌戏畔孪到y(tǒng)，并通過快速切換裝置重新切換到機器人夾具。

3.自動裝卸電極帽

(1)拆卸電極帽

當修磨達到4-5次后，機器人控制柜組之中的計數(shù)器通過焊接控制器向工業(yè)機器人發(fā)出更換電極帽請求。工業(yè)機器人按步驟1重新切換成固定焊鉗自動修磨與電極帽更換系統(tǒng)。而后，工業(yè)機器人帶著固定焊鉗自動修磨與電極帽更換系統(tǒng)移動到固定焊鉗電極帽需要更換位置，通過正電極帽檢測器44檢測電極帽是否套入正電極帽卸載卡盤46內(nèi)。當電極帽進入合適位置，正電極帽檢測器44由24芯控制線將信號通過通信模組(ip6-7)傳遞到工業(yè)機器人控制柜組，此時，控制柜組啟動計數(shù)器，并通過i/o模組向通信模組(ip6-7)發(fā)出一路4v、500ma的電流，使得控制電箱中的正轉(zhuǎn)接觸器吸合，將380v動力電通過接觸器連接到電機19控制電箱11中的斷路器上，啟動電機19驅(qū)動電極帽拆卸功能模組中的鎖緊正電極帽卸載卡盤46鎖緊電極帽，在工業(yè)機器人移動配合下沿電極桿軸線方向移動摘除正極電極帽。當成功卸載電極帽后，機器人帶動系統(tǒng)移動到廢舊電極帽回收桶上方，由機器人控制柜組向通信模組(ip6-7)發(fā)送終止供給電機19控制電箱11中的接觸器24v、500ma的電流，控制電機19控制電箱11中的接觸器打開，電機19的380v動力電被關(guān)閉，同時通信模組(ip6-7)發(fā)出一路24v，500ma的電流，使電機19控制電箱11中的反轉(zhuǎn)接觸器吸合，控制電機19反轉(zhuǎn)打開正電極帽卸載卡盤46，電極帽落入回收桶內(nèi)，機器人控制柜組之中的計數(shù)器清零。

負電極帽的拆卸過程同上，在此不進行贅述。

(2)安裝電極帽

當從固定焊鉗拆卸下電極帽后，機器人控制柜組向工業(yè)機器人發(fā)出安裝電極帽請求。系統(tǒng)中的電極帽數(shù)量檢測器59檢測閉鎖機構(gòu)56中是否存在電極帽。確定電極帽后，電極帽數(shù)量檢測器59由24芯控制線將信號通過通信模組(ip6-7)傳遞到工業(yè)機器人控制柜組，控制工業(yè)機器人帶動固定焊鉗自動修磨與電極帽更換裝置上的電極帽存儲裝置移動到正電極桿安裝電極帽位置安裝電極帽，由懸浮減振裝置中的壓力傳感器22檢測電極帽的安裝狀態(tài)。當確定安裝正確且緊固時，通過工業(yè)機器人的雙向移動將系統(tǒng)脫離固定焊鉗。而后控制工業(yè)機器人繼續(xù)更換固定焊鉗的負電極帽，更換原理與正電極帽更換步驟相同。

(3)檢測電極帽

當完成固定焊鉗的電極帽安裝后，機器人控制柜組向工業(yè)機器人發(fā)出控制信號，機器人將系統(tǒng)中的電極帽檢測模板60移動到固定焊鉗的正電極帽處，通過拉壓力傳感器61確定位置是否正確。如果位置正確，機器人控制柜組控制固定焊鉗閉合，焊鉗中的支撐住帶動負電極帽向電極帽檢測板60負電極帽位置加壓，當閉合壓力達到3000kn(±500n)左右的范圍，確定固定焊鉗上的電極帽安裝正確，反之則啟動步驟3(2)的控制程序重新安裝。

本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。