專利名稱：：突出螺釘熔接系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明是有關于一種熔接突出螺釘?shù)娜劢酉到y(tǒng)，并且此突出螺釘(projectionbolt)包括一軸(shaft)、一凸緣(flange)以及一待熔突出物(projectionforwelding)，將此螺釘熔接到薄板形狀的工作件。公知技術說明于上，由于熔接系統(tǒng)是固定的類型，因此必須移動工作件，如果將此熔接系統(tǒng)應用到大尺寸的工作件上，例如汽車的地板板金，將會變得不切實際。而另外的替代方案可以使用活動類型的熔接系統(tǒng)，然而在特殊的考慮下，必須提供一機構(gòu)以供給突出螺釘?shù)诫姌O頭上。換句話說，在熔接系統(tǒng)裝上一凸出螺釘進料機構(gòu)(projectionboltfeedunit)后，此系統(tǒng)便可以提供突出螺釘?shù)诫姌O頭上。此外，必須精確地抓住由軸、凸緣、待熔突出物組成的突出螺釘，以獲得良好的熔接質(zhì)量。從熔接骨架前進路徑的方向來看，突出螺釘進料機構(gòu)可裝設在活動式電極頭和固定式電極頭的后面。當熔接骨架前進至工作件的過程中，抓住突出螺釘?shù)碾姌O頭必須前進到熔接最初的位置，換句話說，不能因為突出螺釘進料系統(tǒng)而阻礙熔接骨架的前進。如果熔接螺釘進料系統(tǒng)安裝于熔接骨架的前面，則熔接螺釘進料系統(tǒng)會受周圍地區(qū)的其它零件阻礙，使得在任何想要的地方完成熔接突出螺釘?shù)墓ぷ髯兊貌豢赡?。因此，沒有阻礙問題的突出螺釘進料系統(tǒng)如上所述，是一種高性能的熔接系統(tǒng)。突出螺釘進料機構(gòu)包括一前后活動進料桿(forward-backwardfeedrod)、一抓取頭(holdinghead)、一驅(qū)動裝置(driveunit)，而抓取頭依附于進料桿，并且通過驅(qū)動裝置將突出螺釘?shù)妮S放入容納孔中。前后活動進料桿從熔接骨架伸出也退回至熔接骨架，并且被抓取頭抓住的突出螺釘可以順利地移動到活動式電極頭與固定式電極頭之間。此外當突出螺釘?shù)妮S與容納孔同軸時，進料桿的前進停止，再通過驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件將突出螺釘?shù)妮S放入容納孔中，如此可以確保高可靠度的進料，故進料桿的前過程進會影響進料的可靠度。將驅(qū)動裝置固定于熔接骨架的臂桿構(gòu)件(armmember)，而將進料桿的前后活動驅(qū)動機構(gòu)固定于驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件(outputmember)，并且進料桿由兩個方向，沿著臂桿構(gòu)件翹起一定的程度，而當抓取頭所抓住的突出螺釘?shù)妮S與容納孔在同軸的位置時，則進料桿就停住，將突出螺釘?shù)妮S從停住的位置放入容納孔中。由于提供前后活動驅(qū)動機構(gòu)以及驅(qū)動裝置，因此突出螺釘可以通過前后活動驅(qū)動機構(gòu)將進料桿精確地移動到活動式電極頭與固定式電極頭之間的位置，并且通過驅(qū)動裝置可以將突出螺釘?shù)妮S精確地放入容納孔中，另外將前后活動驅(qū)動機構(gòu)固定于驅(qū)動裝置的輸出端，如此的機構(gòu)將會呈現(xiàn)高性能的熔接系統(tǒng)。因為進料桿由兩個方向沿著臂桿構(gòu)件翹起，所以使得突出螺釘可以移動到活動式電極頭與固定式電極頭之間，并且突出螺釘進料機構(gòu)可以裝置于熔接骨架上。圖2為圖1的零件的右側(cè)視圖。圖3為抓取頭與容納孔關系的剖面視圖。圖4為突出螺釘?shù)膫?cè)視圖。附圖標記說明1自動控制系統(tǒng)2臂桿3活結(jié)接頭4平衡器5熔接骨架5a臂桿構(gòu)件6活動式電極頭7固定式電極頭8、16、29氣缸9容納孔10突出螺釘11軸12凸緣13待熔突出物14突出螺釘進料機構(gòu)15托座17活塞桿18進料桿19前后活動驅(qū)動機構(gòu)20連結(jié)臂桿21連結(jié)圓筒22抓取頭23抓取頭主體24空孔24a大直徑空孔24b小直徑空孔25磁鐵26通氣孔27通氣軟管28磁鐵30零件進料管31零件進料器32通氣軟管33工作件34夾具35固定構(gòu)件36基座37骨架構(gòu)體37a旋轉(zhuǎn)式夾具臂桿38工作軸40壓縮螺旋彈簧如圖1所示，自動控制系統(tǒng)1(robotsystem)的外緣部分具有一臂桿2(arm)以及一活節(jié)接頭3(articulatoryjoint)。一般來說，自動控制系統(tǒng)1是六軸形式。活節(jié)接頭3通過平衡器4(equalizer)與熔接骨架5(weldingframe)接合。熔接骨架5具有各種不同的形式，然而C型的熔接骨架應用于本實施例中，也可用X型的熔接骨架來替代C型的熔接骨架。在熔接骨架5的頂端裝置一活動式電極頭6(movableelectrode)以及一固定式電極頭7(fixedelectrode)?；顒邮诫姌O焊6通過氣缸8(aircylinder)來驅(qū)動，而氣缸8與熔接骨架5接合，也可以用電動馬達來代替氣缸8?；顒邮诫姌O頭6、固定式電極頭7是裝設在同軸的位置上，并且活動式電極頭或固定式電極頭的其中一個具有一容納孔(receivinghole)，在此容納孔內(nèi)，可容納突出螺釘?shù)妮S，而在本實施例中，固定式電極頭7具有一容納孔9。如圖4所示，一鐵制的突出螺釘10(projectionbolt)包括一軸11(shaft)、一圓形的凸緣12(flange)以及一待熔突出物13(projectionforwelding)，其中凸緣12與軸11合成一體，并且待熔突出物13位于凸緣的一表面，而此表面是在具有軸11的表面的背面，也可以在平坦的凸緣12的表面形成三或四個樹瘤狀(wart)的突起的待熔突出物13。如圖1所示，從熔接骨架5前進的方向來看，也就是往待用工作件的方向來看，突出螺釘進料機構(gòu)14(projectionboltfeedunit)裝置在活動式電極頭6和固定式電極頭7后面的位置，而待用工作件位于另外孤立的位置(在圖1的右側(cè))。換句話說，當熔接骨架5在前進的過程中，活動式電極頭6和固定式電極頭7前進至最先的位置，并且突出螺釘進料機構(gòu)14位于活動式電極頭6和固定式電極頭7的后面。在熔接骨架側(cè)面地延伸部分具有一臂桿構(gòu)件5a(armmember)，在臂桿構(gòu)件5a的側(cè)面表面固定一托座15(bracket)，在托座15上裝上一氣缸16(aircylinder)，而氣缸16是一驅(qū)動裝置。一進料桿18(feedrod)的前后活動驅(qū)動機構(gòu)19(forward-backwardmovingdriveunit)固定在活塞桿17(pistonrod)上，而活塞桿17是驅(qū)動裝置(氣缸16)的輸出構(gòu)件。前后活動驅(qū)動機構(gòu)19包括一氣缸19，而通過一連結(jié)臂桿20(couplingarm)以及一連結(jié)圓筒21(couplingcylinder)將氣缸19和活塞桿17合成一單一機構(gòu)，且連結(jié)圓筒21裝置在氣缸19上。電動馬達可以用來替代氣缸16和氣缸19，當使用電動馬達時，必須裝置一機構(gòu)，此機構(gòu)將馬達的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換成線性來回的運動。進料桿18是由兩個方向或是由兩個平面，沿著臂桿構(gòu)件5a翹起。如圖1的指示所示，翹起的部分是傾斜一角度θ1；如圖2的指示所示，翹起的部分是傾斜一角度θ2，即進料桿18與臂桿構(gòu)件5a是呈現(xiàn)具有斜度的排列。抓取頭22(holdinghead)與進料桿18的頂端接合，并且抓取頭22可容納一突出螺釘10，而當抓取頭22在前進的過程中，可以將突出螺釘10帶領到突出螺釘?shù)妮S11與容納孔9同軸的位置。如圖3所示，抓取頭22的軸與進料桿18的軸交叉呈銳角的狀態(tài)，且在抓取頭主體23(headbody)下具有一開口朝下的圓形空孔24(concavity)，而在空孔24中可容納一凸緣12。由于待熔突出物13與凸緣12合成于一體，因此空孔包含一大直徑空孔24a(large-diameterportion)以容納凸緣12以及一小直徑空孔24b(small-diameterportion)以容納待熔突出物13。在空孔24的深部埋入一磁鐵25(magnet)(永久性磁鐵)，由吸住突出螺釘?shù)耐咕?2，使得突出螺釘10呈現(xiàn)出安定狀態(tài)(stablestate)。此安定狀態(tài)是指凸緣12的周邊與大直徑空孔24a的底部表面緊密連接。在抓取頭主體23的中間位置具有一通氣孔26(airpassage)，且通氣孔26開于小直徑空孔24b的底部。由高壓氣體從通氣孔26灌入，用以突破磁鐵25的吸力，使得突出螺釘?shù)耐咕?2強制地與空孔24分離，而且將突出螺釘?shù)妮S11完全地插入容納孔9中。其中，通氣軟管27(airhose)與通氣孔26連接，且壓縮氣體進氣的時機是當部份的突出螺釘?shù)妮S11進入容納孔9后。在容納孔的深部具有一磁鐵28(magnet)(永久性磁鐵)，磁鐵28將插入容納孔后的突出螺釘10緊緊地吸住。若是將圖3的頂部與底部倒置，則由磁鐵28吸住突出螺釘10的裝置是必要的。如圖1所示，當進料桿18位在引退位置(retreatposition)時，必須將凸緣12吸進空孔24內(nèi)。為了達到此目的，一零件進料管30(partsfeedpipe)與托座29(bracket)連接，而托座29固定于氣缸19上，并且零件進料管30的端點必須與抓取頭22配合(如圖1的虛線部份所示)。零件進料管30與零件進料器31(partsfeeder)連接，由從通氣軟管32(airhose)輸入壓力氣體，將突出螺釘10向上運載到抓取頭22。一夾具34(clampunit)將鋼鐵板狀的工作件33(work)穩(wěn)穩(wěn)地固定住。夾具34是普通的樣式，將工作件33緊密地夾在基座36(base)與旋轉(zhuǎn)式夾具臂桿37a(rotaryclamparm)之間，而基座36裝設在固定構(gòu)件35(stationarymember)上。當熔接骨架5在返回的狀態(tài)時，工作件33與熔接骨架5是呈現(xiàn)分離的狀態(tài)，然而圖1指示出當熔接骨架5在前進時，工作片33位于活動式電極頭6與固定式電極頭7之間。通過平衡器4使得整個熔接骨架5往上移動，將固定式電極頭6與工作件33的下表面碰觸，再由氣壓缸8的作用，使活動式電極頭6前進以接觸工作件33，如此將產(chǎn)生反作用力，使工作件33被活動式電極頭6與固定式電極頭7緊密地壓住。為了達到上述的目的，一管道形式的骨架構(gòu)體37(framemember)固定于活結(jié)接頭3上，而工作軸38(workingshaft)裝設在骨架構(gòu)體37內(nèi)，并且順滑地延伸穿過托座39(bracket)，且托座39固定于熔接骨架5上。在各個托座39與骨架構(gòu)體37的端墻間具有一壓縮螺旋彈簧40(compressioncoilspring)。移動式電極頭6的前進會對熔接骨架5產(chǎn)生反作用力，而壓縮螺旋彈簧40的其中一個會被壓縮，產(chǎn)生平衡的作用。接下來將敘述上述機構(gòu)的動作。當抓取頭22在圖1中虛線的位置時，突出螺釘10由零件進料器31傳送過來，此時螺釘?shù)耐咕?2和待熔突出物13容納在抓取頭22的空孔24中，而軸11從抓取頭22的下端伸出。然后進料桿18前進使得軸11和容納孔9在同軸的位置，隨后通過氣缸16的動作，使得整個進料桿18前進將軸11放入容納孔9中，再通過通氣孔26傳送高壓氣體，使得突出螺釘?shù)妮S11完全地進入容納孔9中。然后抓取頭22依照相反的軌跡回到原先的位置。接下來通過自動控制系統(tǒng)1的動作使得熔接骨架5前進，活動式電極頭6和固定式電極頭7到達工作件33的地方，而工作件33之前已經(jīng)在遠離熔接骨架5的地方待命。然后活動式電極頭6前進，而平衡器4平衡待熔突出物13壓在工作件33下表面的壓力，然后供給能量將突出螺釘10焊接于工作件33上。當?shù)谝粋€突出螺釘10完成焊接后，活動式電極頭6退回，而通過平衡器4的作用，使得熔接骨架5前進而使得固定式電極頭7與工作件33之間具有一空間，然后抓取頭22前進至上述的空間，將第二個突出螺釘?shù)妮S11放入容納孔9中，并完成熔接的動作。即將工作件33置于活動式電極頭6與固定式電極頭7之間，突出螺釘10的熔接動作一個接著一個順利地完成。成功的熔接動作必須將熔接骨架5的移動軌跡縮減，如此熔接骨架5的移動是有效率的，依序地將突出螺釘10焊接完成。即使將圖1的整個系統(tǒng)上下顛倒，則相同的動作還是可以運作。權利要求1.一種突出螺釘熔接系統(tǒng)，用以熔接突出螺釘，其特征為該突出螺釘包括一軸、一凸緣、一待熔突出物，該凸緣成形于該軸的一端，該待熔突出物位于該凸緣的一表面，該表面是在具有該軸表面的背面，而面對薄板形狀的工作件，并且該突出螺釘熔接系統(tǒng)包括一熔接骨架，該熔接骨架通過一自動控制系統(tǒng)移動至適當位置；一移動式電極頭和一固定式電極頭，該移動式電極頭和該固定式電極頭裝設在該熔接骨架上，而在該移動式電極頭和該固定式電極頭中的其中一個具有一容納孔，該容納孔可容納該軸；以及一突出螺釘進料機構(gòu)，該突出螺釘進料機構(gòu)依附于該熔接骨架。2.如權利要求1所述的突出螺釘熔接系統(tǒng)，其特征為從該熔接骨架前進路徑的方向來看，該突出螺釘進料機構(gòu)裝設在該活動式電極頭和該固定式電極頭的后面。3.如權利要求1和2所述的突出螺釘熔接系統(tǒng)，其特征為該突出螺釘進料機構(gòu)包括一前后活動進料桿、一抓取頭、一驅(qū)動裝置，而該抓取頭依附于該進料桿，并且通過該驅(qū)動裝置將該突出螺釘?shù)脑撦S放入該容納孔中。4.如權利要求3所述的突出螺釘熔接系統(tǒng)，其特征為該驅(qū)動裝置固定于該熔接骨架的臂桿構(gòu)件，而該進料桿的前后活動驅(qū)動機構(gòu)固定于該驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件，并且該進料桿由兩個方向，沿著該臂桿構(gòu)件翹起一定的程度，而當該抓取頭所抓住的該突出螺釘?shù)脑撦S與該容納孔位于同軸的位置時，則該進料桿就停住，將該軸從停住的位置放入該容納孔中。5.一種突出螺釘熔接系統(tǒng)，用以熔接突出螺釘，其特征為該突出螺釘包括一軸、一凸緣、一待熔突出物，該凸緣成形于該軸的一端，該待熔突出物位于該凸緣的一表面，該表面是在具有該軸表面的背面，而面對薄板形狀的工作件，并且該突出螺釘熔接系統(tǒng)包括一熔接骨架，該熔接骨架通過一自動控制系統(tǒng)移動至適當位置；一移動式電極頭和一固定式電極頭，該移動式電極頭和該固定式電極頭裝設在該熔接骨架上，而該移動式電極頭和該固定式電極頭中的其中一個具有一容納孔，該容納孔可容納該軸；以及一突出螺釘進料機構(gòu)，該突出螺釘進料機構(gòu)依附于該熔接骨架，并且該突出螺釘進料機構(gòu)包括一前后活動進料桿；一抓取頭，該抓取頭依附于該進料桿；以及一驅(qū)動裝置，通過該驅(qū)動裝置將該突出螺釘?shù)脑撦S放入該容納孔中；該驅(qū)動裝置固定于該熔接骨架的臂桿構(gòu)件；該進料桿的前后活動驅(qū)動機構(gòu)固定于該驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件，并且該進料桿由兩個方向，沿著該臂桿構(gòu)件翹起一定的程度，而當該抓取頭所抓住的該突出螺釘?shù)脑撦S與該容納孔位于同軸的位置時，則該進料桿就停住，將該軸從停住的位置放入該容納孔中。全文摘要本發(fā)明是有關于一突出螺釘熔接系統(tǒng),裝置于一熔接骨架上,通過自動控制系統(tǒng)來驅(qū)動熔接骨架。裝置在熔接骨架上的活動式電極頭與固定式電極頭的其中一個具有一容納孔,在此容納孔內(nèi)可裝入一突出螺釘?shù)妮S。突出螺釘進料系統(tǒng)抓住突出螺釘,前進停止于突出螺釘軸與容納孔同軸的位置,隨后將熔接骨架前進至待用工作件,將工作件焊上突出螺釘。文檔編號B23K11/00GK1359318SQ00806401公開日2002年7月17日申請日期2000年9月7日優(yōu)先權日2000年5月6日發(fā)明者青山好高,青山省司申請人:青山好高