修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器

摘要

本发明公开了一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，包括由左、右壳体组成的闭合壳体，电极切削修磨等功能机构的主体部分均置于其内。电极切削修磨机构通过动力输入齿轮、公转齿轮、固定齿圈和自转齿轮等将动力电机的动力输入转为组合刃具的旋转动力；切削位移控制机构通过正反螺纹轴，将步进电机的旋转动力转为切削位移的微距直线运动；修磨角度调整机构用以补偿焊钳机臂焊接挠曲变形等致电极工作表面的偏转。本发明中，组合刃具及其公转+自转的修磨原理、不借助外力的定位移修磨方式、修磨角度调整等功能特性，在提高刃具使用寿命、减小非必要电极切削、提高焊点质量和减小点焊工艺成本等方面均可取得显著积极效果。

说明书

技术领域

本发明是属于电极自动修磨技术领域，涉及电阻点焊过程中点焊电极修磨的工艺装备，更具体地说，本发明是关于电阻点焊工艺过程中可对各类自动焊钳或固定式点焊机的电极工作端部进行自动修磨的专用工艺装备，尤其是一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器。

背景技术

连续点焊工艺过程中，受高温和高压等苛刻工作负荷的循环作用，电极工作表面的直径与成分、与工件表面之间的接触面积、接触电阻和接触热阻等均随焊点序数递增而不断改变，一系列变化动态改变着焊点接头之间的总电阻值和沿板厚方向的电阻分配比例关系，接头各部位之间的电阻析出热也随其间的电阻分配比例关系改变不断重新进行热量再分配，并视热量再分配比例的关系不同，对焊点质量和点焊工艺成本等产生不同程度的影响。为了减小因电极表面状态变化过大对焊点质量和点焊工艺成本等产生过多不利影响，生产上均采取定期修磨电极工作端部的方式，以通过将电极工作端表面尺寸与形状均限定在一定波动范围内的防范措施，达到将焊点质量离散度约束在允许范围内的目的。

电极修磨器主要拟实现以下作用：⑴将已增大的电极工作表面直径恢复至其初始设定值，即将电极的馈电表面直径或馈电面积限定在两次电极修磨期内波动，为保证焊接熔核形成过程中馈电与导热截面面积的相对均衡创造必要条件；⑵去除电极工作表面在点焊过程中形成的各类非电极原始材料，包括合金层与附着物层等，并同时将两电极工作表面修整至与点焊作业时的工件表面平行，以提高电极工作表面与工件表面的有效接触面积，并减小电极工作表面与工件表面之间的接触电阻和对焊点质量与点焊工艺成本可能产生的负面影响。

电极修磨器分手动修磨器和自动修磨器两类；因产品类型不同，价格差异悬殊。手动修磨器需凭借操作人员的经验，保证修磨时处于空间位置的两电极工作表面，在工作状态下分别与两侧工件表面的平行关系，是具有相当操作难度的工作；同时，这类修磨方式难以把握对点焊过程中必然形成的附加变形实施补偿，故工艺保证效果不仅十分有限，甚至对焊点质量和点焊工艺成本可能构成负面影响。

已知技术的电极自动修磨器主要存在以下不足：

1.已知技术电极自动修磨器的修磨原理均相仿，并具有以下共同属性：⑴切削刃具均为两侧带有刃口的一体式刀片，由一片刀片上两侧呈镜像关系的刃口同步修磨两侧待修电极的工作端表面；刃具加工电极平面部分的刃口为圆弧，加工后的两电极工作表面实际为与该处刃口曲率半径相等的球面；电极修磨后，电极工作表面与工件表面之间的接触方式理论上为点接触，极大提高了电极工作表面点焊时的电流过载程度、恶化速度和烧蚀速度。⑵电极修磨时，电极压力始终垂直作用于刃具两侧刃口之上，排除了刃具刃口采用具有前倾角设计的可能性，刃具中互为镜像关系的两侧刃口对电极表面修磨的本质分别为正刃刮削和反刃刮削，而非切削；任何情况下，总有一侧刃具刃口处于反刃刮削状态，刃具两侧刃口的磨损速度差异极大；从刃具刃口外缘到刃具回转中心，刃口刮削线速度存在着由V＝Vmax到V＝0的变化，即电极外径部位刃口的刮削线速度最大；距电极轴心一定半径范围内，因刮削线速度小于临界刮削速度，该区域内待刮削电极材料与电极表面之间的剥离是刃口旋转撕裂与旋转碾压叠加作用的综合结果，修磨过程对刃具刃口的损伤作用较强。⑶考虑机器人重复定位精度的影响，为了去除电极轴心部位的待刮削金属，刃口长度设计上必须穿越刃具的回转中心，超出回转中心部分的刃口在刮削过程中承受硬性挤压等恶劣工况，易造成该处刃口迅速变钝或崩刃。⑷点焊时，电极握杆在电极压力作用下，必然产生一定的挠曲变形，并使电极工作表面随挠曲变形产生一角度偏转，延长了通过点焊时对电极的烧蚀和塑性变形等逐渐增大与工件表面实际接触面积的时间，对电极使用寿命和焊点质量等均形成负面影响；已知技术的电极自动修磨器均不具备相应的修磨角度补偿能力。

2.刃具刃口对电极修磨的刮削力由电极压力和刃具旋转扭矩共同建立，名义上是以刃口转速、电极修磨时的电极压力和修磨时间等三参数共同决定电极每次刮削修磨量，但实际上又与刃口变钝情况直接关联；刃具刮削工作原理决定了其刃口变钝速度较快，相同的工艺参数设置条件下，电极每次修磨时的吃刀量随刃口磨损程度加大而逐渐增大，非必要刮削的电极消耗量中随刃口变钝程度加大而增大，非必要切削的比例平均可占电极修磨总消耗量的50％以上。

3.严格意义上讲，已知技术电极自动修磨器的修磨原理只适用于直线运动型固定点焊机上的电极修磨。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种可以实现对各类电阻点焊自动焊钳或固定点焊机上的电极进行自动修磨的修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器。

本发明的电极自动修磨器具有以下特点：采用具有前倾角的多刃口组合刃具以公转+自转方式对电极待修端部进行切削修磨；刃具刃口对电极工作端面修磨时的切削力与电极压力无关；除可在微吃刀量条件下对电极工作端面进行定位移修磨外，还可针对不同电极握杆在点焊过程中产生的挠曲变形和其它可致电极工作平面产生的偏转进行角位移补偿，切实保证电极修磨后的工作表面与工件表面之间，在点焊过程中形成良好的贴合关系。上述特点共同决定了刃具使用寿命长、可极度压缩电极修磨时的非必要切削量、电极材料利用率高和修磨后的电极工作表面与工件表面在点焊作业时接触状态好等优点，为降低刃具和电极材料消耗、点焊工艺能耗和提高焊点质量等均创造了良好的基础保证条件。

具体改进如下：

1.将已知技术修磨器中的一个单刃口一体式刃具改变为分别由多刃口的平面刃具与弧面形刃具或圆台形刃具组合而成的两套组合刃具。

2.将已知技术中刃具的直刃刃口型式改变为具有前倾角的刃口型式，将对电极工作端部的修磨由刮削修磨原理改变为切削修磨原理。

3.将已知电极修磨技术中，由电极压力、刃具转速和修磨时间等三参数共同决定电极每次修磨量的控制方式，改变为由修磨位移控制系统决定电极每次修磨量的控制方式，且电极修磨过程与电极压力无关。

4.将已知电极修磨技术中，对电极修磨角度的无补偿修磨方式改变为有补偿修磨方式。

一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，包括由左、右壳体(42)和(39)组成的闭合壳体，设备各功能机构的机械部分或全部、或主体部分均置于其内；所述设备的功能机构包括电极切削修磨机构、切削位移控制机构和电极修磨角度调整机构；

所述电极切削修磨机构为两套且分别中心对称、镜像布置在所述闭合壳体内，所述电极切削修磨机构中均设有组合刃具，该两套电极切削修磨机构分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作；两套电极切削修磨机构由一台动力电机(16)提供旋转动力；所述动力电机(16)安装在所述右侧壳体(39)的表面；两个轴套(38)夹持一个动力输入齿轮(41)，三者与动力电机(16)输入轴通过键(43)的连接；

所述动力输入齿轮(41)同时与同轴装配在过渡齿轮轴(44)上的两个过渡齿轮(33)啮合，所述过渡齿轮(33)轴(44)两端的轴颈部位各紧配合安装有止推轴承(35)，其中，处于右壳体(39)内的所述止推轴承(35)内侧的轴颈部位装有一个限位隔套(36)，该限位隔套(36)用作该侧止推轴承(35)的内环轴向约束；所述过渡齿轮(33)分别将输入的旋转动力传递给分置于左、右壳体(42)和(39)内且呈镜像布置的两个公转齿轮(23)；所述公转齿轮(23)的轴端分别与其固定轴承(21)的内环紧配合装配；公转齿轮(23)的一侧盘面上均开具一非中心对称的圆形沉台，该圆形沉台用于安装组合刃具自转齿轮(30)的回转轴承(32)；将公转齿轮轴承(21)的外环紧配合装入固定齿圈(22)的环形沉槽内；将固定盘(14)的外侧沉台嵌装入固定齿圈(22)，用4个固定螺栓(10)或(50)将二者固定连接，并将密封板(26)嵌装入固定齿圈(22)的沉台内；

在罩盖(13)内侧表面、处于锥孔(80)外侧的通孔沉台内固定装配一滚动轴承(27)；在将所述滚动轴承(27)套装在组合刃具的刀轴(12)悬出端的同时，使所述罩盖(13)整体间隙配合嵌装在所述固定盘(14)外表面的沉台内，用3个沉头螺栓(25)实现罩盖(13)与所述公转齿轮(23)之间固定连接；

在两壳体(42)和(39)两侧的预留销孔中各插入一对铰接销(58)，两对铰接销(58)分别与两个固定齿圈(22)的铰接连接，建立起电极切削修磨机构与所述两侧壳体(42)和(39)之间的铰接连接关系。

所述切削位移控制机构由一台步进电机及其直连的减速机(1)提供动力，除步进电机及其直连的减速机(1)同轴固定安装在所述左壳体(42)的外表面和两侧限位机构外露出闭合壳体两侧表面外，其它机构组成零件均置于所述闭合壳体(42)之内；利用4个固定螺栓(2)、将所述步进电机及其减速机(1)同轴固定在左壳体(39)的外表面上，利用键(75)和锁套(62)实现减速机动力输出轴与置于闭合壳体内的位移动力齿轮(46)之间接合；所述位移动力齿轮(46)经位移过渡齿轮(49)，将旋转动力传递给位移传递齿圈(20)；所述位移传递齿圈(20)同时与其两侧呈镜像布置的两个正反螺纹轴(53)中的齿轮(55)啮合；所述螺纹轴(53)两侧的悬出轴分别为正反螺纹；装配时，使伸出壳体(42)和(39)同侧表面的轴端的螺纹旋向相同；在每个螺纹轴端各旋装入一个螺纹旋向并与之相配的正反螺纹套(52)；所述同侧两螺纹套(52)顶部各安装一套限位机构；所述每套限位机构中各包括两个基准套(5)、一个限位板(4)和两个顶丝(7)；所述限位机构装配在两组螺纹套(52)上之前，先将所述限位板(4)两侧的悬出轴分别间隙配合插入两基准套(5)的对应内孔中，然后携限位板(4)将两基准套(5)的基准孔套装在所述两螺纹套(5)上，并使基准套(5)中基准孔的底面与所对应的螺纹套(52)上表面贴实，之后，各用两个顶丝(7)分别固定各基准套(5)与所对应的螺纹套(52)之间的相对位置。

所述左、右壳体(42)和(39)内侧前端的中部均开具贯通的矩形沉槽(81)，在两个矩形沉槽(81)内各装入一套电极修磨角度调整机构，该两套电极修磨角度调整机构分别承担两侧电极切削修磨机构修磨角度的调整工作；

所述电极修磨角度调整机构包括两个轴套(64)、一根摆角调整杆(31)、两个摆角调整螺栓(63)和一个拌销(65)；将两根摆角调整杆(31)的两端分别插入两个轴套(64)的内孔后，分别整体装入左、右壳体(42)和(39)上开具的矩形沉槽(81)内，并分别嵌入两固定齿圈(22)前端开具的凹槽(82)内；在左、右壳体(42)和(39)的对应螺纹孔位置各装入一个摆角调整螺栓(63)，并将每组摆角调整螺栓(63)的螺栓销孔内各插入一个拌销(65)。

所述组合刃具包括刀轴(12)，刀轴(12)轴端从自转齿轮(30)轴端中心通孔一侧穿入，刀轴(12)上的凸台(68)嵌入所述自转齿轮(30)轴端开具的圆形沉台(79)内；所述自转齿轮(30)另一侧盘面也中心对称开具一圆形沉台(78)，在所述圆形沉台(78)内，利用两个固定销(66)固定安装一个平面第一刃具(6)，使二者成为一组合件；

所述平面第一刃具(6)的外形为一侧表面开具圆形沉台(28)的薄壁圆盘，所述圆形沉台(28)外侧凸起的环面上开具有平面第一刃具(6)的放射性的刃口(77)；在平面第一刃具(6)的圆形沉台(28)内同轴嵌装一个第二刃具(8)或(67)，通过键(11)实现所述自转齿轮(30)和所述第二刃具(8)或(67)与所述刀轴(12)之间的径向约束固定。

所述平面第一刃具(6)在旋转修磨电极时，刃口(77)的回转平面与拟切削修磨电极的工作端平面部分(72)相贴合，并只承担电极工作端平面部分(72)的修磨；

所述刃口(77)的前角α、刃厚f、刃厚背角θ、刃后宽度e、盘直径D1和刃口数量n1与点焊材质的关系如下：

当所述第二刃具(8)为弧面第二刃具(8)时：

沿弧面第二刃具(8)的轴线剖切时的刃口外廓轨迹线为内凹形弧线与直线的组合，凹形弧线的弧面半径R与拟切削修磨弧面电极(69)工作端侧面的弧线部分的半径r相等，直线按凹形弧线对应的中心角为50°±10°时的外展切线设计；

所述弧面第二刃具(8)旋转修磨拟切削修磨的电极时只承担弧面电极(69)工作端侧面的弧线部分+直线部分(71)的修磨；

所述弧面第二刃具(8)包括有数个几何形状均相同的刃口；所述弧面第二刃具(8)的刃具大端直径D5、刃具小端直径D3、刃口数量n2和刃口螺旋角ω与拟切削修磨弧面电极(69)的电极直径D的关系如下：

当第二刃具(67)为圆台形第二刃具(67)时：

圆台形第二刃具(67)的锥角与拟切削修磨电极工作端侧面的锥角相吻合，并只承担圆台形电极(70)工作端侧面(73)的修磨；

所述圆台形第二刃具(67)包括有数个几何形状均相同的刃口；所述圆台形第二刃具(67)的刃具大端直径D5、刃具小端直径D3、刃口数量n3和刃口后倾角ε与拟切削修磨圆台形电极(70)的电极直径R的关系如下：

所述平面第一刃具(6)、弧面第二刃具(8)和圆台形第二刃具(67)的刃口的几何参数均包括前角α、刃口背角δ、刃厚f和刃厚背角θ，其前角α、刃口背角δ、刃厚f和刃厚背角θ关系的推荐值如下：

还包括负压吸屑系统，该负压吸屑系统利用负压原理将电极修磨过程中产生的切屑即时吸出修磨器体外；

负压吸屑系统包括负压发生器、负压管路和负压吸咀(17)；负压发生器经柔性负压管路与负压吸咀(17)相连接；

两个负压吸咀(17)分别固定安装在两侧固定盘(14)上，其内孔与固定盘(14)上的腰形负压吸口正对；负压吸咀(17)的内孔与由密封板(26)、固定齿圈(22)内壁、固定盘(14)与罩盖(13)下表面封闭而成的腔室相通；经负压吸出的切屑经负压吸咀(17)、负压管路和负压发生器引至用户指定的集屑袋内。

本发明取得的技术效果是：

1.本发明中，多刃组合刃具采用公转+自转方式工作，并在定位移微吃刀量条件下对电极待修表面进行定位移切削修磨，刃具对电极的切削力建立与电极压力无关；因刃具结构型式和切削修磨原理不同，从根本上消除了已知技术中因刃具结构型式和切削原理所致的各类负面属性；修磨后的电极工作表面为平面，不存在已知修磨技术中修磨后的电极工作表面必然带有球面螺旋升角和电极与工件表面必然为点接触的现象；除可有效降低电极每次修磨时的非必要修磨量，减小电极消耗50％以上外，还因电极工作表面与工件表面之间更好的贴合状态，可有效提高焊点质量和减小点焊工艺能耗。

2.本发明中，多刃组合刃具公转+自转的工作属性，决定了电极修磨过程中系由多刃口分担定位移切削电极条件下的微量切削负荷，使刃口的切削应力呈数量级下降，可提高刃具使用寿命10倍以上。

3.多刃组合刃具的刃口系以具有前倾角的刃口切削修磨电极待修端部，不存在已知技术中一侧刃口必然存在的反刃刮削的不利工况和穿越刃具回转轴心的局部刃口必然承受硬性挤压等恶劣工况，因刃口承受载荷性质的改变，可进一步提高刃具刃口寿命。

4.本发明中，由于修磨角度调整机构的介入，可针对点焊过程中焊钳机臂在不同挠曲变形下所致的电极工作表面偏转实施有效补偿，保证电极工作表面与工件表面之间在点焊过程中的贴合度，有益于进一步提高焊点质量和降低点焊工艺能耗。

5.本发明中，因电极材料利用率提高，可减少了电极更换次数50％以上，相同工艺条件下可有效提高工艺产能。

附图说明

图1是本发明电极自动修磨器的三维视图；

图2是图1的电极自动修磨器的俯视图；

图3是图2的A-A向的放大剖面图；

图4是图2中B-B向的放大剖面图；

图5是图3中C-C向的放大剖面图；

图6-1是电极自动修磨器中由平面第一刃具与弧面第二刃具组合的组合刃具的轴向剖视图；

图6-2是图6-1的俯视图；

图7-1是电极自动修磨器中由平面第一刃具与圆台形第二刃具组合的组合刃具的轴向剖视图；

图7-2是图7-1的俯视图；

图8-1是组合刃具中第一刃具的轴向剖视图；

图8-2是图8-1的俯视图；

图9-1是组合刃具中弧面第二刃具的轴向剖视图；

图9-2是图9-1的俯视图；

图10-1是组合刃具中圆台形第二刃具的轴向剖视图；

图10-2是图10-1的俯视图；

图11是各刃具刃口I部的放大图；

图12-1是弧面电极的外观视图；

图12-2是圆台形电极的外观视图；

图13是本发明电极修磨器的支架示意图。

图中：

1-步进电机及其减速机，2-紧固螺栓，3-固定螺栓，4、限位板，5-基准套，

6-平面第一刃具，7-顶丝，8-弧面第二刃具，9-摆角调整旋钮，10-固定螺丝，

11-键，12-刀轴，13-罩盖，14-盖板，15-盖板，16-动力电机，17-负压吸咀，

18-限位压套，19-位移传递轴承，20-位移传递齿圈，21-公转齿轮轴承，

22-固定齿圈，23-公转齿轮，24-隔套，25-沉头螺栓，26-密封板，27-滚动轴承，

28-圆形沉台，29-限位压套，30-自转齿轮，31–摆角调整杆，32-内侧自转轴承，

33-动力过渡齿轮，34-凹槽，35-动力过渡齿轮轴承，36-限位隔套，37-隔套，

38-锁套，39-右壳体，40-动力输入轴，41-动力输入齿轮，42左壳体，43-键，

44-动力过渡轴，45-键，46-位移动力齿轮，47-位移过渡齿轮轴承，

48-位移过渡齿轮轴，49-位移过渡齿轮，50-紧固螺丝，51-铰接销，52-正反螺纹套，

53-正反螺纹齿轮轴，54-限位套，55-位移传递齿轮，56-键，57-限位套，58-铰接销，

59-紧固螺栓，60-正反螺纹轴轴承，61-锁套，62-锁套，63-摆角调整螺栓，64-轴套，

65-拌销，66-固定销，67-圆台形第二刃具，68-凸台，69-圆弧形电极，70-圆台形电极，

71-弧线部分+直线部分(电极工作端侧面)，72-电极工作平面，73-圆台形电极侧面，

74-支架，75-键，76-螺纹孔，77-刃口，78-圆形沉台，79-圆形沉台，80-锥孔，

81-矩形沉槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，本发明的创新在于：

电极自动修磨器在电极修磨过程中采用多刃组合刃具和刃具以公转+自转的工作方式对待修磨电极进行切削修磨；电极切削修磨过程中，刃具刃口不承受电极压力，也不存在刃具一侧刃口必然承受反刃刮削的不利工况和刃口穿过其回转轴线的局部刃口必然承受的硬性挤压等恶劣工况；利用步进电机控制微吃刀量条件下的定位移切削，实现对电极每次修磨量的精确控制，极度压缩了已知技术在电极修磨过程中的非必要切削，电极材料利用率可成倍提高，并使刃具刃口上的切削应力急剧降低，刃具使用寿命可提高10倍以上；可针对不同焊钳机臂在点焊过程中的挠曲变形和其它影响电极工作平面与工件表面接触状态的影响进行补偿修正，保证电极工作表面在点焊过程中与工件表面之间的贴合度。本发明的上述工作特性共同决定了刃具的工作寿命长，电极材料的有效利用率高和修磨后的电极表面在点焊过程中的馈电效果好等特点，在减少刃具和电极材料消耗、减少电极更换次数，以及降低点焊工艺能耗、提高工艺产能和焊点质量等方面均可产生积极效果。

本发明用于电阻点焊电极的自动修磨器的发明构思是：

1.通过建立多刃口组合刃具公转+自转的电极修磨方式，将已知技术刃具在电极修磨过程中的单刃刮削修磨原理改变为多刃切削修磨原理，消除已知技术中对修磨刃具和电极修磨质量等均不利的各类属性。

2.通过微吃刀量条件下对电极工作端面进行定位移切削修磨方式的引入，使不借助电极压力进行电极修磨的方法成为可能，为进一步降低刃具刃口切削负荷与切削应力、提高刃具使用寿命和减小电极修磨时的非必要切削量等创造条件。

3.通过电极修磨角度调整机构的引入，可对焊钳机臂挠曲变形和其它影响因素所致的电极工作表面偏转现象进行补偿修正，即为提高电极工作表面的馈电效率，也为提高焊点质量和降低点焊工艺能耗创造必要条件。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种修磨位移可控、修磨角度可调的非对称式电极自动修磨器，包括由左、右两个壳体42和39组成的闭合壳体和用以实现本发明各功能目的的电极切削修磨、切削位移控制和修磨角度调整等功能机构，所述各功能机构中的机械系统或全部、或主体部分均置于所述闭合壳体内。电极自动修磨器工作时，所述各机构，或共同、或独立承担与焊钳两侧机臂上电极工作端面修磨相关的功能工作；其中，所述电极切削修磨机构和切削位移控制机构的动力电机分别固定安装在所述壳体的右、左两侧表面上，两套切削位移控制机构的限位装置分别外露出所述壳体的两侧表面；调整机构的修磨角度调整旋钮分别安装在所述壳体两侧表面上。

如图1～图5所示，本发明的功能机构中包括两套组成零件与组成结构均相同的电极切削修磨机构，分别镜像布置在所述右、左壳体42和39内，并分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作，每套电极切削修磨机构中均设有一套相同的组合刃具。

两套电极切削修磨机构由一台动力电机16提供旋转动力输入。所述动力电机16用4个螺栓固定安装在所述右壳体39的外侧表面；动力电机16安装轴孔内通过两端的锁套38对动力输入齿轮41轴向限位，利用三者结构体上与动力电机16动力输入轴40上均开具的相同键槽，用键43实现动力电机输入轴与三者之间的接合。

动力输入齿轮41同时与两个结构尺寸完全相同的、同轴装配在动力过渡轴44上的动力过渡齿轮33啮合，动力过渡齿轮33两侧轴端各紧配合安装一个止推轴承35；在一侧所述止推轴承的外侧左壳体42的对应孔内紧配合装入装入限位压套18，作为该侧止推轴承35的外环约束，在另一侧止推轴承35与动力过渡齿轮轴44之间装入一个限位隔套36，作为该侧止推轴承35内环的约束；在动力过渡齿轮轴44上的两个动力过渡齿轮33之间，套装一个隔套37，用于调整右侧动力过渡齿轮33的工作位置；两动力过渡齿轮33与动力过渡轴44之间利用键45进行径向约束；两个动力过渡齿轮33分别将输入的旋转动力传递给分置于两侧壳体内、呈镜像布置的两套电极切削修磨机构中的公转齿轮23。

每一公转齿轮23分别与其固定轴承21的内环紧配合固定装配；公转齿轮23的外侧盘面上均开具一非中心对称的圆形沉台，用于组合刃具内侧自转轴承32的固定安装；将已完成装配的组合刃具中的自转齿轮30的轴端，紧配合装入其自转轴承32的内孔中；将公转齿轮轴承21的外环与固定齿圈22的对应沉槽紧配合装配，用4个固定螺丝10或50；将固定盘14固定安装在固定齿圈22的上表面；在公转齿轮23外侧表面上，并与罩盖13上3个螺栓孔轴线对应的位置处开具3个圆形沉台，在每个沉台内各紧配合装入一个隔套24；在固定齿圈22内侧沉台表面嵌入密封板26，使密封板26上的3个通孔与公转齿轮23上的3个螺纹孔相对，在密封板26上表面与3个通孔相对位置再装入3个隔套24。在罩盖13内侧表面、处于中心锥孔80外侧的通孔内紧配合固定装配一滚动轴承27，在第二刃具8或67的沉台部位装入一个限位压套29；将所述滚动轴承27套装在组合刃具的刀轴悬出端的同时，使所述罩盖13整体间隙配合嵌装在所述固定盘14外表面的沉台内，并利用3个沉头螺栓25依次穿过罩盖13表面开具的带有沉台的螺栓穿过孔、隔套24、密封板26和隔套24上的对应通孔，将所述罩盖13与所述公转齿轮23之间进行固定连接。

将两组上述零件组合分别从壳体两侧分别装入右、左壳体42和39内，并分别从两壳体两侧的预留销孔中各插入一个铰接销58，利用两对铰接销58分别实现对两个壳体42和39与分置于其内的两个固定齿圈22的之间铰接连接，即通过固定齿圈22与两对铰接销58之间的铰接关系，建立起电极切削修磨的机械机构与所述两侧壳体42和39之间的铰接连接关系。至此，完成本发明中电极切削修磨机械机构的装配组合。

上述组合刃具的结构如图6-1、图6-2、图7-1和图7-2所示,具体结构是：

组合刃具包括刀轴12，所述刀轴12上开具轴向贯通的键槽；将刀轴12轴端从自转齿轮30轴端一侧的中心通孔穿入，并使所述刀轴12上的凸台68嵌入所述自转齿轮30轴端开具的圆形沉台79内，并以所述圆形沉台79的底面作为刀轴12的装配定位面；所述自转齿轮30另一侧盘面上也中心对称开具一圆形沉台78，利用两个固定销66将一个平面第一刃具6固定安装在所述圆形沉台78内，使二者成为一组合件；所述平面第一刃具6的外形为一侧表面开具圆形沉台28的薄壁圆盘，所述圆形沉台28外侧凸起的环面上开具有平面第一刃具6的放射性刃口77；在所述平面第一刃具6的圆形沉台28内，还同轴嵌装一个第二刃具8或67，并利用键11实现所述自转齿轮30和所述第二刃具8或67与所述刀轴12之间的径向约束固定。所述刀轴12的轴端开具有轴向螺纹孔76，用作罩盖13与组合刃具之间用沉头螺栓25连接之用。

如图8-1和图8-2所示，所述平面第一刃具6为一侧端面环形凸台上开具有放射形刃口的圆盘形刃具，多条相对其圆心呈放射形均布的刃口截面形状与结构尺寸均相同，其作用与环状端面铣刀的作用相同，当平面第一刃具6旋转修磨电极时，刃口回转平面始终与拟切削修磨电极工作端的电极工作端平面部分72(如图12-1和图12-2)相贴合，并只承担电极工作端平面部分72的修磨。

本发明中，所述平面第一刃具6刃口的几何形状可用刃具刃口的前角α、刃厚f、刃厚背角θ和刃后宽度e等参数共同描述；所述平面第一刃具6刃口77的前角α、刃厚f、刃厚背角θ、刃后宽度e等参数与平面第一刃具6的圆盘直径D1和刃口数量n1之间的关系最好符合表1中的推荐值。

表1：平面第一刃具刃口几何形状各参数之间的关系

若所述第二刃具为弧面第二刃具8，则其沿轴线剖切时刃口外廓轨迹线为凹形弧线与直线的组合，如图9-1和图9-2所示；所述弧面第二刃具8轮廓轨迹线中的凹形弧线的弧面半径R与拟切削修磨弧面电极69工作端侧面弧面部分的弧面半径r相等，直线部分按凹形弧线对应的中心角为50°±10°时的外展切线设计。

所述弧面第二刃具8的轮廓轨迹线与拟切削修磨弧面电极69工作端侧面的弧线部分+直线部分71相吻合，并只承担如图12-1所示的电极工作端侧面71位置处的修磨。

所述弧面第二刃具8包括有数个几何形状相同的刃口，其结构尺寸包括刃具大端直径D5、刃具小端直径D3和刃口数量n2。弧面第二刃具8的结构尺寸、刃口数量及刃口螺旋角ω与拟切削修磨的电极直径R之间的关系最好符合表2中的推荐值。

表2：弧面第二刃具结构尺寸、刃口数量与螺旋角之间的关系

若所述第二刃具为圆台形第二刃具67，圆台形第二刃具67的锥角与拟切削修磨圆台形电极70工作端侧面的锥角相吻合，并只承担如图12-2圆台形电极工作端侧面锥面73位置处的修磨。

如图10-1和图10-2所示，所述圆台形第二刃具67包括有数个几何形状相同的刃口；所述圆台形第二刃具67的结构尺寸包括刃具大端直径D5、刃具小端直径D3和刃口数量n3；所述圆台形第二刃具67的结构尺寸、刃口数量及刃口后倾角ε与拟切削修磨的电极直径R之间的关系最好符合表3中的推荐值。

表3：圆台形第二刃具52结构尺寸、刃口数量与后倾角之间的关系

平面第一刃具6、弧面第二刃具8和圆台形第二刃具67的刃口的几何参数均包括前角α、刃口背角δ、刃厚f和刃厚背角θ，其前角α、刃口背角δ、刃厚f和刃厚背角θ关系的推荐值如下：

所述罩盖13中心开具一个用于待修磨电极69或70插入时进行径向定位的锥孔80；所述锥孔80侧面的内侧表面开具一个与组合刃具刀轴12轴线同轴的滚动轴承27安装孔；所述罩盖13嵌装入固定盘14的沉台内时，所述滚动轴承27配合套装在组合刃具刀轴12的悬出端，既作为组合刃具另一端的回转支撑，同时也作为组合刃具该侧的轴向约束；罩盖13表面还开具3个带有沉台的螺栓通过孔，作为罩盖13与公转齿轮23固定连接时沉头螺栓25的通过孔；罩盖13表面另开具3个小直径通孔，用作负压吸屑过程中补气气流的通道。

本发明中，还包括两套相同的切削位移控制机构。所述机构由一台步进电机及其直连的减速机1提供动力，并用4个紧固螺栓2将上述组合固定安装在左壳体42的盖板15之上。利用锁套62和键75实现减速机1上的动力输出轴与置于壳体内的所述机构的位移动力输入齿轮46之间的轴向限位与接合。所述位移动力输入齿轮46经与其啮合的位移过渡齿轮49，将旋转动力传递给置于右壳体42内的位移传递齿圈20(位移传递齿圈20与左壳体42之间设置有位移传递轴承19)；所述位移动力齿轮46系通过键75与所述步进电机减速机1的输出轴进行径向约束，并通过锁套62对二者之间进行轴向约束；将位移过渡齿轮轴48紧配合穿过位移过渡齿轮49的内孔，再紧配合装入两个并列安装的位移过渡齿轮轴承47的轴孔；所述位移过渡齿轮49与分置于正反齿轮轴53之上、并由键56进行径向约束的两位移传递齿轮55其中之一啮合，旋转动力通过位移传递齿圈20传递给镜像布置在其对侧、并与之啮合的另一位移传递齿轮55；在所述每个位移传递齿轮55的外侧正反齿轮轴53上各套装一个限位套54，用于限定同侧正反螺纹套52的轴向极限位移。装配时，使正反螺纹轴53伸出壳体42和39同侧表面的轴端螺纹旋向相同。在所述每个正反齿轮轴53的轴端各旋装入一个螺纹旋向与之相配的正反螺纹套52，并在正反螺纹轴53携紧配合装入的正反螺纹轴轴承60紧配合装入右、左壳体39和42后，在处于左壳体42一侧的正反螺纹轴轴承60上各套装一个限位套57，用作正反螺纹轴轴承60内环的轴向约束；锁套61用于限定正反螺纹轴轴承60装配时的轴向位置，其装入右壳体39后，用紧固螺栓59锁定其在右壳体39内的相对位置。所述壳体同侧两螺纹套52顶部各装入一套限位机构。所述每套限位机构中各包括两个基准套5、一个限位板4和两个顶丝7。所述限位机构装配在两组螺纹套52上之前，先将所述限位板4两侧孔内各插入一个铰接销51，然后将所述铰接销51分别间隙配合插入两基准套5的对应内孔中，然后携限位板4将两基准套5的基准孔套装在所述两螺纹套52上，并使基准套5中基准孔的底面与所对应的螺纹套52上表面贴实；之后，各用两个顶丝7分别固定各基准套5与所对应的螺纹套52之间的相对位置。

本发明中，还包括分别置于左、右壳体42和39内的两套相同的电极修磨角度调整机构，分别承担两套电极切削修磨机构进行修磨角度调整的工作。所述左、右壳体42和39内侧前端的中部，均开具一段相同的矩形沉槽81。在所述两矩形沉槽81内，各装入一套角度调整机构，分别承担两侧电极切削修磨机构修磨角度的调整工作。每套角度调整机构中各包括两个轴套64、一根摆角调整杆31、两个摆角调整螺栓63和一个拌销65。将两根摆角调整杆31的两端分别插入两个轴套64的内孔后，分别整体装入两壳体42和39上开具的矩形沉槽81内，并分别嵌入两固定齿圈22前端开具的凹槽34内；透过左、右壳体42和39，在每个壳体42和39表面的对应螺纹孔位置各装入一个摆角调整螺栓63，并将每组摆角调整螺栓63中带有销孔的螺栓销孔内各插入一个拌销65，摆角调整螺栓上套有摆角调整旋钮9。

在完成上述装配后，将两壳体42和39闭合，并用6个固定螺栓3将二者紧固连接。

本发明修磨器中还包括一套负压吸屑系统，即利用负压原理，将电极修磨过程中产生的切屑即时吸出修磨器体外。负压吸屑系统包括图中未予示出的市售标准负压发生器、两条柔性负压管路和两个负压吸咀17；其中，所述负压发生器被固定安装在设备安装支架74上，并经柔性负压管路与负压吸咀17相连接；两个负压吸咀17分别固定安装在两侧盖板14上的腰形吸口部位，负压吸咀17的内孔与由密封板26、固定齿圈22内壁、盖板14与罩盖13下表面等封闭而成的腔室相通；经负压吸咀17即时吸出的切屑经负压管路和负压发生器后，再通过负压发生器后端的导引管引至用户指定的集屑袋内。

本发明修磨器中还包括设备安装支架74，由于生产中焊钳在电极修磨时的姿态和所处的空间位置各异，需根据现场需求专门设计，故本发明附图中只示意性绘出其中一种支架74。

本发明电极修磨器的调整与电极修磨过程如下：

本发明电极修磨器的电极修磨角度调整过程如下：

电极自动修磨器在生产现场安装后，只服务于与修磨器调试时对应的焊钳，因同一焊钳机臂在点焊过程中的挠曲变形和可致电极工作表面在点焊时产生偏转的角度之和为常量，故本发明的电极修磨角度调整均属一次性调整，因此采用手动调整方式。先计算可致电极工作表面产生的各种偏转角总量之和后，根据计算结果调整置于壳体两侧表面的修磨摆角调整螺栓63，使摆角调整旋钮63上的转角指示刻度标识线与壳体表面刻蚀的摆角指示线对齐后，即完成本发明电极修磨器对特定焊钳电极修磨角度的调整过程。

本发明电极修磨器的电极修磨过程如下：

待修磨电极随焊钳缓慢抵达修磨位置过程中，其轴向由电极握杆下端面与定位移切削机构限位板4上表面开具的定位槽接触限位，径向则通过罩盖13上的电极插入锥孔与待修磨电极侧面的接触实现准确定位。电极握杆下端面与限位板4上表面定位槽接触时，因限位板4两侧悬出轴系铰接在基准套5的内孔中，限位板4将随电极握杆下端面与其上表面的接触状态自动旋转调整，并随时保持定位槽表面与电极握杆下端面处于最佳接触状态。机器人发出到位工作指令后，，动力电机16启动，并将其旋转动力经动力输入齿轮41，依次传递给动力过渡齿轮33和公转齿轮23。所述公转齿轮23转动时，安装在其上的组合刃具在随公转齿轮23公转的同时，因所述组合刃具中的自转齿轮30与固定齿圈22之间存在啮合关系，自转齿轮30将按其与固定齿圈22之间的齿数比，并以刀轴12的轴线为轴自转，亦即所述组合刃具在工作过程中在保持公转的同时，又以更高的转速自转，由此形成本发明电极自动修磨器组合刃具的公转+自转的工作特点。固定盘14与罩盖13下表面，以及固定齿圈22的内侧侧壁和密封板26共同组成的密闭腔室为电极切削修磨腔室，保证切削修磨后的全部切屑只能由其唯一的负压通道-负压吸咀17中被吸出修磨器机体之外。根据机器人的同一控制指令，动力电机16启动的同时，步进电机1也开始工作。步进电机及其减速机1经其动力输出轴将旋转动力传递给机构中的位移动力输入齿轮46，并依次传递给位移过渡齿轮49和位移传递齿圈20。所述位移传递齿圈20将旋转动力同步传递给同轴镜像布置在其两侧、并与其啮合的两个正反螺纹齿轮轴53；因所述齿轮轴53两侧的轴端分别为正反螺纹，且螺纹旋向相同的轴端均置于壳体的同侧，故所述两齿轮轴53旋转过程中，旋装在两螺纹轴53上的两对正反螺纹套52，因与螺纹轴互为正反螺纹关系，只能沿两螺纹轴的轴线直线运动，并带动与所述两组螺纹套52固定连接的两侧限位机构同步相向向修磨器内侧移动，同时也带动两侧待修磨电极同步、相向向修磨器内侧移动，并由步进电机1的转速决定待修磨电极的轴向送进速度，亦即电极修磨过程中的切削修磨速度。当切削修磨位移达到在步进电机1中的预设值后，步进电机1即刻停止工作，并原地等待下一次电极修磨指令。焊钳两侧机臂将根据机器人发出的指令，携已完成修磨的电极帽同时退出修磨器后，动力电机16也停止工作，等待下一次电极修磨指令。至此，由电极切削修磨机构与定位移切削机构协同完成一次完整的电极修磨循环过程。

本发明电极自动修磨器中还包括一套负压吸屑系统，其作用是将电极修磨过程中产生的切屑即时吸出修磨器体外。负压发生器的电磁阀与电极切削修磨机构的动力电机16工作时受控于机器人的同一控制指令，即二者同时启动工作，也同时停止工作。

综上所述，本发明利用不借助电极压力和多刃口组合刃具公转+自转的电极修磨方式实现对电极待修端面修磨，克服了已知技术中因刃具结构型式和刃具切削原理所致的各类负面属性问题；通过定位移切削机构，为多刃口组合刃具在微吃刀量条件下的定位移切削修磨电极创造了条件，不仅使刃具的切削应力陡降，且极度压缩了已知技术中的非必要切削量；通过修磨角度调整机构，可使因机臂挠曲变形等所致的电极工作平面在点焊过程中的偏转得到有效修正。上述技术措施的一并实施，使刃具刃口的切削负荷急剧降低，刃具使用寿命可提高10倍以上；相同工况条件下，电极材料利用率也因非必要切削量减少可提高50％以上；电极工作平面与工件表面在点焊过程中接触状态的保证，也为提高电极馈电效率、降低点焊工艺能耗和焊点质量保证等方面提供了良好的保证条件。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。