DD218013A1

DD218013A1 - METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC RESISTANCE SPOT WELDING

Info

Publication number: DD218013A1
Application number: DD25417483A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Dargel; Lothar Brauner; Peter Martin; Norbert Winkler
Original assignee: Starkstrom Anlagenbau Erfurt
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1985-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweissen von aus laengs- und quer angeordneten Blechprofilen aufgebauten Baugruppen, insbesondere Geraetetraegern fuer Schalt- und Steuerschraenke. Der Programmierungsaufwand bei Veraenderung der Kombination oder der Abmessungen der Schweissteile und die Erstellung externer Speicher soll vermieden werden. Die Einrichtung besteht aus einem Schweissgeraetetraeger mit paarweisen Schweisszangengruppen, einer Vorschubeinheit mit Wegmesseinrichtung und Schweissteilaufnahmen sowie einem Tastkopf mit einem Sensorsystem. Waehrend eines vor dem Schweissablauf stattfindenden Eildurchlaufs werden von dem Tastkopf und der Wegmesseinrichtung die tatsaechlichen Abmessungen und Abstaende der Schweissteile ermittelt und einer elektronischen Steuerung zur Erarbeitung eines speziellen wegabhaengigen Schweissarbeitsablaufs zugefuehrt. Dieser Ablauf wird im Anschluss automatisch abgearbeitet. Die Einrichtung kann jede beliebige Kombination von Schweissteilen dieser Art ohne manuelle Umprogrammierung und unter Beruecksichtigung eventueller Massabweichungen schweissen. Fig. 1The invention relates to a method and a device for automatic resistance spot welding of built-up from longitudinally and transversely arranged sheet-metal profiles assemblies, especially Geraetetraegern for switching and Steuerschraenke. The programming effort for changing the combination or the dimensions of the welded parts and the creation of external memory should be avoided. The device consists of a welder with pairwise welding gun groups, a feed unit with Wegmesseinrichtung and Schweissteilaufnahmen and a probe with a sensor system. During an Eldurchlaufs occurring before the welding process, the actual dimensions and distances of the welded parts are determined by the probe and the Wegmesseinrichtung and fed to an electronic control system for the development of a special wegabhaengigen welding work process. This process is then processed automatically. The device can weld any combination of welded parts of this type without manual reprogramming and taking into account any dimensional deviations. Fig. 1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Einrichtung zum automatischen WiderstandspunktschweißenMethod and device for automatic resistance spot welding

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweißen von Baugruppen, die aus längs- und querangeordneten Blechprofilen unterschiedlichster Kombination aufgebaut sind, insbesondere Geräteträgern für Schalt- und Steuerschränke.The invention relates to a method and a device for automatic resistance spot welding of assemblies, which are constructed of longitudinally and transversely arranged sheet metal profiles of different combinations, in particular equipment carriers for switch and control cabinets.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß insbesondere Widerstandspunktschweißarbeiten durch universell einsetzbare Industrieroboter oder Vielpunktschweißanlagen durchgeführt werden . Vielpunktschweißmaschinen werden im allgemeinen für ein bestimmtes oder wenige bestimmte Werkstücke entworfen und gebaut. Damit entsteht der Nachteil, daß mit diesen Maschinentypen Kleinserien und Einzelstücke nicht wirtschaftlich zu schweißen sind, da die Herstellung mit einem hohen konstruktiven Aufwand für jede einzelne Anlage verbunden ist.It is known that in particular resistance spot welding operations are performed by universally applicable industrial robots or multi-point welding. Multi-point welding machines are generally designed and built for a particular or few specific workpieces. This creates the disadvantage that small series and individual pieces are not economical to weld with these types of machines, since the production is associated with a high design effort for each individual system.

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Weiterhin besitzen Vieipunktschweißanlagen neben diesem Nachteil einen sehr hohen Anschlußwert an das elektrische Leitungsnetz, der beim gleichzeitigen Schweißen mehrerer Punkte unumgänglich ist. Werden für das vorgesehene Anwendungsgebiet Industrieroboter eingesetzt, entsteht ebenso der Nachteil des unvertretbar hohen apparativen Aufwandes. Die ursprünglich als universelle Handhabungsgeräte entwickelten Industrieroboter werden erst nachträglich für die speziellen Belange der Schweißtechnik modifiziert. Im allgemeinen sind diese Geräte mit aufwendigen Bahn- oder Repitiersteuerungen (DE-AS 28 33 638, DE-OS 32 1006, DD-WP 14.6 722) ausgerüstet, die für die sich aus den technologischen Forderungen der Schweißtechnik ergebenden Aufgaben nur teilweise genutzt werden können. Es hat sich ferner erwiesen, daß diese Ge- \. . . . . · . Furthermore, Vieipunktschweißanlagen in addition to this disadvantage has a very high connection value to the electrical line network, which is inevitable for simultaneous welding of several points. If industrial robots are used for the intended field of application, the disadvantage of the unacceptably high expenditure on equipment also arises. The industrial robots originally developed as universal handling devices are only subsequently modified for the special needs of welding technology. In general, these devices are equipped with elaborate train or Repitiersteuerungen (DE-AS 28 33 638, DE-OS 32 1006, DD-WP 14.6 722), which can be used only partially for the resulting from the technological requirements of welding technology tasks , It has also been shown that these laws., , , , ·.

'-_, rate dann nicht mehr einsatzfähig sind, wenn die Toleranzen - der'-_, rate then no longer operational if the tolerances - the

zu verschweißenden Teile bestimmte Grenzen überschreiten. Der Aufwand für die Programmierung derartiger Manipulatoren erfordert viel Zeit und stellt hohe Ansprüche an die Programmierarbeitskraft. Desweiteren müssen die Programme extra gespeichert und die Schweißteile entsprechend genau nach den Programmen zusammengestellt werden. Bekannt sind auch mit optischen, taktischen oder induktiven Sensoren oder Sensorsystemen ausgerüstete Automaten, Manipulatoren oder Industrieroboter, die mit Hilfe derartiger Ausrüstungen ihr Bewegungsprogramm entsprechend der beispielsweise am Schweißteil auftretenden Toleranzen direkt beim Arbeitsablauf korrigieren (DE-OS 26 4o25?, DE-AS 31 44 843, DD-WP 153 o79). Die genannten Verfahren sind nicht geeignet, Automaten zum selb-Λ~Γ ständigen Entwickeln des Arbeitsprogrammes zu befähigen.parts to be welded exceed certain limits. The effort for the programming of such manipulators requires a lot of time and places high demands on the programming worker. Furthermore, the programs must be stored separately and the weldments are assembled according to exactly the programs. Automatic machines, manipulators or industrial robots equipped with optical, tactical or inductive sensors or sensor systems are also known which correct their movement program according to the tolerances occurring, for example, on the welded part directly during the work process with the aid of such equipment (DE-OS 26 4o25 ?, DE-AS 31 44 843, DD-WP 153 o79). The mentioned methods are not suitable for enabling automatic machines for the self-constant development of the work program.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, den Programmierungs- und Speicheraufwand beim automatischen Widerstandspunktschweißen zu minimieren, sowie Arbeitszeit und Programmträger einzusparen.It is the object of the invention to minimize the programming and memory overhead in automatic resistance spot welding, as well as to save working time and program support.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung- 3 Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweißen zu schaffen, die für jede beliebige Kombination von längs- und querangeordneten Schweißteilen unterschiedlicher Abmessungen und Abstände selbständig einen Schweißarbeitsablauf erstellt und diesen abarbeitet.The invention has for its object to provide a method and a device for automatic resistance spot welding, which independently creates a welding workflow for any combination of longitudinally and transversely arranged welded parts of different dimensions and distances and processes this.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor jedem Schweißarbeitsgang eine mit Schweißteilen bestückte Schweißteilaufnahme wechselweise von einer Vorschubeinheit in die Schweißausgangsstellung transportiert wird, wobei die Schweißteile an einem im Tastkopf befindlichen Sensorsystem vorbeigeführt werden, dessen Signale gemeinsam mit den Signalen einer Wegmeßeinrichtung der elektronischen Steuerung zugeführt werden, die diese Signale auswertet und mittels eines ständig in der Steuerung vorhandenen Betriebsprogrammes zu einem wegabhängigen Bearbeitungsablauf verarbeitet, der in einen elektronischen Speicher eingegeben und im Anschluß daran schrittweise abgearbeitet wird. Die Vorschubeinheit ist mit einer Wegmeßeinrichtung versehen und der Tastkopf ist mit einem Näherungssensor und einer Lichtschranke ausgerüstet.According to the invention, the object is achieved in that before each welding operation equipped with welding parts welding section is alternately transported by a feed unit in the welding starting position, the welding parts are passed to a sensor located in the probe system whose signals fed together with the signals of a position measuring the electronic control be that evaluates these signals and processed by means of an operating program permanently present in the control to a path-dependent processing, which is entered into an electronic memory and subsequently processed step by step. The feed unit is provided with a displacement measuring device and the probe is equipped with a proximity sensor and a light barrier.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. T: Einrichtung in der Seitenansicht Fig. 2: Einrichtung in der DraufsichtFig. T: means in the side view of FIG. 2 device in plan view

Die Einrichtung zum automatischen Widerstandsschweißen besteht im wesentlichen aus dem Schweißgeräteträger 2, der Vorschubeinheit 1, dem Tastkopf 7 und den Schweißteilaufnahmen 3 und 4. Am Schweißgeräteträger 2 sind paarweise die Schweißzangengruppen 5 und 6 befestigt. Die Vorschubeinheit 1 ist beweglich auf einer Führung angeordnet, die die Bewegung in einer Achse ermöglicht. Die Schweißteilaufhahmen 3 und 4 sind quer verschiebbar angebracht und bestehen aus den Aufnahmeschienen 9, die mit Querstreben einen Rahmen bilden, und den Distanzhaltern 8.The device for automatic resistance welding consists essentially of the welding equipment carrier 2, the feed unit 1, the probe 7 and the welding part receivers 3 and 4. The welding equipment carrier 2 in pairs the welding gun groups 5 and 6 are attached. The feed unit 1 is movably arranged on a guide which allows the movement in one axis. The Schweißteilaufhahmen 3 and 4 are mounted transversely slidably and consist of the receiving rails 9, which form a frame with transverse struts, and the spacers. 8

An der Vorschubeinheit 1 ist die_; Wegmeßeinrichtung 1o befestigt, und im Tastkopf 7 befindet sich ein Sensorsystem, das aus einem Näherungssensor und ^einer Lichtschranke besteht. Mit dieser automatischen Widerstandsschweißeinrichtung können vorzugsweise Geräteträger für Schalt- und Steuerschränke geschweißt werden, die aus zwei längs angeordneten Rahmenstielen und quer dazu verlaufenden, Leitungskanäle bildenden Montageblechen aufgebaut sind. Die Rahmenstiele und Montagebleche sind als gekantete Blechprofile ausgeführt und werden mit Hilfe von speziellen Haltestücken miteinander verbunden. Die Widerstandsschweißeinrichtung und die SchweißteSlaufnahmen können auf verschiedene genormte Geräteträgerbreiten eingestellt werden.At the feed unit 1 is the _; Position measuring device 1o attached, and in the probe 7 is a sensor system consisting of a proximity sensor and ^ a light barrier. With this automatic resistance welding device device supports can be welded for switching and control cabinets, which are constructed of two longitudinally arranged frame stems and transversely extending, ducts forming mounting plates. The frame handles and mounting plates are designed as folded sheet metal profiles and are connected to each other by means of special holding pieces. The resistance welding device and the welded sections can be adjusted to different standard gear tray widths.

Die Montagebleche werden von einem durch die Schweißteilaufnahme 3 bestimmten Ausgangspunkt an, jeweils im Abstand der Distanzhalter 8,die somit die Kanalbreiten bestimmen, quer zu den Aufnahmeschäenen 9 und die Schweißteilaufnahme 3 eingelegt und mit den Haltestücken versehen. Die Rahmenstiele werden parallel zu den Aufnahmeschienen 9 angeordnet und eingespannt. Die Schweißteilaufnahme 3 wird auf die Vorschubeinheit 1 gefahren und auf dieser arretiert. Die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahme 3 in einer dem eigentlichen Schweißablauf entgegengesetzten Richtung durch den Schweißgeräteträger 2 in die Schweißausgangsstellung. Während dieses Eildurchlaufs ohne Halt bewegen sich die Schweißteile an dem Tastkopf 7 vorbei. Der Näherungssensor im Tastkopf 7 aktiviert die Lichtschranke, wenn der Rahmenstiel seinen Bereich erreicht hat.The mounting plates are inserted from a determined by the Schweißteilaufnahme 3 starting point, respectively at a distance of the spacers 8, which thus determine the channel widths, inserted transversely to the Aufnahmeschäenen 9 and the Schweißteilaufnahme 3 and provided with the holding pieces. The frame handles are arranged and clamped parallel to the receiving rails 9. The welding part holder 3 is moved to the feed unit 1 and locked on this. The feed unit 1 transports the welding part holder 3 in a direction opposite to the actual welding process by the welding machine carrier 2 in the welding starting position. During this Eildurchlaufs without stopping the welding parts move past the probe 7. The proximity sensor in the probe 7 activates the light barrier when the frame handle has reached its area.

Die Lichtschranke wird von den Montageblechen unterbrochen und sendet somit Signale aus, die gemeinsam mit den Signalen der Wegmeßeinrichtung 1o einer digitalen Steuerung zur Auswertung züge- , führt werden. In dieser Steuerung ist ein bestimmter Satz Unterroutinen abgespeichert, die sich auf die Gestaltung des 1 . Montageblechs und verschiedene Kanalbreiten beziehen. Mit Hilfe des Vergleichs der Signale der Lichtschranke und der Wegmeßeinrichtung 1o sowie mittels Differenzbildung registriert die Steuerung die tatsächlichen Abmessungen der Montagebleche und deren Abstände. Dementsprechend werden für die Abarbeitung der Unterroutinen durch die Schweißzangengruppe 5 und 6 bestimmte Haltepunkte ermittelt und gespeichert. Diese Haltepunkte werden von der Steuerung in Abhängigkeit des Weges sortiert und in einem dynamischen Speicher eingespeichert. Sobald der Rahmenstiel den Bereich des Näherungssensors verläßt, sperrt dieser die Lichtschranke. Mit Erreichen der Schweißausgangsstellung hat die Steuerung sämtliche charakteristischen Wegabstände erfaßt und zu dem speziellen wegabhängigen Schweißarbeitsablauf für den zu schweißenden Geräteträger verarbeitet, welcher im Speicher der elektronischen Steuerung vorliegt. Die Schweißzangengruppen 5 und 6 werden automatisch in ihre Arbeitslage gebracht und die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahme 3 zum ersten Haltepunkt.The light barrier is interrupted by the mounting plates and thus emits signals which, together with the signals of the distance measuring device 1o, lead to a digital control for evaluation. In this control, a specific set of subroutines are stored, which are based on the design of the 1. Refer mounting plate and various channel widths. With the help of the comparison of the signals of the light barrier and the distance measuring device 1o and by subtraction, the controller registers the actual dimensions of the mounting plates and their distances. Accordingly, for the execution of the subroutines by the welding gun group 5 and 6 certain breakpoints are determined and stored. These breakpoints are sorted by the controller depending on the way and stored in a dynamic memory. As soon as the frame stem leaves the area of the proximity sensor, it blocks the light barrier. Upon reaching the welding starting position, the controller has detected all the characteristic path distances and processed to the special path-dependent welding operation for the device carrier to be welded, which is present in the memory of the electronic control. The welding gun groups 5 and 6 are automatically brought into their working position and the feed unit 1 transports the welding part receptacle 3 to the first breakpoint.

Von der Schweißzangengruppe 6 werden die ersten beiden Haltestücke mit den beiden Rahmenstielen verschweißt. Die Vorschubeinheit 1 fährt nach dem im Speicher befindlichen Arbeitsablauf von Arbeitspunkt zu Arbeitspunkt, wobei an jedem Punkt entweder die Schweißzangengruppe 5 oder die Schweißzangengruppe 6 einen Schweißpunkt auf jede Seite des Geräteträgers setzt. Die Schweißzangengruppe 5 verbindet die Haltestücke mit den Moritageblechen. Nach dem Schweißdurchlauf liegt ein komplett geschweißter Geräteträger in der Schweißteilaufnahme 3 vor. Die Schweißteilaufnahme 4 ist in der Zwischenzeit bestückt worden, so daß bei Erreichen der Ausgangslage der Schweißteilaufnahme 3 diese von der Vorschubeinheit 1 gelöst und quer verfahren und die Schweißteilaufnahme 4From the welding gun group 6, the first two holding pieces are welded to the two frame stems. The feed unit 1 travels from working point to working point according to the work process in memory, at each point either the welding gun group 5 or the welding gun group 6 sets a welding point on each side of the equipment carrier. The welding gun group 5 connects the holding pieces with the Moritage sheets. After the welding pass, a completely welded equipment carrier is present in the welding part receptacle 3. The welding part holder 4 has been fitted in the meantime, so that when they reach the starting position of the welding part holder 3, these are detached from the feed unit 1 and moved transversely and the welding part recording. 4

auf der Vorschubeänhest 1 arretiert wird. Die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahrne 4 im Eildurchlauf in die SchweißausgangssteSlung. Dabei wird ein neuer, dem Geräteträger in der Schweißteilaufnahme 4 entsprechender, Schweißarbestsabtauf erstellt'.und gespeichert.is arrested on the Vorschubänhest 1. The feed unit 1 transports the Schweißteilaufnhrne 4 in Eildurchlauf in the SchweißausgangssteSlung. In this case, a new, the equipment wearer in the Schweißteilaufnahme 4 corresponding, Schweißarbestsabtauf 'created. And stored.

Damit wird erreicht» daß-be!* jedem Arbeitszyklus die Kombination von SehweSßteiien verändert werden kann, ohne daß eine manuelle Umprogrammäeruns erforderlich ist. Automatisch werden Maßabweichungen der Montagebleche berücksichtigt.This achieves "that every working cycle the combination of visual effects can be changed without the need for manual reprogramming. Dimensional deviations of the mounting plates are automatically taken into account.

Claims

- 7 claim for performance

1. A method for automatic resistance spot welding by means of a programmable electronic control for the production of longitudinally and transversely arranged sheet metal profiles assemblies, such as equipment carriers for control and control cabinets, characterized in that before each welding operation equipped with welding parts Schweißteilaufnahme (3; 4) alternately is transported by a feed unit (1) in the welding starting position, wherein the welding parts are passed to a in the probe (7) located sensor system whose signals are supplied together with the signals of a position measuring device (1o) of the electronic control, which evaluates these signals and means of a constantly present in the control Betrjebsprogrammes processed to a path-dependent processing, which is entered into an electronic memory and then processed step by step.

2. Device for carrying out the method according to item 1, characterized in that the feed unit (1) with a ^1- way measuring device (1o) provided and the probe (7) is equipped with a proximity sensor and a light barrier.

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