DD222814A1 - Schweissroboter zum schweissen horizontaler kehlnaehte in mehrseitigen fachkonstruktionen - Google Patents

Schweissroboter zum schweissen horizontaler kehlnaehte in mehrseitigen fachkonstruktionen Download PDF

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Siegfried Breuer
Lothar Haack
Heinz Hanke
Walter Langer
Dieter Liebenow
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Schiffbau Veb K
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
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    • B25J9/023Cartesian coordinate type
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1005Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
    • B25J9/1015Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using additional, e.g. microadjustment of the end effector

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der insbesondere im Schiffbau zur Anwendung gelangenden Schweisstechnik. Ziel der Erfindung ist es, in der schiffbaulichen Sektionsfertigung den Automatisierungsgrad zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen portalgestuetzten Schweissroboter fuer das gesteuerte uebergangslose Schweissen der horizontalen Kehlnaehte in mehrseitigen Fachkonstruktionen zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Schweissroboter geloest, der sich im wesentlichen aus einer Arbeitseinheit und einer Steuereinheit zusammensetzt. Die Arbeitseinheit besteht aus einem verfahrbaren Portal, das eine Robotereinheit in x- und y-Koordinate bewegbar aufnimmt. Die Robotereinheit kann in die Fachkonstruktion abgesenkt werden und um eine senkrechte Achse drehen. Durch die moeglichen Translations- und Rotationsbewegungen ist die Robotereinheit in der Lage, dem Nahtverlauf in der geschlossenen Fachkonstruktion zu folgen. Die Steuerung der Robotereinheit erfolgt auf der Grundlage einer sensororientierten Positioniersteuerung, die mit einer Schweissprozesssteuerung gekoppelt ist. Fig. 2

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung findet Anwendung insbesondere in der schiffbaulichen Sektionsfertigung beim Schweißen der horizontalen Kehlnähte eines Doppelbodens, der aus einer Vielzahl mehrseitiger geschlossener Fachkonstruktionen besteht.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Gemäß DE-PS 2601100 ist das Schweißen horizontaler Kehlnähte in mehrseitigen Fachkonstruktionen, wie sie bei Doppelbodensektionen durch die Zuordnung von Längs- und Querträgern zur Grundplatte entstehen, bekannt. Die beschriebene Vorrichtung ist mit Aggregaten ausgestattet, die eine Bewegung des Schweißbrenners sowohl entlang dem Längsträger als auch entlang dem Querträger ermöglichen, wobei beim Umsetzen des Schweißbrenners von einer Arbeitslinie auf die andere Arbeitslinie, die die erste Arbeitslinie unter einem Winkel von 90° schneidet, eine Drehung der den Schweißbrenner tragenden
senkrechten Hubsäule um 90° erforderlich ist. '
Beim Ausschweißen eines Trägers entlang einer Arbeitslinie wird der Schweißprozeß durch die Betätigung eines Endschalters bereits vor dem Ende der Arbeitslinie unterbrochen, so daß der Eckenabschnitt zweier senkrecht aufeinanderstehenden Arbeitslinien nicht geschweißt werden kann, Durch den Endschalter werden zugleich der Längsantrieb abgeschaltet und der Brenner in die neue Schweißposition bewegt. An dieser nächsten Arbeitslinie wird der Schweißbrenner neu gezündet und der Schweißprozeß bis zum nächsten Abschalten fortgesetzt. Diese Arbeitsschritte werden bis zum Abschweißen aller zu einer Fachkonstruktion gehörenden Arbeitslinien wiederholt.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Lösung besteht in dem hohen Anteil erforderlicher Positionierbewegungen beim Schweißen der horizontalen Kehlnähte. Der hohe Anteil der erforderlichen Hilfszeiten für das Positionieren an jeder neuen Arbeitslinie, das Zünden des Lichtbogens und das Beenden des Schweißprozesses führt zu Effektivitätsverlusten bei der Realisierung eines Fertigungsabschnittes mit hohem Mechanisierungsgrad.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß mit dem bekannten Verfahren und der dazu erforderlichen Vorrichtung der Eckerrabschnitt zwei sich schneidender Arbeitslinien nicht geschweißt werden kann. Sind jedoch übergangslose Schweißnähte
erforderlich, sind diese Eckenabschnitte manuell nachzuarbeiten. .
Eine weitere zum Stand derTechnik zählende Lösung ist in der DE OS 2361849 beschrieben.
Diese Lösung stellt sich als autonomes Gerät dar, das in die geschlossene Fachkonstruktion gesetzt wird. Mit diesem Gerät wird der Schweißkopf längs geraden Arbeitslinien geführt, die sich unter einem Winkel von 90° schneiden, per Schweißptozeß wird dabei von einer Arbeitslinie auf die andere, die erste unter dem vorbestimmten Winkel schneidende Arbeitslinie übergangslos fortgesetzt.
Das Gerät, als Eckenführungsvorrichtung bezeichnet, besteht aus einem Wagen, der gleichzeitig die Aufnahme für den Schweißkopf bildet. Weiterhin ist dem Gerät ein Abtastglied zugeordnet, das mit der Wändfläche der Fachkonstruktion Berührung hält und damit den Wagen und mit ihm den Schweißkopf entlang der Arbeitslinie führt.
Nimmt das Abtastglied Kontakt mit der Wandfläche der die erste Arbeitslinie schneidenden Arbeitslinie, bleibt der Wagen stehen und wird um die Mittelachse gedreht. Unter der Wirkung einer kurvenförmigen Führungsnut greift der Schweißkopf einen parallel zur Ärbeitslinie verlaufenden geometrischen Ort ab, bis die Ecke erreicht ist. Danach setzt sich die Führungsvorrichtung entlang der folgenden Wandfläche in Bewegung. Der Bearbeitungsvorgang ist mit Erreichen der
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Die dargestellte technische Lösung weist eine Reihe von Nachteilen auf.
Ein wesentlicher Nachteil der Eckenführungsvorrichtung besteht darin, daß das Abtastglied der jeweiligen geometrischen Form der Fachkonstruktion angepaßt sein muß. Eine vorangegangene Anwendung der Vorrichtung in einer rechteckigen Fachkonstruktion schließt den Einsatz in einer Fachkonstruktion mit z. B. Parallelogrammform aus. Die Aufgabe ist erst dann erfüllbar, wenn die Relativpositionen zwischen den Drehpunkten der Seitenwand-Abtastrollen an die Parallelogrammform angepaßt sind. Damit ist der universelle Einsatz der beschriebenen Eckenführungsvorrichtung ausgeschlossen.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Handhabung des Gerätes. Die notwendigerweise große Masse des Gerätes macht den Einsatz von Hebezeugen zum Umsetzen in die andere Fachkonstruktion erforderlich. Außerdem wirken sich auf dem Boden oder an den Trägern befindliche Hindernisse, wie z. B. Versteifungsprofile störend auf den Bewegungsablauf und damit auf
den Schweißprozeß aus. ζ
Ziel der Erfindung
Der nützliche Effekt, der bei Anwendung der Erfindung im Vergleich zu bereits bekannten Lösungen erreicht wird, besteht in der hochproduktiven automatisierten Arbeitsweise. Durch die Erfindung wird insbesondere in der schiffbaulichen Sektionsfertigung der Anteil der manuellen Schweißarbeiten entscheidend verringert.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen portalgestützten Schweißroboter für das gesteuerte übergangslose Schweißen der horizontalen Kehlnähte in mehrseitigen Fachkonstruktionen zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schweißroboter gelöst, der aus einer Arbeitseinheit und einer Steuereinheit besteht. Die Arbeitseinheit wird aus einem Portal gebildet, welches das zu verschweißende Bauteil in x-Koordinate überspannt und in y-Koordinate verfahren werden kann. Auf dem Portal befindet sich ein Portalwagen, der in x-Koordinate verfahrbar ist.
Mit dieser Beweglichkeit kann zum einen im Zusammenwirken mit der Portalfahrt der Schweißroboter zum aus mehreren Fachkonstruktionen bestehenden Bauteil ausgerichtet, zum anderen die Schweißbewegung in x-Koordinate realisiert werden.
Die Ausführung der Schweißbewegung in y-Koordinate wird über einen Fahrwagen realisiert, der auf dem Portalwagen in dieser Richtung verschiebbar ist. Von diesem Portalwagen wird die Robotereinheit aufgenommen. Diese Robötereinheit ist über eine z-Achse in die Fachkonstruktion absenkbar, wobei sie über eine Verstellung zur Grobpositionierung und eine Verstellung zur Feinpositionierung des Schweißkopfes in dieser Achse in die Fachkonstruktion hinein verfügt.
Um die gleiche Vertikalachse erfolgt die Rotation der Robotereinheit (C-Achse). Zusätzlich erhält der Schweißkopf eine horizontale Feinzustellung x'y', die es ermöglicht, in Kopplung mit der über die C-Achse realisierte Rotation den Schweißkopf bis in den Eckenabschnitt der Fachkonstruktion hinein und aus diesem wieder herauszuführen, wobei stets eine geradlinige gleichmäßige Bewegung des Schweißkopfes entlang der Schweißnaht zu gewährleisten ist.
Die Steuereinheit des Schweißroboters ist in mehrere Funktionsebenen gestaffelt. Zur Positionierung des Schweißroboters über den Absenkpunkten des Doppelbodens kommt eine vorprogrammierte Programmsteuerung zum Einsatz. Diese Funktionsebene der Steuerung ermöglicht vorrangig die Grobpositionierung des Schweißroboters sowie Hilfsfunktionen, wie
z. B. die Führung des Schweißbrenners zum Reinigungspunkt. Die Funktionsebene sensororientierte Positioniersteuerung ermöglicht als Kernstück der Gesamtsteuerung die bauteilorientierte Führung des Schweißbrenners entlang der Nahtkehle.
Die sensororientierte Positioniersteuerung ist mit der Funktipnsebene Schweißprozeßsteuerung gekoppelt, wobei über eine inkrementale Wegmessung Start-Stopp-Befehle einerseits für die Schweißprozeßsteuerung sowie andererseits für die
Positioniersteuerung gewonnen werden. Die Schweißprozeßsteuerung ermöglicht die Überwachung und Steuerung von Schweißprozeßdaten. Die einzelnen Funktionsebenen sind untereinander sowie miteinander gekoppelt und bilden als eine funktioneile Einheit die Gesamtsteuerung.
Ein Merkmal der Erfindung ergibt sich aus der konstruktiven Ausführung der Robotereinheit. Diese besteht aus einer senkrecht in die Fachkonstruktion gerichteten Rohrwelle, die an ihrem oberen Ende in einer im Fahrwagen fest angeordneten Hülse drehbar gelagert ist. Die Drehbewegung erfolgt über einen in diesem Bereich wirksamen Antrieb. Am unteren Ende der Rohrwelle ist eine horizontal wirkende Feinzustellung angeordnet, die den Schweißkopf aufnimmt. Der Antrieb für diese Feinzustellung befindet sich auf dem oberen Abschluß der Rohrwelle. Die zwischen Antrieb und Feinzustellung notwendigen Übertragungselemente verlaufen im Inneren der Rohrwelle. Diese gewählte Ausführungsform ermöglicht die Rotation der Robotereinheit und die horizontale Feinzustellung sowie eine Überlagerung dieser beiden Bewegungen.
Nach einer erfindungsgemäß spezifierten Ausführung ist die Feinzusteliung mit einer in Wirkungsrichtung verlaufenden Zahnstange versehen. Diese steht mit einem Antriebsritzel im Eingriff, dessen Antriebswelle durch die Rohrwelle zum Antrieb
geführt ist. :
Zur Rotation der Rohrwelle ist diese an ihrem oberen Ende von einem Zahnrad umgeben, das mit einem Ritzel, welches von einem an der Hülse fest angeordneten Antrieb bewegt wird, in Eingriff steht.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die zum Schweißkopf geführten Versorgungsleitungen z. B. für Schweißstrom und Schutzgas durch die Rohrwelle verlegt werden. Damit sind sie beim Herabsenken der Robotereinheit in die Fachkonstruktion sowie während des Bewegungsablaufes gegen evtl. Beschädigungen und Zerstörungen geschützt.
Die Vorteile der in Rohrkonstruktion ausgeführten Robotereinheit liegen in der Minimierung der Baugröße, wodurch das Abschweißen von Fachkonstruktionen mit kleinsten Abmessungen ausführbar ist, in einer hohen Steifigkeit und einer geringen Massenträgheit durch weitgehende Rotationssymmetrie.
Ausführungsbeispiel '
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1: einen schematischen Bewegungsablauf des Schweißkopfes in einer 4seitigen Fachkonstruktion eines Schiffsdoppelbodens,
Fig.2: eine perspektivische schematische Darstellung des Schweißroboters, Fig.3: eine perspektivische schematische Darstellung des Schweißkopfes, Fig.4: einen Querschnitt durch die Robotereinheit.
-4- 261966 1
Der Schweißroboter 1 kommt beim Abschweiften der horizontalen Kehlnähte 2 eines auf einem Schweißplatz ausgelegten, nach oben offenen Doppelbodens 3 zum Einsatz. Die Fließrichtung der Fertigungslinie ist durch die y-Koordinate definiert. Der Doppelboden 3, aus einer Vielzahl von durch Längs- und Querträger 4; 5 bestehenden Fachkonstruktionen 6 gebildet, wird auf dem Arbeitsplatz ausgelegt und durch das Portal 7 in der x-Koordinate überspannt. Damit werden alle in dieser Richtung verlaufenden Fachkonstruktionen 6 durch den Schweißroboter 1 erfaßt. Nach dem Abschweißen dieser Fachkonstruktionen 6 verfährt das Portal 7 über die nächste Zeile. , ι
Zum Aufsuchen der einzelnen Fachkonstruktionen 6 in x-Koordinate verfügt das Portal 7 über einen in dieser Richtung verfahrbaren Portalwagen 8. Mit diesem Portalwagen 8 wird die Robotereinheit 9 über die x-Koordinate des auf die jeweilige Fachkonstruktion 6 bezogenen Abssnkpunktes 10 eingestellt. Darüber hinaus wird über den Portalwagen 8 die Schweißbewegung in x-Koordinate realisiert. Gemäß dem gewählten Ausführungsbeispiel wird der Schweißroboter 1 durch Prpgrammsteuerung.über die jeweiligen Absenkpunkte 10 eingefahren. Es ist jedoch auch denkbar, diese Grobpositionierung durch Handsteuerung zu realisieren.
Die Schweißbewegung in y-Koordinate wird durch den Fahrwagen 11 ausgeführt. Dieser kann deshalb im Portalwägen 8 in y-Koordinate verfahren werden, dabei ist der Verfahrweg zu bemessen, daß die maximale, in dieser'Richturtg verlaufende Arbeitslinie abgearbeitet werden kann. Der Fahrwagen 11 nimmt die Robotereinheit 9 auf, die, über dem Absankpunkt 10 eingefahren, in die Fachkonstruktion 6 abgesenkt wird. Dieser Vorgang sowie das Herausheben der Robotereinheit 9 aus der Fachkonstruktion nach beendetem Schweißen erfolgt über die Z-Achse in Form einer Grobpositionierung. Bestandteil und integriert in der Z-Achse ist die Z'-Achse, mit der Feinzustellungen in z-Koordinate realisiert werden.
Zusätzlich zu dieser Vertikalverstellung führt die Robotereinheit 9 eine Rotation um die gleiche Achse, die für diese Bewegung als C-Achse bezeichnet wird, ays. Die Rotation um diese C-Achse ist notwendig, um einen übergangslosen Bewegungsablauf im Eckenbereich 12 der Fachkonstruktion 6 zu gewährleisten. Um den Schweißkopf 13 jedoch direkt in den Eckenbereich 12 zu führen, ist eine mit der Rotation direkt gekoppelte horizontale Feinzustellung x'y' 14 notwendig. Über gleichzeitige und gesteuerte Rotation und Feinzustellung 14 kann ein geradliniger Bewegungsablauf des Schweißkopfes 13 im Eckenbereich 12 gesichert werden. ;
Während die beschriebenen'Freiheitsgrade x, y und ζ des Schweißroboters 1 durch bekannte Wirkprinzipien realisiert werden und deshalb auf eine nähere konstruktive Ausführung verzichtet.wird, erfolgt an Hand Fig.4 eine detaillierte Darstellung der Robotereinheit 9. Die Robotereinheit 9 besteht aus einer senkrecht in die Fachkonstruktion 6 absenkbaren Rohrweite 15. Diese ist in einer mit dem Fahrwagen 11 fest verbundenen und mit Hülsenlagern 17 ausgestatteten Hülse 16 um die C-Achse drehbar gelagert. Der Drehantrieb erfolgt über einen an der Hülse 16 befestigten Antrieb 18, der über ein Antriebsritzel 19 das axial auf die Rohrwelle 15 montierte Zahnrad 20 beaufschlagt.
Um eine Überlagerung der Rotation mit der horizontalen Feinzustellung x'y' 14 zu gewährleisten, werdender Antrieb und die Übertragungselemente für die Feinzustellung x'y' 14 als mit der Rohrwelle 15 mitdrehende Baueinheit ausgebildet. Der Antrieb 21 für die Feinzustellung x'y' 14 wird auf den oberen Abschluß der Rohrwelle 15 auf das Zahnrad 20 fest montiert. Er treibt über eine im Inneren der Rohrwelle 15 von Wellenlagern 22 aufgenommene Welle 23 ein Antriebsritzel 24 an, das eine am unteren Abschluß der Rohrwelle 15 horizontal geführteZahnstange 25 verschiebt und mit ihr die Feinzustellung 14, an deren Ende der Schweißkopf 13 montiert ist. Je nach den Schaltzuständen des Antriebes 18 für die Rotation und des Antriebes 21 für die Feinzustellung x'y' 14 kommen die gewünschten Bewegungsabläufe am Schweißkopf 13 zustande. Die Feinzustellung x'y' 14 und die Rotation um die C-Achse sind als Feinantriebe ausgeführt, die Bauteilungenauigkeiten auszugleichen haben. Aus diesem Grund ist die Robotereinheit 9 mit Sensoren 28 bestückt, die die Lage des Schweißkopfes 13 erkennen und gegebenenfalls eine Korrektur auslösen.
An Hand der Fig. 1 wird der technologische Ablauf des Ausschweißens einer Fachkonstruktion 6 mit dem erfindungsgemäßen Schweißroboter 1 beschrieben. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Schweißroboter 1 bereits über dem der Fachkonstruktion 6 zugeordneten Absenkpunkt 10 positioniert ist und die Robotereinheit 9 über die Z-Achse in die Fachkonstruktion 6 um den SoM-Betrag abgesenkt ist (Arbeitsschritt I). Der nun folgende Arbeitsschritt Il hat das Aufsuchen bzw. Positionieren des Schweißkopfes 13 an der ersten Arbeitslinie 29 zum Inhalt. Dabei verfahrt die Robotereinheit 9 mittels Fahrwagen 11 in y-Koordinate, bis durch den entsprechenden Sensor 28 der zu verschweißende Querträger 5 signalisiert wird und der Schweißkopf'
13 in dieser Ausgangsposition für den Beginn des Schweißvorganges gestoppt wird.
Mit Beginn des Arbeitsschrittes IiI erfolgt die Einleitung und Ausführung des Schweißvorganges entlang der ersten Arbeitslinie 29. Dabei wird die Schweißdüse 30 in einer fest eingestellten optimalen Neigung in stechender Position geführt. Die ' Schweißbewegung entlang der ersten Arbeitsliiiie 29 wird in x-Koordinate durch den Portalwagen 8 realisiert. In dieser Phase auftretende Bauteilungenauigkeiten bzw. ungerade Nahtverläufe werden über die sensororientierte Positioniersteuerung durch die Feinzustellung x'y'14 korrigiert. ' -
Der Arbeitsschritt IV beinhaltet das Ausschweißen des Eckenbereiches 12 der Fachkonstruktion 6. Durch den entsprechenden Sensor 28 wird die zweite Arbeitslinie 31, die die erste Arbeitslinie 29 unter einem Winkel von 90° schneidet, erkannt, cfie Fahrbewegung des Portalwagens 8 gestoppt und die Rotation der Robotereinheit 9 um die C-Achse um 90° eingeleitet. Während der gesamten Rotationsphase um 90° wird der Schweißprozeß nicht unterbrochen. Dieser Rotation wird die Feinzüstejlung x'y'
14 in Abhängigkeit von der Position der Schweißdüse 30 als Zu- oder Zurückstellen überlagert. Dadurch erfolgt eine übergangslose Führung der Schweißdüse 30 in der Nahtkehle auch im Eckenbereich 12 der Fachkonstruktion 6. Der erfindungsgemäße Schweißroboter 1 ermöglicht somit, daß übergangslos in einem Arbeitsgang, ohne den Schweißprozeß zu unterbrechen, mehrseitige, insbesondere vierseitige Fachkonstruktionen 6 geschweißt werden können. '
Der dem Arbeitsschritt IV zugeordnete Schweißprozeß erfordert eine Änderung der Schweißparameter. Aus diesem Grund ist die Positioniersteuerung für die Robotereinheit 9 während der Rotationsphase mit einer Schweißprozeßsteuerung gekoppelt. Auf der Grundlage einer inkrementalen Wegmessung sind somit jedem definierten Drehwinkel um die C-Achse konkrete Schweißparamter zugeordnet." Die Rotation der Robotereinheit 9 ist mit Beendigung des Arbeitsschrittes IV abgeschlossen. Der Arbeitsschritt V erfordert wieder eine geradlinige Führung des Schweißkopfes 13, diesmal in y-Koordinate. In diesem, wie in den anderen geradlinigen Arbeitsschritten, werden durch die Schweißprozeßsteuerung konstante Schweißparamter vorgegeben. Diese Bewegung wird über den Fahrwagen 11 realisiert.
Auch hier erfolgt der Ausgleich von Bauteilungenauigkeiten bzw^ von ungeraden Nahtverläufen mittels der Feinzustellung x'y' 14. · '.:· . . ' ' - . . .-·."
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Die Abarbeitung der Arbeitsschritte Vl bis X entlang der dritten und vierten Arbeitslinie 32; 33 erfolgt analog den bisher beschriebenen Arbeitsschritten. Arbeitsschritt Xl beschreibt den Abschluß des Schweißprozesses. Der Schweißkopf 13 wird mittels Portalwagen 8 in x-Koordinate entlang der ersten Arbeitslinie 29 verfahren. Nach dem Erkennen des Schweißnahtanfanges mittels einer Wegmeßeinrichtung wird dieser um einen definierten Betrag nach Prögrammvörgabe überschweißt und der Schweißprozeß danach beendet.
Der Schweißkopf 13 wird nun mittels Portalwagen 8 aus dem erhitzten Nahtbereich Um einen definierten Betrag nach Programmvorgabe herausgefahren (Arbeitsschritt XII) und die Translation in x-KöoVdinate abgeschaltet. Gemäß Arbeitsschritt XIII erfolgt die Rückführung der Robotereinheit 9 zum Absenkpunkt 10 der Flachkonstruktion 6 mittels Fahrwagen
Gemäß Arbeitsschritt XIV wird die Robotereinheit 9 über die Z-Achse aus der Fachkonstruktion 6 gehoben, so daß der Schweißkopf 12 über die senkrechten Stegbleche verfahren werden kann. Während dieses Vorganges erfolgt das Rückdrehen der Robotereinheit 9 um die C-Achse um 360°.
In dieser Position befindet sich der Schweißroboter 1 Tn der Ausgangslage, aus der die nächste Fachkonstruktion 6 angesteuert werden kann.

Claims (6)

  1. , -2-261966 1
    Erfindungsansprüche: < . ' "
    1. Schweißroboter zum Schweißen horizontaler Kehlnähte in mehrseitigen Fachkonstruktionen bestehend aus einer Arbeitseinheit und einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit aus einem, das zu schweißende Bauteil in x-Koordinate überspannenden und in y-Koordinate verfahrbaren Portal (7) besteht, das zur Ausführung der Schweißbewegung in x-Koordinate einen in dieser Richtung verfahrbaren Portalwagen (8) aufnimmt, in dem zur Ausführung der Schweißbewegung in y-Koordinate eine in diese Richtung mittels Fahrwagen (11) bewegbare Robotereinheit (9) angeordnet ist, die in der Z-Achse eine Verstellung zur Grobpositionierung und eine Verstellung zur Feinpositionierung
    v aufweist, wobei der Z-Achse eine in ihr verlaufende C-Achse zur Rotation des Schweißkopfes (13) zugeordnet ist und im Bereich des Schweißkopfes (13) zur Ausführung der Schweißbewegung im Eckenbereich (12) eine in direkter Kopplung mit der C-Achse wirkende horizontale Feinzustellung x'y' (14) angeordnet ist und die Steuereinheit aus einer vorprogrammierten Programmsteuerung zur Positionierung des Schweißroboters (1) über den Absenkpunkten (10) und einer sensororientierten Positioniersteuerung für die Robotereinheit (9) zu deren bauteilorientierter Führung gekoppelt mit einer während des Bewegungsablaufes der Robotereinheit (9) auf der Grundlage einer inkrementalen Wegmessung wirkenden Schweißprozeßsteuerung gebildet wird. i '
  2. 2. Schweißroboter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Robotereinheit (9) aus einer senkrecht in die Fachkonstruktion (6) weisenden Rohrwelle (15) besteht, die an ihrem oberen Ende in einer im Fahrwagen (11) fest angeordneten Hülse (16) über einen entsprechenden Antrieb (18) drehbar gelagert ist, und die an ihrem unteren Ende eine horizontal wirkende, den Schweißkopf (13) aufnehmende Feinzustellung (14) aufweist, die über in der Rohrweile (15) verlaufende und durch einen auf dem oberen Abschluß der Rohrwelle (15) angeordneten Antrieb (21), def fest mit dem Zahnrad (20) montiert ist, beaufschlagbare Antriebselemente verstellbar ist.
  3. 3. Schweißroboter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinzustellung (14) mit einer Zahnstange (27) versehen ist, die mit einem Antriebsritzel (24) in Wirkverbindung steht, dessen Welle (23) in der Rohrwelle (15) drehbar gelagert mit dem Antrieb (21) kuppelbar ist.
  4. 4. Schweißroboter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwelle (15) an ihrem oberen Ende von einem Zahnrad (20) umgeben ist, das mit einem Antriebsritzel (19) in Eingriff steht, welches durch einen an der Hülse (16) angeordneten Antrieb (18) beaufschfagbar ist.
  5. 5. Schweißroboter nach Punkt 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Schweißkopf (13) und zu den Sensoren (28) führenden Versorgungsleitungen in der Rohrwelle (15) verlaufend angeordnet sind.
  6. 6. Schweißroboter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachse des Schweißkopfes (13) in der Symmetrieachse der Z-Achse angeordnet ist.
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