DD252569A1 - SELF-CENTERING GUIDANCE SYSTEM FOR WELDING TOOLS, ESPECIALLY FOR WELDING AND CUTTING BURNERS - Google Patents
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Abstract
Das Fuehrungssystem ist gekennzeichnet durch einen Support, der im wesentlichen aus einem winkelfoermig ausgebildeten starren Teil und einem oder mehreren beweglichen Teilen besteht, die ueber ein Gelenk und mindestens ein Federelement spannbar miteinander verbunden sind und mit einem Traeger in Wirkverbindung stehen und beide Teile jeweils in einer Rollenebene ueber zwei auf einem gemeinsamen Steg gelagerte Rollenpaare verfuegen, die um eine Lagerstelle drehbar angeordnet und durch eine Arretierung in einer Stellung parallel zur Mittellinie feststellbar sind, und dass dem beweglichen Teil ein verstellbarer Anschlag zugeordnet ist, der mit einem Bolzen und einer Kontermutter in Wirkverbindung steht, derart, dass ein begrenzter Toleranzabstand am Traeger einstellbar ist. Fig. 1The Fuehrungssystem is characterized by a support which consists essentially of a winkelfoermig trained rigid part and one or more moving parts, which are connected via a joint and at least one spring element tensioned together and are in operative connection with a Traeger and both parts in one Roller plane over two pairs of rollers mounted on a common web, which are arranged rotatably about a bearing and lockable by a lock in a position parallel to the center line, and that the movable part is associated with an adjustable stop, which is operatively connected to a bolt and a lock nut is such that a limited tolerance distance is adjustable on Traeger. Fig. 1
Description
Die Erfindung betrifft ein selbstzentrierendes Führungssystem für Schweißwerkzeuge, insbesondere für Schweiß- und Schneidbrenner, wobei ein quadrisch ausgebildeter, unbearbeiteter Kastenträger einen mit Führungsrollen ausgestatteten Support trägt und der Kastenträger zwischen elastisch gespannten und starren Rollenpaaren mit dem Support in Eingriff steht.The invention relates to a self-centering guide system for welding tools, in particular for welding and cutting torch, wherein a quadrisch trained, unprocessed box girder carries a guide rollers equipped with support and the box girder between elastically tensioned and rigid pairs of rollers with the support is engaged.
Es ist bekannt, zum Führen von Schweißwerkzeugen, z. B. Schweiß- und Schneidbrenner sowie Farbspritzpistolen, bearbeitete Führungsbahnen zu verwenden, die hohe Genauigkeiten aufweisen. Derartige Führungsbahnen sind infolge der erforderlichen Präzisionsforderungen und Maßhaltigkeit für Brennschnitte bzw. Bauteilkonturen sehr steif ausgeführt. Dies bedingt einen hohen Aufwand und Leistungsverlust, da durch die Antriebe der beweglichen Teile große Massen beschleunigt verfahren und verzögert werden müssen.It is known for guiding welding tools, for. As welding and cutting torch and paint spray guns to use machined guideways that have high accuracies. Such guideways are designed very stiff due to the required precision requirements and dimensional accuracy for flame cuts or component contours. This requires a lot of effort and loss of power, as the masses of the moving parts have to be accelerated and decelerated by the drives of the moving parts.
Für Füge- und Schneidmaschinen ist durch eine berührungslose Verfahrenstechnik und eine relativ große Toleranzbreite von ±5mm am Schweißbrenner eine Übertragbarkeit der Führungstechniken des Werkzeugmaschinenbaues ungeeignet. Alle spanenden Werkzeugmaschinen besitzen als größte Kraftkomponente die Hauptschneidkraft, welche am Werkzeugträger infolge schlagartig auftretender und endender Kräfte (diese entstehen an den Werkstückkanten) kurzzeitig zwischen ihren Extremwerten auftreten. Derartige äußere Stoßbeanspruchungen, die sich mit den Eigenmassenkräften der Führungsmaschine . überlagern, kennen die Führungstechniken der Fügetechnik, z. B. beim Lichtbogenschweißen oder Schneiden, grundsätzlich nicht.For joining and cutting machines, transferability of the guiding techniques of machine tool construction is unsuitable due to non-contact process technology and a relatively large tolerance width of ± 5 mm at the welding torch. All cutting machine tools have the largest force component, the main cutting force, which occur on the tool carrier due to abruptly occurring and ending forces (they arise at the workpiece edges) briefly between their extreme values. Such external impact stresses, which are compatible with the intrinsic mass forces of the guiding machine. overlay, know the leadership techniques of joining technology, z. As in arc welding or cutting, not in principle.
Führungsmaschinen des Werkzeugmaschinenbaues sind für Schweiß- und Schneidmaschinen völlig ungeeignet. Zum Einsatz kommen Gußwerkstoffe aufgrund ihrer guten schwingungsdämpfenden, mechanischen Werkstoffeigenschaften. Neuerdings kommen auch geschlossene, geschweißte Konstruktionen zum Einsatz unter Ausnutzung des Vorteils der großen Steifigkeit mit dem Ziel, die großen Eigengewichte von Gußkonstruktionen zu senken.Guiding machines of machine tool construction are completely unsuitable for welding and cutting machines. Cast materials are used because of their good vibration-damping, mechanical material properties. Recently, closed, welded constructions have also been used, taking advantage of the high rigidity with the aim of reducing the large dead weights of cast structures.
Nachteil aller dieser Führungsmaschinen ist, daß durch die beim Schweißen oder Schneiden notwendige Streckenenergie, z. B. bei Dauerbetrieb, beim Robotereinsatz infolge der geforderten langen Einschaltzeiten die Führungsmaschinen örtlich stark thermisch belastet werden. Örtliche Wärmedehnungen verändern die Geometrie der Tragkonstruktionen der Führungsmaschinen so stark, daß in vielen Fällen die geforderte Schnitt- und Schweißnahttoleranz nicht eingehalten werden kann.Disadvantage of all of these leadership machines is that necessary by the welding energy or cutting path energy, z. B. in continuous operation, the robots are locally highly thermally stressed as a result of the required long switch-on the robot use. Local thermal expansion change the geometry of the support structures of the guide machines so strong that in many cases the required cutting and weld tolerance can not be met.
Bekannt sind als Führungsmaschinen für Brennschneidmaschinen z. B. Vierkantrohre mit aufgeschraubten bearbeiteten Leisten. Führungsrollen auf allen vier Seiten der Vierkantrohre stützen sich auf diesen Leisten ab, so daß eine hohe Laufgenauigkeit der Supporte und Führungstechniken der Schneidbrenner erreicht wird. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise über Zahlstangen. Verwendet werden als Führungsträger für Schweißroboter oftmals geschweißte Hohlkastenprofile. Auch verbundene Vierkantprofile sind bekannt. Um den mechanischen Bearbeitungsaufwand zu senken, gestaltet man die Führungsträger derart, daß nur direkte Führungsleisten mit Rillen gehobelt bzw. geschliffen werden, so daß die Rollen mit zwei starren Rillenpaaren mit gemeinsamer Drehachse zueinander einen rechten Winkel bilden und jeweils eine bewegliche, elastisch verspannte Rolle in die Ecke drückt.Are known as leading machines for flame cutting machines z. B. square tubes with screwed machined strips. Guide rollers on all four sides of the square tubes are based on these strips, so that a high running accuracy of the supports and guiding techniques of the cutting torch is achieved. The drive is preferably via pay bars. Welded hollow box profiles are often used as a guide carrier for welding robots. Also connected square profiles are known. To reduce the mechanical processing effort, designed the guide support such that only direct guide rails are planed or ground with grooves, so that the rollers with two rigid groove pairs with common axis of rotation form a right angle to each other and each have a movable, elastically tensioned role in the corner pushes.
Nach einer weiteren Lösung ist eine Fahrbahn zum Führen von Schweißwerkzeugen bekannt, wobei erfindungsgemäß ein geschlossener quadrisch ausgebildeter Kastenträger angeordnet ist, der mittels einer Spannrolle in einen von vier starr befestigten Führungsrollen gebildeten Winkel unter einer einstellbaren Spannkraft steht, wobei die Führungsrolle sich mit den ebenen Seitenflächen des Kastenträgers in Kontakt befindet, während die Spannrolle mit nur einer der vier Laufkanten im Eingriff steht.According to another solution, a roadway for guiding welding tools is known, wherein according to the invention a closed quadrilateral box girder is arranged which is under an adjustable clamping force by means of a tensioning roller in an angle formed by four rigidly mounted guide rollers, wherein the guide roller with the flat side surfaces of the box girder is in contact while the tension roller is engaged with only one of the four running edges.
Der Hauptnachteil dieser Führungsbahnen besteht darin, daß durch die in Abhängigkeit von der Einbaulage der jeweiligen Achse eingestellte Spannkraft der Spannrolle Rollreibung verursacht. Bei ungünstigen Einbaulagen, z. B. als Führungsbahn mit einem seitlichen Ausleger sind extreme Rollenbelastungen zu verzeichnen. Es ist notwendig, die Spannrollen extrem vorzuspannen.The main disadvantage of these guideways is that caused by the set in dependence on the installation position of the respective axis clamping force of the tension roller rolling friction. In unfavorable mounting positions, eg. B. as a guideway with a lateral boom extreme role loads are recorded. It is necessary to extremely tension the idlers.
Durch Addition der Lastbedingungen und der Spannkräfte kommt es zu extremen Belastungen der Rollen sowie der relativ weichen Führungsbahn. Die Folgen sind erhebliche Rollreibung und Deformationen.By adding the load conditions and the clamping forces it comes to extreme loads on the rollers and the relatively soft guideway. The consequences are considerable rolling friction and deformations.
Eine weiterer Nachteil besteht darin, daß die elastisch verspannten Führungsbahnen bei dynamischer Belastung zum Überschwingen neigen.Another disadvantage is that the elastically strained guideways tend to overshoot under dynamic load.
Die Anordnung der starren Rollen ist weiterhin nicht geeignet, bereits vorhandene Meßabweichungen der Träger von der Rechtwinkligkeit zu kompensieren.The arrangement of the rigid rollers is also not suitable to compensate for existing deviations of the wearer from perpendicularity.
Das trifft gleichfalls auf geringfügige Deformationen des Kastenprofiles infolge lokaler thermischer Belastung beim Schweißen zu. Die Folge ist Verdrehspiel zwischen Support und Träger.This also applies to slight deformations of the box profile due to local thermal stress during welding. The result is backlash between support and wearer.
Es wäre naheliegend, die Rollen an den Supporten je nach Einbaulage so umzuordnen, daß die elastischen Rollen außerhalb der lastbedingten Kraftwirkung liegen. Dazu ist es jedoch notwendig, den Baukastencharakter solcher Baueinheitensysteme zu verlassen und für jede Einbaulage die geeignete Führungsachse zu entwickeln. Dieser Weg bietet wegen des hohen Aufwandes gegenüber dem Stand der Technik keine wesentlichen Vorteile.It would be obvious to rearrange the roles of the supports depending on the installation position so that the elastic rollers are outside the load-related force effect. For this purpose, however, it is necessary to leave the modular character of such assembly systems and to develop the appropriate guide axis for each installation position. This way offers no significant advantages over the prior art because of the high cost.
Ein weiterer Nachteil sämtlicher o. g. Führungsbahnen in der Schweißtechnik besteht darin, daß durch zwangsläufige Ansammlungen von Schweißspritzern auf den Laufflächen der Rollen lokale Abweichungen von der Führungsgenauigkeit auftreten bzw. vollkommene Blockierungen auftreten können.Another disadvantage of all o. G. Guideways in welding technology is that by inevitable accumulations of weld spatter on the running surfaces of the rollers local deviations from the guide accuracy occur or complete blockages can occur.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Durch die Erfindung ist mit geringem Fertigungsaufwand ein einfaches und sicheres Führungssystem für Schweißwerkzeuge, insbesondere Schweiß- und Schneidbrenner, zu schaffen.With the invention, a simple and secure guide system for welding tools, in particular welding and cutting torch, to create with little manufacturing effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungssystem für Schweißwerkzeuge zu entwickeln, welches massearm, leicht einrichtbar ist und auf jeden, auch unbearbeiteten Kastenträger, geführt werden kann und selbständig, unabhängig von Querschnitts- und Formtoleranzen, eine sichere Positionierung gewährleistet.The invention has for its object to develop a guide system for welding tools, which is massearm, easy to set up and can be performed on any, even unprocessed box girder and independently, regardless of cross-sectional and shape tolerances, ensures secure positioning.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Führungssystem gelöst, welches gekennzeichnet ist durch einen Support, bestehend aus einem winkelförmig ausgebildeten starren Teil und einem oder mehreren beweglichen Teilen, die über ein Gelenk und mindestens ein Federelement spannbar miteinander verbunden sind und mit einem Träger in Wirkverbindung stehen und die beiden Teile jeweils in einer Rollenebene über zwei auf einem gemeinsamen Steg gelagerte Rollenpaare verfügen, die um eine Lagerstelle drehbar angeordnet und durch eine Arretierung in einer Stellung parallel zur Mittellinie feststellbar sind, wobei dem beweglichen Teil ein verstellbarer Anschlag zugeordnet ist,, der mit einem Anschlag über einen Bolzen mit einer Kontermutter in Wirkverbindung steht, derart, daß der Toleranzabstand am Träger begrenzt ist.The object of the invention is achieved by a guide system, which is characterized by a support consisting of an angularly shaped rigid part and one or more movable parts, which are connected via a hinge and at least one spring element clamped together and are in operative connection with a carrier and the two parts each have in a roller plane over two roller pairs mounted on a common web, which are arranged rotatably about a bearing point and lockable in a position parallel to the center line, wherein the movable part is associated with an adjustable stop ,, with a stop via a bolt with a lock nut is in operative connection, such that the tolerance distance is limited to the carrier.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Rollenanordnung wird darin gesehen, daß als Bezugsfläche oder Bezugswinkel jeder Bereich des kaltverformten Quadratrohres beliebig wählbar ist. Es ist günstig, immer das oder die Rollenpaare, welche mit den größten Kräften beaufschlagt werden, als starres Rollenpaar zur Herstellung einer Bezugsführungsebene vorzusehen.A particular advantage of the roller assembly according to the invention is seen in the fact that each area of the cold-formed square tube can be selected arbitrarily as a reference surface or reference angle. It is favorable always to provide the roller pair or pairs which are subjected to the greatest forces as a rigid roller pair for producing a reference guide plane.
Die Erfindung läßt durch die drehbar bzw. feste Anordnung wahlweise für jedes Rollenpaar alle möglichen Varianten zu. So müssen die starren Rollenpaare bei einer als Tragarm belasteten Bewegungsachse mit dem Support als Spannelement für den Ausleger entsprechend der Kraftrichtungen entgegengesetzt wirken.The invention allows by the rotatable or fixed arrangement optionally for each pair of rollers all possible variants. Thus, the rigid pairs of rollers have to act in a loaded as a support arm movement axis with the support as a clamping element for the boom according to the directions of force opposite.
Wirken Torsionsbelastungen auf Supporten z. B. bei der Basisachse einer Portalvariante, ist es aus Gründen der Stabilität notwendig, die starren Rollen in gleicher Richtung wirkend vorzusehen.Act torsional loads on supports z. B. in the base axis of a gantry variant, it is necessary for reasons of stability to provide the rigid rollers acting in the same direction.
Häufig liegt bei Stahlleichtprofilen eine lokal schwankende parallelogrammartige Abweichung des Querschnittes von der idealen Rechtwinkligkeit vor. Durch die spezielle Rollenanordnung (ein starres, drei pendelnde Rollenpaare) in einer Rollenebene, kommt es gegenüber dem Stand der Technikzu keiner Abweichung des Mittelpunktes des Trägers gegenüber dem Support.In the case of lightweight steel profiles, there is often a locally fluctuating parallelogram-like deviation of the cross section from the ideal perpendicularity. Due to the special roller arrangement (a rigid, three oscillating pairs of rollers) in a roller plane, there is no deviation of the center of the carrier from the support in relation to the prior art.
Gleichermaßen werden auch die beim Schweißen üblichen Wärmewirkungen, die sich bei kaltverformten Träger, insbesondere in zusätzlichen Veränderungen der Rechtwinkligkeit niederschlagen, durch die erfindungsgemäße Rollenanordnung kompensiert.Likewise, the usual heat effects during welding, which are reflected in cold-formed carriers, in particular in additional changes in squareness, are compensated by the roller arrangement according to the invention.
Es ist weiterhin möglich, diesen Support leicht zu montieren, indem er aufklappbar gestaltet ist und eine Notwendigkeit zur Anpassung wie bei bisher bekannten Supportausführung entfallen kann. Kleine örtliche Unebenheiten auf der Fahrbahn, wie Schweißspritzer werden durch die Gestaltung des Supports erstmalig leicht überwunden.It is also possible to easily assemble this support by being designed hinged and a need for customization as in previously known support design can be omitted. Small local bumps on the road, such as welding spatter are easily overcome by the design of the support for the first time.
Die erfindungsgemäße Federanordnung begrenzt den Federweg durch einen einstellbaren Anschlag.The spring arrangement according to the invention limits the spring travel by means of an adjustable stop.
Die Federkraft kann durch diese Maßnahme im Zusammenhang mit der beliebigen Festlegung der starren Rollen bei vertikaler Einbaulage und Auslegeranordnung gering gewählt werden. Es genügt, daß die Achse spielfrei bleibt.The spring force can be selected low by this measure in connection with the arbitrary determination of the rigid rollers in vertical mounting position and boom assembly. It is sufficient that the axis remains free of play.
Bei Torsionsbelastung wird die Federkraft nebensächlich. Hier genügt der Anschlag in Zusammenhang mit gleichgerichteten Lastverhältnissen für die Gewährleistung einer spielfreien Führung. Bei komplexen Lastverhältnissen wirken Federn und Anschläge zusammen.In torsional load, the spring force is irrelevant. Here, the stop is sufficient in connection with rectified load conditions to ensure a play-free guidance. For complex load conditions, springs and stops work together.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:
Fig. 1: die Vorderansicht des Führungssystems Fig. 2: die Seitenansicht des Führungssystems.Fig. 1: the front view of the guide system Fig. 2: the side view of the guide system.
Erfindungsgemäß wird der Träger 1 von dem Support 2 umschlossen, an dessen beiden Stirnseiten zwei Lagerschilde 3 angeschraubt sind, in denen sich jeweils vier an dem Bolzen 4 gelenkig aufgehängte Rollenpaare 5 befinden. Durch diese Anordnung lassen sich alle auftretenden Toleranzen des aus einem unbearbeiteten Stahlleichtbauprofil bestehenden Trägers ausgleichen.According to the invention, the carrier 1 is enclosed by the support 2, on the two end faces of which two end shields 3 are screwed, in each of which four pairs of rollers 5 suspended in an articulated manner on the pin 4 are located. By this arrangement, all occurring tolerances of existing from an unprocessed steel lightweight construction carrier can be compensated.
Die Lagerschilde 3 sind diagonal zum Trägerquerschnitt geteilt und bestehen aus einem fest mit dem Support 2 verbundenen winkelförmigen, starren Teil 6 und einem beweglichen Teil 7. In beiden Teilen 6; 7 sind je zwei Rollenpaare 5 in einem Winkel von 90° angeordnet. Durch ein Verspannen der. beiden Teile 6 und 7 des Lagerschildes 3 wird die kraftschliJssige Verbindung des Support 2 zum Träger 1 hergestellt. Hierzu ist der bewegliche Teil 7 im Gelenk 8 des starren Teiles 6 des Lagerschildes 3 gelagert. Mit Hilfe eines Bolzens 9 und der Mutter 10 werden beide Teile 6; 7 verspannt, wobei das Federelement 11 so eingestellt werden kann, daß die auftretenden Kräfte aufgenommen werden können.The end plates 3 are divided diagonally to the carrier cross-section and consist of an integral with the support 2 angular, rigid part 6 and a movable part 7. In both parts 6; 7 each pair of rollers 5 are arranged at an angle of 90 °. By a distortion of the. Both parts 6 and 7 of the bearing plate 3, the kraftschliJssige connection of the support 2 is made to the carrier 1. For this purpose, the movable part 7 is mounted in the joint 8 of the rigid part 6 of the bearing plate 3. With the help of a bolt 9 and the nut 10, both parts 6; 7 braced, wherein the spring element 11 can be adjusted so that the forces can be absorbed.
Bei asymmetrischen Belastungsfällen kann es zu einer Überlastung des Federelementes 11 kommen. In diesem Fall ist die Führungsgenauigkeit zwischen Support 2 und Träger 1 nicht mehr gewährleistet. Dieser Fall wird dadurch vermieden, daß an dem Bolzen 9 mit Hilfe derKontermuttern 15 ein Toleranzabstand 16 eingestellt werden kann.In asymmetric load cases, it can lead to an overload of the spring element 11. In this case, the guidance accuracy between support 2 and carrier 1 is no longer guaranteed. This case is avoided in that a tolerance distance 16 can be adjusted on the bolt 9 with the aid of the lock nuts 15.
Bei einem solchen Belastungsfall werden die beiden Teile 6; 7 des Lagerschildes 3 soweit auseinandergedrückt, daß sie an den Kontermuttern 15 an dem Anschlag 17 des Bolzens 9 anliegen. Damit werden die Federelemente 11 außer Kraft gesetzt, die Lagerschilde 3 werden zum starren Gebilde und nehmen alle Kräfte auf. Der Toleranzabstand 16 wird so eingestellt, daß er die max. auftretenden Toleranzen des Trägers 1 berücksichtigt. Da die Einbaulage der Translationseinheit beliebig ist, können auch die Kräfte aus den äußeren Belastungen in verschiedenen Ebenen angreifen. Hierzu kann jeweils das Rollenpaar 5, daß am meisten belastet wird, mit Hilfe einer Vorrichtung zum Beispiel einer Arretierung 12, die die Teile 6 und 7 des Lagerschildes 3 mit dem Steg 13 des Rollenpaares 5 verbindet, festgelegt werden. Dadurch werden die Rollen 14 parallel zur Oberfläche des Trägers 1 arretiert. Die Maßnahme kann wahlweise an einem oder mehreren Rollenpaaren erfolgen, wozu alle Stege 13 der Rollenpaare 5 mit einer entsprechenden Bohrung versehen sind.In such a load case, the two parts 6; 7 of the bearing plate 3 so far pressed that they rest against the lock nuts 15 on the stop 17 of the bolt 9. Thus, the spring elements 11 are disabled, the bearing plates 3 become a rigid structure and absorb all forces. The tolerance distance 16 is set so that it is the max. occurring tolerances of the carrier 1 taken into account. Since the installation position of the translation unit is arbitrary, the forces from the external loads in different levels can attack. For this purpose, in each case the pair of rollers 5 that is loaded the most, by means of a device, for example, a lock 12, which connects the parts 6 and 7 of the bearing plate 3 with the web 13 of the roller pair 5, are set. As a result, the rollers 14 are locked parallel to the surface of the carrier 1. The measure can be done either on one or more pairs of rollers, including all webs 13 of the roller pairs 5 are provided with a corresponding hole.
Dadurch wird erreicht, daß sich das gesamte Führungssystem zu einer vorher festgelegten Bezugsebene selbst zentriert. Die Rollenpaare 5 sind durch die Arretierung 12 in einer Stellung parallel zur Mittellinie 18 feststellbar.This ensures that the entire guide system centered itself to a predetermined reference plane. The roller pairs 5 can be detected by the lock 12 in a position parallel to the center line 18.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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- 1986-09-10 DD DD29429686A patent/DD252569A1/en not_active IP Right Cessation
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