DE10102768A1

DE10102768A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Löten

Info

Publication number: DE10102768A1
Application number: DE2001102768
Authority: DE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten mit einem robotergeführten Lötbrenner. Dieser weist eine Zuführungsvorrichtung zum automatischen Zuführen von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück auf. Zur sicheren Überwachung des Lötprozesses ist erfindungsgemäß eine elektrische Spannungsquelle (20) vorgesehen, deren einer Pol in elektrischer Leitungsverbindung (18) mit dem Lötdraht (10) steht und deren anderer Pol in elektrischer Leitungsverbindung (18) mit dem Werkstück (14) steht. Vorgesehen ist auch eine Signalvorrichtung (22), die bei elektrischer Leitungsverbindung zwischen dem Lötdraht (10) und dem Werkstück (14) ein erstes Informationssignal (24) erzeugt. Die Erfindung betrifft auch ein Lötverfahren mittels eines robotergeführten Lötbrenners (6), der mit einer automatischen Zuführung von Lötdraht (10) zur Lötstelle (12) an einem Werkstück (14) ausgerüstet ist. Während des Lötprozesses wird zwischen dem Lötdraht (10) und dem Werkstück (14) eine elektrische Spannung (20) angelegt und durch elektrischen Strom vermittels Kontakt zwischen dem Lötdraht und dem Werkstück ein erstes Informationssignal (24) erzeugt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten mit einem robotergeführten Lötbrenner, insbesondere einem Plasmabrenner, mit einer Zuführungsvorrichtung zum automatischen Zuführen von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück sowie ein Lötverfahren mittels eines robotergeführten Lötbrenners, insbesondere eines Plasmabrenners, mit automatischer Zuführung von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück.

Als thermisches Fügeverfahren ist das Löten und insbesondere das Plasmalöten bekannt und als robotergeführtes Verfahren mit automatischer Zuführung des Zusatzwerkstoffes (Lotes) zur Lötstelle industriell eingeführt. Das bekannte robotergestützte Verfahren und bekannte Vorrichtungen zu seiner Ausführung sehen vor, den Brenner entlang der Naht an dem Werkstück zu führen, während der Zusatzwerkstoff mit einer dem Bedarf entsprechenden Geschwindigkeit automatisch zugeführt und am Ende der Naht so rechtzeitig gestoppt oder zurückgezogen wird, dass der drahtförmige Zusatzwerkstoff nicht mit der Lötstelle verbunden bleibt. Unregelmäßigkeiten bei der Steuerung des bekannten Verfahrens und der bekannten Vorrichtungen zum Beispiel können aber dazu führen, dass die Energiezufuhr des Brenners in die Lötnaht endet, bevor die räumliche Trennung des Zusatzwerkstoffes von der Lötstelle stattgefunden hat und das Lot folglich noch in der erstarrten Lötstelle "steckt". Diese Prozesstörung kann dazu führen, dass der Draht abreißt und ein Drahtende aus der Lötnaht herausragt, das Drahtzuführröhrchen sich verbiegt und/oder dass die Crash-Sicherung an der Brennerhalterung auslöst, was wiederum zum Anlagenstillstand führen muss. Wenn aber diese Störung nicht oder nicht rechtzeitig erkannt wird, kann zum Beispiel eine Zwangsführung beim automatischen Weitertransport des Werkstücks dazu führen, dass das Werkstück, der Zusatzwerkstoff und/oder Vorrichtungselemente verformt, beschädigt oder zerstört werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lötvorrichtung und ein Lötverfahren bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln die Störung des an der Lötstelle festgelöteten Zusatzwerkstoffes schnell signalisiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen und durch ein Verfahren mit den in Anspruch 4 beschriebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist eine Lötvorrichtung einen robotergeführten Lötbrenner, vorzugsweise einen Plasmabrenner, sowie als Zuführungsvorrichtung zum automatischen Zuführen von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück eine Drahtvorschubeinrichtung auf, welche Lötdraht automatisch zur Lötstelle einem Werkstück zuführt, an dem der Brenner die Lötnaht anbringen soll. Der Löhtdraht ist von allen anderen Vorrichtungen isoliert und nur über eine elektrische Spannungsquelle, deren einer Pol mit dem Lötdraht und deren anderer Pol mit dem Werkstück elektrisch leitend verbunden sind, sowie eine Signalvorrichtung, die bei elektrischem Kontakt zwischen dem Lötdraht und dem Werkstück ein erstes Informationssignal erzeugt, verbunden.

Eine Schaltung erzeugt vorzugsweise dann ein Warnsignal, wenn ihr das erste Informationssignal und außerdem ein zweites Informationssignal zugeleitet ist, welches von einem Sensor oder von der Stromquelle stammt, der damit signalisiert, dass der Lötbrenner nicht betätigt ist - also insbesondere dass der Lötvorgang abgeschlossen ist.

Dementsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen Lötverfahren, das mittels eines robotergeführen Lötbrenners, vorzugsweise eines Plasmabrenners, und mit automatischer Zuführung von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück eine Lötnaht herstellt, eine elektrische Spannung zwischen dem Lötdraht und dem Werkstück angelegt und bei Kontakt zwischen dem Lötdraht und dem Werkstück durch den dann fließenden elektrischen Strom ein erstes Informationssignal erzeugt. Dieses bewirkt vorzugsweise, z. B. mittels obiger Vorrichtung nach Abschluss des Lötvorganges ein Warnsignal. Und der Abschluss kann zum Beispiel von einem Sensor signalisiert werden, der den Betriebszustand des Lötbrenners erfasst.

Somit kann erfindungsgemäß durch ein einfaches elektrisches Signal die eingangs beschriebene Prozesstörung des im erstarrten Lötbad steckengebliebenen Zusatzwerkstoffes signalisiert werden, indem der schon während des Lötens bestehende Kontakt zwischen dem Zusatzwerkstoff und dem Werkstück durch den erfindungsgemäßen Stromfluss als erstes Informationssignal und der nach Abschluss des Lötvorganges nicht (mehr) betätigte Lötbrenner als zweites Informationssignal gleichzeitig wahrgenommen wird, wenn die Betriebsstörung vorliegt.

Das Warnsignal kann erfindungsgemäß eine einfache Warnlampe sein oder auch ein prozesssteuerndes Signal, das zum Beispiel weitere automatische Vorrichtungen betätigt, die die Störung automatisch beheben. Das Warnsignal kann analog und/oder digital sein und insbesondere als digitales Warnsignal Teil eines Signalflusses in einem Computerprogramm sein. Das Warnsignal kann erfindungsgemäß auch dazu führen, dass die robotergestützte Lötvorrichtung angehalten wird, um Beschädigungen zu vermeiden.

Die zwischen dem Zusatzwerkstoff und dem Werkstück angelegte Spannung kann erfindungsgemäß gering sein zum Beispiel in einem Bereich von ≦ 5 V-24 V - auch um Arbeiter, die die erfindungsgemäße Vorrichtung betätigen, nicht durch elektrischen Schlag zu gefährden.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Die Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Lötvorrichtung und ein erfin dungsgemäßes Lötverfahren.

In der Figur ist schematisch eine Lötvorrichtung 2 mit einem von einem Roboter 4 geführten Lötbrenner 6 dargestellt sowie mit einer Zuführungsvorrichtung 8, welche einen Lötdraht 10 zu einer Lötstelle 12 an einem Werkstück 14 führt. Erkennbar ist in der Figur, dass die Lötstelle 12 am Rand des Werkstücks 14 das Ende einer Lötnaht 16 bildet, die der robotergeführte Lötbrenner 6 an dem Werkstück 14 angebracht hat. Erkennbar ist weiterhin, dass der Zusatzwerkstoff 10 noch in Kontakt mit dem Werkstück 14 steht, zum Beispiel weil der Vorschub der Zuführungsvorrichtung 8 nicht genügend rechtzeitig vor Abschluss des Lötvorgangs (also vor Ende der Betätigung des Lötbrenners 6) gestoppt worden war. Daher steckt nun der Lötdraht 10 mit einem Ende an der Lötstelle 12 im erstarrten Lötbad der Lötnaht 16. Würde nun das Werkstück 14 zur Weiterbearbeitung zum Beispiel von einer automatischen Transporteinrichtung (nicht dargestellt) zu einem nächsten Bearbeitungszentrum weitertransportiert werden, käme es zu Verformungen mindestens des Lötdrahtes und daher wohl auch zu Beschädigungen von Elementen der übrigen Vorrichtung 2, weil der Lötdraht 10 das Werkstück 14 nicht freigibt.

Das Werkstück 14 einerseits und der Lötdraht 10 andererseits sind aber durch elektrische Leitungen 18 mit einer elektrischen Spannungsquelle 20 verbunden. Und weil nun aufgrund des Kontaktes zwischen dem Lötdraht 10 und dem Werkstück 14 in der elektrischen Leitung 18 ein Strom fließt, löst dies in einer Signalvorrichtung 22 ein erstes Informationssignal 24 aus, welches von der Signalvorrichtung 22 an eine Schaltung 26 weitergegeben wird. Die Schaltung 26 erzeugt ein Warnsignal 28, sobald zusätzlich zu dem ersten Informationssignal von einem Sensor 30 an dem Lötbrenner 6 ein zweites Informationssignal 32 eingeht, welches der Sensor 30 erzeugt, wenn der Lötbrenner 6 nicht betätigt ist. Folglich gehen in der Schaltung 26 das erste Informationssignal 24 und das zweite Informationssignal 32 dann gleichzeitig ein und lösen das Warnsignal 28 aus, wenn der Lötbrenner 6 nicht arbeitet und dennoch ein Kontakt zwischen dem Lötdraht 10 und dem Werkstück 14 vorliegt.

Dies bedeutet jedenfalls eine Störung, denn selbst, wenn der Lötdraht 10 auch nur das Werkstück 14 berührt (und nicht sogar auch im erstarrten Lötbad 12 festgelötet ist), kann zum Beispiel der Weitertransport des Werkstückes 14 bewirken, dass das Ende des Lötdrahtes 10 die Oberfläche des Werkstücks 14 zerkratzt. Folglich ist es jedenfalls erfindungsgemäß vorteilhaft, dass sofort bei Vorliegen des ersten Informationssignals 24 und des zweiten Informationssignals 32 die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 die Störung erkennt und das Warnsignal 28 erzeugt.

Gemäß der Figur bewirkt das Warnsignal 28 dann, dass eine Warnlampe 34 erleuchtet, und eine Abzweigung 36 des Warnsignals 28 führt zu einer nicht dargestellten Steuerung, welche den Weiterbetrieb der Anlage 2 einschließlich der nicht dargestellten Vorrichtung zum Weitertransport des Werkstücks 14 unterbricht, damit Betriebspersonal die Störung beseitigen kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

2

Lötvorrichtung und -verfahren

4

Roboter

6

Plasmabrenner

8

Zuführungsvorrichtung für Zusatzwerkstoff

10

Zusatzwerkstoff

12

Lötstelle

14

Werkstück

16

Lötnaht

18

Elektrische Leitungsverbindung

20

Elektrische Spannungsquelle

22

Signalvorrichtung

24

Erstes Informationssignal

26

Schaltung

28

Warnsignal

30

Steuerungssoftware des Lötprogramms

32

Zweites Informationssignal

34

Warnvorrichtung

36

Abzweigung des Warnsignals

Claims

1. Vorrichtung zum Löten mit einem robotergeführten Lötbrenner mit einer Zufüh rungsvorrichtung zum automatischen Zuführen von Lötdraht zur Lötstelle an einem Werkstück, gekennzeichnet durch eine elektrische Spannungsquelle (20), deren einer Pol in elektrischer Leitungsverbindung (18) mit dem Lötdraht (10) steht und deren anderer Pol in elektrischer Leitungsverbindung (18) mit dem Werkstück (14) steht, und durch eine Signalvorrichtung (22), die bei elektrischer Leitungsverbindung zwischen dem Lötdraht (10) und dem Werkstück (14) ein erstes Informationssignal (24) erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötbrenner ein Plasmabrenner (6) ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungssoftware (30), der bei nicht betätigtem Lötbrenner (6) ein zweites Informationssignal (32) erzeugt, und durch eine Schaltung (26), die ein Warnsignal (28) erzeugt in Abhängigkeit von dem ersten Informationssignal (24) und dem zweiten Informationssignal (32).

4. Lötverfahren mittels eines robotergeführten Lötbrenners (6) mit automatischer Zuführung von Lötdraht (10) zur Lötstelle (12) an einem Werkstück (14), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lötdraht (10) und dem Werkstück (14) eine elektrische Spannung (20) angelegt und durch elektrischen Strom durch Kontakt zwischen dem Lötdraht und dem Werkstück ein erstes Informationssignal (24) erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Plasmalötverfahren (2) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss eines Lötvorganges ein Warnsignal (28) erzeugt wird, wenn das erste Informationssignal (24) Kontakt zwischen dem Lötdraht (10) und dem Werkstück (14) signalisiert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschluss eines Lötvorganges von einem Sensor (30), der den Betriebszustand des Lötbrenners (6) erfasst, signalisiert wird an eine Schaltung (26), die in Abhängigkeit von dem ersten Informationssignal (24) das Warnsignal (28) erzeugt.