Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen
Pressschweißen
von mehrteiligen Werkstücken
mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.The
The invention relates to a method and a device for electrical
pressure welding
of multipart workpieces
having the features in the preamble of the method and apparatus main claim.
Aus
der Praxis ist es bekannt, beim elektrischen Widerstandspressschweißen die
Werkstücke in
entsprechende Aufnahmen an den zustellbaren und mit dem Schweißstrom beschickbaren
Elektroden einer Schweißmaschine
anzulegen. Diese Zuführung
der einzelnen Werkstückteile
und die Entnahme der geschweißten
Fertigteile erfolgen manuell. Das Werkstückhandling dauert dabei länger als der
eigentliche Schweißprozess,
der z.B. beim elektrischen Impulsschweißen, insbesondere beim Kondensator-Entladungsschweißen, sehr
kurz ist.Out
In practice, it is known in electric resistance pressure welding the
Workpieces in
appropriate recordings on the undeliverable and can be loaded with the welding current
Electrodes of a welding machine
to apply. This feeder
the individual workpiece parts
and the removal of the welded
Finished parts are done manually. Workpiece handling takes longer than the workpiece handling
actual welding process,
the e.g. in electric pulse welding, especially in capacitor discharge welding, very
is short.
Die DE 26 38 064 A1 offenbart
eine Vorrichtung zum Widerstands-Pressschweißen von Kleinbauteilen unter
Verwendung von Schweißelektroden und
Hilfselektroden, die vom Schweißstrom
durchflossen werden. Die Hilfselektroden schalten eine der beiden
Schweißelektroden
in den Sekundär-Stromkreis
des Schweißtransformators
und ermöglichen am
Schweißautomaten
eine einseitige Stromzufuhr zu beiden Schweißelektroden. Die Hilfselektroden haben
keinen direkten Kontakt mit den Werkstückteilen. Die dienen auch nicht
als Werkzeugschalen eines Haltewerkzeugs.The DE 26 38 064 A1 discloses a device for resistance pressure welding of small components using welding electrodes and auxiliary electrodes, through which the welding current flows. The auxiliary electrodes switch one of the two welding electrodes into the secondary circuit of the welding transformer and enable the automatic welding machine to provide one-sided power supply to both welding electrodes. The auxiliary electrodes have no direct contact with the workpiece parts. They also do not serve as tool shells of a holding tool.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besseres Verfahren nebst
Vorrichtung zum Pressschweißen
aufzuzeigen.It
It is an object of the present invention to provide a better process
Apparatus for pressure welding
show.
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.The
Invention solves
this task with the features in the method and device main claim.
Der
Einsatz eines transportablen Haltewerkzeugs, das außerhalb
der Schweißmaschine
mit den Werkstückteilen
bestückt
werden kann, beschleunigt die Gesamtdauer des Schweißprozesses
erheblich und führt
zu einer deutlichen Leistungssteigerung. Das Haltewerkzeug überträgt mit seinem
elektrisch leitenden Werkzeugschalen den von den Elektroden zugeführten Strom
und wird hierdurch zu einem mobilen Bestandteil der Schweißmaschine.
Das Haltewerkzeug kann mehrfach vorhanden sein, so dass die Bestückung und
Entleerung von Haltewerkzeugen sowie der eigentliche Schweißvorgang
voneinander entkoppelt sind und einander zeitlich überlappen
können.
Die Bestückung
und Entleerung des Haltewerkzeugs außerhalb der Schweißmaschine
ist außerdem
einfacher und komfortabler. Insbesondere steht hierfür mehr Platz
und Bewegungsfreiheit zur Verfügung.Of the
Use of a portable holding tool outside
the welding machine
with the workpiece parts
stocked
can accelerate the overall duration of the welding process
considerably and leads
to a significant increase in performance. The holding tool transmits with his
electrically conductive tool shells the current supplied by the electrodes
and thereby becomes a mobile component of the welding machine.
The holding tool can be present several times, so that the assembly and
Emptying of holding tools and the actual welding process
are decoupled from each other and overlap in time
can.
The equipment
and emptying the holding tool outside the welding machine
is also
easier and more comfortable. In particular, this is more space
and freedom of movement.
Die
Handhabung des Haltewerkzeugs nebst Bestückung und Entladung kann manuell
erfolgen. Das transportable und ggf. mehrfach vorhandene Haltewerkzeug
erlaubt aber auch eine maschinelle Handhabung und eine dementsprechende
Leistungssteigerung. Durch eine Vollautomatisierung können Arbeitskosten
eingespart werden.The
Handling of the holding tool together with assembly and unloading can be done manually
respectively. The transportable and possibly multiple existing holding tool
But also allows a machine handling and a corresponding
Performance increase. Fully automated labor costs
be saved.
Durch
eine geeignete elektrische Isolierung kann bei einer maschinellen
Handhabung das Haltewerkzeug während
des Schweißprozesses
in der Schweißmaschine
von der Handhabungseinrichtung festgehalten werden. Dies führt zu einer
weiteren Beschleunigung und Vereinfachung der Handhabung. Ein An-
und Abkuppeln des Werkstückträgers von der
Handhabungseinrichtung ist entbehrlich.By
A suitable electrical insulation can be used in a machine
Handling the holding tool during
of the welding process
in the welding machine
be held by the handling device. This leads to a
further acceleration and simplification of handling. An appendix
and uncoupling the workpiece carrier from the
Handling device is unnecessary.
Das
Haltewerkzeug kann mit einer integrierten oder zugeordneten Schließeinrichtung
kombiniert werden, die ein Schließen der Werkzeugschalen nach
der Bestückung
bewirkt und die Werkzeugschalen während der weiteren Handhabung
bis zur Entladung zusammenhält.
Durch geeignete Führungen können die
eingelegten Werkstückteile
in ihrer schweißgerechten
Lage zueinander positioniert und fixiert werden.The
Holding tool can with an integrated or associated locking device
after closing the tool shells after
the equipment
causes and the tool shells during further handling
holds together until unloading.
By suitable guides, the
inserted workpiece parts
in her sweaty
Position can be positioned and fixed to each other.
Die
Werkzeugschalen können
formschlüssige
Aufnahmen für
die Werkstückteile
haben, welche einerseits für
den notwendigen Halt und sie prozessgerechte Position der Werkstückteile
und andererseits für
den stromführenden
Kontakt und die Kraftübertragung
beim Zusammenpressen zwischen den Elektroden sorgen. Durch eine
geeignete Formanpassung der Werkstückaufnahmen kann ein vollflächiger strom-
und kraftleitender Kontakt zu den Werkstückteilen hergestellt werden.
Die Einlegetiefe der Werkstückaufnahmen
ist dabei so bemessen, dass in Schließstellung die Werkzeugschalen
voneinander distanziert sind, so dass der Schweißstrom ausschließlich über die
Kontaktbereiche der Werkstückteile
fließt
und für
deren Verschweißung
sorgt.The
Tool shells can
positive
Recordings for
the workpiece parts
have, on the one hand for
the necessary stop and process-oriented position of the workpiece parts
and on the other hand for
the current-carrying
Contact and the power transmission
when compressing between the electrodes. By a
suitable form adaptation of the workpiece holders can be a full-surface current
and force-conducting contact with the workpiece parts are produced.
The insertion depth of the workpiece holders
is dimensioned so that in the closed position the tool shells
distanced from each other, so that the welding current exclusively on the
Contact areas of the workpiece parts
flows
and for
their welding
provides.
Das
beanspruchte Verfahren und die Vorrichtung eignen sich besonders
für das
elektrische Impulsschweißen,
insbesondere das Kondensator-Entladungsschweißen. Die wesentlich verkürzten Handhabungszeiten
reduzieren die Gesamtzeit des Prozesses und erhöhen die Wirtschaftlichkeit,
die Einsatzbereiche und auch die Verfügbarkeit dieser Schweißtechnik.
Eine besondere Eignung besteht hierbei für schalenförmige Werkstückteile,
die an ihrem offenen Schalenrändern
passgenau in Kontakt gebracht und verschweißt werden können. Insbesondere ist es möglich, an
den Schalenrändern
eine umlaufende Schweißnaht
und speziell auch eine Dichtschweißung herzustellen. Dies ist
besonders im Behälterbau
von Vorteil.The claimed method and the device are particularly suitable for the electric pulse welding, in particular the capacitor discharge welding. The significantly reduced handling times reduce the overall time of the process and increase the cost-effectiveness, the areas of application and also the availability of this welding technology. A particular suitability here is for cupped workpiece parts that can be accurately brought into contact and welded at their open shell edges. In particular, it is possible at the shell edges a circumferential weld and especially a seal to produce welding. This is particularly advantageous in container construction.
In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In
the dependent claims
are further advantageous embodiments of the invention indicated.
Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:The
The invention is for example and schematically in the drawings
shown. In detail show:
1:
eine Draufsicht auf eine Schweißzelle mit
einer Schweißmaschine,
mehreren Haltewerkzeugen und einer Handhabungseinrichtung, 1 FIG. 2: a plan view of a welding cell with a welding machine, a plurality of holding tools and a handling device, FIG.
2:
eine Draufsicht auf eine Variante der Schweißzelle von 1 mit
vier Robotern, 2 : A plan view of a variant of the welding cell of 1 with four robots,
3:
eine perspektivische Ansicht einer Schweißmaschine mit einem Roboter
und einem Haltewerkzeug in Zuführstellung, 3 FIG. 3: a perspective view of a welding machine with a robot and a holding tool in the feed position, FIG.
4 und 5:
verschiedene perspektivische Ansichten der Werkzeugschalen eines
Haltewerkzeugs, 4 and 5 : various perspective views of the tool shells of a holding tool,
6 und 7:
verschiedene perspektivische Ansichten des Haltewerkzeugs mit einer Schließeinrichtung. 6 and 7 : various perspective views of the holding tool with a locking device.
1 zeigt
in der Draufsicht eine Vorrichtung zum elektrischen Pressschweißen von
mehrteiligen Werkstücken
(6), die in der gezeigten Ausführungsform als Schweißzelle ausgebildet
ist. Die Schweißzelle
kann alternativ Bestandteil einer größeren Schweißanlage
sein. In der gezeigten Ausführungsform
ist die Schweißzelle
(1) voll automatisiert. Sie kann alternativ teilweise manuell
betrieben werden. 1 shows in plan view a device for electrical pressure welding of multi-part workpieces ( 6 ), which is formed in the embodiment shown as a welding cell. The welding cell may alternatively be part of a larger welding system. In the embodiment shown, the welding cell ( 1 ) fully automated. It can alternatively be operated partly manually.
In
der Schweißzelle
(1) ist mindestens eine elektrische Schweißmaschine
(2) zur Ausführung des
elektrischen Pressschweißprozesses
angeordnet. Sie besitzt mindestens zwei unter Kraft zustellbare
Elektroden (4,5), die in einem Gestell (3)
mit einer Zustelleinrichtung (nicht dargestellt) gelagert sind. Die
Schweißmaschine
(2) umfasst ferner mindestens eine geeignete Schweißstromquelle
sowie eine Prozesssteuerung (beide nicht dargestellt). Der Pressbereich
an den Elektroden (4,5) ist von ein oder mehreren,
vorzugsweise von zwei Seiten her zugänglich. In der gezeigten Ausführungsform
werden die Elektroden vertikal aufeinander zubewegt und zusammen gepresst.In the welding cell ( 1 ) is at least one electric welding machine ( 2 ) arranged to perform the electric pressure welding process. It has at least two force-deliverable electrodes ( 4 . 5 ), which are in a frame ( 3 ) are mounted with an infeed device (not shown). The welding machine ( 2 ) further includes at least one suitable welding power source and process control (both not shown). The pressing area on the electrodes ( 4 . 5 ) is accessible from one or more, preferably from two sides. In the embodiment shown, the electrodes are moved vertically toward each other and pressed together.
Der
Pressschweißprozess
kann unterschiedlich ausgebildet sein. Es handelt sich vorzugsweise um
einen elektrischen Widerstands-Pressschweißprozess, insbesondere ein
Impulsschweißverfahren. Besonders
bevorzugt ist das elektrische Kondensator-Entladungsschweißverfahren,
bei dem eine Kondensatoranordnung elektrisch aufgeladen wird und beim
Entladevorgang über
einen Schwingkreis einen Impulsstrom über die Elektroden (4,5)
fließen
lässt.The pressure welding process can be designed differently. It is preferably an electrical resistance pressure welding process, in particular a pulse welding process. Particularly preferred is the electric capacitor discharge welding method, in which a capacitor arrangement is electrically charged and during the discharge process via a resonant circuit a pulse current across the electrodes ( 4 . 5 ).
Die
Schweißzelle
(1) dient zum elektrischen Pressschweißen von ein oder mehreren Werkstücken (6),
die in 1 und 2 als Fertigteile dargestellt
sind und die aus zwei oder mehr miteinander zu verschweißenden Werkstückteilen
(7,8) bestehen. Für die Werkstückteile
(7,8) oder das sogenannte Halbzeug sind je nach
Zellenausgestaltung ein, zwei oder mehr Werkstückzuführungen (24) vorhanden. Die
Fertigteile (6) können
von zwei beidseits der Schweißmaschine
(2) angeordneten Fertigteilabfuhren (26) abtransportiert
werden.The welding cell ( 1 ) is used for electrical pressure welding of one or more workpieces ( 6 ), in the 1 and 2 are shown as finished parts and from two or more to be welded together workpiece parts ( 7 . 8th ) consist. For the workpiece parts ( 7 . 8th ) or the so-called semi-finished product are one, two or more workpiece feeders (depending on the cell configuration) ( 24 ) available. The finished parts ( 6 ) can be made from two sides of the welding machine ( 2 ) arranged prefabricated parts ( 26 ) are transported away.
Die
Werkstückteile
(7,8) werden außerhalb der Schweißmaschine
(2) in einem transportablen Haltewerkzeug (9)
eingelegt, das mindestens zwei relativ zueinander bewegliche und
elektrische leitende Werkzeugschalen (10,11) aufweist. 4 bis 7 zeigen
diese Anordnung. Das Haltewerkzeug (9) kann mittels einer Schließeinrichtung
(14) eingeschlossen werden, wobei die Werkzeugschalen (10,11)
aufeinander zubewegt werden und die Werkstückteile (7,8)
zwischen sich halten. Das geschlossene Haltewerkzeug (9)
kann in die Schweißmaschine
(2) eingeführt
und zwischen die zurückgezogenen Elektroden
(4,5) eingebracht werden. Anschließend werden
die Elektroden (4,5) für den Schweißprozess gegeneinander
zugestellt und an die Werkzeugschalen (10,11)
angepresst, wobei sie auch die Werkstückteile (7,8)
zusammendrücken.
Der Schweißstrom
wird über
die Elektroden (4,5) und die Werkzeugschalen (10,11)
durch die Werkstückteile
(7,8) geleitet. An den Kontaktstellen der Werkstückteile (7,8)
entsteht durch den dortigen Übergangswiderstand
eine Stromkonzentration, welche zu einer Plastifizierung oder zu
einem Teigigwerden und zu einer Schweißverbindung an den Kontaktstellen
führt.
Anschließend
kann das Haltewerkzeug (9) nach der Stromabschaltung und
dem Rückzug
der Elektroden (4,5) wieder entnommen und nach
dem Entladen des Fertigteils (6) erneut bestückt werden.The workpiece parts ( 7 . 8th ) are outside the welding machine ( 2 ) in a portable holding tool ( 9 ), the at least two relatively movable and electrically conductive tool shells ( 10 . 11 ) having. 4 to 7 show this arrangement. The holding tool ( 9 ) can by means of a locking device ( 14 ), the tool shells ( 10 . 11 ) are moved towards each other and the workpiece parts ( 7 . 8th ) between them. The closed holding tool ( 9 ) can enter the welding machine ( 2 ) and between the withdrawn electrodes ( 4 . 5 ) are introduced. Then the electrodes ( 4 . 5 ) for the welding process against each other and to the tool shells ( 10 . 11 ), whereby it also the workpiece parts ( 7 . 8th ) compress. The welding current is transmitted via the electrodes ( 4 . 5 ) and the tool shells ( 10 . 11 ) through the workpiece parts ( 7 . 8th ). At the contact points of the workpiece parts ( 7 . 8th ) is caused by the local contact resistance, a current concentration, which leads to a plasticization or Teigigwerden and to a welded joint at the contact points. Then the holding tool ( 9 ) after power-off and retraction of the electrodes ( 4 . 5 ) and after unloading the finished part ( 6 ) are re-equipped.
Die
Bestückung
des Haltewerkzeugs (9) kann manuell oder maschinell mittels
einer Bestückungseinrichtung
(25) erfolgen. Letztere kann an die Werkstückzuführung (24)
angeschlossen sein. Die Handhabung des Haltewerkzeugs (9)
kann ebenfalls manuell oder maschinell geschehen, wobei auch der Schließvorgang
manuell durchgeführt
werden kann. Anstatt der vorerwähnten
mechanischen Schließeinrichtung
(14) kann ein manuell betätigbarer Verschluss vorhanden
sein, der die Werkzeugschalen (10,11) in Schließstellung
zusammenhält
und ggf. auch unter einem gewissen Spanndruck hält.The assembly of the holding tool ( 9 ) can be manually or mechanically by means of a loading device ( 25 ) respectively. The latter can be connected to the workpiece feed ( 24 ). The handling of the holding tool ( 9 ) can also be done manually or by machine, whereby the closing process can be performed manually. Instead of the aforesaid mechanical locking device ( 14 ) may be a manually operable closure, the tool shells ( 10 . 11 ) holds together in the closed position and possibly holds under a certain clamping pressure.
In
der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist eine maschinelle
Handhabungseinrichtung (18) vorgesehen. Diese kann ein
oder mehrere mehrachsige Manipulatoren (19,20,21,22)
aufweisen, wobei vorzugsweise zwei oder mehr Manipulatoren (19,20,21,22)
paarweise beidseits der Schweißmaschine
(2) angeordnet sind. Die Manipulatoren (19,20,21,22)
können
beliebig ausgebildet sein und beliebig viele rotatorische und/oder
translatorische Bewegungsachsen haben. In der gezeigten Ausführungsform
sind sie als Industrieroboter, vorzugsweise als sechsachsige Gelenkarmroboter,
ausgebildet. Die Manipulatoren (19,20,21,22)
halten jeweils mit ihrer Manipulator- oder Roboterhand (23) ein
Haltewerkzeug (9) mittel eines elektrisch isolierten Anschlusses
(17). Alternativ können
an einer Roboterhand (23) auch mehrere Haltewerkzeuge (9) angeordnet
sein.In the illustrated and preferred Ausfüh is a mechanical handling device ( 18 ) intended. This can be one or more multi-axis manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ), preferably two or more manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) in pairs on both sides of the welding machine ( 2 ) are arranged. The manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) can be configured as desired and have any number of rotational and / or translational motion axes. In the embodiment shown they are designed as industrial robots, preferably as six-axis articulated-arm robots. The manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) hold each with their manipulator or robot hand ( 23 ) a holding tool ( 9 ) means of an electrically isolated connection ( 17 ). Alternatively, on a robot hand ( 23 ) also several holding tools ( 9 ) can be arranged.
In
der gezeigten Ausführungsform
von 1 sind zwei Roboter (19,21)
beidseits der Schweißmaschine
(2) angeordnet, wobei jedem Roboter (19,21) jeweils
eine Bestückungseinrichtung
(22) und eine Fertigteilabfuhr (26) zugeordnet
sind. Bei dieser Ausführung
ist eine einzelne Werkstückzuführung (24) vorhanden.In the embodiment shown of 1 are two robots ( 19 . 21 ) on both sides of the welding machine ( 2 ), each robot ( 19 . 21 ) each a loading device ( 22 ) and a prefabricated part removal ( 26 ) assigned. In this embodiment, a single workpiece feed ( 24 ) available.
In
der Variante von 2 sind beidseits der Schweißmaschine
(2) jeweils zwei Roboter (19,20) und
(21,22) angeordnet, wobei jedem dieser Roboterpaare
eine eigene Werkstückzuführung (24)
und eine eigene Bestückungseinrichtung
(25) nebst einer Fertigteilabfuhr (26) zugeordnet
ist. In beiden Ausführungsformen
bedienen die Manipulatoren oder Roboter (19,20,21,22)
abwechselnd die Schweißmaschine
(2) und bringen ein bestücktes Haltewerkzeug (9)
zwischen die Elektroden (4,5). Während des Schweißprozesses
können
die Haltewerkzeuge (9) dank des elektrisch isolierten Anschlusses
(17) mit der Roboterhand (23) verbunden bleiben.
Nach dem Schweißprozess
werden die Haltewerkzeuge (9) entnommen, geöffnet und
auf geeignete Weise auf die Fertigteilabfuhr (26) entladen.
Je nach Art der Werkstücke
(6) fallen diese von allein aus dem geöffneten Haltewerkzeug (9).
Alternativ können
sie durch eine Entladevorrichtung, z.B. einen integrierten Ausstoßer (nicht
dargestellt) ausgeworfen und an die Fertigteilabfuhr (26) übergeben
werden.In the variant of 2 are on both sides of the welding machine ( 2 ) two robots each ( 19 . 20 ) and ( 21 . 22 ), wherein each of these robot pairs has its own workpiece feed ( 24 ) and its own equipment ( 25 ) and a prefabricated part removal ( 26 ) assigned. In both embodiments, the manipulators or robots ( 19 . 20 . 21 . 22 ) alternately the welding machine ( 2 ) and bring a populated holding tool ( 9 ) between the electrodes ( 4 . 5 ). During the welding process, the holding tools ( 9 ) thanks to the electrically isolated connection ( 17 ) with the robot hand ( 23 ) remain connected. After the welding process, the holding tools ( 9 ), opened and suitably adapted to the prefilled 26 ) unload. Depending on the type of workpieces ( 6 ) they fall off of their own from the open holding tool ( 9 ). Alternatively, they may be ejected by an unloading device, eg an integrated ejector (not shown), and sent to the prefabricated part discharge (FIG. 26 ) be handed over.
In
beiden gezeigten Ausführungsformen
von 1 und 2 sind die Be- und Entladezeiten
des Haltewerkzeugs (9) von den eigentlichen Schweißzeiten
entkoppelt. Wenn sich ein Haltewerkzeug (9) in der Schweißmaschine
(2) befindet, können
in der gleichen Zeit ein oder mehrere andere Haltewerkzeuge (9)
bestückt
oder entladen werden. Die Auslegung der Handhabungseinrichtung (8)
kann auch von der Kapazität
der Schweißmaschine
(2) und der Dauer des Schweißprozesses abhängen. Bei
der Variante von 1 kann die Schweißzeit ungefähr die gleiche Länge wie
die Bestückungs-
und Entladezeit einschließlich
der Transport- und
Bewegungszeiten der Roboter (19,21) sein. In der
leistungsfähigeren
Variante von 2 ist die Schweißmaschine
(2) schneller, so dass während der Bestückungs-Transport- und
Entladezeit eines Haltewerkzeugs (9) drei Schweißprozesses
an anderen Haltewerkzeugen (9) durchgeführt werden können. Die
vier Roboter (19,20,21,22) bedienen
zyklisch abwechselnd die Schweißmaschine
(2), wobei bei jedem Roboterpaar (19,20)
und (21,22) die Bestückungs- und Entladezeiten überlappen
können.In both embodiments shown of 1 and 2 are the loading and unloading times of the holding tool ( 9 ) decoupled from the actual welding times. When a holding tool ( 9 ) in the welding machine ( 2 ), at the same time one or more other holding tools ( 9 ) are loaded or unloaded. The design of the handling device ( 8th ) can also depend on the capacity of the welding machine ( 2 ) and the duration of the welding process. In the variant of 1 the welding time can be approximately the same length as the loading and unloading time including the transport and travel times of the robots ( 19 . 21 ) be. In the more powerful variant of 2 is the welding machine ( 2 ) faster, so that during the loading transport and unloading time of a holding tool ( 9 ) three welding process on other holding tools ( 9 ) can be performed. The four robots ( 19 . 20 . 21 . 22 ) operate cyclically alternately the welding machine ( 2 ), with each robot pair ( 19 . 20 ) and ( 21 . 22 ) can overlap the loading and unloading times.
Wie 4 bis 7 verdeutlichen,
werden die Werkstückteile
(7,8) in formschlüssige, verstellbare Werkstückaufnahmen
(12) der Werkzeugschalen (10,11) gelegt.
Die Werkstückaufnahmen
(12) sind in ihrer Formgebung an die Außenform der zugehörigen Werkzeugteile
(7,8) angepasst. Vorzugsweise besteht eine vollflächige Formanpassung.
Die Einlegetiefe der Werkstückaufnahme
(12) ist dabei kleiner als die zugeordnete Werkstückhöhe, so dass
die Werkstücke
ein wenig über
die Oberfläche
der in den Werkzeugschalen vorzugsweise bündig eingelassenen Werkstückaufnahmen
(12) vorstehen. Durch diesen Überstand werden beim Zusammenpressen
in der Schweißmaschine
(2) die Werkzeugschalen (10,11) in Zustellrichtung
gegenseitig distanziert und elektrisch isoliert. Der Schweißstrom fließt über die ebenfalls
elektrisch leitenden Werkstückaufnahmen (12)
und die Werkstückteile
(7,8). Der Stromübergang findet dabei vorzugsweise
nur an den Kontaktstellen der Werkstückteile (7,8)
statt, wobei Nebenschlüsse
vermieden werden.As 4 to 7 clarify, the workpiece parts ( 7 . 8th ) in positive, adjustable workpiece holders ( 12 ) of the tool shells ( 10 . 11 ) placed. The workpiece holders ( 12 ) are in their shape to the outer shape of the associated tool parts ( 7 . 8th ) customized. Preferably, there is a full-surface shape adaptation. The insertion depth of the workpiece holder ( 12 ) is smaller than the associated workpiece height, so that the workpieces a little over the surface of the tool shells preferably flush mounted workpiece holders ( 12 ) protrude. This supernatant, when compressed in the welding machine ( 2 ) the tool shells ( 10 . 11 ) in the direction of delivery and electrically isolated each other. The welding current flows through the likewise electrically conductive workpiece holders ( 12 ) and the workpiece parts ( 7 . 8th ). The current transition preferably takes place only at the contact points of the workpiece parts ( 7 . 8th ), shunts being avoided.
Die
Werkstückteile
(7,8) können
eine beliebige und bezüglich
der Schweißstelle
komplementäre Formgebung
haben. Insbesondere können
die Werkstückteile
(7,8) eine Schalenform besitzen, wobei die Schweißverbindung
an den freien Schalenrändern erfolgt
und ein Hohlteil, z.B. ein Rohr, ein geschlossener Behälter oder
dergleichen gebildet wird. Die Verschweißung findet an den Schalenrändern statt,
wobei die Schweißstellen
je nach Formgebung der Schalenränder
stellenweise oder umlaufend vorhanden sein können. Insbesondere lässt sich
mit der beschriebenen Schweißtechnik
eine umlaufende und dichte Schweißnaht zur Herstellung dichter
Hohlkörper,
insbesondere Behälter,
schaffen.The workpiece parts ( 7 . 8th ) can have any desired and complementary with respect to the weld shape. In particular, the workpiece parts ( 7 . 8th ) have a shell shape, wherein the welded connection takes place at the free shell edges and a hollow part, for example a pipe, a closed container or the like is formed. The welding takes place at the shell edges, the welds depending on the shape of the shell edges may be present in places or circumferentially. In particular, with the described welding technique, a circumferential and sealed weld seam for producing dense hollow bodies, in particular containers, can be created.
Die
Werkstückteile
(7,8) können
durch die Formanpassung in den Werkstückaufnahmen (12) per
Reibschluss oder über
eine Clipsverbindung gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich können kleine
Halter, z.B. bewegliche Haltenasen oder dergleichen in den Werkstückaufnahmen
(12) integriert sein, welche die Werkstückteile (7,8)
nach dem Einlegen formschlüssig
festhalten.The workpiece parts ( 7 . 8th ) can be adjusted by the shape adaptation in the workpiece holders ( 12 ) are held by friction or via a clip connection. Alternatively or additionally, small holders, eg movable holding lugs or the like in the workpiece holders ( 12 ), which integrates the workpiece parts ( 7 . 8th ) hold in a positive fit after insertion.
Die
Werkstückschalen
(10,11) (10,11) sind in ihrer äußeren Formgebung
an die Gestalt der Elektroden (4,5) angepasst,
um für
eine geeignete Kraft- und Stromübertragung
zu sorgen. Die Werkzeugschalen (10,11) können nur
im Bereich der Werkstückaufnahmen
(12) elektrisch leitend oder ansonsten elektrisch isolierend
ausgebildet sein. Eine elektrische Isolation kann alternativ oder
zusätzlich
auch zu den Halterungen oder Lagerstellen der relativ zueinander
beweglichen Werkzeugschalen (10,11) bestehen.
Auch der Anschluss (17) kann eine elektrische Isolierung
aufweisen.The workpiece shells ( 10 . 11 ) ( 10 . 11 ) are in their outer shape to the shape of the Elek electrodes ( 4 . 5 ) to provide suitable power and power transmission. The tool shells ( 10 . 11 ) can only be used in the area of workpiece holders ( 12 ) be electrically conductive or otherwise electrically insulating. An electrical insulation can alternatively or additionally also to the holders or bearing points of the relatively movable tool shells ( 10 . 11 ) consist. Also the connection ( 17 ) may have electrical insulation.
In 6 und 7 ist
die eingangs erwähnte
Schließeinrichtung
(14) dargestellt. Sie ist rückseitig über den besagten Anschluss
(17) mit der Roboterhand (23) lösbar oder
fest verbunden. Ggf. ist hier eine Wechselkupplung vorhanden, um
die Haltewerkzeuge (9) bei Bedarf abgeben und austauschen zu
können.In 6 and 7 is the closing device mentioned at the beginning ( 14 ). It is on the back over the said connection ( 17 ) with the robot hand ( 23 ) releasably or firmly connected. Possibly. Here is an exchange coupling available to the holding tools ( 9 ) can deliver and exchange if necessary.
Die
Schließeinrichtung
(14) besitzt eine Führung
(15) für
die Werkzeugschalen (10,11), die z.B. in der gezeigten
Weise als doppelte Führungsschienen in
Schwalbenschwanz-Ausführung ausgebildet
ist. In diesem Fall ist eine relative Linearbewegung der Werkzeugschalen
(10,11) vorgesehen. Alternativ kann eine Schwenklagerung
und entsprechende Führung
vorhanden sein. Daneben sind auch weitere Varianten in der konstruktiven
Ausführung
und Kinematik der Führung
(15) und der Lagerung möglich. Die
Schließeinrichtung
(14) weist ferner mindestens einen Antrieb (16)
auf, mit dem die Werkzeugschalen (10,11) relativ
zueinander entlang der Führung
(15) bewegt werden können.
Der Antrieb (16) kann in den Endlagen eine Sperrfunktion
haben oder mit entsprechenden Zusatzeinrichtungen versehen sein,
um die Werkzeugschalen (10,11) in der Öffnungs-
und Schließstellung
arretieren zu können.
Zusätzlich
zur Führung
(15) können
Werkzeugschalen (10,11) auch eine eigene Führung (13)
in Form von Indices und Aufnahmebohrungen haben, mit denen die gegenseitige
Werkzeugschalenposition in Schließstellung automatisch eingestellt
und gehalten wird. Auf diese Weise ist auch die erforderliche gegenseitige
Positionierung der Werkstückteile
(7,8) mit der entsprechenden Präzision gegeben.
Die zusätzliche
Führung
(13) ist elektrisch isoliert.The locking device ( 14 ) has a leadership ( 15 ) for the tool shells ( 10 . 11 ), which is formed, for example, in the manner shown as double guide rails in dovetail design. In this case, a relative linear movement of the tool shells ( 10 . 11 ) intended. Alternatively, a pivot bearing and corresponding guide may be present. In addition, other variants in the structural design and kinematics of the leadership ( 15 ) and storage possible. The locking device ( 14 ) further comprises at least one drive ( 16 ), with which the tool shells ( 10 . 11 ) relative to each other along the guide ( 15 ) can be moved. The drive ( 16 ) may have a blocking function in the end positions or be provided with corresponding additional devices in order to hold the tool shells ( 10 . 11 ) in the open and closed position to lock. In addition to the leadership ( 15 ) tool shells ( 10 . 11 ) also own leadership ( 13 ) in the form of indices and receiving bores, with which the mutual tool tray position in the closed position is automatically adjusted and maintained. In this way, the required mutual positioning of the workpiece parts ( 7 . 8th ) with the appropriate precision. The additional guide ( 13 ) is electrically isolated.
Die
Schließeinrichtung
(14) wird vom Manipulator (19,20,21,22)
betätigt
und ferngesteuert. Eine Fernsteuerung besteht auch für eine eventuelle
in ein oder beide Werkzeugschalen (10,11) integrierte
Ausstoßeinrichtung,
mit der das Fertigteil (6) aus dem geöffneten Haltewerkzeug (9)
entladen wird. Die Schließeinrichtung
(14) kann z.B. über
die siebte Roboterachse angesteuert werden. Die Ausstoßeinrichtung
kann über
eine Folgesteuerung in der Schließeinrichtung (14)
in der Abhängigkeit
von der Werkzeugschalenbewegung gesteuert werden.The locking device ( 14 ) is handled by the manipulator ( 19 . 20 . 21 . 22 ) and remotely controlled. A remote control also exists for a possible in one or both tool shells ( 10 . 11 ) integrated ejection device, with which the finished part ( 6 ) from the open holding tool ( 9 ) is unloaded. The locking device ( 14 ) can be controlled via the seventh robot axis, for example. The ejection device can be connected via a sequential control in the closing device (FIG. 14 ) are controlled in dependence on the tool tray movement.
Abwandlungen
der beschriebenen Ausführungsformen
sind in verschiedener Weise möglich. Zum
einen können
mehrere Haltewerkzeuge (9) gemeinsam an einer Roboterhand
(23) angeordnet sein. Wenn die Elektroden (4,5)
entsprechend groß sind,
können
alle Haltewerkzeuge (9) gemeinsam in die Schweißmaschine
(2) eingebracht und zusammengedrückt sowie mit Schweißstrom beaufschlagt werden.
Anstelle der gezeigten Roboter können
andere Arten von Manipulatoren Verwendung finden, die auch weniger
Achsen aufweisen. Variabel ist ferner die Gestaltung der Werkzeugschalen
(10,11) und der Werkstückaufnahmen (12),
wobei letztere von der Art, Form, Zahl und Größe der zu verschweißenden Werkstückteile
(7,8) abhängen
und mit diesen variieren. Ein Haltewerkzeug (9) kann außerdem mehr
als zwei Werkzeugschalen (10,11) aufweisen, was
z.B. zur Bildung von Mehrfach-Verschweißungen für größere Werkstücke vorteilhaft ist. Variabel
ist ferner die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung der Werkstückzuführung, Bestückungseinrichtung und
Fertigteilabfuhr.Modifications of the described embodiments are possible in various ways. On the one hand, several holding tools ( 9 ) together on a robot hand ( 23 ) can be arranged. When the electrodes ( 4 . 5 ) are correspondingly large, all holding tools ( 9 ) together in the welding machine ( 2 ) are introduced and compressed and subjected to welding current. Instead of the shown robots, other types of manipulators may be used which also have fewer axes. Variable is also the design of the tool shells ( 10 . 11 ) and the workpiece holders ( 12 ), the latter of the type, shape, number and size of the workpiece parts to be welded ( 7 . 8th ) and vary with them. A holding tool ( 9 ) can also contain more than two tool shells ( 10 . 11 ), which is advantageous, for example, for forming multiple welds for larger workpieces. Variable is also the structural design and arrangement of the workpiece feed, placement and prefabricated removal.
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11
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Schweißanlage,
SchweißzelleWelding system,
welding cell
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22
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Schweißmaschinewelding machine
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33
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Gestellframe
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44
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Elektrodeelectrode
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55
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Elektrodeelectrode
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66
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Werkstück, FertigteilWorkpiece, finished part
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77
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Werkstückteil,
HalbzeugWorkpiece part,
Workpiece
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88th
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Werkstückteil,
HalbzeugWorkpiece part,
Workpiece
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99
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Haltewerkzeug,
WerkzeugHolding tool
Tool
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1010
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Werkzeugschale,
HalbschaleTool tray,
half shell
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1111
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Werkzeugschale,
HalbschaleTool tray,
half shell
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1212
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WerkstückaufnahmeWorkpiece holder
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1313
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Führung, IndexLeadership, index
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1414
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Schließeinrichtungclosing device
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1515
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Führung HalbschalenGuide half shells
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1616
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Antriebdrive
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1717
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Anschlussconnection
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1818
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Handhabungseinrichtunghandling device
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1919
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Manipulator,
RoboterManipulator,
robot
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2020
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Manipulator,
RoboterManipulator,
robot
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2121
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Manipulator,
RoboterManipulator,
robot
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2222
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Manipulator,
RoboterManipulator,
robot
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2323
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Roboterhandrobotic hand
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2424
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WerkstückzuführungWorkpiece feed
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2525
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Bestückungseinrichtungmounter
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2626
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FertigteilabfuhrPrecast dissipation