DE102007012981B3

DE102007012981B3 - Schweißkopf

Info

Publication number: DE102007012981B3
Application number: DE200710012981
Authority: DE
Inventors: Dirk Moritz
Original assignee: Nelson Stud Welding Inc
Current assignee: Ivostud GmbH
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zuführung von Schweißbolzen, wobei ein Ladeschlitten zur seitlichen Zufuhr der Bolzen zum Schweißkopf hin vorgesehen ist, um die Bolzen aus einer Ladeposition, in der der Schlitten beladen wird, in eine Übergabe zu transportieren, wo sie an den Schweißkopf abgegeben werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Schweißbolzen an einen Schweißkopf sowie eine dazu geeignete Vorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Schweißköpfe bekannt, mit deren Hilfe Bolzen an dafür bereitgestellte Komponenten angeschweißt werden. Für automatisierte Schweißvorgänge werden entsprechende Schweißköpfe bevorzugt an Schweißrobotern befestigt, wodurch sie vielseitig einsetzbar sind.
Als problematisch hat sich dabei insbesondere die aufeinanderfolgende Bereitstellung von nacheinander zu verschweißenden Schweißbolzen herausgestellt. Zwar sind Zufuhrmechanismen bekannt, mit deren Hilfe die Schweißbolzen dem Schweißkopf zugeführt werden können, um anschließend verschweißt zu werden. Jedoch sind diese Mechanismen meist raumgreifend ausgebildet, konstruktiv aufwändig und fehleranfällig.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2005 038 189 ist ein mobiler Bolzenschweißkopf bekannt. Dieser umfasst ein auswechselbares Bolzenmagazin und eine Fördereinrichtung innerhalb des Magazins zur bedarfsweisen Zuführung der Bolzen zu einem Bolzenhalter. Die Ausführung ist wenig flexibel.
Die DE 81 06 607 U1 beschreibt eine Vorrichtung zum Verschweißen von Bolzen mit einem Werkstück. Dabei sind mehrere Übergabestationen mit jeweils zugehöriger Bolzenzuführeinrichtung vorgesehen, die auf einem Kreisbogen um einen Schweißkopf angeordnet sind, um von dem Schweißkopf nacheinander angefahren zu werden für die Aufnahme des jeweils dort bereitgehaltenen Bolzens mittels eines Kupplungsteils. Diese Variante ist durch die kreisförmige Anordnung nachteiligerweise raumgreifend ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bereitstellung von Schweißbolzen anzubieten, welches die vorgenannten Nachteile überwindet. Weiterhin stellt sich die Aufgabe, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzubieten.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 10.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Zufuhr von Schweißbolzen an einen Schweißkopf besonders einfach und raumsparend durchgeführt werden kann, wenn die Schweißbolzen mit Hilfe eines Ladeschlittens dem Schweißkopf bereitgestellt werden, wobei dieser Ladeschlitten besonders bevorzugt in einer einfachen Hin- und Herbewegung zwischen einer Ladeposition und einer Übergabeposition bewegt wird.
Diese einfache Kinematik erlaubt eine besonders platzsparende Bauweise der entsprechenden Vorrichtung und eine sehr schnelle und hinsichtlich unterschiedlicher Schweißbolzen flexible Bolzenzufuhr an den Schweißkopf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung von Schweißbolzen an einen Schweißkopf ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

a) Zufuhr eines Schweißbolzens an einen an einem Gestell angeordneten Ladekopf,
b) Übergabe des dem Ladekopf zugeführten Bolzens an einen in einer Ladeposition am Gestell angeordneten Ladeschlitten,
c) Übergabe des Schweißbolzens vom Ladeschlitten an den längs einer ersten Achse verschiebbaren Schweißkopf zum anschließenden Verschweißen des Bolzens
d) Bewegen des Ladekopfes (3) zur Übergabe von Bolzen an den Ladeschlitten längs einer zweiten Achse.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass ein an einem Gestell angeordneter Ladekopf Schweißbolzen bereitstellt, welche zunächst an den in einer Ladeposition angeordneten Ladeschlitten übergeben werden. Anschließend transportiert der Ladeschlitten den darin aufgenommenen Schweißbolzen in eine Übergabeposition, in welcher der Bolzen von dem Schweißkopf bzw. einem daran angeordneten Bolzenhalter/Futter aufgenommen werden kann.
Je nach Ausgestaltung des Ladekopfes können wahlweise und in schnellem Wechsel unterschiedliche Schweißbolzen bereitgestellt werden, die in eine oder auch mehrere unterschiedliche Bolzenaufnahmen des Ladeschlittens übergeben werden können. Der relativ zum Gestell bewegte Ladeschlitten kann in ebenso schneller und flexibler Weise aus der Ladeposition in die Übergabeposition bewegt werden, wo der Bolzen an den Schweißkopf übergeben wird. Besonders vorteilhaft sind an diesem Verfahren bzw. der zugehörigen Vorrichtung weder der Ladekopf noch der Ladeschlitten als rotierende Komponenten ausgeführt, so dass sie entsprechend geringeren Platzbedarf haben. Der Vorteil der daraus re sultierenden kompakteren Bauweise der gesamten Vorrichtung zeigt sich in der besonders flexiblen Anwendbarkeit der Vorrichtung auch in engen räumlichen Verhältnissen.
Vorteilhafterweise wird der Ladekopf zur Übergabe des bereitgestellten Schweißbolzens an den Ladeschlitten längs einer Achse verschoben. Somit kann der Ladekopf auch für die Übergabe unterschiedlich geformter und insbesondere unterschiedlich langer Bolzen verwendet werden, um diese jeweils geeignet an den Ladeschlitten zu übergeben. Auch kann der verschieblich angeordnete Ladekopf zur Optimierung seines Abstands zum Ladeschlitten bzw. einer daran angeordneten Bolzenaufnahme verwendet werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn – wie im Folgenden noch zu sehen sein wird – die Übergabe des Bolzens vom Ladekopf zum Ladeschlitten teilweise führungslos geschieht.
Eine besonders zu bevorzugende Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch die Übergabe des Bolzens vom Ladekopf zum Ladeschlitten, indem der Bolzen in einer kontinuierlichen Bewegung zum Ladekopf und weiter in die Bolzenaufnahme des Schlittens gefördert wird. Der Bolzen wird also unterbrechungslos dem Ladekopf zu- und durch diesen hindurchgeführt bzw. an den Ladeschlitten weitergegeben, so dass insbesondere ein zwischenzeitliches Fixieren und örtliches Bereithalten des Bolzens am Ladekopf vorteilhaft entfallen kann. In diesem Fall dient der Ladekopf ausschließlich zur Ausrichtung relativ zum Ladeschlitten, ohne den Bolzen für die Übergabe aktiv zu halten.
In Weiterführung dieses Gedankens ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens dadurch, dass die Übergabe des Bolzens vom Ladekopf zum Ladeschlitten durchgeführt wird, indem der Bolzen pneumatisch zum Ladekopf und von dort weiter zum Ladeschlitten gefördert wird, wobei der Bolzen über einen Teil der Strecke zwischen Ladekopf und Ladeschlitten frei fliegt. Mit anderen Worten: Der Bolzen wird vom Ladekopf in Richtung auf den Ladeschlitten „geschossen", wobei er am Ladeschlitten in einer dafür speziell vorgesehenen Bolzenaufnahme aufgefangen wird. Diese Form der Übergabe erfolgt dann besonders schnell und konstruktiv einfach, da keine Hilfsmittel zur Führung des Bolzens entlang der Übergabestrecke erforderlich sind.
Zur Bereitstellung des vom Ladeschlitten aufgenommenen Bolzens an dem Schweißkopf ist der Schweißkopf nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung längs einer Achse relativ zu dem den Schweißkopf tragenden Gestell verschieblich angeordnet. Insbesondere kann er in eine geeignete Position verfahren werden, um den Ladeschlitten in die Übergabeposition verfahren zu können, welche ansonsten durch den Schweißkopf versperrt wäre. Die Verschieblichkeit des Schweißkopfes relativ zum Gestell kann sowohl für die Übernahme des Bolzens vom Ladeschlitten als auch die Positionierung für den anschließenden Schweißvorgang verwendet werden.
In Fortführung dieses Gedankens sieht ein weiterer Teilschritt des erfinderischen Verfahrens vor, dass der vom Ladeschlitten in der Übergabeposition bereitgestellte Bolzen von einem am Schweißkopf längs einer Achse axial verschieblich gelagerten Futter aufgenommen wird. Der Schweißkopf weist also ein Futter auf (vorzugsweise 3-Backen-Futter), welches den vom Ladeschlitten bereitgestellten Bolzen ergreift. Dieses Futter ist relativ zum Schweißkopf 1 verschieblich gelagert, so dass auch diese Verschiebbarkeit zum optimalen Bewegungsablauf bei der Übergabe des Bolzens vom Ladeschlitten genutzt werden kann. Insbesondere umfasst die Übergabe des Bolzens vom Ladeschlitten an das Futter wenigstens folgende Verfahrensschritte:

– Bewegen des Schweißkopfes relativ zum Gestell in eine zurückgezogene Position und/oder Bewegen des Futters relativ zum Schweißkopf in eine zurückgezogene Position,
– Bewegen des Ladeschlittens mit dem zu übergebenen Bolzen aus der Ladeposition in eine Übergabeposition nahe dem Schweißkopf,
– Bewegen des Futters relativ zum Schweißkopf in eine vorgeschobene Position und/oder Bewegen des Schweißkopfes relativ zum Gestell zum anschließenden Aufgreifen des Bolzens im Futter,
– Bewegen des Schweißkopfes relativ zum Gestell in eine zurückgezogene Position und/oder Bewegen des Futters relativ zum Schweißkopf in eine zurückgezogene Position zur Freigabe des Schlittens,
– Bewegen des Ladeschlittens aus der Übergabeposition heraus.

Diese Abfolge erlaubt eine zeitlich optimierte Übergabe des Bolzens unter Nutzung des relativ zum Schweißkopf verschiebbar gelagerten Futters.
Als Teil des erfinderischen Verfahrens ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weiterhin vorgesehen, dass der Schweißkopf vor der Verschweißung des Bolzens über eine Öffnung bewegt wird, durch welche der Ladeschlitten zur Übergabe des Bolzens an den Schweißkopf hindurchbewegt wurde. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der Ladeschlitten und gegebenenfalls der Ladekopf während des eigentlichen Schweißvorgangs gegen äußere Einflüsse geschützt sind. Insbesondere für den Fall, dass das Gestell als im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse ausgeführt ist, in dem Ladeschlitten und Ladekopf angeordnet sind, verschließt der Schweißkopf diese nach außen tretende Öffnung beim Schweißvorgang, so dass die im Behälter liegenden Komponenten (insbesondere gegen Schweißreste, Funkenflug etc.) gut geschützt sind.
Vorteilhafterweise hat sich das erfinderische Verfahren wiederholt hintereinander ausführen, wobei der Ladeschlitten zwischen der Übergabeposition und der Ladeposition hin- und herbewegt wird. Im Falle einer geradlinigen bzw. im Wesentlichen eindimensionalen Bewegung des Ladeschlittens (z. B. zwischen zwei dafür ausgebildeten Anschlägen) kann die Bewegung des Ladeschlittens sehr leicht durch pneumatische Antriebe erfolgen, so dass teurere und komplexere Stellmotoren oder andere Stellantriebe nicht erforderlich sind.
Erfindungsgemäß können einige der Verfahrensschritte sich wenigstens teilweise zeitlich überlagern. Insbesondere kann die Bewegung des Schweißkopfes relativ zum Gestell gleichzeitig erfolgen mit der Bewegung des Ladeschlittens aus der Ladeposition in die Übergabeposition oder umgekehrt. Auch die Verschiebung des Ladekopfes relativ zum Ladeschlitten kann sich mit der Bewegung anderer Komponenten am Gestell überlagern, um Zeit zu sparen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Schweißvorrichtung zur Anordnung von Schweißbolzen an zu verschweißenden Komponenten sieht dementsprechend ein Gestell vor, welches insbesondere zur Befestigung an einem Schweißroboter geeignet ist. Das Gestell trägt einen Schweißkopf, der längs einer Achse verschieblich gelagert ist und einen Bolzenhalter aufweist, mit dem die zu verschweißenden Schweißbolzen aufgenommen werden sollen. Weiterhin ist ein Ladeschlitten zur Übergabe von Schweißbolzen an den Schweißkopf vorgesehen, wobei der Ladeschlitten entlang des Gestells zwischen einer Übergabeposition nahe des Schweißkopfes und einer Ladeposition verfahrbar ist. Insbesondere ist der Ladeschlitten dabei hin- und herbewegbar und legt die Strecke zwischen Übergabe- und Ladeposition vorzugsweise in einer geraden Bahn zurück. Dies erlaubt eine besonders einfache konstruktive Gestaltung der Vorrichtung.
Besonders raumsparend lässt sich die Zufuhr der Schweißbolzen dann realisieren, wenn der Ladeschlitten aus der Ladeposition unter einem Winkel α ≠ 0° in Richtung auf eine der Achsen bewegt wird, entlang derer der Schweißkopf gegenüber dem Gestell bzw. das Futter gegenüber dem Schweißkopf bewegbar ist. Der Ladeschlitten bewegt sich also insbesondere nicht in der gleichen Richtung wie der Schweißkopf oder das daran angeordnete Futter, sondern unter einem Winkel darauf zu bzw. davon weg. Diese seitliche Bolzenzufuhr relativ zur Achse des Schweißkopfes erlaubt eine besonders kurze Bauweise der Vorrichtung im Bezug auf die Vorschubrichtung des Schweißkopfes. Die aus dem Stand der Technik bekannte axiale Zufuhr von Schweißbolzen von hinten in den Schweißkopf erfordert dagegen eine längere Bauweise dieses Schweißkopf-Bereichs, was bei der Verschweißung in engen räumlichen Verhältnissen besonders hinderlich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet durch die seitliche Zufuhr der Bolzen dagegen eine besonders kompakte Bauweise der Schweißvorrichtung, und zwar insbesondere im Bereich des Schweißkopfes.
Obwohl die Bestückung des Ladeschlittens theoretisch auch manuell oder mit anderen Hilfsmitteln möglich wäre, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass ein Ladekopf zur Übergabe der Bolzen an den Ladeschlitten vorgesehen ist, der vorzugsweise längs einer Achse bewegbar ist. Wie bereits erwähnt, vermag der Ladekopf durch seine Beweglichkeit auch unterschiedlich gestaltete Bolzen dem Ladenschlitten optimal bereitzustellen bzw. zuzuführen. Zur besonders einfachen und schnellen Übergabe eines Bolzens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Teil der Strecke, welche der Bolzen bei der Übergabe vom Ladekopf zum Ladeschlitten zurückliegt, ohne Führungsmittel für den Bolzen ausgebildet ist. Mit anderen Worten: Der Bolzen fliegt über einen Teil der Strecke frei vom Ladekopf zum Ladeschlitten, und wird von letzterem aufgefangen (diese fliegende Übergabe ist selbstverständlich nicht zwingend erforder lich, alternativ kann der Ladekopf beispielsweise so nah an den Ladeschlitten herangeführt werden, dass der Bolzen unter permanenter Führung oder Halterung an den Ladeschlitten übergeben wird, wo er anschließend sicher gehalten werden kann).
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Ladeschlitten zur Aufnahme eines oder mehrerer, auch unterschiedlicher Bolzen vom Ladekopf wenigstens eine Bolzenaufnahme aufweist, die vorzugsweise mit Unterdruck beaufschlagbar sein kann. Die Bolzenaufnahme kann permanent oder getaktet mit Unterdruck beaufschlagt werden, so dass ein in der Aufnahme gehaltener Bolzen insbesondere während des Transports aus der Ladeposition in die Übergabeposition sicher transportiert werden kann. Bei fehlerhafter Beladung kann der Bolzen durch Überdruck aus der Aufnehmung auch wieder ausgeworfen werden. Auch zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmen am Ladeschlitten sind denkbar, wobei je nach verwendeter Aufnahme auch unterschiedliche Lade- oder Übergabepositionen definiert werden können. Auch können mehrer Aufnahmen am Schlitten gleichzeitig bzw. auf Vorrat mit Bolzen bestückt werden. Weiterhin kann die Bolzenaufnahme so ausgebildet sein, dass eine dem Ladeschlitten zugewandte Aufnahmeöffnung Auffanghilfen aufweist, um den zugeführten Bolzen sicher aufzufangen. In Frage käme beispielsweise eine konisch geformte Öffnung, die in Richtung auf eine Absaugöffnung zusammenläuft. Die Öffnung kann im Querschnitt treppenstufenartig ausgebildet sein und/oder mit einer haftvergrößernden Beschichtung ausgestattet sein, um den Bolzen allein durch den aufgebrachten Unterdruck an seiner Stirnseite sicher in der Aufnahme zu fixieren.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Gestell als im Wesentlichen geschlossener Behälter ausgebildet, welcher den Lade schlitten und den gegebenenfalls vorhandenen Ladekopf zum Schutz vor äußeren Einflüssen im Wesentlichen einkapselt. Der außen an diesem Behälter angeordnete Schweißkopf vermag dabei im Rahmen einer Vorschubbewegung eine Behälteröffnung zu verschließen bzw. zu öffnen, durch welche der Ladeschlitten hindurchführbar ist, um den Bolzen in der Übergabeposition bereitzustellen. Nach Übernahme des Bolzens durch den Schweißkopf bzw. das Futter kann der Ladeschlitten wieder ins Innere des Behälters einfahren, wonach der Schweißkopf die Durchtrittsöffnung des Ladeschlittens durch eine geeignete Vorschubbewegung verschließen kann. Ladeschlitten und Ladekopf sind in diesem Fall vorteilhaft gegen äußere Einflüsse geschützt – so beispielsweise gegen das Eindringen von Schweißresten, Schmutz oder auch herabfallende Schweißbolzen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Figurendarstellungen näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematische erste Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schweißposition,
2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer zurückgezogenen Position
3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung in Schweißposition und
4 eine weitere perspektivische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform.
In 1 ist eine Vorrichtung zum Verschweißen von Schweißbolzen dargestellt. Ein Gestell 2 trägt dabei einen Schweißkopf 1, der relativ zum Gestell 2 längs einer in 1 nicht dargestellten Achse X₁ verschieblich angeordnet ist. Der Schweißkopf 1 trägt ein Futter 6 zur Aufnahme von Schweißbolzen B, wobei das Futter 6 längs einer in 1 nicht dargestellten Achse X₃ relativ zum Schweißkopf 1 verfahrbar ist.
Unterhalb des Schweißkopfes 1 ist ein Ladeschlitten 4 relativ zum Gestell 2 verschieblich angeordnet, wobei der Ladeschlitten 4 eine Bolzenaufnahme 8 aufweist. Der Bolzenaufnahme 8 gegenüberliegend ist ein Ladekopf 3 vorgesehen, welcher zur Bereitstellung bzw. Übergabe von Bolzen B an die Bolzenaufnahme 8 des Ladeschlittens angeordnet ist.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 mit veränderter Lage des Schweißkopfes 1. Zu erkennen ist insbesondere, dass der Schweißkopf 1 entlang seiner Achse X₁ um ein Maß zurückgeschoben wurde, um eine Öffnung 7 freizugeben, welche das als Behälter ausgebildete Gestell 2 nach oben hin öffnet. In dieser zurückgeschobenen Position vermag der Ladeschlitten 4 mit seinem in der Bolzenaufnahme 8 eingesetzten Bolzen entlang der Achse Z aus der in 2 dargestellten Ladeposition in eine in 4 dargestellte Übergabeposition zu verfahren. Durch geeignetes bzw. kombiniertes Verschieben des Schweißkopfes 1 in Verbindung mit dem vom Schweißkopf 1 getragenen Futter 6 kann der Schweißbolzen B aus der Bolzenaufnahme 8 des Ladeschlittens 4 entnommen werden, woraufhin der Ladeschlitten 4 aus der Übergabeposition wieder abgesenkt wird in die Ladeposition. Dabei tritt der vollständig unter die Öffnung 7 in den Behälter zurück, so dass der Schweißkopf 1 zur Durchführung des anschließenden Schweißverfahrens entlang der Achse X₁ (in 2 nach links) verfahren kann.
Dabei verschließt der Schweißkopf 1 die Öffnung 7, so dass die im Behälter 2 angeordneten Komponenten (3, 4, 8) gegen Verschmutzung oder sonstige äußere Einflüsse geschützt sind.
Zu sehen ist in 2 auch, dass ein Winkel α zwischen der Bewegungsrichtung Z des Ladeschlittens 4 und der Vorschubrichtung X₁ des Schweißkopfes 1 vorgesehen ist, der hier ca. 70° beträgt. Somit ist ersichtlich, dass die Zuführung des Bolzens B zum Futter 6 im Wesentlichen radial bzw. seitlich erfolgt und nicht parallel zur Richtung X₁ bzw. X₃, entlang derer auch Zustellbewegungen zum Schweißen durchgeführt werden können. Dadurch verkürzt sich vorteilhafterweise die Baulänge der Vorrichtung insbesondere in Richtung X₁, wodurch die Vorrichtung besonders wendig und auch in engen Räumen einsetzbar ist.
3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zu sehen ist dort auch der Ladekopf 3, der an seiner unten gewandten Seite zwei Zuführröhren aufweist, über die unterschiedliche Schweißbolzen durch den Ladekopf hindurch in Richtung auf die Bolzenaufnahme 8 des Ladeschlittens 4 förderbar sind. Zu erkennen ist auch ein gewisser Abstand zwischen dem linken Ende des Ladekopfs 3 und der Bolzenaufnahme 8, wobei dieser Abstand im Wesentlichen von einem Schweißbolzen ausgefüllt wird. Der Schweißbolzen wird durch eine der beiden Zuführröhren in den Ladekopf ein- bzw. durch diesen hindurchgeblasen in Richtung auf die Bolzenaufnahme 8. Die Bolzenaufnahme 8 ist mit einer Unterdruck-beaufschlagten Öffnung versehen, die den zugeführten Bolzen aufnimmt und durch den Unterdruck in seiner Lage sicher festhält. Stellvertretend auch für die anderen beweglichen Komponenten der Vorrichtung ist für den Ladeschlitten 4 eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen, mit der der Ladeschlitten 4 zwischen der Lade- und der Übergabeposition bewegbar ist.
Im unteren Abschnitt des Gestells 2 ist ein solider Flansch dargestellt, der zur Montage insbesondere an einem Roboterkopf vorgesehen ist.
4 zeigt eine in Details abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist der Ladeschlitten 4 in der Übergabeposition dargestellt, wobei er durch die Öffnung 7 teilweise hindurchtritt. Zu erkennen ist dabei, dass der von der Bolzenaufnahme 8 gehaltene Bolzen in der Übergabeposition im Wesentlichen fluchtend mit der Achse des Futters 6 angeordnet ist, so dass das Futter 6 bei entsprechender Vorschubbewegung den Bolzen B zentrisch zu greifen vermag. Auch hier ist ersichtlich, dass die Bolzenzuführung im Wesentlichen in radialer Richtung auf den Schweißkopf hin erfolgt, so dass dieser vorteilhaft kurz ausgebildet sein kann.
Weiterhin ist zu erkennen, dass der Ladekopf 3 in geöffneter Form dargestellt ist. Zu erkennen sind dabei zwei unterschiedlich dimensionierte Zuführkanäle, durch welche von unten nach links oben Schweißbolzen durchgeführt werden können, um an die Bolzenaufnahme 8 des Ladeschlittens 4 in der Ladeposition übergeben zu werden.
Selbstverständlich kann die Bolzenaufnahme 8 auch zur Aufnahme unterschiedlicher und/oder mehrerer Bolzen ausgebildet sein. Auch sind unterschiedliche Ladepositionen des Schlittens zur Aufnahme der Bolzen denkbar, wobei die Ladepositionen auch von der Gestaltung und der Lage der Austrittsöffnungen am Ladekopf 3 abhängen.

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von Schweißbolzen an einem Schweißkopf (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Zufuhr eines Schweißbolzens an einen an einem Gestell (2) angeordneten Ladekopf (3), b) Übergabe des dem Ladekopf (3) zugeführten Bolzens an einen in wenigstens einer Ladeposition am Gestell (2) angeordneten Ladeschlitten (4), c) Übergabe des Schweißbolzens vom Ladeschlitten (4) an den längs einer ersten Achse (X₁) verschiebbaren Schweißkopf in wenigstens einer Übergabeposition (1) zum anschließenden Verschweißen des Bolzens dadurch gekennzeichnet, d) dass der Ladekopf (3) zur Übergabe des bereitgestellten Schweißbolzens an den Ladeschlitten (4) längs einer zweiten Achse (X₂) verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe des Bolzens vom Ladekopf (3) zum Ladeschlitten (4) durchgeführt wird, indem der Bolzen in einer kontinuierlichen Bewegung zum Ladekopf (3) und weiter in eine Bolzenaufnahme (8) am Ladeschlitten (4) gefördert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe des Bolzens vom Ladekopf (3) zum Ladeschlitten (4) durchgeführt wird, indem der Bolzen pneumatisch zum Ladekopf (3) und von dort weiter zum Ladeschlitten (4) gefördert wird, wobei der Bolzen über einen Teil der Strecke zwischen Ladekopf (3) und Ladeschlitten (4) frei fliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf (1) zur Aufnahme des Schweißbolzens vom Ladeschlitten (4) längs der ersten Achse (X₁) relativ zu dem den Schweißkopf (1) tragenden Gestell (2) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Ladeschlitten (4) in der Übergabeposition bereitgestellte Bolzen von einem am Schweißkopf (1) längs einer dritten Achse (X₃) verschieblich gelagerten Futter (6) aufgenommen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe des Bolzens vom Ladeschlitten (4) an das Futter (6) wenigstens folgende Schritte umfasst: c1) Bewegen des Schweißkopfes (1) relativ zum Gestell (2) in eine zurückgezogene Position und/oder Bewegen des Futters (6) relativ zum Schweißkopf (1) in eine zurückgezogene Position, c2) Bewegen des Ladeschlittens (4) mit dem zu übergebenen Bolzen aus der Ladeposition in eine Übergabeposition nahe dem Schweißkopf (1), c3) Bewegen des Futters (6) relativ zum Schweißkopf (1) in eine vorgeschobene Position und/oder Bewegen des Schweißkopfes (1) relativ zum Gestell (2) zum anschließenden Aufgreifen des Bolzens im Futter (6), c4) Bewegen des Schweißkopfes (1) relativ zum Gestell (2) in eine zurückgezogene Position und/oder Bewegen des Futters (6) relativ zum Schweißkopf (1) in eine zurückgezogene Position zur Freigabe des Schlittens, c5) Bewegen des Ladeschlittens (4) aus der Übergabeposition heraus.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf (1) vor der Verschweißung des Bolzens über eine Öffnung (7) bewegt wird, durch welche der Ladeschlitten (4) zur Übergabe des Bolzens an den Schweißkopf (1) hindurch bewegt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeschlitten (4) im Rahmen jeder Wiederholung des Verfahrens zwischen der Übergabeposition und der Ladeposition hin- und herbewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige der Schritte wenigstens teilweise zur gleichen Zeit ablaufen.
Schweißvorrichtung zur Anordnung von Schweißbolzen an zu verschweißenden Komponenten, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüchen, a) mit einem Gestell (2), b) mit einem von dem Gestell (2) getragenen und gegenüber diesem längs einer ersten Achse (X₁) verschieblich gelagerten Schweißkopf (1) mit einem Bolzenhalter (6) zur Aufnahme von zu verschweißenden Schweißbolzen, und c) mit einem Ladeschlitten (4) zur Übergabe von Schweißbolzen an den Schweißkopf (1), wobei der Ladeschlitten (4) entlang des Gestells (2) zwischen wenigstens einer Übergabeposition nahe des Schweißkopfes (1) und wenigstens einer Ladeposition verfahrbar ist, d) wobei der Ladeschlitten (4) zwischen der Übergabeposition und der Ladeposition hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, e) dass Ladekopf (3) zur Übergabe von Bolzen an den Ladeschlitten längs einer zweiten Achse (X₂) bewegbar ist.
Schweißvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (2) zur Befestigung an einem Schweißroboter ausgebildet ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeschlitten (4) aus der Ladeposition unter einem Winkel α ≠ 0° zu der ersten Achse (X₁) oder zu einer dritten Achse (X₃), entlang derer ein Futter relativ zum Schweißkopf bewegbar ist, in die Übergabeposition bewegbar ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeschlitten (4) von der Übergabe- zur Ladeposition längs einer geraden Bahn in einer Richtung (Z) bewegbar ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Übergabeposition ein an dem Gestell (2) angeordneter Ladekopf (3) zur Übergabe von Schweißbolzen an den Ladeschlitten (4) vorgesehen ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Strecke, welche der Bolzen bei der Übergabe vom Ladekopf (3) zum Ladeschlitten (4) zurücklegt, ohne Führungsmittel für den Bolzen ausgebildet ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeschlitten (4) zur Aufnahme von Bolzen vom Ladekopf (3) wenigstens eine Bolzenaufnahme (8) aufweist.
Schweißvorrichtung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenaufnahme (8) mit Unterdruck beaufschlagbar ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schweißkopf (1) ein längs einer dritten Achse (X₃) verschieblich gelagertes Futter (6) zur Aufnahme des Bolzens vorgesehen ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf (1) vor der Ausführung des Schweißvorgangs über eine Öffnung (7) bewegbar ist, um diese zu verschließen, wobei die Öffnung (7) zum Durchtritt des Ladeschlittens (4) bei der Übergabe des Bolzens vom Ladeschlitten (4) an den Schweißkopf (1) ausgebildet ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schweißkopf (1), Futter (6), Ladeschlitten (4) und/oder Ladekopf (3) durch pneumatische oder elektrische Mittel relativ zum Gestell (2) verschiebbar sind.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten zwei Achsen (X₁, X₂, X₃, Z) parallel zueinander verlaufen.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung (Z) des Ladeschlittens (4) mit wenigsten einer Achse (X₁, X₂, X₃) einen Winkel (α) einschließt, wobei α ≠ 0°.
Schweißvorrichtung nach einem der vorigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (2) als im Wesentlichen geschlossener Behälter ausgebildet ist, welcher den Ladeschlitten (4) und den Ladekopf (3) zum Schutz vor äußeren Einflüssen einkapselt, wobei der verschiebliche Schweißkopf (1) zum Öffnen und Verschließen derjenigen Öffnung (7) des Behälters ausgebildet ist, durch welche der Ladeschlitten (4) zur Übergabe des Bolzens an den Schweißkopf (1) hindurch bewegbar ist.