DE102009058937B3

DE102009058937B3 - Magazin für Elektrodenkappen

Info

Publication number: DE102009058937B3
Application number: DE102009058937A
Authority: DE
Inventors: Andreas BRÄUER
Original assignee: Schweisstechnik Braeuer GmbH; SCHWEISTECHNIK BRAEUER GmbH
Current assignee: Braeuer Andreas De; Braeuer Systemtechnik De GmbH
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: HUE028630T2; EP2424705B1; ES2569658T3; WO2011082734A1; CN102686353A; CA2758048A1; JP5652673B2; CA2758048C; EP2424705A1; KR20120100701A; KR101433814B1; CN102686353B; PL2424705T3; JP2013514182A; US9089925B2; US20120118790A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magazin für Elektrodenkappen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen von Schweißrobotern, bestehend aus einem Magazinkopf (1) und einem mit diesem Magazinkopf (1) zu verbindenden Wechselmagazin (2), wobei zur Verbindung des Wechselmagazins (2) mit dem Magazinkopf (1) eine Schnellspanneinrichtung (4 und 4a) angeordnet ist und am Magazinkopf (1) und an dem Wechselmagazin (2) mindestens eine ineinandergreifende Führungseinrichtung (5 und 5a) angeordnet ist und die zu bevorratenden Elektrodenkappen (3) in dem Wechselmagazin (2) in zwei in ihrem Profil der Form der Elektrodenkappen (3) entsprechenden Kappenführungen (11) gelagert sind, welche parallel zur Längsachse des Wechselmagazins (2) und lageidentisch dazu auch im Magazinkopf (1) ausgeführt sind, wobei diese Kappenführungen (11) diagonal versetzt in Wechselmagazin (2) und Magazinkopf (1) so eingebracht sind, dass die Elektrodenkappen (3) sich mit ihren Kontaktflächen zueinander diagonal gegenüberstehen und an der dem Magazinkopf (1) zugewandten Seite des Wechselmagazins (2) ein Magazinverschluss (8) angeordnet ist und dass der Magazinkopf (2) an seiner dem Wechselmagazin (2) abgewandten Seite soweit in Zugriffrichtung der Schweißzange in Form einer Öffnung (12) geöffnet ist, dass jeweils eine Elektrodenkappe (3) mit ihrer in Richtung des Zugriffs positionierten Öffnung angeordnet in ihrem gesamten Durchmesser freiliegt und zum Fixieren der Elektrodenkappen (3) in dieser Position ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Magazin für Elektrodenkappen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen von Schweißrobotern.
Insbesondere in der Automobilindustrie wird zum Verbinden von Metallblechen und Bändern häufig das Punkt-Schweißen in der Karosserieherstellung in automatisierten Fertigungsstrassen eingesetzt.
Üblicherweise werden hier Schweißrobotern eingesetzt, um die Karosserieblechteile durch Punkt-Schweißen miteinander zu verbinden.
Diese Schweißroboter sind mit Schweißzangen ausgestattet, deren Zangenbacken mit je einer Punkt-Schweiß-Elektrode, den sogenannten Elektrodenkappen, ausgerüstet sind.
Diese Schweißzangen werden an die miteinander zu verschweißenden positionierten Blechen herangeführt. Die genaue Positionierung der Schweißzange zu den zu verschweißenden Blechen sowie die Anordnung der Bleche zueinander erfolgt automatisiert und computergestützt.
In solch einer automatisierten Fertigungsstraße erfolgen die Schweißvorgänge in möglichst schneller Taktung und unterbrechungsfrei.
Hierdurch unterliegen insbesondere die Elektrodenkappen einem hohen Verschleiß, da die Kontaktflächen der Elektrodenkappen in Eingriff mit den jeweils zu verschweißenden Karosserieblechteilen treten.
Bei diesem Schweißvorgang fließt Strom zwischen den Elektroden durch die zu verscheißenden und aneinander anliegenden Karosserieblechteile.
Dabei tritt eine Veränderung an den Kontaktflächen der Elektrodenkappen an deren Schweißbereichen auf.
Häufig bilden sich am Rand der Kontaktflächen Abbrandwülste, welche durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche eine Veränderung der Schweißbedingungen bewirken.
Um dieser Veränderung nicht durch ein unökonomisches Nachführen der Stromstärke begegnen zu müssen, werden die Elektrodenkappen regelmäßig und in Abhängigkeit ihrer Belastung und daraus resultierender Abnutzung durch Fräsen nachbearbeitet.
Häufig werden zusammenwirkende Elektroden einer Schweißzange in gleichem oder ähnlichem Maße verschleißen, so dass diese regelmäßig und gleichzeitig durch Fräsen nachbearbeitet werden müssen.
Nach einer Anzahl durchgeführter Nachbearbeitungen ist ein Materialabtrag von der Elektrodenkappe in solch einem Maße erfolgt, dass diese ausgetauscht werden müssen.
Dazu werden die verschlissenen Elektrodenkappen von den Schweißelektrodenschäften abgezogen.
Zum Bestücken der Schweißelektrodenschäfte mit neuen unverbrauchten Elektrodenkappen werden üblicherweise Magazine in einfacher Ausführungsform verwendet. Diese Magazine sind so angeordnet, dass die Schweißzangen durch Schließen in einer definierten Position neue Elektrodenkappen aufnehmen und diese in ihrer Lage auf dem Schweißelektrodenschaft durch Andrücken der Schweißzangenschenkel gegeneinander definieren. Da die Magazine in einer definierten Lage angeordnet sein müssen, um von der Schweißzange angefahren werden zu können, ist es erforderlich, diese Magazine in ihrer Positionierung zu belassen und die Magazine am Einsatzort von Hand nachzufüllen.
Dies erfordert jedoch in der Regel eine Prozessunterbrechung, das es aus sicherheitstechnischen Bedingungen nicht möglich ist, im laufenden Betrieb dieses Nachfüllen vorzunehmen, da sich Personen nicht in den Aktionsbereichen der aktiven Roboter bewegen dürfen.
Um diesem Nachteil zu begegnen, wurden auch Wechsel der Magazine vorgenommen.
So beschreibt die DE 199 05 477 ein Magazin für Elektrodenkappen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen vom Schweißrobotern. Diese Lösung schlägt vor, die zu bevorratenden Elektrodenkappen in einem Magazin in einer Reihe in ihrem Profil der Form der Elektrodenkappen entsprechenden Kappenführungen zu lagern, welche parallel zur Längsachse des Magazins und lageidentisch dazu auch in der Entnahmeöffnung ausgeführt sind.
Dabei ist die Entnahmeöffnung soweit in Zugriffrichtung der Schweißzange geöffnet, dass jeweils eine Schweißkappe mit ihrer in Richtung des Zugriffs positionierten Öffnung angeordnet ist und in ihrem gesamten Zugriff frei liegt.
Hier wird jedoch der Nachteil der Prozessunterbrechung nicht behoben, da nach Montage eines neuen Magazins ebenfalls eine neue Programmierung der Koordinaten der Schweißzangenbewegung erfolgen muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magazin für Elektrodenkappen vorzuschlagen, mit welchem die Schwierigkeiten bisher bekannter Lösungen möglichst vermieden werden und insbesondere zu erreichen, dass die Prozesssicherheit gewährleistet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß der Patentansprüche 1 bis 7 gelöst, nachfolgend soll dieses System anhand der bis und dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Dabei zeigt das erfindungsgemäße Magazin in entkoppeltem Zustand, zeigt das erfindungsgemäße Magazin in gekoppeltem Zustand, zeigt den Magazinkopf 1, Abbildung 4 zeigt das Wechselmagazin in verschiedenen Größen, die und zeigen das Wechselmagazin im Quer- und im Längsschnitt.
Das erfindungsgemäße Magazin besteht aus einem Magazinkopf 1 und einem Wechselmagazin 2.
Zur Verbindung des Wechselmagazins 2 mit dem Magazinkopf 1 ist eine Schnellspanneinrichtung 4 und 4a so angeordnet, dass am Magazinkopf 1 der Spanner 4 und am Wechselmagazin 2 der Spannhaken 4a angeordnet sind. Diese Anordnung ist technisch sinnvoll, da in Kraftrichtung des zu betätigenden Spanners 4 das Wechselmagazin 2 zum Magazinkopf 1 und somit in Richtung seiner Funktionslage hin kraftbelastet wird.
Zur Gewährleistung einer definierten Lage des Magazinkopfes 1 und dem Wechselmagazin 2 bei Verbindung dieser beiden Baugruppen ist mindestens eine Führungseinrichtung angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist diese dergestalt ausgeführt, dass mindestens ein Führungsdorn 5a in eine Führungshülse 5 eingreift.
Die beiden Führungselemente Führungshülse 5 und Führungsdorn 5a sind hinsichtlich ihrer Form und ihrer maßlichen Toleranzen vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich leicht in Eingriff bringen lassen und dennoch eine definierte Lage des Magazinkopfes 1 und des Wechselmagazins 2 zueinander gewährleistet ist.
Die zu bevorratenden Elektrodenkappen sind in dem Wechselmagazin 2 in zwei Kappenführungen 11 angeordnet, welche parallel zur Längsachse des Wechselmagazins 2 und lageidentisch dazu auch im Magazinkopf 1 ausgeführt sind.
Dabei sind die Kappenführungen 11 diagonal versetzt in Wechselmagazin 2 und Magazinkopf 1 so eingebracht, dass die Elektrodenkappen sich mit ihren Kontaktflächen zueinander diagonal gegenüberstehen.
Durch diese Anordnung der Elektrodenkappen 3 in Wechselmagazin 2 und Magazinkopf 1 mit der Öffnung der Elektrodenkappen 3 nach außen ist es möglich, dass die Schweißzange zur Aufnahme der Elektrodenkappen 3 mit ihren Elektrodenschäften in die Elektrodenkappen 3 eingreifen kann. Die diagonal im Querschnitt von Wechselmagazin 2 und Magazinkopf 1 versetzt Anordnung der Kappenführungen 11 wurde gewählt, um eine möglichst geringe Baugröße der Einheit zu realisieren, da die Bauhöhe der Einrichtung somit geringer ist als die Höhe zweier sich gegenüberliegender Kappen zuzüglich der Wanddicke der Trennwand beider Kappenführung.
Die Kappenführungen 11 sind in ihrem Querschnitt so ausgeführt, dass die Elektrodenkappen 3 mit geringer Kraft zu befördern sind und sich in den Kappenführungen 11 und insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen Wechselmagazin 2 und Magazinkopf 1 ein Verkanten der Kappen 3 verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kappenführungen 11 in Form der Elektrodenkappen 3 zuzüglich entsprechender Toleranzen ausgeführt sind.
Dies bedingt auch, dass entsprechend der Form der Elektrodenkappen 3 auch jeweils die Kappenführungen 11 in Wechselmagazin 2 und Magazinkopf 1 zueinander passend sind. Vorzugsweise werden der Magazinkopf 1 und das Wechselmagazin 2 aus einem Profil gebildet, in welches die Kappenführung 11 eingearbeitet ist. Zur Herstellung verschiedener Magazinlängen wird dieses Profil auf entsprechend erforderliche Magazinlänge zugeschnitten.
Zum Schließen der Kappenführungen 11 des Magazinkopfes 1 und des Wechselmagazins 2 werden Verschlussblenden, welche vorzugsweise Blechteile sein können, über den Kappenführungen angebracht. Das Verschließen der dem Magazinverschluss 8 und 8a gegenüberliegenden Seite des Wechselmagazins 2 geschieht vorzugsweise mit gleichen Mitteln.
An der dem Magazinkopf 1 zugewandten Seite des Wechselmagazins 2 ist ein Magazinverschluss 8 angeordnet. Dieser Magazinverschluss 8 verhindert, dass Elektrodenkappen 3, welche im Wechselmagazin mit einer Kraft, welche sie in Richtung des Magazinkopfes befördert, beaufschlagt werden, aus dem nicht aufgesteckten Wechselmagazin herausgeschoben werden.
Gemäß des Ausführungsbeispiels ist dieser Magazinverschluss 8 so ausgeführt, dass die Elektrodenkappen 3, welche im Wechselmagazin 2 bevorratet sind und durch den vorzugsweise mit Federkraft beaufschlagten Kappenförderer 9 in Richtung des Magazinkopfes 1 geschoben werden, durch Rasthebel 8a im Wechselmagazin 2 zurückgehalten werden.
Dabei werden die Rasthebel 8a mittels vorzugsweise Federn so positioniert, dass die Austrittsöffnung der Kappenführung 11 so verkleinert wird, dass ein Austreten der Elektrodenkappen 3 nicht möglich ist.
Wird das Wechselmagazin 2 auf den Magazinkopf 1 aufgesetzt, werden die Rasthebel 8a des Magazinverschlusses 8 durch am Magazinkopf 1 angeordnete, gegen die Federkraft der Rasthebel 8a wirkende Führungen so positioniert, dass die dem Magazinkopf 1 zugewandte Öffnung der Kappenführung 11 freigegeben wird und die Elektrodenkappen 3 in die Kappenführung 11 des Magazinkopfes übergeben werden.
An der dem Wechselmagazin 2 abgewandten Seite des Magazinkopfes 1 werden die Elektrodenkappen 3 den Elektrodenschäften der Schweißzangen übergeben.
Hierzu sind die Kappenführungen 11 in Zugriffrichtung der Schweißzangen soweit geöffnet, dass jeweils eine Elektrodenkappe 3 mit ihrer in Richtung des Zugriffs positionierten Öffnung angeordnet in ihrem gesamten Durchmesser freiliegt.
Zum Fixieren der Elektrodenkappen 3 in dieser Position ist für jede Kappenführung mindestens eine Klemmbacke 6 angeordnet.
Diese gemäß dieses Ausführungsbeispiels mit Federkraft beaufschlagten Klemmbacken 6 fixieren die Elektrodenkappen 3 bis zum Eingriff des Elektrodenschaftes.
Ist der Elektrodenschaft durch Schließen der Schweißzange in der richtigen Position in die Elektrodenkappe 3 eingeführt, wird die Elektrodenkappe 3 in Richtung des Verlaufes der Kappenführung 11 vom Magazinkopf 1 aus der Kappenführung 11 gezogen. Dabei wird die die Klemmbacke 6 beaufschlagende Federkraft überwunden und die Elektrodenkappe 3 frei gegeben.
Vorzugsweise ist neben der Übergabeöffnung 12 im Magazinkopf 1 auf dessen Gehäuse eine Andrückplatte 7 angeordnet. Diese Andrückplatte 7 wirkt als Widerlager für den zweiten, noch nicht mit einer neuen Kappe 3 bestückten Schenkel der Scheißzange und drückt die übernommene Elektrodenkappe 3 mit der vorgegebenen Kraft auf den Elektrodenschaft.
Übernimmt eine Schweißzange eine Elektrodenkappe 3 aus einem Magazinkopf 1 beispielsweise der Darstellung der Zeichnungen entsprechend in einem ersten Schritt von oben, so wirkt die unten liegende Andrückplatte 7 beim Schließen der Schweißzange als Widerlager für den noch freien Elektrodenschaft, in einem weiteren Schritt wird die Elektrodenkappe für den zweiten unteren, noch unbestückten Elektrodenschaft übernommen und beim Schließen der Schweißzange wirkt nunmehr die obere Andrückplatte 7 als Widerlager.
Zur Überwachung des Füllgrades des Magazins ist es sinnvoll, diese Einrichtung mit entsprechenden Kontrolleinrichtungen auszustatten. Vorgeschlagen wird eine Überwachung mittels eines Näherungssensors, welcher am vorgesehenen Anschluss 10 anzuordnen ist.
Beispielsweise ist es so möglich, bei einer ersten fehlenden Kappe 3 am Sensor ein entprechendes Signal zum Wechsel des Magazins 2 an den Bediener zu leiten. Somit ist dieser in der Lage, den Wechsel des Magazins 2 vorzubereiten, während noch einige Elektrodenkappen in dem Magazinkopf 1 befindlich sind.

Claims

Magazin für Elektrodenkappen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen von Schweißrobotern, bestehend aus einem Magazinkopf (1) und einem mit diesem Magazinkopf (1) zu verbindenden Wechselmagazin (2), wobei zur Verbindung des Wechselmagazins (2) mit dem Magazinkopf (1) eine Schnellspanneinrichtung (4 und 4a) angeordnet ist und am Magazinkopf (1) und an dem Wechselmagazin (2) mindestens eine ineinandergreifende Führungseinrichtung (5 und 5a) angeordnet ist und die zu bevorratenden Elektrodenkappen (3) in dem Wechselmagazin (2) in zwei in ihrem Profil der Form der Elektrodenkappen (3) entsprechenden Kappenführungen (11 gelagert sind, welche parallel zur Längsachse des Wechselmagazins (2) und lageidentisch dazu auch im Magazinkopf (1) ausgeführt sind, wobei diese Kappenführungen (11) diagonal versetzt in Wechselmagazin (2) und Magazinkopf (1) so eingebracht sind, dass die Elektrodenkappen (3) sich mit ihren Kontaktflächen zueinander diagonal gegenüberstehen und an der dem Magazinkopf (1) zugewandten Seite des Wechselmagazins (2) ein Magazinverschluss (8) angeordnet ist und dass der Magazinkopf (2) an seiner dem Wechselmagazin (2) abgewandten Seite soweit in Zugriffrichtung der Schweißzange in Form einer Öffnung (12) geöffnet ist, dass jeweils eine Elektrodenkappe (3) mit ihrer in Richtung des Zugriffs positionierten Öffnung angeordnet in ihrem gesamten Durchmesser freiliegt und zum Fixieren der Elektrodenkappen (3) in dieser Position für jede Kappenführung mindestens eine Klemmbacke (6) angeordnet ist und neben jeder Übergabeöffnung (12) im Magazinkopf (1) auf dessen Gehäuse jeweils eine Andrückplatte (7) gegenüber der jeweils anderen Öffnung (12) angeordnet ist.
Magazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (5 und 5a) aus einer Führungshülse (5) und einem in die Führungshülse (5) eingreifenden Führungsdorn (5a) besteht.
Magazin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (5) und Führungsdorn (5a) so gestaltet sind, dass sie sich leicht in Eingriff bringen lassen und dennoch eine definierte Lage des Magazinkopfes (1) und des Wechselmagazins (2) zueinander gewährleistet ist.
Magazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magazinverschluss (8) so ausgeführt ist, dass die Elektrodenkappen (3), welche im Wechselmagazin (2) bevorratet sind und durch den vorzugsweise mit Federkraft beaufschlagten Kappenförderer (9) in Richtung des Magazinkopfes 1 geschoben werden, durch Rasthebel (8a) im Wechselmagazin (2) zurückgehalten werden.
Magazin nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasthebel (8a) federkraftbeaufschlagt sind und die Austrittsöffnung der Kappenführung (11) so verkleinert ist, dass ein Austreten der Elektrodenkappen (3) verhindert ist.
Magazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappenführungen (11) im Wechselmagazin (2) und im Magazinkopf (1) in ihrem Querschnitt so der Form der verwendeten Elektrodenkappen (3) angepasst sind, dass die Elektrodenkappen (3) mit geringer Kraft zu befördern sind und sich in den Kappenführungen (11) und insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen Wechselmagazin (2) und Magazinkopf (1) ein Verkanten der Kappen (3) verhindert wird.
Magazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Füllgrades des Wechselmagazins 2 mindestens ein Sensor angeordnet ist.