-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Wechseln von Punktschweißelektrodenkappen, insbesondere für Punktschweißelektrodenkappen, die in Schweißrobotern im Fahrzeugbau eingesetzt werden.
-
Zur Erhöhung des Durchsatzes im Fahrzeug- beziehungsweise Karosseriebau werden oftmals Schweißroboter eingesetzt, die nach erfolgter Programmierung eine vorgegebene Schweißabfolge zur Verbindung von Werkstücken ausführen können.
-
Wie aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt ist, werden bei Punktschweißrobotern Elektrodenkappen auf die Schweißelektroden aufgebracht, die jedoch infolge von Abnutzung nach einer gewissen Betriebsdauer ausgetauscht werden müssen.
-
Eine Möglichkeit zum Austausch der Elektrodenkappen ist in der
DE 102 22 248 A1 gezeigt. In dieser Druckschrift ist eine Zuführvorrichtung für Punktschweißelektrodenkappen zum Wechseln derselben mit einem Schweißwerkzeugschaft eines Schweißroboters, wobei ein länglich blockförmiges Magazin, das in einer Reihe parallel zur Längsachse des Magazins Ausnehmungen zur Aufnahme der Punktschweißelektrodenkappen mit einem jeweiligen Überstand aufweist und das in einem steil gestellten Zuführschacht nach unten rutschend geführt wird, welcher eine Öffnung mit einem Anschlag aufweist, an dem jeweils die unterste Punktschweißelektrodenkappe, die aus den Ausnehmungen über das Magazin hervorsteht, an den Anschlag in einer definierten Abnahmeposition gehalten ist.
-
Eine weitere Möglichkeit ist in der
DE 101 24 243 A1 gezeigt. Diese Druckschrift zeigt eine Wechselvorrichtung für Punktschweißelektroden mit mehreren um einen zentralen Elektrodeneinsteckbereich herum in einem ortsfesten Halter angeordneten jeweils verschwenkbar und bezüglich ihrer bogenförmigen Klemmfläche exzentrisch gelagerten Elektroden-Klemmbacken, wobei die Klemmbacken mit mindestens einer Feder, zur Klemmung einer in den Elektrodeneinsteckbereich eingesteckten Elektrode beaufschlagt sind.
-
Zum Lösen der Elektrodenkappen wird eine Klemmtechnik zusammen mit einem Federsystem verwendet, wobei das Lösen der Elektrodenkappen durch eine Umorientierung der Schweißzange erfolgt. Durch die Bewegung und dem Federsystem wird die Elektrode geklemmt und somit gelöst.
-
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Abziehen der Elektrodenkappen so zu gestalten, um das Wechseln der Elektrodenkappen von Schweißzangen weiter zu automatisieren beziehungsweise zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
-
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Wechseln von Elektrodenkappen geschaffen, die insbesondere für Punktschweißelektrodenkappen, die in zangenförmigen Schweißelektroden von Robotern im Fahrzeugbau eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung umfasst ein Abziehmittel, das aus einer ersten Klemmbacke und einer zweiten Klemmbacke gebildet ist, die geeignet sind, eine Öffnung zu bilden, in der die Elektrodenkappe einführbar ist, und mittels eines Vortriebsmittels verschiebbar sind, um die Elektrodenkappe kraftschlüssig zu verklemmen. Die Vorrichtung weist darüber hinaus ein Fallmagazin mit gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen auf, das mit einer Vielzahl von Elektrodenkappen füllbar ist, wobei über die Aufnahmeöffnungen jeweils eine Aufnahme der Elektrodenkappen durchführbar ist.
-
Demgemäß wird das Wechseln der Elektrodenkappen von Schweißzangen automatisiert. Die Bestückung der Schweißelektroden mit neuen Elektrodenkappen erfolgt über ein Fallmagazin, das beispielsweise mit 10 Elektrodenkappen gefüllt ist. Dadurch werden Produktionsstillstände vermieden und es erfolgt eine optimale Ausnutzung der Elektrodenstandmenge bis zum letzten Schweißpunkt, was den Verbrauch von Elektroden reduziert.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Abziehmittel in Form eines Schraubstocks ausgebildet, wobei die erste Klemmbacke und die zweite Klemmbacke gegenüberliegend angeordnet sind.
-
Das Abziehmittel funktioniert somit wie ein Schraubstock, dessen eine Klemmbacke mit einem pneumatischen Zylinder nach vorn geschoben wird. Dadurch werden abwechselnd die Elektrodenkappen festgepresst und der Roboter führt eine rotierende Bewegung durch, um die Elektrodenkappen vom Schaft zu lösen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Klemmbacke und die zweite Klemmbacke im Bereich der Öffnung jeweils mit einer Profilierung versehen.
-
Die Profilierung ermöglicht ein sicheres und kraftschlüssiges Festhalten der Elektrodenkappen in dem Abziehmittel.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Profilierung in Form einer Verzahnung ausgeführt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Vortriebsmittel ein Pneumatik-Zylinder.
-
Dies ermöglicht ein Verpressen der Elektrodenkappen in dem Abziehmittel, so dass diese sich von den Schweißelektroden lösen lassen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Fallmagazin in einen Schaft eingeführt, wobei das Fallmagazin einen unsymmetrischen Querschnitt aufweist, um ein lagerichtiges Einlegen des Fallmagazins in den Schaft zu ermöglichen.
-
Demgemäß kann die Befüllung des Fallmagazins ohne große Anstrengungen durchgeführt werden, da die korrekte Einbaulage aufgrund des Aufbaus des Fallmagazins vorgegeben ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen entlang des Schafts mit einem Versatz angeordnet.
-
Dies ermöglicht ein einfaches Anfahren der beiden Elektroden der Schweißzange, da somit die unterschiedlichen Formen der Elektroden beim Aufbau der Vorrichtung berücksichtigt sind.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jede Aufnahmeöffnung mit einer Haltevorrichtung zur Aufnahme einer Elektrodenkappe versehen, um jeweils am gleichen Punkt eine Entnahmeposition zu bilden.
-
Diese Vorgehensweise ermöglicht das Anfahren der Entnahmeposition mit dem Schweißroboter anhand einer einfachen Programmsteuerung.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus eine Platte vorgesehen, die ein Anpressen der neu aufgenommenen Elektrodenkappen auf die Schweißelektroden ermöglicht.
-
Gemäß dieser Vorgehensweise werden die neu aufgenommenen Elektrodenkappen mittels der Schweißzange aufgepresst. Die Elektrodenhalter werden durch die Vermeidung von Hammerschlägen beim manuellen Wechseln nicht mehr beschädigt, da sie beim automatischem Wechseln aufgepresst werden. Es wird kein Personal für das Wechseln der Elektrodenkappen benötigt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus die Vorrichtung mit einem Sensor versehen, um die Anwesenheit einer Elektrodenkappe zu detektieren.
-
Demgemäß ist es möglich, nach dem Entfernen der verbrauchten beziehungsweise nach dem Aufbringen der neuen Elektrodenkappen deren korrekten Sitz zu überprüfen, so dass eventuelle Fehlfunktionen aufgrund nicht ordnungsgemäß angebrachter Elektrodenkappen vermieden werden können.
-
Gemäß der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Wechseln von Elektrodenkappen geschaffen, insbesondere für Punktschweißelektrodenkappen, die in zangenförmigen Schweißelektroden von Robotern im Fahrzeugbau eingesetzt werden können, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden. Es erfolgt ein Bereitstellen eines Abziehmittels, das aus einem ersten Klemmbacken und einem zweiten Klemmbacken gebildet ist, die geeignet sind, eine Öffnung zu bilden, in der die Elektrodenkappe einführbar ist, und mittels eines Vortriebsmittels verschiebbar sind, um die Elektrodenkappen kraftschlüssig zu verklemmen. Es wird ein Fallmagazin mit gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen bereitgestellt, das mit einer Vielzahl von Elektrodenkappen gefüllt wird, wobei über die Aufnahmeöffnungen jeweils eine Aufnahme der Elektrodenkappen durchführbar ist. Es erfolgt ein Einführen einer ersten Schweißelektrode mit einer ersten abgenutzten Elektrodenkappe in das Abziehmittel und anschließend ein Betätigen des Vortriebsmittels, um die erste abgenutzte Elektrodenkappe zu verklemmen. Danach wird ein Drehen der ersten Schweißelektrode durchgeführt, um die erste abgenutzte Elektrodenkappe zu lösen. Es erfolgt ein Einführen einer zweiten Schweißelektrode mit einer zweiten abgenutzten Elektrodenkappe in das Abziehmittels und ein Betätigen des Vortriebsmittels, um die zweite abgenutzte Elektrodenkappe zu verklemmen. Anschließend erfolgt ein Drehen der zweiten Schweißelektrode, um die zweite abgenutzte Elektrodenkappe zu lösen. Schließlich wird ein Aufstecken einer ersten unbenutzten Elektrodenkappe an der Aufnahmeöffnung auf die erste Schweißelektrode, und ein Aufstecken einer zweiten unbenutzten Elektrodenkappe an der gegenüberliegenden Aufnahmeöffnung auf die zweite Schweißelektrode durchgeführt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vielfältiger Weise in einen Schweißroboter einer Fertigungsanlage für die Fahrzeugproduktion integriert werden, so dass sich kein Personal für das Wechseln der Elektrodenkappen mehr benötigt wird. Somit lassen sich die Produktionskosten in der Fertigung weiter reduzieren. Das vorgeschlagene Verfahren verringert auch die Zeit zum Wechseln der Elektrodenkappen. Es ist anzunehmen, dass ein kompletter Ablauf unter einer Minute, beispielsweise in 40 Sekunden durchgeführt werden kann.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Drehen der ersten Schweißelektrode oder das Drehen der zweiten Schweißelektrode eine Drehung zwischen 180° und 270°.
-
Diese Vorgehensweise ermöglicht ein sicheres Abziehen der verbrauchten Elektrodenkappen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt ein Bereitstellen einer Platte, so dass die erste Schweißelektrode und zweite Schweißelektrode nach dem Aufstecken der unbenutzten Elektrodenkappen zusammengepresst werden.
-
Da zusammenpressen kann mit einer einstellbaren Kraft, beispielsweise mit ungefähr 3 kN, erfolgen. Die Platte kann beispielsweise als 1 cm dicke Aluminiumplatte bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus ein Sensor vorgesehen, der die Anwesenheit einer Elektrodenkappe nach dem Schritt des Abstreifens oder nach dem Schritt des Aufsteckens der Elektrodenkappe ermöglicht.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Schweißelektrode nach dem Schritt des Drehens in axialer Richtung verschoben, um ein Abstreifen der Elektrodenkappe zu ermöglichen, wobei das Abstreifen vorzugsweise durch einen Abstreifhebel in der Nähe der Öffnung unterstützt wird.
-
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1: eine Draufsicht eines Abziehmittels in einer Vorrichtung zum Wechseln von Elektrodenkappen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
-
2: eine Detailansicht des Abziehmittels gemäß 1,
-
3: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Wechseln von Elektrodenkappen einer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
-
4: eine Detailansicht der Vorrichtung zum Wechseln von Elektrodenkappen gemäß 3,
-
5: eine weitere Seitenansicht der Vorrichtung zum Wechseln von Elektrodenkappen gemäß 3, und
-
6: eine Abfolge von Verfahrensschritten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Flussdiagramm.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 zeigt in einer schrägen Draufsicht ein Abziehmittel 1 in einer Vorrichtung 2 zum Wechseln von Elektrodenkappen. Das Abziehmittel 1 ist aus einer ersten Klemmbacke 3 und einer zweiten Klemmbacke 4 gebildet. Die erste Klemmbacke 3 und die zweite Klemmbacke 4 gegenüberliegend angeordnet und bilden eine Öffnung 5, in der eine Elektrodenkappe einführbar ist. Die erste Klemmbacke 3 ist eines Vortriebsmittels 6 verschiebbar, um die Elektrodenkappen kraftschlüssig zu verklemmen. Das Abziehmittel ist in Form eines Schraubstocks ausgebildet.
-
Die erste Klemmbacke 3 und die zweite Klemmbacke 4 sind im Bereich der Öffnung 5 jeweils mit einer Profilierung 7, 8 versehen, die in Form einer Verzahnung ausgeführt ist.
-
Das Vortriebsmittel 6 ist beispielsweise ein Pneumatik-Zylinder, der über einen Stempel 9 mit der ersten Klemmbacke 3 verbunden ist, die verschiebbar in einem Rahmen 10 geführt ist. Die zweite Klemmbacke ist fest mit dem Rahmen 10 verbunden. Der Rahmen 10 und das Vortriebsmittel 6 sind auf einer Grundplatte 11 angeordnet.
-
In der Nähe der Öffnung 5 ist ein Abstreifhebel 12 angeordnet, der im Falle eines Festsetzens der Elektrodenkappe an den Verzahnungen 7 oder 8 ein Abstreifen der Elektrodenkappe hervorrufen kann.
-
Zur Detektion der Anwesenheit einer Elektrodenkappe ist ein Sensor 24 vorgesehen. Der Sensor 24 überprüft die Entnahme bzw. Anbringung der Elektrodenkappen beim Wechseln.
-
Das Abziehmittel 1 ist bei vorhandener Elektrodenkappe 13 in 2 nochmals in geschlossener Form gezeigt. Die erste Klemmbacke 3 und die zweite Klemmbacke 4 werden zusammengeführt, so dass sich zwischen den Klemmbacken 3, 4 über die Profilierungen 7, 8 eine kraftschlüssige Verbindung mit der Elektrodenkappe 13 einstellt. Die Elektrodenkappe 13 kann dann durch eine Drehung abgezogen werden. Dazu kann eine Schweißzange, die an der Spitze einer Elektrode die abgenutzte Elektrodenkappe 13 aufweist nach dem Drehen in axialer Richtung verschoben werden, so dass die Elektrodenkappe 13 dann frei ist.
-
Wie in 3 gezeigt ist weist die Vorrichtung 1 darüber hinaus ein in einem Schaft 14 angeordnetes Fallmagazin 15 mit gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen 16, 17 auf. Der Schaft 14 ist beispielsweise an einer Halterung 18 befestigt.
-
4 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Detailansicht, wobei die Vorderseite des Schaftes 14 teilweise weggebrochen ist, um den Blick auf das Fallmagazin 15 freizugeben. Das Fallmagazin 15 wird in dieser Ansicht in einer nach unten durchgerutschten Position gezeigt, in der bereits alle Elektrodenkappen verbrauch sind. Das Fallmagazin 15 kann in entsprechende Ausnehmungen 19 mit einer Vielzahl von Elektrodenkappen gefüllt werden, wobei über die Aufnahmeöffnungen 16, 17 jeweils eine Aufnahme der Elektrodenkappen durch die Schweißelektroden durchführbar ist.
-
Wie in 4 zu sehen ist, ist das Fallmagazin 15 in den Schaft 14 eingeführt ist, wobei das Fallmagazin 15 eine unsymmetrischen Querschnitt 20 aufweist, um ein lagerichtiges Einlegen des Fallmagazins 15 in den Schaft 14 zu ermöglichen. Der unsymmetrische Querschnitt 20 des Fallmagazins 15 kann beispielsweise im Innern des Schaftes 14 durch eine Profilleiste 25 kompensiert werden.
-
Die gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen 16, 17 sind entlang des Schafts 14 mit einem Versatz 23 angeordnet. Dies wird in 5 nochmals verdeutlicht, in der die Aufnahmeöffnungen 16, 17 eingezeichnet sind.
-
Jede Aufnahmeöffnung 16, 17 ist mit einer Haltevorrichtung 21 zur Aufnahme einer Elektrodenkappe versehen, um jeweils am gleichen Punkt eine Entnahmeposition zu bilden.
-
Bei der Vorrichtung gemäß 3 bis 5 ist darüber hinaus eine Platte 22 vorgesehen, die ein Anpressen der neu aufgenommenen Elektrodenkappen auf die Schweißelektroden ermöglicht.
-
Gemäß der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Wechseln von Elektrodenkappen 13 geschaffen, insbesondere für Punktschweißelektrodenkappen, die in zangenförmigen Schweißelektroden von Robotern im Fahrzeugbau eingesetzt werden können, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden.
-
In einem ersten Schritt erfolgt ein Bereitstellen des Abziehmittels 2, das aus dem ersten Klemmbacken 3 und dem zweiten Klemmbacken 4 gebildet ist, die geeignet sind, die Öffnung 5 zu bilden, in der die Elektrodenkappe 13 einführbar ist, und mittels des Vortriebsmittels 6 verschiebbar sind, um die Elektrodenkappe 13 kraftschlüssig zu verklemmen.
-
Es wird in einem zweiten Schritt das Fallmagazin 15 mit gegenüberliegenden Aufnahmeöffnungen 16, 17 bereitgestellt, das mit einer Vielzahl von Elektrodenkappen gefüllt wird, wobei über die Aufnahmeöffnungen 16, 17 jeweils eine Aufnahme der Elektrodenkappen durchführbar ist.
-
Es erfolgt in einem dritten Schritt ein Einführen einer ersten Schweißelektrode mit einer ersten abgenutzten Elektrodenkappe in das Abziehmittel 2 und anschließend in einem vierten Schritt ein Betätigen des Vortriebsmittels 6, um die erste abgenutzte Elektrodenkappe 13 zu verklemmen.
-
Danach wird in einem fünften Schritt ein Drehen der ersten Schweißelektrode durchgeführt, um die erste abgenutzte Elektrodenkappe 13 zu lösen. Es erfolgt in einem sechsten Schritt ein Einführen einer zweiten Schweißelektrode mit einer zweiten abgenutzten Elektrodenkappe in das Abziehmittels und ein Betätigen des Vortriebsmittels, um die zweite abgenutzte Elektrodenkappe zu verklemmen.
-
Anschließend erfolgt in einem siebten Schritt ein Drehen der zweiten Schweißelektrode, um die zweite abgenutzte Elektrodenkappe zu lösen. Schließlich wird in einem achten Schritt ein Aufstecken einer ersten unbenutzten Elektrodenkappe an der Aufnahmeöffnung auf die erste Schweißelektrode, und in einem neunten Schritt ein Aufstecken einer zweiten unbenutzten Elektrodenkappe an der gegenüberliegenden Aufnahmeöffnung auf die zweite Schweißelektrode durchgeführt.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren können in vielfältiger Weise in einen Schweißroboter einer Fertigungsanlage für die Fahrzeugproduktion integriert werden, so dass sich kein Personal für das Wechseln der Elektrodenkappen 13 mehr benötigt wird. Somit lassen sich die Produktionskosten in der Fertigung weiter reduzieren. Außerdem wird auch die Zeit zum Wechseln der Elektrodenkappen 13 verringert. Tests haben ergeben, dass ein kompletter Ablauf unter einer Minute, beispielsweise in 40 Sekunden durchgeführt werden kann.
-
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Abziehmittel
- 2
- Vorrichtung
- 3
- erste Klemmbacke
- 4
- zweite Klemmbacke
- 5
- Öffnung
- 6
- Vortriebsmittel
- 7
- Profilierung
- 8
- weitere Profilierung
- 9
- Stempel
- 10
- Rahmen
- 11
- Grundplatte
- 12
- Abstreifhebel
- 13
- Elektrodenkappe
- 14
- Schaft
- 15
- Fallmagazin
- 16
- Aufnahmeöffnung
- 17
- weitere Aufnahmeöffnung
- 18
- Halterung
- 19
- Ausnehmungen
- 20
- Querschnitt
- 21
- Haltevorrichtung
- 22
- Platte
- 23
- Versatz
- 24
- Sensor
- 25
- Profilleiste
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10222248 A1 [0004]
- DE 10124243 A1 [0005]
