DE102013208698B4

DE102013208698B4 - Replaceable or self-cleaning splash guard to protect an optical unit associated with the welding torch of a welding robot for weld pool observation

Info

Publication number: DE102013208698B4
Application number: DE102013208698.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Häußler; Thomas Köhler; Volker Schauder; Michael Kiese; Olaf Hollmann
Original assignee: HKS Prozesstechnik GmbH
Current assignee: HKS Prozesstechnik GmbH
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: DE102013208698A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen wechselbaren oder selbstreinigenden Spritzschutz zum Schutz einer optischen Einheit, die dem Schweißbrenner eines Schweißroboters zur Schweißbadbeobachtung zugeordnet ist. Er ist gekennzeichnet dadurch, dass im Innern des Eingangsbereichs der optischen Einheit (13) und dort im unscharfen optischen Abschnitt zumindest ein metallisches Gitter (6) aus einer Vielzahl, nichtschmelzender, Drähte oder Stege (7) geringsten Durchmessers oder Querschnitts in einem Winkel von 90° quer zur Sichtachse (5) angeordnet ist, welches entweder diskontinuierlich mittels einer seitlichen Entnahme aus dem Eingangsbereich wechselbar ausgebildet oder im Eingangsbereich fest eingebunden ist und mit dem fest eingebundenen zumindest einen metallischen Gitter (6) längs seiner Drähte oder Stege (7) ein Abstreifer (2) in einer solchen Weise in Wirkverbindung steht, dass dieser Öffnungen (3) an einer Stirnplatte (14) besitzt, durch welche die an den beiden Seiten des Gitters (6) eingespannten Drähte oder Stege (7) hindurchführen und der Abstreifer (2) eine manuell oder automatisch einleitbare, ein- oder mehrmalige Hubbewegung über die Oberflächen der Drähte oder Stege (7) auszuführen in der Lage ist.The invention relates to a replaceable or self-cleaning splash guard for protecting an optical unit, which is associated with the welding torch of a welding robot for Schweißbadbeobachtung. It is characterized in that inside the entrance area of the optical unit (13) and there in the blurred optical section at least one metallic grid (6) of a plurality, non-melting, wires or webs (7) of the smallest diameter or cross-section at an angle of 90 ° transversely to the visual axis (5) is arranged, which is either intermittently by means of a lateral removal of the input area formed exchangeable or firmly integrated in the entrance and with the firmly integrated at least one metallic grid (6) along its wires or webs (7) a scraper (2) is operatively connected in such a way that it has openings (3) on an end plate (14) through which pass the wires or webs (7) clamped on the two sides of the grid (6) and the stripper (2 ) a manually or automatically einleitbare, one or more strokes on the surfaces of the wires or webs (7) au is able to manage.

Description

Die Erfindung betrifft einen wechselbaren oder selbstreinigenden Spritzschutz zum Schutz einer optischen Einheit, die dem Schweißbrenner eines Schweißroboters zur Schweißbadbeobachtung zugeordnet ist.The invention relates to a replaceable or self-cleaning splash guard for protecting an optical unit, which is associated with the welding torch of a welding robot for Schweißbadbeobachtung.

Es ist bekannt, dass beim Schweißen metallischer Werkstoffe sowohl beim klassischen autogenen als auch bei allen manuell ausgeführten oder Roboter gestützten Lichtbogen- bzw. Laserschweißverfahren flüssige Schweißspritzer nicht vollkommen ausgeschlossen werden können. Es ist daher stets erforderlich, das unmittelbar den Schweißprozess manuell ausführende Personal oder das Bedienpersonal von Roboterschweißanlagen zum einen persönlich und erfindungsgemäß zum anderen, bei automatisch gesteuerten Verfahren, die das Schweißbad beobachtenden Einrichtungen, die dem Schweißprozess vor- oder nachlaufend zugeordnet sein können, vor den schädlichen Einwirkungen der genannten Schweißspritzer zu schützen. Persönliche Schutzausrüstungen für das Schweißaufgaben ausführende Fachpersonal sind hinlänglich entwickelt worden und bekannt; demgegenüber fehlt es aber an zweckmäßigen und einfachen Maßnahmen, die dazu geeignet sind, eine optische, thermische oder sensorische Einrichtung zur Schweißbadbeobachtung/-auswertung, die sich in der Nähe eines Schweißkopfes eines Schweißroboters befindet, wirkungsvoll, insbesondere vor flüssigen und schnell beschleunigten Schweißspritzern, abzuschirmen.It is well-known that liquid welding spatters can not be completely excluded when welding metallic materials both in classic autogenous and in all manually executed or robot-assisted arc or laser welding processes. It is therefore always necessary for the personnel or operators of robot welding systems who are directly involved in the welding process to be personally and according to the invention, in automatically controlled processes, the facilities observing the weld pool, which can be assigned to the welding process before or after the welding process Protect harmful effects of said spatter. Personal protective equipment for welding tasks executing professionals have been well developed and known; In contrast, there is a lack of appropriate and simple measures that are suitable, an optical, thermal or sensory device for Schweißbadbeobachtung / -auswertung located in the vicinity of a welding head of a welding robot, effectively, especially against liquid and rapidly accelerated spatters shield ,

Optische Einrichtungen werden neben flüssigen Schweißspritzern auch von Schweißrauchen in ihrem Aufnahmevermögen durch Ablagerungen, Trübungen und dergleichen beeinträchtigt. Für die Vermeidung von Schweißrauchen existieren Schutzmechanismen, wie das Einwirken von Crossjets, die durch hohe Luftbewegung Schweißrauch von den optischen Einrichtungen wegblasen; es können diese aber nicht zur Abwehr von größeren flüssigen, energiereichen (hochbeschleunigten) und heißen Schweißspritzer gleichzeitig genutzt werden. Auch ein gesteigerter Energieaufwand bei der Nutzung von Crossjets mit 500 l/min eines Gasstroms kann nicht die relativ massereichen Schweißspritzer zielgerichtet ablenken. Außerdem haben Crossjets die negative Begleiterscheinung, dass die Schutzgasathmosphäre einer Schweißnaht nachhaltig gestört wird und es somit zu Qualitätsproblemen, wie Porenbildungen oder Aufhärtungen, in der Schweißnaht kommt. Eine diese Technologie nutzende Entwicklung hat die Firma Precitec GmbH & Co. KG, gemäß ihrer Veröffentlichung in „Crossjet, Internetseite”, www.It-ultra.com/index.php/de/strahlfuehrung/co2/schweissduesen-und-cross-jets. Es wird dort eine optische Messeinrichtung beschrieben, die ganz auf Schutzgläser verzichtet, dabei sehr robust ist und die Schweißrauche und eine geringe Spritzerneigung abzuwehren in der Lage ist.In addition to liquid spatters, optical devices are also adversely affected by welding fumes in their capacity due to deposits, turbidity and the like. To prevent welding fumes, there are protective mechanisms, such as the action of crossjets, which blow away welding fumes from the optical devices by high air movement; but these can not be used simultaneously to ward off larger liquid, high-energy (high-accelerated) and hot spatter. Even an increased energy expenditure with the use of crossjets with 500 l / min of a gas stream can not purposefully distract the relatively massive welding spatters. In addition, crossjets have the negative side effect that the protective gas atmosphere of a weld is permanently disturbed and thus there are quality problems, such as pores or hardening, in the weld. A development using this technology has the company Precitec GmbH & Co. KG, according to their publication in "Crossjet, Website", www.It-ultra.com/index.php/de/strahlfuehrung/co2/schweissduesen-and-cross-jets , It is described there an optical measuring device that dispenses entirely with protective glasses, it is very robust and is able to ward off the welding fumes and a low spattering in the situation.

Jedoch bei stark spritzenden Schweißprozessen mit insbesondere großen, energiereichen, flüssigen Schweißspritzern, ist diese Einrichtung nicht in der Lage, eine vollständige Abwehr derselben zu gewährleisten, man spricht nur von einer signifikanten Senkung des Verschleißes. So kann es trotzdem zu Anhaftungen auf den teuren optischen Gläsern kommen und das Schutzglas ist nicht vermeidbar. Eine ähnliche Vorrichtung, die auf Schutzgläser ganz verzichtet, ist EP 1944119 B1 . Auch dort führen Spritzer zu Anhaftungen in den Sichtkanälen, weil ein flüssiger Schweiß- oder Metallspritzer die Form der Kanäle annimmt und sich in ihnen verkantet. Auch bei Verwendung von Oberflächen, die eine Anhaftung (Einschmelzung) verhindern, ist der Schutz der Sichtkanäle nicht ausreichend gesichert. Abhilfe könnte wie in DE 40 16 200 A1 das Durchströmen der Sichtkanäle mit Schutzgas oder Luft erbringen, was aber so gesteigert werden müsste, dass wiederum Volumina im Niveau der Crossjet-Technologie mit den vorbeschriebenen Nachteilen bewegt werden müssten. Der zusätzliche Einsatz von Schutzgläsern erbringt dabei keine Verbesserung, da sich darauf die stark beschleunigten Schweißspritzer noch schneller sichtbehindernd ablagern.However, in highly spattering welding processes, especially with large, high-energy, liquid spatters, this device is not able to ensure a complete defense thereof, it is only a significant reduction in wear. So it can still come to build on the expensive optical glasses and the protective glass is unavoidable. A similar device that dispenses with protective glasses altogether is EP 1944119 B1 , Even there, splashes lead to buildup in the sight channels because a liquid weld or metal splash takes on the shape of the channels and canted in them. Even when using surfaces that prevent adhesion (melting), the protection of the sight channels is not sufficiently secured. Remedy could be like in DE 40 16 200 A1 the flow through the sight channels with inert gas or air, but this would have to be increased so that in turn would have to be moved volumes in the level of cross-jet technology with the disadvantages described above. The additional use of protective glasses does not provide any improvement, since the strongly accelerated spatters deposit it even more quickly and obstruct the vision.

Teils werden Spritzerschilde zum Schutz optischer Einrichtungen für die Schweißbadbeobachtung einzusetzen. Diese basieren auf dem Prinzip des Spritzerschattens, wenn die optische Sichtachse vom Schweißprozess deutlich entfernt ist (nachlaufend oder vorlaufend). Da Schweißspritzer auch die Eigenschaft haben, von Oberflächen abzuprallen und die Richtung zu wechseln, kann man die Schweißspritzer damit auch nicht zu 100% vermeiden. Ebenfalls möglich ist eine netzartige Schutzvorrichtung wie in DE 34 05 346 A1 , welche ein Hindurchtreten von Spritzern verhindern soll, jedoch analog zu einem Schutzglas durch anhaftende Partikel zunehmend stärker verschmutzt wird. Aus dem Grunde, weil die Schweißspritzer und -rauche dadurch nicht dauerhaft – im Rahmen einer einmaligen Schutzglasinstallation – abwehrbar sind, werden die Schutzgläser austauschbar vor die teuren Optiken angebracht. Das ist gegenwärtig die einzig sichere Methode, die Schweißspritzer von den empfindlichen Oberflächen optischer Einrichtungen zur Beobachtung eines Schweißbades fernzuhalten.In part, splash shields are used to protect optical equipment for weld pool observation. These are based on the principle of the splash shadow when the optical axis of vision is clearly removed from the welding process (trailing or leading). Since spatter also has the property of ripping off surfaces and changing direction, you can not avoid spatters 100% of the time. Also possible is a net-like protection device as in DE 34 05 346 A1 , which is to prevent the passage of splashes, but is becoming increasingly dirty analogously to a protective glass by adhering particles. For this reason, because the welding spatters and smoke are not permanently defensible - as part of a one-off protective glass installation - the protective glass is replaceable in front of the expensive optics. This is currently the only safe way to keep spatter away from the delicate surfaces of optical equipment used to observe a weld pool.

Je nach Verschmutzungsgrad oder Grad einer Beschädigung müssen die Schutzgläser periodisch gewechselt werden, was wiederum dazu führt, dass es Überwachungstechniken geben muss, die das Tauschen der Schutzgläser signalisieren.Depending on the degree of soiling or degree of damage, the protective glasses must be changed periodically, which in turn means that there must be monitoring techniques that signal the replacement of the protective glasses.

Gegenüber der Verwendung der Crossjet-Technologie schlägt die Firma Precitec GmbH & Co. KG gemäß der Entwicklung „Linsenbruchsensor” auf http://www.precitec.de/produkte/laserschneiden/prozessueberwachung/linsenbruchsensor/ vor, die Linsen einer Überwachung zu unterziehe und so auch den Verschleiß automatisch zu erkennen. Damit werden aber anhaftende Schweißspritzer nicht vermieden, teure Komponenten müssen ausgetauscht werden.Compared to the use of Crossjet technology, Precitec GmbH & Co. KG according to the development "lens breakage sensor" on http://www.precitec.de/produkte/laserschneiden/prozessueberwachung/linsenbruchsensor/ before subjecting the lenses to a monitoring and thus automatically detecting the wear. But this does not prevent adherent spatters, expensive components must be replaced.

Nachfolgend sei noch kurz auf detaillierten Stand der Technik näher eingegangen.In the following, we will briefly discuss the detailed state of the art.

So ist nach DE 101 08 955 C2 ein Verfahren zum Ermitteln des Verschleißgrades einer Linsenanordnung in einem Laserbearbeitungskopf sowie ein Laserbearbeitungskopf angegeben, mit dem ein von einer Linsenanordnung bewirktes Ausgangssignal in seiner Intensität, einem Referenzsignal gegenübergestellt und daraus ein dem Verschleißgrad entsprechendes Überwachungssignal geliefert wird, wobei aus dem Erfassen der Streustrahlung deren thermische Wirkung gemessen wird. Es fehlt hier generell der Schutz vor flüssigen Schweißspritzern und es wird lediglich rechtzeitig der Laserschweißprozess unterbrochen, um eine gravierende Beschädigung der Laseranlage insgesamt zu verhindern.So is after DE 101 08 955 C2 a method for determining the degree of wear of a lens arrangement in a laser processing head and a laser processing head specified, with an effected by a lens arrangement output signal in its intensity, a reference signal is compared and therefrom a degree of wear corresponding monitoring signal is supplied from the detection of the scattered radiation whose thermal effect is measured. There is a general lack of protection against liquid welding spatters and only the laser welding process is interrupted in good time in order to prevent serious damage to the laser system as a whole.

Mit DE 101 13 518 A1 ist ein Verfahren zur Messung des Verschmutzungsgrades eines Schutzglases eines Laserbearbeitungskopfes sowie eine Laserbearbeitungsanlage zur Durchführung des Verfahrens bekannt geworden. Hier befindet sich ein Schutzglas kurz vor dem Ausgang eines Laserbearbeitungskopfes, das an seiner dem Schweißbad zugewandten Seite flüssige Schweißspritzer abfängt, woraus eine Streustrahlung reflektierten Lichtes des aktiven Laserstrahls entsteht, die als ein Maß des Verschleißgrades dieses Schutzglases für eine Strahlungsdetektoranordnung ausgewertet wird und bei Erreichen des Referenz-Streustrahlungsmesswertes die Anlage stillsetzt. Das Schutzglas muss dann diskontinuierlich ausgetauscht werden.With DE 101 13 518 A1 a method for measuring the degree of contamination of a protective glass of a laser processing head and a laser processing system for performing the method has become known. Here is a protective glass just before the output of a laser processing head, which intercepts liquid weld spatter on its side facing the weld, resulting in a scattered radiation of reflected light of the active laser beam, which is evaluated as a measure of the degree of wear of this protective glass for a radiation detector assembly and upon reaching the Reference scattered radiation value stops the system. The protective glass must then be replaced intermittently.

Nach DE 197 09 473 C2 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißgrades einer Linsenanordnung in einem Laserbearbeitungskopf, ähnlich dem Verfahren nach DE 101 08 955 C2 , vorgeschlagen worden, wobei hier die für eine bestimmte Werkstückdicke bekannte Durchstichzeit als Referenzwert, der tatsächlich benötigten gegenübergestellt wird und bei Überschreiten eines zulässigen Toleranzwertes bezogen auf einen nicht mehr akzeptabel hohen, die Anlage stillgesetzt wird. Dabei wird hier der Laserbearbeitungskopf sehr stark, insbesondere bezüglich seiner Optik, angegriffen und muss zur Herstellung einer befriedigenden Bearbeitungsqualität periodisch instandgesetzt werden. Passiv oder aktiv dem Verschmutzungsgrad entgegenwirkende Schutzmechanismen fehlen hierbei.To DE 197 09 473 C2 is a method of determining the degree of wear of a lens assembly in a laser processing head, similar to the method of FIG DE 101 08 955 C2 , has been proposed, in which case the known for a certain workpiece thickness puncture time as a reference value, which is actually required and when an allowable tolerance value based on a no longer acceptable high, the plant is shut down. Here, the laser processing head is very strong, especially in terms of its appearance, attacked and must be periodically repaired to produce a satisfactory processing quality. Passive or active pollution control counteracting protective mechanisms are missing here.

Schließlich gibt JP 2002-361451 ein Verfahren zur Messung der Verschlechterung des Zustands des Linsensystems eines Laserschweißkopfes und einen entsprechenden Laserschweißkopf an. Es wird dabei detektierte Streulichtstrahlung einer sich zunehmend verschmutzenden Linse des Laserschweiß- oder Laserbearbeitungskopfes gemessen und einem Referenzwert gegenübergestellt, wonach bei Überschreitung dieses Wertes das Laserbearbeiten unterbrochen wird. Auch hier wird der Laserbearbeitungskopf ungeschützt den flüssigen Schweißspritzern ausgesetzt und es bedarf einer Überholung der den Schweißspritzern zugewandten optischen Elemente des Laserschweißkopfes.Finally there JP 2002-361451 a method for measuring the deterioration of the state of the lens system of a laser welding head and a corresponding laser welding head. In this case, detected scattered light radiation of an increasingly polluting lens of the laser welding or laser processing head is measured and compared with a reference value, according to which laser processing is interrupted when this value is exceeded. Again, the laser processing head is exposed unprotected liquid splash spatter and it requires an overhaul of the welding spatter facing optical elements of the laser welding head.

Der Stand der Technik kennt demnach lediglich mit einem Laserschweißkopf kombinierte und passiv wirkende Schutzelemente, wie diskontinuierlich austauschbare Schutzgläser oder den Austausch ganzer Laserschneid- oder -schweißköpfe, die die flüssigen Schweißspritzer auffangen bzw. mit ihnen konfrontiert sind oder Messverfahren, die den zunehmenden Verschmutzungs-/Beschädigungsgrad der Schutzgläser bzw. der Optik eines Laserbearbeitungskopfes bewerten und ab einem bestimmten Grad der Beeinträchtigung durch Schweißspritzer eine das Laserverfahren unterbrechende Instandsetzung erfordern. Ein solches Vorgehen ist unökonomisch und verschleudert in unnötiger Weise Ressourcen. Zwar ist nach DE 10 2011 109 411 A1 auch eine Spritzschutzeinrichtung bekannt, die eine Reinigungsmöglichkeit in Form eines Abstreifers enthalten kann. Hierzu muss jedoch vorab eine Schicht haftenden oder klebenden Materials aufgetragen werden. Dies wirkt sich negativ auf die Abbildungseigenschaften der optischen Einrichtungen aus und ist durch den zusätzlich entstehenden Materialbedarf und dessen Entsorgung nicht weniger unökonomisch.The prior art therefore knows only combined with a laser welding head and passively acting protective elements, such as intermittently exchangeable protective glasses or the replacement of whole laser cutting or welding heads that catch the liquid spatter or are confronted with them or measuring methods that the increasing pollution / Evaluate the degree of damage of the protective glasses or the optics of a laser processing head and require, from a certain degree of impairment by welding spatter, a repair interrupting the laser process. Such an approach is uneconomical and unnecessarily squanders resources. Although is after DE 10 2011 109 411 A1 Also known is a splash guard, which may include a cleaning facility in the form of a scraper. For this purpose, however, a layer of adhesive or adhesive material must be applied in advance. This has a negative effect on the imaging properties of the optical devices and is no less uneconomical due to the additional material requirement and its disposal.

Es muss daher nach einer Lösung gesucht werden, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Dieses soll damit gelingen, indem im Eingangsbereich einer optischen Einheit zur Schweißbadbeobachtung, insbesondere nahe eines Schweißbrenners eines Schweißroboters ein einfaches aus Drähten oder Stegen gebildetes Metallgitter oder eine Kombination von mehreren hintereinander stehenden, sodann ein mehrstufiges Gitter aus Metall bildend, angeordnet wird, das auch größere flüssige Schweißspritzer abfängt und entweder nach einem die Reinigung erfordernden Schweiß- oder Schneidvorgang ohne vollständigen Austausch und ohne manuelle Instandsetzungshandlungen gereinigt werden kann oder als Massenprodukt, mit geringstem Materialverbrauch, schnell aus einer Entnahme der optischen Einheit entfernt und durch ein unverbrauchtes einfaches oder mehrstufiges metallisches Gitter ersetzt werden kann.It is therefore necessary to search for a solution that overcomes the disadvantages of the prior art. This is to succeed by the input of an optical unit for Schweißbadobservation, in particular near a welding torch of a welding robot a simple formed of wires or webs metal grid or a combination of several consecutive standing, then a multi-level grid of metal forming, which also larger liquid welding spatter and either after a cleaning requiring welding or cutting process without replacement and without manual repair operations can be cleaned or mass product, with minimal material consumption, quickly removed from a removal of the optical unit and replaced by an unconsumed simple or multi-level metallic grid can be.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des 1. Patentanspruches enthaltenen Merkmale grundsätzlich gelöst. The object of the invention is basically solved by the features contained in the characterizing part of the first claim.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 dargelegt.Further, the invention ausgestaltende features are set forth in the claims 2 to 9.

Die Erfindung geht aus von einem wechselbaren oder selbstreinigenden Spritzschutz zum Schutz einer optischen Einheit, die dem Schweißbrenner eines Schweißroboters zur Schweißbadbeobachtung zugeordnet ist, wobei die optische Einheit vor flüssigen, metallischen Schweißspritzern, Partikeln und Rauchen zu schützende Linsen, Sehschlitze oder dergl. in ihrem Eingangsbereich aufweist, dabei in dem Schweißbad zugewandten Innern des Eingangsbereiches der optischen Einheit und dort im unscharfen optischen Abschnitt zumindest ein metallisches Gitter aus einer Vielzahl, nichtschmelzender, Drähte oder Stege geringsten Durchmessers oder Querschnitts in einem Winkel von 90° quer zur Sichtachse angeordnet ist, welches entweder diskontinuierlich mittels einer seitlichen Entnahme aus dem Eingangsbereich wechselbar ausgebildet oder im Eingangsbereich fest eingebunden ist und mit dem fest eingebundenen zumindest einen metallischen Gitter längs seiner Drähte oder Stege ein Abstreifer in einer solchen Weise in Wirkverbindung steht, dass dieser Öffnungen an einer Stirnplatte besitzt, durch welche die an den beiden Seiten des Gitters eingespannten Drähte oder Stege hindurchführen und der Abstreifer eine manuell oder automatisch einleitbare, ein- oder mehrmalige Hubbewegung mit der Stirnplatte über die Oberflächen der Drähte oder Stege auszuführen in der Lage ist.The invention is based on a replaceable or self-cleaning splash guard for protecting an optical unit associated with the welding torch of a welding robot for welding pool observation, wherein the optical unit in front of liquid, metallic weld spatter, particles and smoking lenses to be protected, viewing slots or the like In this case, in the weld pool facing inside of the input area of the optical unit and there in the fuzzy optical section at least one metallic grid of a plurality, non-melting, wires or webs of the smallest diameter or cross-section is arranged at an angle of 90 ° transverse to the visual axis, which either discontinuously formed by a lateral removal from the entrance area changeable or firmly integrated in the entrance area and with the firmly integrated at least one metallic grid along its wires or webs a scraper in a so In the manner that it has openings on an end plate through which the wires or webs clamped on the two sides of the grid pass, and the stripper performs a manual or automatic introduction, one or more strokes with the face plate over the surfaces of the wires or webs is capable of performing.

Ein derartiger Spritzschutz hat den Vorteil, dass neben der Abwehr kleiner flüssiger, metallischer Schweißspritzer, fester Partikel im Bereich von < 1 mm Durchmesser und von Schweißrauchen, auch vor allem flüssige, metallische Schweißspritzer > 1 mm vom Verschmutzen/Beschädigen der optischen Einheit zur Schweißbadbeobachtung abgehalten werden können, wodurch deren Funktionssicherheit wesentlich erhöht werden kann und ein teurer Ersatz vermieden wird.Such a splash guard has the advantage that in addition to the defense against small liquid, metallic spatter, solid particles in the range of <1 mm diameter and welding fumes, especially liquid, metallic weld spatter> 1 mm from fouling / damaging the optical unit for Schweißbadbeobachtung held can be significantly increased their reliability and a costly replacement is avoided.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallischen Drähte oder Stege des zumindest einen Gitters einen Durchmesser oder Querschnitt von nicht mehr als 0,1 mm aufweisen und maximal einen Abstand von 1 mm zueinander besitzen.In one embodiment of the invention, it is provided that the metallic wires or webs of the at least one grating have a diameter or cross section of not more than 0.1 mm and have a maximum of a distance of 1 mm from each other.

Dadurch wird ein vom Schweißbad austretender flüssiger, metallischer Schweißspritzer an dem Draht oder dem Steg aufgehalten und haftet, infolge schneller Erkaltung, auch nicht zuletzt durch das kontinuierliche Wirken eines konstant von innen nach außen strömenden Luftstroms oder Gasstroms aus der optischen Einheit, vorübergehend am metallischen Gitter oder einer Gitterkombination an, indem er sich zwischen den Drähten oder Stegen „verkantet”.As a result, a liquid, metallic weld spatter emerging from the weld pool is held against the wire or web and temporarily adheres to the metallic grid due to rapid cooling, not least due to the continuous action of a constantly flowing from inside to outside air flow or gas stream from the optical unit or a grid combination by "canting" between the wires or bars.

Der Effekt des Fernhaltens größerer flüssiger, metallischer Schweißspritzer (> 1 mm) kann vorteilhafterweise dadurch noch verbessert werden, indem mehrere metallische Gitter, bestehend jeweils aus den Drähten oder Stegen, einen selbstreinigenden oder wechselbaren Spritzschutz in einer mehrstufigen Hintereinander-Kombination bilden.The effect of keeping larger, liquid, metallic spatter (> 1 mm) can advantageously be further improved by a plurality of metallic lattice, each consisting of the wires or webs, form a self-cleaning or removable splash guard in a multi-stage sequential combination.

Es liegen dabei die Drähte oder Stege der in einer mehrstufigen Kombination hintereinander angeordneten einzelnen Gitter sich optisch deckend übereinander, so dass der Abstand zwischen den Drähten oder Stegen, von maximal 1 mm, von Gitter zu Gitter unverändert bleibt. Ein ankommender flüssiger, metallischer Schweißspritzer verfängt und verformt sich zwischen benachbarten Gittern und kann nach Erkalten mittels des Abstreifers gelöst und durch einen Druckstoß eines Luft- oder Gasstroms aus dem Eingangsbereich der optischen Einheit entfernt werden.The wires or webs of the individual gratings arranged one behind the other in a multi-stage combination are optically opaque one above the other, so that the distance between the wires or webs, of a maximum of 1 mm, remains unchanged from grid to grid. An incoming liquid, metallic weld spatter catches and deforms between adjacent grids and, after cooling, can be released by the scraper and removed from the entrance of the optical unit by a surge of air or gas flow.

Damit das zumindest eine oder die in einer mehrstufigen Kombination zusammengefassten Gitter des wechselbaren oder selbstreinigenden Spritzschutzes durch die hohe Temperatur des Schweißbades bzw. des Lichtbogens thermisch nicht verformt werden können, ist vorgesehen, dass die Drähte oder Stege derselben aus dem hochschmelzenden Metall Wolfram besteht/bestehen.Thus, the at least one or combined in a multi-stage combination grid of interchangeable or self-cleaning splash guard can not be thermally deformed by the high temperature of the welding pool or the arc, it is provided that the wires or webs thereof consists of the refractory metal tungsten / exist ,

Wenn der wechselbare oder selbstreinigende Spritzschutz denn aus der Kombination von mehreren identisch ausgebildeten und hintereinander angeordneten metallischen Gittern besteht, sollte vorgesehen werden, dass ihr Abstand zueinander nicht mehr als 1 mm beträgt.If the interchangeable or self-cleaning splash guard consists of the combination of a plurality of identically designed and arranged one behind the other metallic grids, it should be provided that their distance from each other is not more than 1 mm.

Der manuell oder automatisch betätigbare Abstreifer, der sich in Wirkverbindung mit den Drähten oder Stegen eines metallischen Gitters bzw. von mehreren in einer zusammengefügten Kombination befindet, weist an einem seiner Elemente eine Lochplatte auf, die eine oder mehrere Reihen von in einer insbesondere vertikalen Anordnung angebrachten durchgehenden Öffnungen zeigt, durch welche die Drähte oder Stege hindurchführen, so dass im Sinne einer hin- und hergehenden Hubbewegung des Abstreifers mit der Lochplatte anhaftende erkaltete Schweißspritzer mechanisch gelöst werden können.The manually or automatically actuable scraper, which is in operative connection with the wires or webs of a metallic grid or of a plurality in an assembled combination, has on one of its elements a perforated plate, which attached one or more rows of in a particular vertical arrangement shows through openings through which the wires or webs pass, so that in the sense of a reciprocating stroke movement of the scraper with the perforated plate adhering cooled spatter can be solved mechanically.

Ein zusätzlicher Druckstoß eines Luft- oder Schutzgasstroms in der Phase der mechanischen Hubbewegung des Abstreifers ist diskontinuierlich einschaltbar, so dass die vom Abstreifer in Kombination mit der Lochplatte an den Drähten oder Stegen mechanisch gelösten Schweißspritzer aus dem Eingangsbereich der optischen Einheit entfernt werden können, wobei dazwischen ein konstant wirkender und nach außen gerichteter Luft- und Schutzgasstrom zur Abwehr von kleineren (< 1 mm im Durchmesser) Schweißspritzern, festen Partikeln und von Schweißrauchen aufrechterhalten wird.An additional pressure surge of an air or protective gas stream in the phase of the mechanical lifting movement of the scraper can be switched on discontinuously, so that the spatter in combination with the perforated plate on the wires or webs mechanically dissolved weld spatter can be removed from the input area of the optical unit, with in between a constant-acting and outward-directed stream of air and protective gas is maintained to ward off smaller (<1 mm in diameter) weld spatter, solid particles and welding fumes.

Der konstant wirkende Luft- oder Schutzgasstrom von innen nach außen aus der optischen Einheit verhindert somit gleichzeitig, dass Schweißspritzer oder feste Partikel, die den Abstand zwischen den Drähten oder Stegen des zumindest einen metallischen Gitters oder des mehrstufigen metallischen Gitters unterschreiten, die optischen Elemente im Eingangsbereich der optischen Einheit erreichen.The constant acting air or inert gas flow from the inside to the outside of the optical unit thus prevents at the same time that spatter or solid particles which are less than the distance between the wires or webs of the at least one metallic grid or the multi-level metallic grid, the optical elements in the entrance area reach the optical unit.

Die Erfindung soll anhand zweckmäßiger Ausführungen näher erläutert werden. Es wird dazu auf die 1 und 2 verwiesen.The invention will be explained in more detail with reference to appropriate embodiments. It will do that on the 1 and 2 directed.

Es zeigen:Show it:

1 eine teilweise perspektivische Darstellung eines selbstreinigenden Spritzschutzes mit festem Einbau in einer optischen Einheit, 1 a partial perspective view of a self-cleaning splash guard with fixed installation in an optical unit,

2 eine prinzipielle Darstellung der zu einem Schweißbrenner nachlaufend positionierten optischen Einheit mit fest integriertem oder wechselbarem Spritzschutz. 2 a schematic representation of the trailing to a welding torch positioned optical unit with fixed or removable splash guard.

In 1 wird ein in einer optischen Einheit 13 fest eingebauter Spritzschutz 1 mit einem metallischen Gitter 6 gezeigt, das in dieser Ausbildung zwei vertikale Reihen von beidseitig eingespannten Drähten oder Stegen 7 aufweist. Die Drähte oder Stege 7 des mehrstufigen metallischen Gitters 6 sind durch zwei Reihen Öffnungen 3, die sich in einer Lochplatte 14 des Abstreifers 2 befinden, geführt, wodurch die translatorische Bewegung des Abstreifers 2 in Verbindung mit seiner Lochplatte 14 in einer umkehrbaren Hubbewegung stattfinden kann. Die vor allem größeren Schweißspritzer 4 treffen beim Schweißen auf Drähte oder Stege 7 des mehrstufigen metallischen Gitters 6, verformen und verkanten sich dort und können bei manueller oder automatischer Betätigung des Abstreifers 2 mechanisch entfernt werden, wobei ein diesen Vorgang begleitender zusätzlicher Druckstoß die gelösten Teile der nur vorübergehend an den Drähten oder Stegen 7 angesetzten und erkalteten Schweißspritzer 4 aus dem Sichtbereich der optischen Einheit 13 wegblasen kann. Der Reinigungsvorgang sollte vorteilhafterweise nach Beendigung des Schweißens einer Schweißnaht erfolgen oder ein wechselbarer Spritzschutz 1 ersetzt werden. Ein kontinuierlich wirkender Luft- oder Schutzgasstrom 15, der von innen nach außen aus der optischen Einheit 13 kommend auch das mehrstufige metallische Gitter 6 durchströmt, fängt metallische flüssige Schweißspritzer 4 mit kleinem Durchmesser bereits vor Auftreffen auf das mehrstufige metallische Gitter 6 ab, wobei die Schutzgasatmosphäre des Schweißbades 10 unbeeinflusst bleibt.In 1 becomes one in an optical unit 13 firmly installed splash guard 1 with a metallic grid 6 shown in this embodiment, two vertical rows of two-sided clamped wires or webs 7 having. The wires or bars 7 of the multi-level metallic grid 6 are through two rows of openings 3 that are in a perforated plate 14 of the scraper 2 guided, causing the translational movement of the scraper 2 in conjunction with its perforated plate 14 can take place in a reversible lifting movement. The especially larger spatters 4 meet with wires or bars when welding 7 of the multi-level metallic grid 6 , deform and tilt there and can be with manual or automatic operation of the scraper 2 be removed mechanically, with this process accompanying additional pressure surge the dissolved parts of only temporarily on the wires or webs 7 attached and cooled spatter 4 from the field of view of the optical unit 13 can blow away. The cleaning process should be done advantageously after completion of welding a weld or a removable splash guard 1 be replaced. A continuous air or inert gas flow 15 from the inside out of the optical unit 13 Coming also the multi-level metallic grid 6 flows through metallic liquid weld splashes 4 with small diameter already before hitting the multi-level metallic grid 6 from, wherein the inert gas atmosphere of the weld pool 10 unaffected.

Nach 2 ist prinzipiell dargestellt, dass die Beobachtung des Schweißbades 10 durch die optische Einheit 13 dem Schweißbrenner 11 nachlaufend vorgeschlagen wird.To 2 is shown in principle that the observation of the weld pool 10 through the optical unit 13 the welding torch 11 is proposed later.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Spritzschutzsplash guard
22: Abstreiferscraper
33: Öffnungopening
44: Schweißspritzerspatter
55: Sichtachsevisual axis
66: Gittergrid
77: Draht oder StegWire or bridge
88th: Optikoptics
99: Empfangselektronikreceiving electronics
1010: Schweißbadweld
1111: Schweißbrennerwelding torch
1212: Bewegungsrichtungmovement direction
1313: Optische EinheitOptical unit
1414: Lochplatteperforated plate
1515: konstanter Luft- und Schutzgasstromconstant air and inert gas flow

Claims

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) for protecting an optical unit ( 13 ), which is associated with the welding torch of a welding robot for welding bath observation, wherein the optical unit ( 13 ) against liquid, metallic welding spatters ( 4 ), Particles and smoking lenses to be protected, viewing slots or the like. Has in its entrance area, characterized in that in the weld pool ( 10 ) facing inside the input area of the optical unit ( 13 ) and there in the fuzzy optical section at least one metallic grid ( 6 ) of a variety, non-melting, wires or webs ( 7 ) of the smallest diameter or cross section at an angle of 90 ° transverse to the viewing axis ( 5 ) is arranged, which is either intermittently formed changeable by means of a lateral removal from the entrance area or firmly integrated in the entrance area and with the firmly integrated at least one metallic grid ( 6 ) along its wires or webs ( 7 ) a scraper ( 2 ) is operatively connected in such a way that these openings ( 3 ) on a front plate ( 14 ) through which the on the two sides of the grid ( 6 ) clamped wires or bars ( 7 ) and the scraper ( 2 ) a manually or automatically initiated, one or more strokes with the face plate ( 14 ) over the surfaces of the wires or webs ( 7 ) is able to perform.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the metallic wires or webs ( 7 ) of the at least one grid ( 6 ) have a diameter or cross section of not more than 0.1 mm and a maximum of 1 mm apart.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of metallic grids ( 6 ), each consisting of the wires or webs ( 7 ), a self-cleaning or removable splash guard ( 1 ) in a multi-stage sequential combination.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the wires or webs ( 7 ) of a plurality of successively arranged metallic grids ( 6 ) of the exchangeable and self-cleaning splash guard ( 1 ) each with the wires and webs ( 7 ) in front of or behind arranged metallic grid ( 6 ) optically cover.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one or more of a plurality of multi-stage metallic lattices assembled into a combination ( 6 ) of the splash guard ( 1 ) consists of the metal tungsten / consist.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claims 3 to 5, characterized in that the distance between the combined to a multi-stage combination metallic grids ( 6 ) of the exchangeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) is not more than 1 mm.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the scraper ( 2 ) at least one or more vertically, equally spaced row / rows of openings ( 3 ) in the formation of the perforated plate ( 14 ) shows.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claims 1 to 7, characterized in that an additional discontinuously switchable pressure surge of a protective gas or air from the scraper ( 2 ) in combination with the perforated plate ( 14 ) on the wires or webs ( 7 ) mechanically dissolved spatter ( 4 ) from the input area of the optical unit ( 13 ) is able to remove.

Changeable or self-cleaning splash guard ( 1 ) according to claim 1, with one of the optical unit ( 13 ) constantly emerging and by the at least one metallic grid ( 6 ) or by a plurality of multi-level metallic grids ( 6 ) passed through air or inert gas stream, characterized in that it liquid, metallic spatter ( 4 ) and capable of repelling solid particles smaller in size than the spacing between the wires or lands ( 7 ) of the at least one metallic grid ( 6 ).