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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung umfassend einen Schweißkappenbearbeiter zum Bearbeiten der mindestens einen Schweißkappe einer Punktschweißeinrichtung, und eine Verfahrvorrichtung zum Verfahren des Schweißkappenbearbeiters aus einer Ausgangsposition in eine Zielposition, wobei die Verfahrvorrichtung einen Antrieb mit einem Arm aufweist, wobei an dem Arm an seinem freien Ende der Schweißkappenbearbeiter angeordnet ist.
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Punktschweißeinrichtungen sind bekannt. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen sogenannten stationären Punktschweißeinrichtungen und Punktschweißeinrichtungen, die Bestandteil eines Roboterarmes sind, der um mehrere Raumachsen beweglich ist. Sogenannte stationäre Punktschweißeinrichtungen umfassen zwei Schweißschäfte, die in einer Ebene zur Ausführung der Punktschweißung aufeinander zugeführt werden.
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In jedem Falle ist es so, dass die Schweißschäfte endseitig eine sogenannte Schweißkappe aufweisen, die üblicherweise aus Kupfer besteht. Nach einer Mehrzahl von Schweißvorgängen mit einer solchen Schweißkappe ist es erforderlich, um eine gleichmäßige Schweißgüte der Schweißpunkte zu erreichen, dass entweder die Schweißkappe ausgetauscht wird oder durch Fräsen nachbearbeitet wird. Hierzu sind sogenannte Schweißkappenfräser bekannt oder auch Schweißkappenwechsler, wobei auch Kombinationen aus Schweißkappenfräsern und Schweißkappenwechslern existieren. Unter einem Schweißkappenbearbeiter wird insofern ein Schweißkappenfräser und/oder ein Schweißkappenwechsler verstanden, wobei ein solcher Schweißkappenwechsler nicht nur eine Vorrichtung zum Abnehmen der Schweißkappe umfasst, sondern auch ein Schweißkappenmagazin, aus welchem heraus die Schweißschäfte mit neuen Schweißkappen bestückt werden können.
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Mithilfe der Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung, so wie sie Gegenstand des Oberbegriffes des Anspruches 1 ist, wird demzufolge der Schweißkappenbearbeiter in den Bereich der Punktschweißeinrichtung gebracht, um die Schweißkappe im obigen Sinne bearbeiten zu können. Wesentlich hierbei ist, dass der Schweißkappenbearbeiter immer genau in den Bereich der zu bearbeitenden Schweißkappe oder des zu bearbeitenden Schweißkappenpaares der beiden Schäfte einer Punktschweißeinrichtung gebracht wird, da nur in diesem Falle gewährleistet ist, dass die Schweißkappen tatsächlich ordnungsgemäß bearbeitet werden können.
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Die Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung umfasst üblicherweise einen Antrieb und einen mechanischen Teil, beispielsweise in Form eines Armes, wobei endseitig am Arm der Schweißkappenbearbeiter angeordnet ist.
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Bereits dann, wenn eine solche Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung lediglich für eine einzige Punktschweißeinrichtung zuständig ist, ist damit zu rechnen, dass der Schweißkappenbearbeiter bis zu 100 mal und mehr in 24 Stunden aus einer Ruheposition in den Bereich der Schweißkappen der Punktschweißeinrichtung verbracht werden muss und wieder zurückverfahren werden muss. Um den Arbeitsprozess nicht unnötig zu stören, ist es absolut notwendig, dass das Bearbeiten der Schweißkappen schnell vor sich geht. Das heißt, dass auch der Schweißkappenbearbeiter mit hoher Geschwindigkeit in den Bereich der zu bearbeitenden Schweißkappen verfahren werden muss. Wenn allerdings das Ziel besteht, den Schweißkappenbearbeiter mit hoher Geschwindigkeit in den Bereich der Schweißkappen zu verbringen, und nach erfolgter Bearbeitung entsprechend aus dem Bereich herauszuverfahren, so sind hohe positive und negative Beschleunigungswerte unabdingbar. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung einen Arm aufweist, der mit einem Antrieb in Verbindung steht, wobei der Arm am freien Ende den schweren Schweißkappenbearbeiter aufweist. Das heißt, dass die bewegten Massen verhältnismäßig hoch sind. Das hat wiederum zur Folge, dass bei der Beschleunigung bzw. der Verzögerung erhebliche Kräfte auf die Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung einwirken. Dies mit der Folge eines erheblichen Verschleißes. Der Verschleiß bedingt ein häufiges Nachjustieren der Lage des Schweißkappenbearbeiters an dem Arm, um sicherzustellen, dass der Schweißkappenbearbeiter sich in jedem Fall genau zwischen den beiden Schweißschäften befindet, um die ordnungsgemäße Bearbeitung der Schweißkappen vornehmen zu können.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nunmehr darin, den Verschleiß an der Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung zu minimieren, um ein beständiges Nachjustieren zu vermeiden, wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, dass die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Wesentlichen gleich bleibt, dass heißt, dass die Zeiten, in denen die Punktschweißeinrichtung zur Bearbeitung der Schweißkappen außer Betrieb ist, minimal gehalten wird.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Antrieb mit einer Steuerung in Verbindung steht, wobei durch die Steuerung ein mindestens zweistufiges Geschwindigkeitsprofil vorgebbar ist, wobei die Geschwindigkeit des Arms im Bereich einer ersten Stufe des Geschwindigkeitsprofils größer ist als im Bereich vor der Zielposition des Arms in der zweiten Stufe. Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, in einer ersten Geschwindigkeitsstufe zur Bewegung des Armes mit dem endseitig daran angeordneten Schweißkappenbearbeiter eine hohe Geschwindigkeit zu erzielen, in einem zweiten Geschwindigkeitsabschnitt die Geschwindigkeit allerdings zu reduzieren, um die Verzögerung bei Erreichen der Zielposition zu minimieren, um den Verschleiß an der Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung insgesamt zu minimieren.
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Insbesondere ist ein dreistufiges Geschwindigkeitsprofil vorgesehen, wobei zu Beginn eine Stufe mit zunehmender, dann mit gleichbleibender und dann mit abnehmender Geschwindigkeit vorgesehen ist.
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Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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So ist insbesondere vorgesehen, dass der Schweißkappenbearbeiter als Schweißkappenfräser und/oder Schweißkappenwechsler ausgebildet ist. Der Schweißkappenbearbeiter wird, wie dies bereits dargelegt wurde durch einen Arm in den Bereich der beiden Schweißschäfte einer Punktschweißeinrichtung verfahren. Der Arm kann hierbei nach einem besonderen Merkmal der Erfindung als Schwenkarm ausgebildet sein und horizontal oder vertikal im Bereich zwischen den beiden Schweißschäften der Punktschweißeinrichtung mit den endseitig angeordneten Schweißkappen positioniert werden. Die Verwendung eines Schwenkarmes hat den Vorteil der Platzersparnis gegenüber beispielsweise einem Arm, der eine reine Lateralbewegung zum Positionieren des Schweißkappenbearbeiters zwischen die beiden Schweißschäfte einer Punktschweißeinrichtung ausgibt.
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Um den Schweißkappenbearbeiter in Bezug auf seine Stellung zwischen den Schweißschäften justieren zu können, ist der Schweißkappenbearbeiter auf dem Arm verschieblich aber fixierbar angeordnet. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Schweißkappenbearbeiter auf einem auf dem Arm verfahrbaren Schlitten angeordnet ist, wobei der Schlitten mittels Schrauben auf dem Arm fixiert wird.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung umfasst die Steuerung mindestens zwei Sensoren, wobei jeweils ein Sensor örtlich vor der jeweiligen Ziel- oder Ausgangsposition des Armes angeordnet ist. Dies vor folgendem Hintergrund. Wenn der Arm den jeweiligen Sensor passiert, findet eine Reduzierung des Geschwindigkeitsprofils von der ersten Stufe ausgehend, statt. Das heißt, dass die Geschwindigkeit nach Passieren des Sensors reduziert und bei Erreichen der Zielposition zu Null wird. Das heißt, es findet eine kontinuierliche Verzögerung statt. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass ein solcher Sensor sowohl in dem Bereich vor der Ziel- als auch vor der Ausgangsposition des Arms angeordnet sein kann. Denn der Verschleiß an der Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung findet bei jedem Beschleunigungs- und insbesondere bei jedem Verzögerungsvorgang gleichermaßen statt. Ziel- und Ausgangsposition sind hierbei sinngemäß austauschbar, dass heißt, dass die Zielposition zum einen durch den Ort zwischen den beiden Schweißschäften gekennzeichnet ist, wobei die Zielposition gleichzeitig auch die Ausgangsposition ist, wenn der Schweißkappenbearbeiter in seine Stellung außerhalb der Schweißschäfte verbracht werden soll.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ziel- oder Ausgangsposition jeweils durch einen Anschlag bestimmt ist. Dies gilt insbesondere für die Zielposition, die der Schweißkappenbearbeiter zwischen den beiden Schweißschäften der Punktschweißeinrichtung einnimmt. Denn hier ist es absolut erforderlich, dass der Schweißkappenbearbeiter die vorgesehene Stellung genau einnehmen kann. Wenn aber ein Anschlag vorgesehen ist, gegen den beispielsweise der Arm, der den Schweißkappenbearbeiter aufnimmt, anstößt, dann ist es umso mehr erforderlich, dass das Anlegen des Armes an den Anschlag nicht hart, sondern weich erfolgt. Das heißt, das Ziel der Erfindung besteht darin, den Schweißkappenbearbeiter jeweils „weich” in seine jeweilige Endposition, insbesondere mit Anschlag einfahren zu lassen. Zur Realisierung unterschiedlicher Geschwindigkeiten eines elektromotorischen Antriebs dient hierbei beispielsweise ein Frequenzumrichter.
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Weiterhin ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Sensoren und/oder die Anschläge auf einer Kulissenscheibe stufenlos verstellbar angeordnet sind, wobei die Kulissenscheibe über oder unter dem Arm angeordnet ist. Eine Kulissenscheibe zeichnet sich durch eine Führungsnut aus, wobei in der Nut sowohl der Anschlag als auch die Sensoren stufenlos verstellbar angeordnet sind, um auf diese Weise eine Justierung in Bezug auf z. B. den Schwenkwinkel des Schwenkarmes vornehmen zu können.
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Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
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1 zeigt hierbei eine perspektivische Darstellung der auf einem Ständer mit einer Grundplatte angeordneten Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung;
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2 zeigt schematisch das Geschwindigkeitsprofil vor Erreichen der Ziel- und/oder Ausgangsposition.
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Die mit 1 bezeichnete Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung ruht auf einem Ständer 3, der durch eine Grundplatte 5 mit dem Boden eines Gebäudes beispielsweise durch Schrauben verbunden ist.
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Gegenstand der Erfindung ist nunmehr die Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung 1. Die Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung 1 umfasst hierbei die Verfahrvorrichtung 6 mit dem elektromotorischen Antrieb 7 sowie den Schwenkarm 9 und die Steuerung 22. Zur Verbindung des Antriebes 7 mit dem Schwenkarm 9 ist ein Getriebe 10 vorgesehen, das beispielsweise als Umlenkgetriebe ausgebildet ist und am Arm des Schwenkarms angeflanscht ist. Auf dem Getriebe befindet sich die Kulissenscheibe 12, die eine umlaufende Nut 14 aufweist. In der Nut 14 der Kulissenscheibe 12 sind der erste und der zweite Anschlag 15 und 16 angeordnet, die wechselweise die Ziel- und Ausgangsposition für den Schwenkarm 9 bilden. An der Kulissenscheibe 12 sind darüber hinaus der erste und der zweite Sensor 18 und 20 angeordnet, die jeweils das Geschwindigkeitsprofil beim Verschwenken des Schwenkarmes aus dem Bereich des ersten Anschlages zu dem zweiten Anschlag und umgekehrt beeinflussen. In diesem Zusammenhang wird auf die 2 verwiesen, die idealisiert die Geschwindigkeitsstufen in jeder Schwenkrichtung abbildet.
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Die Sensoren 18 und 20 stehen hierbei mit einer Steuerung 22 in Verbindung, die Bestandteil des Antriebsgehäuses 8 des Antriebes 7 für den Schwenkarm 9 ist.
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Der Schwenkarm 9 umfasst den Unterarm 29 und den mit dem Unterarm durch den Schlitten 30 verbundenen Oberarm 31, wobei der Schlitten 30 mithilfe beispielsweise der Schraube 33 auf dem Unterarm 29 längsverschieblich aber fixierbar angeordnet ist. An dem Oberarm 31 befindet sich der Schweißkappenbearbeiter 35. Auch dieser ist in seiner Lage auf dem Oberarm verstellbar fixierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schweißkappenbearbeitungsvorrichtung
- 3
- Ständer
- 5
- Grundplatte
- 6
- Verfahrvorrichtung
- 7
- Antrieb
- 8
- Antriebsgehäuse
- 9
- Schwenkarm
- 10
- Getriebe
- 12
- Kulissenscheibe
- 14
- Nut der Kulissenscheibe
- 15
- erster Anschlag
- 16
- zweiter Anschlag
- 18
- erster Sensor
- 20
- zweiter Sensor
- 22
- Steuerung
- 29
- Unterarm
- 30
- Schlitten
- 31
- Oberarm
- 33
- Schraube
- 35
- Schweißkappenbearbeiter
