DE102015010985A1

DE102015010985A1 - Robots, especially industrial robots

Info

Publication number: DE102015010985A1
Application number: DE102015010985.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Bahl-Fritz; Jürgen Gerhards; Stefan Zoller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboter (1), insbesondere einen Industrie-Roboter, mit einem Grundkörper (2), an welchem wenigstens ein Gelenkarm (3) schwenkbar relative zum Grundkörper (2) befestigt ist. Am Gelenkarm (3) ist eine Schweißzange (7) zum Verschweißen von Schweißbolzen (8) mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs Widerstandsschweißens vorgesehen.The invention relates to a robot (1), in particular an industrial robot, with a base body (2) on which at least one articulated arm (3) is mounted pivotably relative to the base body (2). On the articulated arm (3) a welding tongs (7) for welding welding studs (8) with the body of a motor vehicle resistance welding is provided.

Description

Die Erfindung betrifft einen Roboter, insbesondere einen Industrie-Roboter.The invention relates to a robot, in particular an industrial robot.

Im Fahrzeugbau werden Schweißbolzen aktuell mittels des sogenannten Hubzündungsverfahrens mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs geschweißt. Bei diesem Verfahren entsteht ein Lichtbogen, womit oftmals eine erhebliche Kontaminierung der verwendeten Schweißanlage einhergeht. Auch die Karosserie des Kraftfahrzeugs kann bei diesem Vorgang verschmutzt oder sogar beschädigt werden.In vehicle welding studs are currently welded by means of the so-called Hubzündungsverfahrens with the body of a motor vehicle. This process creates an arc, which is often accompanied by significant contamination of the welding system used. The body of the motor vehicle can be polluted or even damaged in this process.

Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, besagtes Hubzündungsschweißen durch das sogenannte Widerstandsschweißen zu ersetzen, bei welchem sich kein Lichtbogen ausbildet.From the prior art, it is therefore known to replace said lift-ignition welding by the so-called resistance welding, in which no arc is formed.

So schlägt etwa die WO 2006/024265 eine Schweißanlage vor, mittels welcher Schweißbolzen durch Widerstandsschweißen mit einem Bauteil verbunden werden können. Wird besagte Schweißanlage zum Verschweißen von Schweißbolzen mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs verwendet, so lässt sich auf diese Weise die Bildung von unerwünschtem Schmauch weitgehend oder gar vollständig verhindern. Darüber hinaus wird die Anbindung einer auf der Karosserie aufgebrachten Lackschicht in nicht unerheblichem Maße verbessert.So beats about the WO 2006/024265 a welding system, by means of which welding studs can be connected by resistance welding to a component. If said welding system is used to weld welding studs to the bodywork of a motor vehicle, the formation of unwanted smoke can be largely or even completely prevented in this way. In addition, the connection of a paint layer applied to the body is improved to a considerable extent.

Als nachteilig bei solchen herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Schweißanlagen erweist sich deren Konzeption als Standanlage und der damit verbundene, typischerweise sehr sperrige Aufbau, der die Flexibilität der Schweißanlage beim Einsatz im Fahrzeugbau in nicht unerheblichem Maße einschränkt.A disadvantage of such conventional, known from the prior art welding systems proves their conception as a stationary system and the associated, typically very bulky structure that limits the flexibility of the welding system when used in vehicle in a significant extent.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, bei der Entwicklung von Schweißanlagen und deren Verwendung im Fahrzeugbau, insbesondere im Karosseriebau von Kraftfahrzeugen, neue Wege aufzuzeigen.It is therefore an object of the invention to show new ways in the development of welding systems and their use in vehicle construction, especially in the bodywork of motor vehicles.

Diese Aufgabe wird durch einen Roboter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a robot according to independent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer Roboter, der vorzugsweise als Industrie-Roboter realisiert ist, umfasst einen Grundkörper, an welchem wenigstens ein Gelenkarm schwenkbar relativ zum Grundkörper befestigt ist. Erfindungswesentlich ist eine am Gelenkarm vorhandene Schweißzange. Diese ist zum Verschweißen von Schweißbolzen mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Dies ermöglicht ein automatisiertes Verschweißen von Schweißbolzen mittels Widerstandsschweißens mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Mit Hilfe des schwenkbaren Gelenkarms kann die Schweißzange sehr flexibel zum Verschweißen einer Vielzahl von Schweißbolzen an verschiedenen Positionen der Karosserie. Die Ausbildung von Schmauch wie vom Lichtbogenschweißen bekannt kann vermieden werden. Stattdessen wird eine vorteilhafte Anbindung an den etwaig bereits auf der Karosserie angebrachten Fahrzeuglack erreicht. Der hier vorgestellte, erfindungsgemäße Roboter fungiert also als automatisierte Schweißanlage.A robot according to the invention, which is preferably realized as an industrial robot, comprises a main body to which at least one articulated arm is pivotally mounted relative to the main body. Essential to the invention is a welding tongs present on the articulated arm. This is designed for welding welding studs to the bodywork of a motor vehicle. This allows automated welding of welding studs by means of resistance welding to the body of a motor vehicle. With the aid of the pivoting articulated arm, the welding gun can be very flexible for welding a large number of welding studs at different positions of the body. The formation of smoke as known from arc welding can be avoided. Instead, an advantageous connection to the possibly already mounted on the body vehicle paint is achieved. The robot presented here thus functions as an automated welding system.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Roboter derart ausgebildet, dass der Schweißbolzen von der Schweißzange aufnehmbar, zu der zu verschweißenden Karosserie bewegbar und an dieser mittels der Schweißzange verschweißbar ist. In diesem Szenario fungiert die Schweißzange zusätzlich als Greifer des Roboters, welcher die Aufnahme des zu verschweißenden Schweißbolzens aus einem Reservoir und den anschließenden Transport des Schweißbolzens an die Zielposition an der Karosserie des Kraftfahrzeugs ermöglicht.In a preferred embodiment, the robot is designed such that the welding bolt can be received by the welding gun, can be moved to the body to be welded and can be welded thereto by means of the welding gun. In this scenario, the welding gun additionally acts as a gripper of the robot, which allows the inclusion of the welding stud to be welded from a reservoir and the subsequent transport of the welding stud to the target position on the body of the motor vehicle.

Besonders bevorzugt ist die Schweißzange zum Verschweißen von Schweißbolzen unterschiedlicher geometrischer Formgebung und unterschiedlicher Größe ausgebildet. Dies kann durch geeignete Ausbildung der Schweißzange, etwa hinsichtlich Größe und Form ihrer Zangenarme, erreicht werden. Auf diese Weise kann der als Schweißanlage eingesetzte Roboter mit maximaler Flexibilität zum Verschweißen unterschiedlicher Schweißbolzen herangezogen werden.Particularly preferably, the welding gun is designed for welding welding studs of different geometrical shape and different size. This can be achieved by suitable design of the welding gun, for example in terms of size and shape of their gun arms. In this way, the robot used as a welding system can be used with maximum flexibility for welding different welding studs.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Roboters in einer perspektivischen Darstellung, 1 an example of a robot according to the invention in a perspective view,

2 Beispiele für mittels des Roboters der 1 verschweißbare Schweißbolzen in einer perspektivischen Darstellung. 2 Examples of using the robot of the 1 weldable welding studs in a perspective view.

Die 1 zeigt in grobschematischer Darstellung einen als Industrie-Roboter realisierten Roboter 1. Der Roboter 1 umfasst einen Grundkörper 2, an welchem ein Gelenkarm 3 schwenkbar angebracht ist. Der Gelenkarm 3 umfasst mehrere Armabschnitte 4, die mittels jeweiliger Gelenke 5 gelenkig miteinander verbunden sind. Dies erlaubt eine Bewegung des Gelenkarms 3 relativ zum Grundkörper 2 mit einer hohen Anzahl an Freiheitsgraden. The 1 shows in a rough schematic representation of a robot realized as an industrial robot 1 , The robot 1 includes a main body 2 on which an articulated arm 3 is pivotally mounted. The articulated arm 3 includes several arm sections 4 by means of respective joints 5 are hinged together. This allows movement of the articulated arm 3 relative to the main body 2 with a high number of degrees of freedom.

Wie die 1 weiter erkennen lässt, ist an einem dem Grundkörper 2 gegenüberliegenden Ende 6 des Gelenkarms 3 eine Schweißzange 7 angeordnet. Die Schweißzange 7 dient zum Verschweißen von Schweißbolzen 8 mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs (in 1 nicht gezeigt) mittels Widerstandsschweißens.As the 1 can be seen further, is at one of the main body 2 opposite end 6 of the articulated arm 3 a welding tongs 7 arranged. The welding tongs 7 used for welding welding studs 8th with the body of a motor vehicle (in 1 not shown) by means of resistance welding.

Im Beispielszenario der 1 ist der Roboter 1 derart ausgebildet, dass der zu verschweißende Schweißbolzen 8 von der Schweißzange 7 aufnehmbar, zu der zu verschweißenden Karosserie bewegbar und dort mit dieser mit Hilfe der Schweißzange 8 verschweißbar ist. Dies bedeutet, dass die Schweißzange 7 zusätzlich als Greifer des fungiert, welcher die Aufnahme des zu verschweißenden Schweißbolzens 8 aus einem Bolzen-Reservoir (nicht gezeigt) und den anschließenden Transport des Schweißbolzens 8 an die Zielposition an der Karosserie des Kraftfahrzeugs ermöglicht.In the example scenario of 1 is the robot 1 formed such that the welding bolt to be welded 8th from the welding gun 7 receivable, movable to the body to be welded and there with this with the help of welding tongs 8th is weldable. This means that the welding gun 7 additionally acts as a gripper of which, which is the inclusion of the welding bolt to be welded 8th from a bolt reservoir (not shown) and the subsequent transport of the weld stud 8th allows to the target position on the body of the motor vehicle.

Vorzugsweise ist die Schweißzange 7 zum Verschweißen von Schweißbolzen 8 unterschiedlicher geometrischer Formgebung und unterschiedlicher Größe ausgebildet. Dies kann durch geeignete Ausbildung der Schweißzange 7, insbesondere hinsichtlich der Größe und Form ihrer Zangenarme, erreicht werden.Preferably, the welding gun 7 for welding welding studs 8th formed of different geometric shape and different size. This can be done by proper training of the welding gun 7 , in particular with regard to the size and shape of their pliers arms, can be achieved.

Zur Verdeutlichung sind in 2 in separater Darstellung mehrere solche Schweißbolzen 8 beispielhaft dargestellt, die mittels des Roboters 1 und dessen Schweißzange 7 mit der Karosserie verschweißt werden können.For clarity, in 2 in separate representation, several such welding studs 8th exemplified by the robot 1 and its welding tongs 7 can be welded to the bodywork.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/024265 [0004]

Claims

Robot ( 1 ), in particular industrial robots, with a basic body ( 2 ), on which at least one articulated arm ( 3 ) pivotable relative to the main body ( 2 ), characterized in that on the articulated arm ( 3 ) a welding tongs ( 7 ) for welding welding studs ( 8th ) is provided with the body of a motor vehicle by means of resistance welding.

Robot according to claim 1, characterized in that the robot ( 1 ) is formed such that the welding stud ( 8th ) of the welding gun, to the body of the motor vehicle movable and at this by means of welding tongs ( 7 ) is weldable.

Robot according to claim 1 or 2, characterized in that the welding tongs ( 7 ) for welding welding studs ( 8th ) is formed of different geometric shape and different size.