DE102015014727B4

DE102015014727B4 - Verfahren zum Fixieren von Pendelelektroden und Vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE102015014727B4
Application number: DE102015014727.7A
Authority: DE
Inventors: Jens Nitz; Jens Stopp
Original assignee: Brauer Systemtechnik GmbH
Current assignee: Brauer Systemtechnik GmbH
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2035-11-18
Also published as: DE102015014727A1

Abstract

Vorrichtung zum Fixieren von Pendelelektroden zur Verwendung mit Elektrodenfräseinrichtungen, bestehend aus einer Grundplatte (1) mit einer Zustellöffnung (3), welche so ausgeführt ist, dass zuzustellende Elektroden (7) durch die Zustellöffnung (3) hindurch zu führen sind, sowie einer Abdeckung (2), mit welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung abgedeckt und verschlossen wird, wobei die Grundplatte (1) geometrisch so ausgeführt ist, dass sie formschlüssig so auf einer üblichen Elektrodenfräseinrichtung (8) zu positionieren ist, dass die Zustellöffnung (3) über dem Fräswerkzeug liegt, und dass auf der Grundplatte (1) federnd gelagerte Klemmrollen (4) angeordnet sind, welche vertikal zur Grundplatte (1) gelagerte Drehachsen aufweisen, welche in jeweils einem Führungsblock (5) so angeordnet sind, dass sie auf der Grundplatte (1) verschiebbar aufliegen, und sich in ihrer Lage beim Zustellen von Pendelelektroden (7) mit unterschiedlichem Durchmesser in die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Verschieben auf der Grundplatte (1) anpassen und mittels sich auf der Grundplatte (1) abstützenden Federn oder Federpaaren (6), welche die Führungsblöcke (5) mit einer zur Zustellöffnung (3) hin wirkenden Kraft beaufschlagen, mit welcher eine Rückführung der Klemmrollen (4) in ihre Ausgangslage sowie eine auf die Klemmrollen (4) wirkende Kraft zu realisieren ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren von Pendelelektroden beim Fräsen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen von Schweißrobotern sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Zum Verbinden von Metallblechen und Bändern wird häufig das Punkt-Schweißen angewandt.
Insbesondere in der Automobilindustrie wird dieses Verfahren in der Karosserieherstellung in automatisierten Fertigungsstraßen eingesetzt.
Üblicherweise werden hier eine Vielzahl von Schweißrobotern eingesetzt, mit welchen Karosserieblechteile durch Punkt-Schweißen miteinander verbunden werden.
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 heutzutage 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 verschweißenden 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.
Dazu werden Fräseinrichtungen so angeordnet, dass die Schweißroboter diese mit ihren Schweißzangen erreichen können und die Elektrodenkappen in Eingriff mit der jeweils installierten Fräseinrichtung gebracht werden.
Diese Elektrodenkappenfräseinrichtungen werden regelmäßig gebildet aus einem Werkzeugträger mit mindestens einem darin um eine Werkzeugdrehachse drehbar gelagerten Fräswerkzeug und einem Antrieb für dieses Fräswerkzeug.
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.
Bekannt ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 20 2009 017 079 eine Einrichtung zum Fräsen und zum Abziehen von Elektrodenkappen von Schweißelektroden, insbesondere für Schweißzangen von Schweißrobotern, welche Abziehwerkzeuge (2) verwendet, bei denen durch Drehung des Abziehwerkzeuges (2) gegen die Lösungsrichtung des in die Schweißzange eingeschraubten Elektrodenschaftes und gleichzeitigem herausziehen dieses Schaftes aus der fixierten Elektrodenkappe diese vom Elektrodenschaft der Schweißzange abgezogen wird, und welche aus einem Werkzeugträger (1) mit mindestens zwei um eine Werkzeugdrehachse drehbar gelagerten Abziehwerkzeugen (2 und 2a) mit Klemmmitteln (3) zum Fixieren der abzuziehenden Elektrodenkappen, einem Elektrodenfräswerkzeug (4) und einem Antrieb (5) für die Drehbewegung dieser Abziehwerkzeuge (2 und 2a) und des Elektrodenfräswerkzeuges (4) besteht, wobei die Abziehwerkzeuge (2 und 2a) vorzugsweise nebeneinander so um 180° gedreht in den Werkzeugträger (1) eingesetzt sind, dass sie unterschiedliche Wirkrichtungen aufweisen.
Insbesondere in der Automobilindustrie werden häufig Pendelelektroden eingesetzt, wenn ein spurenfreies Schweißen sichtbarer Punkte erforderlich wird, da die Kontaktfläche der Elektrode sich der Lage der zu schweißenden Teile automatisch anpasst.
Diese Pendelelektroden 7 bestehen aus einem Konus A, mittels welchem sie auf die Schweißzange aufgesetzt werden, sowie einem Kontaktkopf B mit einer Zylinderkontur.
Die Stirnseite des Kontaktkopfes B bildet die Kontaktfläche C der Elektrode.
Dabei ist der Kontaktkopf B auf den Konus so aufgesetzt, dass die Verbindung dieser beiden Teile mittels eines wie ein Kugelgelenk wirkenden Drehpunktes realisiert wird.
Durch die Art dieser Verbindung wird die Beweglichkeit und damit die Möglichkeit des Anpassens der Kontaktfläche C der Elektrode an die Lage der zu schweißenden Teile realisiert.
Problematisch wirkt sich diese Konstruktion der Pendelelektroden 7 beim Fräsen dieser Elektroden aus, da sich der Kontaktkopf B der Pendelelektrode 7 auf dem Konus A mit dem Werkzeug mit dreht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Fixieren von Pendelelektrodenkappen beim Fräsen von Schweißelektroden der vorstehenden Art so auszugestalten, dass 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 4 gelöst, nachfolgend soll die erfindungsgemäße Lösung anhand der 1 bis 3 und dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Dabei zeigt
eine Pendelelektrode 7 in Schnittdarstellung
die Vorrichtung geöffnet mit in Zustellposition abgebildeter Pendelelektrode 7
die erfindungsgemäße Vorrichtung montiert an einer üblichen Elektrodenfräseinrichtung 8
Die erfindungsgemäße Pendelelektrodenfixiereinrichtung besteht aus einer Grundplatte 1 sowie einer Abdeckung 2, mit welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung abgedeckt und verschlossen wird.
Die Grundplatte 1 ist dabei geometrisch so ausgeführt, dass sie formschlüssig auf eine übliche Elektrodenfräseinrichtung 8 im Bereich der Zuführung der Elektrode zum Fräswerkzeug aufgesetzt werden kann.
Mittig weist die Grundplatte 1 eine Zustellöffnung 3 auf, welche so ausgeführt ist, dass zuzustellende Elektroden 7 durch die Zustellöffnung hindurch passen. Die Grundplatte 1 wird so auf einer üblichen Elektrodenfräseinrichtung 8 positioniert, dass die Zustellöffnung 3 über dem Fräswerkzeug der üblichen Elektrodenfräseinrichtung 8 liegt.
Auf der Grundplatte 1 sind vorzugsweise 3 um 120° versetzt und federnd gelagerte Klemmelemente 4, vorzugsweise Klemmrollen, so angeordnet, dass sie mit ihrem äußeren Umfang in die Zustellöffnung 3 hineinragen.
Diese Klemmrollen 4 sind vorzugsweise als Messerrollen ausgeführt und weisen vertikal zur Grundplatte 1 gelagerte Drehachsen auf, welche in jeweils einem Führungsblock 5 angeordnet sind.
Diese Führungsblöcke 5 sind so ausgeführt, dass sie auf der Grundplatte 1 verschiebbar aufliegen, so dass sie beim Zustellen von Pendelelektroden 7 in die erfindungsgemäße Vorrichtung mit unterschiedlichem Durchmesser sich selbigem durch Verschieben auf der Grundplatte 1 anpassen.
Mittels sich gegen die Grundplatte 1 abstützenden Federn oder Federpaaren 6, welche die Führungsblöcke 5 mit einer zur Zustellöffnung 3 hin wirkenden Kraft beaufschlagen, wird eine Rückführung der Klemmrollen 4 in ihre Ausgangslage sowie eine auf die Klemmrollen 4 wirkende Kraft realisiert.
Die mittels dieser Federn oder Federpaare 6 auf die Klemmrollen 4 wirkende Kraft bewirkt das Fixieren der Pendelelektroden 7 gegen die beim Fräsen wirkende Rotationskraft.
Insbesondere die Ausführung der Klemmrollen 4 als Messerrollen hat sich als vorteilhaft erwiesen, da die Messerrollen in die Zylinderkontur der Pendelelektrode 7 einschneiden und diese dadurch gegen ein Mitdrehen sichern und gleichzeitig ein Zustellen/Nachsetzen zum Fräsmesser ermöglichen.
In einigen Fällen ist es bei der Anwendung der Kappenfräser notwendig, den Werkzeugträger einer üblichen Elektrodenfräseinrichtung 8 in von horizontaler Lage abweichender Lage einzusetzen. Die ist mit der erfindungsgemäßen Lösung möglich, da die erfindungsgemäße Fixiereinrichtung lagedefiniert auf dem Werkzeugträger der Fräseinrichtung 8 angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lösung ist es möglich, die gesamte Vorrichtung in ihrer Lage so anzuordnen, dass ein möglichst schneller und einfacher Zugriff der Schweißzange erfolgen kann.
Somit ist es möglich, den eigentlichen Prozess des Schweißens technologisch primär zu betrachten und die Hilfsprozesse wie Elektrodenkappenfräsen und Elektrodenkappenwechsel dem Hauptprozess unterzuordnen.
In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist es auch möglich, die beiden üblichen Elektrodenkappenfräs- und Abzieheinrichtungen mit üblichen Ausblaseinrichtungen zu koppeln. Hierzu wird zusätzlich ein Druckluftanschluss 9 an der Abdeckung 2 angeordnet.
Die Verbindung zwischen Grundplatte 1 und Abdeckung 2 erfolgt mit bekannten Mittel der Technik, beispielsweise durch Verschrauben.
Wird nun eine Elektrode (7) der Fräsvorrichtung zugestellt, so wird diese Elektrode (7) über der Zustellöffnung (3) positioniert und durch zum Fräswerkzeug geführt.
Beim Zustellen einer Elektrode (7) wird diese dabei von mindestens einem Klemmelement (4), welches verschiebbar auf der Grundplatte (1) so angeordnet ist, dass es in die Zustellöffnung (3) hineinragt, mit einer Klemmkraft beaufschlagt, durch welche ein Mitdrehen der Elektrode (7) mit dem Fräswerkzeug unterbunden wird.

Claims

Vorrichtung zum Fixieren von Pendelelektroden zur Verwendung mit Elektrodenfräseinrichtungen, bestehend aus einer Grundplatte (1) mit einer Zustellöffnung (3), welche so ausgeführt ist, dass zuzustellende Elektroden (7) durch die Zustellöffnung (3) hindurch zu führen sind, sowie einer Abdeckung (2), mit welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung abgedeckt und verschlossen wird, wobei die Grundplatte (1) geometrisch so ausgeführt ist, dass sie formschlüssig so auf einer üblichen Elektrodenfräseinrichtung (8) zu positionieren ist, dass die Zustellöffnung (3) über dem Fräswerkzeug liegt, und dass auf der Grundplatte (1) federnd gelagerte Klemmrollen (4) angeordnet sind, welche vertikal zur Grundplatte (1) gelagerte Drehachsen aufweisen, welche in jeweils einem Führungsblock (5) so angeordnet sind, dass sie auf der Grundplatte (1) verschiebbar aufliegen, und sich in ihrer Lage beim Zustellen von Pendelelektroden (7) mit unterschiedlichem Durchmesser in die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Verschieben auf der Grundplatte (1) anpassen und mittels sich auf der Grundplatte (1) abstützenden Federn oder Federpaaren (6), welche die Führungsblöcke (5) mit einer zur Zustellöffnung (3) hin wirkenden Kraft beaufschlagen, mit welcher eine Rückführung der Klemmrollen (4) in ihre Ausgangslage sowie eine auf die Klemmrollen (4) wirkende Kraft zu realisieren ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 3 Klemmrollen (4) mit den jeweils zugehörigen Führungsblöcken (5) sowie Federn oder Federpaaren (6) um 120° versetzt auf dem Umfang der Grundplatte (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmrollen (4) als Messerrollen ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckluftanschluss (9) an der Abdeckung (2) angeordnet ist, welcher mit einem Druckluftanschluss einer üblichen Elektrodenkappenfräs- und Abzieheinrichtung (8) zu koppeln ist.