DE102019114800A1

DE102019114800A1 - Learning cap device for use with welding tongs

Info

Publication number: DE102019114800A1
Application number: DE102019114800.6A
Authority: DE
Inventors: Florian Auernhammer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lernkappenvorrichtung (10) für die Verwendung mit einer Schweißzange (48) sowie ein Schweißzange (48) mit mindestens einer solchen Lernkappenvorrichtung (10).Es ist vorgesehen, dass eine Lernkappenvorrichtung (10) für die Verwendung mit einer Schweißzange (48) bereitgestellt wird. Solch eine Lernkappenvorrichtung (10) umfasst dabei ein Gehäuseelement (12), welches an der Schweißzange (48) positionierbar ist, sodass eine Auflagefläche (14) von dem Gehäuseelement (12) in Richtung einer zu schweißenden Fläche eines Gegenstands (58) ausrichtbar ist, wobei das Gehäuseelement (12) eine Sensorvorrichtung (22) aufweist, welche ausgelegt ist, bei einer vorbestimmten Positionierung der Auflagefläche (14) relativ zu der zu schweißenden Fläche des Gegenstands (58) zumindest ein Bestätigungssignal bereitzustellen.The invention relates to a learning cap device (10) for use with welding tongs (48) and a welding tongs (48) with at least one such learning cap device (10). It is provided that a learning cap device (10) for use with welding tongs (48 ) provided. Such a learning cap device (10) comprises a housing element (12) which can be positioned on the welding tongs (48) so that a support surface (14) of the housing element (12) can be aligned in the direction of a surface of an object (58) to be welded, wherein the housing element (12) has a sensor device (22) which is designed to provide at least one confirmation signal when the bearing surface (14) is positioned in a predetermined manner relative to the surface of the object (58) to be welded.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lernkappenvorrichtung für die Verwendung mit einer Schweißzange sowie eine Schweißzange mit mindestens einer solchen Lernkappenvorrichtung.The invention relates to a learning cap device for use with welding tongs and to welding tongs with at least one such learning cap device.

Die industrielle Massenproduktion von Gegenständen ist heutzutage größtenteils automatisiert, wobei die unterschiedlichsten Fertigungskonzepte und Robotervorrichtungen zum Einsatz kommen. Für diverse Schweißaufgaben in der fertigenden Industrie sind beispielsweise verschiedenste Schweißroboter vorgesehen, wobei unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz kommen. Ein weitverbreitetes Schweißverfahren sieht dabei den Einsatz von Schweißzangen vor, welche entsprechend mit einem Roboter kombiniert werden, um so eine automatisierte und effiziente Produktion zu unterstützen. Bevor eine Massenproduktion mit solchen Schweißzangen starten kann, muss vor der Inbetriebnahme der Roboter mit der Zange fachgerecht eingestellt werden. Dabei werden Bewegungsabläufe von Roboter und Schweißzange aufeinander und in Bezug auf die zu schweißenden Gegenstände benutzerdefiniert festgelegt. Dies geschieht häufig zunächst dadurch, dass ein Werker manuell den Roboter mit der Schweißzange bewegt, wobei diese Bewegungsabläufe von einer Steuerung aufgezeichnet und als Grundlage für den automatisierten Fertigungsprozess dienen.The industrial mass production of objects is now largely automated, using a wide variety of manufacturing concepts and robotic devices. Various welding robots, for example, are provided for various welding tasks in the manufacturing industry, with different welding processes being used. A widespread welding process provides for the use of welding tongs, which are combined with a robot in order to support automated and efficient production. Before mass production with such welding guns can start, the robot must be properly adjusted with the gun before it is put into operation. The movement sequences of the robot and welding guns on each other and in relation to the objects to be welded are defined by the user. This is often done initially by a worker manually moving the robot with the welding tongs, these movements being recorded by a controller and serving as the basis for the automated manufacturing process.

Als nachteilig bei diesem Vorgehen ist anzumerken, dass eine manuelle Einstellung, welche auf eine letztendlich subjektive Bewertung des Werkers hinausläuft, nicht immer ein Optimum, sprich einen optimalen Bewegungsablauf, hervorbringt. Folgend können sich Probleme bei der Inbetriebnahme von diesen Schweißrobotern mit Schweißzangen einstellen, wobei insbesondere Probleme aufgrund von Stellungsfehlern des Roboters zum Bauteil häufig ein Grund für eine mangelnde Qualität der Schweißverbindungen sind. Somit kommt es anschließend zu einem aufwendigen Nachbesserungsprozess. Diese Nachbesserungen beziehen sich zum einen auf den erneuten Einstellungsprozess von dem Roboter und der Schweißzange und zum anderen müssen fehlerhaft geschweißte Bereiche erneut mechanisch bearbeitet werden. Dieser zusätzliche Arbeitsaufwand in der Produktion inklusive der damit zusammenhängenden Nacharbeit ist kostenintensiv und somit als nachteilig anzusehen.It should be noted as a disadvantage of this procedure that a manual setting, which ultimately results in a subjective assessment by the worker, does not always produce an optimum, i.e. an optimum sequence of movements. Problems can then arise when these welding robots are started up with welding tongs, with problems due to incorrect positioning of the robot in relation to the component, in particular, frequently being a reason for poor quality of the welded connections. This then leads to a complex improvement process. These improvements relate, on the one hand, to the new adjustment process of the robot and the welding tongs and, on the other hand, incorrectly welded areas must be mechanically processed again. This additional workload in production, including the associated rework, is cost-intensive and therefore to be regarded as disadvantageous.

Aus dem Stand der Technik sind bereits erste Lösungsansätze als bekannt zu entnehmen.First approaches to a solution can already be seen from the prior art.

Nachfolgend werden einige Lösungsvorschläge vorgestellt.Some suggested solutions are presented below.

So sind aus der Druckschrift CA 2,292,372 Geräte und Methoden zur Verfolgung von Roboterfunktionen als bekannt zu entnehmen. Dabei werden motorisierte Schlitten zwischen dem Ende eines Roboterarms und einer Roboterwerkzeug-/ Sensoranordnung eingefügt, um zusätzliche Positionierungsmöglichkeiten bereitzustellen. Eine Steuereinheit der Schlitten arbeitet mit der Steuereinheit des Sensors zusammen, um das Werkzeug über einem Merkmal korrekt positioniert zu halten, während sich der Roboterarm einer programmierten Bahn entlang bewegt. Die Steuereinheit des Sensors verfügt über vorausschauende und zusätzliche Puffer, aus denen korrigierte Informationen ermittelt werden, um Ungenauigkeiten beim Einlernen des Roboters, Kalibrierungsfehler und Reaktionsfehler des Roboterarms zu kompensieren. Ein Sensor mit zwei unterschiedlichen Antastzonen wird verwendet, um Informationen über die Position der Werkzeugspitze und das Merkmal zu erhalten, um die Kalibrierung der Sensor/Werkzeug-Beziehung zu erleichtern.So are from the pamphlet CA 2,292,372 Devices and methods for tracking robot functions can be found as known. Motorized carriages are inserted between the end of a robot arm and a robot tool / sensor assembly to provide additional positioning options. A control unit of the carriages cooperates with the control unit of the sensor to keep the tool correctly positioned over a feature as the robot arm moves along a programmed path. The control unit of the sensor has predictive and additional buffers, from which corrected information is determined in order to compensate for inaccuracies in the teaching of the robot, calibration errors and reaction errors of the robot arm. A sensor with two different probing zones is used to obtain information about the position of the tool tip and the feature to facilitate calibration of the sensor / tool relationship.

Aus der Druckschrift 20 2012 013 151 U1 ist zudem ein System zur Charakterisierung manueller Schweißvorgänge als bekannt zu entnehmen. Solch ein System zur Charakterisierung von manuellen Schweißübungen und zur Bereitstellung wertvoller Schulungen für Schweißer umfasst dabei Komponenten zum Erzeugen, Erfassen und Verarbeiten von Daten. Die Datenerzeugungskomponente umfasst ferner eine Halterung, ein Werkstück, mindestens eine Kalibriereinrichtung, die jeweils mindestens zwei integrale Punktmarkierungen aufweist und ein Schweißwerkzeug. Die Datenerfassungskomponente umfasst ferner ein Abbildungssystem zum Erfassen von Bildern der Punktmarkierungen und die Datenverarbeitungskomponente ist betriebsfähig, um Informationen von der Datenerfassungskomponente zu empfangen und verschiedene Positions- und Orientierungsberechnungen durchzuführen.A system for characterizing manual welding processes can also be found in the publication 20 2012 013 151 U1. Such a system for characterizing manual welding exercises and providing valuable training for welders includes components for generating, collecting and processing data. The data generation component further comprises a holder, a workpiece, at least one calibration device, each of which has at least two integral point markings, and a welding tool. The data acquisition component further includes an imaging system for capturing images of the point markers, and the data processing component is operable to receive information from the data acquisition component and perform various position and orientation calculations.

Aus der Druckschrift EP 2 724 808 A1 ist zudem ein Verfahren und ein Apparat für die Anpassung vorprogrammierter Lichtbogenschweißparameter mit adaptiver Steuerung mit zwei Lasersensoren als bekannt zu entnehmen. Dabei wird die Verwendung eines Lasersensors zum Abtasten der Schweißverbindung, bevor das Schweißen beginnt, beschrieben. Dieser Abtastvorgang vor dem Schweißen dient dazu, um vorprogrammierte Lichtbogenschweißparameter einzustellen. Eine Lasersensorvorrichtung vom „Linien“ -Typ projiziert eine Laserlinie innerhalb eines festen Betriebsfensters. Der Linienlaser erzeugt eine reflektierende Position von allem, was die Laserlinie innerhalb des Operationsfensters „sieht“. Durch Triangulation kann die genaue Entfernung eines Objekts vom Laser an jedem Punkt entlang der „Linie“ des Lasers gemessen werden. Messungen der Schweißfase sind in einem elektronischen Speichermedium und einem Datenprozessor gespeichert. Die gespeicherten Messungen und der Datenprozessor werden in Verbindung mit automatisierten Schweißgeräten verwendet, um die Schweißparameter nach Bedarf anzupassen. Da die genaue Füge-/ Schweißnahtgeometrie für jeden Abschnitt der Schweißnaht bekannt ist, kann die Schweißausrüstung auf Schwankungen der Schweißnaht zwischen den Werkstücken ansprechen oder sich „anpassen“.From the pamphlet EP 2 724 808 A1 a method and an apparatus for the adaptation of preprogrammed arc welding parameters with adaptive control with two laser sensors can also be seen as known. It describes the use of a laser sensor to scan the weld joint before welding begins. This pre-welding scanning process is used to set preprogrammed arc welding parameters. A "line" type laser sensor device projects a laser line within a fixed operating window. The line laser creates a reflective position of everything that the laser line “sees” within the operating window. Triangulation can measure the exact distance of an object from the laser at any point along the laser's "line". Measurements of the welding bevel are stored in an electronic storage medium and a data processor. The stored measurements and the data processor are linked to automated welding equipment is used to adjust the welding parameters as needed. Since the exact joint / weld seam geometry is known for each section of the weld seam, the welding equipment can respond or “adapt” to variations in the weld seam between the workpieces.

Die vorgestellten Lösungen können als zu kostenintensiv empfunden werden. Generell besteht ein ständiger Bedarf an kostengünstigeren und effizienteren Alternativen gegenüber den bisherigen technischen Vorgehensweisen.The solutions presented can be perceived as too costly. In general, there is a constant need for cheaper and more efficient alternatives to the previous technical approaches.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche kostengünstig Einstellungsvorgänge bei teil- oder vollautomatisieren Schweißzangenvorrichtungen unterstützt.The invention is now based on the object of providing a device which inexpensively supports setting processes in partially or fully automated welding gun devices.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Lernkappenvorrichtung für die Verwendung mit einer Schweißzange bereitgestellt wird. Solch eine Lernkappenvorrichtung umfasst dabei ein Gehäuseelement, welches an der Schweißzange positionierbar ist, sodass eine Auflagefläche von dem Gehäuseelement in Richtung einer zu schweißenden Fläche eines Gegenstands ausrichtbar ist, wobei das Gehäuseelement eine Sensorvorrichtung aufweist, welche ausgelegt ist, bei einer vorbestimmten Positionierung der Auflagefläche relativ zu der zu schweißenden Fläche des Gegenstands zumindest ein Bestätigungssignal bereitzustellen. Die vorgestellte Lernkappenvorrichtung zeigt unmittelbar mittels des bereitgestellten Betätigungssignal, inwiefern eine vorbestimmte Positionierung erreicht ist, sodass auf Anhieb ein korrekter Einstellungsvorgang der Schweißzange für die folgende automatisierte Massenproduktion gewährleistet wird. Diese vorbestimmte Positionierung kann beispielsweise zuvor vom Benutzer festgelegt werden, sodass anschließend bei der Verwendung entsprechend das Bestätigungssignal eine korrekte Einstellung kostengünstig anzeigt. Die Lernkappenvorrichtung kann dazu beispielsweise auf die Schweißzange lösbar und somit wiederverwendbar aufgesteckt werden, wobei die gleiche Position vorgesehen ist, welche anschließend eine Schweißkappenvorrichtung einnehmen würde. Auf diese Weise entspricht somit die vorbestimmte Positionierung einer optimalen Positionierung der Schweißkappe bei den während des automatisierten Produktionsprozesses vorgesehenen Schweißvorgängen. Die Lernkappenvorrichtung ist insbesondere für die Verwendung mit einer Schweißzange ausgelegt. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch vorstellbar, dass die Lernkappenvorrichtung somit auch für die Verwendung mit anderen Fügezangen vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Lernkappenvorrichtung also auch für die Verwendung mit einer Fügezange für das Clinchen vorgesehen sein beziehungsweise in diesem Zusammenhang eingesetzt werden. Insofern ist die Lernkappenvorrichtung überall dort einsetzbar, wo eine korrekte Positionierung einer Fügezange in Bezug auf das zu bearbeitende Bauteil festgestellt werden soll. Die Lernkappenvorrichtung, welche auch als „Teachkappe“ (auf deutsch = Lernkappe) bezeichnet werden kann, wird beispielsweise anstelle einer Schweißkappe bei der Inbetriebnahme montiert, sodass folglich eine optimale Fügepunktlage in Bezug auf den zu schweißenden Gegenstand schnell und kostengünstig eingestellt werden kann. Die manuellen Einstellungen von Roboter mit Schweißzange beziehungsweise allgemein mit einer Fügezange mit einem anderen zugehörigen Fügeverfahren oder auch nur die der Schweißzange beziehungsweise die der Fügezange erfolgt so, dass bei einem bereitgestellten Bestätigungssignal erkannt wird, dass nunmehr die optimale Positionierung beziehungsweise der optimale Bewegungsablauf für einen optimalen Schweißvorgang erreicht ist. Ein unmittelbarer Vorteil einer korrekt eingestellten Schweißzange besteht darin, dass zuverlässig Schweißspritzer aufgrund einer Fehlstellung von Schweißkappen vermieden werden können.In a preferred embodiment of the invention it is provided that a learning cap device is provided for use with welding tongs. Such a learning cap device comprises a housing element which can be positioned on the welding tongs so that a bearing surface of the housing element can be aligned in the direction of a surface of an object to be welded, the housing element having a sensor device which is designed to be relatively positioned with a predetermined positioning of the bearing surface to provide at least one confirmation signal for the surface of the object to be welded. The learning cap device presented shows directly by means of the provided actuation signal to what extent a predetermined positioning has been achieved, so that a correct setting process of the welding gun for the subsequent automated mass production is guaranteed right away. This predetermined positioning can, for example, be determined beforehand by the user, so that the confirmation signal then indicates a correct setting in a cost-effective manner when used. For this purpose, the learning cap device can, for example, be detachably attached to the welding tongs and thus reusable, the same position being provided that a welding cap device would then assume. In this way, the predetermined positioning therefore corresponds to an optimal positioning of the welding cap in the welding processes provided during the automated production process. The learning cap device is designed in particular for use with welding tongs. In this context, however, it is conceivable that the learning cap device is also intended for use with other joining pliers. For example, the learning cap device can also be provided for use with joining pliers for clinching or can be used in this context. To this extent, the learning cap device can be used wherever correct positioning of joining pliers in relation to the component to be processed is to be determined. The learning cap device, which can also be referred to as a "teach cap" (in German = learning cap), is installed, for example, instead of a welding cap during commissioning, so that an optimal joint position in relation to the object to be welded can be set quickly and inexpensively. The manual settings of robots with welding tongs or generally with joining tongs with another associated joining process or only those of the welding tongs or that of the joining tongs are made in such a way that when a confirmation signal is provided, it is recognized that now the optimal positioning or the optimal movement sequence for an optimal Welding process is achieved. A direct advantage of correctly adjusted welding guns is that welding spatter due to incorrect positioning of welding caps can be reliably avoided.

Insofern können die vorgestellten Lösungen gemäß der unabhängigen Ansprüche direkt für eine Schweißspritzeroptimierung eingesetzt werden. Unter dem Begriff einer Schweißzangenvorrichtung sind in diesem Zusammenhang jegliche automatisierte Fertigungsmittel zu verstehen, an welchen entsprechend eine oder mehrere Schweißzangen angeordnet sind. Beispielsweise kann eine solche Vorrichtung einen handelsüblichen Schweißroboter mit angeflanschter Schweißzange für standardmäßige Punktschweißvorgänge umfassen. Auch sind Varianten vorstellbar, in welchen die Zange von zwei sich gegenüberliegenden und zumindest teilweise unabhängig bedienbaren Modulen eines Schweißapparats dargestellt werden. Insofern ist der Begriff Schweißzange und eine zugehörige Vorrichtung im Sinne einer weitgefassten Definition aufzufassen und die vorgestellte Lernkappenvorrichtung kann in einem entsprechend weitgefassten Technikgebiet einen sinnvollen Einsatz finden.In this respect, the solutions presented can be used directly for welding spatter optimization according to the independent claims. In this context, the term “welding gun device” is to be understood as meaning any automated production means on which one or more welding guns are accordingly arranged. For example, such a device can comprise a commercially available welding robot with flanged welding tongs for standard spot welding processes. Variants are also conceivable in which the pliers are represented by two mutually opposite and at least partially independently operable modules of a welding apparatus. In this respect, the term welding gun and an associated device is to be understood in the sense of a broad definition and the learning cap device presented can find a meaningful use in a correspondingly broad field of technology.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Schweißzange mit mindestens einer Lernkappenvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 bereitgestellt wird.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that welding tongs with at least one learning cap device according to claims 1 to 9 are provided.

Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für die vorgestellte Schweißzange.The advantages mentioned above also apply to the presented welding tongs as far as they can be transferred.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.

So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Auflagefläche parallel zu einer ersten horizontalen Achse von dem Gehäuseelement ausgerichtet ist und die vorbestimmte Positionierung der Auflagefläche dann erreicht ist, wenn eine zweite vertikale Achse des Gehäuseelements, welche 90° zur ersten horizontalen Achse vorgesehen ist, 90° zu der zu schweißenden Fläche des Gegenstands ausgerichtet ist.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the bearing surface is aligned parallel to a first horizontal axis of the housing element and the predetermined positioning of the support surface is achieved when a second vertical axis of the housing element, which is provided at 90 ° to the first horizontal axis, is aligned 90 ° to the surface of the object to be welded.

Die zuvor genannten Vorteile sind somit noch besser zu erreichen. Insbesondere kann somit eine Einstellung vor dem eigentlichen Fügeprozess derart vorgenommen werden, sodass beispielsweise eine Schweißkappe entsprechend später 90° zum Bauteil ausgerichtet ist. So können zuverlässig Schweißspritzer vermieden werden, da ausgeschlossen werden kann, dass beispielsweise eine Abweichung von mehr als 3° von dieser idealen Positionierung aufgrund einer falsch eingestellten Schweißkappe auftreten kann. Die vorgestellte Lernkappenvorrichtung kann somit ein schnelles Einstellen ermöglichen, bei welchem nicht nur die Koordinaten sondern insbesondere eine korrekte Ausrichtung in Bezug auf das Bauteil beziehungsweise den zu schweißenden Bereich des Bauteils berücksichtig wird. Somit bleibt beim Einstellungsprozess die korrekte Winkelstellung zum Bauteil nicht außen vor und es lässt sich somit eine bessere Qualität und somit ein kostengünstiges Gesamtverfahren erreichen.The advantages mentioned above can thus be achieved even better. In particular, a setting can thus be made before the actual joining process in such a way that, for example, a welding cap is aligned later at 90 ° to the component. In this way, weld spatter can reliably be avoided, since it can be ruled out that, for example, a deviation of more than 3 ° from this ideal positioning can occur due to an incorrectly set welding cap. The presented learning cap device can thus enable a quick setting in which not only the coordinates but in particular a correct alignment with respect to the component or the area of the component to be welded is taken into account. In this way, the correct angular position to the component is not neglected during the setting process and a better quality and thus a cost-effective overall process can be achieved.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung ein beweglich gelagertes Übertragungselement umfasst, welches nach außen über das Gehäuseelement und über die Auflagefläche hinaus vorsteht und sich nur in der vorbestimmten Positionierung der Auflagefläche aufgrund eines Kontaktes mit der zu schweißenden Fläche nach innen in das Gehäuseelement bewegen lässt, sodass mittels des Übertragungselements nach erfolgter Bewegung nach innen ein Bestätigungssignal auslösbar ist. In dieser besonderen Ausführungsvariante der Lernkappenvorrichtung wird im Anwendungsfall somit die vorbestimmte Positionierung besonders zuverlässig angezeigt, da die mechanische Bedingung im Sinne der Funktionalität des Übertragungselements nur bei Erreichung der vorbestimmten Positionierung möglich ist. Dies wird einem Benutzer dann kostengünstig mittels des ausgelösten Bestätigungssignal angezeigt, sodass entsprechend der Einstellungsvorgang dann als korrekt abgeschlossen betrachtet werden kann.In a further preferred embodiment of the invention it is also provided that the sensor device comprises a movably mounted transmission element which protrudes outward beyond the housing element and beyond the support surface and only follows the predetermined positioning of the support surface due to contact with the surface to be welded can move inside into the housing element, so that a confirmation signal can be triggered by means of the transmission element after the movement inwards. In this particular embodiment variant of the learning cap device, the predetermined positioning is displayed particularly reliably in the application, since the mechanical condition in terms of the functionality of the transmission element is only possible when the predetermined positioning is reached. This is then displayed to a user in a cost-effective manner by means of the triggered confirmation signal, so that the setting process can then be viewed as correctly completed.

Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Übertragungselement in Form eines Stößelelements vorgesehen ist. Die stabförmige Form von solch einem Stößelelement kann besonders gut in der vorbestimmten Positionierung bedient werden, sodass kostengünstig mittels des Bestätigungssignals angezeigt werden kann, inwiefern ein Einstellungsvorgang der Schweißzange erfolgreich ist. Insbesondere kann die Kombination aus Gehäuseelement und Übertragungselement in Form des Stößelelements derart vorgesehen sein, sodass nur wenn die vorbestimmte Positionierung erreicht ist, ein Bewegungsvorgang des Übertragungselements auslösbar ist, sodass in Folge das Bestätigungssignal ausgelöst werden kann.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention it is provided that the transmission element is provided in the form of a plunger element. The rod-shaped shape of such a plunger element can be operated particularly well in the predetermined positioning, so that the confirmation signal can be used to display at low cost the extent to which an adjustment process of the welding gun is successful. In particular, the combination of housing element and transmission element in the form of the plunger element can be provided in such a way that a movement process of the transmission element can only be triggered when the predetermined positioning is reached, so that the confirmation signal can subsequently be triggered.

Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Übertragungselement in Form eines Kugelelelements vorgesehen ist. Auch eine kugelförmige Form kann besonders gut in der vorbestimmten Positionierung bedient werden, sodass kostengünstig mittels des Bestätigungssignals angezeigt werden kann, inwiefern ein Einstellungsvorgang der Schweißzange erfolgreich ist. Insbesondere kann die Kombination aus Gehäuseelement und Übertragungselement in Form des Kugelelements derart vorgesehen sein, sodass nur wenn die vorbestimmten Positionierung erreicht ist, ein Bewegungsvorgang des Übertragungselements auslösbar ist, sodass in Folge das Bestätigungssignal ausgelöst werden kann. Zudem kann eine kugelförmige Ausprägung des Übertragungselements den Einstellungsvorgang im Sinne einer korrekten Positionierung der Berührungsfläche beziehungsweise der Auflagefläche der Lernkappenvorrichtung auf der Oberfläche des zu schweißenden Gegenstands begünstigen und erleichtern.In addition, a further preferred embodiment of the invention provides that the transmission element is provided in the form of a spherical element. A spherical shape can also be operated particularly well in the predetermined positioning, so that the confirmation signal can be used to display at low cost the extent to which an adjustment process of the welding tongs is successful. In particular, the combination of housing element and transmission element in the form of the ball element can be provided in such a way that a movement process of the transmission element can only be triggered when the predetermined positioning has been reached, so that the confirmation signal can be triggered as a result. In addition, a spherical shape of the transmission element can promote and facilitate the setting process in terms of correct positioning of the contact surface or the support surface of the learning cap device on the surface of the object to be welded.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Bestätigungssignal mittels zumindest einer an der Sensorvorrichtung angeordneten Betätigungsvorrichtung bereitstellbar ist, wobei die Betätigungsvorrichtung zumindest ein Lichtsignalelement und/oder ein akustisches Signalelement umfasst, sodass zumindest ein Lichtsignal und/oder zumindest ein akustisches Signal bereitstellbar ist. Wenn der Einstellungsvorgang in einer lauten Umgebung, beispielsweise in einer laufenden Produktion mit entsprechend hohem Geräuschniveau, stattfindet, ist das Lichtsignal vorteilhaft, da es auch in einer lauten Umgebung zuverlässig visuell wahrgenommen werden kann. Zusätzlich kann dann noch ein akustisches Signal vorgesehen sein. Falls wiederum die Lichtverhältnisse derart sind, sodass das Lichtsignal nicht besonders gut wahrgenommen werden kann, ist wiederum das akustische Signal von Vorteil. Das akustische Signal kann auch dann von Vorteil sein, wenn die Lernkappenvorrichtung aufgrund des Einstellungsvorgangs der Zange nicht im Blickfeld des Anwenders ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Zange um eine Kante von einem zu schweißenden Gegenstand greift und somit beispielsweise eine Seite der Zange mit einer positionierten Lernkappenvorrichtung nicht im Sichtfeld des Betreibers ist. Das Lichtsignalelement kann beispielsweise ein Leuchtdiodenelement umfassen.A further preferred embodiment of the invention also provides that the confirmation signal can be provided by means of at least one actuating device arranged on the sensor device, the actuating device comprising at least one light signal element and / or an acoustic signal element, so that at least one light signal and / or at least one acoustic signal can be provided. If the setting process takes place in a noisy environment, for example in a running production with a correspondingly high level of noise, the light signal is advantageous because it can be reliably perceived visually even in a noisy environment. In addition, an acoustic signal can then be provided. If, in turn, the lighting conditions are such that the light signal cannot be perceived particularly well, the acoustic signal is again advantageous. The acoustic signal can also be of advantage if the learning cap device is not in the user's field of vision due to the adjustment process of the pliers. This can be the case, for example, when the pliers grip an edge of an object to be welded and thus, for example, one side of the pliers with a positioned learning cap device is not in the operator's field of vision. The light signal element can for example comprise a light emitting diode element.

Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung zumindest ein Energiespeicherelement umfasst. Somit kann die Lernkappenvorrichtung autark betrieben werden und kann auf diese Weise für unterschiedlichste Schweißzangenkonzepte oder vergleichbare Konzepte eingesetzt und verwendet werden.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention it is provided that the sensor device comprises at least one energy storage element. The learning cap device can thus be operated independently and in this way can be used and used for a wide variety of welding gun concepts or comparable concepts.

Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuseelement eine Haltevorrichtung aufweist, welche ausgelegt ist, die Sensorvorrichtung und das zumindest eine Energiespeicherelement im Inneren des Gehäuseelements in einer benutzerdefinierten Position zu halten. Diese modulare Bauweise ermöglicht es den Anwender, die Lernkappenvorrichtung auf bestmögliche Weise einzusetzen, da je nach geforderten Maßen am jeweiligen Einsatzort eine Einstellungsmöglichkeit gegeben ist. Auch ist somit ein Austausch von einzelnen Komponenten der Lernkappenvorrichtung gut möglich, sodass im Falle etwa von einem Batteriewechsel eine schnelle und einfache Vorgehensweise gewährleistet ist.In addition, in a further preferred embodiment of the invention it is provided that the housing element has a holding device which is designed to hold the sensor device and the at least one energy storage element in a user-defined position inside the housing element. This modular design enables the user to use the learning cap device in the best possible way, since there is an adjustment option depending on the required dimensions at the respective place of use. An exchange of individual components of the learning cap device is thus also easily possible, so that a quick and simple procedure is ensured in the event of a battery change, for example.

Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuseelement über einen runden Öffnungsbereich an der Schweißzange positionierbar ist, wobei bei einem Außenmaß des Gehäuseelements von 20 mm kann der Öffnungsbereich einen Durchmesser von 14,7 mm mit einem konischen Auslauf ins Innere des Gehäuseelements auf 14 mm aufweisen und bei einem Außenmaß des Gehäuseelements von 16 mm kann der Öffnungsbereich einen Durchmesser von 11,7 mm mit einem konischen Auslauf ins Innere des Gehäuseelements auf 11 mm aufweisen. Je nach gewähltem Durchmesser des Öffnungsbereichs kann somit die Lernkappenvorrichtung auf einen Endbereich von einer jeweiligen Schweißzange aufgesteckt werden. Mit anderen Worten kann die Lernkappenvorrichtung mit dem passenden Durchmesser in gleicher Weise wie eine Schweißkappe aufgesteckt beziehungsweise positioniert werden. Andere Außenmaße, beispielsweise 13 mm, sind vorstellbar, wobei ein zugehöriger Durchmesser von dem zugehörigen Öffnungsbereich gemäß den vorgestellten Relationen entsprechend anzupassen ist.Finally, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the housing element can be positioned over a round opening area on the welding gun, with an external dimension of the housing element of 20 mm, the opening area can have a diameter of 14.7 mm with a conical outlet into the interior of the Have housing element to 14 mm and with an external dimension of the housing element of 16 mm, the opening area can have a diameter of 11.7 mm with a conical outlet into the interior of the housing element to 11 mm. Depending on the selected diameter of the opening area, the learning cap device can thus be attached to an end area of a respective welding gun. In other words, the learning cap device with the appropriate diameter can be attached or positioned in the same way as a welding cap. Other external dimensions, for example 13 mm, are conceivable, with an associated diameter of the associated opening area having to be adapted accordingly in accordance with the presented relationships.

Eingesetzt werden kann eine solche Lernkappenvorrichtung und die vorgestellte Schweißzange mit solchen Lernkappenvorrichtungen beispielsweise im Karosseriebau in der Fahrzeugindustrie, wobei ein Einsatz in verschiedensten Fahrzeugprojekten vorstellbar ist. Such a learning cap device and the presented welding tongs with such learning cap devices can be used, for example, in body construction in the vehicle industry, use in a wide variety of vehicle projects being conceivable.

Auch über den Karosseriebau hinaus sind Anwendungsfälle in der Fahrzeugindustrie allgemein vorstellbar. Auch in anderen Industriezweigen, in welchen entsprechend automatisierte Schweißprozesse vorgesehen sind, ist ein Einsatz vorstellbar.Applications in the vehicle industry are also generally conceivable beyond the body shop. Use is also conceivable in other branches of industry in which correspondingly automated welding processes are provided.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematisch Ansicht von einer Lernkappenvorrichtung;
2 eine schematische Schnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung;
3 eine weitere schematische Schnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung;
4 eine schematische Seitenschnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung;
5 eine Schweißzange mit zwei positionierten Lernkappenvorrichtungen;
6 einzelne Komponenten einer weiteren Lernkappenvorrichtung;
7 eine Schnittansicht einer weiteren Lernkappenvorrichtung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic view of a learning cap device;
2 a schematic sectional view of a learning cap device;
3 a further schematic sectional view of a learning cap device;
4th a schematic side sectional view of a learning cap device;
5 a welding gun with two positioned learning cap devices;
6th individual components of a further learning cap device;
7th a sectional view of a further learning cap device.

1 zeigt eine schematische Ansicht von einer Lernkappenvorrichtung 10. Diese ist dabei mit einem Gehäuseelement 12 dargestellt. Das Gehäuseelement 12 ist in diesem Fall in einer im Wesentlichen zylindrischen Form dargestellt, wobei bezogen auf die Bildebene unten und in dieser perspektivischen Darstellung verdeckt, eine Auflagefläche 14 vorgesehen ist. Die Auflagefläche 14 überdeckt somit die gesamte untere Breitseite von dem zylindrischen Gehäuseelement 12. Das Gehäuseelement 12 kann beispielsweise aus Stahl oder einer Stahlverbindung beziehungsweise Legierung sein und zudem optional eine gehärtete Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann das Gehäuseelement 12 ein gedrehtes Gehäuse sein. Diese Materialeigenschaften sind dabei auf den jeweiligen Anwendungszweck auszuwählen, sodass eine robuste und somit zuverlässige Lernkappenvorrichtung 10 resultiert. 1 Figure 12 shows a schematic view of a learning cap device 10 . This is with a housing element 12th shown. The housing element 12th is shown in this case in a substantially cylindrical shape, with a support surface in relation to the image plane below and covered in this perspective illustration 14th is provided. The supporting surface 14th thus covers the entire lower broad side of the cylindrical housing element 12th . The housing element 12th can for example be made of steel or a steel compound or alloy and also optionally have a hardened surface. For example, the housing element 12th be a rotated case. These material properties are to be selected for the respective application, so that a robust and therefore reliable learning cap device 10 results.

In einer nicht dargestellten Variante könnte diese äußere zylindrische Form variiert werden und eine andere Form annehmen, welche dreidimensional und zumindest eine Auflagefläche 14 umfasst. Die Auflagefläche 14 kann dabei auch nur einen Teilbereich der unteren Seite des Gehäuseelements 12 umfassen, sodass eine äußere Form beziehungsweise Kontur von dieser Auflagefläche 14 von einer äußeren Form beziehungsweise Kontur des Gehäuseelements 12 abweichen kann. Bezogen auf die Bildebene ist oben ein im Wesentlichen runder Öffnungsbereich 16 in dem Gehäuseelement 12 dargestellt. Dieser Öffnungsbereich 16 ist nur schematisch dargestellt, sodass insgesamt die Proportionen von den einzelnen Bestandteilen der dargestellten Lernkappenvorrichtung abweichen und variieren können. Bei einem Außenmaß des Gehäuseelements 12 von 20 mm kann der Öffnungsbereich 16 beispielsweise einen Durchmesser von 14,7 mm mit einem konischen Auslauf ins Innere des Gehäuseelements 12 auf 14 mm aufweisen. Und bei einem Außenmaß des Gehäuseelements 12 von 16 mm kann der Öffnungsbereich 16 beispielsweise einen Durchmesser von 11,7 mm mit einem konischen Auslauf ins Innere des Gehäuseelements 12 auf 11 mm aufweisen. In diesem Zusammenhang ist das Außenmaß somit als äußerer Durchmesser von dem Gehäuseelement 12 aufzufassen, sodass sich eine jeweilige nicht näher dargestellte Wandstärke des Gehäuseelements 12 in diesem Bereich einstellt. Auch kann ein Außenmaß von 13 mm oder ein jeglicher andere Wert vorgesehen werden, wenn dieser Wert für das Aufstecken auf die entsprechende Schweißzange nötig ist. Auf diesen Öffnungsbereich 16 kann also ein Schaft oder ein ähnliches Bauteil von einer nicht näher dargestellten Schweißzange aufgesteckt beziehungsweise positioniert werden. Die Tiefe in das Gehäuseelement 12 hinein kann ebenfalls je nach Anwendungsfall variiert werden. Neben den vorgestellten konischen Auslauf ins Innere des Gehäuseelements hinein sind weitere Formen und Ausprägungen vorstell bar.In a variant not shown, this outer cylindrical shape could be varied and take on a different shape, which is three-dimensional and has at least one support surface 14th includes. The supporting surface 14th can also only a part of the lower side of the housing element 12th include, so that an outer shape or contour of this support surface 14th of an outer shape or contour of the housing element 12th may differ. In relation to the image plane, there is an essentially round opening area at the top 16 in the housing element 12th shown. This opening area 16 is only shown schematically, so that overall the proportions of the individual components of the learning cap device shown may differ and vary. With an external dimension of the housing element 12th the opening area can be 20 mm 16 for example, have a diameter of 14.7 mm with a conical outlet into the interior of the housing element 12 by 14 mm. And with an external dimension of the housing element 12 of 16 mm, the opening area 16 for example have a diameter of 11.7 mm with a conical outlet into the interior of the housing element 12 to 11 mm. In this context, the external dimension is thus the external diameter of the housing element 12th to be understood so that a respective wall thickness, not shown in detail, of the housing element 12th in this area. An external dimension of 13 mm or any other value can also be provided if this value is necessary for attachment to the corresponding welding gun. On this opening area 16 a shaft or a similar component can therefore be attached or positioned by welding tongs (not shown in detail). The depth in the housing element 12th can also be varied depending on the application. In addition to the presented conical outlet into the interior of the housing element, other shapes and forms are imaginable.

Ebenso kann die dargestellte Wandstärke 17 von dem Gehäuseelement 12 variiert werden und je nach Anwendungsfall die erforderliche Stärke aufweisen. Ein dargestelltes dreidimensionales Koordinatensystem 18 veranschaulicht die verschiedenen Dimensionen der dreidimensionalen Lernkappenvorrichtung 10. Dabei sind die X-Achse und die Y-Achse in einer horizontalen Ebene und die Z-Achse in einer vertikalen Ebene dargestellt. Somit ist die Auflagefläche 14 parallel zu der horizontalen Ebene und somit parallel zu den horizontalen Achsen des Gehäuseelements 12 dargestellt. In dem Gehäuseelement 12 ist zudem eine Aussparung 20 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Aussparung 20 die Maße der dargestellten Wandstärke 17 von dem Gehäuseelement 12 auf, sodass eine in dem Gehäuseelement 12 innenliegende Sensorvorrichtung 22 zu erkennen ist. Die Aussparung 20 ist zudem bezogen auf die Bildebene im unteren Drittel des Gehäuseelements 12 dargestellt. The wall thickness shown can also be used 17th from the housing element 12th can be varied and have the required strength depending on the application. A displayed three-dimensional coordinate system 18th illustrates the various dimensions of the three-dimensional learning cap device 10 . The X-axis and the Y-axis are shown in a horizontal plane and the Z-axis in a vertical plane. Thus is the supporting surface 14th parallel to the horizontal plane and thus parallel to the horizontal axes of the housing element 12th shown. In the housing element 12th is also a recess 20th intended. In the exemplary embodiment shown, the recess 20th the dimensions of the wall thickness shown 17th from the housing element 12th so that one in the housing element 12th internal sensor device 22nd can be seen. The recess 20th is also related to the image plane in the lower third of the housing element 12th shown.

Insbesondere ist die Aussparung 20 zwischen der unteren Begrenzung des Gehäuseelements 12, dargestellt durch die Auflagefläche 14 und einer horizontalen Mittelachse vorgesehen. Die dargestellte Sensorvorrichtung 22 liegt somit passend an einer Innenwand 24 von dem Gehäuseelement 12 an und füllt zumindest teilweise einen Innenraum 26 von dem Gehäuseelement 12 aus. Die Aussparung 20 kann beispielsweise ausgelegt sein, ein nicht näher dargestelltes Lichtsignalelement 44 aufzunehmen, wobei das Lichtsignalelement 44 beispielsweise in Form eines Leuchtdiodenbandes beziehungsweise eines LED-Bandes vorgesehen sein kann. Das Lichtsignalelement 44 kann beispielsweise derart gestaltet sein, dass es nach außen mit einer Außenwand 28 von dem Gehäuseelement 12 abschließt. Auch ist vorstellbar, dass das Lichtsignalelement 44 über die Außenwand 28 vorsteht und dabei jegliche Form aufweist, welche eine visuelle Wahrnehmbarkeit dieses Lichtsignalelements 44 außen von einem Benutzer der Lernkappenvorrichtung 10 unterstützt beziehungsweise begünstigt.In particular, the recess 20th between the lower limit of the housing element 12th , represented by the supporting surface 14th and a horizontal central axis. The illustrated sensor device 22nd thus fits on an inner wall 24 from the housing element 12th and at least partially fills an interior space 26th from the housing element 12th out. The recess 20th can be designed, for example, a light signal element not shown in detail 44 record, the light signal element 44 for example, it can be provided in the form of a light-emitting diode strip or an LED strip. The light signal element 44 can for example be designed in such a way that it faces the outside with an outer wall 28 from the housing element 12th concludes. It is also conceivable that the light signal element 44 over the outer wall 28 protrudes and thereby has any shape which a visual perceptibility of this light signal element 44 outside of a user of the learning cap device 10 supports or favors.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung 10. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Schnittansicht von der in 1 gezeigten Lernkappenvorrichtung 10. Das Gehäuseelement 12 ist in Längsrichtung zur Hälfte aufgeschnitten dargestellt, sodass eine Einsicht in einen Innenraum 26 von dem Gehäuseelement 12 möglich ist. Wie in 1 vorgesehen, ist ebenfalls das dreidimensionale Koordinatensystem 18 dargestellt und veranschaulicht somit die verschiedenen Dimensionen der dreidimensionalen Lernkappenvorrichtung 10. Dabei sind die X-Achse und die Y-Achse in einer horizontalen Ebene und die Z-Achse in einer vertikalen Ebene dargestellt. Somit ist die Auflagefläche 14, welche auch in dieser perspektivischen Schnittansicht von der Lernkappenvorrichtung 10 nicht im Detail einzusehen ist, parallel zu der horizontalen Ebene und somit parallel zu den horizontalen Achsen des Gehäuseelements 12 dargestellt. Auf Höhe einer nicht näher eingezeichneten Mittelachse von der Lernkappenvorrichtung 10 ist eine Haltevorrichtung 30 im Innenraum 26 dargestellt. Diese Haltevorrichtung 30 ist dabei als O-Ringelement dargestellt und in einer dafür vorgesehenen Nut 32 von dem Gehäuseelement 12 eingeklemmt beziehungsweise positioniert. Die Haltevorrichtung 30 in Form des O-Ringelements ist nicht als geschlossener Ring dargestellt, sondern vielmehr weist die Haltevorrichtung 30 zwei sich gegenüberliegende Endbereiche 34 auf, welche im Wesentlichen kreisförmige Verdickungen aufweisen und wobei zwischen diesen Endbereichen 34 eine Lücke in der Haltevorrichtung 30 vorgesehen ist. Die Haltevorrichtung 30 ist somit an dieser Stelle zusammendrückbar ausgestaltet, wobei die geometrischen Maße, insbesondere eine Höhe der Haltevorrichtung 30 in Z-Achsenrichtung, so ausgelegt sind, sodass die Haltevorrichtung 30 in der Nut 32 eingeklemmt werden kann. Die Haltevorrichtung 30 kann beispielsweise nach dem Zusammendrücken der beiden Endbereiche 34 aufeinander entsprechend einer Rückstellkraft in die ursprüngliche Form zurückfedern, sodass somit die Haltevorrichtung 30 in der Nut 32 und somit in den Innenraum 26 von dem Gehäuseelement 12 gehalten beziehungsweise positioniert werden kann. Bezogen auf die Bildebene ist unterhalb der Haltevorrichtung 30 ein Energiespeicherelement 36 von der Lernkappenvorrichtung 10 vorgesehen. Das Energiespeicherelement 36 ist dabei in Form einer Knopfzelle als Energiespeicher für die innenliegend positionierte Sensorvorrichtung 22 vorgesehen. Die Sensorvorrichtung 22 ist bezogen auf die Bildebene unterhalb des Energiespeicherelements 36 vorgesehen. Somit ist die Sensorvorrichtung 22 auf Höhe der bereits in 1 erwähnten Aussparung 20 vorgesehen. Bezogen auf die Bildebene ist am unteren Ende von der Sensorvorrichtung 22 ein beweglich gelagertes Übertragungselement 38 angeordnet. Dieses Übertragungselement 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Stößelelements dargestellt. 2 shows a schematic sectional view of a learning cap device 10 . In particular, it is a sectional view of the FIG 1 learning cap device shown 10 . The housing element 12 is shown cut in half in the longitudinal direction, so that an insight into an interior 26th from the housing element 12 is possible. As in 1 provided, the three-dimensional coordinate system is also provided 18th shown and thus illustrates the various dimensions of the three-dimensional learning cap device 10 . The X-axis and the Y-axis are shown in a horizontal plane and the Z-axis in a vertical plane. Thus is the supporting surface 14th , which also in this perspective sectional view of the learning cap device 10 cannot be seen in detail, parallel to the horizontal plane and thus parallel to the horizontal axes of the housing element 12 shown. At the level of a central axis, not shown, of the learning cap device 10 is a holding device 30th in the interior 26th shown. This holding device 30th is shown as an O-ring element and in a groove provided for this purpose 32 from the housing element 12 pinched or positioned. The holding device 30th in the form of the O-ring element is not shown as a closed ring, but rather the holding device 30th two opposite end regions 34 which have substantially circular thickenings and wherein between these end regions 34 a gap in the holding device 30th is provided. The holding device 30th is thus designed to be compressible at this point, with the geometric dimensions, in particular a height of the holding device 30th in the Z-axis direction, are designed so that the holding device 30th in the groove 32 can be pinched. The holding device 30th can, for example, after the two end regions have been pressed together 34 spring back to the original shape according to a restoring force, so that the holding device 30th in the groove 32 and thus in the interior 26th from the housing element 12 can be held or positioned. In relation to the image plane is below the holding device 30th one Energy storage element 36 from the learning cap device 10 intended. The energy storage element 36 is in the form of a button cell as an energy store for the sensor device positioned on the inside 22nd intended. The sensor device 22nd is based on the image plane below the energy storage element 36 intended. Thus the sensor device 22nd at the level of the already in 1 mentioned recess 20th intended. In relation to the image plane, the sensor device is at the lower end 22nd a movably mounted transmission element 38 arranged. This transmission element 38 is shown in this embodiment in the form of a plunger element.

Mit anderen Worten ist das Übertragungselement 38 als ein im Wesentlichen zylinderförmiges Bauteil zur Übertragung von stoßartigen Bewegungen von einem anderen Gegenstand, welcher außerhalb von der Lernkappenvorrichtung 10 gegen diesen Bereich drückt, vorgesehen. In der Auflagefläche 14 und somit in dem Gehäuseelement 12 ist ein Aufnahmebereich 40 in Form einer Bohrung vorgesehen, in welchem das Übertragungselement 38 beweglich gelagert angeordnet ist. Das Übertragungselement 38 ragt zudem über einen untenliegenden Teilbereich der Außenwand 28 und insbesondere über die Auflagefläche 14 von dem Gehäuseelement 12 hinaus hervor. Insofern kann die Außenwand 28 so aufgefasst werden, dass sie das Gehäuseelement 12 allgemein nach außen begrenzt. Nur wenn die Auflagefläche 14 parallel zu einer horizontalen Achse (also der Y-Achse oder X-Achse) von dem Gehäuseelement 12 ausgerichtet ist und eine vorbestimmte Positionierung der Auflagefläche 14 erreicht ist, kann das Übertragungselement 38 in Form des Stößelelements in dem Aufnahmebereich 40 in Form der Bohrung in Richtung des Innenraums 26 bewegt werden. Die vorbestimmte Positionierung der Auflagefläche 14 ist dann erreicht wenn eine vertikale Achse (also die Z-Achse) des Gehäuseelements 12, 90° zu einer zu schweißenden Fläche eines Gegenstands ausgerichtet ist. Alternativ kann das Übertragungselement 38 in einer nicht näher dargestellten Variante ein kugelförmiges Element beziehungsweise ein Kugelelement selbst oder zumindest teilweise als Kugelelement vorgesehen sein. Der Aufnahmebereich 40 müsste in diesem Falle so ausgelegt sein, dass dieses Element über die Auflagefläche 14 hinaus hervorragt und beweglich nach innen eindrückbar gelagert ist. Beispielsweise könnte dazu zumindest ein Teilbereich der Kugel beziehungsweise einer entsprechende Rundung dieses Elements hervorstehen, sodass nur bei Erreichung der vorbestimmten Positionierung der Lernkappenvorrichtung 10 zu dem zu schweißenden Gegenstand beziehungsweise des Bereichs einer zu schweißenden Fläche dann eine Aktivierung sprich Bewegungsrichtung ins Innere auslösbar ist.In other words is the transmission element 38 as a substantially cylindrical component for the transmission of shock-like movements from another object which is outside of the learning cap device 10 pushes against this area, provided. In the support surface 14th and thus in the housing element 12 is a recording area 40 provided in the form of a bore in which the transmission element 38 is arranged movably mounted. The transmission element 38 also protrudes over a sub-area of the outer wall below 28 and especially about the support surface 14th from the housing element 12 out. In this respect, the outer wall 28 to be understood that they are the housing element 12 generally limited to the outside. Only if the support surface 14th parallel to a horizontal axis (i.e. the Y-axis or X-axis) of the housing element 12 is aligned and a predetermined positioning of the support surface 14th is reached, the transmission element 38 in the form of the plunger element in the receiving area 40 in the form of the hole in the direction of the interior 26th be moved. The predetermined positioning of the support surface 14th is reached when a vertical axis (ie the Z-axis) of the housing element 12 is aligned 90 ° to a surface of an object to be welded. Alternatively, the transmission element 38 In a variant not shown in detail, a spherical element or a spherical element itself or at least partially as a spherical element can be provided. The recording area 40 would have to be designed in this case so that this element over the support surface 14th also protrudes and is movably supported inwardly. For example, at least a partial area of the ball or a corresponding rounding of this element could protrude for this purpose, so that only when the predetermined positioning of the learning cap device is reached 10 for the object to be welded or the area of a surface to be welded, an activation, i.e. the direction of movement into the interior, can then be triggered.

3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung 10. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Schnittansicht von der in 1 gezeigten Lernkappenvorrichtung 10. Die zuvor eingeführten Bezugszeichen gelten in gleicher Weise für diese 3 und werden deswegen hier nicht gesondert nochmals aufgeführt. In dieser Schnittansicht ist ein anderer Bereich von der Lernkappenvorrichtung 10 als in 2 dargestellt, sodass hier eine an der Sensorvorrichtung 22 angeordnete Betätigungsvorrichtung 42 zu erkennen beziehungsweise dargestellt ist. Diese Betätigungsvorrichtung 42 ist dabei in einer im Wesentlichen rechteckigen Form dargestellt und als gesondertes Bauteil in die Sensorvorrichtung 22 integriert. Die Sensorvorrichtung 22 und die Betätigungsvorrichtung 42 könnten dabei zumindest teilweise auch gemeinsame Konstruktionsbauteile aufweisen. An der Betätigungsvorrichtung 42 ist ein Lichtsignalelement 44 in Form einer Leuchtdiode dargestellt. 3 shows a further schematic sectional view of a learning cap device 10 . In particular, it is a sectional view of the FIG 1 learning cap device shown 10 . The previously introduced reference numbers apply in the same way to these 3 and are therefore not listed again here separately. In this sectional view is another portion of the learning cap device 10 than in 2 shown, so here one on the sensor device 22nd arranged actuating device 42 can be recognized or shown. This actuator 42 is shown in a substantially rectangular shape and as a separate component in the sensor device 22nd integrated. The sensor device 22nd and the actuator 42 could at least in part also have common structural components. On the actuator 42 is a light signal element 44 shown in the form of a light emitting diode.

4 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht von einer Lernkappenvorrichtung 10. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Seitenschnittansicht von der in 1 gezeigten Lernkappenvorrichtung 10. Die zuvor eingeführten Bezugszeichen gelten in gleicher Weise für diese 4 und werden deswegen hier nicht gesondert nochmals aufgeführt. In dieser Seitenschnittansicht ist zudem ein Tastermodul 46 von der Sensorvorrichtung 22 dargestellt. Sobald die Auflagefläche 14 in der vorbestimmten Positionierung aufgrund eines korrekten Einstellungsvorgangs der Lernkappenvorrichtung 10 relativ zu einem zu schweißenden Gegenstand, beispielsweise ein Blech von einer zu fertigenden Fahrzeugkarosserie, ausgerichtet ist, kann das Übertragungselement 38 aufgrund einer Berührung mit der zu schweißenden Fläche und einem entsprechenden Druck der Lernkappenvorrichtung 10 auf diese Fläche in Richtung Innenraum 26 bewegt werden. Da dies somit nur bei der vorbestimmten Positionierung möglich ist, kann auch nur dann das Übertragungselement 38 gegen das Tastermodul 46 bewegt werden und somit die Betätigungsvorrichtung 42 von der Sensorvorrichtung 22 aktivieren, sodass beispielsweise das Lichtsignalelement 44 ein Lichtsignal bereitstellt beziehungsweise aussendet. Das Übertragungselement 38 kann somit auch als ein passungsgeführter und gehärteter Stößel (beziehungsweise Stößelelement) aufgefasst werden, welches zur Bewegungsübertragung nach dem Aufsetzen der Lernkappenvorrichtung 10 auf die zu schweißende Fläche beziehungsweise einen Bereich von dem zu schweißenden Gegenstand ausgelegt ist. 4th Figure 11 shows a schematic side sectional view of a learning cap device 10 . In particular, it is a side sectional view of the in 1 learning cap device shown 10 . The previously introduced reference numbers apply in the same way to these 4th and are therefore not listed again here separately. In this side view, there is also a push button module 46 from the sensor device 22nd shown. Once the contact surface 14th in the predetermined positioning due to a correct setting process of the learning cap device 10 is aligned relative to an object to be welded, for example a sheet metal from a vehicle body to be manufactured, the transmission element can 38 due to a contact with the surface to be welded and a corresponding pressure of the learning cap device 10 on this surface towards the interior 26th be moved. Since this is only possible with the predetermined positioning, the transmission element can only then 38 against the push button module 46 are moved and thus the actuator 42 from the sensor device 22nd Activate, for example, the light signal element 44 provides or sends out a light signal. The transmission element 38 can thus also be understood as a fit-guided and hardened plunger (or plunger element), which is used to transfer movement after the learning cap device has been put on 10 is designed on the surface to be welded or an area of the object to be welded.

5 zeigt eine Schweißzange 48 mit zwei positionierten Lernkappenvorrichtungen 10. Die gezeigte Schweißzange 48 ist dabei nur als ein mögliches Ausführungsbeispiel zu verstehen, welches stark vereinfacht und lediglich schematisch dargestellt ist. Es sind somit andere Ausführungsvarianten solch einer Schweißzange 48 vorstellbar. Insbesondere ist diese Schweißzange 48 ausgelegt, mittels eines dargestellten Flansches 50 an einer nicht näher gezeigten Robotervorrichtung montiert zu werden. So kann die Schweißzange 48 anschließend mittels der Robotervorrichtung bewegt und für den automatisierten Fertigungsablauf in der Produktion eingestellt werden. Die Schweißzange 48 ist mit zwei Armen 52 dargestellt, wobei an jeweiligen Endbereichen 56 dieser Arme 52 jeweils zugehörige Schaftelemente 54 vorgesehen sind. Auf diese Schaftelemente 54 werden im normalen Schweißbetrieb jeweilige Schweißkappen aufgesetzt beziehungsweise aufgesteckt. Mittels der zusammengeführten Arme 52 werden dann diese Schweißkappen auf eine zu schweißende Fläche eines Gegenstandes 58 aufgesetzt, um letztendlich die Schweißverbindung in Form eines Schweißpunktes zu setzen. Der dargestellte Gegenstand 58 ist in diesem Fall lediglich ein im Wesentlich rechteckiges Stück Blech. In einer laufenden Produktion könnte es sich dabei zum Beispiel um ein konkretes Bauteil beziehungsweise um einen zu erstellenden Schweißverbindungsbereich für den Zusammenbau unterschiedlicher Bauteile handeln. 5 shows a welding gun 48 with two positioned learning cap devices 10 . The welding gun shown 48 is only to be understood as a possible embodiment, which is greatly simplified and only schematically is shown. There are therefore other design variants of such a welding gun 48 imaginable. In particular, this welding gun 48 designed, by means of a flange shown 50 to be mounted on a robot device not shown in detail. So can the welding gun 48 then moved by means of the robot device and adjusted for the automated manufacturing process in production. The welding gun 48 is with two arms 52 shown, with at respective end regions 56 this poor 52 associated shaft elements 54 are provided. On these shaft elements 54 respective welding caps are put on or attached during normal welding operation. With the arms brought together 52 then these welding caps are applied to a surface of an object to be welded 58 placed in order to ultimately set the welded joint in the form of a weld point. The object depicted 58 is in this case only a substantially rectangular piece of sheet metal. In an ongoing production, this could, for example, be a specific component or a welded connection area to be created for the assembly of different components.

In der 5 sind anstelle von Schweißkappen an den jeweiligen Schaftelementen 54 zwei Lernkappenvorrichtungen 10 dargestellt. Bezogen auf die Bildebene ist die hintere Lernkappenvorrichtung 10 dabei mit einem Lichtsignalelement 44 dargestellt, welches ein Bestätigungssignal in Form eines oder mehrere Lichtsignale beziehungsweise in Form von Lichtimpulsen bereitstellen kann. Zudem ist an dieser hinteren Lernkappenvorrichtung 10 ein Übertragungselement 38 zu erkennen, welches an einer dargestellten Auflagefläche 14 von der Lernkappenvorrichtung 10 vorgesehen ist. Die gegenüberliegend an dem anderen Schaftelement 54 angeordnete Lernkappenvorrichtung 10 ist ebenfalls anstelle einer Schweißkappe positioniert und umfasst dabei eine nicht im Detail dargestellte Betätigungsvorrichtung 42, welche Bestätigungssignale in Form eines akustischen Signals bereitstellen kann. Dies wird mittels schematisch eingezeichneter Schallwellen 60 dargestellt. Das akustische Signal kann beispielsweise benutzerdefiniert einstellbar vorgesehen sein und im einfachsten Fall lediglich einen Signalton umfassen. Vorstellbar sind jedoch auch eine Reihe von Signaltönen, welche je nach Vorgang entsprechend vorgesehen sein können. Auch könnte eine Sprachnachricht mit zusätzlichen Informationen bereitgestellt werden.In the 5 are instead of welding caps on the respective shaft elements 54 two learning cap devices 10 shown. The rear learning cap device is related to the image plane 10 with a light signal element 44 shown, which can provide a confirmation signal in the form of one or more light signals or in the form of light pulses. In addition, there is a learning cap device on this rear 10 a transmission element 38 to recognize which on a shown support surface 14th from the learning cap device 10 is provided. The opposite on the other shaft element 54 arranged learning cap device 10 is also positioned instead of a welding cap and includes an actuating device not shown in detail 42 which can provide confirmation signals in the form of an acoustic signal. This is done by means of schematically drawn sound waves 60 shown. The acoustic signal can be provided, for example, to be adjustable in a user-defined manner and, in the simplest case, only comprise a signal tone. However, a series of signal tones are also conceivable, which can be provided accordingly depending on the process. A voice message with additional information could also be provided.

6 zeigt einzelne Komponenten einer weiteren Lernkappenvorrichtung 10. In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere ein zweiteiliges Gehäuseelement 12 dargestellt. Mit anderen Worten ist das Gehäuseelement 12 mit einem oberen Aufsteckelement 62 und einem unteren Aufsetzelement 64 vorgesehen, wobei diese beiden Komponenten zusammengeschraubt werden können. Dabei können die nicht näher dargestellte Sensorvorrichtung 22 und das nicht näher dargestellte Energiespeicherelement 36 entsprechend zwischen diesen beiden Komponenten austauschbar eingesetzt werden. Auf diese Weise ist eine besonders nutzerfreundliche Lernkappenvorrichtung 10 bereitstellbar, da Wartungsarbeiten wie beispielsweise ein Austausch von einem Energiespeicherelement 36 schnell und einfach durchgeführt werden können. Zudem ist ein zweiteiliges Lichtsignalelement 44 in Form eines Leuchtdiodenbandes beziehungsweise eines LED-Bandes dargestellt. Dieses kann passend in eine Aussparung 20 von dem Gehäuseelement 12 beziehungsweise von dem Aufsetzelement 64 von dem Gehäuseelement 12 eingesetzt werden. Im eingebauten Zustand kann somit ein Lichtsignal von diesem besonders gestalteten Lichtsignalelement 44 von allen Seiten der Lernkappenvorrichtung 10 sehr gut wahrgenommen werden. Zudem ist ein Übertragungselement 38 dargestellt, welches im Wesentlich dem in 4 bereits näher Beschrieben ähnelt beziehungsweise in gleicher Weise vorgesehen ist. 6th shows individual components of a further learning cap device 10 . In this exemplary embodiment, there is in particular a two-part housing element 12th shown. In other words, it is the housing element 12th with an upper clip-on element 62 and a lower attachment element 64 provided, whereby these two components can be screwed together. The sensor device, not shown in detail, can thereby 22nd and the energy storage element not shown in detail 36 can be used interchangeably between these two components. This is a particularly user-friendly learning cap device 10 can be provided because maintenance work such as an exchange of an energy storage element 36 can be done quickly and easily. There is also a two-part light signal element 44 shown in the form of a light emitting diode strip or an LED strip. This can fit into a recess 20th from the housing element 12th or from the attachment element 64 from the housing element 12th can be used. In the installed state, a light signal can thus be emitted from this specially designed light signal element 44 from all sides of the learning cap device 10 be perceived very well. In addition, is a transmission element 38 which is essentially the same as in 4th already described in more detail is similar or is provided in the same way.

7 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Lernkappenvorrichtung 10. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Schnittansicht einer Lernkappenvorrichtung 10 wie sie in 6 dargestellt und beschrieben ist. 7th Fig. 13 shows a sectional view of another learning cap device 10 . In particular, it is a sectional view of a learning cap device 10 like them in 6th is shown and described.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: LernkappenvorrichtungLearning cap device
1212: GehäuseelementHousing element
1414th: AuflageflächeSupport surface
1616: ÖffnungsbereichOpening range
1717th: WandstärkeWall thickness
1818th: KoordinatensystemCoordinate system
2020th: AussparungRecess
2222nd: SensorvorrichtungSensor device
2424: InnenwandInner wall
2626th: Innenrauminner space
2828: AußenwandOuter wall
3030th: HaltevorrichtungHolding device
3232: NutGroove
3434: EndbereichEnd area
3636: EnergiespeicherelementEnergy storage element
3838: ÜbertragungselementTransmission element
4040: AufnahmebereichRecording area
4242: BetätigungsvorrichtungActuator
4444: LichtsignalelementLight signal element
4646: TastermodulPush button module
4848: SchweißzangeWelding gun
5050: Flanschflange
5252: Armpoor
5454: SchaftelementShaft element
5656: EndbereichEnd area
5858: Gegenstandobject
6060: SchallwelleSound wave
6262: AufsteckelementSlip-on element
6464: AufsetzelementAttachment element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

CA 2292372 [0006]
EP 2724808 A1 [0008]

Claims

Learning cap device (10) for use with welding tongs (48) comprising a housing element (12) which can be positioned on the welding tongs (48) so that a support surface (14) of the housing element (12) in the direction of a surface of an object to be welded (58) is alignable, characterized in that the housing element (12) has a sensor device (22) which is designed to provide at least one confirmation signal when the support surface (14) is positioned in a predetermined manner relative to the surface of the object (58) to be welded .

Learning cap device (10) after Claim 1 , wherein the support surface (14) is aligned parallel to a first horizontal axis of the housing element (12) and the predetermined positioning of the support surface (14) is achieved when a second vertical axis of the housing element (12), which is 90 ° to the first horizontal axis is provided, 90 ° to the surface to be welded of the object (58) is aligned.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the sensor device (22) comprises a movably mounted transmission element (38) which protrudes outwardly beyond the housing element (12) and beyond the support surface (14) and is only in the predetermined position the support surface (14) due to a contact with the surface to be welded inwardly into the housing element (12), so that a confirmation signal can be triggered by means of the transmission element (38) after the inward movement has taken place.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the transmission element (38) is provided in the form of a plunger element.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the transmission element (38) is provided in the form of a spherical element.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the confirmation signal can be provided by means of at least one actuating device (42) arranged on the sensor device (22), the actuating device (42) comprising at least one light signal element (44) and / or an acoustic signal element, so that at least one light signal and / or at least one acoustic signal can be provided.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the sensor device (22) comprises at least one energy storage element (36).

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing element (12) has a holding device (30) which is designed to hold the sensor device (22) and the at least one energy storage element (36) inside the housing element (12) in a user-defined manner To hold position.

Learning cap device (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing element (12) can be positioned on the welding tongs (48) via a round opening area (16), the opening area (16) having an outer dimension of the housing element (12) of 20 mm Has a diameter of 14.7 mm with a conical outlet into the interior of the housing element (12) to 14 mm and with an outer dimension of the housing element (12) of 16 mm a diameter of 11.7 mm with a conical outlet into the interior of the housing element (12 ) to 11 mm.

Welding tongs (48) with at least one learning cap device (10) according to FIGS Claims 1 to 9 .