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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft Schweißwerkzeuge für Roboter sowie Roboter.
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Hintergrund
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Bei einer herkömmlichen Technologie aus dem Stand der Technik des Schweißens unterschiedlicher Materialien, nämlich einer ersten Komponente aus z.B. Eisen und einer zweiten Komponente aus z.B. Aluminium, werden die erste Komponente und die zweite Komponente miteinander verschweißt, indem in der zweiten Komponente ein Durchgangsloch angeordnet wird, in das Durchgangsloch ein Schweißelement aus Eisen eingesetzt wird und das Schweißelement geschmolzen wird. Beispiele hierfür sind in den Druckschriften PTL 1 und PTL 2 offenbart.
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP 2018-34166
- PTL 2: JP 2018-103240
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Das oben beschriebene Verfahren zum Schweißen unterschiedlicher Metalle wird manchmal unter Verwendung eines Schweißbrenners durchgeführt, der am distalen Ende eines Roboterarms angebracht ist. In diesem Fall ist die Schweißgenauigkeit ungleichmäßig, wenn zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente ein Spalt vorhanden ist. Die oben genannten Druckschriften PTL 1 und PTL 2 offenbaren jedoch keine Technik zur Steuerung des oben genannten Spaltes, wenn der Schweißprozess mit dem Roboter durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die Richtung, in der sich die erste Komponente und die zweite Komponente überlappen, manchmal keine vertikale Richtung, sondern kann eine die vertikale Richtung schneidende Richtung oder eine horizontale Richtung sein. In solchen Fällen ist es noch wichtiger, den oben genannten Spalt zu steuern.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände ist es wünschenswert, die Schweißgenauigkeit zu verbessern, wenn ein Verfahren zum Schweißen unterschiedlicher Metalle mit einem Schweißbrenner durchgeführt wird, der an einem Roboterarm befestigt ist.
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Lösung des Problems
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenlegung stellt ein Schweißwerkzeug für einen Roboter bereit, das eine erste Komponente aus einem ersten Metall und eine zweite Komponente aus einem zweiten Metall unter Verwendung eines metallischen Schweißelements zusammenschweißt, das in einem in der zweiten Komponente vorgesehenen Durchgangsloch angeordnet ist. Das Schweißwerkzeug umfasst: einen Schweißbrenner, der an einem Arm eines Roboters angebracht ist; einen Elementschieber, der an einem distalen Ende des Arms angebracht ist, das Schweißelement halten kann und das gehaltene Schweißelement zwischen dem Schweißbrenner und dem Durchgangsloch anordnet und wenigstens einen Teil des Schweißelements innerhalb des Durchgangslochs anordnet; einen Komponentenschieber, der an dem distalen Ende des Arms angebracht und in einer axialen Richtung eines distalen Endes des Schweißbrenners beweglich ist; und eine Antriebseinrichtung, die den Komponentenschieber gegen die zweite Komponente drückt, um die zweite Komponente in Richtung der ersten Komponente zu drücken. Der Elementschieber ist in axialer Richtung relativ zum Komponentenschieber beweglich.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenlegung sieht einen Roboter vor, der eine erste Komponente aus einem ersten Metall und eine zweite Komponente aus einem zweiten Metall unter Verwendung eines metallischen Schweißelements zusammenschweißt, das in einem in der zweiten Komponente vorgesehenen Durchgangsloch angeordnet ist. Der Roboter umfasst: einen Arm; eine Steuerung, die die Bewegung des Arms steuert; einen Schweißbrenner, der an dem Arm angebracht ist; einen Elementschieber, der an einem distalen Ende des Arms angebracht ist, das Schweißelement halten kann und das gehaltene Schweißelement zwischen dem Schweißbrenner und dem Durchgangsloch anordnet und wenigstens einen Teil des Schweißelements innerhalb des Durchgangslochs anordnet; einen Komponentenschieber, der am distalen Ende des Arms angebracht und in einer axialen Richtung eines distalen Endes des Schweißbrenners beweglich ist; und eine Antriebseinrichtung, die den Komponentenschieber gegen die zweite Komponente drückt, um so die zweite Komponente in Richtung der ersten Komponente zu drücken. Der Elementschieber ist in axialer Richtung relativ zum Komponentenschieber beweglich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Vorderansicht eines Roboters gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung des Roboters gemäß dieser Ausführungsform.
- 3 ist eine Vorderansicht eines Werkzeugs und eines distalen Endes des Roboters gemäß dieser Ausführungsform.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Werkzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
- 5 ist eine Querschnittsansicht eines Schweißelementes, das beim Schweißen von unterschiedlichen Metallen gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess in die Steuerung des Roboters gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
- 7 veranschaulicht die Bewegung des Roboters und des Werkzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
- 8 veranschaulicht die Bewegung des Roboters und des Werkzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
- 9 veranschaulicht die Bewegung des Roboters und des Werkzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
- 10 veranschaulicht die Bewegung des Roboters und des Werkzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Ein vertikaler Knickarmroboter 1 und ein Werkzeug 2, das als Schweißwerkzeug für einen Roboter nach einer Ausführungsform dient, sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein Arm 10 des Roboters 1 umfasst eine Mehrzahl von Armgliedern und eine Mehrzahl von Gelenken sowie eine Mehrzahl von Servomotoren 11, die die entsprechenden Armglieder an der Mehrzahl von Gelenken antreiben (siehe 2). Bei den verwendeten Servomotoren 11 kann es sich um verschiedene Arten von Servomotoren handeln, wie z.B. Rotationsmotoren und Linearmotoren. Jeder Servomotor 11 umfasst einen Betriebspositionsdetektor, der seine Betriebsposition erfasst, z.B. einen Encoder. Ein Erfassungswert des Betriebspositionsdetektors wird an eine Steuerung 60 übertragen, die später beschrieben wird.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Werkzeug 2 am distalen Ende des Arms 10 des Roboters 1 befestigt. Eine erstes Komponente W1 und eine zweite Komponente W2 werden mit Hilfe des Werkzeugs 2 zusammengeschweißt. In dieser Ausführung setzt der Roboter 1 mit dem Werkzeug 2 ein Schweißelement E in ein in der zweiten Komponente W2 vorgesehenes Durchgangsloch H ein und schmilzt das Schweißelement E durch eine Lichtbogenentladung auf, wodurch die erste Komponente W1 und die zweite Komponente W2 durch das Schweißelement E miteinander verschweißt werden.
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In dieser Ausführungsform besteht die erste Komponente W1 und das Schweißelement E aus Eisen als erstem Metall, und die zweite Komponente W2 besteht aus einem Nichteisenmetall, wie z.B. einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, als zweitem Metall. Die Kombination ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Das Werkzeug 2 hat zum Beispiel ein Basiselement BA, das an einem Flanschelement 10a am distalen Ende des Arms 10 des Roboters 1 befestigt ist, und verfügt außerdem über eine Elementzuführung 20, einen Schweißbrenner 30, ein Stellglied 40 und einen optischen Sensor 50, die vom Basiselement BA getragen werden.
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Der verwendete Schweißbrenner 30 kann ein herkömmlicher Schweißbrenner zum Lichtbogenschweißen sein. Der Schweißbrenner 30 gemäß dieser Ausführungsform hat einen Brennerkörper 31 und ein Rohr 32, das sich vom Brennerkörper 31 erstreckt. Das distale Ende des Rohres 32 ist mit einer Gasdüse 32a versehen, wobei in der Gasdüse 32a eine Elektrode 32b (4) z.B. aus Wolfram angeordnet ist. Der Brennerkörper 31 ist an dem Basiselement BA befestigt, wobei der Brennerkörper 31 am distalen Ende des Arms 10 angebracht ist. Alternativ kann das zweite Armelement vom distalen Ende des Arms 10 den Brennerkörper 31 tragen.
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Wie in 1 und 3 dargestellt, weist die Elementzuführung 20 ein erstes Halteglied 21 auf, dessen eines Ende am Basisteil BA befestigt ist und dessen anderes Ende sich vom Basisteil BA weg erstreckt. Außerdem weist die Elementzuführung 20 einen Luftzylinder 22 auf, der als Linearantrieb dient und am ersten Halteglied 21 befestigt ist, sowie einen Elementhalter 23, der an einem Ende einer Stange 22a des Luftzylinders 22 befestigt ist. Als Alternative zum Luftzylinder 22 kann ein elektrischer Zylinder, wie z.B. eine Linearführung, ein Hydraulikzylinder oder ein herkömmlicher Linearbewegungsmechanismus verwendet werden.
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Der Luftzylinder 22 hat einen Zylinder 22b, in dem das andere Ende der Stange 22a angeordnet ist, wobei der Zylinder 22b von einer Luftzufuhr (nicht abgebildet) mit Luft versorgt wird. Beispielsweise werden eine Kammer am distalen Ende und eine Kammer am unteren Ende des Zylinders 22b beliebig mit Luft von der Luftzufuhr versorgt, wodurch die Stange 22a in einen maximal ausgefahrenen oder einen eingefahrenen Zustand versetzt wird.
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Wie in 3 dargestellt, hat der Elementhalter 23 eine Stützbasis 23a, die am distalen Ende der Stange 22a befestigt ist, und ein Halteglied 23b, dessen eines Ende an der Stützbasis 23a befestigt ist. Das eine Ende des Halteglieds 23b ist mit Hilfe einem Bolzen B an der Stützbasis 23a befestigt. Durch vorübergehendes Lösen des Bolzens B kann die Ausrichtung des Halteglieds 23b relativ zur Stützbasis 23a eingestellt werden. Ein Magnet 23c ist am Halteglied 23b befestigt, wobei das Schweißelement E mit Hilfe des Magneten 23c am Träger 23b abgestützt wird.
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Wie in 3 dargestellt, hat das Stellglied 40 ein zweites Halteglied 41, dessen eines Ende an dem Basiselement BA befestigt ist und dessen anderes Ende sich von dem Basiselement BA weg erstreckt. Das Stellglied 40 hat auch ein Stellglied 42, das an dem zweiten Halteglied 41 befestigt ist. Das Stellglied 42 hat eine Schiene 42a, die sich in einer Richtung erstreckt, die die axiale Richtung des Luftzylinders 22 schneidet, und einen Schieber 42b, der sich entlang der Schiene 42a bewegt. Das Stellglied 42 hat auch eine Antriebseinrichtung 42c, wie z.B. einen Servomotor, zum Antrieb des Schiebers 42b entlang der Schiene 42a. Darüber hinaus verfügt das Stellglied 42 über einen Kugelgewindetrieb 42e, der mit einem Schraubelement 42d ausgestattet ist, das mit einem Teil des Schiebers 42b verschraubt ist und das von der Antriebseinrichtung 42c gedreht wird. Das verwendete Stellglied 42 kann eine herkömmliche Linearführung sein. Alternativ kann ein anderer Linearbewegungsmechanismus als Stellglied 42 verwendet werden.
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Wie in 3 dargestellt, hat das Stellglied 40 einen Komponentenschieber 43, der am Schieber 42b befestigt ist. Der Komponentenschieber 43 erstreckt sich in einer Richtung entlang der Schiene 42a. Der Komponentenschieber 43 bewegt sich zusammen mit dem Schieber 42b entlang der Schiene 42a relativ zum Schweißbrenner 30. Die Bewegungsrichtung des Komponentenschiebers 43 verläuft entlang der axialen Richtung der Gasdüse 32a oder der Elektrode 32b am distalen Ende des Schweißbrenners 30.
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Obwohl der Komponentenschieber 43 in dieser Ausführung im Querschnitt U- oder C-förmig ist, kann die Querschnittsform eine andere Form aufweisen. Die Gasdüse 32a des Schweißbrenners 30 ist innerhalb des Komponentenschiebers 43 an dessen einem Ende angeordnet, wobei das andere Ende des Komponentenschiebers 43 am Schieber 42b befestigt ist.
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Wie in 3 dargestellt, verfügt das Stellglied 40 über einen Elementschieber 44, der sich in Längsrichtung in Richtung entlang der Schiene 42a erstreckt. Der Elementschieber 44 wird durch das zweite Halteglied 41, das Stellglied 42 oder den Komponentenschieber 43 abgestützt. Der Elementschieber 44 ist in der Richtung entlang der Schiene 42a relativ zum Schweißbrenner 30, der Schiene 42a des Stellglieds 42 und dem Komponentenschieber 43 beweglich. Die Bewegungsrichtung des Elementschiebers 44 ist eine Richtung entlang einer axialen Richtung der Elektrode 32b der Gasdüse 32a am distalen Ende des Schweißbrenners 30.
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Ein Ende des Elementschiebers 44 ist mit einem Elementhalter 45 zur Aufnahme des Schweißelements E versehen. Der Elementhalter 45 besteht aus einem Material mit geringer elektrischer Leitfähigkeit (d.h. einem Isoliermaterial). Der Elementhalter 45 ist zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt. Der Elementhalter 45 hat eine erste Klaue 45a und eine zweite Klaue 45b, die der ersten Klaue 45a zugewandt ist. Wie in 4 dargestellt, verwendet der Elementhalter 45 die erste Klaue 45a und die zweite Klaue 45b, um den äußeren Umfang des Schweißelements E zu halten.
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In einem Beispiel hat das Schweißelement E einen Abschnitt großen Durchmessers E1 und einen Abschnitt kleinen Durchmessers E2, wie in 5 gezeigt, wobei der Abschnitt großen Durchmessers E1 vom Elementhalter 45 gehalten wird.
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Bei dieser Ausführungsform ist an einem Zwischenabschnitt des Elementschiebers 44 in dessen Längsrichtung ein Befestigungselement 46 befestigt. An dem Befestigungselement 46 ist ein Wellenelement 46a befestigt, das sich in Richtung der Schiene 42a erstreckt. Ein Ende des Wellenelements 46a ist mit einem Befestigungselement 46b am Zwischenabschnitt des Elementschiebers 44 befestigt. Das andere Ende des Wellenelements 46a ist beweglich durch ein Halteglied 47 gestützt, das an einem Zwischenabschnitt des Elementschiebers 43 in dessen Längsrichtung befestigt ist. Der Wellenelement 46a ist in der Richtung entlang der Schiene 42a relativ zum Komponentenschieber 43 beweglich.
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Ein Vorspannelement 48, z.B. eine Schraubenfeder, ist zwischen dem Befestigungselement 46b und dem Halteglied 47 vorgesehen. Das Vorspannelement 48 spannt den Elementschieber 44 in Richtung seines einen Endes relativ zum Komponentenschieber 43 vor. Das andere Ende des Wellenelements 46a ist mit einem Widerlagerabschnitt 46c versehen. Der Widerlagerabschnitt 46c liegt am Halteglied 47 an, so dass die Bewegung des Elementschiebers 44 in Richtung seines einen Endes relativ zum Komponentenschieber 43 gesteuert wird.
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Beispiele für den verwendeten optischen Sensor 50 sind eine herkömmliche zweidimensionale Kamera, eine herkömmliche dreidimensionale Kamera und ein herkömmlicher dreidimensionaler Abstandssensor.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Steuerung 60 des Roboters 1 beispielsweise einen Prozessor 61 mit einer Zentraleinheit (CPU) und einen Random-Access-Speicher (RAM), eine Anzeigeeinrichtung 62, eine Speichereinrichtung 63, wie eine nichtflüchtige Speichereinheit oder einen Nur-Lese-Speicher (ROM), mehrere Servosteuerungen 64, die jeweils dem Servomotor 11 des Roboters 1 entsprechen, und ein Programmierhandgerät 65, das mit die Steuerung 60 verbunden ist und von einem Bediener getragen werden kann. Das Programmierhandgerät 65 kann so ausgebildet sein, dass es drahtlos mit die Steuerung 60 kommunizieren kann.
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Der Schweißbrenner 30, der Luftzylinder 22 und die Antriebseinrichtung 42c sind mit die Steuerung 60 verbunden, so dass der Schweißbrenner 30, ein elektromagnetisches Ventil des Luftzylinders 22 und die Antriebseinrichtung 42c von die Steuerung 60 gesteuert werden.
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In der Speichereinrichtung 63 ist ein Systemprogramm 63a gespeichert. Das Systemprogramm 63a ist für eine Grundfunktion die Steuerung 60 zuständig. Weiterhin sind in der Speichereinrichtung 63 ein Betriebsprogramm 63b und ein Positionserfassungsprogramm 63c zur Erfassung der Position des in der zweiten Komponente W2 vorgesehenen Durchgangslochs H gespeichert.
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Auf der Grundlage des Betriebsprogramms 63b steuert die Steuerung 60 den Roboter 1, um das Werkzeug 2 an einer Position zur Durchführung des Schweißvorgangs zu positionieren und den Roboter 1 und das Werkzeug 2 zu veranlassen, die erste Komponente W1 und die zweite Komponente W2 miteinander zu verschweißen. Um das Werkzeug 2 an der Schweißposition zu positionieren, führt die Steuerung 60 außerdem die Erfassung der Position des Durchgangslochs H auf der Grundlage des Positionserfassungsprogramms 63c durch. Der in die Steuerung 60 auf der Grundlage des Betriebsprogramms 63b und des Positionserfassungsprogramms 63c durchgeführte Prozess ist im Folgenden anhand eines in 6 dargestellten Flussdiagramms beschrieben.
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Zunächst führt die Steuerung 60 eine herkömmliche Bildverarbeitung, wie Binärverarbeitung und Kantenverarbeitung, auf einem vom optischen Sensor 50 erfassten Bild durch und erkennt die Position des Durchgangslochs H in der zweiten Komponente W2 anhand des verarbeiteten Bildes (Schritt S1). Dann, in einem Zustand, in dem das Schweißelement E durch das Halteglied 23b des Elementhalters 23 gestützt wird, bewegt die Steuerung 60 den Arm 10 durch Steuerung der Servomotoren 11, um das Werkzeug 2 an einer Schweißvorbereitungsposition anzuordnen, die der erfassten Position des Durchgangslochs H entspricht, wie in 3 dargestellt (Schritt S2).
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Wenn die Position, an der das Werkzeug 2 angeordnet werden soll, vorgegeben ist, kann z.B. Schritt S1 weggelassen werden. Darüber hinaus kann eine spezielle Maschine verwendet werden, um das Schweißelement E dem Halteglied 23b zuzuführen, oder der Roboter 1 kann das Werkzeug 2 in Richtung der Zuführung des Schweißelements E bewegen, um das Schweißelement E dem Halteglied 23b zuzuführen.
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Anschließend bewegt die Steuerung 60, wie in 7 dargestellt, die Stange 22a des Luftzylinders 22 in eine vorbestimmte hervorvorstehende Position (Schritt S3). Zum Beispiel bringt die Steuerung 60 die Stange 22a des Luftzylinders 22 in einen maximal hervorstehenden Zustand (Schritt S3). Dementsprechend ist das durch das Halteglied 23b abgestützte Schweißelement E zwischen der Gasdüse 32a des Schweißbrenners 30 und des Durchgangslochs H in der zweiten Komponente W2 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Komponentenschieber 43 durch die Antriebseinrichtung 42c in einer zurückgezogenen Position P0 angeordnet. Darüber hinaus liegt der Widerlagerabschnitt 46c an dem Halteglied 47 des Komponentenschiebers 43 an, so dass der Elementhalter 45 des Elementschiebers 44 ebenfalls an einer Position in der Nähe des Schweißbrenners 30 angeordnet ist. Die Reihenfolge, in der Schritt S2 und Schritt S3 ausgeführt werden, kann umgekehrt sein.
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Anschließend ordnet die Steuerung 60, wie in 8 dargestellt, mit der Antriebseinrichtung 42c den Komponentenschieber 43 an einer ersten Vorwärtsposition P1 an (Schritt S4). Die erste vordere Position P1 befindet sich näher an der zweiten Komponente W2 als die zurückgezogene Position P0. Dementsprechend wird das Schweißelement E, das durch das Halteglied 23b abgestützt wird, durch den Elementhalter 45 des Elementschiebers 44 gehalten.
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Die Ausrichtung des Halteglieds 23b relativ zur Stützbasis 23a des Elementhalters 23 ist durch Lösen des Bolzens B einstellbar. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, um eine reibungslose Bewegung des Schweißelements E vom Halteglied 23b zum Elementhalter 45 zu erreichen.
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Anschließend setzt die Steuerung 60, wie in 9 dargestellt, den Luftzylinder 22 in einen komprimierten Zustand (Schritt S5) und bewegt mit der Antriebseinrichtung 42c den Komponentenschieber 43 in eine zweite Vorwärtsposition P2 (Schritt S6). In der zweiten Vorwärtsposition P2 wird der Komponentenschieber 43 durch die Antriebseinrichtung 42c gegen die zweite Komponente W2 gedrückt. Natürlich befindet sich die zweite Vorwärtsposition P2 näher an der zweiten Komponente W2 als die erste Vorwärtsposition P1.
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Während sich der Komponentenschieber 43 von der ersten vorderen Position P1 in die zweite vordere Position P2 bewegt, wird der Elementhalter 45 des Elementschiebers 44 gegen die zweite Komponente W2 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt ist der vom Elementhalter 45 gehaltene Abschnitt E2 mit kleinem Durchmesser des Schweißelements E innerhalb des Durchgangslochs H angeordnet. Alternativ kann das Schweißelement E auch vollständig innerhalb des Durchgangslochs H angeordnet sein. Wenn sich der Komponentenschieber 43 in diesem Zustand in die zweite vordere Position P2 bewegt, bewegt sich der Komponentenschieber 44 relativ zum Komponentenschieber 43 gegen das Vorspannelement 48.
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Um den Komponentenschieber 43 mit einer vorgegebenen Kraft im Schritt S6 gegen die zweite Komponente W2 zu drücken, führt die Steuerung 60 eine Kraftsteuerung auf der Basis eines Antriebsstromwertes der Antriebseinrichtung 42c durch. Dementsprechend wird die zweite Komponente W2 mit einer vorbestimmten Kraft gegen die erste Komponente W1 gedrückt.
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Anschließend bewegt die Steuerung 60, wie in 10 dargestellt, den Arm 10 durch Ansteuerung der Servomotoren 11. Durch die Bewegung des Arms 10 nähert sich der Schweißbrenner 30 der zweiten Komponente W2, und die Gasdüse 32a und die Elektrode 32b des Schweißbrenners 30 nähern sich dem Schweißelement E (Schritt S7). Beim Ausführen von Schritt S7 steuert die Steuerung 60 die Antriebseinrichtung 42c, um den Komponentenschieber 43 entsprechend dem Bewegungsbetrag des Schweißbrenners 30 in Richtung der zurückgezogenen Position P0 zu bewegen. Außerdem führt die Steuerung 60 beim Ausführen von Schritt S7 die oben erwähnte Kraftsteuerung durch, um die Kraft zum Drücken des Komponentenschiebers 43 gegen die zweite Komponente W2 aufrechtzuerhalten. Dementsprechend ist, in einem Zustand, in dem die zweite Komponente W2 durch den Komponentenschieber 43 gegen die erste Komponente W1 gedrückt wird, der Schweißbrenner 30 näher an die zweite Komponente W2 und das Schweißelement E herangeführt.
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Anschließend steuert die Steuerung 60 den Schweißbrenner 30 an, um das Schweißelement E zu schmelzen, wodurch die erste Komponente W1 und die zweite Komponente W2 unter Verwendung des Schweißelements E zusammengeschweißt werden (Schritt S8).
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Dann steuert die Steuerung 60 die Servomotoren 11 an, um den Arm 10 zu bewegen, wodurch das Werkzeug 2 in eine vorbestimmte Bereitschaftsposition gebracht wird (Schritt S9).
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Bei dieser Ausführungsform ist der Komponentenschieber 43 durch die Antriebseinrichtung 42c in axialer Richtung des distalen Endes des Schweißbrenners 30 relativ zum Schweißbrenner 30 beweglich. Dabei wird der Komponentenschieber 43 durch die Antriebseinrichtung 42c gegen die zweite Komponente W2 gedrückt, wobei die zweite Komponente W2 gegen die erste Komponente W1 geschoben werden kann. Mit dieser Konfiguration lässt sich ein Spalt zwischen der ersten Komponente W1 und der zweiten Komponente W2 entsprechend steuern. Dies ist vorteilhaft zur Verbesserung der Schweißgenauigkeit.
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Darüber hinaus kann in dieser Ausführungsform der Elementschieber 44 wenigstens einen Teil des gehaltenen Schweißelements E innerhalb des Durchgangslochs H in der zweiten Komponente W2 anordnen und ist in axialer Richtung des distalen Endes des Schweißbrenners 30 relativ zum Komponentenschieber 43 beweglich. Daher kann sich in einem Zustand, in dem wenigstens ein Teil des Schweißelements E durch den Elementschieber 44 innerhalb des Durchgangslochs H angeordnet ist, der Komponentenschieber 43 in Richtung der zweiten Komponente W2 bewegen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft sowohl für die zuverlässige Anordnung des Schweißelements E als auch für die Steuerung des Spalts zwischen der ersten Komponente W1 und der zweiten Komponente W2.
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Darüber hinaus wird in dieser Ausführung die Position des Durchgangslochs H mit Hilfe des optischen Sensors 50 erfasst. Daher ist das Werkzeug 2 an einer geeigneten Position angeordnet, die dem Durchgangsloch H entspricht. Dies ist vorteilhaft für die Verbesserung der Schweißgenauigkeit.
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Außerdem ist in dieser Ausführungsform die Antriebseinrichtung 42c ein Servomotor, wobei die Antriebseinrichtung 42c den Komponentenschieber mit einer vorgegebenen Kraft gegen die zweite Komponente drückt. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, um eine genauere Steuerung des Spaltes zwischen der ersten Komponente W1 und der zweiten Komponente W2 zu erreichen.
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Darüber hinaus steuert in dieser Ausführungsform in einem Zustand, in dem der Komponentenschieber 43 durch Steuerung der Antriebseinrichtung 42c gegen die zweite Komponente W2 gedrückt wird, die Steuerung 60 den Arm 10, um den Schweißbrenner 30 näher an die zweite Komponente W2 zu bringen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, um den Spalt zwischen der ersten Komponente W1 und der zweiten Komponente W2 während des Schweißens genau zu steuern.
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Darüber hinaus steuert in dieser Ausführungsform die Steuerung 60 bei Annäherung des Schweißbrenners 30 an die zweite Komponente W2 die Antriebseinrichtung 42c, um den Komponentenschieber 43 relativ zum Schweißbrenner 30 entsprechend dem Bewegungsbetrag des Schweißbrenners 30 in Richtung der zweiten Komponente W2 zu bewegen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, um den Spalt zwischen der ersten Komponente W1 und der zweiten Komponente W2 während des Schweißens genau zu steuern.
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Durch die Verwendung der oben beschriebenen Technologie kann die Schweißgenauigkeit beim Schweißen unterschiedlicher Metalle mit dem Schweißbrenner 30, der am Arm 10 des Roboters 1 angebracht ist, verbessert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboter
- 2
- Werkzeug (Schweißwerkzeug)
- 10
- Arm
- 20
- Elementzuführung
- 21
- erstes Halteglied
- 22
- Luftzylinder (Linearantrieb)
- 23
- Elementhalter
- 23b
- Halteglied
- 30
- Schweißbrenner
- 32a
- Gasdüse
- 32b
- Elektrode
- 40
- Stellglied
- 41
- zweites Halteglied
- 42
- Stellglied
- 42a
- Schiene
- 42b
- Schieber
- 42c
- Antriebseinrichtung
- 43
- Komponentenschieber
- 44
- Elementschieber
- 45
- Elementhalter
- 46
- Befestigungselement
- 46a
- Wellenelement
- 46b
- Befestigungsglied
- 47
- Halteglied
- 48
- Vorspannelement
- 50
- optischer Sensor
- 60
- Steuerung
- 63b
- Betriebsprogramm
- 63c
- Positionserfassungsprogramm
- W1
- erste Komponente
- W2
- zweite Komponente
- E
- Schweißelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018034166 [0002]
- JP 2018103240 [0002]
