DE10202518A1 - Schweisszange - Google Patents

Abstract

Schweißzange, mit folgenden Merkmalen: DOLLAR A - zwei Schweißzangenschenkel, mit jeweils einer Elektrode (1), jeweils einem ersten Schenkelelement (2), einem zweiten Schenkelelement (3) und einem Anlenkhebel (4) sowie jeweils einem Verbindungselement (5) zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Schenkelelement (3), wobei die Verbindungselement (5) an einem gemeinsamen ortsfesten Bezugspunkt (6) drehbar angeordnet sind und wobei die Anlenkhebel (4) derart miteinander durch eine mechanische Kopplung (8) gekoppelt sind, dass jeder Schweißzangenschenkel über die Kopplung (8) eine Bewegung ausführt, DOLLAR A - Mittel (9) zum Antrieb der Kopplung.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schweißzange, die z. B. zum roboterbetriebenen Schweißen von Automobilkarosserien benutzt werden kann.
• Ferner betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zum Betrieb einer Schweißzange und die Verwendung einer Schweißzange für einen Schweißroboter.
• Üblicherweise werden bei solchen Schweißzangen die Zangenschenkel mit Hilfe von Pneumatik- bzw. Hydraulikzylindern betätigt. Bei der Betätigung, d. h. beim Antrieb von solch ausgebildeten Schweißzangen treten aber sehr häufig folgende Unzulänglichkeiten auf: schlechte Positionierbarkeit, elastisches Verhalten und Leckageprobleme.
• Aus der JP 1997-248678 ist bekannt, als Antrieb für eine Schweißzange einen Servomotor zu verwenden. Dabei wird allerdings nur ein Zangenschenkel vom Antrieb bewegt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schweißzange mit gegenüber bekannten Schweißzangen verbesserten Eigenschaften im Hinblich auf die Zangenkraft, die Positionierbarkeit und des Weitertransports des zu schweißenden Materials zur Verfügung zu stellen.
• Die Erfinder sind dabei von der Erkenntnis ausgegangen, dass ein Antrieb, der es ermöglicht beide Schweißzangenschenkel zu bewegen, günstige Schweißeigenschaften ermöglicht.
• Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung einer Kombination von Hebel und Kopplung (Getriebe) wird eine direkte Steuerung von Kraft und Geschwindigkeitsverlauf der Schweißzangenschenkel ermöglicht. Dadurch können anwendungsfallspezifisch angepasste Prozesskräfte erzeugt werden (z. B. hohe Geschwindigkeit beim Schließen, aber hohe Kräfte beim Zusammenpressen).
• Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Schweißzangenschenkel symmetrisch betätigbar sind. Dadurch ist es leichter die Elektroden am Arbeitspunkt zu positionieren. Außerdem können höhere Kräfte beim Zusammenpressen erzeugt werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Länge der Anlenkhebel variierbar ist. Dadurch lassen sich die Kräfte beim Zusammenpressen sehr gut justieren und der Anwender hat eine hohe Flexibilität bei der Auswahl des Antriebs.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Länge der Verbindungselemente statisch und/oder dynamisch variierbar ist. Dadurch kann sehr leicht die Öffnung am Arbeitspunkt variiert werden. Die Veränderung der Länge der Verbindungselemente kann auch dynamisch im Betrieb erfolgen. Aufwendige Umrüstaktivitäten werden dadurch vermieden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Kopplung als Umlaufgetriebe ausgebildet ist. Durch die flexible Wahl eines geeigneten Antriebs lassen sich jeweils bedarfsgerechte Kraft/Weg-Verläufe erreichen.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Kopplung als Exzentergetriebe ausgebildet ist. Durch die flexible Wahl eines geeigneten Antriebs lassen sich jeweils bedarfsgerechte Kraft/Weg-Verläufe erreichen.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Kopplung als Hebelgetriebe ausgebildet ist. Durch die flexible Wahl eines geeigneten Antriebs lassen sich jeweils bedarfsgerechte Kraft/Weg-Verläufe erreichen.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Elektroden nachführbar sind. Aufwendige Umrüstaktivitäten werden dadurch vermieden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass wenigstens ein Verbindungselement die Länge Null aufweist. Dadurch kann eine kostengünstigere Ausgestaltung der Schweißzange erreicht werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt in der Verwendung der Schweißzange für einen Schweißroboter. Die erfindungsgemäße Schweißzange ist wegen ihrer flexiblen Ausgestaltung für unterschiedliche Robotertypen geeignet, insbesondere für punktgesteuerte oder bahngesteuerte (z. B. beim Schmelzschweißen) Roboter.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt in einer Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zum Betrieb einer Schweißzange. Durch eine geeignete Schweißvorrichtung kann die erfindungsgemäße Schweißzange sehr leicht im industriellen Umfeld eingesetzt werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt in einer Schweißvorrichtung zur Verwendung für einen Schweißroboter. Diese Ausgestaltung ist für unterschiedliche Robotertypen geeignet.
• Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich anhand der nun folgenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit den Figuren. Soweit in unterschiedlichen Figuren Elemente mit gleichen Funktionalitäten beschrieben sind, sind diese mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Es zeigen:
• Fig. 1 die erfindungsgemäße Schweißzange mit einer Halterung und
• Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schweißzange mit Antriebs- und Kopplungselementen.
• Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schweißzange mit einer Halterung 10. Die Schweißzange enthält Elektroden 1, die Schweißvorgang am Arbeitspunkt 7 zusammengebracht werden. Es ist möglich, die Elektroden und die entsprechende Halterung dazu so auszubilden, dass die Elektroden nachführbar sind, dadurch können aufwändige Umrüstzeiten vermieden werden. Weiterhin enthält die Schweißzange erste Schenkelelemente 2 und zweite Schenkelelemente 3, die durch Verbindungselemente 5 jeweils voneinander getrennt sind. Die Verbindungselemente 5 sind im Bezugspunkt 6 durch ein Scharnier miteinander verbunden und drehbar angeordnet. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist die Halterung 10 über einen Steg mit der Schweißzange verbunden. Auf Höhe des Bezugspunktes 6 ist dieser Steg am unteren Verbindungselement 5 angebracht. Mit Hilfe der Halterung 10 kann die Schweißzange an entsprechenden Vorrichtungen oder an Robotern angebracht werden. Vorteilhafterweise ist die Halterung 10 so ausgestaltet, dass sie auch entsprechende Antriebe und Verkabelungen für die Schweißzange mit aufnehmen kann.
• Jeweils an den zweiten Schenkelelementen 3 sind Anlenkhebel 4 angebracht. Die Anlenkhebel jeweils an ihrem Ende durch eine mechanische Kopplung so miteinander gekoppelt werden, dass jeder Schweißzangenschenkel eine Bewegung ausführt. Bei entsprechender Ausgestaltung der Koppelung können symmetrische Bewegungen der Schweißzangenschenkel erreicht werden. Symmetrische Bewegungen geben günstige Eigenschaften auf den zu verrichtenden Schweißvorgang. Die Koppelung kann sehr geschickt als ein Getriebe ausgebildet werden. Als Antrieb dieses Getriebes eignet sich z. B. ein Elektromotor. Mögliche Getriebetypen können Umlaufgetriebe (Stirnrad, Kegelrad, Gewindetrieb oder Schneckengetriebe) sein oder auch Hebegetriebe. Auch ist eine Kombination aus beiden Typen denkbar.
• Der Arbeitspunkt 7 kann durch Variation der Schenkelelemente (erstes und zweites), der Verbindungselemente oder der Anlenkhebel sehr leicht geändert werden. Dadurch kann die Positionierung des Arbeitspunktes z. B. in einer Schweißstraße den jeweiligen Bedürfnissen sehr einfach angepasst werden. Diese Verstellungen können mechanisch durch Justage, aber ebenso auch elektromotorisch, d. h. dynamisch, im Betrieb erfolgen. Durch die Verwendung einer kombinierten Getriebe-/Hebellösung ergeben sich folgende Vorteile: direkte Steuerungsmöglichkeit von Kraft und Geschwindigkeitsverlauf der Schweißzangenschenkel und eine jeweils dem Anwendungsfall angepasste Erzeugung der Prozesskräfte, z. B. hohe Geschwindigkeit beim Schließen, aber hohe Kräfte beim Zusammenpressen. Außerdem ermöglicht die Verwendung elektrischer Antriebe eine dezentrale Steuerung der Schweißzange. Durch die Kombination aus elektrischem Servoantrieb mit Getriebe (Hebel- oder Exzentergetriebe) wird ein bedarfsgerechter Kraft-/Weg-Verlauf erreicht. Die erfindungsgemäße Schweißzange kann besonders zum Schweißen von Automobilkarosserien eingesetzt werden.
• Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Schweißzange mit Antriebs- und Kopplungselementen. Es sind die Elektroden 1 dargestellt, die im Arbeitspunkt 7 für den Schweißvorgang zusammengebracht werden müssen. Die Elektroden 1 sind jeweils am ersten Schenkelelement 2 befestigt. An ein erstes Schenkelelement 2 schließt sich jeweils ein zweites Schenkelelement 3 an. An der Nahtstelle zwischen dem ersten Schenkelelement 2 und dem zweiten Schenkelelement 3 befindet sich jeweils ein Verbindungselement 5. Die Verbindungselemente 5 sind im Bezugspunkt 6 drehbar miteinander verbunden. An den zweiten Schenkelelementen 3 sind jeweils Anlenkhebel 4 angebracht, die über eine Kopplung miteinander verbunden sind. So eine Kopplung kann z. B. ein Exzentergetriebe sein. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist dargestellt, dass ein Elektromotor 9 die Kopplung, d. h. das Getriebe, antreibt.

Claims (12)

1. Schweißzange, mit folgenden Merkmalen:
zwei Schweißzangenschenkel, mit jeweils einer Elektrode (1), jeweils einem ersten Schenkelelement (2), einem zweiten Schenkelelement (3) und einem Anlenkhebel (4), sowie jeweils einem Verbindungselement (5) zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Schenkelelement (3), wobei die Verbindungselemente (5) an einem gemeinsamen ortsfesten Bezugspunkt (6) drehbar angeordnet sind und wobei die Anlenkhebel (4) derart miteinander durch eine mechanische Kopplung (8) gekoppelt sind, dass jeder Schweißzangenschenkel über die Kopplung (8) eine Bewegung ausführt,
Mittel (9) zum Antrieb der Kopplung.

2. Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißzangenschenkel symmetrisch betätigbar sind.

3. Schweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Anlenkhebel variierbar ist.

4. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Verbindungselemente statisch und/oder dynamisch variierbar ist.

5. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung als Umlaufgetriebe ausgebildet ist.

6. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung als Exzentergetriebe ausgebildet ist.

7. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung als Hebelgetriebe ausgebildet ist.

8. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (1) nachführbar sind.

9. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verbindungselement (5) die Länge Null aufweist.

10. Schweißzange nach den Ansprüchen 1 bis 9 zur Verwendung für einen Schweißroboter.

11. Schweißvorrichtung zum Betrieb einer Schweißzange nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 mit folgenden Merkmalen:

- Mittel (10) zum Handhaben der Schweißzange,

- Mittel zum Steuern der Schweißzange,

- Mittel für die elektrische Versorgung der Schweißzange.

12. Schweißvorrichtung zur Verwendung für einen Schweißroboter nach Anspruch 11.