DE19730557A1

DE19730557A1 - Programmierspitze

Info

Publication number: DE19730557A1
Application number: DE1997130557
Authority: DE
Inventors: Frank Satzke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-01-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Programmieren eines Schweißroboters, bei dem der einen Düsenstock zum Einsetzen einer Stromdüse und zum Durchführen des Schweißdrahtes auf weisende Arbeitsarm des Roboters mit seinem Ende manuell oder mittels eines Rechners an gewünschte Bearbeitungspunkte eines Werkstückes oder einer Werkstückschablone geführt und die räumliche Lage des entsprechenden Bearbeitungspunktes abge speichert wird, wenn das Ende des Arbeitsarmes den Bear beitungspunkt berührt.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Kontaktspitze zur Durchführung dieses Programmierverfahrens.

Schweißroboter zum Durchführen von Elektroschweißarbeiten an Werkstücken werden nach dem Stand der Technik so programmiert, daß der räumlich bewegliche Arbeitsarm, der an seinem vorderen Ende eine Stromdüse für den Schweißdraht trägt, an die ge wünschten Schweißpunkte eines fest eingespannten oder trans latorisch bewegbaren Werkstückes herangeführt wird, wobei die entsprechende räumliche Position des Schweißarmes in einem Rechner abgespeichert wird, wenn der durch die Stromdüse ge führte, vorstehende Schweißdraht das Werkstück an dem ent sprechenden Bearbeitungspunkt berührt.

Das Heranführen des Roboterarmes an die spätere Schweißstelle kann dabei durch ein manuelles Führen des Roboterarmes oder automatisch über einen Rechner erfolgen, in den zur Bewegung des Schweißarmes die gewünschten Koordinatenpunkte des Be arbeitungspunktes eingegeben werden.

Bei dem beschriebenen Programmieren des Schweißroboters ist es außerordentlich wichtig, daß die Lage der Bearbeitungspunkte sehr exakt erfaßt und abgespeichert werden, da die Qualität der durchzuführenden Schweißarbeiten bzw. der Schweißpunkte und Schweißnähte entscheidend von einem exakten Abstand der Stromdüse vom Werkstück abhängt.

Wie bereits beschrieben, wird die Lage des Bearbeitungspunktes dann abgespeichert, wenn der aus der Stromdüse hervorragende Schweißdraht das Werkstück an der entsprechenden Stelle be rührt.

Bei diesem Verfahren ist es jedoch nachteilig, daß sich der meist relativ weiche Schweißdraht beim Programmieren gering fügige verbiegt und sich somit der angestrebte fixe Abstand von der Stromdüse zum Werkstück bei weiteren Programmier schritten ändern kann.

Darüber hinaus wird die effektive Länge des Schweißdrahtes bei räumlichen Bewegungen des Roboterarmes zwangsläufig geändert. Der Schweißdraht, der durch die Stromdüse, den Düsenstock und den Roboterarm über die als Schlauchpaket bezeichnete Draht zuführung zum Drahtkoffer geführt wird, unterliegt beim Bewe gen des Roboterarmes einem gewissen Schlupf, so daß die Draht abstände zum Werkstück beim Programmieren zu kurz oder zu lang werden können.

Da somit das durch die Stromdüse geführte überstehende Ende des Schweißdrahtes keine exakt definierte Länge hat, wird beim herkömmlichen Programmieren von Schweißrobotern trotz angeb lich exakter Erfassung der Bearbeitungspunkte kein optimales Schweißresultat erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Programmierverfahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein verbessertes Schweißresultat erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur räumlichen Erfassung und Speicherung der Bearbeitungspunkte eine am Düsenstock oder am Arbeitsarm des Schweißroboters befestigbare Kontaktspitze verwendet wird, deren Kontaktfläche zur Berührung des Werkstückes oder der Werkstückschablone ei nen in beliebigen freien Stellungen des Arbeitsarmes zum Ende des Düsenstockes bzw. der Stromdüse gleichbleibenden, fixen Abstand aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Programmierverfahren wird also nicht mehr der Schweißdraht selber gegen das Werkstück geführt, vielmehr wird beispielsweise eine Art Adapter verwendete, der aufgrund seiner unveränderlichen, exakt definierten Länge da für sorgt, daß stets ein gleichbleibender Abstand zwischen dem Roboterarmende und dem Werkstück beim Erfassen und Abspeichern der Bearbeitungspunkte und somit auch beim späteren Durch führen der Schweißarbeiten gewährleistet ist.

Dieser Adapter ist erfindungsgemäß als Kontaktspitze ausge bildet, die in die Gewindebohrung des Düsenstockes zur Auf nahme der Stromdüse anstelle der Stromdüse beim Programmieren eingeschraubt wird, wobei sie, wie die Stromdüse, eine um laufende Schulter aufweist, die sich beim Einschrauben gegen das freie Ende des Düsenstocks anlegt.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Kontaktspitze exakt im Düsenstock sitzt und somit ein fixer Abstand zum Werkstück gegeben ist, wenn die Kontaktspitze das Werkstück berührt.

Die Kontaktspitze selber weist vorzugsweise Eingriffsflächen auf, die mit den Antriebsflächen eines Drehmomenten übertra genden Schraubwerkzeuges zusammenwirken können, so daß die Kontaktspitze mit dem entsprechenden Anzugsmoment exakt in den Düsenstock eingeschraubt werden kann.

Vorzugsweise liegen die Eingriffsflächen parallel zueinander, damit zum Einschrauben bzw. Lösen der Kontaktspitze übliche Schraubenschlüssel verwendet werden können.

Die Eingriffsflächen zum Ansetzen des Schraubwerkzeuges sind vorzugsweise auf der Umfangsfläche einer Aufnahmehülse aus gebildet, die an ihrem einen Ende einen Gewindeabschnitt zum Einschrauben in den Düsenstock und an ihrem anderen Ende eine Öffnung aufweist, in den die eigentliche, den exakten Abstand festlegende Spitze eingesetzt ist.

Diese Spitze ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich zumindest über einen Teilbereich ihrer Längserstreckung zur Berührungsfläche am vorderen freien Ende hin verjüngt. Durch diese Formgebung wird einer Verformung der Spitze beim Pro grammieren entgegengewirkt, andererseits können auch Bear beitungspunkte abgetastet und eingespeichert werden, die an relativ unzugänglichen Werkstückbereichen liegen.

Um bleibende Verformungen der Kontaktspitze bzw. der Spitze beim Programmieren zu verhindern, besteht die Spitze vor zugsweise aus einem flexiblen, elastischen Werkstoff wie bei spielsweise Hartgummi, Kunststoff (PVC) oder dergleichen.

Die Berührungsfläche der Spitze ist vorzugsweise abgerundet bzw. etwa kugelkalottenartig ausgebildet, so daß auch der exakte Abstand Stromdüse - Werkstück dann gewährleistet ist, wenn die Spitze winklig gegen eine Bearbeitungsfläche gefahren wird.

Die Spitze der Kontaktspitze ist vorzugsweise in eine Gewin debohrung der Aufnahmehülse eingeschraubt, wobei die Höhenlage der Spitze durch eine gegen das freie Ende der Aufnahmehülse anlegbare Schulter festgelegt werden kann. Die Ausbildung dieser Schulter ist durch die konisch sich verjüngende Spitze leicht möglich.

Zum Anschrauben der Spitze in die Gewindebohrung der Aufnah mehülse trägt diese einen entsprechenden Gewindeabschnitt, so daß sie auswechselbar in der Aufnahmehülse der Kontaktspitze angeordnet ist.

Auf diese Weise können mit ein und derselben Aufnahmehülse unterschiedliche Spitzen beim Programmieren verwendet werden, die an die jeweiligen Schweißparameter und Schweißdrahtstärken angepaßt sind und den jeweils optimalen Schweißabstand bzw. Schweißdrahtabstand simulieren.

Andererseits können unterschiedliche Aufnahmehülsen und glei che Spitzen verwendet werden, um die verschiedenen Schweiß drähte und Verfahrensparameter zu simulieren.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktspitze ist dann besonders preiswert und leicht durchzuführen, wenn handels übliche Stromdüsen verwendet werden, in deren vorderes Ende die Spitzen eingesetzt werden können. Dazu muß lediglich die bereits erwähnte Aufnahmehülse mit einer Gewindebohrung ver sehen werden, in die das Gewindestück der Spitze eingeschraubt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran schaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Die Zeichnungsfigur zeigt in einem Längsschnitt eine erfin dungsgemäße Kontakt- bzw. Programmierspitze 1, die im wesent lichen aus einem Gewindeabschnitt 2 und einer sich daran an schließenden Aufnahmehülse 3 besteht. Zwischen der Aufnahme hülse 3 und dem Gewindeabschnitt 2 befindet sich ein zylin drisches, gewindefreies Zwischenstück 4.

Das dem Gewindeabschnitt 2 bzw. dem Zwischenstück 4 zugewandte Ende der Aufnahmehülse 3 bildet eine umlaufende Schulter 5, die beim Einschrauben des Gewindeabschnittes 2 in einen nicht dargestellten Düsenstock eines Roboterarmes gegen das vordere Ende des Düsenstockes angelegt wird.

Die Aufnahmehülse 3 weist an ihrer Umfangsfläche 6 zwei oder mehrere Eingriffsflächen 7 auf, die zum Beispiel in das Maul eines Schraubenschlüssels kraft- bzw. formschlüssig eingesetzt werden können, so daß die Kontaktspitze in den Düsenstock ein- bzw. herausgeschraubt werden kann.

Im oberen Ende der Aufnahmehülse 3 ist eine Gewindebohrung 8 ausgebildet, in die eine konisch sich verjüngende Spitze 9 mittels eines entsprechenden Gewindeabschnittes 10 eingesetzt werden kann.

Dabei dient wiederum eine umlaufende Schulter 11 der Spitze 9 zur Fixierung der Höhenlage der Spitze 9 bzw. ihrer Berüh rungsfläche 12, die am vorderen Ende eines zylindrischen Stif tes 13 abgerundet bzw. kugelkalottenartig ausgebildet ist.

Da bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Kontaktspitze eine handelsübliche Stromdüse verwendet wurde, ist im Inneren eine Durchtrittsbohrung 14 zum Durchführen eines Schweißdrahtes vorgesehen, die für die Wirkungs- bzw. Funktionsweise der Kontaktspitze jedoch ohne Belang ist.

Es sei im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung noch er wähnt, daß die erfindungsgemäße Kontaktspitze lediglich ein sinnvolles Hilfsmittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Programmierverfahrens ist.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe kann zum Beispiel auch dadurch realisiert werden, daß der Schweißdraht, der aus der Stromdüse zum Werkstück hin austritt, zum Beispiel durch geeignete Klemmvorrichtungen längenfixiert wird.

Bei derartigen Hilfsmitteln ist dann zwar die exakte Länge des Schweißdrahtes festgelegt, dennoch kann er sich beim Program mieren durch das Berühren des Werkstückes verbiegen, so daß von derartigen Programmierhilfen abzuraten ist und die aus führlich beschriebene Kontaktspitze vorzugsweise eingesetzt werden sollte.

Bezugszeichenliste

1

Kontaktspitze, Programmierspitze

2

Gewindeabschnitt

3

Aufnahmehülse

4

Zwischenstück

5

umlaufende Schulter

6

Umfangsfläche

7

Eingriffsfläche

8

Gewindebohrung

9

Spitze

10

Gewindeabschnitt

11

umlaufende Schulter

12

Berührungsfläche, Kontaktfläche

13

zylindrischer Stift

14

Durchtrittsbohrung.

Claims

1. Verfahren zum Programmieren eines Schweißroboters, bei dem der einen Düsenstock zum Einsetzen einer Stromdüse und zum Durchführen des Schweißdrahtes aufweisende Arbeitsarm des Roboters mit seinem Ende manuell oder mittels eines Rech ners an gewünschte Bearbeitungspunkte eines Werkstückes oder einer Werkstattschablone geführt und die räumliche Lage des entsprechenden Bearbeitungspunktes abgespeichert wird, wenn das Ende des Arbeitsarmes den Bearbeitungspunkt berührt, dadurch gekennzeichnet, daß zur räumlichen Erfassung und Speicherung der Bearbei tungspunkte eine am Düsenstock oder am Arbeitsarm des Schweißroboters befestigbare Kontaktspitze (1) verwendet wird, deren Kontaktfläche (12) zur Berührung des Werk stückes oder der Werkstückschablone einen in beliebigen freien Stellungen des Arbeitsarmes zum Ende des Düsen stockes bzw. der Stromdüse gleichbleibenden, fixen Abstand aufweist.

2. Kontaktspitze zur Durchführung des Programmierverfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktspitze (1) einen in die Gewindebohrung des Düsenstocks zur Aufnahme der Stromdüse einschraubbaren Gewindeabschnitt (2) und eine gegen das freie Ende des Düsenstocks anlegbare, umlaufende Schulter (5) aufweist.

3. Kontaktspitze nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kontaktspitze (1) Ein griffsflächen (7) für ein Drehmomente übertragendes Schraubwerkzeug aufweist.

4. Kontaktspitze nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Eingriffsflächen (7) parallel zueinander ausgebildet sind.

5. Kontaktspitze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Ein griffsflächen (7) auf der Umfangsfläche (6) einer Auf nahmehülse (3) ausgebildet sind, in die eine die Berüh rungsfläche (12) aufweisende Spitze (9) eingesetzt ist.

6. Kontaktspitze nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die Spitze (9) zu mindest über einen Teilbereich ihrer Längserstreckung zur Berühungsfläche (12) hin verjüngt.

7. Kontaktspitze nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die Spitze (9) aus Kunststoff besteht.

8. Kontaktspitze nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spitze (9) aus einem hartelastischem Kunststoff besteht.

9. Kontaktspitze nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Be rühungsfläche (12) abgerundet oder etwa kugelkalottenartig ausgebildet ist.

10. Kontaktspitze nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Spitze (9) in eine Gewindebohrung (8) der Aufnahmehülse (3) ein geschraubt ist, wobei die Höhenlage der Spitze (9) bzw. der Berührungsfläche (12) durch eine gegen das freie Ende der Aufnahmehülse (3) anlegbare Schulter (11) festlegbar ist.

11. Kontaktspitze nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer handelsüblichen Stromdüse (1) be steht, in deren vorderes Ende die Spitze (9) eingesetzt ist.