DE19801652A1 - Variable Schweißzange für Roboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange für Roboter mit einer Andockstelle zwischen einem roboterseitigen Zangengrundkörper und auswechselbaren Zangenkörpern, wobei die Zangenkörper einen mittels eines Schweißzylinders bewegbaren und einen relativ dazu feststehenden Zangenteil (auch als Schweißpinolen oder Pinolen bezeichnet) enthalten, und bei der die Andockstelle Elemente zur Übertragung von Medien wie z. B. Schweißstrom, Kühlwasser und Druckluft aufweist.

An in der Industrie für Punktschweißarbeiten eingesetzten Robotern werden je nach Anforderung verschiedene Schweißzangen wie Schiebe- oder Scherenzangen verwendet, die mit einem Flansch der Roboterhand gekoppelt werden. Die Schiebezange (oder C-Zange) besitzt eine feststehende Pinole in der Form des Buchstabens C und eine über einen Schweißzylinder linear verschiebbare Pinole. Eine Ausgleichsvorrichtung ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Roboter und den beiden Pinolen in Richtung der bewegbaren Pinole, um beim Aufbringen der Schweißkraft eine Verformung des zu schweißenden Bauteils zu verhindern. Die Scherenzange (X-Zange) ist gekennzeichnet durch zwei in einem gemeinsamen Drehpunkt gelagerte Scherenschenkel, an denen die beiden Pinolen befestigt sind. Ein Ausgleichszylinder, der an dem Schenkel angeordnet ist, der die feststehende Pinole trägt, dient dazu, beim Aufbringen der Schweißkraft eine Drehbewegung beider Pinolen um deren gemeinsamen Drehpunkt zu gestatten. Diese bekannten Schweißzangen bilden mit dem Schweißzylinder sowie einem Schweißtransformator eine Baueinheit. Um den Roboter an unterschiedliche Schweißaufgaben anzupassen, muß diese relativ schwere Baueinheit komplett ausgewechselt werden, wozu spezielle Zangenwechsler nötig sind.

Es ist auch bekannt, die Schweißzange in einen am Roboter verbleibenden Zangengrundkörper und an den Zangengrundkörper andockbare Zangenkörper zu unterteilen. Eine bekannte Andockstelle für auswechselbare Zangenkörper ist in DE 40 10 070 C1 beschrieben. Hierbei handelt es sich um eine Wechseleinrichtung für Widerstandsschweißzangen, die an Schweißrobotern über einen Schweißtransformator als Zwischenglied befestigbar sind. Die Wechseleinrichtung stellt eine Trennstelle zwischen einem Zangengrundkörper und auswechselbaren Schweißzangenkörpern bereit, die von zwei durch eine Verriegelungseinheit ausgerichtet gegeneinander verspannbaren Grundplatten begrenzt ist, an welchen paarweise in Eingriff gelangende Übertragungselemente für Schweißstrom, Kühlwasser, Druckluft und Steuerstrom angeordnet sind und die sich zwischen dem Schweißtransformator und dem Zangenkörper befindet.

Nachteilig bei dieser bekannten Andockstelle für Zangenkörper ist, daß bei jedem Zangenkörperwechsel auch der zum Aufbringen der Schweißkraft eingesetzte Schweißzylinder mitgewechselt werden muß. Hierdurch wird nicht nur die Baugröße und daß Gewicht der Zangenkörper erhöht, es entstehen auch unnötige Kosten für den an jedem Zangenkörper benötigten Schweißzylinder.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißzange zu schaffen, die sich durch eine hohe Variabilität hinsichtlich der andockbaren Zangenkörper auszeichnet, und die gleichzeitig mit kostengünstig zu fertigenden Zangenkörpern kleiner Baugröße und niedrigen Gewichts auskommt.

Ausgehend von der Überlegung, daß bei vielen der standardmäßig eingesetzten Schweißzangen die Schweißzylinder gleich dimensioniert sind, wird diese Aufgabe bei einer Schweißzange mit den Merkinalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zangengrundkörper Träger des Schweißzylinders ist, und daß über die Andockstelle eine Schweißkrafteinleitung in den Zangenkörper erfolgt. Eine erfindungsgemäße Schweißzange weist also als wesentliche Komponenten einen am Roboter verbleibenden Zangengrundkörper mit Schweißzylinder, auswechselbare Zangenkörper und eine Andockstelle zur Verbindung der Zangenkörper mit dem Zangengrundkörper auf.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn - wie an sich aus der DE 40 10 070 C1 bekannt - der roboterseitige Zangengrundkörper auch Träger des Schweißtransformators ist, so daß beim Wechsel der Zangenkörper nicht nur der Schweißzylinder sondern auch der Schweißtransformator am Roboter verbleibt.

Um den Zangenkörper, insbesondere den Schiebezangenkörper, in seinem Aufbau zu vereinfachen und gewichtsmäßig noch leichter zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn bereits am Zangengrundkörper eine Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist, die eine Relativbewegung zwischen dem Roboter und den Pinolen in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pinole ermöglicht und die blockierbar ist. Hierdurch ist wie bei den Standardschweißzangen gewährleistet, daß beim Schweißvorgang die Pinolen vom Roboter entkoppelt sind. Eventuell vorhandene Lage- oder Formtoleranzen der zu verschweißenden Bauteil werden ausgeglichen und ein Verformen der Bauteile beim Schließen der Pinolen verhindert. Sobald der Schweißvorgang beendet ist und vom Roboter eine neue Position angefahren wird, wird die Ausgleichsvorrichtung blockiert, um eine definierte Stellung der Pinolen in bezug auf den Roboter zu erzielen.

Weiterhin ist es insbesondere bei Verwendung des Scherenzangenkörpers sinnvoll, am auswechselbaren Zangenkörper eine blockierbare Ausgleichsvorrichtung vorzusehen, um auch bei diesem Zangenkörpertyp eine Relativbewegung zwischen dem Roboter und den Pinolen in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pinole zu ermöglichen, d. h., eine Drehbewegung beider Pinolen um deren gemeinsame Achse bei aufgebrachter Schweißkraft.

Die in der Ankoppelstelle vorhandenen Mittel zur Medienübertragung können neben Schweißstrom- und Kühlwasserübertragungselementen auch Druckluftübertragungselemente aufweisen. Insbesondere ist eine Schweißstromkupplung mit integrierter Kühlwasserübertragung vorgesehen, die im Vergleich zu zwei getrennten Kupplungen weniger Bauraum in Anspruch nimmt und eine gute Kühlung der stromführenden Teile garantiert. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die Kühlwasserkupplung zentral in koaxialer Anordnung zu den Elementen der Schweißstromübertragung befindet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Schweißzylinder mit Hebel zur Schweißkraftübertragung,

Fig. 2 einen Zangengrundkörper

Fig. 3 den Zangengrundkörper von Fig. 2 mit Ausgleichsvorrichtung,

Fig. 4 eine Andockstelle zur Ankopplung eines Schiebe- oder Scherenzangenkörpers an dem Zangengrundkörper,

Fig. 5 einen Pinolenschlitten eines Schiebezangenkörpers in Grundstellung,

Fig. 6 einen Schiebezangenkörper,

Fig. 7 einen Kurvenscheibenschlitten eines Scherenzangenkörpers,

Fig. 8 eine Ausgleichsvorrichtung des Scherenzangenkörpers,

Fig. 9 einen Kniehebel des Scherenzangenkörpers,

Fig. 10 eine Seitenansicht des Scherenzangenkörpers in geöffneter und geschlossener Stellung,

Fig. 11 eine Schweißstromführung des Scherenzangenkörpers,

Fig. 12 eine Schweißstromkupplung.

Die Fig. 1 bis 3 beschreiben eine Ausführungsform des Zangengrundkörpers. Eine wesentliche Aufgabe des Zangengrundkörpers ist die Bereitstellung der in die andockbaren Zangenkörper einzuleitenden Schweißkraft. Diese wird von einem Schweißzylinder 1 aufgebracht, der als Doppelhubzylinder ausgeführt ist, so daß er einen Vorhub sowie einen Arbeitshub ausführen kann. An dem zwei Kolbenstangen aufweisenden Schweißzylinder 1 sind nicht dargestellte Wegaufnehmer angebracht, die die Stellung des Schweißzylinders 1 an eine Schweißstromsteuerung weiterleiten. Die eine Kolbenstange des Schweißzylinders 1 stützt sich über ein Querjoch 8 und Lageraufnahmen 83 zwischen zwei Seitenwangen 14 einer weiter unten beschriebenen Ausgleichsvorrichtung ab. Die zweite Kolbenstange des Schweißzylinders 1 ist über eine Gabel 7 mit dem Hebel 2 verbunden. Das eine Ende des Hebels 2 ist als Hand 4 ausgeführt, die die Aufgabe hat, die Schweißkraft auf die ankoppelbaren Zangenkörper zu übertragen. Das andere Ende des Hebels ist als Klemmstelle für eine Lagerwelle 3 ausgebildet, die in Gleitbuchsen 5 gelagert ist. Diese sind in Lageraufnahmen 6 eingepreßt und mit den Seitenwangen 14 der Ausgleichsvorrichtung mittels Aufnahmebohrungen 82 verbunden. Die beiden Seitenwangen 14 der Ausgleichsvorrichtung sind an einer Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers angebracht, in der ein Schnellspannfutter 17 eingelassen ist, das die mechanische Ankopplung der verschiedenen Zangenkörper übernimmt.

Eine Roboteranschlußplatte 9 dient einerseits der Verbindung des Zangengrundkörpers mit einem Roboter an dessen Roboterhand 10, andererseits der Aufnahme zweier spiegelbildlicher Seitenwangen 11. Mit den Seitenwangen 11 ist ein Schweißtransformator 12 verbunden.

Der Winkel zwischen der Ebene der Roboteranschlußplatte 9 und der Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers läßt sich durch Vergrößern oder Verkleinern der Breite eines Spalts 85 an den Seitenwangen 11 mittels nicht dargestellter Zug- bzw. Druckschrauben einstellen.

Die Ausgleichsvorrichtung des Zangengrundkörpers wird für den ankoppelbaren Schiebezangenkörper benötigt und umfaßt die beiden Seitenwangen 14, zwei Wellen 16 mit Lagerböcken 15, einen Ausgleichszylinder 18 und eine Trägerplatte 70. Die Wellen 16 sind über Buchsen 13 verschiebbar in den Seitenwangen 11 des Zangengrundkörpers gelagert. Fest angeklemmt an den beiden Wellen 16 sind jeweils zwei Lagerböcke 15, die ihrerseits mit den Seitenwangen 14 der Ausgleichsvorrichtung verbunden sind. Hierdurch wird eine Relativbewegung zwischen den Seitenwangen 11 des Zangengrundkörpers und den Seitenwangen 14 der Ausgleichsvorrichtung, d. h., letztendlich zwischen dem Roboter und dem über die Flanschplatte 21 angekoppelten Scherenzangenkörper, ermöglicht. Zur Blockierung dieser Relativbewegung ist der Ausgleichszylinder 18 vorgesehen, der sich zwischen der Roboteranschlußplatte 9 und der die beiden Seitenwangen 14 der Ausgleichsvorrichtung verbindenden Trägerplatte 70 befindet.

Wie in Fig. 4 dargestellt, erfolgt die mechanische Ankopplung der Zangenkörper an den Zangengrundkörper über das an der Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers zwischen den Seitenwangen 14 angeordnete Schnellspannfutter 17. Die Zangenkörper weisen eine Flanschplatte 44 auf, an der ein Spannzapfen 20 über eine Spannplatte 22 befestigt ist. Bei der Flanschplatte 44 kann es sich um eine Flanschplatte 19 des Schiebezangenkörpers oder um eine Flanschplatte 49 des Scherenzangenkörpers handeln. Der Spannzapfen 20 gelangt beim Ankoppelvorgang mit dem Schnellspannfutter 17 in Eingriff, wobei die Flanschplatte 44 der Zangenkörper eine formschlüssige Verbindung mit dem Schnellspannfutter 17 eingeht. Das Schnellspannfutter 17 ist selbstsperrend, d. h., es wird mit Druckluft geöffnet und durch Federkraft geschlossen, um auch bei Druckabfall eine sichere Verbindung zwischen Spannfutter und eingespanntem Zangenkörper zu gewahrleisten. Desweiteren befinden sich in der Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers eine selbständig sperrende Druckluftkupplung 38 zur Druckluftübertragung für einen Ausgleichszylinder 59 der Scherenzange und Bohrungen 84 zur Aufnahme der weiter unten erläuterten Schweißstromkupplungen.

Ein wesentliches Bauteil des in Fig. 6 dargestellten Schiebezangenkörpers ist der als Ganzes mit 23 bezeichnete Pinolenschlitten, der auch in Fig. 5 gezeigt ist. Der Pinolenschlitten 23 dient der Umwandlung der vom Hebel 2 des Zangengrundkörpers gelieferten rotatorischen Bewegung um die Hebellagerwelle 3 in eine lineare Bewegung längs zweier Wellen 26 und der Schweißkrafteinleitung in eine bewegbare Pinole 33. Um die Linearbewegung zu ermöglichen, besitzt der Pinolenschlitten zwei über ein Zwischenstück befestigte Linearführungen 25, welche die Wellen 26 verschiebbar aufnehmen. An den Enden der Wellen 26 sind jeweils Lagerböcke 27 angeklemmt, die an Seitenwangen 28 der Flanschplatte 19 des Schiebezangenkörpers befestigt sind. Das Zwischenstück des Pinolenschlittens 23 weist Führungsrollen 39 auf, die durch einen Bolzen 40 drehbar gelagert sind, und mit der Hand 4 des Hebels 2 des Zangengrundkörpers zur Schweißkraftübertragung in Eingriff gelangen.

Mit den Linearführungen 25 verbunden sind Fixierlaschen 35, die in der in Fig. 5 dargestellten Grundstellung des Pinolenschlittens mit Bohrbuchsen 24 der Flanschplatte 19 des Scherenzangenkörpers zur Deckung kommen. Wird der Scherenzangenkörper in dieser Position vom Roboter beim Zangenkörperwechsel in einer nicht gezeigten Zangenablage abgelegt, so ermöglichen mit den Fixierlaschen 35 und den Bohrbuchsen 24 gleichzeitig in Eingriff gelangende Aufnahmebolzen der Zangenablage es, den Scherenzangenkörper und den Pinolenschlitten 23 in definierter Position abzulegen und den Pinolenschlitten in bezug zum Scherenzangenkörper zu fixieren.

Am Zwischenstück des Pinolenschlittens 23 ist ein Pinolenschaft 36 der bewegbaren Pinole 33 über eine Isolierbuchse befestigt, die einen Stromnebenschluß zwischen Zwischenstück und bewegbarer Pinole 33 verhindert. Eine feststehende Pinole 29 ist über ein Klemmstück 37 mit Isoliereinlage mit den Seitenwangen 28 der Flanschplatte 19 befestigt. Am freien Ende weist die feststehende Pinole 29 ebenso wie die bewegbare Pinole 33 eine Schweißkappe 81 auf.

Die Schweißstromführung zu den beiden Pinolen 29 bzw. 33 erfolgt jeweils über eine mit einem Isolierring 34 gegen die Flanschplatte 19 isolierte Schweißstromkupplung 32, zwei Strombrücken 30 und ein die Strombrücken verbindendes Lamellenband 31. Über die Schweißstromkupplung 32 und die Strombrücken 30 wird gleichzeitig auch durch integrierte Kanäle Kühlwasser geleitet. Die Strombrücken 30 weisen nicht dargestellte Kühlwasserkupplungen auf, um an den Stellen, an denen die Lamellenbänder 31 die Strombrücken 30 verbinden, den Kühlwasserstrom mit flexiblen Kühlwasserschläuchen zwischen den Strombrücken weiterleiten zu können. Die Strombrücken 30, die mit den beiden Kühlwasserkanäle aufweisenden Pinolen 29 und 33 verbunden sind, versorgen diese mit Kühlwasser; ein flexibler Kühlwasserschlauch zwischen feststehender Pinole 29 und beweglicher Pinole 33 schließt den Kühlwasserkreislauf zwischen den beiden Schweißstromkupplungen.

Der Ablauf eines Schweißvorgangs mit angekoppeltem Schiebezangenkörper ist wie folgt:
Der Schiebezangenkörper befindet sich in seiner Grundstellung. Diese ist dadurch definiert, daß die bewegbare Pinole 33 maximal von der feststehenden Pinole 29 entfernt ist. Hierzu ist der Doppelhub-Schweißzylinder 1 vollständig eingefahren und hält über die mit den Führungsrollen 39 in Eingriff befindliche Hand 4 des Zangengrundkörpers den Pinolenschlitten 23 des Scherenzangenkörpers in der in Fig. 5 gezeigten Position. Ferner befindet sich auch die Ausgleichsvorrichtung des Zangengrundkörpers in ihrer Grundstellung, d. h., sie ist blockiert, indem der Ausgleichszylinder 18 in ausgefahrener Stellung mit Druck beaufschlagt wird. Ausgehend von dieser Grundstellung fährt der Roboter mit der feststehenden Pinole 29 ein zu schweißendes Werkstück in der Art an, daß die Achse zwischen den beiden Schweißkappen 81 senkrecht auf der Ebene steht, auf der der Schweißpunkt gesetzt werden soll. Die Schweißkappe der feststehenden Pinole 29 hat hierbei einen Abstand von wenigen Millimetern zum Bauteil. Der Schweißzylinder 1 führt dann als ersten Hub den Vorhub aus, um die bewegbare Pinole 33 in eine Zwischenposition zu fahren. Nun führt der Schweißzylinder 1 den eigentlichen Arbeitshub aus, wodurch die Schweißkraft auf das Bauteil übertragen wird. Gleichzeitig wird der Ausgleichszylinder 18 drucklos, wodurch gewährleistet wird, daß bei aufgebrachter Schweißkraft die beiden Pinolen vom Roboter entkoppelt sind und eine Relativbewegung senkrecht zur Bewegungsrichtung der bewegbaren Pinole 33, und somit senkrecht zur Ebene, in der der Schweißpunkt gesetzt wird, ausführen können. Eine Verformung des zu verschweißenden Bauteils aufgrund von Form- oder Lagetoleranzen desselben wird durch diese Entkopplung vermieden. Nachdem durch Aktivierung des Schweißstroms der Schweißpunkt gesetzt wurde, werden gleichzeitig der Ausgleichszylinder 18 ausgefahren und der Schweißzylinder 1 ganz eingefahren, wodurch sowohl der Schiebezangenkörper als auch die Ausgleichsvorrichtung des Zangengrundkörpers wieder in ihre Grundstellungen gebracht werden. Der Roboter kann jetzt einen weiteren Schweißpunkt anfahren.

Die Fig. 7 bis 11 zeigen eine Ausführungsform des Scherenzangenkörpers. Die mechanische Ankopplung an den Zangengrundkörper erfolgt in der oben bereits beschriebenen Weise. Die von der Hand 4 des Hebels 2 des Zangengrundkörpers gelieferte rotatorische Bewegung wird in ähnlicher Weise wie beim Schiebezangenkörper über eine Anordnung bestehend aus Führungsrollen 50, einem Kurvenscheibenschlitten 43 mit seitlich befestigten Linearführungen 45 und Wellen 46 zunächst in eine lineare Bewegung längs der Wellen 46 umgewandelt. Hierbei sind die Führungsrollen 50 über Platte 41 und Kurvenscheibenrückwand 42 mit dem Kurvenscheibenschlitten 43 und die Wellen 46 über Lagerböcke 47 an Seitenwangen 48 des Scherenzangenkörpers verbunden. Die Seitenwangen 48 sind an der Flanschplatte 49 des Scherenzangenkörpers befestigt. Fixierlaschen 52 und Bohrbuchsen 51 erfüllen die gleiche Aufgabe wie die Fixierlaschen 35 und die Bohrbuchsen 24 des Schiebezangenkörpers in Fig. 5 und 6.

Im Eingriff mit einer Kurvenscheibenbahn des Kurvenscheibenschlittens 43 befinden sich zwei mit einer Lagerwelle 66 gelagerte Führungsrollen 50. An der Lagerwelle 66 greifen zwei Schubstangen 61 und 62 an, die mittels zweier Querjoche 63 und 64 feststehende Scherenschenkel 55 mit bewegbaren Scherenschenkeln 60 verbinden, wodurch eine Kniehebelkonstruktion entsteht. Die L-förmigen Scherenschenkel 55 und 60 sind in einer gemeinsamen Lagerwelle 54 mit Schenkellagern 53 gelagert. Die Schenkellager 53 sind in den Seitenwangen 48 des Scherenzangenkörpers aufgenommen, die an der Flanschplatte 49 befestigt sind. Eine feststehende Pinole 68 mit Schweißkappe 81 ist über einen Klemmkörper 57 mit den feststehenden Scherenschenkeln 55, eine bewegbare Pinole 69 mit Schweißkappe 81 ist über einen Klemmkörper 56 mit den bewegbaren Scherenschenkeln 60 verbunden.

Die feststehenden Scherenschenkel 55 bilden zusammen mit dem Ausgleichszylinder 59 mit Gelenkkopf 58, dem Klemmkörper 57 und der Lagerwelle 54 die Ausgleichsvorrichtung des Scherenzangenkörpers, welche in ihrer Stellung relativ zu den Seitenwangen 48 durch den Ausgleichszylinder 59 fixiert werden kann, der über die Druckluftkupplung 38 und nicht dargestellte Druckluftleitungen vom Zangengrundkörper mit Druckluft versorgt wird. In ihrer Grundstellung ist die Ausgleichsvorrichtung fixiert. Bewegt sich der Kurvenscheibenschlitten 43 durch Krafteinwirkung des Hebels 2 des Zangengrundkörpers längs der Wellen 46, wird durch die Kniehebelkonstruktion und die in den Kurvenscheibenbahnen des Kurvenscheibenschlittens 43 geführten Führungsrollen 50 den bewegbaren Scherenschenkeln 60 eine rotatorische Bewegung um die Lagerwelle 54 aufgezwungen, wohingegen die feststehenden Scherenschenkel 55 durch den Ausgleichszylinder 59 fixiert sind. Die feststehende Pinole 68 wird dabei in ihrer in Fig. 10 gezeigten Position gehalten; die bewegbare Pinole 69 bewegt sich mit den bewegbaren Scherenschenkeln 60 zwischen den beiden ebenfalls in Fig. 10 dargestellten Positionen.

Es ist auch möglich, die Einbaulage der bewegbaren und der feststehenden Pinole in bezug zum Scherenzangenkörper gegeneinander auszutauschen. Hierzu wird eine Baugruppe bestehend aus den in Fig. 9 gezeigten Bauteilen sowie zusätzlich die beiden Pinolen 68 und 69 und der Ausgleichszylinder 59 mit Gelenkkopf 58 in einer um 180° um die Achse M-M gedrehten Lage an den Seitenwangen 48 des Scherenzangenkörpers befestigt. Der Ausgleichszylinder 59 wird dabei über eine Bohrung 71 mit der Seitenwange 48 verbunden.

Die Schweißstrom- und Kühlwassereinleitung in die beiden Pinolen 68 und 69 erfolgt in analoger Weise wie bei dem Schiebezangenkörper ausgehend von den Schweißstromkupplungen 32 mittels der Strombrücken 30, der Lamellenbänder 31 und nicht dargestellter flexibler Kühlwasserschläuche. In den Schweißstromkupplungen 32 und den Strombrücken 30 wird gleichzeitig auch das Kühlwasser in Kühlwasserkanälen geleitet. An Stellen der Schweißstromführung, an denen die Lamellenbänder 31 zwischen den Strombrücken 30 eingesetzt werden, wird die Kühlwasserleitung von an die Strombrücken angeschlossenen flexiblen Kühlwasserschläuchen übernommen. Ein flexibler Kühlwasserschlauch verbindet auch die beiden Pinolen 68 und 69. Isoliereinlagen zwischen den Pinolen 68, 69 und den Klemmkörpern 56, 57 vermeiden einen Stromnebenschluß.

Der Schweißvorgang mit am Zangengrundkörper angekoppeltem Scherenzangenkörper erfolgt analog zu der beim Schiebezangenkörper gezeigten Weise. Die Ausgleichsvorrichtung des Zangengrundkörpers bleibt jedoch immer in ihrer blockierten Grundstellung, da deren Funktion von der Ausgleichsvorrichtung des Scherenzangenkörpers übernommen wird. Um bei aufgebrachter Schweißkraft die Ausgleichsvorrichtung des Scherenzangenkörpers zu aktivieren und eine Entkopplung zwischen den Pinolen 68 und 69 und dem Roboter durch eine Drehbewegung beider Pinolen um deren gemeinsame Lagerwelle 54 zu ermöglichen, wird der Ausgleichszylinder 59 drucklos geschaltet. Damit beim Ausgleichsvorgang die Schweißkraft an den Schweißkappen 81 konstant bleibt, darf es während der Drehbewegung zu keiner Veränderung an der Kniehebelstellung kommen. Hieraus ergibt sich, daß die Kurvenscheibenbahn des Kurvenscheibenschlittens 43 einen Radius aufweisen muß, der dem Abstand vom Mittelpunkt der Lagerwelle 54 der Scherenschenkel zum Mittelpunkt der Lagerwelle 66 des Kniehebels in Schweißstellung der Pinolen entspricht.

Die in Fig. 12 gezeigte, als Ganzes mit 32 bezeichnete Schweißstromkupplung hat zum einen die Aufgabe, den Schweißstrom vom Zangengrundkörper auf den Schiebe- oder Scherenzangenkörper zu übertragen. Weiterhin sorgt sie für die gleichzeitige Kühlwasserübertragung, wodurch einer Überhitzung der gesamten Kupplung entgegengewirkt wird. Die Schweißstromkupplung 32 setzt sich zusammen aus einem an der Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers angebrachten Schweißstromnippel 72 sowie aus einer Schweißstromhülse 77, die sich in der Flanschplatte 44 des Schiebe- oder Scherenzangenkörpers befindet.

Der Schweißstromnippel 72 ist als Drehteil ausgeführt und weist zur Befestigung an der Außenseite einen Bund auf, der in eine entsprechende Senkung der Aufnahmebohrung 84 (siehe Fig. 2) in der Flanschplatte 21 des Zangengrundkörpers eingreift. Isoliert wird der Schweißstromnippel 72 gegenüber der Flanschplatte 21 durch zwei Isolierringe 73, die in ihrer Lage durch einen Sicherungsring 74 gehalten werden. An den Schweißstromnippel 72 ist das Lamellenband 31, sowie ein nicht gezeigter Schraubstutzen für einen Kühlwasserschlauch angeschlossen. Zur Kühlwasserübertragung ist zentral im Schweißstromnippel 72 in koaxialer Lage ein selbstsperrender Kühlwassernippel 76 angeordnet.

Die Schweißstromhülse 77 weist einen Bund auf, der in eine Senkung der Aufnahmebohrung der Flanschplatte 44 der Zangenkörper eingreift, und wird in ihrer Lage mit Hilfe eines Sicherungsringes gesichert. Zur Isolierung der Schweißstromhülse 77 gegenüber der Flanschplatte 44 sind Isolierringe 34, beispielsweise aus Polyamid, eingelegt. In die Schweißstromhülse 77 sind zwei Nuten eingedreht, in die Kontaktlamellen 78 eingelegt werden, deren Anzahl abhängig ist vom Durchmesser der Schweißstromhülse, und die aus einer Kombination von Kupferlamellen und einer Federstahlbandeinlage bestehen. Mittels der Kontaktlamellen 78 wird ein definierter Kontakt zwischen Schweißstromnippel 72 und Schweißstromhülse 77 hergestellt. Die Stromübertragung wird durch die Lamellen übernommen, die Federstahleinlage dient der Erzeugung der Kontaktkraft. Um den Verschleiß durch die Steckvorgänge möglichst gering zu halten, sind die Lamellen mit einem Silberüberzug versehen. Die Weiterleitung des Schweißstroms erfolgt über die Strombrücken 30.

Zur Kühlwasserübertragung ist in der Schweißstromhülse 77 eine selbsttätig sperrende Kühlwasserkupplung 79 eingeschraubt, die beim Kupplungsvorgang mit dem Kühlwassernippel 76 in Eingriff gelangt, wobei sich beide gleichzeitig entsperren. Die Kühlwasserkupplung 79 ist gegenüber der Schweißstromhülse 77 durch einen Isoliergewindeeinsatz 80 isoliert, um eine Funkenbildung an den Dichtflächen der Kühlwasserkupplungen zu verhindern.

Bezugszeichenliste

1

Schweißzylinder

2

Hebel

3

Lagerwelle

4

Hand

5

Gleitbuchse

6

Lageraufnahme

7

Gabel

8

Querjoch

9

Roboteranschlußplatte

10

Roboterhand

11

Seitenwangen

12

Schweißtransformator

13

Buchse

14

Seitenwange der Ausgleichsvorrichtung des Zangengrundkörpers

15

Lagerbock

16

Welle

17

Schnellspannfutter

18

Ausgleichszylinder

19

Flanschplatte des Schiebezangenkörpers

20

Spannzapfen

21

Flanschplatte des Zangengrundkörpers

22

Spannplatte

23

Pinolenschlitten

24

Bohrbuchse

25

Linearführung

26

Welle

27

Lagerbock

28

Seitenwangen des Schiebezangenkörpers

29

Feststehende Pinole

30

Strombrücke

31

Lammellenband

32

Schweißstromkupplung

33

Bewegbare Pinole

34

Isolierring

35

Fixierlasche

36

Pinolenschaft

37

Klemmstuck für

29

38

Druckluftkupplung für

59

39

Führungsrolle

40

Bolzen

41

Platte

42

Kurvenscheibenrückwand

43

Kurvenscheibenschlitten

44

Flanschplatte des Schiebe- oder Scherenzangenkörpers

45

Linearführung

46

Welle

47

Lagerbock

48

Seitenwange des Scherenzangenkörpers

49

Flanschplatte des Scherenzangenkörpers

50

Führungsrolle

51

Bohrbuchse

52

Fixierlasche

53

Schenkellager

54

Lagerwelle

55

Feststehender Scherenschenkel

56

Klemmkörper

57

Klemmkörper

58

Gelenkkopf

59

Ausgleichszylinder

60

Bewegbarer Scherenschenkel

61

Schubstange

62

Schubstange

63

Querjoch

64

Querjoch

65

Buchse

66

Lagerwelle

68

Feststehende Pinole

69

Bewegbare Pinole

70

Trägerplatte von

18

71

Bohrung

72

Schweißstromnippel

73

Isolierring

74

Sicherungsring

76

Kühlwassernippel

77

Schweißstromhülse

78

Kontaktlamellen

79

Kühlwasserkupplung

80

Isoliergewindeeinsatz

81

Schweißkappe

82

Aufnahmebohrung

83

Lageraufnahme

84

Bohrung für Schweißstromkupplung

85

Spalt

Claims (8)

1. Schweißzange für Roboter mit einer Andockstelle zwischen einem roboterseitigen Zangengrundkörper und auswechselbaren Zangenkörpern, die ein feststehendes (29, 68) und ein mittels eines Schweißzylinders (1) bewegbares (33, 69) Zangenteil (sogenannte Pinolen) aufweisen, wobei die Andockstelle Elemente zur Medienübertragung (32, 38) wie beispielsweise Schweißstrom, Kühlwasser und Druckluft enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangengrundkörper Träger des Schweißzylinders (1) ist, und daß über die Andockstelle eine Schweißkrafteinleitung in den Zangenkörper erfolgt.

2. Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangengrundkörper Träger eines Schweißtransformators (12) ist.

3. Schweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Zangengrundkörper eine blockierbare Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist, die eine Relativbewegung zwischen Roboter und den Pinolen (29, 33) in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pinole (33) ermöglicht.

4. Schweißzange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenkörper ein Schiebezangenkörper ist.

5. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Zangenkörper eine blockierbare Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist, die eine Relativbewegung zwischen Roboter und den Pinolen (29, 33, 68, 69) in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pinole (33, 69) ermöglicht.

6. Schweißzange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenkörper ein Scherenzangenkörper ist.

7. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Medienübertragung (32, 38) eine Schweißstromkupplung (32) aufweisen, über welche außer dem Schweißstrom gleichzeitig auch Kühlwasser übertragen wird.

8. Schweißzange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung von Kühlwasser innerhalb der Schweißstromkupplung (32) in zentraler koaxialer Anordnung bezüglich der Schweißstromübertragung erfolgt.