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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.
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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.
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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.
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Nachteilig
bei dieser bekannten Andockstelle für Zangenkörper ist, daß bei jedem
Zangenkörperwechsel
auch der zum Aufgingen 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.
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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.
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Ausgehend
von der Überlegung,
daß bei
vielen der standardmäßig eingesetzten
Schweißzangen die
Schweißzylinder
gleich dimensioniert sind, wird diese Aufgabe bei einer Schweißzange mit
den Merkmalen 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.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In
diesen zeigen:
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1 einen
Schweißzylinder
mit Hebel zur Schweißkraftübertragung,
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2 einen
Zangengrundkörper
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3 den
Zangengrundkörper
von 2 mit Ausgleichsvorrichtung,
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4 eine
Andockstelle zur Ankopplung eines Schiebe- oder Scherenzangenkörpers an
dem Zangengrundkörper,
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5 einen
Pinolenschlitten eines Schiebezangenkörpers in Grundstellung,
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6 einen
Schiebezangenkörper,
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7 einen
Kurvenscheibenschlitten eines Scherenzangenkörpers,
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8 eine
Ausgleichsvorrichtung des Scherenzangenkörpers,
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9 einen
Kniehebel des Scherenzangenkörpers,
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10 eine
Seitenansicht des Scherenzangenkörpers
in geöffneter
und geschlossener Stellung,
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11 eine
Schweißstromführung des Scherenzangenkörpers,
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12 eine
Schweißstromkupplung.
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Die 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.
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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.
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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.
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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.
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Wie
in 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 Flaschplatte 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 gewährleisten.
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.
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Ein
wesentliches Bauteil des in 6 dargestellten
Schiebezangenkörpers
ist der als Ganzes mit 23 bezeichnete Pinolenschlitten,
der auch in 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.
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Mit
den Linearführungen 25 verbunden
sind Fixierlaschen 35, die in der in 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.
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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.
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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.
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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 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 führt
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.
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Die 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 5 und 6.
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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.
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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 10 gezeigten
Position gehalten; die bewegbare Pinole 69 bewegt sich
mit den bewegbaren Scherenschenkeln 60 zwischen den beiden
ebenfalls in 10 dargestellten Positionen.
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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 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.
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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.
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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.
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Die
in 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.
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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 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.
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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.
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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.
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- 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
- Klemmstück 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