DE19813419A1

DE19813419A1 - Welding torch system

Info

Publication number: DE19813419A1
Application number: DE19813419A
Authority: DE
Inventors: Hermann Sperling
Original assignee: Binzel Alexander Co KG GmbH
Current assignee: Binzel Alexander Co KG GmbH
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: DE19813419C2

Abstract

The welding torch system is constructed of modules of a hose unit (1), one or more intermediate units (2-5) and a torch unit (6-9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schweißbrennersystem, insbesondere für das MIG/MAG-Schweißen mit Schweißautomaten.The invention relates to a welding torch system, in particular for MIG / MAG welding with automatic welding machines.

Bei bekannten Schweißbrennern muß bei einer Störung an einem der Funktionsteile, z. B. an der Gasdüse, der gesamte Brenner mitsamt dem Schlauchpaket ausgewechselt werden, was relativ unwirtschaftlich ist, lange Stillstandszeiten bedingt und bei Robotereinsatz entweder ein Nachprogrammieren oder ein Nachjustieren erfordert.In known welding torches, if there is a fault in one of the Functional parts, e.g. B. at the gas nozzle, the entire burner together the hose package to be replaced, which is relative is uneconomical, requires long downtimes and Robot use either a reprogramming or a Readjustment required.

Aus der DE 34 00 111 C1 ist ein Schweißbrennersystem für einen Industrieroboter bekannt, das eine Kupplung innerhalb des eigentlichen Schweißbrenners aufweist, an welcher der Schweißbrennereinsatz mit Düse vom roboterfesten Schweißbrennergriffstück trennbar ist. So kann z. B. bei einem Defekt in der Schweißbrennerdüse der Schweißbrennereinsatz einfach ausgetauscht werden. Auch innerhalb des Schweißbrennereinsatzes kann eine weitere Schnittstelle zur Abnahme der Gasdüse vorgesehen sein. Damit können verschmutzte oder defekte Funktionsteile schnell und evtl. automatisch ersetzt werden. Eine Verwendung unterschiedlicher Schweißbrennereinsätze oder unterschiedlicher Halter ist in dieser Literaturstelle nicht offenbart.DE 34 00 111 C1 describes a welding torch system for one Industrial robot known that a clutch inside the actual welding torch on which the Welding torch insert with nozzle of robot-proof Welding torch handle is separable. So z. B. at one Defect in the welding torch nozzle of the welding torch insert can be easily exchanged. Even within the Welding torch insert can be another interface to Removal of the gas nozzle can be provided. So that can be dirty or defective functional parts quickly and possibly automatically replaced will. Use of different welding torch inserts or different holder is not in this reference disclosed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an sich bekannte Schweißbrennersysteme für Industrieroboter dahingehend zu verbessern, daß sie unterschiedlichen Schweißaufgaben schnell angepaßt werden können.The invention has for its object, known per se Welding torch systems for industrial robots improve that they perform different welding tasks quickly can be adjusted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Schweißbrennersystem, das modular aus den Komponenten Schlauchpaket, ein oder mehrere Zwischenmodule und Brenner aufgebaut ist.This object is achieved by one Welding torch system that is modular from the components Hose package, one or more intermediate modules and burners is constructed.

Dieser modulare Aufbau macht das Schweißbrennerprogramm extrem variabel, leicht verfügbar und da keine Sonderteile auf Lager gehalten werden müssen, auch kurzfristig lieferbar. Die Applikationen können für die unterschiedlichsten Anforderungen direkt zusammengestellt werden, ohne den Umweg über aufwendige und zeitraubende Sonderlösungen beschreiten zu müssen. Das erfindungsgemäße variable MIG/MAG-Brennersystem erlaubt die Kombination der unterschiedlichsten Module mit ihren spezifischen Schnittstellen, die alle bisher notwendigen, unterschiedlichen Ausführungsformen der Brenner ersetzen und unterschiedliche Biegewinkel abdecken. Das erfindungsgemäße variable Brennersystem in Modultechnik ist extrem servicefreundlich, reduziert die Roboterstillstandszeit und erspart ein Nachprogrammieren. So entfällt z. B. der Schlauchpaketwechsel, wenn nur die Düse verschmutzt oder beschädigt ist. Das System gewährleistet eine hohe Wiederholgenauigkeit bezüglich des Referenzpunktes (TCP = Tool-Center-Point) des Brenners an einem Roboterarm.This modular structure makes the welding torch range extreme variable, easily available and there are no special parts in stock must be kept, also available at short notice. The Applications can meet a wide variety of requirements can be put together directly, without the detour via expensive and having to go through time-consuming special solutions. The variable MIG / MAG torch system according to the invention allows the Combination of different modules with their specific ones Interfaces that have all the necessary, different Embodiments of the burner replace and different Cover the bending angle. The variable burner system according to the invention in modular technology is extremely service-friendly, reduces the Robot downtime and saves reprogramming. So not applicable B. the hose package change if only the nozzle is dirty or damaged. The system ensures one high repeatability with regard to the reference point (TCP = Tool center point) of the burner on a robot arm.

Die einzelnen Komponenten sind insbesondere untereinander austauschbar, so daß unterschiedliche Zwischenmodule oder Module mit besonderen Wirkungen mit unterschiedlichen Düsen kombiniert werden können. Es können ein oder mehrere Zwischenmodule verwendet werden. Eines der verwendeten Zwischenmodule dient in der Regel auch als Halter. An alle Module lassen sich unterschiedliche Brenner anschließen, die entsprechend der jeweiligen Aufgabe schnell ausgewechselt werden können.The individual components are in particular among themselves interchangeable, so that different intermediate modules or modules combined with special effects with different nozzles can be. One or more intermediate modules can be used be used. One of the intermediate modules used is used in usually also as a holder. All modules can be Connect different burners that correspond to the each task can be exchanged quickly.

Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß die einzelnen Komponenten identische, d. h. miteinander kompatible Schnittstellen haben, so daß es ebenso möglich ist, den Brenner direkt am Schlauchpaket anzuschließen, als auch den Brenner über ein Zwischenstück (mit Halter) am Schlauchpaket oder den Brenner mit einem Zwischenstück (Halter) und einem weiteren Modul an dem Schlauchpaket anzuschließen.This is achieved in particular in that the individual Components identical, i. H. compatible with each other Interfaces, so that it is also possible to have the burner connect directly to the hose package, as well as the burner an intermediate piece (with holder) on the hose package or the burner with an intermediate piece (holder) and another module on the Connect the hose package.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Schnittstelle eine Verschraubung gewählt, die manuell oder maschinell trennbar und verbindbar ist. Die Schraubverbindung hat den Vorteil, daß auch ungeübte Arbeitskräfte oder eine Wechselautomatik den Wechsel der einzelnen Module des Gesamtsystems einfach ausführen können.In a preferred embodiment, an Screw connection selected, which can be separated manually or mechanically is connectable. The screw connection has the advantage that inexperienced workers or an automatic changeover the change of can easily execute individual modules of the overall system.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden Zwischenmodule verwendet, die Brennerhalter umfassen, damit der Schweißbrenner an einer entsprechenden computergesteuerten Robotermechanik befestigbar und von ihr programmiert bewegbar ist.In a preferred embodiment, intermediate modules used to include the torch holder so the welding torch on a corresponding computer-controlled robot mechanics can be attached and programmed to be moved by it.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Brennerhalter axial verstellbar. Die Variabilität des erfindungsgemäßen Schweißbrennersystems läßt sich noch dadurch erhöhen, daß das Zwischenmodul seinerseits für eine axiale Verstellung des Brenners gegenüber dem Brennerhalter ausgebildet ist.According to one embodiment of the invention, the burner holder axially adjustable. The variability of the invention Welding torch system can be increased by the fact that Intermediate module in turn for an axial adjustment of the Burner is formed opposite the burner holder.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Schlauchpaket an seinen dem Brenner zugewandten Ende ein Außengewinde, die Zwischenmodule an ihren dem Schlauchpaket zugewandten Enden ein Innengewinde und an ihren gegenüberliegenden Enden ein Außengewinde, das einem Innengewinde entspricht, welches die Brenner an ihren dem Schlauchpaket zugewandten Enden aufweisen. Dadurch läßt sich einfach und schnell ein Wechsel der Brenner entweder für unterschiedliche Aufgaben oder bei Verschmutzung oder bei Verschleiß durchführen. So können sowohl ein als auch zwei Zwischenmodule zwischen Schlauchpaket und Brenner montiert werden.In a preferred embodiment, the hose package is on its end facing the burner has an external thread, the Intermediate modules at their ends facing the hose package Internal thread and at their opposite ends External thread, which corresponds to an internal thread, which the Have burners at their ends facing the hose package. This makes it easy and quick to change the burner either for different tasks or when dirty or carry out in case of wear. So both one and two intermediate modules installed between the hose package and the burner will.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further goals, advantages, features and possible applications of the present invention result from the following Description of the embodiments with reference to the drawing. Here form all described and / or illustrated Features for themselves or in any meaningful combination Subject of the present invention, regardless of its Summary in the claims or their relationship.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Komponenten und Anschlußmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Schweißbrennersystems und Fig. 1 shows the components and connection options of a welding torch system according to the invention and

Fig. 2 bis 8 unterschiedliche Applikationen des erfindungsgemäßen Schweißbrennersystems. FIG. 2 to 8 show different applications of the welding torch system of the invention.

Fig. 1 zeigt unterschiedliche Komponenten und ihre möglichen Kombinationen, die hier durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet sind. Das erfindungsgemäße variable Schweißbrennersystem für Roboter umfaßt das Schlauchpaket 1, das Modul 2, die Zwischenmodule 3, 4 oder 5 mit unterschiedlichen Halterungsmöglichkeiten zur Festlegung am einzelnen Roboterarm sowie die Brenner 6, den 22°-Brenner 7, den 35°-Brenner 8 und den 45°-Brenner 9. Selbstverständlich lassen sich neben diesen Standard-Brennern auch Brenner mit anderen Winkellagen einsetzen. Die Komponenten weisen identische, d. h. miteinander kompatible Schnittstellen auf. Hierdurch ist erreicht, daß diese Komponenten alle miteinander verbunden oder untereinander ausgetauscht werden können, einige Kombinationen sind durch die Strichpunktierung gekennzeichnet. So kann jeder Brenner 6 bis 9 an jedes Zwischenmodul 3, 4, 5, aber auch an das Modul 2 angeschlossen werden. Vor jedes Zwischenmodul 3, 4, 5 kann das Modul 2 angeordnet werden oder im Bedarfsfalle auch weggelassen werden. An alle Zwischenmodule 3, 4, 5 oder an das Modul 2 kann das Schlauchpaket 1 angeschlossen sein. Dadurch wird eine hohe Variabilität erreicht, so daß unterschiedlichste Aufgaben durch einfaches Auswechseln von bestimmten Einzelteilen des Brennersystems abdeckbar sind. Fig. 1 shows different components and their possible combinations, which are identified here by dash-dotted lines. The variable welding torch system for robots according to the invention comprises the hose package 1 , the module 2 , the intermediate modules 3 , 4 or 5 with different mounting options for fixing to the individual robot arm as well as the torch 6 , the 22 ° torch 7 , the 35 ° torch 8 and the 45 ° burner 9 . Of course, in addition to these standard burners, burners with other angular positions can also be used. The components have identical, ie compatible interfaces. This ensures that these components can all be connected to each other or interchanged, some combinations are identified by the dash-dotted line. So each burner 6 to 9 can be connected to each intermediate module 3 , 4 , 5 , but also to module 2 . The module 2 can be arranged in front of each intermediate module 3 , 4 , 5 or, if necessary, can also be omitted. The hose package 1 can be connected to all intermediate modules 3 , 4 , 5 or to module 2 . As a result, a high degree of variability is achieved, so that a wide variety of tasks can be covered by simply replacing certain individual parts of the burner system.

Zur Erreichung der Kompatibilität der Einzelteile untereinander weist das Schlauchpaket 1 an seinen dem Brenner 6 bis 9 zugewandten Ende ein Außengewinde 15 auf, welches mit einem Innengewinde an dem dem Schlauchpaket 1 zugewandten Ende des Zwischenmoduls 2 beziehungsweise der weiteren Zwischenmodule 3 bis 5 korrespondiert. Die Zwischenmodule 2 bis 5 weisen wiederum auf ihren den Brennern 6 bis 9 zugewandten Enden Außengewinde 16 beziehungsweise 17 auf, welche mit Innengewinden an den Anschlußenden der Brenner 6 bis 9 korrespondieren. Die Innen- und Außengewinde aller Einzelteile 1, 2 bis 5 und 6 bis 9 entsprechen einander.In order to achieve compatibility of the individual parts with one another, the hose package 1 has an external thread 15 at its end facing the burner 6 to 9 , which corresponds to an internal thread on the end of the intermediate module 2 or of the further intermediate modules 3 to 5 facing the hose package 1 . The intermediate modules 2 to 5 in turn have external threads 16 and 17 on their ends facing the burners 6 to 9 , which correspond to internal threads at the connection ends of the burners 6 to 9 . The internal and external threads of all items 1 , 2 to 5 and 6 to 9 correspond to each other.

Das Modul 2 gemäß Fig. 1 stellt ein Antriebsmodul dar, welches als Push-Pull- oder auch nur als Pull-Antrieb zur Förderung der Drahtelektrode des Schweißbrenners ausgebildet sein kann.The module 2 according to FIG. 1 represents a drive module, which can be designed as a push-pull drive or just as a pull drive for conveying the wire electrode of the welding torch.

Selbstverständlich können auch andere Komponenten als die in Fig. 1 gezeigte, d. h. andere Brenner, andere Zwischenmodule, andere Halterungen oder andere Schlauchzuleitungen, innerhalb des erfindungsgemäßen Modulsystems miteinander kombiniert werden. Aufwendige oder zeitraubende Sonderlösungen müssen nicht beschritten werden. Das System ist somit extrem servicefreundlich, da immer nur die gerade ausgefallene Komponente ersetzt werden muß. Dadurch werden bei Ausfällen von Einzelkomponenten die Roboterstillstandszeiten reduziert. Ebenso entfällt das Problem des Nachprogrammierens, z. B. beim Schlauchpaketwechsel. Auch ist eine hohe Wiederholgenauigkeit des Referenzpunktes (TCP) als Grundstellung des Brenners am Roboterarm oder dergleichen gegeben, d. h. beim Weiterarbeiten nach einem Komponentenwechsel kann dort weitergearbeitet werden, wo vor dem Wechsel aufgehört wurde.Of course, other components than the one shown in FIG. 1, ie different burners, other intermediate modules, other holders or other hose feeds, can also be combined with one another within the module system according to the invention. Complex or time-consuming special solutions do not have to be followed. The system is extremely easy to service because only the component that has just failed must be replaced. This reduces robot downtimes in the event of individual component failures. The problem of reprogramming, e.g. B. when changing the hose package. There is also a high repeatability of the reference point (TCP) as the basic position of the torch on the robot arm or the like, ie when continuing to work after a component change it is possible to continue working where it left off before the change.

Fig. 2 zeigt eine Standardapplikation mit dem Modul 2. In dieser Figur ist das Brennersystem aus dem Schlauchpaket 1, dem Modul 2 sowie dem Zwischenmodul 4 und dem Brenner 7 mit 22°-Biegung zusammengesetzt. Am Zwischenmodul 4 ist eine Brennerhalterung 10 befestigt, welche dazu dient, den Brenner an einem Roboterarm zu halten und bei einer Kollision des Brenners mit dem zu bearbeitenden Werkstück oder einem Peripherieteil ein Ausweichen des Brenners zu ermöglichen. Eine solche Halterung ist bspw. aus der WO 95/07802 A1 bekannt. Fig. 2 shows a standard application to the module 2. In this figure, the burner system is composed of the hose package 1 , the module 2 and the intermediate module 4 and the burner 7 with a 22 ° bend. A burner holder 10 is attached to the intermediate module 4 , which serves to hold the burner on a robot arm and to allow the burner to evade in the event of a collision of the burner with the workpiece to be processed or a peripheral part. Such a holder is known, for example, from WO 95/07802 A1.

Fig. 3 zeigt eine Standardapplikation ohne das Modul 2. An das Schlauchpaket 1 schließt sich hier das Zwischenmodul 4 an, welches wiederum an der Brennerhalterung 10 gemäß Fig. 2 befestigt ist. Am Zwischenmodul 4 ist hier der gerade ausgeführte Brenner 6 angeordnet. Fig. 3 shows a standard application without the module 2. The intermediate module 4 adjoins the hose package 1 , which in turn is fastened to the burner holder 10 according to FIG. 2. The burner 6 that has just been executed is arranged here on the intermediate module 4 .

Fig. 4 zeigt eine Applikation eines erfindungsgemäßen Brennersystems mit dem Schlauchpaket 1, dem Modul 2, dem Zwischenmodul 3, dem Brenner 8 und der Brennerhalterung 10. Bei dieser Ausführung ist zwischen Brennerhalterung 10 und Zwischenmodul 3 eine Halterverlängerung 11 angeordnet, die eine Verlängerung des Wirkungsbereichs des erfindungsgemäßen Brennersystems ermöglicht. Fig. 4 shows an application of a burner system according to the invention with the hose package 1, the module 2, the intermediate module 3, the burner 8 and the torch holder 10. In this embodiment, a holder extension 11 is arranged between the burner holder 10 and the intermediate module 3 , which enables an extension of the effective range of the burner system according to the invention.

Fig. 5 zeigt eine Applikation mit Halterverlängerung 10, jedoch ohne Modul 2. Gezeigt ist hier das Schlauchpaket 1 an dem Zwischenmodul 3 mit dem Brenner 8, hier mit 35°-Biegung. Die Halterung des Brennersystems erfolgt wie in Fig. 4 vermittels der Brennerhaltung 10 mit Halterverlängerung 11. Fig. 5 shows an application with holder extension 10, but without module 2. The hose package 1 is shown here on the intermediate module 3 with the burner 8 , here with a 35 ° bend. As in FIG. 4, the burner system is held by means of the burner holder 10 with the holder extension 11 .

Fig. 6 zeigt eine weitere Applikation, die aus dem erfindungsgemäßen Modulsystem zusammengestellt ist, mit am Schlauchpaket 1 angeschlossenem Modul 2, an welchem ein Zwischenmodul 5 sowie der Brenner 9 mit 45° Arbeitswinkel angeordnet ist. Das Zwischenmodul 5 ist bspw. ein Brennerhalter mit selbsttätiger Zentrierung und Justierung des Brenners beim Werkzeugwechsel, wie dieser z. B. in der WO 95/07790 A1 beschrieben ist. An dem Zwischenmodul 5 ist über einen Brennersupport 12 und einen Standardhalter 13 die Brennerhalterung 10 angeordnet. Auch in dieser Ausführung ist wieder die große Variabilität des erfindungsgemäßen Systems zu erkennen. Fig. 6 shows a further application which is composed of the inventive module system with connected to the hose package 1 Module 2, to which an intermediate module 5 and the burner 9 is positioned at 45 ° working angle. The intermediate module 5 is, for example, a torch holder with automatic centering and adjustment of the torch when changing tools, such as this. B. is described in WO 95/07790 A1. The burner holder 10 is arranged on the intermediate module 5 via a burner support 12 and a standard holder 13 . The great variability of the system according to the invention can also be seen in this embodiment.

Fig. 7 zeigt schließlich eine Applikation ähnlich Fig. 6, jedoch ohne Modul 2. Am Schlauchpaket 1 ist das Zwischenmodul 5 sowie der Brenner 9 mit 45°-Winkelbiegung gezeigt. Am Zwischenmodul 5 ist über den Brennersupport 12 und einen Standardhalter 13 wiederum die Brennerhalterung 10 angeordnet. FIG. 7 finally shows an application similar to FIG. 6, but without module 2 . The hose package 1, the intermediate module 5 and the burner 9 is shown with 45 ° -Winkelbiegung. The burner holder 10 is in turn arranged on the intermediate module 5 via the burner support 12 and a standard holder 13 .

Fig. 8 zeit eine Variante, bei welcher eine durch den Doppelpfeil 18 angedeutete axiale Verstellbarkeit des Brenners 7 ähnlich Fig. 4 ermöglicht ist. Dies wird jedoch nicht durch den Halter 11, sondern durch die axiale Verstellbarkeit des Moduls 2 bezüglich einem Brennerhalter 14 erreicht, welcher seinerseits an dem Standardhalter 13 fixiert ist. Zusätzlich ist eine Verschwenkbarkeit dieses Brennerhalters 14 an dem Standardhalter 13 gegeben, so daß der TCP (Tool-Center-Point) in einfacher Weise einstellbar ist. FIG. 8 shows a variant in which an axial adjustability of the burner 7, indicated by the double arrow 18 , is made similar to FIG. 4. However, this is not achieved by the holder 11 , but rather by the axial adjustability of the module 2 with respect to a burner holder 14 , which in turn is fixed to the standard holder 13 . In addition, this torch holder 14 can be pivoted on the standard holder 13 , so that the TCP (tool center point) can be set in a simple manner.

Reference list

11

Schlauchpaket
Hose package

22nd

Modul
module

33rd

Zwischenmodul
Intermediate module

44th

Zwischenmodul
Intermediate module

55

Zwischenmodul
Intermediate module

66

Brenner
burner

77

Brenner
burner

88th

Brenner
burner

99

Brenner
burner

1010th

Brennerhalterung
Torch holder

1111

Halter
holder

1212th

Brennersupport
Burner support

1313

Standardhalter
Standard holder

1414

Brennerhalter
Torch holder

1515

Außengewinde
External thread

1616

Außengewinde
External thread

1717th

Außengewinde
External thread

1818th

Verstellrichtung
Direction of adjustment

Claims

1. welding torch system, in particular for MIG / MAG welding with automatic welding machines, characterized in that it is constructed modularly from the hose package components ( 1 ), one or more intermediate modules ( 2-5 ) and torch ( 6-9 ).

2. welding torch system according to claim 1, characterized in that the individual components ( 1-9 ) are interchangeable.

3. welding torch system according to claim 1 or claim 2, characterized in that the individual components ( 1-9 ) have identical (mutually compatible) interfaces.

4. Welding torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 1-9 ) have screw connections which can be changed manually or by machine.

5. Welding torch system according to one of the preceding claims, characterized by torch holders ( 10-13 ), which cooperate with an intermediate module ( 2-5 ).

6. welding torch system according to claim 5, characterized in that the torch holder ( 11 ) is axially adjustable with respect to the torch holder ( 10 ).

7. Welding torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate module ( 2 ) is designed for an axial adjustment of the torch ( 7 ) relative to the torch holder ( 14 ).

8. Welding torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the hose package ( 1 ) has at its end facing the torch an external thread ( 15 ), the intermediate modules ( 2-5 ) at their ends facing the hose package ( 1 ) have a corresponding internal thread and have corresponding external threads ( 16 ) on their opposite end and the burners ( 6-9 ) on their ends facing the hose package ( 1 ) have corresponding internal threads.

9. welding torch system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate modules ( 2 to 5 ) are designed as torch holders.