DE202006011893U1

DE202006011893U1 - Greifanordnung

Info

Publication number: DE202006011893U1
Application number: DE200620011893
Authority: DE
Original assignee: Nelson Stud Welding Inc
Current assignee: Nelson Stud Welding Inc
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: WO2008014756A1

Abstract

Greifanordnung (1) zur Aufnahme von Schweißbolzen (2),
a) mit einem an einer Halterung (3) angeordneten Backenfutter (4) zu Aufnahme einer Anzahl von Backenelementen,
b) wobei die Backenelemente radial in Richtung auf eine Zentrumsachse (A) des Futters (4) verschieblich gelagert sind, und
c) wobei jedes Backenelement mit einem Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, um bei einer Greifbewegung durch radiale Verschiebung der Backenelemente zur Zentrumsachse (A) des Backenfutters (4) hin zwischen den freien Greifenden (6a, 6b, 6c) der Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) den Schweißbolzen (2) zu greifen,
dadurch gekennzeichnet,
d) dass die Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) so ausgebildet sind, dass sich die freien Greifenden (6a, 6b, 6c) im Rahmen der Greifbewegung auf eine Greifachse (B) zu bewegen, welche von der Zentrumsachse (A) des Backenfutters (4) verschieden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifanordnung zur Aufnahme von Schweißbolzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Schweißtechnik ist es bekannt, Schweißbolzen anhand von Greifanordnungen aufzunehmen, um sie dem Ort der vorgesehenen Anschweißung zuzuführen. Dies kann mittels Schweißrobotern geschehen, die mittels einer Halterung ein Backenfutter tragen. Die von dem Backenfutter geführten Backen sind dabei radial in Richtung auf eine zentrale Achse verschieblich angeordnet und können dadurch einen in dieser Achse bereitgestellten bzw. zugeführten Schweißbolzen festhalten bzw. klemmen. Anschließend kann der Bolzen mit einem vorgesehenen Körper verschweißt werden, wozu der Schweißroboter das Backenfutter mit darin gehaltenem Bolzen in den Schweißbereich bewegen kann, wenn dies erforderlich ist.
Je nach räumlicher Gestaltung des Schweißbereichs und den konstruktiven Abmessungen des Backenfutters ist es mitunter schwierig, Schweißbereiche in der Nähe von Störkanten zu erreichen, da die räumliche Ausdehnung des Backenfutters oder der darin geführten Backen ein Annähern des Schweißbolzens an die vorgesehene Schweißstelle behindern, da sie vorher mit der Störkante zusammentreffen. Ein typischer Fall wird dabei gebildet durch zwei unter einem rechten Winkel zusammenlaufende Flächen, wenn in dem entstehenden Kehlbereich senkrecht zur einen oder anderen Fläche ein Bolzen anzuschweißen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter weitgehender Nutzung bestehender Greifkomponenten eine Greifanordnung zu schaffen, die auch das Positionieren bzw. Schweißen von Bolzen in unmittelbarer Nähe von Störkanten ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Greifanordnung durch Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Greifanordnung beruht auf der Erkenntnis, dass sich das Greifzentrum, in dem der Schweißbolzen gehalten wird, außerhalb der eigentlichen Zentrumsachse befinden kann, welche durch die Radialbewegung der Backen bzw. das Backenfutter selbst bestimmt ist. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass die in das Backenfutter eingesetzten Backenelemente in an sich bekannter Art mit Greiffingern versehen sind, wobei diese Greiffinger jedoch so geformt sind, dass das eigentliche Greifzentrum bei Radialverschiebung der Backenelemente nicht mit dem Zentrum des Backenfutters fluchtet. Zwar führen auch die Greiferfinger eine radiale Bewegung zum Zentrum des Backenfutters hin aus, jedoch sind die den Bolzen fassenden Greifenden der Greiffinger aus der Zentrumsachse des Backenfutters herausgeführt und so zueinander ausgerichtet, dass sie bei der Radialbewegung der Backenelemente in Richtung auf die Zentrumsachse des Backenfutters ebenfalls aufeinander zubewegt werden, jedoch in Richtung auf eine nicht mit der Zentrumsachse fluchtende Greifachse. Dies wird anhand der 1 leicht deutlich gemacht.
Eine derartige Greifanordnung gestattet vorteilhaft das Halten bzw. Heranführen von Schweißbolzen nahe an Störkanten, da die eigentliche Greifachse aus dem Zentrum des Backenfutters an einen Randbereich des selben oder sogar darüber hinaus verlagert ist.
In einer einfachsten Ausführungsform sieht die Greifanordnung ein an einer Halterung angeordnetes Backenfutter oder dazu gleichwertiges Element zur Aufnahme einer Anzahl von Backenelementen vor. Die Backenelemente sind dabei radial in Richtung auf eine Zentrumsachse des Futters verschieblich gelagert. Jedes Backenelement ist erfindungsgemäß mit einem Greiferfinger verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet, um bei einer Greifbewegung durch radiale Verschiebung der Backenelemente zur Zentrumsachse hin zwischen den freien Greifenden der Greiferfinger den Schweißbolzen zu greifen. Die Greiferfinger sind dabei so ausgebildet, dass sich die freien Greifenden im Rahmen der Greifbewegung auf eine Greifachse zu bewegen, welche von der Zentrumsachse des Backenfutters verschieden ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Greifanordnung mit ihren Greiferfingern so ausgebildet, dass die Greifachse außerhalb des Backenfutters verläuft. Dadurch wird vorteilhaft die weitere Annäherung der Greifachse an Störkanten ermöglicht und auch das Eintauchen in beidseitig begrenzte Vertiefungen gestattet, wie dies insbesondere 3 näher zeigt. In gleicher Weise wie bei der vorbeschriebenen einfachsten Ausführungsform wird hier die radiale Klemmbewegung in erfinderischer Weise von der Zentrumsachse des Backenfutters verlagert, wobei im letzt geschilderten Fall die Greifachse sogar außerhalb des Körpers des Backenfutters oder auch dessen Halterung verläuft.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind für die Greifanordnung genau drei Greiferfinger vorgesehen. Damit lässt sich der Schweißbolzen mit geringem konstruktiven Aufwand gut und sicher aufnehmen, wobei die Greiferfinger bis hin zu ihren Greifenden ausreichend stabil ausgeführt werden können. Selbstverständlich lässt sich die Anzahl der Greiferfinger auch erhöhen, wodurch bei zusätzlichem konstruktivem Aufwand der Schweißbolzen noch besser und genauer gehalten werden kann.
Wie bereits erwähnt können die Greiferfinger jeweils einstückig mit den Backenelementen ausgebildet sein, die radial verschieblich im Backenfutter gelagert sind. Eine alternative Ausführungsform sieht jedoch vor, dass die Greiferfinger lösbar mit den jeweiligen Backenelementen verwindbar sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Backenfutter an sich auch für herkömmliche Klemm- bzw. Haltevorgänge im Bereich seiner Zentrumsachse verwendbar ist. Durch entsprechend angepasste Greiferfinger, die an den Backenelementen zu befestigen wären, kann dann die möglicherweise nur für einen speziellen Anwendungsfall erforderliche erfindungsgemäße Greifanordnung zusammengebaut werden, ohne dass das Backenfutter an sich ausgetauscht werden müsste.
Eine besonders einfache Ausführungsform einer Greifanordnung mit drei Greiferfingern sieht vor, dass sich einer der Greiferfinger im Wesentlichen gerade oder symmetrisch über die Zentrumsachse des Backenfutters hinweg in Richtung auf die neue Greifachse erstreckt, während die beiden anderen Greiferfinger im Wesentlichen hakenförmige Gestalt aufweisen. Die besonders einfache Gestalt des ersten Greiferfingers und die zumindest symmetrisch mögliche Ausbildung der beiden anderen Greiferfinger erlaubt insgesamt eine kostengünstige und konstruktiv einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Greifanordnung. Die sinnvollerweise hakenförmige Gestalt der beiden weiteren Greiferfinger ergibt sich aus der in radialer Richtung erforderlichen Klemmbewegung und wird aus 2 und 3 näher ersichtlich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Backenfutter relativ zu seiner Halterung schwenkbar. Dadurch kann das Backenfutter je nach Anwendungsfall eine beliebige Drehposition relativ zur Halterung einnehmen, wodurch die Anwendungsvielfalt der erfindungsgemäßen Greifanordnung erheblich erhöht wird. So lässt sich die Greifachse um beispielsweise 90° oder 180° um die Zentrumsachse des Backenfutters herumschwenken, um im Nahbereich von gegenüberliegenden oder zueinander gewinkelt angeordneten Störkanten schweißen zu können. Der Schwenkvorgang kann dabei elektrisch, pneumatisch oder durch sonstige geeignete Antriebe ausgeführt werden. Insbesondere erlaubt ein verschwenkbares Backenfutter auch, den Schweißbolzen in einer ersten Schwenkstellung aufzunehmen, um ihn anschließend in eine zweite Schwenkstellung zu bewegen, in welcher die Annäherung an die Störkante folgen soll (denkbar ist es natürlich auch, allein durch Ausführung der Schwenkbewegung die nötige Annäherung bzw. Positionierung des Schweißbolzens vorzunehmen).
In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Backenfutter aus seiner Schweißstellung in eine Ladestellung schwenkbar ist, um in dieser Stellung einen Schweißbolzen aufzunehmen.
Schließlich sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vorteilhafterweise vor, dass der Schweißbolzen durch Zufuhr von der dem Futter zugewandten Rückseite der Greiferfinger in Richtung der Greifachse aufnehmbar ist. In diesem Fall ist es möglich, den Schweißbolzen "von hinten" zwischen den Greifenden der Greiferfinger zu positionieren, worauf diese die Greifbewegung zum Festhalten des Bolzens ausführen. Der Bolzen kann dabei so eingeführt werden, dass er um ein vorgebbares Maß auf der anderen Seite der Greiferfinger herausragt. Mit seinem freien Ende dieses herausragenden Abschnitts kann der Bolzen dann durch entsprechende Positionierbewegung im Bereich der Störkante positioniert und verschweißt werden, woraufhin die Greifer die Klemmung lösen und den Bolzen freigeben.
In diesem Fall wurde der Bolzen quasi von der Rückseite der Greiferfinger her eingeführt und verlässt diese nach erfolgter Schweißung zur Vorderseite hin. Durch eine geeignete Vorrichtung im Bereich der Rückseite der Greiferfinger können somit fortwährend Schweißbolzen zugeführt und für den Schweißvorgang geklemmt werden auch ohne dass eine Schwenkbewegung des Futters zwischen einer Lade- und einer Schweißposition erforderlich wäre (selbstverständlich ist die Beladung der Greiferfinger auch "von vorne" möglich, so dass der Bolzen den Klemmbereich nach dem Verschweißen in der gleichen Richtung verlässt, aus der er zuvor eingesetzt wurde.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren dargestellt. Dabei zeigen
1 eine schematische Seiten- und Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Greifanordnung,
2 eine zweite Ausführungsform der Greifanordnung in schematischer Seiten- und Draufsicht und
3 eine schematische Darstellung verschiedener Schwenkpositionen des Backenfutters.
1a zeigt dabei eine erfindungsgemäße Greifanordnung 1 in der Nähe einer Störkante K, wo ein Schweißbolzen 2 angeschweißt werden soll. Dazu sieht die Greifanordnung 1 eine Halterung 3 vor, die ein Backenfutter 4 trägt.
Wie in der Draufsicht gemäß 1b zu erkennen ist, verfügt das Backenfutter über drei Backenelemente, die zugleich drei Greiferfinger 5a, 5b und 5c bilden. Die Greiferfinger 5a, 5b und 5c sind dabei in Richtung auf eine Zentrumsachse A des Backenfutters radial verschieblich gelagert, wobei die Zentrumsachse A im Wesentlichen zentral zum Backenfutter verläuft.
Wie ebenfalls in 1b zu erkennen ist, sind die einzelnen Greiferfinger 5a, 5b und 5c so ausgebildet, dass sie bei der durch drei Pfeile angedeuteten radialen Bewegung mit ihren Greifenden auf eine Greifachse B zulaufen, um dort den Bolzen 2 geklemmt zu halten. Durch die dargestellte Form der Greiferfinger wird also die Achse, in deren Richtung die Klemmbewegung zur Halterung des Bolzens erfolgt, um ein Maß gegenüber der herkömmlich bekannten Zentrumsachse A verschoben. Wie insbesondere in 1a zu sehen ist, liegt die Zentrumsachse A des Backenfutters 4 soweit beabstandet von einer Störkante K, dass in Richtung dieser Zentrumsachse ein Schweißbolzen 2 nicht in der dargestellten Weise positioniert werden könnte. Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der Greifachse B aus dem Zentrum des Backenfutters 4 hinaus wird dagegen die in 1a dargestellte Positionierung möglich. Der Bolzen 2 lässt sich in gewünschter Weise ausreichend nahe an die Störkante K heranführen und dort verschweißen. In diesem Fall verläuft die Greifachse B noch durch den Körper des Backenfutters 4, da der Abstand zur Zentrumsachse A für die gezeigte Positionierung völlig ausreicht.
In den Darstellungen gemäß 2a und 2b dagegen liegt die Greifachse B außerhalb des Körpers des Backenfutters 4. Die zugehörigen Greiferfinger 5a, 5b und 5c gemäß 2b sind dabei entsprechend länger ausgebildet, um den Abstand zwischen den Achsen A und B zu gewährleisten. 2b zeigt dabei wiederum, dass bei radialer Bewegung der Greiferfinger 5a, 5b und 5c in Richtung auf die Zentrumsachse A des Backenfutters 4 das an jedem Greiferfinger ausgebildete Greifende 6a, 6b und 6c in Richtung auf die Greifachse B zusammenläuft, um den Bolzen 2 dort entsprechend klemmen zu können.
Durch die größere Beabstandung der Achsen A und B zueinander ergeben sich weitere Vorteile, wie anhand 3c erläutert werden soll. Dort ist zu erkennen, dass die nicht weiter beschrifteten Greiferfinger mit dem von ihnen geklemmten Schweißbolzen 2 in eine U-förmig ausgebildete Störkante hineinragen, um dort den Bolzen anzuschweißen. Das wäre nicht möglich, sofern die Greifachse B noch durch den Körper des Backenfutters 4 verliefe.
Ein weiterer erheblicher Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass der Schweißbolzen 2 von der dem Backenfutter 4 zugewandten Rückseite der Greiferfinger her in den Klemmbereich zugeführt werden können, um diesen nach vorne hinaus im Anschluss an die Verschweißung zu verlassen. Die kontinuierliche Bereitstellung neuer Schweißbolzen wird so erheblich vereinfacht.
In 3a und 3b ist das Backenfutter 4 in zwei unterschiedlichen Positionen relativ zur Halterung 3 dargestellt. 3a zeigt das Futter 4 in einer Ladestellung I, in welcher nicht näher dargestellte Schweißbolzen dem Klemmbereich entlang der Greifachse B zugeführt werden können. Alternativ könnte die gesamte Anordnung mit ihrer Ausrichtung I in einen Aufnahmebereich bewegt werden, um dort mit einem Schweißbolzen versorgt zu werden bzw. einen solchen aktiv aufzunehmen.
In 3b ist das Backenfutter 4 gegenüber der Position I um 90° in eine Schweißstellung II verschwenkt, in der der eigentliche Anschweißvorgang erfolgen soll.
Eine nicht dargestellte Zuführvorrichtung könnte also Schweißbolzen im Bereich der Greifachse B nach Stellung I bereitstellen, wohingegen der eigentliche Schweißvorgang nach Verschwenken des Backenfutters 4 in die Schweißstellung II erfolgt, wo die Zuführvorrichtung beispielsweise weniger stört.

Claims

Greifanordnung (1) zur Aufnahme von Schweißbolzen (2), a) mit einem an einer Halterung (3) angeordneten Backenfutter (4) zu Aufnahme einer Anzahl von Backenelementen, b) wobei die Backenelemente radial in Richtung auf eine Zentrumsachse (A) des Futters (4) verschieblich gelagert sind, und c) wobei jedes Backenelement mit einem Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, um bei einer Greifbewegung durch radiale Verschiebung der Backenelemente zur Zentrumsachse (A) des Backenfutters (4) hin zwischen den freien Greifenden (6a, 6b, 6c) der Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) den Schweißbolzen (2) zu greifen, dadurch gekennzeichnet, d) dass die Greiferfinger (5a, 5b, 5c...) so ausgebildet sind, dass sich die freien Greifenden (6a, 6b, 6c) im Rahmen der Greifbewegung auf eine Greifachse (B) zu bewegen, welche von der Zentrumsachse (A) des Backenfutters (4) verschieden ist.
Greifanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifachse (B) außerhalb des Backenfutters (4) verläuft.
Greifanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Backenfutter bzw. Greiferfinger (5a, 5b, 5c) vorgesehen sind.
Greifanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Greiferfinger (5a) im Wesentlichen gerade oder symmetrisch über die Zentrumsachse (A) des Futters (4) hinweg in Richtung auf die Greifachse (B) erstreckt, während die beiden anderen Greiferfinger (5b, 5c) hakenförmige Gestalt aufweisen.
Greifanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Backenfutter (4) relativ zur Halterung (3) schwenkbar ist.
Greifanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Backenfutter (4) aus einer Schweißstellung (II) in eine Ladestellung (I) schwenkbar ist, um in dieser Stellung (I) einen Schweißbolzen (2) aufzunehmen.
Greifanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbolzen (2) durch Zufuhr von der dem Futter (4) zugewandten Rückseite der Greiferfinger (5a, 5b, 5c) in Richtung der Greifachse (B) aufnehmbar ist.