DE202011051910U1 - processing device - Google Patents
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Abstract
Bearbeitungseinrichtung, insbesondere elektrische Schweiß- oder Löteinrichtung, mit einem mit einer Anpresskraft beaufschlagten Werkzeug (2, 3), insbesondere einer Elektrode, und mit einer Zustelleinrichtung (9) für ein Werkzeug (2), wobei die Bearbeitungseinrichtung (1) modular ausgebildet ist und austauschbare Module aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung (9) modular ausgebildet ist und einen austauschbaren Antrieb (10) und eine Führungseinrichtung (11) zur Antriebsübertragung auf das Werkzeug (2, 3), insbesondere die Elektrode, aufweist.Machining device, in particular an electric welding or soldering device, with a tool (2, 3) acted upon by a contact force, in particular an electrode, and with a feed device (9) for a tool (2), wherein the machining device (1) is modular and having replaceable modules, characterized in that the feed device (9) is modular and has a replaceable drive (10) and a guide device (11) for drive transmission to the tool (2, 3), in particular the electrode.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung, insbesondere eine elektrische Schweiß- oder Löteinrichtung, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a processing device, in particular an electrical welding or soldering device, with the features in the preamble of the main claim.
Aus der Praxis ist es bekannt, elektrische Bearbeitungseinrichtungen der genannten Art, insbesondere elektrische Widerstands-Pressschweißeinrichtungen, als Einzelkonstruktionen auszubilden, die an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst sind. Die Bearbeitungseinrichtung weist eine Zustelleinrichtung mit einem Antrieb auf, an dessen Abtriebselement ein Elektrodenhalter mit einer Elektrode angeordnet ist. Ein solcher Antrieb ist z. B. als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder ausgebildet. Eine solche Bearbeitungseinrichtung ist für den jeweiligen Einsatzzweck speziell ausgebildet.From practice it is known to design electrical processing devices of the type mentioned, in particular electrical resistance pressure welding devices, as individual constructions, which are adapted to the respective application. The processing device has a delivery device with a drive, on the output element of which an electrode holder with an electrode is arranged. Such a drive is z. B. formed as a hydraulic or pneumatic cylinder. Such a processing device is specially designed for the respective application.
Die
Die
Die
In der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht verbesserte elektrische Bearbeitungseinrichtung aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide a technically and economically improved electrical processing device.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die modulare Ausbildung der elektrischen Bearbeitungseinrichtung hat den Vorteil, dass die Module oder Komponenten bedarfsweise ausgetauscht und an variierende Einsatzzwecke angepasst werden können. Die modulare Ausbildung ermöglicht ein Baukastensystem und bietet dadurch einen sehr weiten Einsatzbereich sowie einfache, schnelle und kostengünstige Nachrüst- und Umrüstmöglichkeiten.The invention solves this problem with the features in the main claim. The modular design of the electrical processing device has the advantage that the modules or components can be replaced as needed and adapted to varying purposes. The modular design allows a modular system and thus offers a very wide range of applications as well as simple, fast and cost-effective retrofitting and retrofitting options.
Insbesondere die Zustelleinrichtung mit ihren Komponenten kann modular aufgebaut sein, wobei verschiedene Antriebsmodule für unterschiedliche Prozessbedingungen und Kraftbereiche zur Verfügung stehen. Der Kunde kann die Bearbeitungseinrichtung dank ihrer Modularität bedarfsweise umbauen und ergänzen und somit an veränderte Einsatzbedingungen, z. B. unterschiedliche Werkstücke, bedarfsweise selbst anpassen.In particular, the delivery device with its components can be of modular construction, with different drive modules being available for different process conditions and force ranges. Thanks to its modularity, the customer can rebuild and supplement the processing unit as required, thus adapting to changing operating conditions, such as: B. different workpieces, if necessary, customize themselves.
Die Zustelleinrichtung weist eine Führungseinrichtung auf, die zwischen den Antrieb bzw. das Antriebsmodul und einen Werkzeughalter, insbesondere Elektrodenhalter, geschaltet ist. Die Führungseinrichtung kann bei den verschiedenen modularen Ausgestaltungen der Bearbeitungseinrichtung und insbesondere bei einem Austausch der Antriebsmodule beibehalten werden. Sie kann hierzu für die unterschiedlichen Kraftbereiche und ggf. auch Wegbereiche einheitlich ausgebildet sein. Eine definierte Schnittstelle ermöglicht den Austausch und Wechsel von Antriebsmodulen, die an der Führungseinrichtung angebaut und montiert werden können, wobei diese ihrerseits an einem stationären oder beweglichen Träger montierbar ist.The feed device has a guide device, which is connected between the drive or the drive module and a tool holder, in particular electrode holder. The guide means can be maintained in the various modular designs of the processing equipment, and in particular when the drive modules are replaced. It can be designed to be uniform for this purpose for the different power ranges and possibly even path areas. A defined interface allows the exchange and exchange of drive modules that can be mounted on the guide device and mounted, which in turn is mounted on a stationary or movable support.
Die Schnittstelle kann einheitliche Anschlüsse für die Gestelle oder Grundkörper von Führungseinrichtungen und Antriebsmodulen aufweisen. Ferner kann die Führungseinrichtung ein beweglich geführtes und gelagertes Treibelement, insbesondere eine Treibstange, für die Kraft- und Wegübertragung aufweisen, welches einen einheitlichen Anschluss zur direkten oder mittelbaren Verbindung mit einem Abtriebselement des Antriebsmoduls aufweist. Bei einer mittelbaren Verbindung kann eine Kupplung zwischengeschaltet sein.The interface can have uniform connections for the racks or bodies of guide devices and drive modules. Furthermore, the guide device may have a movably guided and mounted drive element, in particular a drive rod, for force and displacement transmission, which has a uniform connection for direct or indirect connection to an output element of the drive module. In an indirect connection, a clutch may be interposed.
Zur effektiven und präzisen Kraft- und Wegübertragung ist eine Ausbildung des Treibelements als axial bewegliche Treibstange von Vorteil, die zur Abdeckung des gesamten Kraft- und Wegbereichs entsprechend ausgebildet sein kann. Eine Verdrehsicherung ermöglicht eine definierte reine Axialbewegung und erlaubt eine exakte und verdrehungsfreie Zustellung des Werkstücks, insbesondere einer Elektrode. Insbesondere können Querkräfte oder Momente von der Zustelleinrichtung aufgenommen und abgestützt werden, die an der Prozessstelle auf das Werkzeug, insbesondere die Elektrode, eingeleitet werden. Die Abstützung kann an der Führungseinrichtung erfolgen, wobei das Antriebsmodul hiervon entlastet ist und entsprechend einfacher ausgestaltet sein kann.For effective and precise force and displacement transmission is an embodiment of the driving element as an axially movable drive rod advantageous that can be designed to cover the entire force and path range accordingly. An anti-rotation allows a defined pure axial movement and allows a precise and torsion-free delivery of the workpiece, in particular an electrode. In particular, transverse forces or moments can be absorbed and supported by the feed device, which are introduced at the process location on the tool, in particular the electrode. The support can be made on the guide device, wherein the drive module is relieved of this and can be configured correspondingly simpler.
Die Antriebe oder Antriebsmodule können in beliebig geeigneter Weise ausgeführt sein, z. B. als pneumatischer oder hydraulischer Zylinder oder als Servoantrieb. Ein Zylinder kann z. B. eine definierte Kraft aufbringen. Mit einem Servoantrieb ist neben der Kraft auch der Weg steuerbar oder ggf. regelbar. Ein Servoantrieb kann z. B. als elektrischer Spindeltrieb, Zahnstangentrieb oder dgl. ausgeführt sein und entsprechende Messsysteme für Weg und Kraft bzw. Moment beinhalten.The drives or drive modules can be designed in any suitable manner, for. B. as a pneumatic or hydraulic cylinder or as a servo drive. A cylinder can z. B. apply a defined force. With a servo drive in addition to the force and the way controllable or possibly regulated. A servo drive can, for. B. as electrical Spindle drive, rack and pinion or the like. Run and include appropriate measuring systems for path and force or moment.
Weitere Module der Bearbeitungseinrichtung können insbesondere ein gemeinsamer Träger für die Zustelleinrichtung nebst Gegen-Werkzeughalter, eine Verstellvorrichtung für einen beweglichen Träger und die ein oder mehreren Werkzeughalter, insbesondere Elektrodenhalter, sein. Die Werkzeuge, insbesondere Elektroden, sind ebenfalls austauschbar.Further modules of the processing device may in particular be a common carrier for the delivery device together with the counter-tool holder, an adjustment device for a movable carrier and the one or more tool holders, in particular electrode holders. The tools, especially electrodes, are also interchangeable.
Die beanspruchte elektrische Bearbeitungseinrichtung lässt sich auch in automatisierten Fertigungsanlagen einsetzen. Hierfür ist die Verstelleinrichtung günstig, die für eine definierte Vorpositionierung oder Zustellung eines beweglichen und z. B. als Schlitten ausgebildeten Trägers gegenüber einer Werkstückzuführung sorgen kann.The claimed electrical processing device can also be used in automated production systems. For this purpose, the adjustment is low, which for a defined pre-positioning or delivery of a movable and z. B. as a carriage trained carrier against a workpiece feed can provide.
Günstig ist auch eine Sensorikanordnung an der Führungseinrichtung, die für alle modularen Konfigurationen oder Baukastenzusammenstellungen einheitlich sein kann.Also favorable is a sensor arrangement on the guide device, which can be uniform for all modular configurations or modular compositions.
Ferner kann die Bearbeitungseinrichtung eine einheitliche Bedien- und Service-Seite für ihre Komponenten haben, die einen optimalen Zugang gewährleistet, insbesondere zu Einstellungs- und Wartungszwecken. Bei der Führungseinrichtung liegt die Verdrehsicherung an dieser besagten Seite, wobei von hier auch ein Zugang zu dem Treibelement und dessen Lagerung gegeben ist. An der Führungseinrichtung können diese Teile zur besagten Seite hin offen liegen, wobei eine ggf. gemeinsame Abdeckung für die Zustelleinrichtung den Zugang betriebssicher verschließen kann. Auch bei den Antrieben bzw. Antriebsmodulen können die Bedien- und Einstellelemente an der besagten Bedien- und Service-Seite liegen. Bei der Verstelleinrichtung können der oder die Stellantrieb(e) nebst Mitnehmer, Anschlag sowie ggf. Stossdämpfer und deren Verstellmöglichkeiten bequem erreicht werden. Ferner wird der Zugang zu der keramischen Isolierscheibe und deren Befestigung verbessert. Die Bedienung und Wartung wird vereinfacht und kann innerhalb des Baukastensystems stets gleich bleiben, was den Dokumentations- und Schulungsaufwand deutlich mindert.Furthermore, the processing device can have a uniform operating and service page for its components, which ensures optimal access, in particular for adjustment and maintenance purposes. In the guide device is the rotation on this said side, which is also given an access to the drive element and its storage from here. At the guide device, these parts can be open to said side, with a possibly common cover for the delivery device can close the access reliable. Even with the drives or drive modules, the operating and adjustment elements can be located on said operating and service side. In the adjustment of the actuator (s) in addition to driver, stop and possibly shock absorbers and their adjustment can be easily achieved. Furthermore, access to the ceramic insulating washer and its attachment is improved. The operation and maintenance is simplified and can remain the same within the modular system, which significantly reduces the documentation and training costs.
Bei der elektrischen Bearbeitungseinrichtung ist es möglich, die stromführenden Werkzeuge, insbesondere Elektroden, gegenüber dem zugehörigen Werkzeughalter bzw. Elektrodenhalter elektrisch und thermisch zu isolieren. Ein hier eingebautes Isolierelement kann eine druckfeste und scherfeste formstabile Isolierscheibe aus einem Keramikwerkstoff, insbesondere einer Oxidkeramik, sein. Sie kann durch ihre maximale Steifigkeit und Scherfestigkeit Kräfte und ggf. Momente übertragen und gleichzeitig thermisch und elektrisch isolieren, wobei die Kraftübertragung ohne prozessrelevante Verformung erfolgt. Insbesondere können Zustell- und Andruckkräfte über die Isolierscheibe ohne unerwünschte Nachgiebigkeiten übertragen werden.In the electrical processing device, it is possible to electrically and thermally isolate the current-carrying tools, in particular electrodes, from the associated tool holder or electrode holder. An insulating element incorporated here can be a pressure-resistant and shear-resistant dimensionally stable insulating disk made of a ceramic material, in particular an oxide ceramic. Due to its maximum rigidity and shear strength, it can transmit forces and, if necessary, moments and at the same time thermally and electrically insulate it, whereby the power transmission takes place without process-relevant deformation. In particular, delivery and pressure forces can be transmitted via the insulating without undesirable resiliency.
Besonders günstig ist eine kraft-, bewegungs- und/oder momentenübertragungsfähige Kontur der Isolierscheibe mit korrespondierenden, insbesondere komplementären Gegen-Konturen an Werkzeug, Werkzeughalter. Hierüber kann einerseits eine exakte Positionierung des Werkzeugs, insbesondere einer Elektrode, gegenüber dem jeweiligen Werkzeug- oder Elektrodenhalter erfolgen. Andererseits können auch ggf. Momente und Bewegungen übertragen werden, falls z. B. das Werkzeug, insbesondere eine Elektrode, um seine Hauptachse gedreht wird, was z. B. relativ zum Werkstück erfolgen kann. Etwaige eingeleitete Drehbewegungen und Momente, aber auch evtl. Querkräfte werden von der Isolierscheibe über die Kontur sicher übertragen und abgestützt. Andererseits können vom Werkzeug eingeleitete Querkräfte und Momente aufgenommen und ggf. über die Führungseinrichtung abgestützt werden. Die einander ergänzende Konturen sind auch zu Identifizierungs-, Zuordnungs- und Sicherheitszwecken vorteilhaft. Fehlerhafte Kombinationen können ausgeschlossen werden. Die Konturenausbildung kann eine definierte und isolierende Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkzeughalter schaffen.Particularly favorable is a force, motion and / or torque transfer capable contour of the insulating with corresponding, in particular complementary counter-contours of tool, tool holder. This can be done on the one hand, an exact positioning of the tool, in particular an electrode, relative to the respective tool or electrode holder. On the other hand, if necessary, moments and movements can be transmitted, if z. B. the tool, in particular an electrode, is rotated about its major axis, which z. B. can be done relative to the workpiece. Any initiated rotary movements and moments, but also possibly transverse forces are transmitted and supported safely by the insulating disk over the contour. On the other hand, lateral forces and moments introduced by the tool can be absorbed and possibly supported by the guide device. The complementary contours are also advantageous for identification, association and security purposes. Erroneous combinations can be excluded. Contour formation can create a defined and insulating interface between tool and tool holder.
Die von der Zustelleinrichtung eingeleiteten Kräfte und Bewegungen können kontrolliert und verlustfrei an das Werkzeug, insbesondere eine Elektrode, übertragen werden. Hierbei lässt sich mit hoher Prozesssicherheit die auf ein Werkstück einwirkende Kraft einstellen und steuern sowie ggf. regeln.The forces and movements introduced by the feed device can be transmitted to the tool, in particular an electrode, in a controlled and loss-free manner. In this process, the force acting on a workpiece can be adjusted and controlled with high process reliability and, if necessary, regulated.
Das Isolierelement kann Werkzeug und Werkzeughalter in Montagestellung voneinander distanzieren und einen Spalt schaffen. Hier kann vorteilhafterweise eine ringartige Dichtung angeordnet sein, um die elektrische Isolierung weiter abzusichern und gegen Umwelteinflüsse unempfindlich zu machen und Nebenschlüsse zu verhindern. Sie kann außerdem komprimierbar sein und evtl. Fertigungs- und Spalttoleranzen aufnehmen.The insulating element can distance tool and tool holder in the mounting position of each other and create a gap. Here, advantageously, a ring-like seal may be arranged to further protect the electrical insulation and to make insensitive to environmental influences and to prevent shunts. It can also be compressible and possibly accommodate manufacturing and gap tolerances.
Die Bearbeitungseinrichtung kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie kann insbesondere eine Fügeeinrichtung sein. Besondere Vorteile bestehen bei einer elektrischen Widerstands-Pressschweißeinrichtung, einer elektrischen Löteinrichtung oder einer Ultraschall-Schweißvorrichtung, die mit Elektroden arbeiten, die gegen ein Werkstück angepresst werden können und die durch die keramische Isolierscheibe gegen ihren jeweiligen Elektrodenhalter elektrisch isoliert und mit dem Gegenhalter druckfest verbunden sind. Eine solche Isolierung kann an einer oder mehreren bzw. allen Elektroden vorhanden sein.The processing device can be designed in different ways. It may in particular be a joining device. Particular advantages are in an electrical resistance pressure welding device, an electrical soldering device or an ultrasonic welding device, which operate with electrodes which can be pressed against a workpiece and which are electrically insulated by the ceramic insulating against their respective electrode holder and pressure-resistant connected to the counter-holder , Such isolation may be present on one or more or all electrodes.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In the subclaims further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung (
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Werkzeuge (
Die in
Die in
In der gezeigten Ausführungsform hat der gemeinsame Träger (
Die Verstellvorrichtung (
Die Bearbeitungseinrichtung (
In
Dieser kann z. B. eine in Zustellrichtung bzw. in Richtung der Prozessachse (
Nachfolgend werden die Details der gezeigten Zustelleinrichtung (
Die Führungseinrichtung (
Wie
Die Schnittstelle (
Bei der Ausführungsform von
In der Variante von
Die Verdrehsicherung (
An der Verdrehsicherung (
Die Befestigung der ggf. gemeinsamen Abdeckung (
Die Schnittstelle (
Die Isolierscheibe (
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die nicht rotationssymmetrische und z. B. kräfteübertragungsfähige Kontur (
Der jeweilige Werkzeughalter (
Die jeweilige Aufnahme (
In
In
In Montagestellung distanziert die Isolierscheibe (
Varianten der gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele für eine oder mehrere Elektroden (
Ferner kann eine Bearbeitungseinrichtung (
Abwandlungen sind ferner hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Zustelleinrichtung (
Bei der Führungseinrichtung (
In der gezeigten Ausführungsform führt die Zustelleinrichtung (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bearbeitungseinrichtung, SchweißeinrichtungMachining equipment, welding equipment
- 22
- Werkzeug, ElektrodeTool, electrode
- 33
- Werkzeug, ElektrodeTool, electrode
- 44
- Stromanschlusspower connection
- 55
- Werkzeughalter, Elektrodenhalter, zustellbarTool holder, electrode holder, deliverable
- 66
- Werkzeughalter, Elektrodenhalter, GegenhalterTool holder, electrode holder, counterholder
- 77
- Gestellframe
- 88th
- Träger, Schlitten, ModulCarrier, carriage, module
- 99
- Zustelleinrichtungadvancing
- 1010
- Antrieb, ModulDrive, module
- 1111
- Führungseinrichtung, ModulGuiding device, module
- 1212
- Verstellvorrichtung, ModulAdjustment device, module
- 1313
- Isolierelement, Isolierscheibe, KeramikscheibeInsulating element, insulating disc, ceramic disc
- 1414
- Konturcontour
- 1515
- Schlüsselflächekey area
- 1616
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 1717
- Fixierelement, SchraubeFixing element, screw
- 1818
- Isolierteil, IsolierhülseInsulating part, insulating sleeve
- 1919
- Dichtungpoetry
- 2020
- Öffnungopening
- 2121
- Elementhalter, InterfacehalterElement holder, interface holder
- 2222
- Elementhalter, BasishalterElement holder, base holder
- 2323
- Aufnahme, FassungRecording, version
- 2424
- Konturcontour
- 2525
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2626
- Abdeckungcover
- 2727
- Bedien- und Service-SeiteOperating and service page
- 2828
- Gestell, GrundkörperFrame, basic body
- 2929
- Treibelement, TreibstangeDriving element, drive rod
- 3030
- Lagerungstorage
- 3131
- Verdrehsicherungtwist
- 3232
- Schnittstelle zu AntriebInterface to drive
- 3333
- Schnittstelle zu WerkzeughalterInterface to tool holder
- 3434
- Anschluss Gehäuse, AnbaustelleConnection housing, attachment point
- 3535
- Anschluss Treibelement, InnengewindeConnection of drive element, internal thread
- 3636
- Kupplungclutch
- 3737
- Abtriebselementoutput element
- 3838
- Anschluss TreibelementConnection drive element
- 3939
- Anbauflanschmounting flange
- 4040
- Zylindercylinder
- 4141
- Kolbenstangepiston rod
- 4242
- Servoantrieb, SpindeltriebServo drive, spindle drive
- 4343
- Motorengine
- 4444
- Spindelmutterspindle nut
- 4545
- Abtriebsstange, GewindespindelOutput rod, threaded spindle
- 4646
- Anschluss, AnbaustelleConnection, attachment point
- 47 47
- Gestell, GrundkörperFrame, basic body
- 4848
- Achse, ProzessachseAxis, process axis
- 4949
- Sensoriksensors
- 5050
- Halterungbracket
- 5151
- Anschluss, SteckfassungConnection, jack
- 5252
- Stellteil, GrobverstellungControl part, coarse adjustment
- 5353
- Stellteil, FeinverstellungControl part, fine adjustment
- 5454
- Gehäusecasing
- 5555
- Gehäusecasing
- 5656
- Stellantrieb, StellschraubeActuator, adjusting screw
- 5757
- Stellantrieb, ZylinderActuator, cylinder
- 5858
- Führungguide
- 5959
- Ansatzapproach
- 6060
- Mitnehmer an TrägerCarrier to carrier
- 6161
- Einstellelementadjustment
- 6262
- Anschlagattack
- 6363
- Stossdämpfershock absorber
- 6464
- Öffnung zu TrägerOpening to carrier
- 6565
- Öffnung zu BedienseiteOpening to operating side
- 6666
- Deckelcover
- 6767
- Steuereinheit, VentileinheitControl unit, valve unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 4207612 A1 [0004] DE 4207612 A1 [0004]
- DE 102009007699 A1 [0005] DE 102009007699 A1 [0005]
- DE 102009045252 A1 [0005] DE 102009045252 A1 [0005]
- DE 102004029665 A1 [0006] DE 102004029665 A1 [0006]
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