DE20214970U1 - Roboterschweißzange mit Ausgleichsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Roboterschweißzange bestehend aus einer beweglich in einem Gestell (12) gelagerten Zangeneinheit (6) mit Zangenarmen (8,9) und einem Zangenantrieb (7) und einer Ausgleichsvorrichtung (5) für die Zangeneinheit (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung (5) zwei Federelemente (18,19) und eine zwischen den Federelementen (18,19) angeordneten und entsprechend der Zangenorientierung steuerbare Spreizeinrichtung (15) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Roboterschweißzange mit Ausgleichsvorrichtung und den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Eine solche Roboterschweißzange ist aus der DE-A 40 08 088 bekannt. Die Ausgleichsvorrichtung ist in der einen Variante pneumatisch ausgebildet. In der anderen Variante kommen einfache Federpakete zum Einsatz, die jeweils einen Zangenarm direkt an einem roboterfesten Anschlag abstützen.
  • Andere Arten fluidisch betätigter Ausgleichsvorrichtungen zeigen die DE-C 41 17 552, die DE-A 199 55 017 und die EP 0 811 452 .
  • Die fluidisch und insbesondere pneumatisch betätigten Ausgleichsvorrichtungen eignen sich besonders für fluidische, insbesondere pneumatische Schweißzangen. Das Betriebsmittel Druckluft oder Öl ist bei diesen Schweißzangen bereits vorhanden. Ein Einsatz an elektromotorischen Schweißzangen ist hingegen ungünstig, weil er eine separate Druckmittelversorgung mit Proportionalventilen und Steuerung erfordert, was einen hohen zusätzlichen Bauaufwand bedeutet. Ein Einsatz einer druckmittelbetätigten Ausgleichsvorrichtung läuft außerdem den Entwicklungs- und Einsatzzielen elektromotorischer Schweißzangen zuwider, weil hier bewusst auf pneumatische oder hydraulische Zangenantriebe und den damit verbundenen Bau-, Versorgungs- und Wartungsaufwand verzichtet wird.
  • Bei elektromotorischen Zangen wird in der Praxis andererseits versucht, eine Ausgleichsvorrichtung durch eine Steuerung über eine zusätzliche Roboterachse zu realisieren. Dies ist ebenfalls unwirtschaftlich, belegt unnötigerweise wichtige Antriebsressourcen und ist teuer. Eine solchermaßen ausgerüstete Roboterschweißzange erfordert außerdem hochqualifizierte Roboter und Robotersteuerungen, die entsprechende Zusatzachsen zur Verfügung stellen. Auch dies ist bau- und kostenaufwändig.
  • Die DE 37 07 572 C2 zeigt eine C-Zange, die eine konventionelle Ausgleichseinrichtung mit zwei koaxial und distanziert angeordneten Ausgleichsfedern am festen Zangenarm zeigt. Für den beweglichen Zangenarm sind zwei getrennte Antriebe für Vorhub und Arbeitshub vorhanden, wobei der Antrieb für den Arbeitshub eine Spreizeinrichtung mit Kniehebeln und einem Keilkörper besitzt. Diese Anordnung bezieht sich nur auf die Betätigung des beweglichen Elektrodenarms und hat nichts mit der vorerwähnten Ausgleichsvorrichtung zu tun.
  • Die DE 40 08 088 A1 befasst sich mit einer Ausgleichsvorrichtung für eine X-Schweisszange, wobei verschiedene Ausführungsvarianten für die Ausgleichsvorrichtung angegeben werden. In der einen Variante hat die Ausgleichsvorrichtung eine druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Anordnung ohne Federelemente. In der anderen mechanischen Variante von sind koaxiale und distanzierte Federelemente vorhanden, wobei zwischen diesen keine steuerbare Spreizeinrichtung angeordnet ist.
  • Aus der DE 38 40 636 A1 ist eine C-Zange mit einer Ausgleichsvorrichtung bekannt, wobei die Ausgleichsvorrichtung eine Führungsstange mit zwei endseitig aufgezogenen Druckfedern besitzt. Die Führungsstange ist Bestandteil eines Ausgleichszylinders mit einem gestellfesten Gehäuse und einer durchgehenden Kolbenstange, die zugleich die besagte Führungsstange bildet. Im Ausgleichszylinder ist auf der durchgehenden Kolbenstange ein beidseitig über Druckkammern beaufschlagbarer Zentralkolben angeordnet, der je nach Druckbelastung die Kolbenstange und damit die Führungsstange mit dem angeschlossenen festen Zangenarm nach links oder rechts gegen die Kraft der jeweils beaufschlagten Schraubendruckfeder schiebt. Bei dieser Anordnung sind zwar zwei Federelemente vorhanden, der Ausgleichszylinder hat jedoch keine Spreizfunktion und verändert auch nicht den Abstand zwischen den Federn. Die Ausgleichskraft wird durch den druckmittelbetätigten Ausgleichszylinder aufgebracht. Die Federn haben lediglich rückstellende Funktion.
  • Die DE 201 13 990 U1 offenbart eine Schweißzange mit einem pneumatisch selbsthemmenden Ausgleichsantrieb, wobei nur an einer Stelle eine Feder vorhanden ist, die zur Kompensation von Toleranzen dient, welche am zu schweißenden Bauteil oder bei der Programmierung des Roboters sowie bei unterschiedlichen Durchbiegungen der Zangenarme auftreten können. Eine Spreizeinrichtung zwischen zwei Federelementen ist nicht vorhanden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Ausgleichsvorrichtung aufzuzeigen, die insbesondere für elektromotorische Schweißzangen geeignet ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Ausgleichsvorrichtung ermöglicht es, die Zangeneinheit bei Bedarf unter Kompensation der je nach Zangenorientierung unterschiedlich wirkenden Zangengewichtskräfte schwimmend zu halten und bei Bedarf auch zu fixieren. Die Federelemente bieten hierfür den elastischen Ausgleich, während die steuerbare Spreizeinrichtung die je nach Zangenorientierung unterschiedlichen Federwege ausgleicht und andererseits die Umschaltung zwischen schwimmender Zangenlagerung und Fixierstellung ermöglicht.
  • Durch justierbare Federelemente und die über die Steuerung anpassbare Spreizeinrichtung lässt sich die Ausgleichsvorrichtung auf unterschiedliche Schweißzangen und differierende Einsatzbereiche auf einfache Weise anpassen. Die Steuerung der Spreizeinrichtung kann von der Robotersteuerung oder auch der Zangensteuerung aus erfolgen, wobei eine blinde Ansteuerung durch ein Bitmuster genügt. Auch das Teachen der Spreizeinrichtung und ihre Steuerung ist sehr einfach und schnell.
  • Die beanspruchte Ausgleichsvorrichtung ist konstruktiv einfach und erfordert nur einen sehr geringen Bauaufwand. Insbesondere kann eine kostspielige Ansteuerung durch eine zusätzliche Roboterachse entfallen. Zur Versorgung des vorzugsweise elektrischen Aktuators in der Spreizeinrichtung genügt die ohnehin an der Schweißzange vorhandene Spannungsversorgung, wobei eine Niedrigspannung von z.B. 24V genügt. Eine separate Verkabelung und besondere Energiezuführung ist entbehrlich. Die Ausgleichsvorrichtung ist für beliebige Arten von Schweißzangen und beliebige Robotersysteme einsetzbar. Sie kann an bestehenden Schweißzangen nachgerüstet oder umgerüstet werden alternativ zur Erstausrüstung neuer Schweißzangen. Ein besonderer Vorteil besteht in der Vermeidung von Klemmungen in der Fixierlage oder beim Kraftschluss des Zangenantriebs zum Schweißen. Die Ansteuerung ist sehr einfach und benötigt lediglich einen Sollwert, der auch über ein vorhandenes Bussystem übertragen werden kann.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
  • 1: eine Schweißeinrichtung mit Roboter, Roboterschweißzange und Ausgleichvorrichtung in Seitenansicht,
  • 2: eine Schemadarstellung einer Schweißzange als C-Zange in hängender Position mit Ausgleichsvorrichtung und
  • 3: die Variante zu 2 in stehender Zangenposition.
  • 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Schweißeinrichtung (1), z.B. eine Schweißzelle, zur Durchführung von elektrischen Widerstandsschweißprozessen an einem Werkstück (24), bei dem z.B. zwei aufeinander liegende Blechflansche durch Schweißpunkte miteinander verbunden werden sollen. Bei den Werkstücken (24) handelt es sich vorzugsweise um Rohkarosserien von Fahrzeugen oder deren Bauteile.
  • Die elektrischen Widerstandsschweißprozesse und insbesondere Punktschweißprozesse werden mit ein oder mehreren Schweißzangen (2) durchgeführt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich um Roboterschweißzangen (2), die von einem mehrachsigen Roboter (3), z.B. einem Gelenkarmroboter mit sechs rotatorischen Achsen und eventuellen Zusatzachsen, geführt werden. Die Roboterschweißzange (2) hat hierfür an ihrem Gestell (12) einen geeigneten Roboteranschluss (13) zur Verbindung mit dem Handflansch der Roboterhand (14). Gegebenenfalls kann auch eine Wechselkupplung zwischengeschaltet werden.
  • Der Roboter (3) ist mit einer Robotersteuerung (4) ausgerüstet, mit der auch die Roboterschweißzange (2) über eine Leitung (20) verbunden ist. Für die Roboterschweißzange (2) ist noch eine Schweißstromquelle nebst einer Schweißstromsteuerung vorhanden, die der Übersicht halber nicht dargestellt ist.
  • Die Roboterschweißzange (2) besteht aus einem Gestell (12), einer Zangeneinheit (6) und einer Ausgleichsvorrichtung (5). Die Roboterschweißzange (2) ist in der in 1 bis 3 dargestellten Variante als C-Zange ausgeführt, kann alternativ auch eine X-Zange oder eine sonstige Schweißzange sein. In einer weiteren Abwandlung kann es sich auch um eine stationäre Schweißzange handeln, die z.B. entsprechend der DE-A 199 55 017 oder der EP A 0 811 452 ausgebildet ist.
  • Die Zangeneinheit (6) besteht aus zwei Zangenarmen (8,9), die mittels eines Zangenantriebs (7) relativ zueinander beweglich sind und an ihren freien Enden Elektroden (10) tragen, welche gegebenenfalls mit austauschbaren Elektrodenkappen ausgerüstet sind. Bei der gezeigten C-Zange besitzt die Zangeneinheit (6) ein Gehäuse (11), an dem der eine relativ ortsfeste Zangenarm (8) befestigt ist. Dieser Zangenarm (8) hat üblicherweise eine gebogene Form. Der andere Zangenarm (9) ist relativ beweglich angeordnet und wird von dem im Gehäuse (11) befindlichen Zangenantrieb (7) entlang der Abtriebsachse (22) vorgeschoben. Diese Abtriebsachse (22) ist üblicherweise zugleich die Längsachse der Elektroden (10) bzw. des beweglichen und üblicherweise geraden Zangenarms (9). Durch den Zangenantrieb (7) führen die Zangenarme (8,9) mit ihren Elektroden (10) eine Relativbewegung gegenseitig und gegenüber dem Werkstück (24) aus. Der Roboter (3) positioniert hierfür die Schweißzange (2) in einer schweißgerechten Position gegenüber dem Werkstück (24).
  • Die Lage und das Anfahren eines Schweißpunktes lassen sich bedingt durch Toleranzen der Bauteile, der Spannwerkzeuge und der Positioniergenauigkeit des Roboters nicht exakt bestimmen. Die Ausgleichsvorrichtung (5) schafft hierfür einen funktionierenden Lageausgleich, indem sie für eine schwimmende Lagerung der Zangeneinheit (6) gegenüber dem roboterfesten Gestell (12) während des Schweißprozesses sorgt. Durch die schwimmende Lagerung können Positionierfehler der Schweißzange (2) kompensiert werden. Auch das je nach Zangenorientierung unterschiedlich wirkende Eigengewicht der Zangeneinheit (6) wird ausgeglichen. Hierdurch lassen sich Verformungen der Bauteile, ungleichmäßige Elektrodenanpressungen und dergleichen andere negative Erscheinungen vermeiden. Die Schweißzange (2) zieht sich bei Fehlpositionierungen dank der schwimmenden Anordnung beim Schließen der Zangenarme (8,9) weitgehend kraftfrei selbst an das Werkstück (24). Die Zangeneinheit (6) ist zu diesem Zweck über eine geeignete Führung (23) beweglich am roboterfesten Gestell (12) gelagert, wobei die Führung (23) Bewegungen vorzugsweise in Richtung der Abtriebsachse (22) zulässt.
  • Die Ausgleichsvorrichtung (5) greift an der Zangeneinheit (6) an und sorgt für eine definierte schwimmende Lagerung während des Schweißprozesses einerseits und für eine Fixierung während der Zustellbewegungen beim Positionieren durch den Roboter (3) andererseits.
  • Die Ausgleichsvorrichtung (5) besteht aus zwei Federelementen (18,19) und einer zwischen den Federelementen (18,19) angeordneten Spreizeinrichtung (15). Die Spreizeinrichtung (15) sorgt für einen Kraft-und Formschluss zwischen den Federelementen und der Zangeneinheit (6). Die Spreizeinrichtung (15) kann hierbei entsprechend der verschiedenen Orientierungen der Schweißzange (2) gesteuert werden und dadurch die je nach Zangenorientierung unterschiedlichen Federkräfte und Federwege unter Aufrechterhaltung des Kraft- und Formschlusses kompensieren und ausgleichen. Die Spreizeinrichtung (15) ändert hierzu gesteuert ihre Länge, die sogenannte Spreizlänge, und insbesondere die Einspannlänge zwischen den benachbarten Teilen (11,18,19).
  • Die Spreizeinrichtung (15) besitzt vorzugsweise einen elektrischen Aktuator (16), der entsprechend der Zangenorientierung gesteuert werden kann. Der Aktuator (16) kann mit der Robotersteuerung (4) oder der Zangensteuerung (21) verbunden werden und empfängt von dieser Steuerung seine Steuersignale in Form eines einfachen Bitmusters. Der Aktuator (16) kann ein oder mehrere Abtriebsteile (17) zur Übertragung der Spreizkräfte und Spreizbewegungen aufweisen.
  • Die Spreizeinrichtung (15) ist vorzugsweise als Linearantrieb ausgebildet, der für C-Zangen besonders geeignet ist, und besteht z.B. aus einem Spindelantrieb. Der Aktuator (16) ist in diesem Fall ein Elektromotor, z.B. ein steuerbarer Gleichstrommotor für 24V. Das Abtriebsteil (17) ist in diesem Fall eine Spindel, die je nach Motordrehung ihre Auszugslänge und damit die Spreizbzw. Einspannlänge der Spreizeinrichtung (15) ändert.
  • In einer anderen Variante kann der Aktuator (16) ein Piezoelement sein, welches bei Anlegen einer elektrischen Spannung seine eigene Längserstreckung ändert. Auf ein Abtriebselement kann je nach erforderlicher Hublänge verzichtet werden. Alternativ kann eine Hebelübersetzung, ein Getriebe oder sonstiges Abtriebsteil vorhanden sein. In einer weiteren Variante kann die Spreizeinrichtung (15) einen Linearmotor mit einem ausfahrbaren Anschlagteil besitzen. Daneben sind weitere beliebige konstruktive Abwandlungen möglich.
  • Die Federelemente (18,19) sind als Druckfedern ausgebildet und vorzugsweise justierbar. Sie haben im gezeigten Ausführungsbeispiel unterschiedliche Federkräfte F1 und F2, die in geeigneter Weise einstellbar sind. Außerdem können die Federelemente (18,19) einen begrenzten Federhub aufweisen. In konstruktiver Hinsicht können die Federelemente (18,19) in beliebig geeigneter Weise als Schraubenfedern, Tellerfederpakete oder dgl. ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich um vorgespannte Federn.
  • Wie 2 und 3 verdeutlichen, sind die Federelemente (18,19) und die Spreizeinrichtung (15) in ihrer Wirkrichtung beidseits der Zangeneinheit (6) fluchtend hintereinander in einer gemeinsamen Linie angeordnet. Vorzugsweise fluchten sie hierbei mit der Abtriebsachse (22) der Zangeneinheit (6). Die Ausgleichsvorrichtung (5) greift in der gezeigten Ausführungsform am Gehäuse (11) der Zangeneinheit (6) an.
  • Das eine Federelement (19) ist auf der den Zangenarmen (8,9) zugewandten einen Seite der Zangeneinheit (6) zwischen einem Flansch des roboterfesten Gestells (12) und der Zangeneinheit (6), insbesondere dem Gehäuse (11) der Zangeneinheit (6), angeordnet und eingespannt. Das Federelement (19) ist als sogenannte Gegendruckfeder ausgebildet und besitzt eine Federkraft F1 oder wird auf eine solche Federkraft F1 eingestellt, welche vorzugsweise im Wesentlichen dem Gewicht der Zangeneinheit (6) entspricht. Die vorzugsweise vorgespannte Gegendruckfeder (19) stützt also in der in 2 gezeigten hängenden Anordnung der Schweißzange (2) die Zangeneinheit (6) nach unten ab.
  • Auf der gegenüberliegenden anderen Seite, die den Zangenarmen (8,9) abgewandt ist, befinden sich die Spreizeinrichtung (15) und das andere Federelement (18), welches als Ausgleichsfeder fungiert. Die Spreizeinrichtung (15) ist auf dem Zangenantrieb (6) bzw. dessen Gehäuse (11) angeordnet. Zwischen der Spreizeinrichtung (15) und einem zweiten Flansch des roboterfesten Gestells (12) befindet sich die Ausgleichsfeder (18). Die Ausgleichsfeder (18) ist auf eine Federkraft F2 fest eingestellt oder lässt sich hierauf justieren, welche im Wesentlichen der Summe der Federkraft F1 der Gegendruckfeder (19) und dem Gewicht der Zangeneinheit (6) entspricht. Vorzugsweise ist die Federkraft F2 doppelt so groß wie die Federkraft F1. Die Federkräfte F1 und F2 sind gegeneinander gerichtet.
  • Die Spreizeinrichtung (15) dient dem Ausgleich der je nach Zangenorientierung und Gewichtseinfluss unterschiedlichen Federwege bzw. Federlängen der Federelemente (18,19). Hierfür führt die Spreizeinrichtung (15) relativ kleine Hübe von z.B. ca. 15 Millimeter aus. Die Spreizeinrichtung (15) entwickelt über ihren Aktuator (16) hierbei eine Spreiz- oder Ausschubkraft, die den Federkräften F1 und F2 angepasst ist.
  • Während der Roboterbewegungen kann die Zangeneinheit (6) über die Ausgleichsvorrichtung (5) fixiert werden. Hierbei wird die Spreizeinrichtung (15) auf maximalen Hub bzw. maximale Spreizlänge ausgefahren, wobei die Federelemente (18,19) stark gespannt und gegebenenfalls auf Block bzw. auf Anschlag gefahren werden. Hierbei wird der bewegliche Zangenarm (9) gegen den Festanschlag der Zange (2) gedrückt. Auch der stationäre Elektrodenarm (8) ist dadurch während der Roboterbewegung in einer definierten und fixierten Postition.
  • Wird ein Schweißpunkt angefahren, wird während der Anfahrbewegung die von der Robotersteuerung (4) ermittelte Zangenorientierung bezüglich der Schwerkraftachse per Leitung (20) und geeignetem Bussystem an die Zangensteuerung (21) bzw. die Steuerung des Aktuators (16) übermittelt. Der Aktuator (16) fährt dann zum geeigneten Zeitpunkt in die zum Ausgleichen benötigte Position und Spreizlänge. Die Einnahme der gewünschten Postition kann überwacht werden. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen, indem z.B. die Spindelumdrehungen gemessen werden. Als Spindelmotor kann ferner ein elektrischer Schrittmotor mit Überwachung und Rückmeldung der Drehschritte verwendet werden. Daneben sind auch andere Sicherungs- und Überwachungsmaßnahmen möglich.
  • Beim Anfahren eines Schweißpunktes kann ein sogenannter vorzeitiger Zangenschluss erfolgen. Hierbei beginnt der Zangenantrieb (7) die Zangenarme (8,9) bereits vor Erreichen der Schweißposition zu schließen. Die Ausgleichsvorrichtung (5) kann hierbei entsprechend während der Anfahrbewegung schon freigeschaltet werden, so dass die Zangeneinheit (6) zu schwimmen beginnt. Bei erreichter Schweißposition wird eine vollkommen schwimmende Lagerung der Zangeneinheit (6) gegenüber dem Werkstück (24) erreicht, wobei durch eine entsprechende Spreizstellung der Spreizeinrichtung (15) die Federkräfte, die an beiden Seiten der Zangeneinheit (6) angreifen, im Wesentlichen gleich sind. Hierdurch wird die Schweißzange (2) im Schweißpunkt ausbalanciert.
  • Beim Verlassen des Schweißpunktes fährt die Spreizeinrichtung (15) wieder in die Endlage und maximale Spreizstellung, in der die Zangeneinheit (6) erneut fixiert ist. Der nächste Schweißpunkt kann vom Roboter (3) angefahren werden. Ändert sich hierbei die Orientierung der Zange (2) bezüglich der Schwerkraft, werden von der Robotersteuerung (4) automatisch entsprechende Signale geschickt, welche die Spreizeinrichtung (15) in die entsprechende Spreizstellung fahren lassen, um die Zangeneinheit (6) unter Kompensation ihres Gewichts und der Gegendruckfeder (19) im nächsten Schweißpunkt wieder schwimmend zu halten. Dieses Prinzip wiederholt sich für jeden weiteren Schweißpunkt. Die Robotersteuerung (4) berechnet beim Anfahren jedes Raumpunktes die erforderliche Aktuatorposition. Ob diese Sollwerte angewendet werden oder nicht, wird durch die Syntax entschieden, ob Schweißpunkt oder Raumpunkt angefahren wird. Die Robotersteuerung (4) entscheidet, wann die Ausgleichsvorrichtung (5) betätigt wird, um Störkanten mit fixierter Zangenstellung umfahren zu können.
  • Zur Justierung der Ausgleichsvorrichtung (5) und der Ermittlung der Postitions- und Steuersignale für den Aktuator (16) wird zunächst die Schweißzange (2) in die sogenannte hängende Position gemäß 2 gebracht, in der die Zangenarme (8,9) vertikal nach unten hängen. Der Aktuator (16) wird freigeschaltet, wobei die Spreizlänge schrumpft. Hierbei kann Freiraum und Spiel gegenüber der oberen Ausgleichsfeder (18) eintreten. Das Gewicht der Zangeneinheit (6) ruht auf der Gegendruckfeder (19). Diese wird nun so lange in ihrer Federkraft verstellt, bis die Zangeneinheit (6) schwimmt und sich von der Gegendruckfeder (19) gestützt leicht auf und ab bewegen lässt. Der Aktuator (16) wird nun per Ansteuerung von der Robotersteuerung (4) aus manuell angesteuert und gespreizt, bis Kontakt mit der Ausgleichsfeder (18) besteht. Der hierbei in der Robotersteuerung (4) festgestellte Positionswert wird in der Robotersteuerung (4) gespeichert und als Endlagen-Sollwert hinterlegt. Der erste Justierschritt ist damit abgeschlossen.
  • Im zweiten Justierschritt wird die Schweißzange (2) um 180° in die in 3 gezeigte stehende Position gewendet. Das Gewicht der Zangeneinheit (6) ist nun auf der Ausgleichsfeder (18) abgestützt. Der Aktuator (16) wird wiederum freigeschaltet und die Spreizlänge manuell gesteuert verändert, bis die Zangeneinheit (6) erneut schwimmt und sich von der Ausgleichfeder (18) gestützt mit beidseitig annährend gleicher Kraft auf und ab bewegen lässt. Der für diese Schwimmposition festgestellte Positionssollwert für die Aktuatorposition wird wiederum in der Robotersteuerung (4) hinterlegt. Der zweite Justierschritt ist hiermit ebenfalls abgeschlossen. Die beiden Justierschritte können alternativ auch automatisch und über ein entsprechendes Justierprogramm in der Robotersteuerung (4) durchgeführt werden.
  • Die beiden Positionen der hängenden oder stehenden Schweißzange (2) sind die Extremlagen. Dazwischen gibt es eine Vielzahl anderer Zangenorientierungen, bei denen sich entsprechend der Gewichtseinfluss der Zangeneinheit (6) und dementsprechend die für die schwimmende Lagerung und die Federwege benötigte Spreizlänge der Spreizeinrichtung (15) ändert. Diese Spreizlänge bzw. die zugehörige Aktuatorposition kann in der Robotersteuerung (4) oder in der Zangensteuerung (21) auf Grund des von der Robotersteuerung (4) kommenden Orientierungssignals berechnet werden. Es ist auf einfache Weise als Interpolation zwischen den beiden bei den zwei Justierungsschritten hinterlegten Endwerten der Aktuatorpositionen möglich.
  • Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen kann die Ausgleichsvorrichtung (5) mit entsprechender konstruktiver Modifikation auch bei anderen Zangentypen, z.B. X-Zangen eingesetzt werden, wobei z.B. eine gewichtskompensierende Drehung der Zangeneinheit auf einer Schwenkachse stattfindet. Ansonsten sind auch andere stationäre Zangentypen oder dergleichen möglich. Die Reihenfolge und Anordnung der Federelemente (18,19) und der Spreizeinrichtung (15) können von der dargestellten Ausführungsform abweichen und zum Beispiel umgekehrt sein, wobei insbesondere die Spreizeinrichtung (15) zwischen der Gegendruckfeder (19) und der Zangeneinheit (6) angeordnet ist.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Schweißeinrichtung
    2
    Roboterschweißzange
    3
    Roboter
    4
    Robotersteuerung
    5
    Ausgleichsvorrichtung
    6
    Zangeneinheit
    7
    Zangenantrieb, Elektromotor
    8
    Zangenarm fest
    9
    Zangenarm beweglich
    10
    Elektrode
    11
    Gehäuse Zangeneinheit
    12
    Gestell
    13
    Roboteranschluss
    14
    Roboterhand
    15
    Spreizeinrichtung, Linearantrieb, Spindelantrieb
    16
    Aktuator, Motor
    17
    Abtriebsteil, Spindel
    18
    Ausgleichsfeder
    19
    Gegendruckfeder
    20
    Leitung
    21
    Zangensteuerung
    22
    Abtriebsachse
    23
    Führung Zangeneinheit
    24
    Werkstück

Claims (10)

  1. Roboterschweißzange bestehend aus einer beweglich in einem Gestell (12) gelagerten Zangeneinheit (6) mit Zangenarmen (8,9) und einem Zangenantrieb (7) und einer Ausgleichsvorrichtung (5) für die Zangeneinheit (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung (5) zwei Federelemente (18,19) und eine zwischen den Federelementen (18,19) angeordneten und entsprechend der Zangenorientierung steuerbare Spreizeinrichtung (15) aufweist.
  2. Roboterschweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizeinrichtung (15) einen elektrischen Aktuator (16) aufweist, der mit der Robotersteuerung (4) oder der Zangensteuerung (21) verbindbar ist.
  3. Roboterschweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) ein oder mehrere Abtriebsteile (17) aufweist.
  4. Roboterschweißzange nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizeinrichtung (15) als Linearantrieb, vorzugsweise als Spindelantrieb, ausgebildet ist.
  5. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (18,19) als Druckfedern mit unterschiedlicher und vorzugsweise einstellbarer Federkraft (F1,F2) ausgebildet sind.
  6. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (18,19) einen begrenzten Federhub aufweisen.
  7. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterschweißzange (2) als C-Zange ausgebildet ist, wobei die Federelemente (18,19) und die Spreizeinrichtung (15) beidseits der Zangeneinheit (6) fluchtend hintereinander angeordnet sind.
  8. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (18,19) und die Spreizeinrichtung (15) fluchtend mit der Abtriebsachse (22) der Zangeneinheit (6) angeordnet sind.
  9. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Zangenarmen (8,9) zugewandten einen Seite der Zangeneinheit (6) ein Federelement (19) als Gegendruckfeder zwischen der Zangeneinheit (6) und dem Gestell (12) angeordnet ist, wobei die Federkraft F1 im wesentlichem dem Gewicht der Zangeneinheit (6) entspricht.
  10. Roboterschweißzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Zangenarmen (8,9) abgewandten anderen Seite der Zangeneinheit (6) hintereinander die Spreizeinrichtung (15) und ein Federelement (18) als Ausgleichsfeder zwischen der Zangeneinheit (6) und dem Gestell (12) angeordnet sind, wobei die Federkraft F2 im wesentlichem der Summe der einen Federkraft F1 und dem Gewicht der Zangeneinheit (6) entspricht.
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