DE2251450B2 - Automatische Schweißmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden.

Solche automatischen Schweißmaschinen sind bereits bekannt Sie gestatten jedoch nur die Schweißung eines einzigen Werkstücktyps, da die Anordnung der Schweißköpfe und diejenigen Elemente, die die zu schweißenden Werkstücke tragen, bezüglich dieser Werkstücke spezifisch sind. Bisher wurden die Werkstücke praktisch unmittelbar vom Rahmen der Schweißmaschine getragen, was dazu geführt hat, daß in der Vergangenheit so viele unterschiedliche Maschinen vorgesehen werden mußten, als es unterschiedliche Arten von Schweißungen durchzuführen gab. Zwar waren, auf eine gegebene Maschine bezogen, !eichte Verstellungen der Schweißköpfe möglich, die es ί erlaubten, geringfügig voneinander verschiedene Schweifungen zu realisieren.

Indessen, derartige Verstellungen waren dafür, daß sie Schweißungen von deutlich voneinander verschiedenen Konstruktionsteilen hätten bewerkstelligen können,

iü ungenügend oder aber auch für unterschiedliche Schweißgeometrien, zum Beispiel kreisförmige und geradlinige Schweißnähte, ungeeignet

Ganz gewiß stellt die Notwendigkeit eine Vielzahl von Schweißmaschinen vorzusehen, einen Nachteil dar,

is sowohl bezüglich der Behinderung oder Oberfüllung von Fabrikationshallen als auch bezüglich der Investitionskosten für diese Hallen.

Es sind weiterhin als Schweißstraßen benannte Schweißanlagen bekannt, die als Einheit anzusehen sind und in denen auf vorgegebenen Zwangsführungen die

Werkstücke von einer Schweißstation zur anderen

zusammen mit ihrer Spannvorrichtung transportiert werden.

Bei diesen Schweißanlagen ist Voraussetzung, daß

r> größere Serien der gleichen Werkstücke bearbeitet werden, da während einer Umstellung auf andere Werkstücke die gesamte Schweißanlage stilliegt

Desweiteren ist eine Schweißmaschine mit beweglichen Spannvorrichtungen beschrieben, bei der unter

ίο Verwendung von Hubeinrichtungen Auswechselvorrichtungen in der Schweißmaschine in Arbeitsstellung gebracht werden können. Allerdings ist aus der zugehörigen Beschreibung nicht ersichtlich, wie die einzelnen Versorgungseinrichtungen zugeordnet sind,

ν, so daß diese Schweißmaschine nicht ohne weiteres zum maschinellen Schweißen von unterschiedlichen Werkstücken einzeln oder in kleinen Serien verwendet werden kann. Es sind Untersuchungen und Versuche unternommen worden, um diese Nachteile zu beseitigen, und das Ergebnis dieser Untersuchungen hat seinen Niederschlag in einer neuartigen Schweißmaschine gefunden, wie sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet

4~> Die Erfindung geht aus von einer automatischen Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden, bestehend aus einem Rahmen, an den die zu schweißenden Werkstücke oder Teile angekoppelt sind, und aus wenigstens einem

oo Schweißkopf, der ebenfalls an den Rahmen angekoppelt ist wobei die zu schweißenden Werkstücke einerseits und der oder die Schweißköpfe andererseits relativ zueinander mittels zugehöriger Antriebsorgane bewegt werden können, ferner bestehend aus einer entspre-

V' chenden Steuereinrichtung für die Antriebsorgane und aus angebauten Elementen, die insbesondere Schweißenergiequellen und gegebenenfalls Quellen für aktive Gase oder Inertgase für die Schweißung und/oder Vorrichtungen zur Dampfabsaugung tragen, wobei der

bu oder die Schweißköpfe mit diesen angebauten Elementen verbunden sind.

Eine derartige Schweißmaschine ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet daß sie außerdem einen Werkzeughalter aufweist und mehrere voneinander

i" verschiedene Spezialwerkzeuge vorgesehen sind, von denen jedes zur Durchführung einer besonderen Schweißung geeignet ist und die mittels lösbarer Befestigungen jeweils mit dem Werkzeughalter fest

verbunden werden können, daß jedes Werkzeug selbst durch einen Werkstückträger und durch einen oder mehrere Schweißköpfe gebildet ist, und daß jedes Werkzeug außerdem Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die am Rahmen fest angebauten =. oder angekoppelten Elemente sowie gegebenenfalls Mittel zum Anschließen der Steuereinrichtung an die Antriebsorgane aufweist, wenn die Steuereinrichtung ebenfalls mit dem Rahmen festgekoppelt ist

Gemäß einer Weiterbildung weist die Schweißma- ι υ schine bei eiivxn mit Abschmelzelektrode arbeitenden Schweißverfahren in an sich bekannter Weise einen Elektrodenvorrat zur Versorgung des oder der Schweißköpfe auf und dieser Elektrodenvorrat ist auf dem Rahmen angeordnet ι ■->

Es ist vorteilhaft, wenn die Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die angebauten Elemente in der Art von Schnellverbindungen ausgebildet sind

Schließlich weist der Werkzeughalter vorzugsweise eine Auflagefläche auf, die auf dem Rahmen gleitbar angeordnet ist

Zum besseren Verständis der Erfindung, zur Erläuterung ihrer Weiterbildungen und zur Verdeutlichung ihrer Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. 2s

Selbstverständlich stellen die nachfolgende Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen keine Beschränkung der Erfindung auf das Ausführungsbeispiel dar

In den Zeichnungen, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Maschine nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Einzelheit der Maschine gemäß F i g. 1 und

Fig.3 ein besonderes Werkzeug, das auf der r> Maschine gemäß F i g. 1 befestigt werden kann.

Gemäß Fig. 1, aus der die Gesamtanordnung der Schweißmaschine ersichtlich ist, weist diese Maschine insbesondere einen Rahmen 1 auf, der auf dem Boden ruht und praktisch unbeweglich ist Die hier beschriebene Schweißmaschine ist für die Ausführung einer elektrischen Lichtbogenschweißung mittels Abschmelzelektrode geeignet Auf dem Rahmen ! sind daher Spulen 2 zur Bevorratung des Elektrodenmaterials 3 vorhanden. Ferner weist der Rahmen 1 eine Schalt- und Bedienungstafel 4 für den gewünschten Schweißvorgang auf, die gleichfalls eine Steuereinrichtung für Antriebsorgane enthält welche eine Verschiebung der Schweißköpfe relativ zu den zu schweißenden Werkstücken erlauben. Weiterhin ist auf dem Rahmen 1 eine Einrichtung 5 zum Sammeln der bei den Schweißungen entstehenden Dämpfe angeordnet. Wenn die Schweißungen unter besonderen Gasatmosphären durchgeführt werden müssen, dann sind entsprechende Gasvorratsbehälter ebenfalls auf dem Rahmen 1 angeordnet. ~>5

Der größte Teil der angebauten Maschinenteile und besonders alle schweren Teile sind mit dem Rahmen 1 verbunden. Unter anderem umfassen diese angebauten Maschinenteile die Quellen zur Lieferung der Schweißenergie sowie der Abschmelzelektroden, wenn diese Art der Schweißung angewendet wird. Die hier gezeigte Schweißmaschine könnte gleichfalls zur Durchführung von Schweißungen mittels Gasschweißbrennern eingesetzt werden, die zum Beispiel mit Azetylengas gespeist werden, so daß die Anwendung dieser Maschine nicht to auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Obgleich die Anwendung der Schweißmaschine in dem Falle besonders vorteilhaft ist. in welchem Lichtbogenschweißungen mittels Abschmelzelektroden durchgeführt werden, könnte die Maschine aber auch für Schweißungen mit nichtabschmelzenden Elektroden brauchbar sein.

Die vorliegende Schweißmaschine weist noch eine horizontale Führungsschiene 6 auf, auf der jeweils gleiche, durch einen Rahmen gebüdete Gehänge 7a, 7b und 7c aufgehängt sind. Diese Gehänge sind mit Rollen 8 zur Aufhängung und zum Transport euf aer Schiene 6 versehen, wobei die Rollen 8 jeweils über die äußeren Enden 6a und 6b der Schiene 6 auf diese aufgesetzt werden können. Die Schweißapparate befinden sich in bezug auf den Rahmen der Maschine in derjenigen Position, die vom Gehänge Tb eingenommen wird, das sich zwischen den äußeren Gehängen 7a und 7c befindet

Man stellt fest daß auf dem Gehänge 7a, das als Werkzeughalter dient, ein spezielles Werkzeug 9 angeordnet ist Einzelheiten dieses Werkzeugs 9 werden weiter unten in Verbindung mit der F i g. 3 beschrieben. Andererseits, bemerkt man, daß das Gehänge 7b zwei Konstruktionen 7</und 7e aufweist die im vorliegenden Fall voneinander getrennt sind, die aber geeignet sind, nach Zentrierung mittels Stiften 10 miteinander befestigt zu werden. Weiterhin besitzt der Rahmen 1 Verlängerungen in Form von Säulen oder Pfosten 11, zwischen denen das Gehänge in seine Position 7b gebracht werden kann. Diese Säulen oder Pfosten 11 tragen eine erste Hebevorrichtung oder dergleichen Mittel, die die obere Konstruktion 7d des Gehänges unter Druck zu setzen vermögen, und eine zweite Hebevorrichtung oder dergleichen Mittel, welche die untere Konstruktion 7e unter Druck setzen können.

Die obere Konstruktion 7d des Gehänges 7b besitzt mehrere Anschluß- oder Verbindungselemente für das Werkzeug, etwa für das Werkzeug 9, zum Anschließen dieses Werkzeugs an Elemente, die am Rahmen der Schweißmaschine angebaut sind. Ein derartiges Verbindungselement 12 ist in Fig.2 dargestellt. Diese Verbindungselemente sind zum Anschließen der Werkzeuge — die, wie dies weiter unten noch ersichtlich sein wird, Mittel zur Befestigung der zu schweißenden Teile und zum Bewegen dieser Teile relativ zu den Schweißköpfen aufweisen — und zum Anschließen der Schweißköpfe selbst an die elektrischen Energiequellen für die Schweißung und/oder den Werkstücksantrieb, an die Quellen für Aktiv- oder Inertgas und an die Mittel zum Absaugen der Dämpfe geeignet.

Aus der F i g. 2 ist im einzelnen ein Anschluß- oder Verbindungselement 12 für eine Dampfabsaugleitung 13 ersichtlich, die ihrerseits an Dampfsammler 5 angeschlossen und mit dem Rahmen 1 fest verbunden ist, wobei also die Dampfabsaugleitung 13 an eine weitere Leitung 14 anzuschließen ist, die selbst zur Dampfabsaugung dient die aber mit den Schweißköpfen in Verbindung steht und mit dem Werkzeug 9 gekoppelt ist. Der Rahmen 1 besitzt eine Verbindungsfläche 15, in welche die Leitung 13 über eine Öffnung 13a mündet. Die obere Konstruktion 7d des Gehänges 7b besitzt ihrerseits eine Verbindungsfläche 16, in welche die Leitung 14 über eine öffnung 14 einmündet. Wenn sich das Gehänge Ib in seiner richtigen Position in bezug auf den Rahmen 1 befindet so liegen die öffnungen 13a und 14a zunächst einander gegenüber, derart, daß durch eine Annäherung des Gehänges an den Rahmen unter Zuhilfenahme an sich bekannter Mittel, beispielsweise mittels in diesem Augenblick zwischen dem Gehänge 7b und dein Rahmen 1 aneekoDoelter Hebevorrichtuneen.

die Verbindungsflächen 15 und 16 miteinander in Berührung gebracht werden, wobei die gegenseitige Verbindung der Leitungen 13 und 14 erreicht wird.

Die Ausbildung des Werkzeugs 9 wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 genau erläutert. Dieses ~> Werkzeug ist einerseits mit einem Träger 17 ausgestattet auf dem durch Spannbacken 18 oder durch andere bekannte Mittel die Werkstücke 19a und 19ύ befestigt sind, die durch eine Schweißnaht 20 miteinander verschweißt werden sollen, und andererseits trägt das ι ο Werkzeug einen Sockel 21, der ein Lager für die um eine vertikale Achse 23 drehbare Anordnung mehrerer Schweißköpfe 22 bildet Der Träger 17 und der Sockel 21 sind jeweils durch an sich bekannte, lösbare Befestigungsmittel mit den oberen bzw. unteren i'> Konstruktionen Td bzw. Te des Gehänges Tb formschlüssig verbunden. Zwischen einem beweglichen Teil 25, das die Schweißköpfe 22 trägt, und dem an der Konstrunktion Td befestigten Sockel 21 ist ein Antriebsmotor 24 angeordnet. An der Konstraktion Td sind schließlich nach unten ragende Säulen 26 befestigt, welche Dampfabsaugdüsen 27 tragen. Nebenbei kann man feststellen, daß die Düsen 27 hinsichtlich ihrer Position auf den Säulen 26 mittels Schrauben 27a und hinsichtlich ihrer Neigung mittels Schrauben 27b eingestellt werden können.

Dieses spezielle Werkzeug 9 für die Werkstücke 19a und 19i> ist durch eine Vielzahl von biegsamen Leitungen mit angebauten Elementen verbunden, die bereits im Vorangehenden erwähnt worden sind. So in sind elektrische Kabel 28 zum Transport der elektrischen Energie zu den Schweißköpfen 22 vorhanden, ebenfalls Gasleitungen 29 zur Förderung der bei der Schweißung benötigten Aktiv- oder Inertgase zu den Schweißköpfen 22. Ferner gibt es mit den Düsen 27 -is verbundene Leitungen 14 zum Absaugen der Dämpfe sowie ein elektrisches Kabel 30 zur Energieversorgung des Antriebsmotors 24.

Die Vorteile der soeben beschriebenen, erfindungsgemäßen Schweißmaschine lassen sich noch besser aus der folgenden Erläuterung ihrer Anwendungsweise verstehen.

Es sei angenommen, daß sich zu einem ersten Zeitpunkt kein Werkstück in einer Schweißposition befindet Man wählt dann zuerst ein geeignetes Werkzeug 9 aus und bringt dieses auf einem Gehänge an, dessen Konstruktionen Td und Te zusammengefügt und verriegelt werden. Dies kann an einer vom Rahmen 1 der Maschine entfernten Stelle vorgenommen werden, da das Gehänge vom Rahmen abnehmbar ist Anschließend setzt man die Rollen 8 des Gehänges auf die Schiene 6 und bringt das Gehänge in die Position Tb. Mit den Hebevorrichtungen oder dergleichen der Säulen 11 bringt man die Verbindungsfläche 15 des Rahmens 1 mit der Verbindungsfläche 16 der Konstruktion Td in Berührung, wodurch die verschiedenen Anschlüsse zwischen dem Werkzeug 9 und den am Rahmen 1 angebauten Elementen hergestellt werden, entsprechend der Verbindung 12. Im Anschluß an dies< Operation kann das Werkzeug wie bei bekanntei Maschinen in Betrieb gesetzt werden.

Die untere Konstruktion Te des Gehänges win mittels der weiteren Hebevorrichtungen oder derglei chen der Säulen 11 beeinflußt, so daß nach dem Trennei der Stifte 10 dieser untere Teil Te abgesenkt werdei kann und auf diese Weise eine Auflagefläche zu Beschickung mit den zu schweißenden Werkstücke! gebildet wird. Sodann wird durch eine umgekehrt! Bewegung die Verbindung zwischen dem unteren Tei Te mit dem Teil Td wieder hergestellt Die Schweißnah 20 kann nunmehr erzeugt werden. Für Werkstücke voi ein und derselben Art wird selbstverständlich de gleiche Träger 17 benutzt.

Unterdessen ist es möglich, ein zweites Werkzeuj vorzubereiten, um die Fabrikation gemäß einer anderei Werkstücksart zu bewerkstelligen. Um diesen weiterei Fabrikationszug in Angriff zu nehmen, genügt es, da anfängliche Gehänge Tb abzutrennen und an dessei freie Stelle das mit dem zweiten Werkzeug verseheni Gehänge zu schieben. In dieser Hinsicht bietet di< Schiene 6 eine große Leichtigkeit für das Wechseln de Gehänge, während die Schnellverbindungen, wie da Verbindungselement 12, ein praktisch augenblickliche Anschließen des Werkzeugs 9 an die an den Rahmei angebauten Elemente und Organe gestatten.

Der wesentlichste Vorteil der erfindungsgemäßei Schweißmaschine liegt in der Tatsache, daß mit einen einzigen Rahmen 1 so viele unterschiedliche Schwei Bungen durchgeführt werden können, wie man die wünscht soweit man die besonderen Werkzeuge fü jeden zu schweißenden Werkstücktyp schafft. Mai erzielt also Einsparungen sowohl an der Zahl de Maschinenrahmen, als auch an Platzbedarf, als auch ai Einrichtungs- bzw. Betriebskosten.

Dies ist insbesondere im Falle von Lichtbogenschwei Bungen mittels Abschmelzelektroden vorteilhaft, wem man den Raumbedarf, das Gewicht und den Preis de Vorratsspulen und der Zuführungseinrichtungen für di< Elektroden berücksichtigt

Früher war es erforderlich, die Spule in eini Relativbewegung zu versetzen, und zwar entspreche™ der relativen Verschiebung der zu schweißendei Werkstücke in bezug auf die Schweißköpfe, wahrem jetzt die Spule 2 auf dem Rahmen 1 montiert ist Bei de vorliegenden Maschine betrifft die Steuerung de: relativen Verschiebung lediglich die Schweißköpfe Ϊ. und der Antrieb läßt sich nun durch einen wesentlicl kleineren Motor als früher realisieren. Darüber hinau: ist die Trägheit der in Bewegung befindlichen Teili beträchtlich vermindert und die Rückläufe der Schweiß köpfe 22 in ihre Ausgangsstellungen erfolgen wesentlicl rascher als vorher. Man erzeilt also, insgesam betrachtet, gleichzeitig Einsparungen an Platzbedarf, ai Gewicht und an Investitionskosten, aber auch Einspa rangen an Verbrauch elektrischer Energie und ein« Erhöhung des Ausstoßes infolge schneller Rückläufe.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Automatische Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden, bestehend aus einem Rahmen, an den die zu schweißenden Werkstücke oder Teile angekoppelt sind, und aus wenigstens einem Schweißkopf, der ebenfalls an den Rahmen angekoppelt ist wobei die zu schweißenden Werkstücke einerseits und der oder die Schweißköpfe andererseits relativ zueinander mittels zugehöriger Antriebsorgane bewegt werden können, ferner bestehend aus einer entsprechenden Steuereinrichtung für die Antriebsorgane und aus angebauten Elementen, die insbesondere Schweißenergiequellen und gegebenenfalls Quellen für aktive Gase oder Inertgase für die Schweißung und/oder Vorrichtungen zur Damofabsaugung tragen, wobei der oder die Schweißköpfe mit diesen angebauten Elementen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine außerdem einen Werkzeughalter (7a; 7b; 7c) aufweist und mehrere voneinander verschiedene Spezialwerkzeuge (9) vorgesehen sind, von denen jedes zur Durchführung einer besonderen Schweißung geeignet ist und die mittels lösbarer Befestigungen jeweils mit dem Wekzeughalter fest verbunden werden können, daß jedes Werkzeug (9) selbst durch einen Werkstückträger (17) und durch einen oder mehrere Schweißköpfe (22) gebildet ist und daß jedes Werkzeug außerdem Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die am Rahmen (1) fest angebauten oder angekoppelten Elemente sowie gegebenenfalls Mittel zum Anschließen der Steuereinrichtung an die Antriebsorgane aufweist wenn die Steuereinrichtung ebenfalls mit dem Rahmen (1) fest gekoppelt ist

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sie bei einem mit Abschmelzelektroden arbeitenden Schweißvei-fahren in an sich bekannter Weise einen Elektrodenvorrat zur Versorgung des oder der Schweißköpfe (22) aufweist und daß dieser Elektrodenvorrat (2) auf dem Rahmen (1) angeordnet ist

3. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe (22) an die angebauten Elemente in der Art von Schnellverbindungen (12) ausgebildet sind.

4. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Werkzeughalter (7a; 7b; 7c) eine Auflagefläche aufweist, die auf dem Rahmen (1) gleitbar angeordnet ist.