DE2700602A1

DE2700602A1 - Robot for electric resistance spot welding - using portal fitted with work cylinders carrying welding electrodes

Info

Publication number: DE2700602A1
Application number: DE19772700602
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Pollmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-01-08
Filing date: 1977-01-08
Publication date: 1978-07-13

Abstract

Plant for the electric resistance spot welding of sheet metal components and assemblies using welding robots fitted with >=1 multijoint arm carrying >=1 welding electrode. The arm is driven by stored data so a defined sequence of welds is made at exact locations. The workpieces move along a transfer table which carries a portal or a portal system, from which the welding electrodes are suspended; and the portal is used to exert and absorb the pressure applied by the electrodes during spot welding. An indexing mechanism is pref. used to align the portal w.r.t. the welds, esp. by mounting the portal on a template carrying the workpieces; and numerical control is pref. employed to synchronise the motions of the robot arm and to clamp the template. The portal absorbs the welding pressure, e.g. when using two electrodes on the upper side of the workpieces.

Description

Anordnung zum elektrischen Widerstands-Punktschweißen von Blechbauteilen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Viderstands-Punktschweißen von Blechbauteilen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.Arrangement for electrical resistance spot welding of sheet metal components The invention relates to an arrangement for electrical resistance spot welding of sheet metal components according to the preamble of claim 1.

Beim widerstandselektrischen Punktschweißen mittels Schweißrobotern ist es üblich, die erforderlichen Anpreßkräfte für die Schweißelektroden mittels Schweißzangen aufzubringen.With resistance electric spot welding using welding robots it is common to use the necessary contact pressure for the welding electrodes Apply welding tongs.

Das indirekte Widerstands-Schweißen mittels Doppelelektroden und passivem Unterkupfer auf der Werkstückgegenseite scheiterte an der Schwierigkeit, die erforderlichen Anpreßkräfte über die mehrgliedrigen Roboterarme aufzubringen.Indirect resistance welding using double electrodes and passive Lower copper on the opposite side of the workpiece failed due to the difficulty in finding the necessary Apply pressing forces on the multi-link robot arms.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen anzugeben, wie bei Schweißrobotern mit vielgliedrigen Schweißarmen Anpreßkräfte in ausreichender Höhe z. B. auch bei Einsatz von Doppelelektroden aufgebracht werden können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die k-nnzelchnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is to provide measures, as in the case of welding robots with multi-link welding arms contact pressure in sufficient height z. B. also at Use of double electrodes can be applied This task is achieved according to the invention by the specific features of claim 1.

Die Abstützschiene für die Schweißelektroden kann als bewegliche aktive Schiene ausgebildet sein, die selber die Anpreßkräfte ausübt Sie kann aber auch als passive footstehende Schiene ausgebildet sein, wenn am Schweißarmende ein Andrückzylinder, der wenigstens angenähert parallel zur Elektrode ausgerichtet ist, angeordnet ist. Die Abstützschiene kann mit der Schweißlehre dauernd fest verbunden sein und mit dieser durch eine Fertigungsstraße hindurchlaufen; sie kann aber statt dessen auch im Arbeitsbereich des Schweißroboters ortsfest angeordnet sein; eine lagegenau Relativausrichtung der Abstützechiene zum Werkstück ergibt sich durch eine entsprechende Indexierung der Schweißlehre im Arbeitsbereich des betreffenden Schweißroboters. Um einen universellen Einsatz der Schweißroboter zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, daß mehrere Abstützschienen, die unterschiedlichen Werkstücken angepaßt sind, im Arbeitsbereich eines Schweißroboters in Arbeitsbereitschaft gehalten werden und entsprechend dem Jeweils zu schweißenden Werkstück in Arbeiteposition gschwenkt und dort verriegelt werden. Die entsprechenden Bewegungsantriebe zum Einschwenken der erforderlichen Abstützschienen können ebenfalls von den den Schweißroboter steuernden Fertigungsdaten angesteuert werden.The support rail for the welding electrodes can be used as a movable active Be formed rail, which itself exerts the contact pressure but you can also be designed as a passive foot-standing rail if a pressure cylinder at the end of the welding arm, which is aligned at least approximately parallel to the electrode, is arranged. The support rail can be permanently connected to the welding gauge and with these pass through a production line; but it can also instead be arranged in a stationary manner in the working area of the welding robot; a positionally accurate relative alignment the support rail to the workpiece results from a corresponding indexing the welding gauge in the working area of the welding robot concerned. To a universal one To enable the use of welding robots, it can be provided that several support rails, the different workpieces are adapted in the working area of a welding robot to be kept in readiness for work and to be welded accordingly The workpiece can be swiveled into the working position and locked there. The corresponding Motion drives for swiveling in the required support rails can also can be controlled by the manufacturing data controlling the welding robot.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutern; dabei zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht auf einen einarmigen Schweißroboter neben einer Fertigungsstraße zum Zusammenschweißen von Blechbauteilen und Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Schweißlehre mit erfindungsgemäßer Abstützschiene in Transferrichtung gesehen Die Fig. 1 zeigt einen Schweißroboter 1 mit einem Schweißarm 2, der aus mehreren einzelnen Gliedern 3 besteht, die jeweils zueinander mehrere Freiheitsgrade der Bewegung aufweisen und der mit einem Antrieb zwischen jeweils zwei benachbarten Gliedern ausgestattet ist. Am Ende des Armes sind Schweißelektroden 5 angeordnet, und zwar beim dargestellton Ausführungsbeispiel zwei Elektroden, wie sie für das sogenannte Serien-Widerstandsschweißen oder auch Indirekt-Widerstandsschweißen erforderlich sind Dank des vielgliedrigen Aufbaus des Schweißarmes ist dieser sehr stark beweglich und der Schweißroboter entsprechend universell verwendbar. Ven einer Seite des Roboterarmes ist ein Energiezuführungskabel 4 gehaltert, welches sehr flexibel ist und die Bewegungen des Schweißarmes mitmacht.The invention is based on an embodiment shown in the drawings explain briefly below; show: Fig. 1 is an oblique view on a one-armed welding robot next to a production line for welding together of sheet metal components and FIG. 2 shows a side view of the welding jig with the inventive welding jig Support rail seen in the transfer direction FIG. 1 shows a welding robot 1 with a welding arm 2, which consists of several individual members 3, each to each other have several degrees of freedom of movement and that with a drive is equipped between every two adjacent links. At the end of the arm welding electrodes 5 are arranged, namely in the illustrated embodiment two electrodes, such as those used for so-called series resistance welding or else Indirect resistance welding is required thanks to the multi-part structure of the welding arm, this is very flexible and the welding robot accordingly universally applicable. A power supply cable is located on one side of the robot arm 4, which is very flexible and follows the movements of the welding arm.

Der Schweißroboter ist neben einem Transfertisch 14 mit Transferschienen 13 angeordnet, auf dem Schweißlehren 8 von Station zu Station weiterbewegt werden können. Auf den Schweißlehren sind die einzelnen Blechteile eines Vorkstückes 7 gehaltert. Dank der Schienen und dank Indoxiorungsmitteln 15 kann die Schweißlehre in eine definierte Relativlage zum Schweißroboter gebracht werden. Dadurch kann das Außenende des Schweißarmes zielsicher nacheinander die erforderlichen Schweißpositionen aufgrund von gespeicherten Daten ansteuern.The welding robot is next to a transfer table 14 with transfer rails 13 arranged on the welding gauges 8 are moved from station to station can. The individual sheet metal parts of a pre-piece 7 are on the welding jigs held. Thanks to the rails and thanks to indoxication means 15, the welding gauge be brought into a defined position relative to the welding robot. This can the outer end of the welding arm one after the other the necessary Control welding positions based on stored data.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Elektroden für ein Indirekt- oder Serien-Wiederstandsschweißen wird ein Schweißstrom durch die eine Elektrode in das Werkstück hineingeleitet. Auf der Unterseite der Schweißstelle befindet sich ein sogenanntes Unterkupfer 9, durch das der auf der Unterseite des Werketückes austretende Strom zu einer anderen Nahtstelle geleitet wird und von dort in die zweite der beiden Elektroden wieder eintritt. Hierdurch können, ohne daß eine Elektrode auf der Gegenseite gehaltert werden muß, gleich zwei Schweißpunkte erzeugt werden. Allerdings sind die Andrückkräfte entsprechend der Verwendung von zwei Elektroden besonders hoch. Um trotz der Vielgliedrigkeit des Schweißarmes hohe Anpreßkräfte aufbringen zu können, ist entlang dem Nahtverlauf 12 in äquidistantem Abstand eine Abstützschiene 10 über dem Werkstück bzw. über der Schweißlehre angeordnet, die über Träger 11 gehaltert ist. Die Elektroden 5 sind an den Kolben von Arb-ltzylindorn 6 befestigt, die sich mit ihren Rückseiten an der Stützechiene lo abstützen können.In the illustrated embodiment with two electrodes for an indirect or series resistance welding is a welding current through the an electrode is fed into the workpiece. On the underside of the weld there is a so-called lower copper 9, through which the on the underside of the Work piece escaping current is routed to another interface and from there re-enters the second of the two electrodes. This allows, without that an electrode has to be held on the opposite side, two welding points at the same time be generated. However, the pressing forces are in accordance with the use of two electrodes particularly high. To be high despite the many joints of the welding arm To be able to apply pressure forces is equidistant along the seam course 12 A support rail 10 is spaced above the workpiece or above the welding jig, which is held by carrier 11. The electrodes 5 are on the piston of the work cylinder 6 attached, which can be supported with their backs on the support rail lo.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun kurz folgende: Aufgrund der im Innern des Rotors gespeicherten Fertigungsdaten und aufgrund der Antriebe der Glieder des Schweißarmes wird mit dem Außenende des Schweißarmes das eine Ende des Nahtverlaufs 12 angesteuert und die Schweißelektroden werden seitlich unter die Abstütischiene 10 druntergefahren und die Elektroden auf die zu schweißenden Nahtpunkte aufgesetzt. Nach dem Ausrichten der Elektroden auf dem Werkstück unter der Schiene 1o werden die beiden Arbeitszylinder 6 mit Energie, z. B. mit Druckluft b-aufschlagt, wodurch die Elektroden 5 mit der erforderlichen Anpreßkraft auf das Werkstück aufgesetzt werden. Hierbei ist der Schweißarm 2 von den Anpreßkräften völlig entlastet. Er braucht lediglich auf sein Eigengewicht und die erforderlichen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte beim Bewegen des Armes ausgelegt zu sein. Nach dem Anpressen der Elektroden wird ein kurzer Stromstoß zum Schweißen der Schweißpunkte gegeben. Die Arbeitszylinder 6 werden danach entlastet und die beiden Elektroden werden auf das benachbarte Unterkupfer aufgesetzt, um nach erneuter Anpressung der Elektroden die nächsten zwei Schweißpunkte zu schweißen und so den ganzen Nahtverlauf entlang.The mode of operation of the arrangement is now briefly as follows: Due to the manufacturing data stored inside the rotor and due to the drives of the Links of the welding arm is one end of the with the outer end of the welding arm Seam course 12 controlled and the welding electrodes are laterally under the Support bar 10 moved underneath and the electrodes on the to be welded Seam points put on. After aligning the electrodes on the workpiece under the rail 1o the two working cylinders 6 with energy, for. B. b-impacts with compressed air, whereby the electrodes 5 are placed on the workpiece with the required contact pressure will. Here, the welding arm 2 is completely relieved of the contact pressure. He only needs to take into account its own weight and the required acceleration or deceleration forces when moving the arm to be designed. After pressing the electrodes are given a short impulse to weld the spot welds. The working cylinders 6 are then relieved and the two electrodes are on the neighboring sub-copper is put on after pressing the electrodes again to weld the next two welding points and so along the entire seam.

Die beim dargestellten Ausführungsbeispiel portalartige Abstützkonstruktion von Haltearmen 11 und Abstützschiene 10 kann auch in definierter Relativlage zum Schweißroboter 1 ortsfest an dem Transfertisch 14 befestigt sein; in diesem Fall braucht natürlich die Schweißlehre keine Abstützschiene aufzuweisen. Die Schweißlehre würde seitlich in dieses Abstützportal beim Einfahren in die betreffende Arbeitsstation hineinfahren und durch den Indexierungsbolzen 15 in einer definierten Relativlqe zu der Stützschiene lo fixiert werden. Zur Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke könnten solche ertsgebundenen Abstützschienen lo auch auswechselbar in Arbeitsbereitschaft im Bereich des Schweißroboters angeordnet sein.The portal-like support structure in the illustrated embodiment of holding arms 11 and support rail 10 can also be in a defined position relative to the Welding robot 1 be fixedly attached to the transfer table 14; in this case Of course, the welding gauge does not need to have a support rail. The welding gauge would laterally into this support portal when entering the workstation in question drive in and through the indexing bolt 15 in a defined Relativlqe to be fixed to the support rail lo. For processing different workpieces such ertsgebundenen support rails lo could also be interchangeable in readiness for work be arranged in the area of the welding robot.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1.) arrangement for electrical resistance spot welding of sheet metal components or component groups from various pre-formed individual sheet metal parts or assembly groups by means of welding robots with at least one multi-part drivable by stored data in defined working positions Welding arm on the welding robot, at the outer end of at least one after the other Welding electrode that can be placed on the component surface at the various welding points is arranged, furthermore with a single sheet metal parts or

Component groups in the relative position to one another to be welded together holding welding gauge, which in turn is in a defined relative position when welding can be fixed on the welding robot, that is, that when welding in a defined position relative to the welding gauge (8) on the working side the welding electrode (5) along the welding points (12) at least approximately Equidistant distance to the component surface, a support rail (10) or a system is attached by support rails, from the required contact pressure for the Welding electrodes (5) can be applied and / or intercepted.

2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z C i c h n e t that approximately parallel to the welding electrode or electrodes (S) - outer end of the Welding part (2) is a working organ supported on the support rail (lo) during welding (6) is arranged

3. Arrangement according to claim 1 or 2, d a d u It is noted that the support rails with index means for precise Alignment of the welding electrodes are provided on the associated welding points.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e it is not indicated that the support rails (lo) with the associated welding gauge (8) are permanently connected.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e it is not indicated that the support rails are stationary in a defined relative position to index means for fixing the welding gauge in the area of the welding robot are arranged.

6. Arrangement according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n -z e ic h n e t that in the area of the welding robot there are several support rails, the welding gauges different components are assigned, kept in readiness interchangeably and movable and lockable in the working position and with a corresponding one Motion drive are provided, which can be controlled by the data controller of the robot is