DE2806871A1 - Widerstandsschweissmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Widerstandsschweißmaschinen.

Es wurde bereits £>ei Schweißmaschinen für die Serienproduktion vorgeschlagen, eine Schweißzange, die mittels einer im Gleichgewicht befindlichen Aufhängung getragen ist, durch eine Betätigungseinrichtung zu steuern, die vorprogrammiert ist, um einfache Schweißarbeiten durchzuführen.

Bei derartigen Anlagen ist die Schweißzange durch ein flexibles Kabel mit einem Transformator verbunden, der über der Schweißzange angeordnet ist und in einer oder mehreren Richtungen verschiebbar ist. An der Schweißzange greifen außerdem flexible Rohre für die Versorgung mit Künlwasser und einem Antriebsströmungsmittel an, das die pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtung betreibt, die das öffnen und Schließen der Arme der Schweißzange steuert.

Das Kabel und die flexiblen Rohre haben den Nachteil, sich während Winkelverstellungen der Schweißzange zu verschlingen, was die Winkeibereiche aer Schweißzange und damit die Leistung der Maschine begrenzt.

Wenn außerdem die Betätigungseinrichtung an der Schweißzange beträchtliche Verstellungen durchführt, wird auch der Transformator verstellt, was es erfordert, eine erhebliche Trägheitskraft dieses Bauteils der Anlage zu überwinden und zu Spannungen im Kabel und den flexiblen Rohren führt, die zu üngenauigkeiten bei den Verstellungen der Betätigungseinrichtung selbst führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor erwähnten Nachteile zu vermeiden. Gelöst wird diese

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Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Errindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 8 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur ι eine Seitenansicht der Schweißmaschine, Figur 2 eine Aufsicnt der Maschine der Fig. 1,

Figur 3 in Seitenansicht eine Teildarstellung der Maschine in vergrößertem Maßstab,

Figur 4 teilweise im Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 eine Seitenansicht,

Figur 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 3,

Figur 7 eine perspektivische Darstellung der aus dem Transformator und der Halterung aer Schweißzange gebildeten Gruppe, und

Figur 8 eine perspektivische Teilaarstelluna des Transformators.

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In den Zeichnungen ist mit 1 eine Grundplatte bezeichnet, die mit Führungen 1a versehen ist, auf denen gleitbeweglich längs einer horizontalen Achse x-x mittels .uaufelementen ein Gehäuse 2 angeordnet ist, das einen Sockel 3, zwei Stützen 3a und eine obere Querstange 3b hat. Die Lage des Gehäuses 2 wird von einem Elektromotor 4 mittels einer Kette 5 gesteuert. In dem Gehäuse 2 ist vertikal verschiebbar ein Schlitten 6 angeordnet. Die Lage des Schlittens b wird von zwei Ketten 7 gesteuert, von denen jede an ihren Enden mit Vorsprüngen 8 des Schlittens verbunden und um RückholZahnräder 9, 10 gewickelt ist. Das Gewicht des Schlittens 6 ist durch Gegengewichte 7a in den Ketten 7 ausgeglichen. Eines der Zahnräder 10, das sich im Sockel 3 befindet, wird von einem Elektromotor 11 gesteuert. In Abwandlung können die Gegengewichte 7a aus pneumatischen Zylindern gebildet sein.

Im Schlitten 6 ist eine Hohlwalze 12 mit horizontaler Achse drehbar gelagert, deren stirnseitige Enden 12a mittels Lagern von der inneren oberfläche entsprechender vergrößerter Teile des Schlittens b getragen sind, wie Fig. 5 zeigt. Die horizontale Längsachse y-y der Walze verläuft senkrecht zur horizontalen Walze x-x, längs der das Gehäuse 2 läuft. Die Walze 12 hat zwischen den stirnseitigen Enden 12a einen zylindrischen Mantel 12b, der mit einem Zahnring 13 versehen ist, mit dem ein Zahnrad 14 (Fig. 4) kämmt, das von einem Elektromotor 14a gesteuert wird, den der Schlitten 6 trägt.

In der Walze 12 ist koaxial ein Transformator 15 angeordnet, dessen äußere Oberfläche sich auf entsprechenden Sitzen der stirnseitigen Enden 12a abstützt.

Der Transformator 15 hat, wie teilweise Fig. 8 zeigt, eine Primärwicklung 15a, eine Sekundärwicklung 15b,

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die aus einer Windung eines Kupferrohrs mit elliptischem Querschnitt besteht und in Längsrichtung bezüglich der Primärwicklung verschiebbar angeordnet ist, ein Blechpaket 15c, das den Magnetkreis bildet, und zwei Kopfenden 15d.

Die stirnseitigen Enden 12a der Walze 12 sind mit Kugellagerringen 19 (Fig. 6) versehen, in denen axial verschiebbar zwei zylindrische Stangen 17a, 17b gelagert sind, die an den Enden mit zwei Querstangen 18a, 18b zur Bildung eines Rahmens 16 verbunden sind.

Die Sekundärwicklung 15b des Transformators ist mit der Stange 17a durch zwei Arme 20 verbunden, durch die sie' mit dem Rahmen 16 verbunden ist und dessen Dreh- und Verschiebebewegungen folgt.

Der Rahmen 16 ist mittels eines Elektromotors 21 (der wie die anderen beschriebenen Motoren mit einem Untersetzungsgetriebe versehen ist) axial verstellbar, der von dem Rahmen 16 mittels eines Tragarms 30 getragen wird. Der Motor 21 steuert die Drehung einer Gewindespindel 31, die in eine Mutter 32 eingreift, die mit der Walze 12 verbunden ist und an ihren Enden von einem Halter 38 getragen ist, der an einem Arm 39 sitzt, der mit der Stange 17b verbunden ist. Die Drehung des Motors 21 in den beiden Richtungen ruft daher eine axiale verstellung in den beiden Richtungen des Rahmens 16 hervor.

An der Querstange 18a ist um eine Querachse 23 eine Schweißzange 22 mittels zweier Arme befestigt, die mit einem Stift 22a verbunden sind. Die Winkelverstellungen der Zange innerhalb der Achse 23 werden von einem Elektromotor 34 gesteuert, der an der Querstange 1bb des Rahmens 16 sitzt.

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Der Motor 34 steuert die Drehung einer Welle 35, die in einer rohrförmigen Stange 17a drehbar gelagert ist. Die Welle 35 steuert die Drehung der Welle 31 mittels zweier Kegelräder 36, 37.

Zwei kurze Stücke 25a, 25b eines flexiblen elektrischen Kabels verbinden die Sekundärwicklung 15b des Transformators mit den beiden Armen der Zange 22 und dienen in bekannter Weise zur Versorgung der Zange mit Energie oder Kühlwasser.

Die stirnseitigen Enden 12a, 12b der Walze 12 sind mit fluchtenden öffnungen 26 für den Durchgang von Rohren (nicht gezeigt:) versehen, die dazu dienen, ein Antriebsströmungsmittel z.B. einer pneumatischen Betätigungseinrichtung 22b zuzuführen, die die öffnungs- und Schließbewegungen der Arme de* Zange 22 um den Stift 22a steuert.

Aus der vorherigen Beschreibung ergibt sich, daß die Zange 22 die folgenden fünf Freiheitsgrade hat:

1. eine Verschiebung längs der horizontalen Verschiebungsachse x-x des Gehäuses 2;

2. eine Verschiebung längs der vertikalen Verschiebungsachse des Schlittens 6;

3. eine Verschiebung längs der horizontalen Verschiebungsachse y-y des Kahmens 16;

4. eine Drehung um die Achse der Walze 12;

5. eine Drehung um die Achse 23.

Diese Freiheitsgrade ermöglichen es, die Maschine für die Durchführung von Schweißvorgängen bei vielen Anwendungsfällen zu benutzen, bei denen eine größere Anzahl von ü'reiheitsgraden überflüssig wäre, die bei kostspieligen Automaten zur Verfügung stehen, die zur Steuerung geson-

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derter Schweißvorgänge verwendet werden.

Die Bewegungen der zuvor beschriebenen Zange v/erden automatisch entsprechend einem voreingestellten Programm mittels einer elektrischen Steuereinrichtung 27 gesteuert, die so ausgebildet sein kann, daß sie eine oder mehrere Maschinen der beschriebenen Art steuert.

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   Widerstandsschweißmaschine

   Ansprüche

   Widerstandsschweißmaschine, bestehend aus einer von einer vertikal und horizontal verstellbaren Halterung getragenen Schweißzange, die von einem Transformator mittels flexiblen Kabeln mit Energie und mittels flexiblen Rohren mit Kühlwasser und einem Antriebsströmungsmittel versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzange (22) von den Enden eines axial in der Halterung (6) in horizontaler Richtung verschiebbaren und in der Halterung (6) um eine horizontale Achse parallel zur Verschiebungsachse (y-y) drehbaren Rahmens getragen ist, daß der Transformator (15; ebenso wie die Kabel I25a, 25b) und die flexiblen Rohre, die an der Zange (22) angreifen, zusammen mit der Schweißzange (22)

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   um die gleiche norizontale Achse drehbar gelagert sind, um die der verschiebbare Rahmen (16) der Schweißzange (22) drehßar ist, während die Sekundärwicklung des Transformators, die innerhalb des Transformators verschiebbar angeordnet ist, mit dem verschiebbaren Rahmen (16) der Schweißzange (22) verbunden ist, und daß Betätigungseinrichtungen (27) zur Steuerung entsprechend einem voreingestellten Programm der geneinsamen axialen Verstellung des Rahmens (16) der Schweißzange (22) und der Sekundärwicklung (15b) des Transformators, der gemeinsamen Drehung der Schweißzange ;22) und des Transformators (15), der Arbeitsbewegungen der Schweißzange (22) oder der Verstellung der Halterung (6) längs einer vertikalen Achse und längs einer horizontalen Achse ix-x) senkrecht zur Verstellachse (y-y) des Rahmens (16) vorgesehen sind.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung von einem Schlitten (6) gebildet ist, der vertikal in einem Gehäuse (2) verschiebbar ist, das längs einer ersten horizontalen Achse (x-x) verschiebbar ist, daß eine Walze (12) in dem Schlitten (6) um eine zweite horizontale, zur ersten horizontalen Achse (x-x) senkrechten Achse drehbar gelagert ist, und daß der verschiebbare Rahmen (i6), der die Schweißzange (22) trägt und mit der Sekundärwicklung (15b) des Transformators verbunden ist, in der Walze (12) axial verschiebbar ist, daß die Schweißzange (22) an dem verschießbareη Rahmen (16) um eine Achse (23) senkrecht zur Drehachse der Walze (12) angelenKt ist, und daß der Transformator (15), die elektrischen Kabel (25a, 25b), die den Transformator mit der Schweiß-

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   zange (22) verbinden, und die flexiblen Rohre, die an der Schweißzange (22) angreifen, derart gelagert sind, daß sie an der Drehung der Walze (12) bezüglich des Schlittens (6) teilnehmen.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Transformator (15) an der Walze (12) befestigt ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre, die an der Betätigungseinrichtung (22b) angreifen, die die öfrnungs- und Schließbewegungen der Schweißzange (22) steuert, in axialen öffnungen ^26) der Walze (12) verlaufen.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Rahmen (16), der die Schweißzange (22) trägt, von einem Rahmen gebildet ist, der zwei zylindrische Stangen (17a, 17b) aufweist, die in der Walze (12) axial verschiebbar gelagert und mit den ünden von Querstangen (18a, 18b) verbunden sind, und daß die axiale Verstellung des Rahmens (16) von einem elektromotor (21) gesteuert ist.
6. 6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (21) von dem verschiebbaren Rahmen (16) getragen ist und die Drehung einer Gewindespindel (31) steuert, die in eine Mutter (32) eingreift, die mit der Walze ι12) verbunden ist, und daß die Spindel (31; durch eine Halterung (3b) mit den Stangen U7b) des Rahmens (10; verbunden ist.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (22) von einer horizontalen Welle (23) gelagert ist, deren Drehung von einem Elektromotor (34) gesteuert ist.

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8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Welle (23) der Schweißzange (22) von einem Elektromotor (34) mittels einer Längswelle (35), aie sich in eine der Stangen (17a)erstreckt,und KegelZahnräder (36, 37) drehbar ist.
9. 9. Maschine nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeicnnet , daß die Walze (12) eine äußere Zahnung (13) aufweist, die durch eine Zahnung O 4) drehbar ist, die von einem Elektromotor (14a) gesteuert ist.
10. 10. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die stirnseitigen Enden (12a) der Walze (12) in dem Schlitten (6) drehbar gelagert sind und mit einem zylindrischen mantel (12b) verbunden und mit Buchsen (19) zur Verschiebung der Stange (17a, 17b) versehen sind, die Teil des verschiebbaren Rahmens (16) bilden, der die Schweißzange (22) trägt und an dem die Sekundärwicklung (15b) des Transformators befestigt ist.

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