DE2943245A1

DE2943245A1 - Schweisszange fuer elektrische widerstandsschweissungen zum einsatz in schweissmaschinen

Info

Publication number: DE2943245A1
Application number: DE19792943245
Authority: DE
Inventors: Horst 7032 Sindelfingen Graser; Hans Mareis
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FR2468433B1; IT1145293B; IT8049985A0; FR2468433A1; DE2943245C2

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm 12 769/4

Stuttgart-Untertürkheim 16. 10. 1979

Schweißzange für elektrische Widerstandsschweißungen zum Einsatz in Schweißmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange für elektrische Widerstandsschweißungen zum Einsatz in Roboter-Schweißmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ■—

Schweißzangen zum Punktschweißen werden in großem Umfang in der Industrie, insbesondere im Zusammenhang mit Robotern eingesetzt. Dabei ist es besonders notwendig, eine exakte Rückstellung in die geöffnete Ausgangs-Position zu erzielen, weil nur dadurch Kollissionen mit dem Schweißteil beim Einfahren in die Schweißposition zuverlässig vermieden werden. Ungenauigkeiten in der Rückstellung beruhen bei den herkömmlichen Zangen im allgemeinen auf der besonderen Belastung, die bei den stoßartigen Bewegungen der sehr kurzen Taktzeiten auftritt. Als Folge davon sind frühes Ausschlagen der Führungen und Gelenke, Trockenlauf und die dadurch anfallenden Reparaturen zu verzeichnen, während auf der anderen Seite eine konstruktive Verstärkung dieser Verschleißteile sich dadurch negativ auswirkt, daß sie gewichtsmäßig zu einer zusätzlichen Roboterbelastung und dadurch zu einer Beeinträchtigung der zeitlichen Abläufe führt.

1 30019/0306

Außerdem werden zur Durchführung einer schnelleren Arbeitsweise oft Zwischenstellungen der Schweißelektroden benötigt, d.h., eine Verschiebung der Schweißstellung aus der Mittellage bzw. ein mehr oder weniger Öffnen der einzelnen Schweißbacken.

In der US-PS I.645.705 ist eine Schweißzange dargestellt, deren Zangenarme durch einen einseitig wirkenden Hydraulikzylinder verbunden sind. Außerdem tragen die Zangenarme je einen Gelenkhebel, welche an einem Gleitstein angreifen, der in einer am Lagerbock des Schwenkpunktes vorgesehenen Längsführung verschiebbar angeordnet ist. Dadurch werden die Zangenbacken in Schweiß- und Offenstellung fixiert. Zum Öffnen der Zangenbacken ist eine Zugfeder vorgesehen, die an den Zangenarmen entsprechend befestigt ist und die Schweißelektroden in Offenstellung hält. Beim Schliessen der ScKweißzangen muß u.a. die Kraft der Zugfeder überwunden werden, die zur genauen Positionierung der offenen Ruhestellung hart gewählt werden muß. Zwischenstellungen sind mit der Schweißzange nicht ausführbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schweißzange so zu gestalten, daß verschiedene Schweißstellungen, d.h., auch von der Mittellage abweichende Stellungen, einsteuerbar sind, daß der Öffnungsweg jeder Schweißbacke wahlweise festgelegt werden kann, wobei die Gesamtkonzeption der Schweißzange vereinfacht und gewichtsmäßig leicht ausgelegt ist, so daß diese insbesondere für Roboter-Schweißmaschinen mit schneller Schweißfolge geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

130019/0306

- 6 - Daim 12 769/4

Dadurch entfällt einerseits die Hebelgelenkverbindung· zur Stabilisierung der Schweiß- und Ruhestellung; es entfällt auch die nicht unwesentliche Federkraft, die beim Einfahren in die Schweißposition überwunden werden muß. Dadurch kann die Hydraulikanlage entsprechend kleiner und lediglich auf die Positionierung und auf den Schweißdruck der Vorrichtung ausgelegt werden. Durch die Zuordnung je eines gesonderten, am Lagerbock angelenkten Hydraulikzylinders zu jeder Zangenbacke, ist der Hub derselben wahlweise steuerbar, dadurch, daß die Kolbenstellung im Hydraulikzylinder durch Schalter, die auf die Zu- bzw. Ableitung der zum Zylinder führenden Druckversorgung einwirken, definierbar ist.

Ferner können die beiden hydraulischen Arbeitszylinder an den einander zugekehrten, am Lagerbock angelenkten Enden gleichachsig und starr miteinander verbunden werden und querverschiebbar, aber axial fest im Lagerbock geführt werden.

Dadurch ist eine einzige gemeinsame Beaufschlagung der Hydraulikzylinder von der Mitte aus möglich und somit eine Vereinfachung der Druckversorgung für die Zylinder.

Außerdem kann die den Zylinder bildende Wandung der hydraulischen Arbeitszylinder aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff und der Arbeitskolben aus magnetisierbarem Werkstoff bestehen und die stellungsabhängig betätigbaren Schalter können als Reed-Schalter ausgebildet werden.

Dadurch kann je nach Stellung der längs des Zylinders verschiebbar angeordneten Reed-Kontakte (Signalglieder) die

130019/0306

- 7 - Daim 1;

Bewegung des Hydraulikkolbens in jeder Lage angehalten und so die offene Ruheposition der Schweißelektrode bestimmt werden. Dadurch ist ein Abtasten der geöffneten und der Vorhubposition möglich.

Des weiteren kann jeder der stellungsabhängig betätigten Schalter an unterschiedlichen Axialpositionen der hydraulischen Arbeitsmittel fixierbar sein; es kann aber auch jeder der stellungsabhängig betätigbaren Schalter im Abstand zueinander wenigstens zwei wahlweise verwendbare Schaltkontaktpaare oder dgl. aufweisen, derart, daß mehrere unterschiedlich offene Ruhestellungen der Schweißzange einsteuerbar sind.

Die Stellung des Kolbens im Zylinder kann durch einen Ringmagnet im Kolben angezeigt werden(Signalgeber).

Schließlich können die- Zangenbacken und Zangenarme aus Kunststoff, wie z.B. Polyamid, glasfaserverstärktem PoIytetrafluoräthylen oder dgl., bestehen.

Durch die geringen bewegten Massen beim Schweißvorgang entsteht keine nennenswerte Beeinträchtigung der zeitlichen Bewegungsabläufe; die Belastung des Roboters wird auf ein Mindestmaß reduziert. Da Kunststoff zu den Nichtleitern zählt, kann die Lagerung auch in elektrisch leitendem Material, z. B. Bronze, ausgeführt sein. Als weiterer Vorteil bietet sich an, daß Schweißspritzer keine elektrischen Brücken zwischen den Zangenbacken bilden können. Durch die freie Wahl der Vorlaufeinstellung ist eine universell einsetzbare Schweißzange gegeben, die preislich günstig und infolge der geringen Massen für die Verwendung bei Schweißrobotern hervorragend geeignet ist.

130019/0306

Anhand einer in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellten Schweißzange soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Schweißzange 1 besteht aus Zangenbacken 2, 3» die insbesondere aus Gewichtsgründen aus einem Kunststoff, wie z.B. aus Polyamid, glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen oder dgl., hergestellt sind. Da diese Kunststoffe zu den Nichtleitern zählen, haben sie den weiteren Vorteil , daß sich durch Schweißspritzer keine elektrischen Brücken zwischen den Zangenbacken 2, 3 bilden können. Darüber hinaus hat die Eigenelastizität und die dadurch bedingte Vorspannung der Kunststoff-Schweißbacken den Vorteil, daß die Schweißstellen beim Schweißvorgang nachgedrückt und so eine Verfestigung der Schweißung bewirkt wird.

Die Schweißzange 1 ist mit den um den Schwenkpunkt k schwenkbaren Zangenbacken 2, 3 an einem Lagerbock 5 schwenkbar gelagert, der an einem nicht gezeichneten Schweißroboter befestigt ist. Die Zangenbacken 2, 3 sind nach rückwärts über den Schwenkpunkt k hinaus verlängert und bilden dort kurze Zangenarme 6, 7· Zwischen den Zangenarmen 6, 7 sind hydraulische Arbeitszylinder 8, 9 zum Schließen der Schweißzange 1 angeordnet. Die Arbeitszylinder 8, 9 bestehen vorzugsweise aus einem einheitlichen Arbeitszylinder in Doppelausführung 10 _r welcher in der Mitte beaufschlagt wird und dessen Enden 11, 12 mit den Zangenarmen 6 bzw. 7 gelenkig verbunden sind. Der Doppelzylinder 10 trägt mittig eine Rolle XJ, die in einer Führung 14, welche am Lagerbock 5 angeordnet ist, gleiten kann. Dadurch wird ein-Abkippen der Schweißzange 1 um den Schwenkpunkt k vermieden.

130019/0306

- 9 - Daim 12

Die Schweißbacken 2, 3 tragen in an sich bekannter Weise wassergekühlte Schweißelektroden 15, 16. Der Stromanschluß zu den Schweißelektroden erfolgt mittels Stromkabel an hierfür vorgesehenen Anschlußstellen 17« 18.

Zur Einstellung beispielsweise unterschiedlicher offener Ruhestellungen der Schweißelektroden 15» 16 sind am Doppelzylinder 10 axialverstellbare Reed-Schalter 19» 20 vorgesehen, während in den Kolben 21, 22 des Hydraulikzylinders Ringmagnete 23, 2k angeordnet sind. Bei Kontaktauslösung durch die Reed-Schalter 19, 20 wird über eine entsprechende Schaltung die Beaufschlagung des betreffenden Zylinders 8, 9 unterbrochen, so daß die jeweilige offene Stellung der betreffenden Zangenbacke 2 bzw. 3 mit der Schweißelektrode 15» bzw. 16 definierbar ist.

Selbstverständlich können bei entsprechender Schaltung auch mehrere Reed-Schalter an einem Zylinder 8, 9 angeordnet und somit unterschiedliche offene Ruhestellungen einsteuerbar sein.

Die erfindungsgemäße Schweißzange 1 hat auch noch den weiteren Vorteil, daß auch dann eine qualitative Verschweißung erfolgt, wenn das Schweißgut 25 außerhalb der normalen Schweißposition liegt. Stößt die eine Schweißelektrode auf Widerstand, so bewegt sich die andere solange, bis diese die abweichende, aus der Reihe liegende neue Schweißposition erreicht hat.

130019/0306

■/it-

Leerseite

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm 12 769/4 Stuttgart-Untertürkheim 16.10.1979 Ansprüche

1.] Schweißzange für elektrische Widerstandsschweißungen zum Einsatz in Roboter-Schweißmaschinen, mit zwei um einen gerneinsamen—Schwenkpunkt gegeneinander verschwenkbaren Zangenbacken, wobei die Schweißzange als Ganzes gleichachsig zu diesem Schwenkpunkt an einem von der Schweißmaschine gehalterten Lagerbock schwenkbar gelagert ist und wobei die Zangenbacken nach rückwärts über den Schweißpunkt hinaus verlängert sind und dort kurze Zangenarme bilden, zwischen denen hydraulische Arbeitsmittel zum Schließen der Schweißzange angelenkt sind, und mit einer selbsttätigen, einerseits an jedem der beiden Zangenarme und andererseits an dem Lagerbock angreifenden, gegenüber der Schwenkachse versetzten Rückstelleinrichtung der Zangenbacken, welche die Zangenbacken in offener Ruhestellung hält und die gleichzeitig auch gemeinsam mit der Schwenkachse die Lage der gesamten Schweißzange in der Ruhestellung definiert, dadurch gekennzeichnet , daß die hydraulischen Ar-

130019/0306

ORIGINAL INSPECTED

- 2 - Daim 12 769/h

beitsmittel und die Rückstelleinrichtung baulich vereinigt sind, in der Weise, daß jeder Zangenbacke (2, 3) je ein gesonderter Hydraulikzylinder (8, 9) zugeordnet ist, der einerseits am Zangenarm (6, 7) und andererseits am Lagerbock (5) angelenkt ist, dessen Ruhestellung durch von der Kolbenstellung abhängig betätigbare, auf die Druckversorgung der hydraulischen Antriebsmittel einwirkende Schalter (19> 20) definiert ist.

2. Schweißzange nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden hydraulischen Arbeitszylinder (1O) an den einander zugekehrten, am Lagerbock (5) angelenkten Enden gleichachsig und starr miteinander verbunden sind und querverschiebbar, aber axial fest am Lagerbock geführt sind.

3· Schweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den Zylinder (1O) bildende Wandung der hydraulischen Arbeitszylinder (8, 9) aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff und der Arbeitskolben aus magnetisierbarem Werkstoff besteht und daß die stellungsabhängig betätigbaren Schalter (19» 20) als Reed-Schalter ausgebildet sind.

k. Schweißzange nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß jeder der stellungsabhängig betätigbaren Schalter (I9f 20) an unterschiedlichen Axialpositionen der hydraulischen Arbeitsmittel fixierbar sind.

5· Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der stellungsabhängig betätigbaren Schalter (i9i 20) im Ab-

130019/0306

stand zueinander wenigstens zwei wahlweise verwendbare Schalt-Kontaktpaare oder dgl. aufweist, derart, daß mehrere unterschiedliche offene Ruhestellungen der Schweißzange (i) einsteuerbar sind.

6. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß Zangenbacken und Zangenarme (2, 3 und 6, 7) aus Kunststoff, wie z.B. aus Polyamid, glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen oder dgl., bestehen.

130019/0306