DE2943245A1 - Schweisszange fuer elektrische widerstandsschweissungen zum einsatz in schweissmaschinen - Google Patents
Schweisszange fuer elektrische widerstandsschweissungen zum einsatz in schweissmaschinenInfo
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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- 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.
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■/it-
Leerseite
Claims (6)
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-
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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-
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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.
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