DE29915301U1 - Wire feed system - Google Patents
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Description
Bezeichnung: Drahtvorschubsystem
BeschreibungDesignation: Wire feed system
Description
Die Erfindung betrifft ein Drahtvorschubsystem zum automatisierten Schweißen, insbesondere nach dem MSG- und WIG-Schweißverfahren. The invention relates to a wire feed system for automated welding, in particular using the MIG and TIG welding processes.
Beim automatisierten, und hier insbesondere beim Roboterschweißen, ist eine permanent konstante, drahtelektrodenspezifische Vorschubgeschwindigkeit mit gleichzeitig definiertem, konstantem Anpreßdruck erforderlich, um eine absolute Reproduzierbarkeit oder Multiplizierbarkeit der einmal für den Schweißprozeß festgelegten Parameter zu gewährleisten.In automated welding, and in particular in robot welding, a permanently constant, wire electrode-specific feed rate with simultaneously defined, constant contact pressure is required in order to ensure absolute reproducibility or multipliability of the parameters once defined for the welding process.
Aus der DE 297 13 998 Ul ist eine Schweißeinrichtung für Manipulatoren bekannt, die aus einem Schweißwerkzeug und einem Drahtantrieb für den Schweißdraht besteht, welche in räumlicher Nähe gemeinsam an der Hand des Manipulators angeordnet sind, wobei der Drahtantrieb dort mindestens vier Rollen aufweist.From DE 297 13 998 Ul a welding device for manipulators is known which consists of a welding tool and a wire drive for the welding wire, which are arranged together in spatial proximity on the hand of the manipulator, wherein the wire drive there has at least four rollers.
Die bekannten Drahtvorschubsysteme mit zwei oder vier Rollen weisen eine manuelle Draht-Anpreßdruckeinstellung auf, die sehr ungenau bezüglich der werkstoffspezifischen Kriterien, sowie der Drahtelektrodendurchmesser ist und die von jedem Bediener "subjektiv" vorgenommen wird. Bei Vierrollenantrieben ist es daher logischerweise vorgegeben, daß der Anpreßdruck bezüglich des Vorderrollenpaares anders ist als der desThe known wire feed systems with two or four rollers have a manual wire contact pressure setting, which is very imprecise with regard to the material-specific criteria, as well as the wire electrode diameter, and which is carried out "subjectively" by each operator. With four-roller drives, it is therefore logically specified that the contact pressure with regard to the front pair of rollers is different from that of the
Hinterrollenpaares, da bei den meisten Antrieben dieser auch noch separat pro Rollenpaar manuell eingestellt werden muß.rear roller pair, since with most drives this also has to be manually adjusted separately for each roller pair.
Aus dem Prospekt "GWF-System" der Cooptim Ltd., Diosd, Ungarn, sind Drahtvorschubeinrichtungen bekannt, bei denen die Drahtstärke mittels eines Handrades eingestellt wird. Die Verstellung dieses Handrades bewirkt eine Verstellung der Anpreßrollen gegeneinander. Dickenschwankungen innerhalb des Drahtes oder andere Fehler werden dadurch nicht ausgeglichen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die bekannten Antriebe einen konstanten Drahtvorschub nicht immer sicherstellen können.Wire feed devices are known from the "GWF System" brochure from Cooptim Ltd., Diosd, Hungary, in which the wire thickness is adjusted using a handwheel. Adjusting this handwheel causes the pressure rollers to be adjusted relative to one another. This does not compensate for thickness fluctuations within the wire or other errors. In practice, it has been shown that the known drives cannot always ensure a constant wire feed.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Drahtvorschubsystem für eine Schweißeinrichtung vorzuschlagen, das einen gleichmäßigen, reproduzierbaren Drahtantrieb gewährleistet.The object of the invention is therefore to propose a wire feed system for a welding device which ensures a uniform, reproducible wire drive.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1. Embodiments of the invention are the subject matter of subclaims.
Erfindungsgemäß sind Mittel zum selbstständigen Einstellen und/oder Halten des Anpreßdruckes der Rollen auf den wenigstens einen Draht vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Regelung oder Kontrolle des Anpreßdruckes ergibt sich eine absolut gleichmäßige Förderung des Drahtes, wodurch sich wesentlich bessere Schweißergebnisse erzielen lassen.According to the invention, means are provided for automatically adjusting and/or maintaining the contact pressure of the rollers on the at least one wire. The regulation or control of the contact pressure according to the invention results in an absolutely uniform conveyance of the wire, which allows significantly better welding results to be achieved.
In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erforderliche Anpreßdruck bezüglich der Werkstoffkriterien und des Drahtdurchmessers während des Arbeitsprozesses permanentIn one embodiment of the invention, the required contact pressure with respect to the material criteria and the wire diameter is permanently
durch einen Drucksensor überwacht wird. Dieses Meßergebnis kann dann zum Korrigieren oder Nachregeln verwendet werden.is monitored by a pressure sensor. This measurement result can then be used for correction or readjustment.
Der erforderliche Anpreßdruck kann selbstverständlich vor Beginn der Arbeit manuell eingestellt werden und wird von den erfindungsgemäßen Mitteln zum Regeln des Anpreßdruckes automatisch auf dem gewünschten Wert gehalten.The required contact pressure can of course be set manually before starting work and is automatically maintained at the desired value by the means for regulating the contact pressure according to the invention.
Ebenso ist es möglich, den erforderlichen Anpreßdruck zuvor digital einzustellen.It is also possible to set the required contact pressure digitally in advance.
In einer Ausführungsform enthalten die Mittel zum selbständigen Einstellen und/oder Halten des Anpreßdruckes auf den wenigstens einen Draht eine oder zwei bewegliche Rollen, die mittels eines Motors und/oder Getriebes näher oder weiter an die ihnen gegenüberliegenden feststehenden Rollen gedrückt werden können. Dadurch kann der erforderliche Anpreßdruck sicher und zuverlässig gehalten werden, wobei die Ausführung mechanisch einfach aufgebaut und daher zuverlässig ist.In one embodiment, the means for automatically adjusting and/or maintaining the contact pressure on the at least one wire contain one or two movable rollers which can be pressed closer or further to the stationary rollers opposite them by means of a motor and/or gear. This allows the required contact pressure to be maintained safely and reliably, the design being mechanically simple and therefore reliable.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß wenigstens zwei bewegliche Rollen im seitlichen Abstand an einer Wippe angeordnet sind, welche um eine Achse senkrecht zur Drahtförderrichtung verschwenkbar ist. Die erfindungsgemäße Ausgleichswippe führt über eine Führungsachse eine Pendelbewegung aus, wodurch Toleranzabweichungen der Drahtförderrollen und des Schweißdrahtes selbst ausgeglichen werden können.According to a further development of the invention, it is provided that at least two movable rollers are arranged at a lateral distance on a rocker which can be pivoted about an axis perpendicular to the wire feed direction. The compensating rocker according to the invention carries out a pendulum movement via a guide axis, whereby tolerance deviations of the wire feed rollers and the welding wire itself can be compensated.
Dabei ist es besonders günstig, wenn die Verstellmittel zum Verfahren der wenigstens einen beweglichen Rolle auf die WippeIt is particularly advantageous if the adjustment means for moving the at least one movable roller on the rocker
wirken, welche ihrerseits mittels der Schwenkachse in einem Langloch der Schwinge geführt ist.which in turn is guided by the pivot axis in a slotted hole in the swing arm.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die wenigstens eine bewegliche Rolle beziehungsweise die Wippe an einer bezüglich der Drahtförderrichtung seitlich nach außen verschwenkbaren Schwinge gelagert sind beziehungsweise ist, wodurch das Einfädeln des Drahtes, ebenso wie Wartungs- und Reparaturarbeiten in einfacher Weise durchgeführt werden können.It is particularly advantageous if the at least one movable roller or the rocker is mounted on a rocker arm that can be pivoted laterally outwards with respect to the wire feed direction, whereby the threading of the wire as well as maintenance and repair work can be carried out in a simple manner.
Die Rollen weisen bevorzugt einen gemeinsamen Drehantrieb auf, wobei sie vorzugsweise über Zahnräder in Drehverbindung miteinander stehen.The rollers preferably have a common rotary drive, wherein they are preferably connected to one another in rotation via gears.
Die vorstehend beschriebene Antriebseinheit kann sowohl für das Metallschutzgasschweißen (MSG) als auch für das WIG-Schweißen verwendet werden. Sie kann dabei als mit einem Brennerkörper verbundenen Masterantrieb im Pull- bzw. Push-Pull-Modus oder ebenso als Slave-Antrieb für eine Drahtelektroden-Abspulvorrichtung Stromquellen- und parameterunabhängig eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße System ist auch für solche Drahtvorschubsysteme einsetzbar, wie beispielsweise Kaltdrahtvorschübe, die beim Löten oder gegebenenfalls Strahlschweißen Verwendung finden können. Bei einem kombinierten System (Masterantrieb und Abspuleinheit) sind beide Antriebe parameter- und Stromquellen-unabhängig voneinander über eine beliebig programmierbare Software beeinflußbar. Das System kann vom Masterantrieb aus angesteuert werden, um die Drahtelektrode DR von der sie aufnehmenden Spule aus einzufädeln. Das System weist bevorzugtThe drive unit described above can be used for both metal arc welding (MIG) and TIG welding. It can be used as a master drive connected to a torch body in pull or push-pull mode or as a slave drive for a wire electrode unwinding device independent of the power source and parameters. The system according to the invention can also be used for wire feed systems such as cold wire feeders that can be used for soldering or, if necessary, beam welding. In a combined system (master drive and unwinding unit), both drives can be influenced independently of parameters and power sources using freely programmable software. The system can be controlled from the master drive in order to thread the wire electrode DR from the spool that holds it. The system preferably has
eine automatisierte Drahtlängenkorrektur mit leistungsgesteuertem Drahtrückzug vor Schweißbeginn auf, was beim Starten des Prozesses gleichbleibend identische Lichtbogen-Startbedingungen gewährleistet. Ebenso wird eine permanente Drahtmengenüberwachung an der Spule gewährleistet.an automated wire length correction with power-controlled wire retraction before welding begins, which ensures consistently identical arc starting conditions when starting the process. Permanent wire quantity monitoring on the coil is also guaranteed.
Diese spezifischen Merkmale für das automatisierte Schweißen, ob mit Heiß- oder Kaltdraht sind insbesondere aufgrund der vollen Digitalisiermöglichkeit des Systems erreichbar. Die Integrierung von Drahtantriebseinheit und Abspulvorrichtung ist ebenso realisierbar.These specific features for automated welding, whether with hot or cold wire, are achievable in particular due to the full digitalization option of the system. The integration of wire drive unit and unwinding device is also feasible.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Further aims, advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to a drawing. All described and/or illustrated features form the subject matter of the present invention either individually or in any meaningful combination.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drahtvorschubsystems undFigure 1 shows a possible embodiment of a wire feed system according to the invention and
Figur 2 das Drahtvorschubsystem gemäß Figur in einer anderen Schnittebene,Figure 2 the wire feed system according to figure in a different section plane,
Figur 3 eine Seitenansicht einer Ausgleichswippe mit beweglichen Drahtförderrollen undFigure 3 is a side view of a balancing rocker with movable wire feed rollers and
Figur 4 Schwinge gemäß Figuren 1 und 2 mit AusgleichswippeFigure 4 Swing arm according to Figures 1 and 2 with balancing rocker
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einem Gehäuse GH untergebracht, in dem vier Rollen R zum Vorschub des Drahtes DR angeordnet sind. Von den vier Rollen R sind zwei Rollen, hier die links gezeichneten, fest am Gehäuse GH befestigt. Sie werden über die Antriebsrolle AR in die gewünschte Drehbewegung versetzt. Die beiden anderen, die beweglichen Rollen R sind - hier rechts im Gehäuse GH - an der Schwinge S befestigt, die um einen oben rechts liegenden Drehpunkt D verschwenkbar ist, wie der Doppelpfeil anzeigt.The device according to the invention is housed in a housing GH in which four rollers R are arranged for feeding the wire DR. Of the four rollers R, two rollers, shown here on the left, are firmly attached to the housing GH. They are set in the desired rotary motion by the drive roller AR. The other two, the movable rollers R, are attached - here on the right in the housing GH - to the rocker S, which can be pivoted about a pivot point D at the top right, as indicated by the double arrow.
Der Drahtvorschub erfolgt beim dem gewählten Ausführungsbeispiel also von unten nach oben.In the selected embodiment, the wire feed occurs from bottom to top.
Die Einstellung des Abstandes der feststehenden und der beweglichen Rollen R erfolgt durch einen an dem Gehäuse GH befestigten Motor M mit nachgeschaltetem Getriebe, welcher über eine Druckfeder J in x-y-Richtung eine Anpreßkraft auf eine Ausgleichswippe I ausübt. Die Schubbewegung auf die Ausgleichswippe I wird über eine nicht gesondert dargestellten Kniehebelmechanismus erzeugt, auf welchen der Motor M mit Getriebe G wirkt. Die Ausgleichswippe I führt über die Schwenk- beziehungsweise Führungsachse N eine Pendelbewegung aus, was durch den kreissegmentförmigen Pfeil in Figur 4 angedeutet ist. Hierdurch werden eventuelle Toleranzabweichungen der Drahtförderrollen R und des Schweißdrahtes DR selbst ausgeglichen. Die Verschieblichkeit der Ausgleichswippe I in x-y-Richtung wird dadurch realisiert, daß die Ausgleichswippe I mit dem Führungsbolzen N in einem Langloch L des Außenblechs der Schwinge S geführt ist.The distance between the fixed and the movable rollers R is adjusted by a motor M with a downstream gear attached to the housing GH, which exerts a pressing force on a compensating rocker I in the x-y direction via a compression spring J. The pushing movement on the compensating rocker I is generated via a toggle lever mechanism (not shown separately), on which the motor M with gear G acts. The compensating rocker I carries out a pendulum movement via the swivel or guide axis N, which is indicated by the circular segment-shaped arrow in Figure 4. This compensates for any tolerance deviations of the wire feed rollers R and the welding wire DR itself. The ability of the compensating rocker I to move in the x-y direction is achieved by the compensating rocker I being guided with the guide bolt N in an elongated hole L in the outer sheet of the rocker S.
Aus Figuren 1 und 2 zu erkennen ist ebenfalls der Hebel H, mit dem die Schwinge S manuell auf einen gewünschten Abstand zu den feststehenden Rollen R eingestellt werden kann. Der Spannhebel H weist einen (nicht dargestellten) Exzenter Ex auf, welcher stets einen exakt gleichen Anpreßdruck als Voreinstellung erzeugt. Die Verstellung des Anpreßdruckes erfolgt über Motor M, Getriebe G und Druckfeder J. Parallel zur manuellen Voreinstellung arbeitet dann erfindungsgemäß der Motor M mit dem Getriebe G dahingehend, daß der gewünschte Anpreßdruck stets erhalten bleibt. Dabei sorgt eine Ausgleichswippe I für stets gleiche Werte des Anpreßdruckes.Figures 1 and 2 also show the lever H, with which the rocker S can be manually adjusted to a desired distance from the fixed rollers R. The tensioning lever H has an eccentric Ex (not shown), which always produces an exactly equal contact pressure as a preset. The contact pressure is adjusted via motor M, gear G and compression spring J. In parallel with the manual preset, the motor M then works with the gear G according to the invention in such a way that the desired contact pressure is always maintained. A compensating rocker I ensures that the contact pressure values are always the same.
Bei dem in den Figuren näher dargestellten Drahtvorschubsystem, das vorzugsweise als Vierrollenantrieb ausgebildet ist, erfolgt die Drahteinlaufführung normalerweise über das sich konisch öffnende Hinterrollenpaar R (in der Figur unten) gegenüber dem eher geschlossen bleibenden Vorderrollenpaar R (in den Figuren oben). Nach dem Einführen der Drahtelektrode DR stellen sich die Rollenpaare R selbständig und gleichmäßig auf den Drahtelektrodendurchmesser ein. Das vollständige Öffnen der Schwinge S, zum Beispiel zu einem erforderlich werdenden Rollenwechsel entsprechend dem jeweiligen Drahtdurchmesser oder für Servicearbeiten, erfordert nicht, wie bisher, ein neues, manuelles Einstellen des Anpreßdruckes.In the wire feed system shown in the figures, which is preferably designed as a four-roller drive, the wire is normally fed in via the conically opening rear roller pair R (in the figure below) compared to the front roller pair R (in the figures above), which remains more closed. After the wire electrode DR has been inserted, the roller pairs R adjust themselves automatically and evenly to the wire electrode diameter. The complete opening of the swing arm S, for example to change the rollers when necessary according to the respective wire diameter or for service work, does not require a new, manual adjustment of the contact pressure, as was previously the case.
Der erforderliche Anpreßdruck kann bezüglich der Werkstoffkriterien und des Drahtdurchmessers digital voreingestellt sein. Ebenso kann er während des Prozesses permanent durch einen Drucksensor K überwacht sein und von dessen Meßwerten geregelt werden, welcher den Anpreßdruck überThe required contact pressure can be digitally preset with regard to the material criteria and the wire diameter. It can also be permanently monitored during the process by a pressure sensor K and controlled by its measured values, which adjusts the contact pressure via
die Druckfeder J mißt. Dabei erfolgt ein Soll-Ist-Wert-Vergleich über eine Steuerung.the compression spring J is measured. A target-actual value comparison is carried out via a control system.
Für die Drahtvorschubrollen R ist ein gemeinsamer Drehantrieb vorgesehen mit einer Antriebsrolle AR. Dabei befinden sich die einzelnen Rollen R beziehungsweise AR über Zahnräder Z in Eingriff miteinander, wodurch ein Schlupf der Antriebsrollen R untereinander vermieden ist.A common rotary drive with a drive roller AR is provided for the wire feed rollers R. The individual rollers R or AR are in engagement with one another via gears Z, which prevents the drive rollers R from slipping among one another.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29915301U DE29915301U1 (en) | 1998-09-16 | 1999-09-01 | Wire feed system |
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|---|---|---|---|
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| DE29915301U DE29915301U1 (en) | 1998-09-16 | 1999-09-01 | Wire feed system |
Publications (1)
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| DE29915301U1 true DE29915301U1 (en) | 2000-07-27 |
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ID=8062713
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000831 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20021204 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20051011 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20071011 |
|
| R071 | Expiry of right |