DE3002873A1

DE3002873A1 - Verfahren und einrichtung zum schrittweisen transport eines in einer vielpunkt- schweissmaschine erzeugten gitters

Info

Publication number: DE3002873A1
Application number: DE19803002873
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Dr Ritter; Josef Dipl Ing Dr Ritter; Klaus Dipl Ing Ritter; Rudolf Dipl Ing Scherr
Original assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Current assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2449507B1; SE439893B; ATA131279A; IT1140595B; CH646082A5; FR2449507A1; IT8019913A0; US4360724A; BE881579A; AU5541380A; SE8001139L; DE3002873C2; AT363299B; JPS55114479A; AU532973B2; SU927104A3; GB2041276B; JPS6339354B2; GB2041276A

Description

Pateöianwiüts
Dip!.-Inn. H. V-TC¹^RUCH - 4 - 28. Januar 198o

EVG Entwicklungs- u.Verwertungs-Gesellschaft m.b.H. in Graz (Steiermark, Österreich)

Verfahren und Einrichtung zum schrittweisen Transport eines in einer Vielpunkt-Schweißmaschine erzeugten Gitters

Bei der Erzeugung von Gittern aus einander kreuzenden Längs- und Querdrähten in einer Vielpunkt-Schweißmaschine wird das in Erzeugung "befindliche Gitter üblicherweise mit Hilfe von mehreren, als Haken oder Greifer ausgebildeten Transportorganen an einem Querdraht erfaßt und um eine dem gewünschten Querdrahtabstand entsprechende Strecke transportiert, worauf die Transportorgane wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren. Bei jedem solchen Transportsehritt kann ein kleiner Fehler entstehen, und diese Fehler summieren sich über die Länge des erzeugten Gitters, wodurch unzulässig große Summenfehler entstehen können.

Es ist bekannt, zur Vermeidung solcher Summenfehler die Transportorgane während des gesamten Gitterherstellungs-Vorganges mit dem zuerst an die Längsdrähte ange-

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schweißten Querdraht in Eingriff zu belassen und die Transportschritte durch eine Reihe von Anschlägen längs der Bewegungsbahn der Transportorgane festzulegen (vgl. DE-PS 1,253.215).

Nachteilig ist hierbei, daß die Zeit, welche die Transportorgane nach Fertigstellung des Gitters benötigen, um wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren, die Produktionsrate erheblich vermindert. Dieser Nachteil kann dadurch behoben werden, daß mehrere, voneinander unabhängig arbeitende Gruppen von Transportorganen verwendet werden, die abwechselnd an einem Querdraht des in Erzeugung befindlichen Gitters angreifen und einander unter- bzw. überlaufen können (vgl. AT-PS 329.95O).

In. beiden Fällen ist ein erheblicher mechanischer Aufwand für die Festlegung der Länge der Transportschritte durch die Anschläge erforderlich, wodurch einerseits die Umstellung der Schweißmaschine auf eine andere Querdrahtteilung umständlich wird und anderseits durch Verschleiß wieder neue Fehlerquellen entstehen.

Ferner können bei den bekannten Einrichtungen spezielle Korrekturen der erforderlichen Transportschritte, wie sie etwa bei einer nicht mehr vernachlässigbaren Wärmedehnung der Längsstäbe infolge der Schweißvorgänge erwünscht wären, nicht vorgenommen werden.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren zum schrittweisen Transport eines in einer Vielpunkt-Schweißmaschine aus einander kreuzenden Längs- und Querdrähten erzeugten Gitters jeweils nach dem Anschweißen eines Querdrahtes zu schaffen, bei dem unter Verwendung von Transportorganen, welche an einem Querdraht des Gitters angreifen, das Gitter um mehrere

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Schritte transportieren und sodann wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren, eine rasche Umstellung der Maschine auf verschiedene Querdrahtabstände möglich ist, auf einfache Weise spezielle Korrekturen der Transportschrittlängen vorgenommen werden können und von Fall zu FaIl ein Kompromiß zxd.sch.en kleinem Summenfehler der Transportschritte einerseits und hoher Produktionsgeschwindigkeit anderseits getroffen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die schrittweisen Transportbewegungen und die Rückkehrbewegung der Transportorgane mittels eines von einem Rechner gesteuerten hydraulischen Motors mit wesentlich höherer mittlerer Geschwindigkeit bei der Rückkehrbewegung als bei der Transportbewegung bewirkt werden und daß mittels des Rechners in Abhängigkeit von den Querdrahtabständen ermittelt wird, wieviele Transportschritte die Transportorgane bei vorgegebener maximaler Stillstandszeit des Gitters nacheinander ausführen können, bevor eine Rückkehrbewegung derselben ausgelöst werden muß.

Durch hydraulische Motoren mit Servosteuerung lassen sich Weglängen ohne Verwendung mechanischer Anschläge mit hoher Genauigkeit festlegen, und diese Weglängen können durch Steuerung des Motors vom Rechner her nach Maßgabe der gewünschten Querdrahtabstände rasch verändert und speziellen Korrekturen, wie etwa einer von der Temperatur der Längsdrähte abhängigen Korrektur, unterzogen werden. Die vorgeschlagene wesentliche Erhöhung der Geschwindigkeit der Rückkehrbewegung der Transportorgane im Vergleich zu den Transportbewegungen derselben ist im Hinblick darauf, daß die Rückkehrbe-

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wegung bei Leerlauf, die Transportbewegungen aber unter voller Belastung durch das Gitter erfolgen, leicht realisierbar: sie ermöglicht es insbesondere, bei einer relativ kurzen maximalen Stillstandszeit, durch welche die Produktionsrate der Maschine nur mäßig erniedrigt wird, eine große Anzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden Transportschritten anzuwenden und dadurch den Summenfehler weitgehend zu reduzieren. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die maximale Stillstandszeit des Gitters gleich jener Stillstandszeit gewählt, die ohnehin für das Anschweißen eines Querdrahtes erforderlich ist und sich aus Anpre3-, Schweiß- und Nachpreßzeitabschnitten zusammensetzt, so daß die Vielpunkt-Sclrweißmaschine in ihrem normalen Rhythmus arbeitet.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens bei einer zur Gitterherstellung geeigneten Vielpunkt-Schweißmaschine, bei der auf der Auslaufseite des Gitters ein auf Schienen verfahrbarer Schlitten oder Vagen vorgesehen ist, der an einem Querdraht des Gitters angreifende Transportorgane zum schrittweisen Transport des Gitters entsprechend den gewünschten Querdrahtabständen aufweist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,

2p daß auf dem Schlitten oder Wagen ein reversierbarer hydraulischer Motor für die vorzugsweise über ein Zahnritzel und eine Zahnstange erfolgende Bewegung des Wagens längs der Schienen angeordnet ist, daß dieser Antriebsmotor über einen Positionsänderungen des Wagens meldenden Impulsgeber mit einem Weglängenmesser im Rechner verbunden ist und daß der Rechner ein elektrohydraulisches Umsteuerventil im Speisekreis des Wagenantriebsmotors steuert.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genau erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Einrichtung nach der Erfindung in Seitenansicht und teilweisem Schnitt,

-Fig. 2 die gleiche Einrichtung in Ansicht von der Gitterauslaufseite her,

Fig. 3 den Transportwagen der Einrichtung nach Pig. 1, teilweise im Schnitt,

die

J¹Xg. 4a und 4b in Draufsicht bevorzugte Ausführungs—

formen der Transportorgane,

Pig. 5 eine schematische Darstellung des Schaltungsaufbaues,

Fig· 6 ein bevorzugtes Zeit- Wegdiagramm des vom Transportwagen zurückgelegten Weges.

Hinter einer allgemein mit Λ bezeichneten, nach der elektrischen Widerstandsmethode arbeitenden Yielpunkt-Schweißmaschine, der die Längsdrähte 1 für das herzustellende Gitter in "Richtung des Pfeiles P und die Querdrähte Q beispielsweise in Richtung senkrecht zur Zeichenebene zwischen den nur schematisch angedeuteten Schweißelektrodenreihen 2 und 3 zugeführt werden, ist eine von einem Rechner (31 in Pig- 5) gesteuerte, schrittweise arbeitende Gittertransporteinrichtung 4 vorgesehen, deren Transportschritte entsprechend dem Querdrahtabstand des herzustellenden Gitters einstellbar sind. Auch die Stillstandszeiten zwischen den

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einzelnen Transportschritten sind entsprechend den vom Material und Durchmesser der verarbeiteten Drähte abhängigen Vorpreß-, Schweiß- und Nachpreßzeiten mittels des Rechners einstellbar. Mehrere an einem Wagen 6 der Transporteinrichtung 4- montierte Haken 5 greifen an einem bereits angeschweißten Querdraht D des in Fertigung befindlichen Gitters G an, um dieses Gitter nach jedem Schweißvorgang jeweils um den gewünschten Querdrahtabstand xieiterzutransportieren.

Die Laufbahn des Wagens 6 wird von seitlichen Ständern 7 getragen, die von Längsträgern 8 überbrückt sind, an welchen nach innen vorspringende Laufschienen 9 angebracht sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird jede Laufschiene 9 "von zwei oberen und zwei unteren Hadern 10 des Wagens 6 umfaßt.

Auf jeder der beiden Laufschienen 9 ist eine Zahnstange 11 unverschieblieh angeordnet, in welche je ein Zahnritzel 12 eingreift. Die Zahnritzel 12 sind drehfest mit einer Welle 13 verbunden, deren Mittelteil 14 verstärkt ausgebildet ist, um ein elastisches Tordieren der Welle 13 möglichst auszuschalten. Die Welle 13 wird über ein Zahnradgetriebe 15 "von einem auf einer Eonsole des Wagens 6 montierten hydraulischen Motor 16 angetrieben, wobei mit diesem Motor 16 ein Impulsgeber 17 verbunden ist, der bei jeder Bewegung des Motors und jeder von einer solchen Bewegung hervorgerufenen Verschiebung des Gitters G Impulse abgibt, aufgrund welcher die jeweilige Position des Hakens 5 bzw. des von diesem erfaßten Gitters G gegenüber einer vorgegebenen Bezugsstellung genau feststellbar ist.

Der Transportwagen 6 hat ein kastenförmiges Gehäuse, an dem gemäß Fig. 3 die Transporthaken 5 um eine Achse

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18 verschwenkbar gelagert sind. Die Verschwenkung der Transporthaken 5 erfolgt mittels eines hydraulischen Zylinders 19 und ermöglicht es, diese Haken mit einem bereits verschweißten Querdraht D in Eingriff zu bringen. Jeder Haken 5 kann durch einen schwenkbaren Klemmhebel 23, der mittels eines weiteren hydraulischen Zylinders 24- betätigbar ist, zu einem Greifer ergänzt werden. Die Ausbildung als Greifer bietet den Vorteil, daß sich das jeweils schnell um einen Schritt zu transportierende Gitter nicht unter der Wirkung von Trägheitskräften weiter bewegen kann, als dies erwünscht ist, was vor allem dann möglich wäre, wenn Gitter aus dicken, abgelängten Stäben erzeugt werden sollen.

Insbesondere bei Gittern aus feinen Drähten empfiehlt es sich, wie Fig. 4-a zeigt, die Haken 5, 5' paarweise beidseits der Längsdrähte L und unmittelbar neben diesen anzuordnen, um ein Verbiegen der Querdrähte D beim Gittertransport zu vermeiden. Fig. 4b zeigt schematisch einen ähnlich ausgebildeten Doppelhaken 5» 5'? der greiferartig mit einem (im Schnitt gezeichneten) Klemmhebel 23 nach Fig. 3 zusammenwirkt.

Vorteilhaft ist im Bereich der Schweißelektrodenreihen 2, 3 noch eine die Schweißlinie definierende, aus Anschlägen für den eben angeschweißten Querdraht Q

gebildete Rücklaufsperre 22 vorgesehen, welche ver- - hindert, daß bei Schweißmaschinen, bei welchen die Gitterlängsdrähte L von Vorratshaspel!! abgezogen werden, das Gitter während der Zeit, in welcher die Haken 5 nicht in Eingriff mit einem Querdraht D stehen, - unter der Einwirkung elastischer Kräfte in

Richtung zu den Haspeln zurückgezogen werden kann

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Durch die Rücklaufsperre 22 und die Haken "bzw. Greifer 5 kann somit das Gitter in eine ganz bestimmte, festlegbare Position gebracht und in dieser festgehalten werden.

Die Länge der einzelnen Transportschritte wird gemäß Pig. 5 in ein Programmeingabegerät 30 eingegeben. Ein Rechner 3^ ermittelt aus diesen Eingabewerten die erforderlichen, aufeinanderfolgenden Positionen, die von dem Transportwagen 6 angefahren werden müssen, damit einzelne Querdrähte in gewünschten gegenseitigen Abständen auf die Gitterlängsdrähte aufgeschweißt werden können.

Im Rechner 31 können die gewünschten Transportschritte auch um vorgegebene Faktoren proportional verändert werden, um etwa die unvermeidliche Wärmedehnung der Jjängsdrähte beim Schweißen ausgleichen zu können.

Weiters kann dem Rechner auch die zugelassene maximale Stillstandszeit des Gitters eingegeben werden. Je langer diese gewählt wird, desto kleiner wird der Summenfehler, wobei allerdings die Produktionsrate absinkt. Die Wahl der maximalen Stillstandszeit hängt daher davon ab, ob besondere Genauigkeit der herzustellenden Gitter gefordert wird oder mehr Wert auf eine hohe Produktionsrate gelegt wird. Im Grenzfall kann als maximale Still- Standszeit jene Zeit angewendet werden, die für einen Schweißvorgang erforderlich ist und sich aus der Zeit für das Vorpressen, der eigentlichen Schweißzeit und der Zeit für das Nachpressen zusammensetzt. Ferner sind im Rechner die gewünschten Geschwindigkeiten für das schrittweise Transportieren des Gitters und ~tmK. für die Rückkehrbewegung des Transportwagens 6 gespeichert.

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Der Rechner 31 steuert nun einerseits über einen elektrohydraulischen Schieber 32 die Bewegungen der Transporthaken 5, damit diese zu einem gegebenen Zeitpunkt einen bestimmten Querdraht erfassen oder wieder freigeben, und anderseits über ein elektrohydraulisches Ventil 331 dem ein Digital-Analogwandler 34 vorgeschaltet ist, den hydraulischen Motor 16 der Gittertransportvorrichtung 4. Das Ventil 33 ist so ausgebildet, daß es den Druckmittelzufluß zum Motor 16 proportional zu der vom Rechner 31 über den Wandler 34 angelegten Spannung steuert. In einem Weglängenmesser 35 wird während jeder Bewegung des Wagens 6 dessen genaue Stellung längs der Laufschienen 9 durch Aufsummieren der vom Impulsgeber 17 ausgehenden Impulse und Vervielfachung der Impulszahl mit der zwischen jeweils zwei Impulsen zurückgelegten Wegstrecke ermittelt. Der so bestimmte Wert wird dem Rechner ebenso zugeleitet wie eine Meldung der Schweißmaschine 1, sobald das Gitter von den Elektroden freigegeben und für einen Weitertransport bereit ist.

Der Gittertransport erfolgt nun in der Weise, daß die Haken 5 einen Gitterquerdraht D erfassen und diesen während mehrerer Transportschritte festhalten. Der Rechner 31 ermittelt nun laufend aufgrund der vorgegebenen Geschwindigkeit der Rückkehrbewegung des Wagens 6 sowie aufgrund des zurückgelegten Transportweges, zu welchem noch die Größe des im nächsten, noch nicht ausgeführten Transportschritt zurückzulegenden Weges hinzugezählt wird, die Zeit, die erforderlich wäre, um den Wagen 6 nach Vollendung des nächsten Transportschrittes in seine Ausgangslage zurückzuführen. Ist diese Zeit kleiner als die programmierte maximale Stillstandszeit des Gitters, die vorzugsweise gleich der für eine Schweißung erforderlichen Stillstandszeit ist, so wird ein nächster Transportschritt ausgeführt, wobei die

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Haken 5 weiterhin an dem gleichen Querdraht D wie bisher angreifen. Ergibt die Rechnung jedoch, daß die für die Rückkehrbewegung des Wagens 6 nach dem nächsten Transportschritt erforderliche Zeit größer wäre als die vorgegebene maximale Stillstandszeit des Gitters, so werden die Haken 5 "vom Gitter G gelöst und der Wagen 6 zurückgeführt, so daß die Haken 5 einen anderen, nahe der Schweißlinie liegenden Querdraht erfassen können.

Wegen der Breite der Elektroden ist ein solches Erfassen des Gitters im Elektrodenbereich, d.h. auf der Schweißlinie nicht möglich. Der Rechner ermittelt deshalb vorzugsweise die Lage eines bereits mit den Längsdrähten verschweißten, außerhalb der Schweißlinie liegenden Querdrahtes und führt den Wagen 6 nur soweit zurück, daß die Haken 5 d.en gewählten Querdraht erfassen können.

In !'ig. 6 ist das Zeit-Weg-Diagramm des Transportwagens 6 unter der Annahme dargestellt, daß die Rückkehrzeit des Wagens 6 gleich der für einen Schweißvorgang erforderlichen Stillstandszeit A ist. Die zur Durchführung eines TransportSchrittes erforderliche Zeit ist mit B bezeichnet. Es ist erkennbar, daß im dargestellten Beispiel der Wagen nach drei Transporta±ritten in seine Ausgangslage zurückkehrt.

Der Patentanwalt

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Claims

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Patentanspruch?

Verfahren zum schrittweisen Transport eines in einer Vielpunkt-Schweiimaschine aus einander kreuzenden Längs- und Querdrähten erzeugten Gitters jeweils nach dem Anschweißen eines Querdrahtes, unter Verwendung von TransportOrganen, die an einem Querdraht des Gitters angreifen, das Gitter um mehrere Schritte transportieren und sodann wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren, dadurch gekennzeichnet, dai die schrittweisen Transportbewegungen und die Rückkehrbewegung; der Transportorgane mittels eines von einem Rechner gesteuerten hydraulischen Motors mit wesentlich höherer mittlerer Geschwindigkeit bei der Rückkehrbewegung als Oei der Transportbewegung bewirkt werden und daß mittels des Rechners in Abhängigkeit von den Querdraht-

-^z- abständen ermittelt wird, wieviele Transportschritte die Transportorgane bei vorgegebener maximaler Stillstandszeit des Gitters nacheinander ausführen können, bevor eine Rückkehrbewegung derselben ausgelöst werden muli.

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?.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die maximale Stillstandszeit des Gitters zumindest angenähert gleich der zum Anschweißen eines Querdrahtes erforderlichen Zeit gewählt wird.

3· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

Anspruch Λ oder 2 "bei einer zur Gitterherstellung geeigneten Vielpunkt-Sch.wei3masch.ine, bei der auf der Auslaufseite des Gitters ein auf Schienen verfahrbarer Schlitten oder Wagen vorgesehen ist, der an einem Cuer-

¹C draht des Gitters angreifende Transportorgane zum schrittweisen Transport des Gitter- ent sprechend den gewünschten Querdrahtabständen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlitten oder Wagen (6) ein reversierbarer hydraulischer Antriebsmotor (16)

"■5 für die vorzugsweise über ein Zahnritzel (12) und eine Zahnstange (11) erfolgende Bewegung des Wagens (6) längs der Schienen (9) angeordnet ist, daß dieser Antriebsmotor über einen Positionsänderungen des Wagens (6) meldenden Impulsgeber (17) mit einem Weglängen-

<?0 messer (35) im Rechner (3Ό verbunden ist und daß der Rechner (31) ein elektrohydraulisches Umsteuerventil (33) im Speisekreis des Wagenantriebsmotors (16) steuert.

4-. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (3Ό einen hydraulischen Schieber od.dgl. (32) im Speisekreis von hydraulischen Zylindern (19, 24-) steuert, mit welchen als Haken (5) ausgebildeten Transportorganen eine Schwenkbewegung zum Erfassen bzw. Freigeben eines Querdrahtes (D) und gegebenenfalls zum Klemmen desselben nach Art eines Greifers (5_? 23) erteilbar ist.

5- Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rechner (31) gespeicherten Werte

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für die Querdrahtabstände um einen gemeinsamen Faktor "veränderbar sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, insbesondere für Vielpunkt-Schweißmaschinen, bei welchen die Längsdrähte von Vorratshaspeln abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schweißlinie der Vielpunkt-Schweißmaschine eine durch Querdrahtanschläge gebildete Rücklaufsperre (22) für das Gitter (G) angeordnet ist.

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