DE3409044A1

DE3409044A1 - Industrial robot for arc welding

Info

Publication number: DE3409044A1
Application number: DE19843409044
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7024 Filderstadt Paasch
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1985-04-04

Abstract

The invention relates to an industrial robot for arc welding with a multi-axially movable working arm and a welding head fixed to the free end of said arm. Among other things, the wire electrode that is being consumed is fed from a storage roll via a trunklike cable and hose line system to the welding head. In order to be able to feed the wire electrode to the welding head with constant velocity and in a constant relative position despite the substantial and unloading movement of the welding torch and of the trunklike cable and hose line system leading to the latter, the feed device for the wire electrode is arranged in the immediate vicinity of and in a constant relative position to the welding head. Better welding results and higher functional reliability can thereby be obtained with the industrial robot.

Description

Industrieroboter zum Lichtbogenschweißen Industrial robots for arc welding

Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter zum Lichtbogenschweißen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie er beispielsweise aus der Veröffentlichung 1983 Decade of Robotics,einer Sonderveröffentlichung zu der Zeitschrift The Industrial Robot Magazine anläßlich ihres zehnjährigen Erscheinens als bekannt hervorgeht, und zwar ist dort in diesem Zusammenhang auf den Artikel auf den Seiten 40 bis 43 zu verweisen.The invention relates to an industrial robot for arc welding according to the preamble of the claim, for example from the publication 1983 Decade of Robotics, a special publication for The Industrial magazine Robot Magazine emerges as known on the occasion of its ten-year publication, and that is in this context on the article on pages 40 to 43 to refer.

Bei derartigen Lichtbogen-Schweißrobotern ist ein rüsselartig gebündeltes Kabel- und Schlauchsystem zwischen dem Schweißkopf und ortsfest angeordneten Ver- und Entsorgungseinrichtunge für Schweißstrom, Kühlwasser, Schutzgas und sich verzehrender Drahtelektrode vorgesehen. Auch der Drahtvorschub des sich verbrauchenden Elektrodendrahtes ist abgerückt vom Schweißkopf an einer ortsfesten Stelle angeordnet.In such arc welding robots, one is bundled in a trunk-like manner Cable and hose system between the welding head and the fixed connection and disposal facilities for welding current, cooling water, protective gas and consumables Wire electrode provided. Also the wire feed of the consumed electrode wire is arranged away from the welding head at a stationary point.

Wesentliche Voraussetzungen für ein störungsfreies Schweißen bei guter Schweißqualität des Werkstückes und wirtschaftlichem Einsatz der Lichtbogenschweißroboter ist eine gleichbleibende Zuordnung der Schweißdrahtelektrode zur Fügestelle des Werkstückes und zum Schweißkopf. Bewegungen der Schweißdrahtführung innerhalb des rüsselartigen gebündelten Kabel- bzw. Schlauchsystems, welches von einer ortsfesten Stelle zu dem Schweißkopf führt, verursachen jedoch nicht nur Unstetigkeiten des Vorschubes beim Schweißdraht, sondern auch sprungartige Verdrehungen und Lageveränderungen innerhalb des Schweißbrenners.Essential prerequisites for trouble-free welding with good Welding quality of the workpiece and economical use of the arc welding robots is a constant assignment of the welding wire electrode to Joining point of the workpiece and to the welding head. Movements of the welding wire guide within the trunk-like bundled cable or hose system, which from a fixed point leads to the welding head, but not only cause discontinuities the feed rate of the welding wire, but also sudden twists and changes in position inside the welding torch.

Dadurch wird der Prozeßablauf beim Schweißen und eine gleichbleibende Zuordnung der Drahtelektrode innerhalb des Schweißbrenners sowie relativ zur Fügestelle des Werkstückes beeinträchtigt.This makes the process flow during welding and a constant one Allocation of the wire electrode within the welding torch and relative to the joint of the workpiece impaired.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu verhindern und einen hinsichtlich Geschwindigkeit und Lage des Schweißdrahtes innerhalb des Schweißkopfes gleichbleibenden Drahtvorschub zu erreichen, so daß bessere Schweißergebnisse mit dem Lichtbogen-Schweißroboter erzielbar sind.The object of the invention is to prevent these disadvantages and a regarding the speed and position of the welding wire within the welding head to achieve constant wire feed, so that better welding results with the arc welding robot can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Dank der schweißkopfnahen Anordnung des Drahtvorschubes bleiben Lageveränderungen des Schweißdrahtes innerhalb der schlauchartigen flexiblen Drahtführung in dem rüsselartig gebündelten Kabel- bzw. Schlauchsystem unerheblich für die Genauigkeit der Drahtzufuhr und für die Drahtlage innerhalb des Schweißkopfes.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the claim solved. Thanks to the arrangement of the wire feeder close to the welding head changes in position of the welding wire remain within the hose-like flexible Wire routing in the trunk-like bundled cable or hose system is irrelevant for the accuracy of the wire feed and for the wire position within the welding head.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert; dabei zeigen: Figur 1 eine Schrägansicht auf einen Industrieroboter zum Lichtbogenschweißen und Figur 2 eine Einzeldarstellung des Schweißkopfes des Industrieroboters nach Figur 1 mit in dessen unmittelbarer Nähe angeordneten Drahtvorschub.The invention is based on an embodiment shown in the drawings briefly explained below; show: FIG. 1 an oblique view of one Industrial robots for arc welding and FIG. 2 shows an individual illustration of the Welding head of the industrial robot according to Figure 1 with in its immediate vicinity arranged wire feed.

Der in Figur 1 gezeigte Industrieroboter 1 weist einen mehrachsig beweglichen Arbeitsarm 2 auf, an dessen freien Ende ein Schweißkopf 3 angeordnet ist. In diesem Schweißkopf wird eine sich verbrauchende Drahteleketrode 4 zur Schweißstelle sowie um die Drahtelektrode herum ein Schutzgasstrom zugeführt. In einer anderen Schweißkopfausführung ist auch eine seitliche Schutzgaszufuhr mit winklig zur Drahtelektrode angeordnetem Schutzgasrohr möglich. Ferner wird über gesonderte Kabel der Schweißstrom dem Schweißkopf 3 zugeleitet und über ein gesondertes Kontaktstück nahe der Schweißstelle in die Drahtelektrode 4 übertragen. Wegen der elektrischen Erwärmung des Schweißkopfes und der Strahlungserwärmung durch den Lichtbogen muß der Schweißkopf gekühlt werden, wozu dem Schweißkopf Kühlwasser zugeführt und von ihm wieder abgeleitet werden kann. Auch eine Schweißkopfkühlung mit Luft oder mit dem Schutzgas ist bei geringeren Brennerleistungen denkbar. Diese ganzen Versorgungsleitungen sind in einem rüsselartig gebündelten System 9 von Kabel- und Schlauchlei- tungen untergebracht. Dieses führt zu einer ortsfesten Einrichtung, in der die ganzen Aggregate zur Ver- und Entsorgung des Schweißkopf es 3 untergebracht sind. Unter anderem ist dort auch eine Vorratsrolle 6 für die sich verbrauchende Drahtelektrode 4 vorgesehen. Innerhalb des rüsselartigen Kabelsystems 9 ist auch eine schlauchartige Führungseinrichtung 5 nach Art einer Bowdenzughülle angeordnet, in der die Drahtelektrode 4 mit geringem Spiel gleiten kann.The industrial robot 1 shown in Figure 1 has a multi-axis movable working arm 2, at the free end of which a welding head 3 is arranged is. In this welding head, a consuming wire electrode 4 becomes the welding point and a flow of protective gas is supplied around the wire electrode. In another The welding head version is also a side shielding gas supply at an angle to the wire electrode arranged shielding gas pipe possible. The welding current is also supplied via separate cables fed to the welding head 3 and via a separate contact piece near the welding point transferred into the wire electrode 4. Because of the electrical heating of the welding head and the radiant heating from the arc, the welding head must be cooled, for which purpose cooling water can be fed to the welding head and can be diverted from it again. A welding head cooling with air or with the shielding gas is also possible with less Burner performance conceivable. All these supply lines are trunk-like in one bundled system 9 of cable and hose lines housed. This leads to a fixed facility in which all the units are and disposal of the welding head 3 are housed. Among other things is there too a supply roll 6 is provided for the wire electrode 4 which is being used up. Within of the trunk-like cable system 9 is also a hose-like guide device 5 arranged in the manner of a Bowden cable sleeve, in which the wire electrode 4 with little Game can slide.

Während des Schweißens vollführt der Schweißkopf 3 entsprechend dem Schweißnahtverlauf relativ komplizierte Bewegungen, insbesondere dann, wenn, bedingt durch den Nahtverlauf und/oder Bewegungsgrenzen des Arbeitsarmes des Industrieroboters, ein Umsetzen bzw. "Umgreifen" des Arbeitsarmes erforderlich ist. Bei diesen Schweißkopfbewegungen kann es innerhalb der Führungseinrichtung 5 zu Verlagerungen des Schweißdrahtes in Längs- und in Querrichtung und auch zu Verdrillungen kommen, zumal der Schweißdraht 4 von einer Spule abgewickelt werden muß und noch ein davon herrührender Drall elastisch in ihm enthalten ist. Ungleichmäßigkeiten im Drahtvorschub können sich bei herkömmlichen Lichtogen-Schweißrobotern mit abgerückt vom Schweißkopf angeordnete Vorschubeinrichtung auch beim Zünden des Lichtbogens ergeben; in einer gewissen Anlaufphase pendelt sich dann erst ein gleichmäßiger Vorschub ein. Um diese Relativbewegungen der Drahtelektrode 4 innerhalb der Führungseinrichtung 5 bei Schweißkopfbewegungen vom Schweißkopf selber fernzuhalten, ist die Vorschubeinrichtung 7 einschließlich ihres Elektromotors 8 in unmittelbare Nachbarschaft zum Schweißkopf 3 herangerückt und unbeweglich relativ zum Schweißkopf 3 gehaltert. Im übrigen ist anstelle eines elektromotorischen auch ein pneumatischer Antrieb der Vorschubeinrichtung denkbar. Trotz sehr ausladender und weiträumiger Bewegungen des Schweißbrenners und des rüsselartigen Kabelsystems 9 wird dennoch die Drahtelektrode 4 sowohl hinsichtlich der Vorschubgeschwindigkeit als auch hinsichtlich der Lage gleichbleibend dem Schweißkopf 3 zugeführt, so daß gute Schweißergebnisse und eine größere Funktionssicherheit mit dem Industrieroboter erzielbar sind.During the welding, the welding head 3 performs accordingly Weld seam course relatively complicated movements, especially when, conditional due to the seam course and / or movement limits of the working arm of the industrial robot, it is necessary to move or "grip around" the working arm. With these welding head movements the welding wire can be displaced within the guide device 5 in the longitudinal and transverse direction and also to twist, especially since the welding wire 4 must be unwound from a spool and a twist resulting therefrom has to be elastic is contained in it. Wire feed irregularities can occur with conventional Arc welding robots with a feed device arranged away from the welding head also result when the arc is ignited; commutes in a certain start-up phase Only then does a uniform feed occur. About these relative movements of the wire electrode 4 within the guide device 5 during welding head movements from the welding head himself The feed device 7 including its electric motor 8 is to be kept away moved in the immediate vicinity of the welding head 3 and relatively immobile to the welding head 3 held. Incidentally, instead of an electric motor, too a pneumatic drive of the feed device is conceivable. Despite being very expansive and extensive movements of the welding torch and the trunk-like cable system 9 is nevertheless the wire electrode 4 both in terms of the feed speed as well as with regard to the position constantly fed to the welding head 3, so that good welding results and greater functional reliability with the industrial robot are achievable.

Claims

Industrial robot for arc welding with a multi-axis movable working arm and a welding head held at its free end, the one held remotely in a flexible hose-like guide device Supply roll by means of a motor-driven feed device a wire electrode that consumes during welding can be fed, characterized in that that the feed device (7) in the immediate vicinity and in a constant relative position is arranged to the welding head (3).