DE3434746C2

DE3434746C2 -

Info

Publication number: DE3434746C2
Application number: DE19843434746
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. 7302 Ostfildern De Scholz; Herbert Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Gzik
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1988-07-14
Also published as: DE3434746A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Anschweißteiles an einem Grundwerkstück mittels eines Industrieroboter-Schweißsystems nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.

Ein Verfahren dieser Art ist Gegenstand des US-Patentes 44 20 674. Dabei werden mehrere im Schwenkbereich des Industrieroboters angeordnete Werkstückhalter zusammen mit dem jeweiligen Werkstück vom Industrieroboter erfaßt, zu der vorgesehenen Anschweißstelle gebracht und zur Durchführung des Anschweißvorganges unter Strom gesetzt. Nach Beendigung des Anschweißvorganges wird der Werkzeughalter abgelegt und ein weiteres Werkstück übernommen.

Bei diesem Verfahren kann das Anschlußteil nicht in einem die Werkstücke selbsttätig zuführenden Teilemagazin gestapelt sein, sondern wird mittels je eines speziellen Werkzeughalters zugeführt, der von Hand gefüllt werden muß. Außerdem können mittels des vorbekannten Verfahrens im wesentlichen nur Anheftvorgänge für verhältnismäßig kleine und leichte bzw. wenig belastete Teile vorgenommen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsttätiges Industrieroboter-Schweißsystem der eingangs genannten Art in der Weise weiter zu entwickeln, daß auch größere und höher belastete Anschweißteile, die zu ihrer Befestigung einen Anheft- und einen Ausschweißvorgang erfordern, mittels eines einzigen, in seinem Bewegungsablauf frei programmierbaren Industrieroboters und ohne Verwendung kostspieliger, speziell auf das jeweilige Anschweißteil zugeschnittener Spezialvorrichtungen an einem Grundwerkstück befestigt werden können.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch das im Kennzeichen des Patentanspruches angegebene Verfahren gelöst.

Mittels des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens können Anschweißteile von praktisch beliebiger Art an verschiedene Grundwerkstücke unter Verwendung eines Industrieroboters mittels hoch belastbarer Schweißnähte in kostensparender Weise angeschweißt werden, ohne daß hierzu aufwendige Spezialvorrichtung, in welche die Anschweißteile von Hand eingelegt werden müssen, oder ein zweiter, mit dem ersten Industrieroboter zusammenarbeitender Industrieroboter zur vorherigen Positionierung der Anschweißteile erforderlich ist.

Dabei werden neben den Kosten für einen zweiten Roboter u. a. auch die bei der Zusammenarbeit mehrerer Roboter unvermeidlich entstehenden Wartezeiten vermieden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, worin im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erörtert ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Haltevorrichtung für ein erfindungsgemäßes Roboter-Schweißsystem, und

Fig. 2 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Schweißsystems in perspektivischer Darstellung.

Gemäß Fig. 1 ist an einem feststehenden Greiferarm 3 unter Zwischenlage einer Isolierplatte 2 eine Elektrode 1 befestigt. Zur Befestigung dienen Schrauben 18, welche in bekannter Weise durch nicht näher dargestellte Isolierbuchsen gesteckt sind, damit kein Stromübergang von der Elektrode 1 auf den Greifer arm 3 erfolgen kann. Zum Anschluß der Elektrode 1 an den po sitiven Pol 17 des Schweißstromkreises ist eine an der Elektrode 1 befestigte Zuleitung 4 vorgesehen.

Mit dem feststehenden Greiferarm 3 wirkt ein um eine Achse 20 in Pfeilrichtung A, B schwenkbarer Greiferarm 6 zusammen, an welchem eine Anpreßplatte 8 angelenkt ist. Zur Betätigung des beweglichen Greiferarmes 6 dient ein Hydraulikzylinder 7, welcher mittels einer Zugstange getrieblich mit dem Greiferarm 6 verbunden ist.

In einem Langloch 10 des feststehenden Greiferarmes 3 ist ein Anschlag 9 verschieblich gelagert, welcher auf verschiedene Größen der vom Greifer erfaßten Anschweißteile 5 einstellbar ist und diesen eine definierte Lage innerhalb des Greifers 3, 6 verleiht.

Der gesamte Greifer 3, 6 ist mittels einer nicht näher darge stellten Werkzeugwechseleinrichtung bekannter Art abnehmbar an einem Roboterarm 14 befestigt. Die Trennstelle befindet sich dabei zwischen einer am Roboterarm angeordneten Auflage platte 13 und einer am Greifer befestigten Grundplatte 12. Die Grundplatte 12 ist um eine senkrecht zur Bewegungsachse 20 des Greiferarmes 6 verlaufende Achse 22 des Industrierobo ters in Pfeilrichtung C-D verschwenkbar.

Das vom Greifer 3, 6 erfaßte Anschweißteil 5 ist an seiner dem Grundwerkstück zugekehrten Seite mit Buckeln oder Spitzen ver sehen, welche einen örtlich begrenzten Stromfluß zum Grundwerk stück herstellen können und dadurch nach dem Andrücken des An schweißteiles an das Grundwerkstück und nach dem Beaufschlagen der Elektrode 1 mit Schweißstrom ein Anheften des Anschweiß teiles 5 an das Grundwerkstück bewirken.

Zusätzlich oder anstelle des Greifers 3, 6 kann eine Saugvor richtung oder ein Haltemagnet für das Anschweißteil vorgesehen sein. Soweit dabei der Greifer entfällt, wird die Elektrode 1 mittels eines eigenen Schwenkhebels mit dem Anschweißteil in Berührung gebracht.

Gemäß Fig. 2 ist im Schwenkbereich eines Roboterarmes 14 eine um eine Achse 29 drehbare Werkstückaufnahme 23 angeordnet, welche ein Werkstück 16 trägt. Eine Klemmschraube 24 verbindet mittels einer Zuleitung 28 das Werkstück mit dem negativen Pol 27 des Schweißstromkreises. Beim Schließen des Stromkreises nach Herstellung eines mittels einer Bewegung des Roboterarmes 14 in Pfeilrichtung F hervorgerufenen Kontaktes des Anschweiß teiles 5 mit dem Grundwerkstück 16 wird das Anschweißteil 5 an das Grundwerkstück 16 geheftet.

Das Anheften eines Anschweißteiles geschieht je nach Ausführung der Schweißanlage und Vorbereitung des Anschweißteiles z. B. durch modifiziertes Buckelschweißen oder Lichtbogenpreßschweißen mit Spitzen- oder Hubzündung. Die Schweißqualität braucht dabei nur dazu ausreichen, das Anschweißteil sicher in seiner Lage festzuhalten, wobei als Belastung der Heftverbindung im wesent lichen nur die Gewichtskraft des Anschweißteiles auftritt.

Der gesamte Schweißvorgang läuft folgendermaßen ab:

Der an dem Roboterarm 14 angebrachte Greifer 3, 6 greift ein An schweißteil 5 aus einem Teilemagazin 30 und positioniert es an der programmierten Anschweißstelle. Durch Beaufschlagen mit hohem Strom tritt an den Berührungsstellen zwischen dem An schweißteil und dem Grundwerkstück eine örtliche Verschmelzung auf, wodurch das Anschweißteil am Grundwerkstück 16 fixiert wird.

Die richtige Positionierung des Anschweißteiles 5 erfolgt durch programmierte Bewegungen des Greifers 3, 6 in den Koordinaten richtungen F, G und H, sowie durch Verdrehen des Anschweißtei les 5 in Pfeilrichtung C-D, wobei die Anschweißstelle vorher durch Drehung des Grundwerkstückes in Pfeilrichtung E um die Achse 29 an die vom Roboterarm 14 angesteuerte Arbeitsstelle gebracht wird. Durch die zuletzt genannte Verschwenkmöglich keit wird die Programmierung der Roboterbewegung vor allem im Falle von rotationssymmetrischen Werkstücken der in der Figur dargestellten Art stark vereinfacht.

Nachdem alle Anschweißteile 5 fixiert sind, wird der Greifer 3, 6 in einem Werkzeugmagazin 31 abgelegt und das Ausschweiß werkzeug aufgenommen. Das Ausschweißen erfolgt in der bei Industrieroboterschweißsystemen bekannten Weise.

Claims

Verfahren zum Befestigen von Anschweißteilen an einem Grundwerkstück mittels eines Industrieroboter-Schweißsystems, bei welchem jeweils ein im Schwenkbereich des Industrieroboters angeordnetes Anschweißteil übernommen und zur Durchführung des Anschweißvorganges zu der vorgesehenen Anschweißstelle verbracht wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) eine am Werkzeugarm (14) des Industrieroboters angebrachte Haltevorrichtung (3, 6) ergreift ein in einem Teilemagazin bereit gehaltenes, auf seiner dem Grundwerkstück zugewandten Seite mit Buckeln oder Spitzen (11) zur örtlich begrenzten Stromübertragung auf das Grundwerkstück (16) versehenes Anschweißteil (5) und positioniert es an der vorprogrammierten Anschweißstelle,
- b) das Anschweißteil (5) wird mittels einer in der Haltevorrichtung (3, 6) vorgesehenen Elektrode (1) unter Strom gesetzt, so daß an den Berührungsstellen zwischen dem Anschweißteil (5) und dem Grundwerkstück (16) zur Fixierung des Anschweißteiles am Grundwerkstück ausreichende Verschmelzungen auftreten, und
- c) nach der Fixierung aller Anschweißteile (5) am Grundwerkstück (16) wird die Haltevorrichtung (3, 6) in einem Werkzeugmagazin abgelegt, an ihrer Stelle eine Schweißpistole aufgenommen und der Ausschweißvorgang nach Programm durchgeführt.